Бесколлекторный двигатель работает под водой

roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

• Список форумов‹Мастерская‹Механика
• Изменить размер шрифта
• Версия для печати

• Магазин
• Правила
• Wiki
• FAQ
• Регистрация
• Вход

герметичные двигатели для подводного робота ROV

герметичные двигатели для подводного робота ROV

GRIN » 13 дек 2006, 03:03

-= Александр =- » 13 дек 2006, 08:06

Сергей » 13 дек 2006, 10:11

avr123.nm.ru » 13 дек 2006, 11:09

обычно герметизируют сам аппарат ВЕСЬ и значит выходные валы на которых крепятся колеса или еще что.

Герметизация гладкого вала дело простое — обычные резиновые сальники или просто колечки в оправке.

Tracer » 13 дек 2006, 13:27

lebaon » 13 дек 2006, 18:41

avr123.nm.ru » 13 дек 2006, 18:51

Сергей » 13 дек 2006, 21:15

Tracer » 13 дек 2006, 21:50

Ну не все так запущенно как Вам кажется

ДЛИННЫЕ волны очнь даже распространяются
Или Вы считаете что подводные лодки всегда для связи с ЦЕНТРОМ всплывают :о)

А движок можно сделать из привода шпинделя CD-ROMа только загерметизировать все хорошенько лаком (если ЭТО соответствует размерам робота :о))))

GRIN » 14 дек 2006, 02:21

avr123.nm.ru писал(а): обычно герметизируют сам аппарат ВЕСЬ и значит выходные валы на которых крепятся колеса или еще что.

Герметизация гладкого вала дело простое — обычные резиновые сальники или просто колечки в оправке.

С сальниками и резиновыми кольцами номер не пройдет.На глубине 30 метров давление 3 атмосфера.Отсюда следует-повышеный ток потребления>стопор двига>ограниченный срок службы. НЕДОПУСТИМО!
Весь аппарат загерметизировать НЕЛЬЗЯ. В случае розгерметизации погибнет все «мозги»,а там камера управление и т.д.

GRIN » 14 дек 2006, 02:32

Управление через кабель, питание от 40 до 60 вольт от преобразователя 12- . В. кодировщик команд-стандартная клавиатура от компа,точнее плата с процом(100 команд как минимум) подключенная к любому манипулятору.Над декодировкой прийдется попыхтеть,хотя наброски уже есть.

avr123.nm.ru » 14 дек 2006, 09:35

GRIN писал(а): С сальниками и резиновыми кольцами номер не пройдет.На глубине 30 метров давление 3 атмосфера.Отсюда следует-повышеный ток потребления>стопор двига>ограниченный срок службы. НЕДОПУСТИМО!

Весь аппарат загерметизировать НЕЛЬЗЯ. В случае розгерметизации погибнет все «мозги»,а там камера управление и т.д.

-= Александр =- » 14 дек 2006, 09:44

Эм. А зачем вообще придумывать себе геморрой? Куда проще переделать бесколлекторник для работы в воде, чем вывести наружу крутящийся вал. Тем более при таком давлении. Там уже или сальник нужен хитрый (хотя все равно просачиваться будет, это только вопрос времени) или компенсация давления или магнитная передача момента через корпус.

Для магнитной передачи отлично подойдут магниты от двигателя 3 или 5-дюймового дисковода, через стенку 3-5 мм будет хорошая передача.

Tracer » 14 дек 2006, 12:22

-= Александр =- » 14 дек 2006, 17:35

На такой глубине эту гибкую ленту продавит до противоположной стенки корпуса. 😉

3 атм — это зло. 1.5-2 уже рвет пластиковую бутылку в клочья.

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

Источник

На что обратить внимание при выборе двигателя (работа под водой)

Тема раздела Электродвигатели, регуляторы, мотоустановки в категории Cамолёты — Электролеты; Здравствуйте. В вопросах параметров двигателей я зеленый. Моторы нужны для подводного аппарата. Планирую прикрутить бесколлекторные моторы (предварительно загерметизировав обмотку эпоксидкой). .

Опции темы

На что обратить внимание при выборе двигателя (работа под водой)

Здравствуйте. В вопросах параметров двигателей я зеленый. Моторы нужны для подводного аппарата. Планирую прикрутить бесколлекторные моторы (предварительно загерметизировав обмотку эпоксидкой). Двигатель будет находиться непосредственно в воде, без зашитных кожухов и т.д. Вопрос потребления энергии остро не стоит — будет подаваться по проводам с берега.

1. Скажите пожалуйста, на какие параметры стоит обращать внимание при выборе двигателей под такую задачу?
2. Могли-бы вы посоветовать что-либо с сайта http://www.*************/

Да обмотка это мелочи, а как под водой будут вести себя подшипники? Если заказать кучу подшипников, то и подводой возможна работа.
А что изобретаеш, подводную лодку? И подробнее о назначении двигателей.

Надо плясать от двух параметров:
1. Какая требуется мощность (или хотя-бы требуемую тягу прикинуть для начала);
2. Каковы будут параметры нагрузки на валу (момент и обороты).

Ну и вопрос герметизации проводников: включеный сотовый телефон, например, растворяется в пресной воде за 10 минут(в смысле дорожки на плате). Малейшая трещина в изоляции(эпоксидной заливке) и ага, мотор в помойку.
Имхо-весь мотор герметить надо, и сигнализатор протечки придумать.

с характеристиками пока разбираюсь. Заливать движки эпоксидкой планирую с пластификатором (по ощущениям получится типа твердой резины) и по обратным давлением ( для удаления пузырьков.)
Загерметизировать провода проблем не будет.

Если есть доступ к людям иль оборудованию оптимальнее сделать нормальный кожух и на выход вала поставить хороший сальник.Кожух лутше сделать с немагнитного материала.Иначе как писали выше подшипникам кирдык настанет.Да и не следует забывать что полюса у движкофф с железа которое то-ж заржавеет.

По поводу кожуха думал первым делом. Мне эта идея больше всего нравится. С людьми и оборудованием пипец какие большие напряги. под боком целый станкостроительный завод — а людей с руками нет (или плохо искал). Кому не покажу чертежи — не хотят браться (или не могут). Ведь и денег предлагаю. Хорошему мастеру изготовить цилиндр,нарезать резьбы и крышки — дело 30-40 минут. (может и меньше). Хорошо есть знакомый со станком чпу — и на том хорошо. Пробью еще пару мастеров — надеюсь, что успешно.

Кто знает, может у вас там поверхности двойной кривизны, глухие отверстия с изгибом канала под 90 градусов?

(шутка с долей шутки).

Насчет движка. На надувные лодки народ окунал в воду БК-шники вообще не герметизируя. И вроде как даже с подшипниками проблем не было.
Но если все-же заливать статор, то я бы не эпоксидкой лил, а специальными лаками в баллонах. Безразрывность защитного слоя лучше получится.

Если сувать все в кожух — то делать вообще герметичным, а наражу вал через магнитную муфту вывести. Но не забывать, что мотор выделяет тепло. В идеале — вообще не грузить енго до номинала, а, скажем, на половину при штатной работе.

не, до такого типа деталей еще не дорос. Планирую герметизировать не одной эпоксидкой, а с применением полимера (в конечеом счете получится типа твердой резины.)
Сильно герметизировать цилиндр нет смысла — сальника достаточно (внутри цилиндра двигатель все-равно будет в масляной среде.)
С магнитными муфтами не стал-бы заморачиваться (опять-таки по причине невозможности изготовить местными мастерами) а цены на готовые заводские меня валят с ног (от 2 тыщ зелени за штуку), но и малогабаритных (диаметром 6-10 см) не смог найти.

Источник

Создание и тестирование бесколлекторного мотора

В этой статье мы хотели бы рассказать о том, как мы с нуля создали электрический мотор: от появления идеи и первого прототипа до полноценного мотора, прошедшего все испытания. Если данная статья покажется вам интересной, мы отдельно, более подробно, расскажем о наиболее заинтересовавших вас этапах нашей работы.

На картинке слева направо: ротор, статор, частичная сборка мотора, мотор в сборе

Вступление

Электрические моторы появились более 150 лет назад, однако за это время их конструкция не претерпела особых изменений: вращающийся ротор, медные обмотки статора, подшипники. С годами происходило лишь снижение веса электромоторов, увеличение КПД, а также точности управления скоростью.

Сегодня, благодаря развитию современной электроники и появлению мощных магнитов на основе редкоземельных металлов, удаётся создавать как никогда мощные и в то же время компактные и легкие “Бесколлекторные” электромоторы. При этом, благодаря простоте своей конструкции они являются наиболее надежными среди когда-либо созданных электродвигателей. Про создание такого мотора и пойдет речь в данной статье.

Описание мотора

В “Бесколлекторных моторах” отсутствует знакомый всем по разборке электроинструмента элемент “Щетки”, роль которых заключается в передаче тока на обмотку вращающегося ротора. В бесколлекторных двигателях ток подается на обмотки не-двигающегося статора, который, создавая магнитное поле поочередно на отдельных своих полюсах, раскручивает ротор, на котором закреплены магниты.

Первый такой мотор был напечатан нами 3D принтере как эксперимент. Вместо специальных пластин из электротехнической стали, для корпуса ротора и сердечника статора, на который наматывалась медная катушка, мы использовали обычный пластик. На роторе были закреплены неодимовые магниты прямоугольного сечения. Естественно такой мотор был не способен выдать максимальную мощность. Однако этого хватило, что бы мотор раскрутился до 20к rpm, после чего пластик не выдержал и ротор мотора разорвало, а магниты раскидало вокруг. Данный эксперимент сподвиг нас на создание полноценного мотора.

Узнав мнение любителей радиоуправляемых моделей, в качестве задачи, мы выбрали мотор для гоночных машинок типоразмера “540”, как наиболее востребованного. Данный мотор имеет габариты 54мм в длину и 36мм в диаметре.

Ротор нового мотора мы сделали из единого неодимового магнита в форме цилиндра. Магнит эпоксидкой приклеили на вал выточенный из инструментальной стали на опытном производстве.

Статор мы вырезали лазером из набора пластин трансформаторной стали толщиной 0.5мм. Каждая пластина затем была тщательно покрыта лаком и затем из примерно 50 пластин склеивался готовый статор. Лаком пластины покрывались чтобы избежать замыкания между ними и исключить потери энергии на токах Фуко, которые могли бы возникнуть в статоре.

Корпус мотора был выполнен из двух алюминиевых частей в форме контейнера. Статор плотно входит в алюминиевый корпус и хорошо прилегает к стенкам. Такая конструкция обеспечивает хорошее охлаждение мотора.

Измерение характеристик

Для достижения максимальных характеристик своих разработок, необходимо проводить адекватную оценку и точное измерение характеристик. Для этого нами был спроектирован и собран специальный диностенд.

Основным элементом стенда является тяжёлый груз в виде шайбы. Во время измерений, мотор раскручивает данный груз и по угловой скорости и ускорению рассчитываются выходная мощность и момент мотора.

Для измерения скорости вращения груза используется пара магнитов на валу и магнитный цифровой датчик A3144 на основе эффекта холла. Конечно, можно было бы измерять обороты по импульсам непосредственно с обмоток мотора, поскольку данный мотор является синхронным. Однако вариант с датчиком является более надёжным и он будет работать даже на очень малых оборотах, на которых импульсы будут нечитаемы.

Кроме оборотов наш стенд способен измерять ещё несколько важных параметров:

• ток питания (до 30А) с помощью датчика тока на основе эффекта холла ACS712;
• напряжение питания. Измеряется непосредственно через АЦП микроконтроллера, через делитель напряжения;
• температуру внутри/снаружи мотора. Температура измеряется посредством полупроводникового термосопротивления;

Для сбора всех параметров с датчиков и передачи их на компьютер используется микроконтроллер серии AVR mega на плате Arduino nano. Общение микроконтроллера с компьютером осуществляется посредством COM порта. Для обработки показаний была написана специальная программа записывающая, усредняющая и демонстрирующая результаты измерений.

В результате наш стенд способен измерять в произвольный момент времени следующие характеристики мотора:

• потребляемый ток;
• потребляемое напряжение;
• потребляемая мощность;
• выходная мощность;
• обороты вала;
• момент на валу;
• КПД;
• мощность уходящая в тепло;
• температура внутри мотора.

Видео демонстрирующее работу стенда:

Результаты тестирования

Для проверки работоспособности стенда мы сначала испытали его на обычном коллекторном моторе R540-6022. Параметров для этого мотора известно достаточно мало, однако этого хватило, чтобы оценить результаты измерения, которые получились достаточно близкими к заводским.

Затем уже был испытан наш мотор. Естественно он смог показать лучшее КПД(65% против 45%) и при этом больший момент(1200 против 250 г на см), чем обычный мотор. Измерение температуры тоже дало достаточно хорошие результаты, во время тестирования мотор не нагревался выше 80 градусов.

Но на данный момент измерения пока не окончательны. Нам не удалось измерить мотор в полном диапазоне оборотов из-за ограничения мощности источника питания. Также предстоит сравнить наш мотор с аналогичными моторами конкурентов и испытать его “в бою”, поставив на гоночную радиоуправляемую машину и выступить на соревнованиях.

Источник