馬達的功率計算

剛接觸電動飛機的時候還是一般電刷馬達，現在都是無刷馬達當道了。無刷馬達的規格變化有很多，例如: 內轉子、外轉子、雙電極、4電極、12電極、1000KV、3700KV…等等，其中KV值是很難從字面上理解它的意義的，我在網路上找到一些關於馬達規格的說明，整理如下:

空載電流( Io) : 安培(ampere)

繞線電阻( Ro): 歐姆(ohm)

空載轉速( KV): rpm/volt

除了馬達的規格之外我們還需要電池的內阻值才能完成計算。以某品牌的鎳氫電池 2000m Ah電池為例，內阻值為12毫歐(即0.012歐姆)。這顆電池接上一顆馬達(KV=1000，Io= 1.5A，Ro=0.03ohm)，整體功率計算如下；

1、    電池組內阻值總和( 8 C ell串聯) = 96m -ohm。

2、    設定20A為最大電流，電池組內部壓降= 20A x 96m ohm=1.92volt。電池組只輸出7.68V。(註: 鎳氫單Cell電壓1.2V)。

3、    變頻器(電子變速器)及配線電阻忽略。

4、    馬達的功率損失(空載淨損)=7.68V x 1.5A =11.52W

5、    馬達壓降= 20A x 0.03 ohm=0.6V

6、    馬達轉子有效電壓=7.68V – 0.6V=7.08V (一顆9.6V的電池組最終只有7.08V實際在做功)

7、    馬達轉速=1000KV x 7.08V= 7080 rpm

8、    繞線功率損失= 20A x 20A X 0.03ohm=12W

9、    馬達總功率損失=11.52W + 12W=23.52W

10、 輸入功率=7.08V x 20A =141.6W

11、 輸出功率＝輸入 - 損耗＝141.6W – 23.52W=118.08W

12、 效率＝輸出/輸入＝118.08W / 146.1W＝80.8％

146.1W的功率要靠螺旋槳來把功傳到飛機上，所以配一支槳可以讓馬達用20A達到7080rpm的轉速，理論上可得到146.1的功率傳遞。槳配的太大支，拖不動造成轉速下降則電流上升讓繞線功率損失及電池內耗加大而已。槳配的太小支，轉速飆高，電流變小，雖耗損變小但總輸入功率也變小了，無法發揮馬達最大工作效益。

謝謝師兄的詳細解釋, 但限於技術和誤差, 師兄們很難對手上的摩打研究, 所以只能逐個齒比試

現在好簡單 ... 買個兩舊水的功率分析器便可 ...

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kiev 發表於 2010-12-12 22:03

                               
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Agreed. 好使好用.

當學科學習一吓不為過，啲assumptions同現實都有好大出入。