Motori termici, magnetici, elettrici, etc...
motore elettrico ad elevato rendimento ,motore senza ferro negli avvolgimenti

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qqcreafis

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Inviato il: 8/4/2013,23:09

Una possibile strategia per costruire un motore è eliminare il ferro tra gli avvolgimenti e costruire un motore /generatore che è praticamente un piggott

Perche eliminare il ferro,

I vantaggi sono

Semplicità costruttiva

Impedenza molto bassa e quindi "limitati " problemi di commutazione.

Limiti al rendimento imputabili alle sole perdite ohmmiche e quindi limitabili con un alto regime di rotazione

possibilità di costruzione in una geometria efficiente.

Perfetta reversibilità

Gli svantaggi sono:

Necessità di forti campi magnetici e quindi eventualmente utilizzo di nolto materiale magnetico

Coppia non eccessiva (ma non è detto)


Il prototipo è stato realizato con i rotori dei modelli eolici, è stat introdotta una sola fase in realtà ce ne stanno almeno 3 forse 4

non è stato introdotto tutto il rame possibile per la fase per inesperienza e la solita mancanza di tempo.

il motore deve essere alimentato da un ponte ad H pilotato da un sistema elettronico in grado di sentire la posizione del rotore e quindi dare impulsi di corrente di larghezza temporale opportuna sincronizzato con il pasaggio dei magneti

Per fare tutto ciò occorre la collaborazione dei colleghi elettronici faccine/cry.gif
e di quelli informatici per l'arduino faccine/cry.gif

e di giovani con un minimo di cervello ma sopratutto di interessi faccine/bye2.gif faccine/bye2.gif faccine/bye2.gif

Comunque il il rotore non si riesce a far girare a mano agendo sull'asse se nello statore si fa passare 2,5A in c.c., non male per una forza tra un campo e una matassa di fili di rame, teniamo conto che nella fase fatta ce ne starebbe il doppio di rame.

ed il rotore dischi di ferro ha ridicoli magneti a disco da 2cm di diametro e ci sono solo 6 coppie di magneti, il campo massimo tra i magneti è circa 0,5T, i magneti sono distanti 1cm .



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manfer65
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Inviato il: 8/4/2013,23:49

qui c'è qualche caratteristica..
www.icpe.ro/en/d/3/p/ironless
però, 40kg per 4kw di motore, mi sembrano tanti..

 

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Inviato il: 9/4/2013,04:52

CITAZIONE (qqcreafis @ 9/4/2013, 00:09)
...un sistema elettronico in grado di sentire la posizione del rotore e quindi dare impulsi di corrente di larghezza temporale opportuna sincronizzato con il pasaggio dei magneti

Puoi utilizzare un sistema ottico oppure un encoder rotativo Link di esempio, oppure si può sviluppare un encoder a livello Sw ma il rotore deve partire con un giro di avvio manuale, oppure deve fare una fase di startup (che controlla il SW con conseguente rotazione oraria/antioraria complicata da gestire(?)).Conoscerai il sistema Bedini e il suo sistema di funzionamento...sono cmq perplesso sulla coppia: faccine/unsure.gif



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qqcreafis

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Inviato il: 9/4/2013,13:44

si ..la coppia.. ho fatto le misure (le hanno fatte )

si tratta della massima coppia statica


ForumEA/us/img571/607/momento.gif



non è entusiasmante ma si può migliorare e ci sono solo 6 coppie di magneti a bottone da 2cm, nell'avvolgimento ci saranno 30 spire, in realtà ce ne stanno di più

Il momento è 0,074(Nm)/A nel senso che se si vuole una potenza do 50W deve fare 2150RPM


Comunque la geometria è quella sbagliata ci vuole un motore cilindrico, ma è quello che passa il convento





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qqcreafis

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Inviato il: 9/4/2013,14:12

CITAZIONE
però, 40kg per 4kw di motore, mi sembrano tanti..

si si è proprio quello solo che il "mio" è un giocattolino




Modificato da qqcreafis - 9/4/2013, 15:54


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NonSoloBolleDiA...

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Inviato il: 9/4/2013,20:38

Ora che ci penso kekko che con pochi euro aveva realizzato un encoder...molto molto preciso, lo dirotto in questa discussione..



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qqcreafis

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Inviato il: 9/4/2013,21:24

ForumEA/us/img46/9767/foto0088w.jpg

ForumEA/us/img24/1978/torque1.jpg

si si è una realizzazione pietosa ma solo per far tornire i nottolini che si vedono sulla pesa e che sono serviti per centrare nei cuscinetti il perno è stato un psicodramma.

nell'ultima foto si vede la misura 1A e 56grammi peso di forza , il braccio è lunco 12cm circa

Comunque mi allarma molto di più la scarsità dell'avvolgimento (troppo poco rame)

è un avvolgimento unico a greca

nella prima foto si vede una parte del precedente avvolgimento siliconato (esperimento fallito) in particolare si vede uno dei tre petali



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NonSoloBolleDiA...

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Inviato il: 9/4/2013,21:40

CITAZIONE (qqcreafis @ 9/4/2013, 22:24)
si si è una realizzazione pietosa....

Non direi proprio, occorre ascoltare la musica e non le parole...e mi sembra di vivere un deja vu... faccine/smile.gif
Cmq un torsiometro del genere l'ho visto da altre parti...ricordo ancora quel giorno...quel ragazzeto mi guardava con aria sospettosa!!! faccine/laugh.gif


Vedrai che rendimenti usciranno fuori...boing boing boing!!!



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kekko.alchemi

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Inviato il: 9/4/2013,22:53

Grande qqcreafis! Bel lavoro! L'estetica e la realizzazione "spartana" per ora non devono interessarti, col tempo migliorerà... Già ti avevo detto che se hai bisogno di boccole, flange, assi, cuscinetti... sono a disposizione!

Ma veniamo a noi, mi piace questa discussione perchè so già che affioreranno parecchie sorprese! Dovremmo però iniziare il tutto con delle simulazioni in FEMM. Ti espongo subito il mio parere sulla questione del ferro, per quanto riguarda un generatore mi trovi perfettamente d'accordo, ma per quanto riguarda un motore assolutamente no. faccine/smile.gif

In un generatore (di questa tipologia) si sfrutta il fatto che il campo generato dai magneti è gratis in quanto è dato dai magneti permanenti, paragonabili in questo caso ad un solenoide formato da un avvolgimento di filo superconduttore con assorbimento praticamente vicino allo zero. Il movimento meccanico dei magneti è dato da una sorgente X e la trasformazione in energia elettrica viene svolta invece da uno o più solenoidi che restano lì belli fermi a subire le linee di flusso che gli arrivano. Quelle che non arrivano perchè il solenoide è troppo lontano o comunque per qualsiasi altro motivo (perdite) non sono un problema, in quanto gratis e soprattutto non partecipanti alla coppia frenante.

In un motore invece il discorso cambia radicalmente in quanto si invertono i ruoli! Le preziose linee di flusso vengono generate da un solenoide che non è formato da un filo superconduttore e presentando quindi una resistenza abbastanza elevata impartisce un consumo molto lontano dallo zero. Oltre a questo fattore che sarebbe comunque presente anche nel generatore nel momento in cui si collega un carico, c'è il problema fondamentale che non tutte le linee di flusso generate dal solenoide riescono ad "arrivare" ai magneti specie nei momenti angolari di ultima uscita dalla fase e prima entrata della fase. Questo fa si che la corrente elettrica che scorre nelle spire del solenoide andrà a generare delle linee di flusso che si richiuderanno su stesse nel solenoide e che quindi non parteciperanno al freno, non parteciperanno alla conversione in moto, ma parteciperanno per forza di cose al consumo del nostro motore.
E' proprio per questo motivo infatti che deve essere introdotto il ferro, questo ha il compito (nonostante le perdite di isteresi che introduce) di convogliare praticamente tutte le linee di flusso (specie quelle che si richiuderebbero su stesse) verso i magneti, e aumenterebbe quindi (ovviamente non in condizioni di saturazioni o frequenze fuori range) il rendimento globale del motore.
Al contrario per i motivi visti sopra, il ferro, farebbe diminuire il rendimento di un generatore di questa tipologia, ma ne aumenterebbe la densità di potenza.

Ricapitolando quindi, secondo il mio parare, i sistemi di questo tipo senza ferro nei solenoidi, sono ottimi generatori ma non ottimi motori.

Per pura curiosità, questo concetto non è applicabile al motore Boing di Bolle, in quanto in quella configurazione il magnete è posto esattamente dentro al solenoide, perciò non è possibile che delle linee di flusso del solenoide si chiudino su stesse senza partecipare per qualche momento alla conversione.

Se ci spieghi come intendi fare l'encoder, ti do una mano sulla progettazione!

CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 9/4/2013, 22:40)
ricordo ancora quel giorno...quel ragazzeto mi guardava con aria sospettosa!!! faccine/laugh.gif

Ne ha fatta di strada quel ragazzetto eh! faccine/tongue.gif Speriamo solo che sia nella direzione giusta!

Saluti Kekko



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Inviato il: 10/4/2013,09:38

Che figata Il torsiometro di Mac nel video che ha postato Bolle.
E' da quello che avevo preso spunto per fare l'accrocco del minitorsiometro con bilancietta nella discussione "Possibile OU?".
La meccanica mi ha sempre affascinato solo che bisogna essere molto attrezzati, nell' officina di Mac c'era un pò di tutto, purtroppo io non dispongo di tutto quello spazio e neanche dei soldi per attrezzarmi un officina anche scarsa, ma qqcreafis ci ha fatto vedere che anche con pochi mezzi uno strumentino anche non precisissimo si può fare (sicuramente più preciso del mio costruito al volo con pezzi di recupero).

Master Digit



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qqcreafis

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Inviato il: 10/4/2013,12:51

CITAZIONE
boing boing boing

è si è quella la geometria giusta

CITAZIONE
ma non ottimi motori.

diciamo che usare il ferro aiuta, è la strada più facile è quella che può dare subito buoni o ottimi risultati ad es coppia elevata la non necessità di usare materiale magnetico potentissimo.

In somma si tratta di vedere se e come si riesce a recuperare almeno in parte lo svantaggio rispetto al ferro sfruttando a fondo le particolari carattesistiche del motore.

Poi pubblioco una teoria....

CITAZIONE
Se ci spieghi come intendi fare l'encoder, ti do una mano sulla progettazione!

in effetti non ho molto idea come farlo



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NonSoloBolleDiA...

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Inviato il: 10/4/2013,14:54

CITAZIONE (qqcreafis @ 10/4/2013, 13:51)
boing boing boing

L'evoluzione del Boing , cioè il Maliv ( (ora posso sbilanciarmi)) è naufragato per motivi non tecnici. La difficoltà che avevamo era trovare un tornitore bravo con costi accettabili anche se non pagavamo noi. A noi era data piena libertà...avevamo un finanziatore: faccine/angel1.gif faccine/ph34r.gif

Vediamo se riusciamo a trovare un punto di incontro...il boing è in un cassetto...inoltre abbiamo due Maliv con assi in acciaio, uno già inserito ed uno con asse non inserito...ma entrambi senza magneti. Questi due rotori sono di fatto il cuore del sistema che fece penare molto il tornitore...devo recuperare le foto...le posto questa sera. Ora ti chiederai ...perchè sto parlando di questo?
Perchè noi non ci facciamo più nulla, i due rotori sono esattamente come da disegno...la geometria perfetta (per (alcuni di) noi). Se ti occorre uno dei tre oppure tutti e tre... puoi fare un fischio...un modo per farteli recapitare lo troviamo.
faccine/smile.gif

Immagine Allegata: maliv

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/1/6/5/3/1/5/7/1365602047.jpg




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manfer65
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Inviato il: 10/4/2013,17:36

CITAZIONE (qqcreafis @ 10/4/2013, 13:51)
In somma si tratta di vedere se e come si riesce a recuperare almeno in parte lo svantaggio rispetto al ferro sfruttando a fondo le particolari carattesistiche del motore.

Uno dei vantaggi principali di un motore senza ferro è la bassa induttanza, e questo facilita e non di poco la possibilità da parte del driver di commutare velocemente la corrente,puoi fare un motore con un numero elevatissimo di poli, e così il circuito magnetico risulta più breve, ma molti poli significa poi dover avere un driver con processore molto veloce,(arm, parallax)sensori di corrente rapidissimi e, l'alta frequenza di commutazione fa perdere efficienza al driver stesso,quindi va progettato molto bene,per non perdere i vantaggi di avere una bassa induttanza.. poi visto che c'è la possibilità di dare alle bobine dei boost di corrente molto elevati, la parte dei finali va sovradimensionata, aumentando i costi e le dimensioni del driver..
Fondamentale, per avere una decente coppia , diminuire il traferro il più possibile,il vantaggio di avere un traferro molto ridotto, nei motori convenzionali, è una alta coppia a bassi rpm, ma poi problemi di saturazione agli alti, con il motore senza ferro non avrai questo problema, puoi andare ad rpm molto elevati mantenendo una coppia molto alta, ma se hai fatto una buona meccanica (traferro ridotto) e poi il driver non ti permette frequenze elevate, ti giochi tutti i vantaggi.

Manfer.

 

qqcreafis

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Inviato il: 10/4/2013,18:36

il problema è il campo deve essere intenso e possibilmente costante nel volume

caso di una simmetria cilindica

ForumEA/us/img825/8845/hal1k.jpg

una sofisticata combinazione di magneti per eliminare anche il ferro sui rotori il capo è circa 0,65 tesla su un gap di 1cm Il gap è esagerato ed i poli troppo piccoli, e la combinazione non è troppo efficiente ,quando lo è il campo sembra spremuto fuori dai magneti


il problema non è avere tanti poli, non si deve ragionare come nei motori a step il problema è avere una ampia zona con campo intenso


direi che 12 poli vanno bene e la corrente si da solo quando il rame è tra i poli, se si fanno 100 giri al secondo (ad es sono 6000rpm) l'elettronica deve commutare 2400 volte al secondo



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Inviato il: 10/4/2013,18:46

Foto dei due rotori, da qualche parte dovremmo avere i cuscinetti...ma chissà dove sono mentre il boing è ancora tutto sano ancora non è stato fagocitato da nessuno...ma pieno di polvere...purtroppo le cose didattiche hanno un alta moria faccine/smile.gif

Immagine Allegata: RotoriMaliv

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/1/6/5/3/1/5/7/1365616004.jpg




Modificato da NonSoloBolleDiAcqua - 10/4/2013, 19:57


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