Solenoid motor voor tuintractortje

Om op één lijn te komen moet ik wellicht meer achtergrondinformatie geven.

Begin dit jaar heb ik de aandrijfcomponenten en besturing uit een elektrische kruiwagen genomen.
De accu is 40 volt en het onbelast gemeten toerental van het motortje is snel: 2036 en langzaam: 1367

Nou ik mis de lijn even.

Met die componenten heb ik toen een model van een John Deere gemaakt.

Achterband is 406 mm diameter.

Snelheid vooruit snel: 2,7 km/h en langzaam: 1,08 km/h
Achteruit: 0,9 km/h

Dat is de snelheid die ik nodig heb om te maaien. En die 300 watt bleek ook ruim voldoende.

Oké, dat verduidelijkt de zaak.

Het elektromotortje past eigenlijk niet bij het model, en daarom wil ik proberen een 4 cil. plunjer motor te maken.

Benodigd toerental max. 500 toeren/min.

Nu ben ik bezig met een 1 cilinder proefopstelling.
Die wil ik laten draaien met 30 ampere op de watergekoelde spoel.

Daarbij kan ik dan het koppel en toerental gaan meten.

Het motortje hangt nu in een gelagerd frame en kan kantelen.

Afremmen op het vliegwiel geeft druk op de weegschaal.

Het vliegwiel is telkens in verschillende standen gefixeerd. Het motortje kan kantelen. De slag van de plunjer is 40 mm.

Bij verschillende metingen met 30 Ampère pulsen meet ik (in de werkzame gebieden) gemiddeld een koppel van 0,4 Newtonmeter.

Interessant was het koppel waarbij je de motor draaiend kunt houden. Dat zal (uiteraard) lager liggen.

Op 20 juni 2022 22:04:21 schreef m.bouwer:
[bijlage]
Bij verschillende metingen met 30 Ampère pulsen meet ik (in de werkzame gebieden) gemiddeld een koppel van 0,4 Newtonmeter.

Ja leuk, maar eigenlijk weet je nog niets. Je staat nu in een gebied te meten waar je waarschijnlijk het meeste koppel hebt.

Persoonlijk had ik het met een elektromotor gedaan en die als generator gebruikt. Daar kun je ook prima mee meten, ook als je solenoid motor loopt. Dan krijg je een veel beter beeld.

De meting zie ik als een aanzet om een cilinder en plunjer van grotere diameter te gaan maken.

Als we aannemen dat die 0.4Nm het gemiddelde is over 90 graden, en dit met een magneet in de plunjer over vrijwel de hele omwenteling geleverd kan zouden, zou dat bij 500 rpm een mechanisch vermogen van 20W opleveren.

Maar ga jij niet veel te hard met nu al die magneten in de plunjer?

Ik ben bezig met opschalen met een cilinder van 40 mm diameter.
En voor de spoel wil ik dikkere wikkeldraad nemen.

Daarbij komt ook dat ik eerst maar eens iemand, die een schakeling wil maken voor hogere stromen, moet zien te vinden.

Loop jij niet veel te hard met het opschalen van een concept wat fundamenteel erg sub-optimaal is? Ik zou echt eerst eens die magneet gaan plaatsen, daar metingen mee doen (in eerste instantie zonder elektronica, zoals je nu ook gedaan hebt), en dan pas gaan opschalen.

Bij het opschalen van een niet (goed) werkend model wordt alles alleen maar groter, ook de problemen...

En dat is niet 1, 2 of 3 keer gezegd, maar.... Ik ga het niet tellen.

Op 21 juni 2022 09:51:09 schreef SparkyGSX:
zou dat bij 500 rpm een mechanisch vermogen van 20W opleveren.

Met 16 spoelen zou het dus moeten lukken? (ben benieuwd naar de krukas }

Gr.

Erik

Of met een iets kleiner aantal grotere spoelen, maar dan wordt de koeling een nog veel grotere uitdaging.

de TS had het over een weerstand van 0.7 ohm, dus voor een stroom van 30A heb je, alleen voor de weerstandsverliezen, 21V nodig. De werkelijke voedingsspanning moet natuurlijk nog wat hoger zijn, aangezien je ook nog iets nodig hebt om de stroom in de spoelen op te bouwen, maar gezien het lage toerental zal dat niet zo heel veel zijn, verwacht ik.

21V keer 30A geeft een verlies 630W in één spoel, aangezien daar vrijwel de hele tijd stroom door loopt. Met 16 spoelen zou dat 10.080W zijn, oftewel ongeveer het maximale wat je uit een 3x 230V 16A krachtstroom aansluiting kunt trekken.

Voor een mechanisch vermogen van 320W, waarmee het rendement (nog afgezien van de voeding en vermogenselektronica) op ongeveer 3.2% uit zou komen.

Dikker wikkeldraad is een maar niet DE oplossing.

10 windingen op 100A hebben hetzelfde effect als 100 windingen op 10A

Op 21 juni 2022 18:39:43 schreef Sine:
Dikker wikkeldraad is een maar niet DE oplossing.

10 windingen op 100A hebben hetzelfde effect als 100 windingen op 10A

Als jij als mod alle dubbele opmerkingen eruit zou halen blijven er nog maar 5 bladzijden over .

Op 21 juni 2022 09:20:00 schreef m.bouwer:
De meting zie ik als een aanzet om een cilinder en plunjer van grotere diameter te gaan maken.

Fout! Eerst eens meten hoeveel koppel je op je tractor nodig hebt om hem te bewegen.

Vermogen is in dit hele verhaal niet aan de orde omdat vermogen in die zin eigenlijk snelheid betekend. En snel hoefde het allemaal niet te gaan.

In theorie kan je met de 0,4Nm daarmee de tractor al voortbewegen als je de boel maar genoeg vertraagt met voldoende tandwielen. Uiteraard theoretisch want versnelling/ tandwielen geven ook verliezen. En ook omdat de snelheid dan echt veel te laag kan zijn bv 1mm/uur .

Je gokt nu op bv 500 rpm gebaseerd om de huidige tandwielen die er nu zijn.
En daarvoor zou je bv een koppel van 2Nm nodig hebben. Terwijl als je de motor 3000 rpm laat lopen door 6x extra te vertragen je aan 2Nm / 6 aan
0.33Nm al genoeg hebt.

Op 21 juni 2022 14:39:53 schreef Arco:
Bij het opschalen van een niet (goed) werkend model wordt alles alleen maar groter, ook de problemen...

plus dat je met opschalen sowieso extra problemen erbij krijgt.
Het eerste werkende model op de video die je hebt laten zien wat weet je daar allemaal van? Koppel, max toerental efficient?
Stel dat dat model 3000 rpm haalt wil dan niet zeggen dat een groter zwaarder model dat ook gaat halen. Ik weet dat het juist lager word.Hoe groter de motor hoe moeilijker dat is op een hoge snelheid te laten draaien.

Daarbij komt ook dat ik eerst maar eens iemand, die een schakeling wil maken voor hogere stromen, moet zien te vinden.

Toegegeven elektronica in al zijn facetten is een moeilijk vak. IK zie wel dat je best slim bent en op metaal bewerking heel erg bedreven. Dus waarom niet ook leren hoe je een paar componenten kan solderen voor uitsluitend eenvoudige schakelingen. De schakeling die hier al een paar keer voorbij is gekomen heb ik aangepast, bevat een schakelaar, weerstand en een mosfet. Je hebt er niet eens een printplaat voor nodig dat kan zelf nog gewoon met snoertjes met krokodillenbekken. beter is om enkele draden direct aan de pootjes van de fet te solderen.
Je hebt wel nog een koelprofiel of dik en groot stuk alluminium nodig om de fet op te bevestigen.
De draad van schakelaar kan je direct aan de fet solderen
De massa draden kan je direct solderen.
De 30A aansluiting kan met je klemmen die je nu gebruikt direct op een pootje van de fet waarbij je dat pootje mag verbuigen zodat hetvrij komt van de andere pootjes.

De 10k zou ik persoonlijk lager nemen. Iets tussen 100Ω en 1kΩ.
Contactje 4 heb je in principe niet nodig.

Denk je dat dat goed komt, met zulke stromen, en dan lange draden aan de source en gate, en als je niet oppast nog 12V uit dezelfde accu ook? Ik zie kapotte MOSFETs in mijn glazen bol, en dan heb ik nog volledig genegeerd dat je de vrijloopdiode vergeten bent.

Als je iets als de ifx007t neemt, heb je een half bridge met driver en diodes voor 50A/40V...

Op 21 juni 2022 20:25:21 schreef SparkyGSX:
Denk je dat dat goed komt, met zulke stromen, en dan lange draden aan de source en gate, en als je niet oppast nog 12V uit dezelfde accu ook? Ik zie kapotte MOSFETs in mijn glazen bol, en dan heb ik nog volledig genegeerd dat je de vrijloopdiode vergeten bent.

Draden zal je inderdaad zo kort mogelijk moeten maken, en ik ben inderdaad de vrijloop diode vergeten. Niet helemaal want ik heb de load ook niet getekend en de diode moet over de load.

en als je niet oppast nog 12V uit dezelfde accu ook?

???? En wat is daar een probleem aan? Zolang hij maar geen 40V op de gate zet
Ik snap alleen niet waarom je nu mij zo aanvalt het waren ideeën van jezelf, lambiek en anderen voor zover ik weet, zelf zou ik het gewoon met zware relais doen. Ik had al auto relais voorgesteld, ik zie deze motor toch geen hoge RPM maken.
Ik heb het schema wel wat te gehaast getekend en zal dat nog aanpassen dus als er nog meer opmerking zijn hoor ik dat graag

Op 21 juni 2022 20:10:27 schreef ohm pi:
De 10k zou ik persoonlijk lager nemen. Iets tussen 100Ω en 1kΩ.
Contactje 4 heb je in principe niet nodig.

Dat met contacje 4 was een idee van lambiek ik denk dat het iets beter is om de fet snel uit te schakelen. De 10K ohm is eigenlijk niet nodig.