Solenoid motor voor tuintractortje

In principe moet dat kunnen, veel windingen en een groot oppervlak voor je spoel.

Maar ik twijfel nog steeds of het gaat werken.

Ik zou wel eens willen weten wat die 12 cilinder aan vermogen opwekt, ik vermoed dat het bij een Watt of 30 a 40 wel ophoudt. Als hij dat al haalt.

Veel minder, hij heeft ergens een filmpje waar hij hem belast met een generator.

Praktisch vermogen maken deze dingen niet.

Electro is niet mijn kennisgebied, en daarom wil ik graag samenwerken met mensen voor wie dat wel zo is.

Ik stel me voor dat het voor iemand, die daar vaker mee te maken heeft, niet moeilijk is om een solenoid te ontwerpen die bij 500 toeren 100 Watt aan de krukas levert.

Daarbij is er ook budget om daar een vergoeding tegenover te zetten.

Op 6 mei 2022 09:09:07 schreef m.bouwer:
Eigenlijk draait dus alles om de vraag:
Hoe kan ik een sterke solenoid maken?

Precies! Vooruitgang!
Eerst optimaliseren van "solenoid" voordat je gaat opschalen!

Het kan geen kwaad om eens een commercieel exemplaar te kopen en te kijken of je kan zien wat zij er aan gedaan hebben om hem te optimaliseren. En kijken of je wat zij hebben gedaan kan evenaren kwa performance. (als je het acceptabel vind dat de jouwe twee keer groter is, ook prima, maar eigenlijk niet eerlijk).

Op 6 mei 2022 12:35:39 schreef m.bouwer:
Ik stel me voor dat het voor iemand, die daar vaker mee te maken heeft, niet moeilijk is om een solenoid te ontwerpen die bij 500 toeren 100 Watt aan de krukas levert.

Dat stel je je dan verkeerd voor. Alle experts die maar een beetje verstand er van hebben zeggen direct: "Dat gaat je niet lukken". o.a. sine, lambiek, GJ_, Spog2, benleentje, HMH, FET en REW. (van een aantal mensen die hier wel gepost hebben kon ik zo snel geen posting vinden waarin dit (vrijwel) letterlijk gezegd werd, zodat ze niet op de lijst zijn gekomen).

[Bericht gewijzigd door rew op vrijdag 6 mei 2022 12:47:10 (35%)

Op 6 mei 2022 12:35:39 schreef m.bouwer:
Ik stel me voor dat het voor iemand, die daar vaker mee te maken heeft, niet moeilijk is om een solenoid te ontwerpen die bij 500 toeren 100 Watt aan de krukas levert.

Da's wel moeilijk, anders hadden er echt wel solenoid motoren bestaan...
Als je 100W aan vermogen op de as wilt hebben heb je vele malen meer electrisch vermogen nodig. (ik denk dat je met 5-10% rendement al heel erg blij mag zijn...)

Ik zou een BLDC (bijv. van een E-fiets) op de krukas zetten en de cylinders 'voor de show' mee laten bewegen...

Toch leuk om eens een redelijk grote te zien draaien.

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

Gr.F_S

Op 6 mei 2022 09:24:52 schreef Sine:
Veel minder, hij heeft ergens een filmpje waar hij hem belast met een generator.

Ja daarom schreef ik later ook nog, als hij die 30 of 40 Watt al haalt.

Het is wel een leuk experiment natuurlijk.

Op 6 mei 2022 13:24:32 schreef F_S:
Toch leuk om eens een redelijk grote te zien draaien.

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

Gr.F_S

Dat is ook een mooi ding, maar als je ziet hoe weinig kracht er voor nodig is om de boel stil te zetten. En hij wil er een van de Graaf generator mee aan gaan drijven. Ben benieuwd naar het volgende filmpje.

Als hij hem stil houd maakt dat ding natuurlijk maar ong. 200 toeren op het einde laat hij hem redelijk hard draaien en dan lijkt het toch wel wat power te hebben.

Gr.F_S

Proefopstelling 3

Nu met doorgaande plunjer ( 23 mm diam.) en 80 mm slag.

De spoel bekrachtigen in ODP geeft dat ik ongeveer 1 kg trekkracht meet op 220°

Dan haal ik de stroom van de spoel af.

Als ik de spoel dan weer bekrachtig in BDP geeft dat weer 1 kg duwkracht. Nu op 40°

Best bemoedigend om een grotere plunjer en spoel te gaan maken.

Mooi!

Nu nog een nok en een schakelaar en het ding moet zelf kunnen pruttelen.

Heb je enig idee van spanning en stroom?

Zou je niet meer rendement krijgen als je de metalen 'kooi' om de spoel aan de plunjer maakt i.p.v. statisch er omheen? (kooi beweegt samen met plunjer)

@Sine,

Voor de voeding van de spoel gebruik ik nu een adaptor 12 volt / 4,16 amp.
Maar ik ben een leek op gebied van elektro, en ik heb ook geen meetapparatuur.

Het liefste ben ik bezig met het maken van hardware.
Samenwerking vind ik erg plezierig.

Op 8 mei 2022 14:24:28 schreef m.bouwer:
Samenwerking vind ik erg plezierig.

Zet dan in je gegevens ook je woonplaats of regio dan heeft iemand die interesses heeft al een idee of dat in de buurt is.

Is o.k.
En samenwerken via internet geeft ook veel mogelijkheden.

230 volt op de primaire spoel van deze trafo. En toch wordt deze maar heel langzaam een klein beetje warm.

Wat kan ik doen met mijn eigen spoel om een veel hoger voltage dan 12 volt te gebruiken ( waarbij de temperatuur niet overmatig oploopt )

Een spoel wordt warm van de stroom die er doorheenloopt. De maximale stroom wordt bereikt als de afgevoerde warmte energie gelijk is aan de toegevoerde elektrische energie bij de maximale temperatuur van alle betrokken onderdelen (voornamelijk wikkeldraad).

In theorie kan je zeg 12V 10A naar een motor voeren, en als die dan 100W aan mechanische arbeid levert, dan komt er maar 20W aan verliezen als warmte in de motor vrij.

Bij jou opstelling zou ik er vooralsnog van uit gaan dat ALLE elektrische energie omgezet wordt in warmte. Zit er hoogstens een paar procent naast.

Zomaar: "ik zou veel meer spanning willen, maar hoe hou ik hem koel" dat kan niet. Je kan zo veel spanning toevoeren dat de stroom toeneemt tot het maximum en dan houdt het ongeveer op.

Vooralsnog zou ik hoogstens de spanning opvoeren tot het maximum wat ie statisch (dus zonder schakelen) kan hebben. Dan maak je de boel niet kapot als je motor even vast komt te staan of zoiets.

Als je dan iets (bijna) werkend hebt, dan kan je nog wat optimaliseren: De spoelen zijn hoogstens 25% van de tijd aan, dus de spanning kan 2x hoger.

Op 10 mei 2022 21:29:36 schreef m.bouwer:
230 volt op de primaire spoel van deze trafo. En toch wordt deze maar heel langzaam een klein beetje warm.

Dit kun je eigenlijk niet met een solenoid vergelijken en zeker niet bij jou toepassing.

Bij jou solenoid (in jou toepassing) heb je een luchtspleet die continu verandert en hoe groter die luchtspleet wordt hoe warmer ook de spoel wordt, plus dat de kracht enorm afneemt bij een grote luchtspleet.

Als je kijkt naar een deurmagneet voor bijvoorbeeld een brandalarm, zo'n deur staat de hele dag open, (deur wordt vastgehouden door de magneet) die magneten zijn enorm sterk en worden nouwlijks warm. Totdat je de deur dicht laat gaan en de spanning weer op de magneet zet, dan zijn ze binnen de kortste keren bloed heet en verbranden ze.

Wat kan ik doen met mijn eigen spoel om een veel hoger voltage dan 12 volt te gebruiken ( waarbij de temperatuur niet overmatig oploopt )

Dan moet je echt een beetje gaan experimenteren denk ik. Wat je ook vaak op die filmpjes ziet is dat ze de kern van de spoel van kunststof maken en de zuiger van een X aantal permanent magneten. Daar wordt vaak een draaddikte van 1mm toegepast, het aantal Ohm per meter wat ze gebruiken weet ik zo niet.

Op 10 mei 2022 21:29:36 schreef m.bouwer:
[bijlage]
Wat kan ik doen met mijn eigen spoel om een veel hoger voltage dan 12 volt te gebruiken ( waarbij de temperatuur niet overmatig oploopt )

De transformator die je voor je ziet is een ontwikkeling veel meerdere generaties waarbij ze steeds beter werden.

Jouw solenoid staat nog aan het beging van de ontwikkeling .
Als richtwaarde voor de stroom zegt men dat er 3A/mm2 door de draad mag waarbij de temperatuur dan niet hoog word.
Gemiddeld wikkeldraad is van isolatie klasse B en mag 130 graden worden dus als je spoel 80 graden word is dat nog niet direct een probleem.

De werking en de kracht van een electromagneet word ook wel eens uitgedrukt in amperewinding. Dus een magneet waar 100mA door gaat met 1000 windingen is dan evensterk als een spoel voor waar 1A door gaat met 100 windingen. Weet alleen niet of dat ook direct op gaat voor een solenoid.

Dus hoge spanning is niet persee belangrijk als je er maar ook een hoge stroom door krijgt. 1000 wikkelingen heeft wel 10x meer weerstand als 100 wikkelingen van hetzelfde draad. Maar 100 wikkelingen neemt wel minder ruimte in en er is dan ook ruimte voor dikker draad. Om de stroom door de 1000 windingen te verhogen naar 1A zou je dan van 12V naar 120V moeten gaan. Niet onmogelijk maar toch een stuk minder praktisch.

Voor meer stroom door je spoel wil je een spoel met zo min mogelijk weerstand zodat je bij een meer praktische spanning al veel stroom erdoor kan krijgen en een hogere spanning help daar zeker bij. Zelf zou ik denk wel voor 24V gaan nog veilig om mee te werken en genoeg voedingen voor te vinden

[Bericht gewijzigd door benleentje op woensdag 11 mei 2022 15:54:58 (11%)

Op 10 mei 2022 21:29:36 schreef m.bouwer:
[bijlage]

230 volt op de primaire spoel van deze trafo. En toch wordt deze maar heel langzaam een klein beetje warm.

Wat kan ik doen met mijn eigen spoel om een veel hoger voltage dan 12 volt te gebruiken ( waarbij de temperatuur niet overmatig oploopt )

'tIs toch wel heel handig als je een variabele voeding zou hebben.
Hier eentje in de opruiming 36V 10A. Kost maar €65, staat ook open voor een goed bod

Als je een magneet van 100W hebt, met een efficiency van 20% (da's waarschijnlijk veeel te optimistisch), dan moet je 80W in warmte omzetten.
Spanning/stroom maakt niet uit: 100W is 100W. (voordeel bij hogere spanning is dunner draad en er gaat dus minder wikkelruimte verloren)

Op 11 mei 2022 14:47:23 schreef Lambiek:
Totdat je de deur dicht laat gaan en de spanning weer op de magneet zet, dan zijn ze binnen de kortste keren bloed heet en verbranden ze.

Oh... Bij mijn bedrijfsgebouw hebben ze die dingen op een schakelklok: Van 20:00 tot 20:15 zijn ze uit. Als ik er niet ben, dan zal iemand de volgende ochtend rond 07:30 tot 08:00 ze wel weer open doen (de deur tegen de magneet clicken). Daar kunnen ze tegen.

Op 11 mei 2022 19:01:03 schreef Arco:
(voordeel bij hogere spanning is dunner draad en er gaat dus minder wikkelruimte verloren)

Nee. Als je 2x dunner draad neemt, kan je twee keer meer wikkelingen doen. En wordt de spanning (voor dezelfde performance) 2x hoger. Een hogere spanning maakt uit voor de draden BUITEN de motor. Als je nu met 12V 2A werkt en 1000 wikkelingen van 1 vierkante mm hebt gelegd, zou je theoretisch 1 wikkeling van een 1000 vierkante mm draad kunnen gebruiken en dan 2kA bij 12mV aanvoeren. Dat is een beste kabel om zonder al te veel verliezen dat te kunnen doen. . En voor 2A heb je nog iets aan draad-doorsnee nodig. Maar leg je dus 10000 wikkelingen van 0.1 vierkantemm draad, dan heb je 0.2A bij 120V nodig: Kan je met ieder dun sprietje voeden. Geen centje pijn.

[Bericht gewijzigd door rew op woensdag 11 mei 2022 19:40:53 (46%)

Met dikker draad gaat er meer 'loze ruimte' in een spoel zitten (ruimte tussen de lagen in)

Ik weet wel dat het theoretisch niets uitmaakt in wikkelruimte, maar in de praktijk is het netjes winden van dik draad veel lastiger.
(zeker als de spoelvorm niet exact de juiste breedte heeft)

Op 11 mei 2022 19:36:13 schreef rew:
Oh... Bij mijn bedrijfsgebouw hebben ze die dingen op een schakelklok: Van 20:00 tot 20:15 zijn ze uit. Als ik er niet ben, dan zal iemand de volgende ochtend rond 07:30 tot 08:00 ze wel weer open doen (de deur tegen de magneet clicken). Daar kunnen ze tegen.

Ik ken alleen het type dat daar niet tegen kan, dan zijn deze anders zeker.

Op 11 mei 2022 20:14:40 schreef Arco:
Met dikker draad gaat er meer 'loze ruimte' in een spoel zitten (ruimte tussen de lagen in)

In princiepe niet. Het percentage "loze ruimte" tussen cirkels is altijd hetzelfde ongeacht de maat van de cirkels. Ja er is een rand-effect. Die ene 1000mm^2 van mij zal toch echt enkele praktische problemen geven. En wat skin-effect gaan vertonen.

Je moet eerst inschatten hoe groot een effect is. "Ik heb gemeten dat ik met 4kW 50km/u kan rijden met deze elektrische auto. Hoeveel vermogen heb ik nodig om 100km/u te rijden?".
Ik heb gemeten dat deze solenoid 12W gebruikt bij 12V. Hoeveel zou ie gebruiken bij 24V?
Ik heb gemeten dat deze motor (onbelast) 1500 RPM draait bij 6V, hoe hard zou hij gaan bij 12V?
Ik heb gemeten dat deze spoel 2kgf trekkracht heeft bij 0.5mm^2 draad. Bij 12V wordt ie maximaal heet, wat nu als ik 0.25mm^2 draad zou gebruiken?

A: Derde, tweede, eerste en nuldemacht.

Op 11 mei 2022 19:36:13 schreef rew:
Maar leg je dus 10000 wikkelingen van 0.1 vierkantemm draad, dan heb je 0.2A bij 120V nodig: Kan je met ieder dun sprietje voeden. Geen centje pijn.

Wat iedereen schijnt te vergeten is dat de zelfinductie hier ook een grote rol speelt. Je wilt snel schakelen met een behoorlijke frekwentie. Vergelijk het maar met een stappenmotor die moet ook een vrij lage zelfinductie hebben om een behoorlijk toerental te halen.
Dus toch maar wat dikker draad en hogere stromen.