J'ai toujours fait des mesures indirectes de la résistance interne des moteur. Indirectes, c'est à dire que je la calcule à partir de résultats de mesures moteurs tournant sous charge, en utilisant la formule N = Kv x ( U - R x I).

Et depuis des années je trouve des valeurs différentes (assez largement) des valeurs fournies dans les datasheet des fournisseurs. Et, Mea Culpa, ma conclusion a été que les valeurs des datasheet étaient fausses.

Ceci dit je m'interrogeais depuis longtemps à ce sujet. Alors, j'ai décidé de faire une mesure directe, c'est à dire en mesurant la résistance interne de mes moteurs. J'ai regardé sur la toile, il y a quelques articles sur le sujet, très pertinents mais qui imposent de disposer de matériel d'électronique que tous ne possèdent pas.

La mesure qui semble la plus simple, c'est d'alimenter un des bobinages du moteur avec une alimentation stabilisée qui délivre une tension U. Le courant dans le circuit est I et la résistance du bobinage est donc R = U / I.

Ci dessous le schéma électrique que j'ai "piqué" dans le livre La propulsion électrique des modèles réduits d'avions et de planeurs, Tome 1, écrit par Jules Brocard. 

Mesure directe de la résistance interne d'un moteur

Mais comme on n'a pas d'alimentation stabilisée de laboratoire on se dit qu'on peut utiliser l'alimentation 12 volts de son chargeur, ou un pack 3S qu'on a sous la main. Et là il est bon de faire un petit calcul.

Supposons que j'utilise une alimentation qui délivre 5 volts. La résistance interne d'un moteur est de l'ordre de 0,05 ohm. Donc l'intensité va être de l'ordre de 5 / 0.05 = 100 ampères. D'une part l'alimentation ne va surement pas pouvoir fournir cette intensité et d'autre part si elle y parvenait le moteur ne résisterait pas.

Donc exit pour moi cette solution.

Et c'est la que le livre de Gilles Brocard va nous apporter la solution, en proposant d'utiliser notre chargeur d'accu. Il suffit de programmer un courant I que le moteur va supporter (entre 2 et 5 ampères c'est pas mal), et brancher en série un pack (capable de supporter aussi ce courant), programmer le chargeur pour le nombre d'éléments de ce pack, et fermer le circuit en branchant en série le bobinage du moteur. Le schéma : 

Mesure directe de la résistance interne d'un moteur

On mesure I et V et on en déduit la résistance interne du moteur sans aucun risque puisque on a fixé l'intensité.

Le montage réalisé pour les mesures :

Mesure directe de la résistance interne d'un moteur

Donc en série le chargeur, un pack 3S 5000, et les bornes d'un des bobinage du moteur. Pour mesurer l'intensité et la tension j'utilise un ensemble RDU + emeter Hypérion, qui me permet d'afficher les valeurs en direct mais aussi de les enregistrer. Ci dessous les résultats sur quelques moteurs que j'avais sous la main :

Moteur I (ampères) U (Volts) R (ohms) R Datasheet  R mesure indirecte
hp z3007-26 4.5 0.23 0.051 0.06 0.1
J 3542-5.5 4.5 0.14 0.031 0.0345 n/a
HP S3025-08 4.5 0.08 0.018 0.014 0.042
HP S3025-10 4.5 0.11 0.024 0.019 0.053
J 2834-6.5 4.5 0.23 0.051 0.0522 0.127

J'ai par ailleurs effectué trois mesures supplémentaires :

- sur un deuxième bobinage du J 3542-5.5 : résultat identique à la mesure sur le premier bobinage.

- sur un deuxième moteur HP S3025-05 : résultat identique à la mesure sur le premier moteur.

- avec un 2ème RDU (parce que sur le chargeur j'affiche une intensité de 5 ampères, mais le RDU mesure 4.5 ampères ce qui est bizarre) : résultat identique à la mesure faite avec le premier RDU.

Conclusion : les résistance des bobinages sont très proches des données constructeurs. Je me "plantais" donc en accusant les données constructeur. Et en conséquence significativement éloignées des résistance déterminées par mesure indirecte. J'ai regardé rapidement l'influence de 2 paramètres :

  • la température sur un moteur J2834-6.5 passé au four à 50 degrés pendant une dizaine de minutes (moteur tournant le bobinage s'échauffe). Augmentation de la résistance de 0.007 ohms. Pas négligeable mais nettement inférieur entre les résultats mesure directe / mesure indirecte.
  • l'impact d'un ajout de fil et prise (environ 50 cm de fil, 3 prise dean ce qui fait 6 connecteurs, et 3 PK) : Augmentation de la résistance de 0.014 ohms. Pas négligeable mais nettement inférieur entre les résultats mesure directe / mesure indirecte. Sachant que sur avion je n'ai pas de telle rallonge, le test était un test "pour voir".

Donc je ne vois que le contrôleur qui puisse expliquer cet écart. J'avais à l'esprit que leur résistance interne était faible, je me suis peut être trompé. Alors j'ai fouillé sur la toile, il y a peu de choses sur le sujet mais j'ai trouvé ceci :

  • odt55.pagesperso-orange.fr : la résistance du contrôleur est de 30 à 50 milli ohms pour les contrôleurs de 15 à 20 ampères, de l'ordre du milli ohm pour 100 A.
  • helicoetech.unblog.fr : Une valeur de 10 milliohms à 50 milliohms correspond à un contrôleur d'une quarantaine d'ampères. Plus le contrôleur est de petite puissance plus la résistance est élevée.

L'ordre de grandeur correspond aux écarts que j'ai trouvé entre mesure directe et mesure indirecte. Ceci étant je n'ai pas l'impression que cet écart diminue lorsque j'utilise des contrôleurs de forte intensité. Sur le Corsair par exemple le contrôleur est un 80 ampères et j'ai un écart de l'ordre de 50 milliohms entre mesure indirecte et valeur constructeur. Bref finalement on peut faire confiance (relativement ..) à la résistance moteur fournie par le constructeur mais il faut y ajouter la résistance du contrôleur qui peut être du même ordre voire supérieure et sur laquelle on n'a aucun indication sur les sites fournisseurs. On n'a rien gagné ...

 

Après, est-ce que c'est grave : oui pour mon amour propre parce que je n'avais pas identifié la cause des écarts mesure indirecte / Datasheet. Mais non dans les faits car finalement c'est en utilisant la résistance calculée avec la méthode de mesure indirecte que la relation N = Kv (U - R x I) donne bien, pour une intensité et une tension donnée, la bonne vitesse de rotation.

Ceci étant, cela veut aussi dire qu'il est préférable d'ajouter quelles milli ohms à la résistance de l datasheet pour voir calculer les performance d'un système de propulsion équipé de ce moteur. De combien ? je ne sais pas précisément, mais disons que en l'absence de données robustes 0,04 ohm semble une valeur assez correcte.

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