Yksinkertainen dynamometri?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Tartteis tehdä yksinkertainen dynamometri, jolla saisi "penkitettyä" hitaahkosti pyörivää moottoria, ja havainnoitua tehon muutoksen moottoria parannellessa.

- pieni teho (kymmenissä wateissa)
- pienet kierrokset (<1000 rpm)
- mielellään näyttö suoraan watteina jos mahdollista
- jarrukuorma helposti säädettäväksi että mittaaminen nopeaa.

Olen aikeissa kokeilla askelmoottorilla jarrutellen, mutta ostaisin valmiin jos halvalla saisi. Lukematarkkuus ei ole niin justiinsa, riittää että näkee tuleeko uusilla osilla lisää tehoa vai väheneekö.

Sivut

Kommentit (19)

Vierailija

Keskipakopumppu ja letku mittariksi. Nostokorkeus osoittaa tehon. Lineaarisuudesta en osaa sanoa.

Generaattori ja vastus ja vesiastia ja mittari. Tietyn vesimäärän lämmön nousu suhteessa aikaan.

Kehitysvaiheessa exakti wattimäärä ei ole kovin tärkeää, vaan suhteellinen kehitys muutostöidenjälkeen.

Vierailija

Tarkemminajateltuna minullahan on siinä kyllä kolmivaihemoottori pyörimässä kokoajan mukana, mitenkähän sillä saisi jarruteltua muutaman prosentin osakuormalla? No täytyy testailla.

Vierailija
mummovainaa
Tarkemminajateltuna minullahan on siinä kyllä kolmivaihemoottori pyörimässä kokoajan mukana, mitenkähän sillä saisi jarruteltua muutaman prosentin osakuormalla? No täytyy testailla.

Jospa teet niinkuin vanhoissa sähköjunissa, eli virittelet moottoriin (=generaattori?) jarruvastukset.

Vierailija
Unterseeboot
mummovainaa
Tarkemminajateltuna minullahan on siinä kyllä kolmivaihemoottori pyörimässä kokoajan mukana, mitenkähän sillä saisi jarruteltua muutaman prosentin osakuormalla? No täytyy testailla.



Jospa teet niinkuin vanhoissa sähköjunissa, eli virittelet moottoriin (=generaattori?) jarruvastukset.

Jotenkin siten, mutta onnistuuko oikosulkumoottorilla pienillä kierroksilla kuinka hyvin, mitenkäs kondensaattoreiden mitoitus? Toimiiko samoilla kondensaattorilla usealla nopeudella? Olisiko yksivaiheisena paras?

Vierailija

Otat auton laturin ja irroitat siitä jännitteensäätimen.

Sitten kytket alternaattorin piuhat suoraan vastukseen. Tämän jälkeen voit säätää ulosmenevää tehoa muuttamalla magnetointivirtaa. Akusta tai verkkovirtalähteestä syötetään magnetointikäämille virtaa ja virran suuruus määrää generaattorista ulostulevan jännitteen, sekä sitä kautta tehon.

Tällä tavoin voit portaattomasti jarruttaa mittaamaasi moottoria ja seuraamalla jännitemittarilla vastuksen napoja saat selville mm. minkä verran tehoa sieltä tulee milläkin kierrosluvulla.

Silloin kun testattava moottori on kytketty suoraan generaattoriin, niin magnetointivirtaa kasvattamalla voi pikkuhiljaa merkata paperille ylös teho-nopeus käyrän ja koska generaattorin magnetointivirta tuodaan erillisestä lähteestä, muunnoksen hyötysuhdekkin lähentelee moottorin ja vastuksen kannalta 100%.

http://www.1stconnect.com/anozira/SiteTops/energy/Alternator/alternator.htm

Vierailija

Kiitoksia vastauksista. Googlettamalla löytyi dc jarrutuksesta oikosulkumoottorilla, syötin tasavirtalähteellä nauhahiomakoneen 3vaihemoottoriin jännitettä ja sehän jarrutti pienilläkin kierroksilla. Luulen että sillä selviän, eikä tullut kalliiksi.

Vierailija

Ja vielä lisäkysymyksiä: Kun syöttää tähtikytketyn kolmivaiheoikosulkumoottorin kahteen vaiheeseen tasajännitteen, heilahtelee amppeerimittari kun moottoria nytkyttelee, mutta kun pyörittää tasaisesti akkuporalla, palaa amppeerimittari samaan lukemaan mitä näyttää pysähdyksissä. Mitäs tässä tapahtuu? Mitenkä voisin laskeskella edes summittaisia tehoja, vaiko mitenkään? Tai siis tehonhan saa mitattua tarkasti että mitä sinne koneeseen syöttää, mutta kuinka paljon se jarruttaa......

Vierailija

Luullakseni nytkäytellessä se magnetointivirta muuttuu, koska oikosulkuhäkkiin vuoroin indusoituu ja vuoroin ei indusoidu virtaa kun sitä akselia nytkäyttelee ja tämä varmaankin aiheuttaa jonkinlaista takaisin-indusoitumista.

Ymmärsin myös, että tämä jarruttava teho on sen oikosulkuhäkkiin indusoituvan "pyörrevirran" aikaansaannosta ja täten ainut tapa mitata se suoraan olisi mitata kuinka paljon se käämitys lämpenee.

Tai sitten täytyy kehitällä jonkinlainen vääntömomentti-anturi siihen akseliin, joka mittaa kuinka monta newtonmetriä on pyörimismomenttiin varastoituna, koska tästä voi laskea suoraan kuinka suurella teholla moottori vastustaa, kun tiedetään myös kierrosluku. Teho = momentti * kierrosluku.

Kun muistetaan että 1 Nm on sama asia kuin 1 Joule, voidaan laskea että kierroksia sekunnissa kertaa momentti (yksiköittäin) on 1/s * J = J/s = P eli teho Watteina.

Yksinkertainen momenttimittari on akselinpätkä, jonka ominaisuudet tunnetaan eli tiedetään kuinka paljon se kiertyy milläkin momemtilla. Siihen on sitten molempiin päihin laitettu kiekot joissa on reikiä ja valoportti kiekon läpi.

Sitten tarkastellaan molempien porttien signaalien vaihe-eron muuttumista, jolloin saadaan selville kuinka paljon akseli kiertyy eli kuinka suuri momentti sen yli vaikuttaa.

Magnetointivirta, tai oikeammin magneettivuon muutosnopeus kelassa vaikuttaa siihen kuinka suuri jännite indusoituu ja täten kuinka suuri virta ja teho vastuksen, eli tässä tapauksessa sen moottorin oikosulkuhäkin lävitse kulkee. Sen vehkeen jarrutusteho on siis riippuvainen sekä magnetointivirrasta, että pyörimisnopeudesta.

Päättelisin että mitä hitaampaa sitä pyörittää, sen vähemmän se vastustaa. Periaatteessa tehon voi siis lukea pitämällä magnetointivirran vakiona ja katsomalla kuinka lujaa se moottori jaksa pyörittää sitä härveliä.

Ongelma vaan on siinä, että sähkömoottoritkin toimivat hieman eri teholla eri kierrosnopeuksilla, joten tarkasteluun tulee monta muuttujaa lisää, eikä moottori välttämättä jaksakkaan antaa huipputehoa ulos, koska kierrokset nousisivat liikaa.

Vierailija

Täytyy kokeilla että mitenkä kone tottelee tasajännitteen syöttöä, toivottavasti momentti ei kasva kierrosten pienetessä. Sitten joskus voisi koittaa kalibroida asteikkonsa, kunhan vaan alussa tietäisi että tuleeko lisää tehoja konetta viritellessä vaiko eikö.

Vierailija

Paraabeli kuvaa moottorin tehoa.

Voit tietenkin tutkia asiaa niin että kasvatat magnetointivirtaa kunnes kierrosluku tippuu tiettyyn arvoon. Sitten otat virran ylös esim. 1000 rpm, 800 rpm, 600 rpm... jne.

Siitäkin varmaan voi päätellä jo jotain. Magnetointivirran pitäisi käyttäytyä samaan tapaan kuin vääntö tuossa kuvaajassa ja sen ja kierrosluvun tulona pitäisi saada teho, olettaen häviöt nollaksi.

Vierailija

Väännön mittaamiseen käy järjestely, missä generaattorin vapaasti kiertyvään runkoon kiinnitetty varsi kuormitetaan säädettävällä painolla, siten että sen suuruudesta voidaan nähdä vääntömomentin suuruus eri kierroksilla ja laskea teho.
Jokin lineaarinen jousikuorma ja asteikkokin käy.

Vierailija

http://www.edu.fi/oppimateriaalit/suihk ... tarit.html
"Vääntömomentin mittaus

Potkuri- ja akseliturbiinimoottoreissa vääntömomentti mitataan usein voimaturbiinin akselin kiertymän suuruutena.

Kuvan moottorissa voimaturbiinin pääakselin kierrosluku lasketaan ulosottoakselille sopivaksi kaksivaiheisella hammaspyörästöllä, jonka akseleiden yhteenlaskettu kiertymä osoittaa moottorin kulloinkin tuottamaa vääntöä."

"Voimaturbiinin akselilla ja voiman ulosottoakselilla on spiraalimaisesti rihlattu hammaskehä. Niiden välissä on vääntömomenttimittarin hammaspyörä, jossa on samoin spiraalimaisesti rihlattu hammastus. Rihlauksesta johtuen mittarin hammaspyörä liukuu kannatinakselinsa varassa eteenpäin (kuvassa vasemmalle) suhteessa alennusvaihteen akselien väliseen kiertymään. Liikkuessaan mittarin hammaspyörä siirtää mäntää, joka säätää vääntömomenttimittarin kammion öljynpainetta. Paineanturi lähettää tiedon edelleen ohjaamoon varsinaiselle mittarille tai näyttölaitteelle. Apulaitevaihteiston voiteluöljy toimii mittausjärjestelmän hydraulinesteenä."

http://www.vtt.fi/prognos/prognos/luonn ... nos_v4.doc
Samasta teemasta.

Vierailija

Tarkennan kysymyksen seuraavasti:

Kuinka mitata akseliteho kolmivaiheoikosulkumoottoria tasavirralla jarruttamalla?

Onko kukaan kokeillut?

Vierailija
mummovainaa
Tarkennan kysymyksen seuraavasti:

Kuinka mitata akseliteho kolmivaiheoikosulkumoottoria tasavirralla jarruttamalla?

Onko kukaan kokeillut?

Kaiken järjen mukaan magnetointivirran ja kierrosluvun tulona saadaan teho.

Tarkan kaavan saattaa joutua johdattelemaan jostain gaussin laista tai vastaavasta, jos haluaa saada vastaukseksi watteja. Asiaan kun vaikuttaa käämien kierroslukumäärä ja mikälie.

Fysiikankirja sanoo, että U = vBL jossa U on jännite, v on nopeus, B on magneettikentän vuo ja L on kenttässä sivuttain liikkuvan suoran johtimen pituus.

Tästä voidaan päätellä, että generaattorin viemä teho on riippuvainen magneettikentän voimakkuudesta ja kierrosluvusta. Oikosulkumoottori on generaattori, mutta se on vain sisäisesti oikosulussa silloin kun siihen syöttää tasavirtaa, eli kaikki teho millä sitä pyöritetään muuttuu lämmöksi.

Saat siis keskenään vertailukelpoisia tuloksia kun kasvatat magentointivirtaa kunnes moottorin kierrosluku pysyy vakiona. Kun otat ylös minkä verran virtaa kelalle menee tällä kierrosluvulla, kykenet vertaamaan keskenään kahta moottoria kun näin laitat ne pyörimään samalla kierrosluvulla.

Mitä enemmän magnetointivirtaa moottorin pitäminen vaikkapa 500 rpm vauhdissa vaatii, sen suuremmalla teholla on jarrutettu.

Olen edelleen sitä mieltä, että kaikkein helpoin tapa mitata jarrutustehoa on tehdä sama temppu auton laturilla, koska siinä käämit ovat kiinteät ja magnetointikäämi pyörii. Oikosulkumoottoriin tasavirtaa syötettäessä magnetointikäämi on paikoillaan ja "generaattori" eli oikosulkuhäkki pyörii siellä keskellä.

Laturista on helppo ottaa virta käämeiltä ja ohjata se vastukseen, jonka päiden välisestä jännitteestä voi suoraan laskea tehon. Magnetointivirtaa vaihtelemalla säädetään kuinka paljon laturi jarruttaa, koska magnetointivirran nostaminen nostaa laturin tuottamaa jännitettä ja siten virta vastuksen läpi nousee, kuin myös lämmöksi hukattu teho.

Kun vastuksen arvo tiedetään, niin on helppo laskea teho kaavalla P = U^2/R

Auton laturilla voi mitata useamman kilowatin edestä tehoa, koska käämitys kestää sen laturin ilmoitetun ampeerimäärän, vaikka 45 ampeeria, ja magnetointivirtaa nostamalla saadaan ulostuleva jännite nousemaan vaikka 200 volttiin, jolloin maksimiteho on jo 9 kW mikäli mikään laakerointi kestää ja magnetointikäämi ei sula.

Vierailija
Veikko

Olen edelleen sitä mieltä, että kaikkein helpoin tapa mitata jarrutustehoa on tehdä sama temppu auton laturilla, koska siinä käämit ovat kiinteät ja magnetointikäämi pyörii. Oikosulkumoottoriin tasavirtaa syötettäessä magnetointikäämi on paikoillaan ja "generaattori" eli oikosulkuhäkki pyörii siellä keskellä.

Jep, se voisi olla helppoa, mutta tässä nimenomaisessa tapauksessa moottori on rakennettu oikosulkumoottorin ympärille ja moottori on osana runkoa ja sen laakerointi toimii myös moottorini laakerointina, joten autonlaturia en mielelläni rupeaisi siihen enää lisäämään, päikseen vaihto ei onnistu helposti.

Kokeilin huvikseni semmoista, että irroitin yhden vaiheen tähtipisteestä, ja syötin kahteen vaiheeseen tasajännitettä sarjassa, sitten mittasin sitä vapaana olevaa vaihetta. Ainakin kuormittamattomana siihen vapaaseen vaiheeseen nousi 5 volttia akkuporalla pyörittäessä vaihtojännitettä. No sillä ei ole merkitystä, kokeilin vain.

Dynamometrinhän voisi koittaa kalibroida, jos olisi sähkömoottori mistä tietäisi tarkasti hyötysuhteen ja muut arvot, pyörittäisi sillä tiedetyillä tehoilla ja mittaisi että mitä dynamometrin lukemat on sillä hetkellä. Siten saisi suhteellisen tarkan taulukon itselleen.

Viikonlopuksi meinaan hommata kierrosnopeusmittarin ja kokeilen syöttää jännitettä koneeseen ja piirrellä jonkinmoisen tehottomuuskäppyrän.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat