Auswahl des richtigen Motors für eine Vibrationsplattform

Das folgende Foto zeigt einen Vibrationsprüfstand, der einen Motor, Federn und etwas Holz verwendet. Der Zweck dieser Bemühungen besteht darin, einen Prüfstand dazu zu bringen, den angeschlossenen kinetischen Energiesammler mit der vom Motor gesteuerten Bewegungsfrequenz vibrieren zu lassen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Vibrationsebene ist mittels zweier Federn mit einer stabilen Oberfläche verbunden. An der vibrierenden Stelle befindet sich ein Motor, an dem ein Gewicht befestigt ist. Dieses Gewicht ist an einer Seite des Motors befestigt. Dies ähnelt dem Ansatz, der bei Handy-Vibratoren verwendet wird, außer dass ich in diesem Fall möchte, dass der Motor ein größeres Gewicht antreibt.

Wenn der Motor das Gewicht antreibt (das Gewicht dreht), beginnt die Vibrationsoberfläche, sich mit einer bestimmten Frequenz auf und ab zu bewegen. Das ist was ich will. Um andere Bewegungsrichtungen einzuschränken, werde ich dafür sorgen, dass die sich bewegende Plattform 1 Freiheitsgrad hat. dh es kann sich nur auf und ab bewegen.

Dadurch bewegt sich auch der angebrachte kinetische Harvester mit der gleichen Frequenz der sich bewegenden Oberfläche auf und ab. Dies ist der ganze Zweck dieses Setups; ein Testbed für meine Forschung.

Ich möchte eine Frequenz haben, die ungefähr zwischen 0,5 Hz und 4 Hz liegt. Meine Masse kann von 100 g bis etwa 600 g reichen.

Kann mir in diesem Fall bitte jemand einen Motortyp vorschlagen, den ich für diesen Zweck verwenden kann? Ich denke, es sollte ein bürstenloser Gleichstrommotor sein. Aber ich bin mir nicht sicher. Könnte mir bitte jemand sagen, welche Eigenschaften mein Motor haben muss? Alle zusätzlichen Informationen sind sehr nützlich. Vielen Dank für Ihre Zeit.

Wie viel mechanische Leistung müssen Sie erzeugen? Finden Sie es heraus und Sie wissen, wie stark Ihr Motor sein sollte. Um Frequenzen unter 4 Hz zu erhalten, ist höchstwahrscheinlich ein Reduktor erforderlich, aber das ändert nichts an der Leistung.
Ich denke darüber nach, die Geschwindigkeit mittels Spannung zu steuern. Ist es nicht möglich, den Motortyp, den Sie vorschlagen würden, mit einer Umdrehung pro Sekunde zu drehen?
Danke für die Idee mit dem Reduktor. Wenn ich die zulässige Höchstgeschwindigkeit nicht unterschreiten kann, kann ich ein Untersetzungsgetriebe verwenden!
Wenn ich Sie wäre, würde ich in Betracht ziehen, einen Schwingspulenaktuator anstelle eines Motors zu verwenden, der eine unausgeglichene Masse dreht. Eine Schwingspule würde von Natur aus eine eindimensionale Vibration erzeugen , und Sie könnten die Frequenz und Kraft unabhängig voneinander variieren (durch Steuerung der Antriebsfrequenz bzw. -amplitude).
Tut mir leid, ich kann keinen Leistungswert nennen. Es ist nur so, dass es zu viele Verluste gibt, um sie in dieser Berechnung zu berücksichtigen. Mein Ziel ist es, ein Gewicht von maximal 600 g kreisförmig zu drehen. Es macht mir nichts aus, einen Overkill zu machen, und im Moment ist das Budget kein Problem.
Lieber jms, danke für diese Idee. Ich probier das mal aus! Vielen Dank
Bei solch niedrigen Frequenzen wäre es effektiver, den Motor auf dem festen Rahmen zu montieren und die "Vibrationsebene" direkt über eine Kurbel und eine Pleuelstange anzutreiben, anstatt zu versuchen, sich auf die Trägheit einer rotierenden Masse zu verlassen. Dies würde Ihnen eine variable Frequenz, aber eine feste Amplitude geben. Die Schwingspule ist eine allgemeinere Lösung.
Lieber David, danke. Ich denke, ich muss die von Ihnen genannte Option sehr ernsthaft in Betracht ziehen. Ich wusste tatsächlich nicht, dass es das gibt. Ich meine, ich wusste es, aber ich habe nie so darüber nachgedacht. Danke schön.

Antworten (1)

Wie viel Gewicht Sie drehen möchten, ist an sich irrelevant. Was Sie wissen müssen, sind zwei Dinge:

  • Was ist die schwingende Masse, die Schwingungsfrequenz und wie schnell müssen Sie sie ändern?
  • welche Amplitude der Vibrationen Sie benötigen
  • wie viel Energie Sie von Ihrem "Harvester" erwarten

Die Vibrationsamplitude gibt Ihnen eine Schätzung des Drehmoments. Beispielsweise erzeugt eine Vibrationsebene von 100 kg, die mit einer Amplitude von ±1 cm vibriert, eine Kraft F = M R ( 2 π T ) 2 ≈ 40 N . Dieser Kraft muss Ihr rotierendes Gewicht entgegenwirken, z. B. 1 kg Gewicht an einem 1 m langen Arm. Dieses Gewicht hätte das Trägheitsmoment ICH = M R 2 , und Sie benötigen ein Drehmoment τ = 2 π ICH T ∗ T X ≈ 6.28 N ∗ M um es rotieren zu lassen 1 T Frequenz ein T X Zeit (vorausgesetzt T = T X = 1   S ).

Die Leistung Ihres Motors muss es zulassen, dass dieses Drehmoment bis zu 1 U / min aufgebracht wird, und die Leistung abdecken, die Sie von Ihrer Ernte erwarten : P = τ ∗ R P M 9,5488 + P H A R v   ( k W ) , das sind 0,66 kW + P H A R v in meinem Beispiel.

Hoffe das hilft irgendwie.

Ich hatte eine Diskussion mit meinem Vorgesetzten und er scheint die Idee des Schwingspulenantriebs gegenüber meinem vorgeschlagenen System zu mögen :-( Vielleicht ist das besser. Das Gewicht meiner Erntemaschine beträgt maximal 1 kg. In ihr geht ein Magnet auf und ab. Ich Ich weiß nicht wirklich, ob mein Ansatz Vorteile gegenüber dem Voice-Coil-Ansatz hat. Ich danke Ihnen jedoch aufrichtig für Ihre Zeit und Mühe und die ausführliche Erklärung. Ich werde Ihre Antwort durchgehen und jedes Wort aufgreifen, das erklärt wird. Danke!
Auswahl des richtigen Motors für eine Vibrationsplattform
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