Impedančné meranie Ri LiPoliek: čo kmitočet, to iná hodnota
V ňom predstavujeme veľmi jednoduchú impedančnú metódu merania vnútorného odporu LiPoliek pomocou najbežnejšieho meracieho prístroja - multimetra.
Spomenuli sme aj skutočnosť, že väčšinou sa Ri článkov pri použití impedančnej metódy nerobí pri kmitočte 50 Hz, ale 1 kHz.
Tiež sme naznačili, že impedančnú metódu, na rozdiel od metódy Volt-Ampérovej, nemáme veľmi v láske.
autor: Janko O.
Už dávnejšie sme zverejnili článok s názvom „Meranie vnútorného odporu (Ri) LiPoliek multimetrom“.
Pri popise metódy merania spomínanej v článku „Meranie vnútorného odporu (Ri) LiPoliek multimetrom“ sme ako dôvod, prečo nie je jednoduché použiť kmitočet 1 kHz, uviedli, že je treba mať taký výkonný generátor tejto frekvencie, ktorý cez meranú LiPolku pretlačí nejaký rozumný prúd (aspoň 1A).
Cez to všetko nás zaujímalo, aké výsledky by vyšli pri použití tejto frekvencie, prípadne pri použití kmitočtov iných. A tak sme zostavili meracie pracovisko: laboratórny generátor nastaviteľných kmitočtov signálu. A aby sme signálu dali dostatočnú „silu“, zosilnili sme ho v 40W NF zosilňovači.
Meranú LiPolku sme zapojili do série so zaťažovacím rezistorom 4 Ohmy/40W (štyri do série zapojené rezistory 1 Ohm/10W).
To už bolo možné cez testovanú LiPolku preháňať prúd nie len 1A, ale kľudne aj viac ako 2,5A (pri zachovaní čistého sínusového priebehu prúdu). A keď sme to už tak pekne mali zapojené, povedali sme si, že to zmeriame v oveľa širšom rozsahu frekvencií, konkrétne od 10Hz do 10kHz. Čo nám vyšlo, môžete vidieť na nasledujúcom grafe:
Je zrejmé, že použitá frekvencia má ohromný vplyv na to, čo nameriame (schválne sme nepoužili výraz, že má vplyv na vnútorný odpor). Prečo je to tak, za to môže kapacitný charakter LiPol článkov:
Pri rôznych kmitočtoch je reaktancia náhradného kondenzátora „C“ rôzna a rôzna je teda aj výsledná impedancia LiPol článku. Ale vnútorný odpor (Ri) sa predsa nemení. Navyše aj merania Ri impedančnou a Volt-Ampérovou metódou dávali rozdielne výsledky. Takže, čo s tým?
V komentároch k spomínanému článku (Meranie vnútorného odporu (Ri) LiPoliek multimetrom) píšem:
Skúsenosť z pred pár dní, keď mi jeden známy priniesol na otestovanie 8ks asi 2 roky starých batérií do profesionálnej oktokoptéry.
Navzdory tomu, že majiteľ naznačoval, že už neťahajú tak, ako kedysi, tak na tomto impedančnom merači vychádzal Ri asi 3 miliOhmy, čo pri danej kapacite dávalo Céčka niečo vyše 20. Lenže nové baterky mali Céčka 20.
Po zmeraní Ri Volt-Ampérovou metódou (pokles napätia po zaťažení známym prúdom (mojim obľúbeným 10A)) vyšiel Ri okolo 10 miliOhmov, čo dávalo Céčka asi 6 až 8, čo už by reálnejšie zodpovedalo nespokojnosti s podávanými výkonmi.
Dôvodom môže byť výrazné zhoršovanie (zväčšovanie) len jednej časti vnútorného odporu - časti označenej R2 - viď náhradná schéma.
Ťažko definovateľný vzťah medzi veľkosťou R1 a R2 (a taktiež hodnota C) má za následok, že frekvencia má nevyspytateľný vplyv na presnosť merania vnútorného odporu LiPol článkov. Mohlo by sa stať, že "šikovný" výrobca batérií namieša taký zvláštny "LiPol koktail", že jeho výrobky budú mať pri meraní Ri impedančnou metódou zdanlivo nízky Ri ( a vysoké Céčka), a pritom batérie budú na elektropohon vlastne nepoužiteľné.
Ak je hodnota náhradnej kapacity C dostatočne veľká (akože pri kapacite baterky 5800mAh je asi dosť veľká), táto svojou reaktanciou pri kmitočte 50 Hz "prekryje" zvyšujúcu sa hodnotu R2 a celok sa javí ako nízky Ri.
Volt-Ampérová metóda s dostatočným časovým odstupom medzi meraním bez záťaže a meraním so záťažou sa nejakou vysokou hodnotou R2, "prekrytou" kapacitou C, oblafnúť nedá. Skrátka to napätie klesne a hodnota Ri vychádza oveľa reálnejšia.
Na tomto obrázku je krásne vidieť kapacitný charakter LiPol článku. "Oblý" pokles napätia najprv pri vybíjaní, potom "oblý" nárast napätia po ukončení odberu prúdu.
Strmý (zvislý) pokles/nárast napätia je spôsobený úbytkom na náhradnom odpore R1, exponenciálny pokles/nárast napätia je úbytok na náhradnom odpore R2, tlmený náhradnou kapacitou C.
Toto sú teda naše skúsenosti s meraním vnútorného odporu pohonných batérií impedančnými metódami. Naše úvodné vyjadrenie, že ich nemáme veľmi v láske, môžeme zmeniť na formuláciu, že sme ich v prípade LiPol batérií úplne zavrhli a viac sa nimi nemienime zaoberať.
Realite elektropohonu je oveľa bližšie metóda VoltAmpérová, kedy je ovšem treba kapacitný charakter LiPol článkov eliminovať primeraným časovým odstupom medzi meraním so záťažou a meraním bez záťaže.
Súvisiace články:
Meranie vnútorného odporu (Ri) LiPoliek multimetrom
Závislosť napätia LiPol batérie od množstva zostávajúcej energie
(Kvazi) Kapacitný charakter LiPol: čo s tým?
<Staršie | tento článok | Novšie>
Napísané: 17. 12. 2021, 08:01 | Prečítané: 7294x | Kategórie: Pohony | Napísal: admin |
Komentáre: 2
Čo ale v prípade že trafo dáte do preč a strčíte tam AC modulovanú záťaž ktorá bude vždy z baterky len cucať. Nejaký mosfetík alebo dačo také. Napadlo ma aj že je v podstate možné nechať tam trafo a pridať dve diódy: Jednu v sérii s baterkou a jednu paraelne k tomuto sériovemu zapojeniu (testovali sme tak klasické indukčné elektromery).
Táto metóda samozrejme bude mať ťažko interpretovaťeľnú frekvenčnú charakteristiku, lebo tam bude kopec harmonických, ale aj tak by ma zaujímalo čo by sa tým nameralo. A určite by ste z toho zase spravili pekný článok - veď vonku aj tak len "štije a štije".
Ale musím si to nechať uležať.
Pridaj komentár
- Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
- HTML znaky budú prevedené na entity.
- Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
- Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)