Jump to content
DisplayName

Расчет мотора "поршень" (как реле)

Recommended Posts

Здравствуйте. Искал по всему интернету уже дня 3, может плохо ищу, не ннашел. Мне надо сделать мотор - катушка и поршень-магнит внутри. Зачем он нужен? Для редуктора в виде рычага. Можно было бы взять обычный мотор, но нужна огромная сила на малую единицу площади, бесщеточный и высокая частота перемещений.

Конкретно это нужно для попытки сделать орнитоптер - аппарат типа дрона, использующий вместо пропеллеров крылья. Питание орнитоптера - проводное, 5 Вольт 20 Ампер компового БП.

Мне надо сделать 2 электромагнита с сопротивлением 0.560 ома каждый. У меня есть проволока 0.51мм (в изоляции) всего 16 метров. Эти электромагниты должны отдавать силу по 45 Вт каждый (9 Ампер).

А вот с крыльями проблема. Нету легких и крепких материалов. Надо уменьшить площадь крыльев и увеличить частоту работы мотора. А железо же не может работать на высоких частотах? Нужен какой-то феррит. Есть чашечки 3 см М2000НМ. Они очень легкие и проверял притягиваются лучше чем железо

В общем, сила должна быть чтобы удерживать 45 грамм, а сопротивление переменному току до 2000 Гц - 0.560 ома ну чтобы 9 Ампер пропустил.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тебя спасёт кривошипно-шатунный механизм. Он очень эффективно преобразует вращение в возвратно-поступательное движение. На таком принципе, например, построена автоматика некоторых скорострельных авиационных пушек.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тут не мотор надо рассчитывать, а механизм и материал крыльев, способные выдержать возвратно - поступательные движения с частотой в сотни герц. 


"Я не знаю какой там коэффициент, я просто паять умею. "

Share this post


Link to post
Share on other sites

Плата расширения для Arduino с защищенными 24-вольтовыми ключами Infineon семейства PROFET

Компания Infineon представила плату расширения для Arduino c 24-вольтовыми ключами PROFET™+24V (BTT6xxx). Данное семейство ключей верхнего плеча с защитами предназначено для управления резистивными, емкостными и индуктивными нагрузками (лампы автомобилей, реле, двигатели, клапаны, светодиоды, конденсаторы). Использование платы расширения для Arduino с 24-вольтными защищенными ключами ускоряет создание прототипов и позволяет с минимальными затратами проводить тестирование совместимых по распиновке ключей PROFET™+24V.
Подробнее

Guest Алекс-Юстас

С частотой сотни герц машут крыльями только колибри. Ну, и комары. Только размер крыльев у них измеряется в миллиметрах. А аппарат размером с ворону должен делать взмах примерно раз в секунду. Электротехническая сталь (сердечники трансформаторов) спокойно работают на частотах до десятков кГц. Так что ферриты тебе точно не понадобятся.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вебинар «Умный и безопасный дом от STMicroelectronics – строим вмеSTе!» (23.06.2021)

Приглашаем 23/06/2021 всех желающих принять участие в вебинаре, посвященном проектированию и разработке систем умного дома на базе компонентов STMicroelectronics. Экосистема продукции STMicroelectronics включает в себя как электронные компоненты, так и средства разработки, готовые стеки протоколов и законченные примеры кода. Предлагаемые ресурсы позволяют разработчику легко построить каркас системы и быстро создать прототип своего приложения. На вебинаре мы также поговорим о беспроводных интерфейсах – ведь благодаря поддержке стандартов BLE и ZigBee вы сможете при необходимости интегрировать устройства сторонних производителей и создавать открытые системы.

Подробнее

Кинематика машущего полёта сама по себе очень непростая штука, а уж на таких частотах - вообще космос. Там ведь недостаточно крылом вверх-вниз махать, его ещё при этом в разных плоскостях поворачивать нужно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

TEA от TRACO – семейство 1 Вт DC/DC-преобразователей по доступной цене

Компания TRACO разработала новую серию оптимизированных по стоимости DC/DC-преобразователей TEA с фиксированным входом. Они изготавливаются в наиболее популярных корпусах типа SIP-4 (TEA 1) и SIP-7 (TEA 1E и TEA 1HI) на напряжение «вход-выход» 5-в-5 и изоляцию 1500 и 4000 В (только в корпусе SIP-7). Преобразователи TEA имеют расширенный рабочий температурный диапазон -40…85ºС и предназначены для широкого применения
Подробнее

С частотой сотни герц машут крыльями колибри и комары. Но у них крылья измеряются в миллиметрах. У ворон частота взмахов примерно 1 Гц.
А электротехническая сталь (трансформаторная) спокойно работает на частотах вдо десятков кГц. Так что феррит здесь точно не нужен.


Отыщи всему начало, и ты многое поймешь!

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 часов назад, DisplayName сказал:

Мне надо сделать мотор - катушка и поршень-магнит внутри. Зачем он нужен? Для редуктора в виде рычага. Можно было бы взять обычный мотор,

Не можно а нужно. 

Поясню. Любой "поршневой" мотор имеет один огромный недостаток - рабочий ход поршня разделен на три участка:  старт - максимальная скорость - стоп. То есть непосредственно преобразование электрической энергии в механическую происходит на очень небольшом центральном участке. В обвычном же электромоторе эти участки отсутствуют. И чем больше больше у обычного электромотора полюсов, тем большую мощность он может преобразовывать.

По тем же самым причинам невыгоно использовать для полета возвратно- поступательные движения. Птицам его природа применила для возможности отдыха мышц на конце взмаха. Механизму же отдых не требуется, а требуется максимальный коэффициент использования.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest Display Name -- Guest

..Хочу немного поправить. Во-первых, птицы машут крыльями не "вверх-вниз", а по кругу, как веслами гребут. 

Во-вторых, если эти движения куда-то передаются, то энергия электрическая преобразуется в механическую, а не тепло. Если двигатель (обычный) удерживать, то он греется. А если отпустить, то будет грется не так сильно, можно трением вала нагреть какой-то предмет - доказательство того, что по закону сохранения энергии, если энергия превратилась в механическую, то больше энергии для нагрева внутри двигателя нет. Если обычный двигатель раскрутить, то ток потребления падает в разы - ток потребления равен току потерь в катушках, магнитах и трением подшипников.

Если "поршневой" двигатель питается от переменного тока, то в нем запасается реактивная энергия. Если она передается на крылья, то почему катушки должны грется? Или я не правильно понял выражение "рабочий ход поршня разделен на три участка:  старт - максимальная скорость - стопрабочий ход поршня разделен на три участка:  старт - максимальная скорость - стоп"?

Потом за 1 такт катушка передает определенное количество энергии, которое ограничено сердечником. Логично, что чем выше частота (в секунду), тем выше количество энергии, отданой за секунду (принцип работы всех ВЧ трансформаторов, малых по размеру). Например, сердечник может отдать 2Вт. Тогда если 1 Гц передаст 2Вт, а 2 Гц 4Вт. Но обычное железо на столько тяжелое, что для того, чтобы передать частоту 1 Гц, надо сотни грамм. 1 Гц не получится даже ферритом. 50 Гц 220 вольт 25Вт трансформаторы весят сотни грамм. А мне надо передать 45Вт*2.

Чашечка М2000НМ диаметром 3 см передает десятки мВт за 1 цикл. Допустим 100мВт. Чтобы передать 45Вт, надо частота 450 Гц. Если меньше то нужна еще выше частота.

О проволоке 0.51 мм наверное можно забыть. 

Мой вопрос далее в след. Расчет "ультразвукового динамика" - можете его так назвать, на чашечке М2000НМ диметром 3 см и высотой 2 см чтобы он отдавал на любой частоте мощность (механическую) 45 Вт при токе 9Ампер в секунду и напр. питания 4.2---5 вольта.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 часа назад, Гость Display Name -- Guest сказал:

при токе 9Ампер в секунду

Бросай ты это дело. Почитай лучше учебники, чтобы не писать странные тексты.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Провод диаметром 0,51 мм и длиной 10 м имеет сопротивление 0,85 Ом. Независимо, будет через него протекать постоянный ток 9 А, или переменный с чистотой 1000Гц с эффективным значением 9 А, в нем будут выделяться 69 Вт тепла. Паяльник с такой мощностью нагревается до 300 градусов, катушка электромагнита примерно тех же размеров... А/сек - это что за единица такая? Скорость нарастания тока в цепи? Что она даст? Любая электрическая машина имеет параметр - К.П.Д. У мелких моторов он может быть порядка 60-90%, от 40 до 10 % энергии превращается в тепло. У "поршневого" двигателя К.П.Д будет ниже, чем у вращающегося хотя бы потому, что гораздо меньше трение в подшипниках качения, чем в подшипниках скольжения. Да еще бесполезные затраты энергии на возврат поршня в исходное положение после рабочего цикла. Поршневые моторы на самолетах отходят в прошлое, турбины имеют К.П.Д  гораздо выше,при этом при равной мощности они гораздо легче.


Отыщи всему начало, и ты многое поймешь!

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest Display Name -- Guest

Я буду делать уже независимо от данной темы, на чашечном феррите 3см. Туда поместится не много витков и сопротивление будет ооочень малое. Но я туда буду подавать ток мосфетом импульсами.

Просто нет другого провода чем 0.51 мм и нет другого феррита. 

Ток не переменный, импульсный. Назад "поршень" будет возвращать струна или пружина.

Конструкция след. Две ферритовых чашки, одна на "раме", другая на "поршне" (соединенная с пружиной). Катушка приклеена эпоксидкой к чашке на "раме". "Поршень"  при втягивании тянет "рычаг" опускающий "крыло" вниз. Т.е. верхняя чашка стоит на месте, а нижняя ходит вверх-вних.

А питать его импульсами несимметричного мультивибратора.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А теперь подумай, каковы максимальные обороты обыкновенного двигателя внутреннего сгорания, с какой частотой двигается поршень в нём и из каких материалов сделан механизм.
И сравни вот с этими фантазиями:
 

01.05.2021 в 04:31, DisplayName сказал:

до 2000 Гц
****
 "поршень" будет возвращать струна или пружина.
****
ферритовых чашки, одна на "раме", другая на "поршне"
****
приклеена эпоксидкой

 


"Я не знаю какой там коэффициент, я просто паять умею. "

Share this post


Link to post
Share on other sites

Посмотрите статью одного человкека на хабре

https://habr.com/ru/post/404413/

Он занимается в 2017 г 13 лет разработкой орнитоптеров. Т.е. сейчас уже 17. Да, высокую частоту не создать. Но зато можно без кривошипно-шатунного механизма, я так думаю, эффективно передавать энергию на крылья.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, DisplayName сказал:

Посмотрите статью одного человкека на хабре

Есть один маленький, но гаденький нюанс... Эрудированный инженер, действительно что-то создавший, никогда не будет писать статью такого содержания, тем более на Хабре. :D

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 hours ago, DisplayName said:

Он занимается в 2017 г 13 лет разработкой орнитоптеров.

Бедняга. 17 лет вбухал. Где-то в 80-х в "Науке и жизни", если не ошибаюсь, была описана летающая модель махолета, которую можно собрать за пару-тройку часов. На резиномоторе. :D

3 hours ago, DisplayName said:

... я так думаю, эффективно передавать энергию...

В разделе форума "Идеи и технологии будущего" наверняка можно найти пару-тройку подходящих и очень эффективных методов передачи энергии.:lol2:

Видео в упомянутой статье очень поучительно. Очевидно, что аппарат надо немного доработать. Одно крыло закрепить неподвижно, из второго сделать пропеллер. Получится реально работающая схема, не имеющая ограничения в 30 кг и летающая существенно быстрее. 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest том

Очень интересно,  попробуйте сделать крыло из матрицы маленьких крылышек.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Угу, намазать фанеру ловчим клеем, посадить туда тысячу мух и заставить летать. 


"Я не знаю какой там коэффициент, я просто паять умею. "

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну.... Обычный динамик можно включить на полную мощность. У меня колонки Defender 2.5W*2 . Я их купил за 120 грн. У них относительно большая мембрана 50мм. Круглая, из фольги. Если подавать туда частоту около 50 Гц, на полной мощности, становится как-то не по себе, это если кто-то будет экспериментировать (осторожно), а вообще они ветер создают приличный. Рукой можно ощутить.

Вот идея создать такой же динамик из фольги, который имиеет форму конуса и острым концом повернут вверх. Когда мембрана движется вверх, острый конец рассекает воздух и сверху давление незначительное. А снизу немного набирается воздуха. А потом резкий толчек вниз, за счет увеличения давление - реактивная тяга... и поновой. У военных кажись такие есть? На таких четырех "динамиках" можно заменить винты квадрокоптера. И в отличии от винтов, с ним мало чего случится, если попадут птицы. Я уверен, что на ультразвуковых частотах такой динамик способен выдать достаточное давление для полета.

У военных есть ультразвуковая пушка, которая по идее работает по тому же принципу, создавая огромное давление впереди себя. Потому что волны создавать нет смысла, они быстро тухнут. Разве что стоячую волну, так чтобы на сверхзвуковой скорости, чтобы она не гасилась.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ТС меньше смотрите зомбоящик, и больше читайте техническую литературу,  потому как читая ваши опусы возникает стойкая уверенность, что ваш моск доверху набит испражнениями от Прокопенко, Чапмен и Ко 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

А мне кажется наоборот, он пуст (совсем пуст). Во всяком случае в отделении, связанном с технической сферой, если обратить внимание на мнение, что острый диффузор не будет встречать сопротивление воздуха при движении вверх.

Сколько весит магнитная система 45-ватного динамика? А 4-х?

 

Edited by Геннадий

Share this post


Link to post
Share on other sites

Эххх... Если бы были деньги, хотя бы пару тысяч долларов в месяц, этих вопросов не было бы. Как бы "голь на выдумки хитра" звучит некрасиво но правильно. Даже если выдумка не сработает, надо попробовать.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest том

Смысл есть сделать крыло - планер, крылышки поднимают, устанавливаются горизонтально и планируешь,

крылышки хорошо бы было,  но можно поначалу сделать что-то похожее на квадрокоптер, крыло + пропеллеры по краям.

Share this post


Link to post
Share on other sites

@DisplayName , а что деньги? Сделай для начала маленькую работающую модель. Если полетит, тогда уже будешь искать деньги на постройку модели покрупней. А не полетит - убережёшь себя от напрасных трат.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
1 час назад, Геннадий сказал:

Сколько весит магнитная система 45-ватного динамика?

вес динамиков сильно зависит от того, на коком магните собран мотор.

на неодимовом 

Скрытый текст

1094213795_fjfgj.JPG.dc8f66487ff41e14316a7d9f9e736fa5.JPG

или на ферритовом

Скрытый текст

865206214_r.JPG.af761053f2a8d974c8bafa9fc465ca0f.JPG

в любом случае динамики это не лучший выбор в данном случае, да и тс испугается узнав цену на качественные динамики на неодимовых магнитах.

Edited by Ыых

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest том

Заметили, как медленно раскручиваются лопасти вертолёта. Так что лопасти лучше сделать ротором, с неодимовыми магнитами по краю, а  вокруг, по кольцу  электромагниты и управление от шагового двигателя.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You are posting as a guest. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

×
×
  • Create New...