direct drive motor

Voor de wiekverstelling van een windmolen wil ik een kleine langzaamlopende direct drive motor maken.
Het mechanische gedeelte is voor mij goed te doen.
Hoe maak ik de besturing?

Thevel

Golden Member

Welk vermogen? hoe wil je hem besturen? etc etc.
Ik denk dat je de je wat meer gegevens moet geven...

Arco

Special Member

Ik dacht dat ze dat meestal mechanisch deden? (met veren/governor; meer wind=meer pitch)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

De wiekverstelling gebeurt nu d.m.v. een aangedreven moer op een draadstang. Die is verbonden aan de wiek-krukjes. Aandrijving met een schroeftol motortje.

Mijn bedoeling is om een eenvoudig axiaal actuatortje daarvoor te maken.
2 magneetringen aan weerszijden van een stator.

Hoeveel koppel heb je nodig? Met die paar kleine magneetjes en zoveel ruimte ertussen ga je nauwelijks koppel kunnen maken.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Het benodigde koppel is erg klein. Het gaat er alleen om de as
(lees moer) te verdraaien op de draadstang.
De draadstang wordt minimaal belast omdat de wieken in hun zwaartepunt zijn opgehangen

Op elke magneetring zitten nu 6 neodymium magneetjes.
Dat aantal en de dikte van de magneten kan ik wijzigen.

In de stator tussen de magneetjes komen blikpakketjes (uit statorblik) met spoeltjes eromheen.

Het idee is om het motortje langzaam linksom of rechtsom te laten draaien door het sturen van de bekrachtiging van de spoeltjes.

Gewoonlijk liggen de magneten strak tegen elkaar; zo'n grote ruimte tussen de magneten gaat een hele vreemde tegen-EMK opleveren.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Het is voor mij een studie hoe een kleine langzaamlopende direct drive motor te maken.
Wellicht moet ik het anders aanpakken.

Ik heb nu een samenstelling met een dummy stator.

Ik zou voor de aansturing beginnen met een paar halve bruggen (L6203 o.i.d.), met weerstanden in serie met de wikkelingen om de stroom te beperken tot een veilige waarde. Hoeveel windingen je nodig hebt, is moeilijk te zeggen; je kunt er een stuk of 100 op een spoelvorm leggen (3D printen lijkt me handig), en dan met een oscilloscoop de tegen-EMK meten. De vorm en amplitude daarvan geven je veel informatie; idealiter zou de amplitude ongeveer 2/3de van de voedingsspanning zijn, en de vorm ervan een trapezoide of sinus benaderen. Ik verwacht eigenlijk dat je met deze opstelling van de magneten gebieden krijgt waar de spanning voor langere tijd 0V is.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Arco

Special Member

Oude motor uit een direct drive platenspeler?

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Een motor uit een platenspeler zou misschien wel geschikt zijn, maar zijn massieve as zit in de weg.

Het gaat er om de naaf ( hier met inwendige draad M 16 ) aan te drijven.

De naaf moet de spindel op zijn plaats houden, en hem soms langzaam een 5 tal cm naar links of rechts bewegen.

Het zou een hele vooruitgang zijn als die verdraaiing zou gebeuren door een zelfgebouwd axiaal ( of radiaal ) motortje om de naaf.

En ook dat ik het geheel kan reproduceren voor mijn windmolenvrienden.

Is het mogelijk om eerst te bespreken welke besturing ik moet maken / kopen en op die basis opnieuw te beginnen?

Arco

Special Member

Ik begrijp nu wat je bedoelt... ;)
Is een stappenmotortje dan niet veel simpeler en efficienter? (schijf aan de rand aandrijven via tandwiel of worm)
Heeft genoeg detent torque om de zaak op zijn plaats te houden, bij een direct drive moet de boel continu bekrachtigd worden (verspilling van energie)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Voor wiekverstelling zijn al allerlei opstellingen en aandrijvingen bedacht.

Ik zou nu graag een zelfbouw direct drive motortje toepassen omdat dat zoveel voordelen heeft.

Het motortje moet slechts af en toe bekrachtigd worden om een paar omwentelingen linksom of rechtsom te maken.

De houdkracht van de spindel is groot.
Het benodigde koppel erg klein.

Arco

Special Member

Ik zie niet goed in, waarom die moer niet zou gaan 'wandelen' als de motor uit staat...
't Is natuurlijk leuk om zoiets te bedenken, maar waarschijnlijk commercieel niet levensvatbaar en onpraktisch.
Er zijn genoeg kant en klare oplossingen die veel simpeler zijn...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Een redelijke direct drive motor maken is niet zo simpel als je lijkt te denken; wellicht moet je het gewoon proberen. Ik zei al eerder: een microcontroller, paar L6203's en een paar weerstanden, meer heb je niet nodig om te beginnen.

Een stappenmotor lijkt mij ook een veel beter plan; je zegt wel dat het benodigde koppel "erg klein" is, maar hoe klein dan? Heb je enig idee hoe weinig koppel zo'n beun-de-haas motor kan leveren?

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Als je zelf een motor wil bouwen, dan moet je dat gewoon doen. Ik zou voorstellen om eerst alleen de motor te bouwen, zonder die moer en zo. specs van zoiets redelijk krijgen is erg tricky, zoals gezegd.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Dat zou ik graag willen.
Met begeleiding via dit Forum moet dat toch kunnen?
Ik kan een nieuwe opzet maken.
Is er een voorbeeld?

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Er is best veel informatie over (snellopende) direct drives.

Maar dit moet een motortje worden dat af en toe rustig de spindel een beetje bijstelt.

Op elke schijf kan ik 20 magneetjes lijmen. Hier 20x10x2 mm
Houdkracht iets meer dan 2 kg/stuk.

Voorstel stator: 9 spoeltjes.

Ik kan mij nog altijd niet inbeelden hoe dat werkt, gebrek aan ruimtelijk inzicht ofwel de ouderdom ;)
Zijn er daar filmpjes of documentatie over te vinden van reeds werkende voorbeelden?

LDmicro user.
Arco

Special Member

Verhouding 20/9 (magneten/spoelen) lijkt me niet handig. Beter 18/9 of 20/10 nemen.
Ik kan ook nog niet zien hoe het geheel gaat werken, het koppel van de motor zal klein zijn.

[Bericht gewijzigd door Arco op woensdag 25 april 2018 14:51:12 (13%)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

18/9 of 20/10 lijkt me een heel slecht idee; niet alleen geeft dat een enorme cogging torque (als er weekijzer in de spoelen komt, zoals de TS zegt), maar dat betekend dat elk van de 3 fases exact hetzelfde magnetische veld ziet. Het aantal rotor- en statorparen mag niet op elkaar deelbaar zijn. Als we 20 magneten (10 poolparen) aannemen, zou ik daar 12 spoelen tegenover zetten. 9 kan ook, maar met een oneven aantal krijg een onbalans in de krachten op de rotor en stator; daardoor kan het geheel gaan trillen, maar bij lage toerentallen is dat misschien helemaal geen probleem.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

De windingstabellen geven de mogelijkheden.
http://www.bavaria-direct.co.za/info/

Ik weet niet HOE ze het gedaan hebben, maar ik heb een motor met 9 poolparen (18 polen) en 18 magneten ZONDER cogging.

ivm cogging zou 20 magneten 18 spoelen toch wel een aardige verhouding zijn?

m.bouwer: Als ik zeg 10V op een goede motor zet, dan gaat ie draaien. Dan draait ie bijvoorbeeld zo snel dat z'n dynamo werking 9.9V opwekt en 0.1V gebruikt wordt om de stroom te laten lopen. Die 0.1V is "verlies".

Als jij een motor wil maken die op 5V zo'n 60 RPM draait, dan moet het ook een generator zijn die bij 60 RPM zo'n 5V opwekt. DAT is een behoorlijk tricky doelstelling. Als je een klein spoeltje hebt en 1x per seconde komt daar rustig een magneetje langszeilen, dan zal de opgewekte spanning maar een paar mV zijn. Dan kan je 6 spoelen in serie zetten en krijg je misschien 12mV. Dat is nog een factor 400 minder dan wat je wilde hebben. Dus moet je nog 400x meer wikkelingen leggen. Je moet dus met ontzettend dun draad enorm veel wikkelingen gaan leggen om een motor te maken die precies aan je specs voldoet.

Dan zeg je steeds "heel weinig koppel", maar hoe weinig is dat. Mijn voorgestelde "mikmotor" heeft een RPM/V van 60/5=12. In SI eenheden is dat ongeveer 1.2 afgerond: 1. 1 gedeeld door dat getal is dan de koppelconstante: de motor zal een koppel van 1Nm per ampere ontwikkelen. Met het flinter dunne draad wat je moet gebruiken kan je maximaal ongeveer 20mA er doorheen sturen. Dus reken op 20mNm aan koppel maximaal uit je motor. Is dat meer of minder dan "heel weinig"?

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Dank voor de reacties en de waardevolle informatie.

Het benodigde koppel:
Het gaat hier om het (zonder weerstand van betekenis) langzaam verdraaien van een goedlopende M 16 moer op een draadeind.

Ik stel voor dat ik nu even een aantal blikpakketjes maak.
Kan ik die straks tonen om mogelijkheden te bespreken.

Deze blikpakketjes zijn 20x10 en 30 mm hoog.

[Bericht gewijzigd door m.bouwer op donderdag 26 april 2018 13:29:53 (27%)