Kv constant ou dépend de la tension et de la charge ?

Nous avons eu un débat sur le sujet sur le site modélisme.com. Débat un peu houleux d'ailleurs, le partage des expériences et des points de vue s'effectuant sur un ton peu ouvert malheureusement. J'ai poursuivi la conversation par MP avec deux des membres et j'ai compris je pense pourquoi certains pensent que le Kv d'un moteur n'est pas une constante.

Mais reprenons par le début :

- Pour moi la relation qui lie le nombre de tours moteur, le Kv (que j'appelle ici Kv,cst pour Kv constant), la tension sortie de pack, la Résistance interne du moteur Rm et à l'intensité qui traverse le bobinage du moteur est,lorqu'on est plein gaz :

N = Kv,cst * (U - Rm * I)               (voir l'article sur le sujet dans mon blog)

Expérimentalement, ça marche correctement et la formule est vérifiée par mes essais sur modèle (je rappelle : cette formule n'est valable que lorsqu'on est plein gaz, il faut que le tension en sortie de controleur soit la même qu'en sortie de pack. Sinon ça se complique un peu)

- Pour certains la relation est : N = Kv,var * U avec Kv,var variable (c'est pour ça que je l'appelle Kv,var) variant linéairement en fonction de I. Un de leurs arguments étant que le Kv est toujours indiqué comme étant "la vitesse de rotation pour 1 volt".

Effectivement rien n'empêche d'écrire cela. Il suffit de poser Kv,var = N/U  et le tour est joué.

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Le problème dans ce raisonnement, c'est que ce Kv,var ne correspond physiquement à rien. Ce qui est gênant car c'est sur des phénomènes physiques que reposent le fonctionnement de nos moteurs. Comme j'avais quand même un doute devant l'assurance des partisans de ce Kv variable, je suis retourné faire un tour sur internet pour m'assurer que je ne faisais pas fausse route. A l'issue de ces recherches je réaffirme avec certitude que Kv est effectivement constant (en première approche certes, car par exemple si on modifie le timing on va modifier un peu le Kv).

Au passage, quelques liens pour ceux qui aiment les calculs :

http://www.tcrconline.com/brushless.htm

http://adamone.rchomepage.com/guide5.htm

http://www.amc-rc.dk/modelteknik/modelteknik.htm

http://www.rcuniverse.com/forum/m_1269595/printable.htm

Ceci dit je reste ouvert à la discussion et à tout argument .... argumenté en faveur de la version Kv variable. 

Comments

[guillaume]

Salut HAL !

Promis, je n'argumente que dans le but d'avancer, une théorie irréfutable est forcément fausse après tout ;).

Je pense au contraire que le Kv est bien, d'une certaine manière, dépendant de la tension et de la charge (de l'intensité si on préfère).

Un lien bien intéressant (en anglais malheureusement) vers un article de Shane Colton :

http://scolton.blogspot.com/2009/11/everything-you-ever-wanted-to-know.html

On peut trouver pas mal d'autres trucs du même auteur, très instructif...

Ce que j'en comprend, pour l'instant, c'est que ce qu'on appelle Kv pour un brushless dépend pas mal du timing. Le controleur "surveille" la position relative entre les pics de la force contre
électromotrice et du courant. Le couple idéal est atteind lorsque les deux sont en phase. Dans ce cas le Kv est minimal.

Le problème c'est que le controleur n'est pas idéal. Il ajuste au mieux qu'il peut mais il peut avoir du mal si l'avance nécessaire est grande, à grande vitesse, ou encore s'il a du mal à lire le
courant et la fréquence...
Le Kv peut en être grandement affecté, jusqu'à près de 10% voir beaucoup plus.
Donc d'une certaine manière, le courant et la tension ont un réel impact sur le Kv.

L'excellent Ken Myers a écrit un article sur des tests à différents timing.

http://homepage.mac.com/kmyersefo/timing/timing.htm

Il trouve des variations de jusqu'à 8% selon le reglage du controleur. Je constate aussi ce genre de variations.

A priori 8% ça reste modeste, mais ça ne m'étonnerais pas que ça soit une des principales raisons des écarts entre la théorie simplifiée et les mesures en conditions réelles.

Dans la pratique, se baser sur un Kv constant et une résistance constante donne une bonne approximation. Mais la réalité est que ni l'un ni l'autre ne sont des constantes.

Enfin, c'est ce qu'il me semble !

Guillaume (yomgui)

[hal]

Tout à fait d'accord avec toi Guillaume sur l'effet du timing. Effectivement en le modifiant on modifie la vitesse de rotation du moteur pour une tension donnée. Quand j'ai commencé à
m'intéresser au fonctionnement du moteur électrique j'avais trouvé un article sur le net qui expliquait comment calculer le Kv, ça partait si je me souvient bien des équations du champs
magnétique. Ceci dit ton timing est défini une fois pour toute, tu ne va pas en changer à chaque vol (ceci dit je ne sais pas comment fonctionnent les controleurs à timing automatique).


Pour la résistance interne elle doit varier aussi avec la température en particulier, puisque la résistivité du cuivre dépend de la température.


Le Io varie aussi, en fonction de la vitesse du moteur bien entendu mais j'ai fait des mesures qui montrent que ça semble plus complexe que cela.


Quand j'écrivais que le Kv est constant, c'est parce que pour moi une imprécision de 5% dans les utilisations moyenne c'est pour moi très suffisant pour dégrossir une motorisation.
N'oublions pas que en cours de vol la tension du pack varie de 10% environ entre début de vol et fin de vol, et que dans un vol entre vitesse de croisière à plat et montée dans un looping ou un
renversement la chute de tension (donc de vitesse) n'est pas négligeable.


au fait : très intéressants tes liens, faudra que je potasse tout ça dès qu'il fera un peu moin beau. En ce moment je ne fais pas trop de théorie je me concentre sur la pratique.