Puisen Halbach-moottorin (?) koeajoa

Onko elämässäsi muutakin kuin nojapyöräily?
Avatar
optimistx
Treenaileva sisällöntuottaja
Viestit: 675
Liittynyt: 26 Marras 2006, 18:49
Paikkakunta: Espoo

Puisen Halbach-moottorin (?) koeajoa

Viesti Kirjoittaja optimistx »

Vähän pienemmäksi tehtynä ja ilman propellia voisi sopia puunojakkiini. Ehkä Sakarille jopa propellillakin, pienellä. Rakentaja pitää avoimien ovien päivän toukokuun loppupuolella Örebrossa. Taidan lähteä katsomaan.

Jos oikein käsitin, niin hän sai moottorin hyötysuhteeksi noin 80 %, ilman optimointeja tms. Puumoottorille! No jaa, magneetit, akseli ja kuparilangat eivät ole puuta, mutta silti.

Avatar
irakas
Pistosuojattu sisällöntuottaja
Viestit: 3850
Liittynyt: 26 Touko 2008, 17:19
Paikkakunta: Vaajakoski

Re: Puisen Halbach-moottorin (?) koeajoa

Viesti Kirjoittaja irakas »

optimistx kirjoitti:

Vähän pienemmäksi tehtynä ja ilman propellia voisi sopia puunojakkiini. Ehkä Sakarille jopa propellillakin, pienellä. Rakentaja pitää avoimien ovien päivän toukokuun loppupuolella Örebrossa. Taidan lähteä katsomaan.

Jos oikein käsitin, niin hän sai moottorin hyötysuhteeksi noin 80 %, ilman optimointeja tms. Puumoottorille! No jaa, magneetit, akseli ja kuparilangat eivät ole puuta, mutta silti.

Tosi hyvä vappu-juttu! :D

Ambfibioon voisi olla sopiva!

Kyllä kaverilla täytyy olla paljon kärsivällisyyttä noiden käämitysten kanssa. Hyvin näytti pelaavan kuitenkin! :mrgreen:

Sakari

Sakari
You were born an original.
Don´t die a copy!
John Mason

http://www.flickr.com/photos/saholm/ ja http://www.flickr.com/photos/15504224@N07/ SH26

Avatar
optimistx
Treenaileva sisällöntuottaja
Viestit: 675
Liittynyt: 26 Marras 2006, 18:49
Paikkakunta: Espoo

Re: Puisen Halbach-moottorin (?) koeajoa

Viesti Kirjoittaja optimistx »

Pengoin halbachista lisää. Pistin kyselyä myös sahkoauto.fi -palstalle .

Halbach -moottoria koskeva patentti vuodelta 1995 on luettavissa netissä, ja on sangen yksityiskohtainen kuvaus kuvineen päivineen. Yksityiseen rakenteluun voi tietääkseni käyttää ilman lisenssiä.

Noin 7 hevosvoiman halbach -moottorin proto on netissä demottu launchpoint.com:issa, paino 640 grammaa! ("With a total weight of only 1.4 pounds, this motor produces 7 horsepower at 8400 rpm with 95 percent efficiency. ")

Nyyh, vain 95 % hyötysuhde.

Jos osaisi väsätä keittiönpöydällä tuommoisia, niin voisi polkupyörään pistää niitä vaikka 2 kpl: toinen generaattoriksi optimoituna miellyttävimmälle polkemisnopeudelle (siis lataa akkua aina polkiessa, ellei sähkölle ole muuta tähdellisempää käyttöä). Toinen moottori pyörän napaan hyvällä vääntömomentilla 25 km/h saakka. Jos hyötysuhteet ovat 97-99.9 % tienoilla, niin laillinen (!) polkupyörä voisi toimia ilman ketjuja, vaihteita. Todellinen mummopyörä.

Kiitollisena tiedoista, missä tämä mättää :)


Kevyen liikenteen reittiopas reittiopas.fi antaa nykyään mille tahansa pääkaupunkiseudun pyöräilyreitille myös korkeusprofiilin tarkantuisesti, ja ilmoittaa, montako metriä nousuja on pystysuoraan mitattuna. Nousujen määrät yllättivät, eipä välttämättä edes 1 kilowattitunnin akku anna monta kymmentä kilometriä ajoa.

Avatar
optimistx
Treenaileva sisällöntuottaja
Viestit: 675
Liittynyt: 26 Marras 2006, 18:49
Paikkakunta: Espoo

Re: Puisen Halbach-moottorin (?) koeajoa

Viesti Kirjoittaja optimistx »

Ruotsissa rakennettu mm. puuta sisältävä moottori ei olekaan halbach-kuvioon järjestetyillä magneeteilla, vaan tavanomainen.

Aurora- aurinkoautosta on kohtalaisesti dokumentteja, mm.

Aurora solar car specifications:
http://www.aurorasolarcar.com/index.php/car-spec

Technical details of the motor:
http://www.csiro.au/resources/pf11g.html
(on the page click download , 3740 kb zip-file)

Downloaded zip-file contains also a presentation of the engine.

Olen haaveillut rakennella pyörään sopivan napamoottorin, jolla on jotain yhteistä Auroran kanssa, lähinnä korkea hyötysuhde, esim. 97 %. Aluksi pitäisi kasata puusta, teipistä ja kaikenlaisesta romusta halpa proto, josta voisi tarkistella periaatteen toimivuutta. Magneetit, kuparilanka ja luultavasti akseli/laakeriyhdistelmä ostetaan asiallisista paikoista. Ohjain rakennetaan itse muutaman euron mikroon (esim. Arduino) mahdollisimman paljon omaa ohjelmointia käyttäen elektroniikan juottelun sijasta.

Ylläolevassa kuvassa staattorin musta yläosa on etäisyydellä 355 mm/2 akselin keskiviivasta, joten moottori on sopivan pieni, kuvassa akselinsuuntainen leveys kuvasta arvioiden lienee n. 115 mm. Uloimmat kotelo-osat lienevat (muistaakseni) magnesiumia, mutta arvelin paksun koivuvanerin ajavan saman asian protossa (vaneria ei taivuteta kuvan muotoon, vaan pidetään suorana).

Kokeilussa on kriittistä saada roottorimagneettien väli pieneksi ja staattori väliin koskettamatta magneetteja. Aurorassa väli on 10.9 mm, ilmaraot 1.75 mm + 1.75 mm staattorin molemmin puolin. Laakerien täytyy olla jämäkät.

Mistähän haahuilisi akselit, laakerit, ja laakereiden yhteyteen sopivat tykötarpeet vanerilevyjen pulttaamiseksi niihin? Pulmana on, että keskellä oleva staattori pitäisi saada kiinni akseliin keskelle, pyörivien reunoilla olevien roottorinosien väliin. Tavallisessa polkupyörän taka-akselissa ei ole tuommoisa osia valmiina poimittaviksi. Asiaan vaikutta ehkä sekin, että roottorin osat vetävät toisiaan puoleensa jopa 500 kilon voimalla!

Homma on vielä haaveiluasteella, ja lopahtaa yhtäkkiä, kun selkeästi osoitettu vaikeus putkahtaa näkyviin, tai jos protoon tarvitaan luokkaa yli 1000 euroa. (Auroran moottori ilman pyörää olisi ostettavissa 12 000 Australian dollarin hintaan, n. 8400 eur + , mutta ...)

Liitteet
Keskellä pyörimätön staattori, sivuilla mageetteja sisältävät 2 roottoria, ylhäällä rengas, alhaalla pyörän akseli
Keskellä pyörimätön staattori, sivuilla mageetteja sisältävät 2 roottoria, ylhäällä rengas, alhaalla pyörän akseli
aurora.jpg (19.41 KiB) Katsottu 2040 kertaa
Avatar
jviirret
Pistosuojattu sisällöntuottaja
Viestit: 12381
Liittynyt: 27 Elo 2006, 10:25
Paikkakunta: Raahe

Re: Puisen Halbach-moottorin (?) koeajoa

Viesti Kirjoittaja jviirret »

optimistx kirjoitti:

Olen haaveillut rakennella pyörään sopivan napamoottorin, jolla on jotain yhteistä Auroran kanssa, lähinnä korkea hyötysuhde, esim. 97 %.

Päästäänkö hyötysuhteessa tuohon jos kierrosnopeus on 8000r/min sijaan 100-200r/min, käytetty jännite on 100-200v sijan 12-24v?

Jukka

Riman ali ja suoraa ohi maalin...

Avatar
optimistx
Treenaileva sisällöntuottaja
Viestit: 675
Liittynyt: 26 Marras 2006, 18:49
Paikkakunta: Espoo

Re: Puisen Halbach-moottorin (?) koeajoa

Viesti Kirjoittaja optimistx »

jviirret kirjoitti:
optimistx kirjoitti:

Olen haaveillut rakennella pyörään sopivan napamoottorin, jolla on jotain yhteistä Auroran kanssa, lähinnä korkea hyötysuhde, esim. 97 %.

Päästäänkö hyötysuhteessa tuohon jos kierrosnopeus on 8000r/min sijaan 100-200r/min, käytetty jännite on 100-200v sijan 12-24v?

Jukka

Kiva kun sinua tämä aihe kiinnostaa, kun akseli- ja laakerijuttujakin teet.
Kysymyksesi ovat aiheellisia, ongelma-alueen keskipisteessä.

Oheisesta zip-tiedoston kuvasta näkee, että vääntömomentilla 2 Nm hyötysuhde on kierrosalueella 100-300 kierrosta/min todella hyvä. Vääntömomentilla 7.5 Nm ylitetään 95% kierrosluvulla 200/min.
Kun teho = vääntömomentti * kulmanopeus, (yksiköt: watti, newtonmetri, radiaania/s), niin 7.5 Nm väännöllä ja 200 /min eli 20 rad/s teho on 150 wattia. Liikutaan siis lähellä laillista toiminta-aluetta alle 25 km/h tuon kuvan vasemmassa laidassa. Liikkeellelähdössä hyötysuhde on varmasti surkea, mutta voidaanhan pyörä polkaista liikkeelle ilman moottoria. Vetävän pyörän halkaisija kannattanee olla pieni, luokkaa alle 400 mm, ja siis kehän pituus pi*400 mm eli noin 1200 mm per kierros. 25 km/h olisi noin 300 kierrosta/min. Olisi kyllä hyvä jotenkin säätää moottorin ominaisuuksia niin, että hyvää vääntöä ilman hyötysuhteen huononemista saataisiin pienemmillä kierrosluvuilla (lisää kierroksia staattoriin... mutta pidemmät langat tuovat enempi vastushäviöitä... ehkä paksummat langat mahtuvat).

Hengenvaarallisten jännitteiden käyttö ei houkuta, vaikka haaveilen laitetta vain itselleni. Jännitteen nostaminen olisi teknisesti helppoa vain akkuja sarjaan kytkemällä ja sopivilla siltakytkennän ohjaustransistoreilla. Täytyy miettiä tätä vielä, varsinkin siltä kantilta, että kun käytetään moottoria generaattorina alamäessä akkujen lataamiseen, niin voinee syntyä korkeita jännitteitä joka tapauksessa (?). ilmeisesti nyrkkisääntö on, että mitä matalampi käyttöjännite, sitä suurempia virtoja tarvitaan ja vastuksissa häviöt ovat verrannollisia virran neliöön. Paljon kuparia, enempi kuparia...

Sinä olet ovelasti tehnyt akseli-laakeriyhdistelmän jopa romuosia käyttäen viimeisimpään pyörääsi, ihastelen neuvokkuuttasi.

Liitteet
auroraeff.jpg
auroraeff.jpg (25.03 KiB) Katsottu 2011 kertaa
Vastaa Viestiin