Ситуация такая. На рынке куплена для киндера игрушка-юла. Схема простая. Знакома всем.
К этому волчку была прикручена конструкция по эскизу "Центробежного генератора Богомолова" с двумя дебалансами. При радиусе 200 мм и массе одного дебаланса 50 гр время вращения юлы выросло в два раза. Если на юле просто закрепить аналогичную массу-отличия незначительны.
А не проще ли снимать нагрузку прямо с вибрации, минуя перевод во вращение? На краях платформы закрепить магниты (сверху-снизу) а между ними поместить сердечник (сердечники) с обмоткой. Для увеличения амплетуды может понадобиться увеличить длину платформы.
Сложность здесь в обратной связи, т.к. от нагрузки будет падать амплитуда, а при увеличении оборотов будет меняться частота... хотя если переводить в постоянку, то нет разницы.
Nik108 Пост: 220427 От 28.Dec.2009 (08:04)
А не проще ли снимать нагрузку прямо с вибрации, минуя перевод во вращение? На краях платформы закрепить магниты (сверху-снизу) а между ними поместить сердечник (сердечники) с обмоткой. Для увеличения амплетуды может понадобиться увеличить длину платформы.
Сложность здесь в обратной связи, т.к. от нагрузки будет падать амплитуда, а при увеличении оборотов будет меняться частота... хотя если переводить в постоянку, то нет разницы.
Привет!
Постоянные магниты достаточно тяжелые. Нужно паразитную массу на инерторе делать много меньше массы дебалансов.
Масса дебалансов ограничивается мощностью приводного двигателя и прочностью конструкции. При 4500 об.мин и диаметре 40 см диск из стали ст3 разлетается на куски.
А обороты интересны выше 10000 об.мин.-от них мощность растёт в 3-ей степени. Значит радиусы дебалансов будут до 10 см максимум.
Амплитуды инертора обычно невелики-до 20 мм. Представь прыгающий на полу движок на высоту 2 см при массе 100 кг. Как виброуплотнитель, фрикционный нареватель, ножовка, полировка-ВЕСЧЬ. А вот вытянуть из этого прыгунчика 1 кВт на генератор-проблема.
alexkor Пост: 220438 От 28.Dec.2009 (10:34)
Постоянные магниты достаточно тяжелые. Нужно паразитную массу на инерторе делать много меньше массы дебалансов.
Масса дебалансов ограничивается мощностью приводного двигателя и прочностью конструкции. При 4500 об.мин и диаметре 40 см диск из стали ст3 разлетается на куски.
Абсолютно нет разницы каким образом ты снимаешь нагрузку, будь то магниты по краям или шестерня через обгонную муфту или рычажками !!! Эффект один и тот же. Ты тормозишь всем этим общую вибрацию платформы. Что 200гр магнитов, что рычаг - разницы нету. Просто с магнитами на холостом ходу будет меньше амплитуда и все. Ну а нам то и надо все это под нагрузкой
Ну а по поводу 4500об и 40см диск разлетелся, то ты не указал толщину, а это очень важный параметр т.к. диск толщиной 30мм фиг ты и 10000об разорвешь.
И еще добавлю... Инерция самой платформы - это не паразитная масса!!! Это полезная весч . Чем больше масса(инерция) платформы, тем меньше меняется выход от нагрузки. Если ты сделаешь платформу из картона, то амплитуда будет огромной, но при нагрузке будет резко падать.
Что бы эффективно снять электроэнергию от вибрации, стоит вибрировать не магниты, а только катушку генератора в магнитном зазоре, которую лучше всего выполнить в виде зигзагообразного провода например на длинной пластинке стеклотекстолита, и эту пластинку с проводом вибрировать вдоль цепочки магнитов.
Fema Пост: 220541 От 28.Dec.2009 (18:08)
Что бы эффективно снять электроэнергию от вибрации, стоит вибрировать не магниты, а только катушку генератора в магнитном зазоре, которую лучше всего выполнить в виде зигзагообразного провода например на длинной пластинке стеклотекстолита, и эту пластинку с проводом вибрировать вдоль цепочки магнитов.
Просто катушка без сердечника мало эффективна. К тому же чтобы снять достаточную мощность, нужно много проводы (а это тоже вес), ну и так как амплитуда небольшая толщина намотки должна быть узкой.
Еще идея!!!
Сделать 2 платформы на одной оси и от одного двигателя одна над другой. При этом вибрация у них встречная. Общая амплитуда вырастет в 2 раза!!!
Если вибрирующую массу подпереть пружинами, то появится четко выраженный свой механический резонанс. И излишняя масса вибратора вместо сопротивления, на своей резонансной частоте будет только накапливать излишки энергии в пружинах и в нужный момент отдавать.
Кстати у многих генераторов вовсе не обязательно вращать вал - достаточно его дергать туда-сюда на один шаг статорной катушки (например для автомобильного генератора достаточно дергать ось с проворотом на 25-30 градусов) А массу ротора скомпенсировать(закрепить) пружиной.
И вообще конструкция напоминает неполный планетарный механизм от автомат-переключателя скоростей автомашины. Ведь конструктивно ничего не мешает использовать 3 планетарные шетеренки вместо 2, нужно только внести массо-дисбаланс в каждую шетеренку, и снимать мощность с внешней шестерни охватывающей шестеренки(она должна свободно прокручиваться сама или вместе с корпусом на подшипниках).
Fema Пост: 220541 От 28.Dec.2009 (18:08)
Что бы эффективно снять электроэнергию от вибрации, стоит вибрировать не магниты, а только катушку генератора в магнитном зазоре, которую лучше всего выполнить в виде зигзагообразного провода например на длинной пластинке стеклотекстолита, и эту пластинку с проводом вибрировать вдоль цепочки магнитов.
Просто катушка без сердечника мало эффективна. К тому же чтобы снять достаточную мощность, нужно много проводы (а это тоже вес), ну и так как амплитуда небольшая толщина намотки должна быть узкой.
Еще идея!!!
Сделать 2 платформы на одной оси и от одного двигателя одна над другой. При этом вибрация у них встречная. Общая амплитуда вырастет в 2 раза!!!
Привет!
Толковая идея!
А как синхронизировать колебания двух инерторов в противофазе?
Fema Пост: 220563 От 28.Dec.2009 (20:34)
Если вибрирующую массу подпереть пружинами, то появится четко выраженный свой механический резонанс. И излишняя масса вибратора вместо сопротивления, на своей резонансной частоте будет только накапливать излишки энергии в пружинах и в нужный момент отдавать.
Кстати у многих генераторов вовсе не обязательно вращать вал - достаточно его дергать туда-сюда на один шаг статорной катушки (например для автомобильного генератора достаточно дергать ось с проворотом на 25-30 градусов) А массу ротора скомпенсировать(закрепить) пружиной.
И вообще конструкция напоминает неполный планетарный механизм от автомат-переключателя скоростей автомашины. Ведь конструктивно ничего не мешает использовать 3 планетарные шетеренки вместо 2, нужно только внести массо-дисбаланс в каждую шетеренку, и снимать мощность с внешней шестерни охватывающей шестеренки(она должна свободно прокручиваться сама или вместе с корпусом на подшипниках).
Привет!
"Если вибрирующую массу подпереть пружинами, то появится четко выраженный свой механический резонанс."
На видео видны пружины. Они удерживают инертор в нейтральном положении... По резонансу-нагрузка меняется и частота плавает. Для работы в резонансе необходима постоянная нагрузка. Не знаю, где это применимо...
"Кстати у многих генераторов вовсе не обязательно вращать вал - достаточно его дергать туда-сюда на один шаг статорной катушки (например для автомобильного генератора достаточно дергать ось с проворотом на 25-30 градусов)"
Пробовал-не получается. Нужен спецгенератор...
"И вообще конструкция напоминает неполный планетарный механизм от автомат-переключателя скоростей автомашины. Ведь конструктивно ничего не мешает использовать 3 планетарные шетеренки вместо 2, нужно только внести массо-дисбаланс в каждую шетеренку, и снимать мощность с внешней шестерни охватывающей шестеренки(она должна свободно прокручиваться сама или вместе с корпусом на подшипниках)."
Для мощности 1 кВт нужны 3000-6000 об.мин и диаметры до 100 мм. Прикинь сколько бабла будет стОить такой конструктив изготовить под конкретный инертор...
alexkor Пост: 220858 От 29.Dec.2009 (23:20)
Толковая идея!
А как синхронизировать колебания двух инерторов в противофазе?
Набросай эскизик...
Привет
Рисовать лень . Я на словах все поясню. Мысленно сделай точно такой же инертор как у тебя, только без двигателя (назовем его №2). Разместим два инертора один над другим. Сверху тот что есть (№1), снизу №2. Ведущий вал от двигателя удлиняем и им же крутим ведущую шестерню в инерторе №2. Все это на одной общей оси. Грузы на платформе №2 поставлены на 180 градусов относительно платформы №1.
А по поводу использования бендикса от машины хочу сказать следующее... Это самое неудачное решение т.к. у него очень большой градус срабатывания!!! Нормальные обгонные муфты работают до 14000 оборотов и стоят от 1500 руб за шт. И то только под заказ из-за границы.
Есть другая идея !
Заменить обгонные муфты (обе) вот таким способом как на видео
кпд у такого способы съема примерно 25% на одну (если две, то будет примерно 35%). Ну а кпд вашего бендикса максимум 1% (зависит от угла срабатывания и от амплитуды вибрации) . Огромный + такой системы те же обороты что и вибрация !!!!
Ставить лучше 4 рычажки (по краям, с верхней и нижней платформы). Получится некое подобие коленвала
alexkor Пост: 220858 От 29.Dec.2009 (23:20)
Толковая идея!
А как синхронизировать колебания двух инерторов в противофазе?
Набросай эскизик...
Привет
Рисовать лень . Я на словах все поясню. Мысленно сделай точно такой же инертор как у тебя, только без двигателя (назовем его №2). Разместим два инертора один над другим. Сверху тот что есть (№1), снизу №2. Ведущий вал от двигателя удлиняем и им же крутим ведущую шестерню в инерторе №2. Все это на одной общей оси. Грузы на платформе №2 поставлены на 180 градусов относительно платформы №1.
Nik108 Пост: 220900 От 30.Dec.2009 (07:57)
А по поводу использования бендикса от машины хочу сказать следующее... Это самое неудачное решение т.к. у него очень большой градус срабатывания!!! Нормальные обгонные муфты работают до 14000 оборотов и стоят от 1500 руб за шт. И то только под заказ из-за границы.
Есть другая идея !
Заменить обгонные муфты (обе) вот таким способом как на видео
кпд у такого способы съема примерно 25% на одну (если две, то будет примерно 35%). Ну а кпд вашего бендикса максимум 1% (зависит от угла срабатывания и от амплитуды вибрации) . Огромный + такой системы те же обороты что и вибрация !!!!
Ставить лучше 4 рычажки (по краям, с верхней и нижней платформы). Получится некое подобие коленвала
Привет!
Обгонные муфты были неплохим вариантом. Очевидный недостаток выявился в сравнении с КШМ. За один такт инертора-"вперёд-назад" бендикс утилизирует сектор не более 180 градусов, а КШМ в тех же условиях провернётся на 360 градусов. Но для КШМ нужна предварительная раскрутка и достаточно большие амплитуды. Например у мопедов и бензопил амплитуды от 20 до 30 мм.
Была идея скрестить достоинства рычажки и КШМ-получается сложная конструкция с высокими требованиями к точности изготовления. Пока идея отпадает...
Заманчиво использовать КШМ. Они замечательно работают в автомобилях. Но тогда нужно полностью переделать текущую версию инертора. Требуется увеличить радиусы и массы дебалансов, поднять конструкционную прочность. А у инертора есть свойство с ростом частоты уменьшать амплитуду колебаний.
Ещё один аспект теоретический. Инертор даёт хорошую мощность пропорционально кубу частоты. А запас прочности материалов ограничивает геометрию инертора на такие частоты. А большие частоты дают небольшую амплитуду-КШМ её не проглотит...
alexkor Пост: 220908 От 30.Dec.2009 (10:12)
Но для КШМ нужна предварительная раскрутка и достаточно большие амплитуды. Например у мопедов и бензопил амплитуды от 20 до 30 мм.
А у инертора есть свойство с ростом частоты уменьшать амплитуду колебаний.
Ещё один аспект теоретический. Инертор даёт хорошую мощность пропорционально кубу частоты. А запас прочности материалов ограничивает геометрию инертора на такие частоты. А большие частоты дают небольшую амплитуду-КШМ её не проглотит...
Надо не предварительную раскрутку, а всего лишь первый толчек. Это в ДВС нужна раскрутка.
Теперь рассуждения по поводу инерции, в частности инерции платформы. Давайте введем новый термин "Противоинрция" - это вредная для нас инерция (вроде противоЭДС). У платформы есть своя собственная инерция и она работает на тех же законах т.е. куб от скорости. Чем выше частота колебаний - тем выше инерция платформы, чем выше масса и радиус (имеется ввиду масса не всей платформы, а масса инерции) - тоже выше инерция. Так вот если инерция одного дебаланса = инерции одного плеча, то амплитуда колебаний будет равна радиусу вращения дебаланса и не будет зависеть от частоты колебаний. Снимаемая с плеча нагрузка к инерции не относится и с ростом частоты не меняется. Поэтому нужно делать платформу как можно более легкую, а грузы как можно более большие. Двигатель лучше всего наименьшего диаметра (чем больше диаметр, тем выше его противоинерция). Я продумываю платформу на трубе квадратного сечения. Вместо двух пластин - две трубы(квадратных для жесткости). Масса получится не большая по сравнению с массой дебалансов, а жесткость хорошая.
По поводу коленвалов от мопедов и бензопил... Есть еще меньше ДВС, это в моделях там тоже есть коленвал.
По поводу своего предыдущего поста на счет увеличения мощности от увеличения количества съема на коленвал - это не так. Даже один съем будет максимальным. Но лучше всего сделать два - с двух сторон для симметрии.
Расчет коленвала лучше всего брать не от амплитуды на холостом ходу, а от меньшей в 2 раза. Нам не важно что без нагрузки будет просто лишняя энергия уходить, у нас ее много .
Надо не предварительную раскрутку, а всего лишь первый толчек. Это в ДВС нужна раскрутка.
Теперь рассуждения по поводу инерции, в частности инерции платформы. Давайте введем новый термин "Противоинрция" - это вредная для нас инерция (вроде противоЭДС). У платформы есть своя собственная инерция и она работает на тех же законах т.е. куб от скорости. Чем выше частота колебаний - тем выше инерция платформы, чем выше масса и радиус (имеется ввиду масса не всей платформы, а масса инерции) - тоже выше инерция. Так вот если инерция одного дебаланса = инерции одного плеча, то амплитуда колебаний будет равна радиусу вращения дебаланса и не будет зависеть от частоты колебаний. Снимаемая с плеча нагрузка к инерции не относится и с ростом частоты не меняется. Поэтому нужно делать платформу как можно более легкую, а грузы как можно более большие. Двигатель лучше всего наименьшего диаметра (чем больше диаметр, тем выше его противоинерция). Я продумываю платформу на трубе квадратного сечения. Вместо двух пластин - две трубы(квадратных для жесткости). Масса получится не большая по сравнению с массой дебалансов, а жесткость хорошая.
По поводу коленвалов от мопедов и бензопил... Есть еще меньше ДВС, это в моделях там тоже есть коленвал.
По поводу своего предыдущего поста на счет увеличения мощности от увеличения количества съема на коленвал - это не так. Даже один съем будет максимальным. Но лучше всего сделать два - с двух сторон для симметрии.
Расчет коленвала лучше всего брать не от амплитуды на холостом ходу, а от меньшей в 2 раза. Нам не важно что без нагрузки будет просто лишняя энергия уходить, у нас ее много .
Привет!
Разберёмся в понятиях.
"Теперь рассуждения по поводу инерции, в частности инерции платформы. Давайте введем новый термин "Противоинрция" - это вредная для нас инерция (вроде противоЭДС)."
Это обычная паразитная масса инертора. Всё то, что не является дебалансом и колеблется с частотой дебаланса. Её легко можно минимизировать конструктивно.
"Поэтому нужно делать платформу как можно более легкую, а грузы как можно более большие."
Согласен. Масса дебалансов ограничена прочностью подшипников, прочностью металла на разрыв, мощностью приводного двигателя.
"Двигатель лучше всего наименьшего диаметра (чем больше диаметр, тем выше его противоинерция)."
Не совсем так. Ведь в текущей схеме двигатель находится в центре окружности с ведущей шестерней. А ведомые шестерни дают нужный радиус для дебалансов. Ну и современные движки и маленькие и легкие и мощные.
"Я продумываю платформу на трубе квадратного сечения. Вместо двух пластин - две трубы(квадратных для жесткости)."
Здесь есть ещё один аспект. При разрушении конструкции ущерб нужно минимизировать. Есть смысл использовать тавровое сечение-хорошая прочность, плюс защита при разлете дебалансов. Если смотреть на инертор сбоку-получится буква "Н" или "П".
"Но лучше всего сделать два - с двух сторон для симметрии."
Это называется двухполупериодный инертор. Утилизация на прямом и обратно ходу инертора. Терминология Эдвида Линевича...
"Двигатель лучше всего наименьшего диаметра (чем больше диаметр, тем выше его противоинерция)."
Не совсем так. Ведь в текущей схеме двигатель находится в центре окружности с ведущей шестерней. А ведомые шестерни дают нужный радиус для дебалансов. Ну и современные движки и маленькие и легкие и мощные.
"Я продумываю платформу на трубе квадратного сечения. Вместо двух пластин - две трубы(квадратных для жесткости)."
Здесь есть ещё один аспект. При разрушении конструкции ущерб нужно минимизировать. Есть смысл использовать тавровое сечение-хорошая прочность, плюс защита при разлете дебалансов. Если смотреть на инертор сбоку-получится буква "Н" или "П".
"Но лучше всего сделать два - с двух сторон для симметрии."
Это называется двухполупериодный инертор. Утилизация на прямом и обратно ходу инертора. Терминология Эдвида Линевича...
Всего!
1. Повторю еще раз про двигатель Чем меньше диаметр и масса - тем лучше. Инерция увеличивается с радиусом. Паразитная инерция в данной конструкции, это та что от центра где стоит опорный подшипник. Тот же закон квадрат от радиуса. Я посмотрел в инете двигатели для моделей... Есть двигатели 350Вт и всего 54гр. и КПД 70-85%. 20000-25000 об.мин !!! гугл в помощь .
2. Про трубу(квадрат) я сказал потому, что у нее большая прочность и малый вес, у двутавра показатели прочностьвес хуже. Квадрат я хочу взять чуть большего размера чем вал на котором подшипник. А по поводу разрушения... нужно лучше расчитывать и брать 2х-3х кратный запас по прочности. И для защиты и самой конструкции гораздо лучше сделать внешний барьер, чем утяжелять конструкцию!!!
3. Это у Линевича в его конструкции называется двухполупериодный инертор. При применении КШМ снятие мощности будет на всем цикле работы. И с двух сторон, в данном случае, всего лишь для симметрии.
