Solenoid motor voor tuintractortje

Mijn tuintractortje wordt aangedreven door een 300 Watt 48 volt elektromotor.
Ik wil er een 4-cilinder solenoid motor inbouwen.

Nu ben ik bezig met een 1-cilinder proefopstelling (met de spoel)

Kan iemand voor mij voor de 1-cilinder een besturing maken?

Alleen een kwestie van na iedere puls polariteit omdraaien. (behalve als 'ie op een dood punt staat, daar komt hij wellicht niet meer vandaan...)

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

De zuiger iets uit het hart plaatsen.

Jacques van Montfort
Sine

Moderator

Een solenoid motor is leuk als demo model, maar om werkelijk energie te leveren zijn ze totaal ongeschikt.
Dat soort motoren heeft nooit een praktische toepassing gekend.

@Arco,
De besturing wil ik graag laten maken.

@Jacques 1965,
1-cinder probleem? Toewerken naar 4-cil.

@Sine,
Wat denk je van een push-pull systeem met een neodymium magneet op de plunjers?
Het gaat maar om een paar honderd Watt. En bij het model past eigenlijk een piston motor.

Sine

Moderator

Ik denk dat je een hele hoop energie in warmte gaat omzetten en er amper praktisch vermogen uit gaat halen.

Hoe kleiner de luchtspleet en afstanden hoe beter het rendement van de motor.
Bij een solenoid zul je altijd flinke afstanden hebben die het magnetisch veld moet overbruggen, met minimaal koppel tot gevolg.

Het is gewoon geen praktische motor. Leuk als demo model, maar daar houdt het echt wel op.

Lambiek

Special Member

@m.bouwer,

Ik ben het met Sine eens, dat gaat hem helaas niet worden.

Wel een leuk trekkertje. :)

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Allicht iets met drie voicecoils uit oude disks:

Deze komt uit een Lark, een half verwisselbare harde schijf.
Maar ook andere disks uit de jaren '70 gebruikten deze constructie, of low inertia motoren.

Het zou er wel leuk uit zien, in ruil voor een afschikwekkend slecht rendement :P

Sine

Moderator

Voicecoils zijn al beter, daar is de stator een permanente magneet en blijft de spoel in het veld.

Op de plunjer kan ik een neodymium magneet van 20 mm diameter plakken.
Daarboven als cilinderkop komt dan een elektromagneet die telkens omgepoold wordt.
Voor de kern, het deksel en de omtrek heb ik plaatjes geknipt uit statorblik.

mel

Golden Member

Ik denk dat dat een zeer bedroevend resultaat oplevert.Maar je weet natuurlijk nooit....(De stirlingmotor is tenslotte ook uitgevonden. :)

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Dat is allemaal gedaan in een tijd dat we de theorie misten om vantevoren een efficientie berekening te doen.

Spinlaunch gaat satellieten lanceren met 2.5km/sec 2500m/s met een installatie met een straal van 100m. acp = v2 /r = 62k m/s2 = 6200 G

Leuk idee, maar een "second stage motor" krijg je daar dus niet mee omhoog....

Zo ook hier. Gevoelsmatig zeggen de mensen die iets meer ervaring hebben: Dat wordt zeer inefficient.

Maar om dat zeker te weten, moet je wat experimentjes doen. Dus pak een off-the-shelf solenoid neem een weegschaal en laat de solenoid een gewicht optillen wat te zwaar voor 'm is. Doe dit op iedere afstand. Natuurlijk is "ALLE" afstanden niet te doen, maar meet zeg 10 afstanden van "helemaal uit" tot helemaal in. Vermenig kracht maal afstand en je weet de hoeveelheid energie die deze solenoid per slag kan leveren.

Daarna is het zaak om te kijken wat JIJ voor een solenoid kan bouwen en wat de performance daarvan is.

Even vergelijkend met een benzine motor: De motor van een yaris doet 70kW bij 6000RPM. Dat is 100 omwentelingen per seconde.

Er zitten 4 cylinders in. dus bijna 20kW per cylinder. Delen we dat door 100 omwentelingen per seconde is dat 200J per omwenteling. (de benzine motor levert 400J per twee omwentelingen, maar dat is hier niet relevant).

1e doel: Probeer een solenoid te maken die meer dan 1% van de performance heeft van die benzine motor.

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

Op 15 april 2022 11:43:29 schreef mel:
Ik denk dat dat een zeer bedroevend resultaat oplevert.Maar je weet natuurlijk nooit....(De stirlingmotor is tenslotte ook uitgevonden. :)

Een voorbeeld dat (tot nu toe) geen commerciele betekenis heeft gehad. (alleen in demo modelletjes)
Er zijn veel van die theoretisch goede uitvindingen die in de praktijk niet of moeilijk uitvoerbaar blijken...

In de jaren '80 was men er van overtuigd dat de keramische motor de toekomst zou zijn vor de auto.
(veel lichter, kleiner, en had geen koelwatersysteem nodig omdat keramiek veel heter mag worden, dus ook efficientere verbranding.)

Schijnbaar was de praktische uitvoering toch een stuk lastiger als de theoretische: je hoort er niets meer over... :) )

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

Golden Member

Leg me neer bij de meerderheid. Slaagkans NUL! Als de tractor met zijn 300W nu onvoldoende heeft, wat zo zal zijn, want dat is maar het vermogen van een E fiets, zal het met ts zijn 4 cylinder mss wel mogelijk zijn om de wielen traag te doen draaien als de tractor op blokken werd gezet :-). Ik denk aan meer dan 1kW als de tractor aan +5km/u ook in het zand of ietwat bergop gaat moeten bollen. Een servomotor scoren en daar mee verder doen. De aanhanger kan dan van een aantal accu's voorzien worden.

Gewoon 2 ebike motors in de achterwielen maken, en een show/dummy motorblok houden

Dank voor de mooie inbreng van het Forum. Laat me even verder gaan met mijn 1-cil. proefopstelling.
Dit is mijn spoelkern uit statorblik (23 mm diam.)
Wellicht moet deze veel groter worden.

Meet eens wat de max kracht is die je als "solenoid" d'r uit kan krijgen. En meet de slag die je denkt te kunnen halen. Als de kracht lineair is met de uitslag, dan is de energie 1/2 (krachtmin+krachtmax) * slag. Zodra we weten wat jij kan maken, kunnen we uitrekenen hoe ver je kan komen. (of hoeveel cylinders je nodig hebt om aan 300W te komen).

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

Moderator

Hint:

Om 300W mechanisch er uit te krijgen moet er (in dit geval veel) meer elektrisch in. Bedenk even wat dat met het formaat en vorm van de spoel doet.

Ik weet dat soort spoelen zitten (op grote magneetventielen) die hebben ongeveer het formaat van een 5L emmer.

Als eerste test heb je ook geen fancy controller nodig. Een nok en een schakelaar werkt al.

https://www.youtube.com/watch?v=XiDBRmHQYqw

[Bericht gewijzigd door Sine op 15 april 2022 17:13:15 (21%)]

@Sine,

Stel dat de neodymium magneet op de plunjer geplakt is met de noordpool naar boven.

Die neodymium noordpool gaat omhoog tot op een 10-tal mm van de elektromagneet kop. Die moet dan op dat moment ingeschakeld worden en zuidpool worden.
Op het moment dat die neodymium noordpool over het BDP gaat moet de electromagneet noordpool worden.

Als de plunjer een 10-tal mm gezakt is moet de electromagneet uitschakelen.

@rew,

Op de spoelkern zitten nu 323 windingen ( 0,5 mm wikkeldraad )

Met 12 volt is de houdkracht op een vlakke plaat 736 gram.

Op 10 mm van de plaat vandaan is de aantrekkingskracht te verwaarlozen.

Je hebt nu alleen een elektromagneet gemaakt maar dat is nog geen solenoid.
Ook is deze magneet niet efficient je gebruik maar 1 kant bij een relais zie je dat er een heel juk omheen zit zodat de dat het veld grotendeels in het staal zit. De kern voor een goede magneet moet dan U vorm zijn.

IK denk dat je met alleen elektro magneten en met bv een 12 cilinder nog wel een werkende motor kan bouwen.

De besturing wil ik graag laten maken.

Ik denk dat een besturing niet eens nodig vroeger hadden auto's dat ook niet nodig en was het gewoon met een contact puntje opgelost. Ik zou het in eerste instantie dan ook met wat nokken doen of een schijf oid die een aantal schakelaars bedient. Dat moet voor een lage RPM wel werken.

Op 15 april 2022 09:33:22 schreef m.bouwer:
@Sine,
Wat denk je van een push-pull systeem met een neodymium magneet op de plunjers?
Het gaat maar om een paar honderd Watt. En bij het model past eigenlijk een piston motor.

[bijlage]

Het gaat niet om "maar" een paar honderd watt, maar om "maar liefst" een paar honderd watt.

De enige commerciële toepassing van iets wat er op lijkt dat ik ken, is een lineaire koelkastcompressor zoals bijvoorbeeld LG die gebruikt. Die werkt niet met een eenvoudige solenoid, maar vrijwel zeker met meerdere spoelen. Vermogen zal ergens tussen 100 en 200 watt liggen. Jouw 300 lijkt dan niet geheel onmogelijk, maar de constructie zal wel fors verschillen.

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."
KGE

Golden Member

Een 'direct drive' of BLDC motor verstopt in het vliegwiel en twee zuigers voor de show is ook een mogelijkheid....

Ik denk dat het nu wel duidelijk is dat wat m.bouwer wil zeer waarschijnlijk niet haalbaar is en het grenst tegen het onmogelijke. Toch stel ik voor om dat achter ons te laten en verder alleen bruikbare ideeën te geven tot een bruikbare ontwerp.

Ik zocht op diy solenoid engine en kwam gelijk het volgende tegen ik denk dat dat een betere basis is dan de elektro magneet die je nu hebt gebouwd. Verschil tussen een elektro magneet en solenoid is voor mij toch wel dat die laatste hol is en dat er een stalen pen in kan.

https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=diy+solenoid+en…

Dat is inderdaad een belangrijk verschil.

Heeft het misschien zin om in plaats van die stalen pen, ook nog een staafmagneet te gebruiken?

TS kan zien dat zelfs in het fictieve best case scenario, hij z'n krukas maar met 700 gram aan kan trekken.

Misschien is het beter om een aantal kant en klare solenoids te kopen en te onderzoeken hoeveel mechanisch vermogen er uit kan halen VS je ingangsvermogen. Met kleine solenoids (lees: 12/24v 1a ofzo) kan je nog prima een nokkenasje toepassen met een of twee microswitches om de boel aan te sturen alsof het een verbrandingsmotor is.
Je kan dan ook de mechanische opbouw van die solenoids onderzoeken en kopiëren/opschalen.

Met hogere stromen (die eerder genoemde 300w gaat schakelaars vreten met inductieve lasten als ze 1000x per minuut worden gebruikt) moet je wel echt elektronisch gaan werken.