Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Tworzenie elektromagnesu do hamowni

20 Sty 2018 20:31 789 20
  • Poziom 8  
    Witajcie,
    Poszukuję punktu zaczepienia, od którego mógłbym wyjść przy projektowaniu elektromagnesu do hamowni silnika o momencie maksymalnym 35Nm. Hamownia ma działać na zasadzie prądów wirowych i wytrzymać pod maksymalnym obciążeniem około 60 sekund.
    Problemem z którym nie mogę sobie poradzić a zarazem wydaje mi się punktem startowym, są elektromagnesy, załóżmy że jeden, jest w stanie utrzymać 50kg. W takim razie jaki moment hamowania może taki jeden magnes wytworzyć?
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
  • Poziom 1  
  • Poziom 8  
    Estetyczne efekty nie mają znaczenia, troszkę gorzej z eksperymentowaniem na zasadzie kupowania i próbowania ale bardzo dobry pomysł z próbowaniem tylko może w innym kierunku, co myślisz na przykład o tym aby wstępnie założyć że będzie kilka(4-6) elektromagnesów, założyć grubość drutu powiedzmy 0,5mm założyć wstępne wymiary do projektowania. Następnie zbudować całość i bawić się w zwiększanie ilość uzwojeń do momentu, aż coś konkretnego zacznie się tworzyć?
    Jedna wątpliwość mi się narzuca, nawijam elektromagnes i mam wejście, wyjście montuje je szeregowo podłączam do zasilacza... i okazują się za słabe, co dalej? Żeby dowinąć kilka uzwojeń muszę taśmą izolacyjną zabezpieczyć łączenie każdego elektromagnesu z osobna aby nie było zwarcia. Trochę mi to pachnie najsłabszym ogniwem
  • Poziom 1  
  • Poziom 38  
    A nie rozwaźałeś obciąźenia prądnicą ?
  • Poziom 1  
  • Poziom 8  
    Cześć ponownie, możecie rzucić okiem czy jak narazie idę w dobrym kierunku?
    założyłem odgórnie 6 elektromagnesów, każdy jako rdzeń dostanie śrubę M8 dwustronną, która nakręcana będzie na okrągłe blaszki z gwintem (rysunek poglądowy) całość będzie na łożyskowanej tulejce opartej na wale
    Obliczenia:
    1)Pierw obliczam przekrój korzystając z gęstości prądu nie przekraczającej 5A/mm^2 otrzymując przy 2A przekrój 0,7mm
    2) następnie obliczam długość drutu korzystając z zależności (napięcie zasilania)/długość= (gęstość prądu)*(opór drucika) z czego wyszły mi 140 metry. (założenie 12V 2A)
    3) obliczam ilość zwojów na rdzeniu długości 60mm otrzymując w idealnym przypadku 23, jednak nie jest to do wykonania dlatego szacuje tę ilość na około 27-30
    I tu mam przestój, co liczyć dalej ?
    Kilka pytań na poczekaniu:
    -mogę dowolnie przyjmować założenia prądowe czy mam jakieś ograniczenia? ( hamownia docelowa pod pełnym obciążeniem będzie pracować max minutę-dwie )
    -jaki zasilacz wybrać, może być taki? https://sklep.avt.pl/zasilacz-laboratoryjny-0-32v-0-3a-utp1303.html

    W poście o którym pisał _jta_ nie wszystko jest dla mnie jasne, jeżeli znajdziesz sekundę byłbym bardzo wdzięczny za wyjaśnienie
    kilku elementów zaznaczonych na zdjęciu
    Tworzenie elektromagnesu do hamowniTworzenie elektromagnesu do hamowni
  • Specjalista elektronik
    Przy gęstości prądu 5A/mm2 i oporności właściwej 0.018 R*mm2/m gęstość mocy zamienianej na ciepło będzie około 0.45W/cm3, przez 60s wydzieli się 27J/cm3, co zwiększy temperaturę o 8°C. Na stałe taka gęstość prądu jest dopuszczalna chyba tylko dla jednowarstwowego uzwojenia, ale "jednorazowo" (a ściślej, z odczekaniem na dokładne ostygnięcie) przez minutę można przepuszczać nawet 3X większy prąd, jeśli izolacja jest w miarę odporna na temperaturę. Ale na wypadek, jakby ktoś włączył 2X, należałoby ograniczyć prąd do 10A/mm2 - i może nie włączać, jeśli temperatura uzwojenia w najcieplejszym miejscu przekracza 60°C. Do działania przez 2 minuty i startu przy temperaturze uzwojenia do 60°C należałoby ograniczyć gęstość prądu do 7A/mm.

    Długość drutu = napięcie / (gęstość prądu) / (oporność właściwa), dla 5A/mm2 wychodzi około 140 metrów, zgadza się (dla zimnego drutu, bo jak się nagrzeje, to oporność wzrośnie i prąd zmaleje).

    Objętość, o jakiej mowa w cytowanym fragmencie, to objętość tej części przewodnika, który porusza się względem elektromagnesu, która jest przy jego biegunie.

    Nie wiem, gdzie tu chcesz umieścić poruszający się przewodnik, jakie ma mieć wymiary, gdzie jakie odstępy...
  • Poziom 8  
    Poruszającym przewodnikiem będą dwie tarcze wytoczone z aluminium (będą jednolite bez perforowania) przymocowane tulejami rozprężno-zaciskowymi(stal C43) do wału(E295/C45), wymiary tych tarcz to fi200x20, odstępy z rysunku a ich odległość będzie najmniejsza jaką uda się uzyskać bez ocierania

    Tworzenie elektromagnesu do hamowni
    Rysunek z projektu bez korekcji(obecnie zmienione łożyskowanie), będzie maksymalnie 6 elektromagnesów
  • Specjalista elektronik
    Przydałoby się jeszcze zamknąć obwód magnetyczny. I nie wiem, czy zmieścisz takie uzwojenia, żeby wystarczyły na dwie tarcze - może ogranicz się do jednej? Na jedną tarczę o grubości 20mm dobrze byłoby mieć prąd uzwojenia (iloczyn prądu zasilania i ilości zwojów) około 30kA, na dwie 60kA - jeśli prąd 2A, to 30 tysięcy zwojów. Przy długości uzwojenia 60mm w jednej warstwie zmieścisz 85 zwojów - lepiej byłoby zrobić je dłuższe, żeby nie wyszły setki warstw.
  • Poziom 43  
    Ja jednak byłbym za magnesami stałymi neodymowymi - mniejsza możliwość awarii i pewniejsze:)
  • Poziom 38  
    A jak będziesz regulował siłę hamowania ?
    Ruchoma tarcza ?

    Dodano po 1 [minuty]:

    Wracając do prądnicy.
    Prostsza budowa mechaniczna.
    Prosta regulacja i powtarzalne zadawanie momentu.
  • Poziom 43  
    Zmiana odległości magnesów od aluminiowej tarczy.
  • Poziom 38  
    Czyli sulwiwe mocowanie tarczy na wale.
    Dokładność wykonania.
    Zuźycie eksploatacyjne.
    W przypadku prądnicy nie występuje.
  • Specjalista elektronik
    Prostą metodą regulacji w wersji z magnesami może być obracanie obwodu magnetycznego - tak, by móc go przesunąć poza tarczę - ale to przemawia za użyciem jednej tarczy, żeby obwód magnetyczny był "w jednym kawałku". A poza tym, jeśli będzie kilka obwodów magnetycznych rozmieszczonych w równych odstępach, to sąsiednie będą się przyciągać i ich przesuwanie (oraz utrzymanie w potrzebnym położeniu) może wymagać dużej siły. Może jakaś śruba (i to dość solidna) do regulacji położenia każdego z nich. Albo... jednak dwie tarcze, magnesy na zewnątrz, naprzemiennie N i S, pomiędzy tarczami rdzenie z żelaza, z możliwością obrotu tych rdzeni między położeniem "rdzenie na wprost magnesów" i "rdzenie pomiędzy magnesami" - w tym drugim siła hamowania będzie dużo mniejsza, niż w pierwszym.
  • Poziom 8  
    Nad rozwiązaniem z magnesami neodymowymi też myślałem, wyglądać miałoby to tak, śruba pociągowa na końcu której mamy dysk z łożyskiem, do dysku przyczepione są magnesy neodymowe oraz ramie siły. Z drugiej strony mamy wał z przymocowany aluminiowym dyskiem, odległości niewielka, strzałka ugięcia do pominięcia ale pojawiają się problemy:
    -przesuwanie tarczy zmieni nam kąt siły na siłomierzu, natomiast bawienie się w jakieś prowadnice odpada
    -silnik ma moc prawie 8kW a z przekładnią moment wyniesie około 30-35Nm do zahamowania takiego silnika prawdopodobnie potrzeba by dość silnych magnesów co wiąże się z ryzykiem stracenia palców jako że magnesy będą obok siebie
    - rozwiązaniem punktu wyżej są neodymki w oprawie, jednak z uwagi na oprawę zmniejszony jest zasięg działania co komplikuję ustalenie dokładności

    Biorąc pod uwagę te problemy oraz inne rozwiązania hamowni widziane w internecie, retardery moja decyzja pada na elektromagnesy.
    dla ciekawskich:
    https://www.youtube.com/watch?v=Xccu3mv9trY
    https://www.youtube.com/watch?v=MzVy-_-OIPI
    https://www.youtube.com/watch?v=pwPP0Ex238M&t=398s
    https://www.youtube.com/watch?v=NdLUC0IuUso
    a tutaj z neodymowych jeden znalazłem
    https://ru-clip.com/video/czQbfpyR4wQ/permanent-magnet-dyno-the-maiden-run.html


    Abstrachując, Problemem może być tez cena, w elektromagnesie mamy (rdzeń + drut nawojowy + zasilacz) w magnesie neodymowym mamy sam magnes neodymowy, Ale to skonkretyzuję jak wyliczę siły hamowania pojedyńczego elektromagnesu i całego układu z czym cały dzień walczę.
    Nie ma to jak uczyć się na sesję robiąc rzeczy poza uczelnie :D
  • Poziom 39  
    Problem z neodymami jest jeszcze jeden. W necie jest o budowie "amerykanek" w oparciu o neodymy i skutkach ich złego zamocowania. Przy dużym obciążeniu takiej prądnicy magnesy zostały wyrwane i zdemolowały prądnicę. W tym przypadku występowałyby tak samo duże siły. Neodymy musiałyby być mocowane w solidnych gniazdach/ obejmach