Analisador de eficiência BLDC

Esta calculadora divide as perdas do motor BLDC em cobre, ferro e componentes mecânicos para determinar a eficiência em toda a faixa de operação. Projetistas de drones, engenheiros de veículos elétricos e desenvolvedores de robótica o usam para encontrar a corrente ideal para o tempo máximo de voo ou o mínimo de estresse térmico.

A perda total do motor tem três componentes. A perda de cobre $ P_ {Cu} = I^2 R_ {phase}\ times n_ {phase} $ domina em alta corrente e escala quadraticamente. A perda de ferro segue a equação de Steinmetz: $ P_ {Fe} = k_h f B ^ {\ alpha} + k_e f^2 B^2 $, onde a perda por histerese (termo $ k_h $) domina abaixo de 500 Hz e a perda por corrente parasita (termo $ k_e $) domina acima. Para laminações típicas de aço silício, $\ alpha\ approx 1,6$ e a perda de ferro são aproximadamente proporcionais a RPM$^ {1,5} $. A perda mecânica $ P_ {mech} $ causada pelo atrito e pelo vento do rolamento é aproximadamente constante para uma determinada velocidade.

A curva de eficiência $\ eta = P_ {out}/(P_ {out} + P_ {Cu} + P_ {Fe} + P_ {mech}) $ atinge o pico em uma corrente específica. De acordo com Krishnan (2010), a corrente ideal para máxima eficiência é $ I_ {opt} =\ sqrt {P_0/R} $, onde $ P_0 = P_ {Fe} + P_ {mech} $ é a perda sem carga dependente da velocidade e $ R $ é a resistência de fase. Isso ocorre quando a perda de cobre é igual à soma das perdas mecânicas e de ferro — o princípio da perda igual.

A corrente sem carga $ I_0 $ medida na tensão operacional fornece diretamente $ P_0\ approx V\ times I_0$ (já que a perda de cobre sem carga é insignificante). Essa medição única ancora todo o modelo de eficiência. De acordo com a IEC 60034-2-1, o método preferido para motores pequenos é a segregação de perdas dos testes sem carga e com rotor bloqueado.