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10 mai 2010 1 10 /05 /mai /2010 00:11

Pour réaliser ces mesure j'utilise un dataloger EagleTree. Ce matériel permet d'enregistrer la tension et l'intensité en sortie de pack, + un certain nombre d'autres paramètres en fonction des capteurs dont on dispose.

 

Pour ma part j'ai un modèle simple, je ne peux mesurer en plus de U et I que la vitesse moteur (ici au moyen d'un capteur qui se branche sur un des fils du moteur brushless) et une température.

 

Le logger permet d'enregistrer les paramètres durant l'utilisation du modèle et d'exploiter les résultats ensuite. l'enregistrement peut bien entendu se faire durant le vol, ici j'ai fait un enregistrement en statique avion maintenu au sol. l'avion utilisé est mon "Miss Chief" équipé d'un moteur Hypérion Z3007 6 tours, et alimenté par un un pack lipo 3S 2200 mA.

 

Le but de ces mesures était de déterminer :

     - la puisance consommée maximale

     - l'intensité maximale (pour vérifier le deimensionnement du pack, du controleur et du moteur)

     - la résistance du pack (pour le plaisir).

 

L'intensité maximale au sol n'est pas égale à celle que l'on obtiendrait en vol mais les valeurs sont comparables. Il faudrait bien entendu recommencer le test en vol pour affiner.

 

La procédure a été simple : démarrage moteur, mise de gaz à fond progressive, maintient des gaz à fond quelques secondes, puis retour à l'arrêt moteur.

 

Sur les courbes ci-dessous on voit l'évolution de la vitesse moteur, de l'intensité, de la tension et de la puissance :

 

puissance et tours moteur sur première mise de gaz

 

premières courbes, l'évolution de la puissance (en violet) et du régime moteur (en jaune). Le régime moteur s'élève jusqu'à 11500 tours/mn environ puis redescend aux alentours de 10500 tours/mn ou il se stabilise. Pourquoi redescend-il ? J'ai peut être un tout petit peu relaché les gaz.

On voit que la puissance maximum est de 200 watts, ce qui semble correct pour un modèle de 1kg environ destiné à servir de trainer (200 watts/kg).

 

 

 

 

tension et intensité sur première mise de gaz

 

Courbes suivantes, l'intensité et la tension. Lors de la mise de gaz l'intensité augment (plus de couple à vaincre) et monte jusqu'à 22 ampères. Donc le controleur de 30 ampères que j'utilise est bien adapté à ce modèle. Par ailleurs mon pack est du 18C c'est ok, je l'utiliserai à 10C au plus. Notons qu'il y a intérêt sur ce modèle à utiliser au moins des packs donnant vraiment 15C (par marqué 25C qui en donne 10 comme cela arrive).

La tension baisse quand l'intensité augment. cette diminution est ici importante puisque on perd environ 2 volts entre le début de la mise de gaz et le moment ou la vitesse moteur est maximum.

 

 determination de E et Ri pack tout debut de pack

 Voici une application un peu moins usuelle du logger. Je me suis servi des données enregistrées pour calculer la résistance interne de mon pack. Pour cela j'ai exporté les données dans Excel, et j'ai tracé la tension en fonction de l'intensité. Puis j'ai demandé à Excel de tracer la droite de régression pour ces points et de m'en donner l'équation. On vérifie bien que la théorie est respectée et que la tension varie linéairement en fonction de l'intensité. Le coefficient de corrélation R² est presque égal à 1 ce qui prouve que mes points expérimentaux sont bien alignés. Excel me permet de déterminer les deux constantes E et Ri : E = 12,2 volts et Ri = 89 milliohms. Ce qui n'est pas une valeur très bonne, mais il faut dire d'une part que mon pack n'est pas en super forme et d'autre part que la résistance mesurée prend en compte les connecteurs, les liaisons entre éléments du pack et la résistance du fil.

J'ai refait plusieurs mises de gaz successivement, et recalculé les constantes Ri et E. On constate que E diminue petit à petit (phénomène connu : la tension du pack baisse au fur et à mesure qu'il se décharge). Par ailleurs la résistance interne va elle aussi décroitre. les valeurs sont les suivantes :

     - deuxième mesure effectué après avoir consommé environ 150 mA : Ri = 88 milliohms et E = 11,9 volts

     - troisième mesure après avoir consommé 930 mA : Ri = 59 milliohms et E = 11,1 volts

     - quatrième mesure après avoir consommé 1600 mA : Ri = 61 milliohms et E = 10,3 volts.

 

On remarque également que si on fait le même calcul en baissant les gaz on trouve des résultats un peu différents, avec une Résistance interne légèrement plus faible (surtout lors des mesures effectuées en début de décharge). Il est possible que ce soit lié au fait que la résistance interne baisse quand le pack s'échauffe et lorsqu'on "agite les électrons".  mais je n'ai là dessus aucune certitude. Ceci dit cela veux quand même dire qu'il faut se méfier quand on parle de résistance interne et bien faire définir les conditions de mesure (état de décharge, température, etc ...). On a en ettet un écart de 30% entre les mesures effectuées durant la première moitié de la décharge, et celles effectuées durant la deuxième moitié de la décharge.

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commentaires

Stéphane / SHAKALL976 15/02/2011 10:09


N'ayant que des notions en électricité, je pensais que la tension et l'ampérage étaient reliés par la formule U = R x I. A quoi correspond le "E"? Quelle est la bonne valeur pour une résistance
interne?
Merci pour ces articles qui permettent de mieux appréhender le fonctionnement des moteurs électriques


hal 16/02/2011 22:31



Merci pour le merci ... j'aime bien faire partager ce que j'ai compris. J'espère ne pas être trop compliqué dans mes explications.


U = R * I c'est exact dans le cas d'une résistance par exemple qui est parcourue par un courant I, U étant alors la chute de tension aux bornes de la résistance.


Dans le cas d'un générateur de courant (c'est le cas d'un pack) on a U = E - R * I ou E est la force electromotrice de générateur, I l'intensité qui sort du générateur et U la tension aux bornes
du générateur.


En fait les choses sont un peu plus compliquées dans le cas d'un pack d'accus, parce que E varie en fonction de l'état de décharge. La preuve c'est que si on mesure la tension avant le vol et
après le vol accu débranché (donc I = 0, et donc E = U = tension mesurée) ce n'est pas la même valeur (4,2 volts avant le vol et environ 3,7 en fin de vol). Au passage R varie aussi au cours du
vol. Et de la température, de l'usure du pack, ...


Bonne valeur pour la résistance interne. Sincèrement je ne sais pas précisément. Pour un élément lipo environ 10 milliohms ça me parait correct. Sachant qu'il y a des soudures, des bouts de
fil et des connecteurs qui eux aussi ont une résistance je dirai qu'une valeur de 30 à 40 milliohms pour un pack 3S ça me parait être un bon ordre de grandeur. Mais sanns certitude à 10 milliohms
près.


Pour info le pack qui m'a servi pour l'article dans le blog (3S2200 mA) était assez fatigué.