ROWERY I INNE POJAZDY ELEKTRYCZNE - FORUM ARBITER

[bartek]

Hej.

Odczuwam potrzebę posiadania hamowni silnikowej
Mam już odpowiedni stojak na silnik z obręczą i teraz kombinuję jeszcze jak dorobić do niego koło zamachowe.

Moja wstępna wizualizacja tego pomysłu to:

Na wizualizacji nie ma łożysk trzymających wał, ale planuje umieszczenie ich w przerwach między rolką do koła, a kałami zamachowymi.

Wstępne obliczenia dla roweru z kierowcą ( 130 kg ) wyszły mi takie:

Średnica rolki tocznej 15 cm, długość 10 cm
Średnica kół zamachowych 29 cm, długość łączna 13 cm
Całkowita masa wału hamującego wyszła mi: 80 kg ( stalowy ) i jego prędkość obrotowa przy prędkości silnika 45 km/h to 1620 obr/min

No i tutaj rodzi się pytanie czy:
- Moje obliczenia są prawidłowe?
- Czy taki wał (80kg) rozpędzony do 1600 rpm nie "wyrwie się z mojego stojaczka" i zrobi spustoszenie w wrastacie ?
- Czy ktoś ma może jakieś doświadczenia z takimi wynalazkami?

Z góry dzięki za wszelką pomoc
PZDR

[r2d2]

A nie myślałeś żeby zamiast tej wirującej bryły metalu wykorzystać jakiś inny zestaw hamujący np. z roweru treningowego.

[bartek]

Cytat:

A nie myślałeś żeby zamiast tej wirującej bryły metalu wykorzystać jakiś inny zestaw hamujący np. z roweru treningowego.

W sumie nie zastanawiałem się nad takim rozwiązaniem, bo zakładałem wykorzystanie tego stojaka który już mam, a nie wiem czy taki element hamujący w rowerku treningowym nie będzie za duży w stosunku do umiejscowienia stojaka w wrastacie.

Choć temat z takim elementem hamującym dał mi do myślenia.

Dochodzi jeszcze kwestia tego że regulacja oporów w takim rowerze treningowym jest realizowana z reguły na zasadzie jakiegoś elementu trącego o koło zamachowe i nie wiem czy to nie będzie powodowało przekłamań w odczytywanych parametrach.

Początkowo też myślałem o czymś takim:
Dużo mniejsze koło zamachowe według powyższego projektu i jakiś element trący o koło zamachowe. aleee... sam nie wiem...

[tas]

Też nad czymś takim się zastanawiałem, i elementem odbierającym energię napędową mogłaby być jakaś nieduża rolka z prądnicą.
Jest to lepsze rozwiązanie, bo:
- Znana jest sprawność prądnicy przy zadanym RPM
- Znana jest sprawność badanego silnika przy zadanym RPM
- łatwo obliczyć straty na przekładniach/łożyskach z danych powyżej
- Łatwo można robić charakterystyki mocy przy poszczególnych prędkościach
- Łatwo obliczać skuteczność badanego silnika, straty na sterowniku, przewodach itp

[Szczygiel]

Tu jest opisana hamownia rowerów elektrycznych na Politechnice Gdańskiej:
http://www.pg.gda.pl/~jarguz/erower/erower.htm

[bartek]

Dzięki za info Tas i Szczygiel.
Alternator z samochodu też by się chyba nadawał?
Pytanie tylko teraz czym obciążać taką prądnicę bo w zależności od mocy testowanego silnika będzie jej potrzebne zmienne obciążenie.
Chyba trzeba by zrobić listwę z żarówkami i odpowiednią ilość żarówek podłączać do prądnicy w zależności od mocy silnika

[tas]

Żeby to miało ręce i nogi musisz mieć prądnice o znanej charakterystyce. Czyli potrzebujesz datasheet/note katalogową jakąkolwiek.
Dzięki temu wiesz, że prądnica z 100W mocy mechanicznej produkuje 87W mocy elektrycznej przy RPM wynoszącym X
To są proste obliczenia, ale musisz znać wszystkie zmienne. A sprawność prądnicy jest jedną z nich.
Rozumiesz o co chodzi? Jeśli przy 500RPM prądnica w/g producenta ma sprawność 87% więc:

(moc zmierzona na prądnicy/0.87)/moc pobierana z aku=skuteczność silnika
moc zmierzona na aku - (moc zmierzona na prądnicy/0.87)=straty mocy w układzie
(moc zmierzona na prądnicy/0.87)=moc mechaniczna silnika

przynajmniej w/g mnie tak to powinno wyglądać

Jako obciążenie można zbudować prostą opornicę suwakową.
Oczywiście drut oporowy będzie odpowiednio gruby by to wytrzymać, ale za to będzie można super łatwo regulować obciążenie i dokonywać pomiaru mocy szczytowej.

[bartek]

Cytat:

Rozumiesz o co chodzi?

Rozumiem... Jakiś tani alternator od niewiadomo czego z allegro odpada jeśli chce mieć precyzyjne pomiary.

Zastanawiam się teraz jeszcze czy rolkę robić od razu na osi prądnicy, tak jak w linku który podał Szczygiel:

czy oprawiać rolkę na wałku na dwóch łożyskach i dopiero łączyć z osią prądnicy.
Coś ala:


Tylko teraz pytanie.
Czy w takiej hamowni z wykorzystaniem prądnicy opór (obciążenie) prądnicy nie powinien być zależny od jej obrotów (prędkości "roweru").

Energia kinetyczna poruszającego się pojazdu rośnie w stosunku masa * prędkość do 2.
W przypadku zastosowania oporu kinetycznego jak taki wał, jego energia oporowa rośnie wraz ze zwiększającymi się obrotami.

[mar56]

Elementem hamującym jest prądnica o odpowiedniej mocy pod obciążeniem.Wg. mnie wystarczy w najprostszym wykonaniu widełki rowerowe wraz z kołem umocowane na sztywno i połączone paskiem klinowym z prądnicą . Przesuwając prądnicę naciągamy pasek klinowy.Pasek klinowy poruszałby się po obręczy rowerowej.Mierząc moc obciążenia i znając sprawność prądnicy wyliczymy sobie moc silnika.

[tas]

To chyba nie jest istotne jaką energię kinetyczną posiada wał.
Po pierwsze to w obliczu oporu samej prądnicy i silnika - to pomijalna sprawa.
No a po drugie zależy od przyjętego sposobu pomiaru.

Na przykład rozpędzasz silnik z wałem do prędkości X uzyskanej przy napięciu Y
I teraz zaczynasz obciążać go daną mocą, np w 10 różnych stopniach obciążenia i nanosisz to na wykres, gdzie na jednej osi jest MOC w watach na wyjściu prądnicy, na na drugiej osi jest np RPM albo Vin silnika albo dowolna inna zmienna, względem której określamy Moc maksymalną.

Można też określić jakieś RPM, które silnik ma utrzymać (zwiększając manetką moc) przy zwiększającym się obciążeniu. Jak nie będzie w stanie utrzymać RPM - moc maksymalna.

Można też ustawić max moc przepustnicą silnika i zwiększać obciążenie aż doprowadzi się do zatrzymania go.

Wtedy na wykresie mocy pobieranej względem mocy przekazywanej na wał można określić zarówno moc maksymalną jak i skuteczność w każdym z napięć/rpm
Aż się prosi o jakiś mikro kontroler, który by za jednym zamachem zalogował wszystkie parametry i podał to od razu na wykresie

[bartek]

No dobra, wszystko rozumiem.
Tylko teraz załóżmy takie badanie na hamowni z prądnicą.

Zakładam że mam silnik o mocy nominalnej 250W:
1. Rozpędzam go manetką na maksa.
2. Potem reguluję obciążenie prądnicy drutem oporowym, tak żeby moc pobieraną przez silnik zrównać do 250W
3. Wychodzi mi jakaś moc wyjściowa na prądnicy, powiedzmy 200W
4. Oczywiście obroty silnika pod obciążeniem się lekko zmniejszają
5. No i teraz chcę np. sprawdzić jaką prędkość będzie miał silnik pod obciążeniem tyle że na 1/2 manetki.
6. Prędkość obrotowa silnika spadnie, a co się dzieje z jego mocą pobieraną i z obciążeniem prądnicy?

[tas]

Nee to nie tak
Ja to widzę inaczej.
Ustawiasz na manetce zadaną prędkość (a dokładniej zadane napięcie) i powoli zwiększasz obciążenie aż do na przykład całkowitego zatrzymania lub do granicznej prędkości 10km/h
I teraz notujesz:

moc mechaniczna 200W, 235RPM, moc pobierana 255W itp itd inne dane jak napięcie, prąd na aku...
moc mechaniczna 220W, 215RPM, moc pobierana 285W
moc mechaniczna 196W, 190RPM, moc pobierana 222W
moc mechaniczna 175W, 170RPM, moc pobierana 190W
moc mechaniczna 165W, 150RPM, moc pobierana 175W

I teraz podkładasz to na wykres i dostajesz takie coś:



A na takim wykresie jest już wszystko co można wiedzieć o badanym napędzie

Wiadomo, że maksymalne parametry pracy ma napęd zasilany maksymalnym napięciem i pomiar silnika na pełnym gazie da najwyższe wyniki. No ale poza mocą maksymalną jest wiele innych interesujących info jak np optymalna prędkość czy próg maksymalnej efektywności.

[andrzejIskierka]

Witam! A czy wstawienie roweru w trenażer z lekkim jego rozbudowaniem o aparaturę kontrolnopomiarową nie byłby już satysfakcjonującym rozwiązaniem? Odpadłoby już myślenie nad tworzeniem mocowania w jakiś sposób silnika w przyżądzie i to jedynie zabudowanego w piaście koła na rzecz możliwości wstawienia gotowego wozidła z zabudowanym silnikiem wszelkiego rodzaju, gdzie mamy możliwość zbadania, jaką konkretnie moc przekazujemy na nawierzchnię ze względu na występujące nigdy dokładnie nie zmierzone straty naprzekładniach i kordzie opony oraz masie cyklisty.

[andrzejIskierka]

Wtedy wiadomo, jak sobie silniczki o różnych niekiedy możliwościach zmiany przełożeń radzą sobie pod wzniesieniami o różnym stopniu nachylenia jakie można zasymulować nastawą w trenażerze.

[bartek]

andrzejIskierka zgodzę się z Tobą że to najprostszy sposób ale ma wiele minusów:
1. Czasochłonny montaż różnych silników w rowerze - różne zasilanie, akcesoria przy kierownicy itp. Prawdopodobnie musiał by to być trójkołowiec żeby mieć duży kosz z tyłu na różne "pierdółki"
2. Nie chciał bym używać silników w terenie - spore narażenie na uszkodzenie, zabrudzenie itp.
3. Dość spore trudności z dokładnym odczytem i zapisem wyników, związane z prowadzeniem roweru
4. Nie jednorodne warunki pracy - podmuchy wiatru, niezauważalne górki, nawierzchnia itp.

tas Masz rację że zastosowanie takiej prądnicy dostarcza wielu przydatnych informacji i jest dość prostym rozwiązaniem, jednak wydaje mi się że taki element oporowy nie odwzorowuje dokładnie warunków jazdy na rowerze, np. przyspieszanie i ilość energii zużywana podczas przyspieszania.
Zastosowanie prądnicy ze zmiennym obciążeniem to chyba tak jak jazda pod górki o różnym nachyleniu.

Wydaje mi się że taka prądnica nie odwzoruje zależności pomiędzy prędkością a ilością zużywanej energii, no chyba że zastosuje się w niej jakiś układ który będzie sterował obciążeniem prądnicy w zależności od jej prędkości obrotowej.