SkrythÃƒÂ¶rnan

17th February 2006, 17:59

Mrten, tnk dig att du har ett element p 1250W som r aktivt under 1 sekund

.

**the_rose** · 17th February 2006, 23:02

Det knns inte som s fasligt mycket, hanterbart tminstonde, eller r min intution helt fel.?!

18th February 2006, 13:20

Frgan r bara hur nra verkligheten 1250J r i varje yx-slag...

(Message edited by Motormannen on February 18, 2006)

**stb** · 18th February 2006, 13:51

Snabb lektion i fysik:
Om du har en spnningsklla med inre resistansen Ri s fr du ut maximal effekt i en last, Rl om Rl=Ri. Om Rl vljs strre eller mindre blir allts effektutvecklingen i Rl lgre. I alla normala applikationer vljs Rl strre n Ri s att den mesta effekten utvecklas i lasten, inte i batteriet.

1) Ta exemplet med en spnningsklla U som har ett inre motstnd Ri. Det lastas med en last, Rl, som r lika stor som Ri. Effekten P r i lasten blir som bekant P=U^2*Rl/(Ri+Rl)^2.
Om Rl=Ri s fr vi:
P=U^2*Ri/(Ri+Ri)^2 = 0,5 *U^2/Ri.

2a) I nsta exempel har vi tv laster som vardera r lika stora som Ri. Vi frsker frst att seriekoppla dem:
Vid seriekoppling s adderar vi resistanserna vilket ger en total last: Rl=2*Ri.
Effekten blir d: P=U^2*2*Ri/(Ri+2*Ri)^2 = 4/9 *U^2/Ri

2b) Sedan parallellkopplar vi dem och fr en total last: Rl=0.5*Ri
Effekten blir d: P=U^2*0,5*Ri/(Ri+0,5*Ri)^2 = 4/9 *U^2/Ri

Vi ser att om vi har tv laster som vardera r lika stor som Ri s fr vi ut samma effekt ur dem oavsett om vi seriekopplar eller parallellkopplar. Notera ven att vi faktiskt kramar ur mer effekt ur batteriet med en last (0,5) n med tv laster (0.444) oavsett hur de kopplas.

Dina batterier har en (teoretisk) inre resistans p 0,0085ohm och motorerna 0,024ohm. Tyvrr behver du lgga till alla vriga komponenter till Ri. Kablar, kontakter, och kontaktorn r ju ven de frluster av energi som inte nr motorn. Batteriets inre resistans stiger ganska linjrt med att det laddas ur. (Se databladets notering om att resistansen gller fulladdat batteri.) Rkna lite p detta s ser du snart att det helt enkelt inte r smart att parallellkoppla motorerna.

Sjlv skulle jag valt att seriekoppla tre motorer. Kanske kan man krama ur lite mer om man anvnder fyra motorer och seriekopplar dem tv och tv. Det r dock tveksamt eftersom en extra motor ju ven kar motorernas sammanlagda masstrghetsmoment som ven det ger frlorad energi.

Som avslutande tips kan jag sga att du br rkna p samma stt nr det gller mekaniken. Samma formler gller faktiskt fr motorernas masstrghetsmoment och yxans masstrghetsmoment. Ngra ekvationer ger ganska snart vilken den optimala utvxlingen r mellan motoraxel och yxans axel.

**the_rose** · 18th February 2006, 18:19

Jag har nu uppdaterat min profil med tv grafer som beskriver energiutvecklingen och kraftuttaget frn motorerna under yx-slaget.

Det r rknat p samma strmklla, samma trghetsmoment i yxan och samma utvxling, som under sjlva yxslaget varierar frn ca 25:1 till 15:1.

Enda skillnaden r att i den undre grafen r motorerna seriekopplade och drmed 16-dubblar (4^2) sitt bidrag till kretsens totala resistans jmfrt med den vre grafen dr de r parallellkopplade.

Jag vill inte argumentera fr huruvida komponenterna hller fr belastningen eller inte, och jag vill inte argumentera fr huruvida en 37% verkningsgrad r det optimala. Men jag vill argumentera fr att det mekaniska arbetet som jag plockar ut i slutndan r bra mycket hgre nr motorerna r parallellkopplade. En skillnad p faktor 10 ungefr (150J mot 1500J).

**stb** · 18th February 2006, 23:47

Jag r faktiskt extremt nyfiken. Att du varierar utvxlingen gr den mekaniska biten otroligt vacker. Du kan p relativt kort tid f upp motorerna i varv s de brjar producera arbete samtidigt som du i slutskedet kanske t.o.m. kan ta tillvara lite masstrghetsmoment frn motorerna. Snyggt.

Eftersom det r relativt enkelt att koppla om motorerna s skulle jag vilja fresl att du brjar med att koppla dem i serie. D skulle det vara roligt om du kunde mta hastigheten.
Teoretisk effekt i lasten: 7kW

Nsta steg skulle vara att koppla dem i serie tv och tv. I detta lge tror jag att du skulle f ut mest.
Teoretisk effekt i lasten: 21kW

Sista steget skulle vara att koppla alla parallellt.
Teoretisk effekt i lasten: 37kW

Med dessa tre mtningar kan man ju enkelt se vad som r bst. Sedan kan man ju gra om allt med ett batteri som r halvt urladdat fr att se vad resultatet blir i slutskedet av en riktig strid. Mina berkningar baserar sig p en resistans av 0,0085ohm genom kontakter, kontaktor, kablar och batteri. I verkligheten tror jag att det r nra nog omjligt att ens komma under det dubbla vrdet.

Ditt verslag som sger att effekten 16-dubblas baserar sig ju p att den inre resistansen i batteriet r 0ohm. D skulle du f ut 123kW. Tnk vad ett s litet motstnd som 0,0085ohm kan stlla till med.

Det skulle vara intressant att ven f en graf p motorernas varvtal. Du borde ju redan ha vrdena ngonstans i berkningarna. Mina effektberkningar gller ju bara s lnge som varvtalet p motorerna r lgt och motorernas EMK r frsumbart. Ju hgre varvtalet blir desto mer vinner man p parallellkoppling.

**the_rose** · 19th February 2006, 14:34

Har uppdaterat min profil med en graf dr motorvarvtalen ocks r med.

Som jag skrev kanske lite otydligt i mitt frra inlgg s gllde den 16-faldiga skillnaden i resistans motorernas bidrag endast och inte hela kretsens resistans.

Nr det gller den mekaniska vxlingen s kan jag tyvr inte ta t mig ngon ra utan hnvisar bara till Team Hurtz och deras Beta, som fick st som inspirationsklla, Vldans trevligt och hjlpsamt lag de snubbarna. http://www.teamhurtz.com www.teamhurtz.com

Jag kommer terkomma till den hr diskusionen nr jag har ftt alla mekaniska komponenter som jag bestllt, och kan brja montera ihop saker och ting fr att testa.

Skulle vara ruggigt roligt att fixa en hghastighetskamera eller ngot tills dess man fr se.

**stb** · 23rd February 2006, 10:52

Jag har tyvrr slarvat lite I mina berkningar ovan. Det r ju tre batterier i serie och den inre resistansen blir ju 3*0,0085= 0.0255ohm. Vid 1000rpm fr vi ett visst EMK i motorerna. En site p Internet angav det till 206rpm/volt. Vid 1000rpm genererar varje motor allts 4.85V. Resultatet blir d:

1) Fyra i serie:
Effekt vid 0rpm: 5,8kW
Strm per motor vid 0rpm: 186A
Effekt vid 1000rpm: 1,2kW
Strm per motor vid 1000rpm: 85A
Belastning p batteriet: 186A

2) Serie tv och tv:
Effekt vid 0rpm: 11,9kW
Strm per motor vid 0rpm: 267A
Effekt vid 1000rpm: 6,4kW
Strm per motor vid 1000rpm: 195A
Belastning p batteriet: 534A

3) Alla parallellt:
Effekt vid 0rpm: 10,5kW
Strm per motor vid 0rpm: 250A
Effekt vid 1000rpm: 7,8kW
Strm per motor vid 1000rpm: 216A
Belastning p batteriet: 1000A

Alternativ 1 r helt ointressant i riktig strid men kan vara bra att ha i bakfickan om man vill kra p arenor med lgre skerhet eller om man kanske inte ens vill skrota motstndaren. Se till att kablar mm r lnga nog s du kan koppla s hr.

Redan nu r det effektmssigt ganska jmt mellan de alternativ 2 och 3. Lgg till lite resistans i kablar och kontakter s kommer kopplingen enligt alternativ 2 att vinna ltt.

Energiekonomiskt r det ju valet sjlvklart. Du kan garanterat sl mer n dubbelt s mnga gnger och batterierna kan vara mer urladdade innan det mrks. Alternativ 2 vinner p alla stt!

Enligt berkningarna s ser det ut som om maximalt tillten strm verskrids p alternativ 2, men med bara ngra hundradels ohm extra i kablar mm s r det ingen fara.