Применение постоянных магнитов в узлах ЭПУ

[suzi]

Да вполне возможно,но вот по  потребляемому току мы вряд ли что-то поймём ,а по осциллограмме может и дотюмкаем(это я Вас так всё к работе с осциллом подталкиваю  )

[Alexander]

Сейчас провел еще один физический эксперимент. (ну нет пока рабочего места - ремонт, все развалено, приспособился в свободном месте на полу, на коленках).
За точность измерений не ручаюсь т.к. сегодня и напряжение сети меньше чем вчера, да и безмен не электронные весы но все же:
1. Просто латунное кольцо - не шелохнулось.
2. Стандартный диск с магнитной лентой - тяга около 300 гр.
3. Поверх магнитной ленты КЗ виток из латунной ленты - тяга около 650-700 гр.
4. Поверх магнитной ленты разомкнутый виток латунной ленты - тяга около 300 гр.
Итог?

[suzi]

Итог - да ни хрена мы(во всяком случае я) не знаем - бум учиться

[Alexander]

Ну одно то мы точно знаем - КЗ виток поверх магнитов работает.

[L0ki]

Может немножко "не в тему", но по аналогии мне вспомнилась конструкция мелких асинхронных серводвигателей питаемых повышенной частотой (400Гц- несколько кГц).
У этих двигателей (для уменьшения момента инерции ротора) ротор представляет тоооонкий алюминиевый стакан
(аналогичный обычному кухонному стакану).
Снаружи стакана находится абсалютно обычный для асинхронников статор.
А вот внутри стакана причем неподвижно! (обычно это просто продолжение передней крышки двигателя) нахожится цилиндр из магнитомягкого железа.
  

и добавил...     (12 Марта 2012, 19:47:04)
Александр, если исходить из аналогии с такими движками,
то поместив вокруг КЗ кольца неподвижно тор из трансформаторной ленточной стали
получим все то же самое.

[suzi]

Ну вот хоть одна светлая мысль появилась - а хоть маленько теории работы сего девайса где-то можно узреть?

[L0ki]

У меня есть только в бумажном виде, отсканировал три странички оттуда:
(Извините, но у Вас нет доступа в Галерею)
(Извините, но у Вас нет доступа в Галерею)
(Извините, но у Вас нет доступа в Галерею)
Волков Н.И., Миловзоров В.П.
Электромашинные устройства автоматики
Учеб. для вузов по спец."Автоматика и телемеханика"
2-е изд. - М.:Высш.шк.,1986.

[Alexander]

но по аналогии мне вспомнилась конструкция мелких асинхронных серводвигателей питаемых повышенной частотой (400Гц- несколько кГц).

С этой конструкцией я теоретически знаком. Там все нацелено для уменьшения момента инерции при пуске и останове и применяется во многих приложениях где требуются такие параметры. М/м железо для уменьшения магнитных полей рассеивания статора. Но у нас несколько иной случай.
По теории линейных приводов в качестве ротора применяют бутерброд, если грамотно - сендвич из латуни, как материала с большим активным сопротивлением (при старте), меди с малым активным сопротивлением при рабочем режиме и м/м стали в качестве подложки для замыкания через нее магнитных полей статора.
У нас получился гибрид двигателя на постоянных магнитах с КЗ витком из латуни и мы наблюдаем улучшенные характеристики привода при старте. На рабочем режиме сказать не берусь, но по усилию остановки диска за шпиндель, на котором центрируется пластинка, вроде как разницы нет. Если продолжить тему гибрида и добавить медную ленту, то возможно и рабочий режим будет мощнее. Подложка пусть останется из м/т материала в виде постоянных магнитов.
Что можно ожидать от такого гибрида. Есть несколько мыслей. Это улучшенный пусковой момент, что мы уже имеем. Повышенную тягу в рабочем режиме (асинхронный режим работы с медной лентой). И основной режим (синхронный) на постоянных магнитах.
Возможно, повторю, возможно таким гибридом работающим параллельно с синхронным и асинхронным режимом удастся нивелировать, задемпфировать, работу неравномерно установленных (о чем пишут и на что грешат) постоянных магнитов (размазать) за счет разности скольжения.
Но эти размышления не имеют ничего общего с линейным приводом - там нет КЗ витка, там ротор, фигурально выражаясь, бесконечной длины. У нас же КЗ витки по аналогии с серводвигателем. Может быть в такой гибридной конструкции на рабочем режиме будет даже потеря мощности в силу того что мы, от стандартного исполнения, увеличиваем зазор между статором и ротором на толщину сендвича из латуни и меди.
---------
Основной вопрос который может поставить крест на этой затее - КЗ витки это всегда плохо?
С гистерезисной лентой все бы упростилось, имхо.
------------------------------------------------------------------------------------------------
практика - единственный критерий истинны,
а с абстрактно-теоретическим флеймом вот сюда ->

и добавил...     (13 Марта 2012, 08:03:47)
Любопытно, просто любопытно почитать, чем люди занимаются,  прошу меня не пинать , взято отсюда: http://offtop.ru/energy/v17_648076_all_.php
 
Интересующие нас моменты выделил черным цветом
----------------------
NNN:
Тема удаления противо-ЭДС довольо актуальна.
 Но, не только в этом вся проблема..
 Противо ЭДС удалить полностью (по видимому) никому не удастся...
 Так устроен наш Мир.
 Но разнести во времени моменты возникновения противо ЭДС и моменты воздействия на ротор двигателя (для его вращения), как бы имеют шанс на существование... Далее, при определенных конструктивных и электрических параметрах двигателя, можно получить величину тока в обмотках двигателя, практически не зависящую от величины противо ЭДС, и оборотов двигателя, следовательно момент на валу, будет практически не меняться от кол-ва оборотов.
 Я не сказал, что мы избавимся от противо ЭДС, я только сказал, что ее уровень (по сравнению с питающим током и напряжением) можно практически свести к 10%, а то и меньше), тогда мы просто можем ее не брать в расчет с погрешностью в 10%..
 Как это сделать?
 Если у нас (к примеру) при раскрутке двигателя до 10 000обмин. противо ЭДС составляет (к примеру 12В.. допустим двигатель высокооборотистый и низковольтный), то, чтобы эта противо ЭДС нам не мешала и не уменьшала нам ток в обмотках, нам нужно поднять напряжение питания в 10раз (для получения 10% влияния противо ЭДС на наши результаты). Скажете абсурд...? В прямом смысле слова, да! Но только не нужно сразу рубить с плеча...
 Если мы подадим на 12 Вольтлвый двигатель напряжение питания в 10 больше, а это будет 120В, естественно от него ничего не останется, сгорит нафиг. Но представим гипотетически, что эт возможно, тогда ток, протекающий через обмотки будет в основном зависеть только от оммического сопротивления обмоток и от их индуктивности, но от противо ЭДС будет зависеть только на 10%... При нулевом вращении ротора и мах. 10 000 об. ток будет различаться (от воздействия противо ЭДС) только на 10%, следовательно и момент на валу тоже.
 Ну а как же сделать это не гипотетически, а в реальности?...  Если подаем на 12В двигатель постоянно 12В, то с ним ничего не плохого не происходит и он развивает определенные обороты и момент на валу. А если мы повесим маховик на вал двигателя и будем на него подавать импульс напряжеия в 10 раз больше – 120В, но не постоянно, а только 10 часть от (360грд.) оборота его вала???...
 Что будет в этом случае? Средняя мощность, потребляемая двигателем останется прежней, нагрев обмоток тоже, и средний момент на валу останется прежним (мы имеем маховик на валу)!!!
 Но в результате такой «махинации» мы уменьшили воздействие противо ЭДС в 10 раз…, обороты двигателя останутся прежними и величина противо ЭДС тоже… в районе (примерно) 10В…, а напряжение питания двигателя 120В, то 10В пртиво ЭДС уже большой погоды не делают.
 Вторая важная деталь (есть и третья, которая возможно находится даже на первом месте…)
 Далее, вторая деталь избавится от воздействия противо ЭДС.
 Я выше писал, что необходимо разнести во времени, появления мах. величины пртиво ЭДС и времени воздействия импульса на ротор. Это легко делается в двигателе Адамса!
 В его конструкции, импульс на катушку электромагнита подается в момент совмещения магнита и электромагнита на одной оси. И если кто интересовался чуть глубже, то мог себе позволить просто раскрутить двигатель Адамса внешним движком и посмотреть осциллограммы на обмотках двигателя. В таком режиме, двигатель работает, как генератор и это как раз и есть эта «вредная нам» противо ЭДС от вращения…
 Так вот, противо ЭДС имеет характер синусоиды с переходом через ноль, точно в центре совмещения магнита и элетромагнита, это как раз тот момент времени, когда нам нужно подавать импульс для работы двигателя…
 Поэтому я Адамса еще и не забросил…
 Но импульс имеет определенную длительность, а после прохода магнитом центра катушки, противо ЭДС уже начинает возрастать…, но нам уже это не очень страшно, т.к. она на не помешает больше чем на 10%...
 Вот и добрались до третьего «нехорошего момента», который нам не дает «жить».
 Это индуктивность обмоток двигателя! Это очень важный момент, а может и более важный, чем противо ЭДС…
 Когда двигатель рассматривать на малых оборотах, то индуктивность, почти не мешает. Но в обмотках двигателя (хоть постоянного, хоть переменного тока) протекает переменный ток,
 и если обороты двигателя не большие, то индуктивность обмоток, почти не влияет на протекание тока в обмотках (а нам важен именно ток, только он и создает силу на ротор), подали импульс напряжения, почти сразу появился ток, и только при этом появилась сила воздействия на ротор….
 А если, теперь, ротор двтижется в 10 000 обмин, длительность импульса на обмотку ротора становится очень минимальна, а обмотка свою индуктивность то не изменила…, следовательно, ток в обмотке за такое время просто не успевает нарасти до нужного значения…., а если ток не успевает вырасти до номинала, то и момент на валу тоже падает с повышением оборотов…
 Чтобы убрать этот «вредный» параметр, нам нужно свести индуктивность обмоток к минимуму, при сохранении в статоре такого же самого магнитного потока. Это делается простым уменьшением витков , но с сохранением величины АмперВитков…
 Если витков уменьшим в 10 раз, то Ток нужно увеличить тоже в десять раз.
 А теперь подытожив все вместе, получим:
 - нужна минимальная индуктивность обмоток
 - нужны большие токи, для получения такого же МП
 - нужно импульсное питании большим напряжением
 С этого всего вытекает, что нужно коммутировать на обмотку Адамса заряженный конденсатор до 10-50 кратного напряжения (от величины, возникающей противо ЭДС) в нужные моменты времени – получим большие токи на малой индуктивности (МП останется прежним), уменьшим в 10-20 раз влияние противо ЭДС.
 Если длительность импульса в таком Адамсе привязать к углу поворота ротора, то его длительность будет постоянна не по времени, а по углу. Тогда с повышением оборотов двигателя длительность импульса будет уменьшаться пропорционально оборотам. Т.о. потребляемая мощность двигателем будет постоянна и не зависеть от оборотов двигателя (естественно в разумных пределах). Так, как и момент на валу.
 А как известно – мощность двигателя пропорциональна оборотам, умноженным на момент на валу.
 Тогда получается, что разогнав Адамс (с маховиком) до больших оборотов мы получим большую мощность – обороты большие, а момент прежний, и потребление тоже прежнее...

...противо ЭДС - это генераторная ЭДС), а она возникает при любом изменении МП в катушке! она возникает и при открытом ключе и при закрытом и при движении катушки относительно магнита.. ЭДС самоиндукции (котороя возникает при закрытия ключа, это тоже по этому принципу)при закрытии собственное поле начинает убывать, и наводит ЭДС в собственных витках, но только в этом случае ток от ЭДС уже будет совпадать по направлению с убывающим током, в этом случае она будет уже не противо ЭДС, а сонаправленной.


и добавил...     (13 Марта 2012, 08:13:59)

а по осциллограмме может и дотюмкаем(это я Вас так всё к работе с осциллом подталкиваю  )

Да, Василий, НАДО подключать осцилограф...

[suzi]

Да вот и я о том же ,а то у меня создаётся такое впечатление,что нас куда-то "заносит"

[Alexander]

а то у меня создаётся такое впечатление,что нас куда-то "заносит"

Естественно, когда не знаешь что происходит то за уши притягиваешь любое обЪяснение...

и добавил...     (13 Марта 2012, 10:45:46)
Вот еще, правда о КЗ витке в динамиках, что не суть важно для нас, у Сергея (svjatoslav) на форуме нашел.
http://devicemusic.ucoz.ru/forum/14-39-4
"В незамкнутом проводящем каркасе "работают" действительно, только вихревые токи Фуко. Этот эффект слабый. Его хватает только на то, чтобы снизить механическую добротность (примерно) с 25 - 8 единиц до 3 - 7. При толстой фольге удаётся снизить Qt до 2 - 2,5. Если надо так снижать специально. А в замкнутом каркасе ЗК будет работать противо-ЭДС короткозамкнутого витка. Эффект сильный. Такие каркасы видел только в некоторых цельнометаллических подвижках динамиков 1А-20/1А-22."
А мы и наблюдаем сильный прирост крутящего момента.

[suzi]

Есть такой Ширинский С.В. - пытаюсь читать - мозги закипают...

[Alexander]

Ширинского не читал но осциллографом посмотрел...
Василий, вы во всем виноваты - посмотри осциллографом, посмотри осциллографом... (шутка конечно).
Посмотрел - осциллограф видит все. и он мне показал какое говно этот привод Арктура, да и сам Арктур...
По порядку. Амплитуда синусоиды на катушке статора то плавает то держится на одном уровне, то хаотично мечется. Стал искать причину, дошел до опорника. Опорный торец-сфера вала подношена и цепляется вызывая на слабомощном приводе такие возмущения. Сразу вспомнил - Василий говорил что двигатель должен быть мощным и с запасом - все верно. Опорник - главная деталь вертушки - тоже верно.
Заменил вал от другого арктура -  более менее нормализовалось но амплитуда качает маятник аж в 1-1.5 вольт. Вспомнил слова Василия- диски у Арктура кривые, так и есть, опять все верно. Поставил диск с другого арктура - поровнее, качание амплитуды 0,5 вольта.
Теперь можно и за латунный КЗ виток взяться. Взялся - хрень полная и все "благодаря" осциллографу. Короче, диск вращается а я смотрю на синус - ба..., амплитуда поднимается в такт с оборотами , система естественно пытается привести все в равновесие путем снижения амплитуды. Резко остановил диск на подъеме амплитуды, посмотрел на КЗ виток, его пропаянный стык как раз только вошел в первые зубцы статора (повторил несколько раз, так и есть), подумал - наверное на спаянных торцах образуется какая то разность потенциалов или стык вихревых токов, на которую система реагирует поднятием амплитуды что и приводит к скачкообразному увеличению крутящего момента, причем работает так только стык КЗ витка, на остальной части идет ровно как будто ленты и нет. Выбросил КЗ виток, смотрю пристально - амплитуда качается ровно и плавно, есть маленько неравномерность и опять в такт с оборотом диска. Остановил резко диск, посмотрел магнитную резинку - так и есть - ее стык.  М...да. Нам такая работа не нужна... а я, та...кую теорию за уши притянул к показаниям безмена... Осциллограф - лучший безмен!
Короче - факир был пьян и к тому же глуп и фокус не удался... себе мозги е..., и людям парю.
Теперь уже мой совет всем - хотите разочароваться в своей аппаратуре, лезьте в нее осциллографом!

[waters67]

Теперь уже мой совет всем - хотите разочароваться в своей аппаратуре, лезьте в нее осциллографом!

Нет Александр как раз нужно смотреть и приборами что мы имеем ,ну а Арктур это же почти АРТУРДЖЯН ,читаю старые посты Василия ну везде он его хвалит как может ,так что давай делай заказ у Сергея на Леночку по нашей цене а эксперименты на потом.

[suzi]

Ну ...,давайте немного "поостынем",и разберёмся в причинах : гуляния всяческого рода говорят лишь о наличии ОС и ,следовательно,о естественной реакции схемы управления на различные дестабилизирующие факторы и механико-конструкционные неточности (которые Вы,Александр,весьма подробно описали).По этому я с самого начала и предлагал остазаться от этой ОС.   Но!Ваши исследования лишний раз подтвердили тот факт,что как говорил Райкин "Тщательнее надо,ребята" - халява тут не катит;и чисто технологическим вопросам надо уделять самое пристальное внимание В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ - а не пытаться потом исправить "кривые руки токаря" электронными методами ,создавая следящие системы N-го порядка.
По этому всё же я бы попробовал собрать трёхфазный ЗГ и запустить привод по той схеме,что Вы выше предложили .

[Alexander]

По этому всё же я бы попробовал собрать трёхфазный ЗГ и запустить привод по той схеме,что Вы выше предложили

Прикупил все элементы для трехфазника, но облом по TDA2003, список ведь дал, среди прочего количество шт каждой микросхемы оной 3шт., положили и взяли за одну, торопился, времени не было проверить, но на проверку всегда надо находить время! Придется ехать еще раз...

[Alexander]

Наигравшись с купленными цилиндрическими магнитами и почувствовав их могущественную силу начал рисовать то что затеял.
А затеял проект поворотного узла тонарма на магнитах, надо бы в тему магниты в эпу, но здесь опять можно разобрать конструкцию тонарма, так как тема - тонармостроителям.
Итак мои мысли.
1 Магниты очень мощные с силой сцепления 1,5-2кГ (ф=6мм L=10мм)
2 В качестве подпятников использовать шарики от подшипника ф=6мм
3 Завальцевать все это в резьбовые втулки с шлицем под отвертку (см. рис).
4 Три магнита через тело тонарма будут иметь дополнительную мощь необходимую для удержания веса тонарма с противовесом (шупал, должно мощно держать).
5 Открылась интересная особенность этих магнитов - на цилиндрической поверхности НЕТ магнитного поля, вернее очень слабое что шарик слегка магнитится но отлипает под своим весом - следовательно наводок на провода почти ноль!
6 Выбранный мной вариант конструкции - кольцо вокруг палки тонарма - классика и позволяет отнести все остальные магниты дальше от проводов.
7 Еще одна изюминка - торцы трех магнитов изолировать друг от друга тоненькой 0,05мм
слюдяной (большие контактные напряжения) прокладочкой а так же изолировать от втулки в которой они  будут завальцованы. Это нам даст шанс точно настроить касание шариков горизонтального подвеса с помощью омметра. Причем контактные напряжения между шариками будут минимальны а вся нагрузка будет восприниматься резьбой втулок, которые к тому же, при такой силе и контрить нет надобности т.к. контактное трение на сфере шариков практически отсутствовует и все будет висеть на магнитных полях.
------------------
Во напридумывал, теперь вам предстоит все это разгрести в плане - обсудить.
Прошу.
[ Вложение: Вам нельзя просматривать вложения ]

[waters67]

Александр если я правильно понял трубка тонарма будет удерживатся магнитным полем между шариками?

[suzi]

Всё это понятно(и китайский вариант мы уже обсуждали),работать оно будет.Только прошу подробнее про слюду и прокладки - не въезжаю в их назначение и смысл

[Alexander]

Александр если я правильно понял трубка тонарма будет удерживатся магнитным полем между шариками?

Точно так, все перемещения в горизонте и в вертикали заблокированы касанием шариков, это похоже на принцип тонарма Шредера, только там нить натянута силой магнита...

Всё это понятно(и китайский вариант мы уже обсуждали),работать оно будет.Только прошу подробнее про слюду и прокладки - не въезжаю в их назначение и смысл

Изначально будет примагничена одна сторона. на противоположенной - зазор но кз по кольцу, если заизолируем, то можно коснуться шупами омметра шариков где зазор и крутить отверткой резьбовую втулку выбирая зазор до касания шариков...
Китайский вариант мы разбирали, помню. Пришли к выводу что там трение качения, что вроде не гуд...

[suzi]

С трением качения как раз всё гуд ,но здесь нам это не важно - другого трения(здесь только скольжение) здесь не будет.
-не вижу элементов фиксации рег.винтов после настройки
-какая будет резьба на рег.винтах(шаг)
-не вижу особого смысла в нижнем рег.винте
-есть предложение повернуть всю конструкцию на 45 градусов

[Alexander]

-не вижу элементов фиксации рег.винтов после настройки

пункт 7.  Сила натяжки магнитов и есть контрогайка!

-какая будет резьба на рег.винтах(шаг)

8х0,75

-не вижу особого смысла в нижнем рег.винте

Можно ставить можно нет, но унификацию узлов никто не отменял, это +

-есть предложение повернуть всю конструкцию на 45 градусов

Это как? Теперь я

[suzi]

-лучше(и намного) 8х0,5
-пункт7 - фигня - раздолбает так ,что "мама не горюй"
-с унификацией согласен
-насчёт 45гр - т.е все оси под 45гр - сам еще не понял - интуичу  - ночью обдумаю - там вроде с нагрузками будет получше

[Alexander]

там вроде с нагрузками будет получше

А по какой траектории тогда тонарм поедет, особливо вверх вниз? Чет я совсем не врубаюсь...

[suzi]

А что, разве с поворотом изменятся степеня свободы
 - пардон - думаю о тройном кольце и несу тут ахинею

[triaks]

Александр молодец, очень смелая идея. У меня один вопрос, если возникнут погрешности при движении тонарма в вертикальном игоризонтальном положении, что делать?

[Alexander]

-лучше(и намного) 8х0,5

Ровно в 1,5 раза или на 30% но резьба уж слишком мелка а нагрузка, я  даже засомневался повернем ли винт, а вы о контрогайке...

Александр молодец, очень смелая идея. У меня один вопрос, если возникнут погрешности при движении тонарма в вертикальном игоризонтальном положении, что делать?

Экспериментировать надо, но предпосылок к погрешности пока вроде не видим. Если предположить и представить иглу как якорь, то теоритически возможно дергание в продольном направлении, на величину упругости магнитных полей, но вроде соотношение сил не в пользу иглы...

[triaks]

Александр, шарик и магнит одного размера? Мне кажется , что здесь нужно очень точно все расточить. Шарик и магнит должны быть одного размера  и собираться с минимальным зазором. Если нет одного размера, тогда нужно растачивать два диаметра - один по шарик, другой под магнит.

[suzi]

Нет ,всё же не ахинею...
Повернётся,запросто,а на контрогайке даже настаиваю

[Nick]

При наличии механического контакта в опорах магниты не имеют смысла. При повороте на 45град равномернее нагружаются опоры - карданный подвес. Опять, магниты - зачем?

[Alexander]

Александр, шарик и магнит одного размера?

Естественно я все это подобрал в пары - шарики от подшипников №200 или №202 диаметром 5,95мм, цилиндрические магниты диаметром 6мм (забыл микрометром измерить) штангет показывает 6,0мм.

а на контрогайке даже настаиваю

Да это не вопрос, сделать резьбовые втулки на пару мм длиннее и плоскости на кольцах фрезернуть...
Вижу никто не обратил внимания на форму шариков , здесь тоже тонкость, сошлифовал на алмазном круге     2 мм и образовалась плоскость соприкосновения с магнитом, сила сцепления шариков между собой увеличилась очень сильно нежели просто касанием к магниту сферой - направленный в шар магнитный поток мать его ити, мелочь а пришлось ждать озарения.