Invloed van symmetrie binnen een elektromotor
-
Ik wil onderzoeken wat de invloed is van de symmetrie (manier hoe spoelen gewonden zijn) van spoelen in elektromotoren en welke vormen überhaupt mogelijk zijn en wat voor effect deze hebben op het rendement van de motor. Concreet wil ik dus onderzoeken wat de interactie is tussen de opgewekte velden en het resultaat (rendement) dat ze leveren voor een elektromotor. Hierbij wil ik ook meenemen wat andere eigenschappen als dikte van draad, soort metaal draad. temperatuur van het draad en dus de manier van winden het rendement beïnvloed. Ik geloof zeker dat er niet één absolute perfecte elektromotor bestaat. Ik wil er alleen wel achter komen welke slechte ontwerpen je absoluut kan weglaten om tot een soort gebied te komen waar de zo goed mogelijk werkende elektromotoren onder vallen.
Denken jullie dat dit alsnog een te breed onderwerp is?
Ik wil mijn pws graag zo concreet mogelijk houden en ben me ervan bewust dat een onderwerp dat onder elektromotoren valt erg riskant is en snel te uitgebreid kan worden.Ik ben van plan de elektromotoren te bouwen met een plastic of houten spoel frame, en dan verschillende kabels (aluminium, koper) te gebruiken om de motor mee te bouwen. De behuizing is op zich niet een meespelende factor omdat het me puur om de resultaten gaat en de metingen het belangrijkst zijn.
Mochten jullie tips hebben hoe ik dit het beste kan doen hoor ik die graag!
Algemene sturingen of adviezen zijn ook welkom.
met vriendelijke groet,
Ayoub
-
Hee Ayoub,
Ik ben Midas en ik ben vierdejaars werktuigbouwkunde student. Ik weet zelf niet waanzinnig veel over elektromotoren maar samen met mijn collega's komen we er vast uit!
Ik vind het een zeer goed onderwerp voor je PWS! Je kunt er interessant theoretisch onderzoek naar doen en natuurlijk ook gave practica!
Goed dat je zo veel verschillende variabelen gaat testen. Hoe ga je het rendement meten?
groetjes,
Midas
-
Hoi Midas,
Bedankt voor je reactie!
Het rendement ga ik berekenen met: EfficiencyMotor = output shaft power / input electrical power. Ik zit echter nog erg te twijfelen wat voor motor ik zal kiezen. Ik moet me natuurlijk wel richten op één type. Ik denk dat ik het type motor zal onderzoeken met de koperen windingen in de stator. Ik denk dat dat het meest haalbaar is om te onderzoeken omdat je makkelijk de windingen aan kan passen. ik ben van plan volgende week te beginnen met het ontwerp en de bouw van een testprototype.
zie hier een soortgelijk model als hetgeen ik tot nu toe van plan ben te gaan onderzoeken.
Ik zal dus erg veel metingen moeten verrichten bij elke aanpassing van de windingen en kijken of ik patronen, grijze gebieden ontdek. Heb je nog adviezen of punten waarvan je denkt: heb je al over 'x' na gedacht? Vooral met betrekking tot het presenteren van de data. Op welke manier zou ik dat het beste kunnen doen?
ik hoor het graag van je
groet,
Ayoub
-
Hee Ayoub,
Zo te zien ben je al druk bezig!
Ik vroeg me vooral af hoe je die output shaft power en die input electrical power wilt gaan meten?
Het lijkt me een goed idee om inderdaad de motor met de makkelijkst vervangbare spoelen te kiezen. Heb je al een motor? Die motor op het plaatje ziet er niet bepaald uit alsof die op school te vinden is.
De punten die jij het best kunt gaan presenteren zijn ondervindingen die innoverend zijn. Heb jij misschien een spoel gevonden die beter werkt dan de huidige? Heb jij misschien wel een spoel geworden die totaal niet werkt en waarom dan?
Groetjes,
Midas
-
Hoi Midas,
- Output shaft power zal ik berekenen door de torque te meten en de RPM. Ik heb gezien dat de meeste mensen deze metingen snel kunnen verrichten met een dynamometer. Deze hebben we echter niet op school. Hebben jullie die op de TU?
- De input berekening zal ik met deze vergelijkingen uitvoeren. ik moet nog wel even onderzoeken hoe het zit met die fasen binnen een elektromotor want ik zie nu al dat er in deze vergelijkingen uit wordt gegaan van een 3phase motor:
http://infohouse.p2ric.org/ref/40/39569.pdf
dit document zal ik voorlopig gebruiken. Mocht je een andere makkelijkere methode kennen zie ik die graag tegemoet.
-
Over het punt: Innoverende ondervindingen. Ik ga goed onderzoeken wat het huidige spoel ontwerp is binnen deze motor categorie en zal proberen zoveel mogelijk verschillende ontwerpen te proberen.
-
ontwerpkwestie: Het belangrijkste is dus eigenlijk dat ik een standaard rotor bouw die met de juiste afstand tussen de stator zit. De stator moet ik denk ik zelf ontwerpen. Ik zal waarschijnlijk veel verschillende stators moeten ontwerpen die makkelijk om de rotor passen waardoor ik in elke stator een aanpassing kan maken in ontwerp. Ik wil hierbij alle mogelijke vormen van de windingen uitproberen en kijken hoe de rotor reageert. Ik ben benieuwd of ik een nieuwe manier kan vinden van stator ontwerp dat hogere efficiëntie waarden biedt. Ik betwijfel het echter wel. Ik denk dat ik uiteindelijk zal komen tot een afbakening van waarom alle andere vormen niet gewerkt hebben. Maar je weet maar nooit!
Zeg, zijn er gratis programma's die je aanraad om 3D mee te ontwerpen? Het lijkt me goed een eerste stap te maken met een 3D ontwerp van de motor en de verschillende statoren. Of denk je dat het beter is meteen een prototype te bouwen en gelijk aan het experimenteren gaan?
Bedankt voor je snelle feedback, heb ik erg veel aan!
Met vriendelijke groet,
Ayoub
-
Hee Ayoub,
Wij hebben wel dynamometers op de TU maar die zijn waanzinnig duur en degene die ik ken hebben propellers aan het uiteinde om watersnelheid te meten. Deze zitten aan de dynamometer vast. Ik betwijfel of we een dynamometer voor jouw onderwerp ter beschikking hebben maar ik zal voor je zoeken.
3D-ontwerpen is een vak apart en helemaal niet makkelijk. Als ik jou was zou ik focussen op je metingen. Dat is ook relevanter voor je hoofdvraag.
groetjes,
Midas
-
Ik heb uiteindelijk het onderwerp opgegeven. Ik wilde een drie fasen wisselstroommotor onderzoeken. Het zal echter te veel moeite kosten om zelf voor drie fasen stroom voeding te zorgen binnen school. Heb je misschien nog tips over welk gebied binnen elektromotoren wel haalbaar is?
-
Hee Ayoub,
Jammer om te horen dat je een ander onderwerp wilt kiezen.
Lastige vraag. Ik zou het echt niet zo snel weten. Moét het echt over elektromotoren gaan? Zijn er niet nog andere natuurkundige onderwerpen die je gaaf lijken?
Midas
