ТЕМА:

Cобираем измерительный стенд.





Видео как работает энкодер.

Vikt1 пишет: Вы сделали диск слесарными методами, как то балансировали? Если нет, то не помешает ли это?

Сделал теми средствами что были в распоряжении. Сознаю все риски. Отцентрировал как мог. Понятно что лучше бы сделать на токарном или CNC... но ситуация...
Скорости вращения планируются весьма низкие. Думаю для начала исследований - норм. А во вторых вот сейчас все и посмотрим - у нас есть идеальное средство балансировки - контроль мгновенной скорости ротора
С уважением

Первый запуск измерителя мгновенной скорости.
Крутим руками ротор без магнитов.



По горизонтали - градусы поворота начиная с первого перемещения ротора. Задано записывать 2 оборота.
По вертикали условные единицы - близки к угловым минутам в минуту. Вычисляются как
1000,000,000 делить на длительность прохождения ротором сектора 360/2048 градусов в единицах времени равных 12.5нс
Мне понравились масштабы значений - легко для анализа. Нам главное - чтоб была возможность сравнивать.

Как мы видим, за счет трения, скорость снижается с 10580 на угле поворота 50град до значения 8425 на угле поворота 410 град.
То есть на 2155 единиц или 20.4% за оборот. При массе ротора 90гр это немало.
Их же, эти 20.4%, потом придется компенсировать для обеспечение постоянного вращения!
Видимо создатели энкодера, подшипники которого служат средством вращения нашего ротора не особенно заботились о трении при повороте. Будем иметь данный факт в виду.

Видео измерения .
Видео работы программы .

Vikt1 пишет: С чем может быть связан провал между 500 и 550гр?

Не могу сказать. Он не повторяется каждый оборот поэтому скорее всего помехи.
Получился достаточно точный измеритель параметров механической системы.
В таких системах всегда есть флуктуации. Ждать что все будет идеально - неосмотрительно.
Возможно нужно будет проводить 2-3 измерения.

С уважением

Семейство кривых торможения трением в зависимости от начальной скорости ротора.
Данные за два оборота. Это максимальный обьем буфера измерительной системы.


Как видим из значений, со снижением скорости влияние трения на торможение ротора заметно возрастает.
Запомним этот факт - возможно позже пригодится.

P.S.
Детально, в любом масштабировании и смещении посмотреть графики можно средствами программы из поста ранее , загрузив в нее приложенный .CSV файл командой по правой кнопке мышки - Load ALL data.

Первый эксп.
На роторе стопка из 6 магнитов 12х2 мм.
На статоре 1-2-3 кубических магнита 10х10х10мм

Смотрим на динамику скорости ротора в режиме притягивания и выталкивания на угле поворота ротора в 45 град.


А вот график напряженности МП.

Как видим - приращение силы весьма нелинейно быстро убывает при увеличении количества одинаковых магнитов в стопке.
Что подтверждает снятый график напряженности МП.
1M - 2M = 100 ед (изменение 23%), 123% от величины 1М
2M - 3M = 80 ед (изменение 15%), 141% от величины 1М

Видео процесса измерений.

Fantom братан, я не пойму(туповат стал по некоторым причинам), как с помощью энкодера измерять собрался? этож надо чтобы было противодействие тогда будет понятно, а так если увеличить диаметр диска то и скорость изменится на энкодере, а скорость на периферии будет выше, больше диаметр диска больше рычаг, скорость на энкодере с большим диаметром будет например такая же, а вот на периферии больше. или таким образом под этот диаметр диска только работать?не совсем понятно что конкретно хочешь получить при этом? исследовать при каком положении магниты лучше будут толкать или тянуть? а далее чего?

Danunax пишет: Fantom братан, я не пойму(туповат стал по некоторым причинам), как с помощью энкодера измерять собрался??

Энкодер стоит на валу. Точнее вал энкодера и служит валом для ротора. То есть он измеряет угловую скорость вращения, а она одинакова для всех точек ротора, не зависимо от его диаметра. Подчеркну мы измеряем не линейную скорость ротора, а угловую.
А получить хотел бы понимание как какие элементы статора влияют на скорость и ускорение. Меняя параметры мы по результатам измерений сможем увидеть в правильную ли сторону мы движемся в наших изысканиях. Первая цель пройти 360 град с затратами менее чем 20% от начальной скорости.

С уважением

Fantom пишет:

Danunax пишет: Fantom братан, я не пойму(туповат стал по некоторым причинам), как с помощью энкодера измерять собрался??

Энкодер стоит на валу. Точнее вал энкодера и служит валом для ротора. То есть он измеряет угловую скорость вращения, а она одинакова для всех точек ротора, не зависимо от его диаметра. Подчеркну мы измеряем не линейную скорость ротора, а угловую.
А получить хотел бы понимание как какие элементы статора влияют на скорость и ускорение. Меняя параметры мы по результатам измерений сможем увидеть в правильную ли сторону мы движемся в наших изысканиях.

С уважением

Очевидно же что скорость будет больше если толкнуть сильнее, а если толкнуть ещё раз с той же силой скорость опть же увеличится, и так до тех пор пока сила толкания не сравнится с силой вращения, так сказать уравновесится в некий момент когда толкание уже не будет достаточно быстрым чтоли. Но ведь это отсчёт если есть опора, чтобы реально замерить скорость по идее статор должен быть без опоры и так же свободно вращаться относительно ротора, а иначе сила магнита работает с опорой как рычаг, и если этот рычаг изменить изменится и мнимая скорость. А энкодер показывает только силумагнита из за его опоры на неподвижный статотор. короче говоря чтообы на оси энкодер мерил по идее надо и вращающийся стотор относительно ротора, а иначе получится не скороость магнитного поля в то какая его сила отталкивания от точки опоры.
хз понятно я пояснил или нет не знаю
пс. к тебе Братан всегда с уважением!

и ещё! скорость на периферии всегда отличается от скорости на оси!

Ложки нет.
Не смотря на сумбурность поста от Danunax, в нем поднято несколько важных вопросов, о которых стоит поговорить детальнее.

По поводу рычага между магнитами ротора и статора. Все дело в том, что ложки нет рычага то не существует.

В школе нас учат, что, следуя первому постулату Ньютона, "Тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока какая-нибудь сила не выведет его из этого состояния".
В этом определении можно считать интуитивно понятным и определенным все, кроме термина "сила". До Ньютона это понятие применялось, то лишь в обиходе. Ньютон же его "ввел в научное обращение".... До Ньютона физики использовали лишь понятие о так называемом "количестве движения" mv - (произведение массы на скорость). Движущиеся тела при взаимодействии могли обмениваться (частично) своими количествами движения.

Представим себе большущую каменюку, движущийся в свободном космическом пространстве вдали от полей тяготения. Умные ученые посчитали и решили, что оная каменюка через некоторое время может вдарить по Земле. Поскребли по сусекам, привлекли Илона Маска и таки склепали космический корабь. Послали его на встречу каменюке - уничтожать типа будут. "Мстители" нервно курят в сторонке. Долго ли коротко, долетел наш корабь до каменюки. Лег в аккурат на параллельный курс ну и пошел значит замес. Принялись наши бравые космонавты астронавты обстреливать каменюку ракетами, видимо с высокой целью насаждения там демократии.
Несомненно, что с каждым попаданием, астероид будет приобретать некоторое “количество движения” в направлении движения ракет. Через некоторый промежуток времени этого “количества движения” накопится достаточно, чтобы отклонить каменюку от курса на Землю. Хеппи-энд, попкорн - в урну. Запуская ракеты мы как бы потратили некоторое количество энергии, необходимое для изменения его траектории, придали ему количество движения в определенном направлении и тем самым совершили над ним работу.

Где тут рычаг через который передается сила? Ан нету его. Ракета отчалив от корабля, лишается физического контакта с ним. Попадет она в астероид, передав ему импульс силы, или пролетит мимо, для ее источника не играет никакой роли. Он получил от ракеты импульс в противоположную сторону ее полету при старте и на этом “вся их любовь закончилась”.
Так где же тот рычаг между кораблем и астероидом?

Если говорить об уединенном теле (вокруг ничего нет) находящемся в зоне действия некой силы, то F*T = mV (F - величина силы, Т - время ее действия на тело, m масса тела которому передается импульс, V его скорость). То есть пока действует сила - тело всегда будет двигаться с ускорением в направлении вектора действия силы. И опять же где тот рычаг? Тело должно иметь что то, точку, которой прикладывается сила. А получается - странное. Этой точкой становится само тело. То есть чтобы сила проявилась для тела - тело должно стать оборотной стороной источника этой силы. То есть рычаг и есть само по себе тело. Просто потому что больше вокруг ничего нет.

В реальной механике никогда не бывает изолированных тел. Всегда есть ряд одновременных воздействий. И в этом случае мы вынуждены добавить косинус угла, между направлением вектора действия силы и направлением вектора реального перемещения тела, вызванного действием этой силы. Чем больше угол между направлением движения тела и направлением приложенной силы, тем ближе угол a к 90град,, тем меньше величина косинуса, и тем ближе к нулю составляющая приложенной силы, вызывающая движение. Обращаю внимание на слова “и направлением вектора реального перемещения тела, вызванного действием этой силы” это важно. Не на угол с направлением движения до начала применения силы, а именно так как написано.

Как например движется маятник на нерастяжимой нити? Наука нам говорит: происходит постоянное преобразование потенциальной энергии в кинетическую и обратно. Это де нужно для того, чтобы суммарная энергия маятника сохранялась постоянной. Опустим то, что сам по себе термин “энергия” это всего лишь некоторая математическая величина,рассчитываемая по определенным формулам, заметим - разным для каждого "вида энергии".
Так вот маятник. Маятник ускоряется на одном участке своего движения и тормозится на другом участке той же самой силой, которая его ускоряла ранее. И на этапе ускорения, и на этапе торможения та самая энергия в локальной системе маятника только тратится. Ведь разгон и торможение это всего лишь знак перед величиной ускорения. Энергия же расходуется на любое изменение параметров движения. А как же закон сохранения энергии, спросите Вы ?
С ним все нормально. Он вполне себе работает. Просто не рамках локальной системы маятника, а в рамках иной системы - “маятник - гравитационное поле планеты”, что бы там термин гравитация не означал.

По поводу системы магнитов. Это иллюзия, что магниты связаны некой материальной пружиной, притягивающей или отталкивающей их. Нету ее. Каждый из них движется под действием комплекса сил рождающихся в теле самого магнита, в удаленный магнит служит всего лишь катализатором этого процесса и не затрачивает на это никакой энергии.
Знаю, что такая постановка вопроса как минимум дискуссионна, в рамках официальной физики. Но возможно стоит подумать о предложенной концепции - вдруг что то полезное получится

По большому счету, задача сводится к преобразованию статики в динамику.
Что движет ротором? - скатывание магнита в потенциальную яму...
Нужно как-то исхитриться и двигать горку за собой. Как это сделать?
Нужен осциллирующий процесс, сдвигающий фазу...
Вращения чего-то на роторе, полагаю, следует избегать

Vikt1 пишет: Увеличение числа магнитов с 2х до 3х повлияло не очень сильно. Они не очень по индукции отличаются?

в посте 57585
Переснял данные и добавил графики интенсивности МП.
Да магниты по индукции один от другого практически не отличаются - так работает эффект сложения одинаковых магнитов.
Негодник Вы все таки, вот прямо так провоцируется на снятие детальных карт поля

С уважением

Vikt1 пишет: просто разница как то уж в глаза бросается - добавили один магнит - существенно увеличился пинок, а вот добавление еще одного сказалось мало.

Так ведь так оно и есть. Приращение силы весьма нелинейно быстро убывает при увеличении количества одинаковых магнитов в стопке. Что и показывает заново снятый график напряженности МП.
1M - 2M = 100 ед (изменение 23%), 123% от величины 1М
2M - 3M = 80 ед (изменение 15%), 141% от величины 1М

С уважением.

Туда, обратно.
Приводим график изменения скорости при прохождения ротором с одной сборкой из 6ти 12х2 магнитов, одного магнита 10х10х10 на статоре в режиме притяжения и выталкивания с одинаковой заданной сторонней силой начальной скоростью. Измерения в секторе 90 град. 45 град до магнита и столько же после.






Видео процесса измерений

Как же нет "ложки" ложка есть и она взаимодействует с реальным объектом, который расположен неподвижно. но есть такой момент, всё зависит от конкретных целей, если требуется узнать скорость самого магнитного поля, то по идее можно провести простейший эксперимент, разместить два магнита друг на против друга один закрепить и отпустить один магнит на притяжение к неподвижному, снять всё это на скоростную камеру с секундомером и линейкой в кадре, и узнать точное время за которое один магнит подлетит к другому на определённом расстоянии, затем изменить условия и отпустить два магнита навстречу и сравнить с первым вариантом, и почему то я думаю что во втором случае всё пройдёт быстрее. может я и ошибаюсь конечно , надо проверять, но если так то значит второй вариант более реально покажет картину так как не будет взаимодействие того самого рычага, будет взаимопритяжение без сопротивления(кроме трения о поверхность стола конечно) А так то рычаг присутствует, ведь воздействуя на тело магнита мы перемещаем и поле, значит приложив к магниту рычаг мы можем передавать и стороннюю силу через поле магнита на другой магнит. Очень похоже в этом плане когда пытаешься сдавить воздух в шприце например, давишь на поршень, воздух начинает упираться давишь сильнее упирается сильнее, отпускаешь он возвращается и так же на растяжение, оттягиваешь поршень растягивая воздух и уже чуувствуешь что поршень тянет на себя а не толкает, противодействует воздействуя на силу которая его в это положение и загнала, но потом можно конечно отпустить и таким образом та сила(энерги) останется во "взведённом" состоянии. но это уже не в тему.

Ну сила хз. воот чего нам википедия говоит о силе
Си́ла — физическая векторная величина, являющаяся мерой воздействия на данное тело со стороны других тел или полей. Приложение силы обусловливает изменение скорости тела или появление деформаций и механических напряжений.
Насколько я понял у нас замер в скоростях, значит скоростью замеряем силу, ну и естественно при некой массе.

возможно каменюка летит в своём поле которое тоже где-то как-то закольцовано и имеет свои свойства не известные нам так как всётаки это далеко в космосе а там нам нихрена не известно. ну даже если так, то каменюку по идее можно остановить или изменить ему траекторию привязав его например к близлежащей большой планете или встречно движущемуся такому же астероиду,главное штырей поглубже навтыкать и связать хорошенько меж собой, и тогда они отдадут свою скорость друг другу и оба остановятся илиж е таким образом его этот астероид можно будет загнать на орбиту большой необитаемой планеты туда он свалится и отдаст свою энергию но давайте лучше спустимся на землю??

по идее если запускать ракеты на встречу астероиду и тормозить его таким образом, топросто ударяясь о астероид без взравов, нужны огромные скоростя ракет чтобы те своей массой и скоростью отдали энергию на торможение, но ведь это сколько надо таких ракет? а если ракета со взрывом, то там уже другая история, реактивная тяга и прочая хренотень, но если астероид очень большой, то остановить или изменить траекторию можно только привязав его тросами к большему объекту на своей орбите. а может вообще ничегоь не получится, так как мы мало чего об этом знаем ну и просто фантазируем, ещё раз предлагаю спуститься на землю


мы рассматриваем системы с опорой, мы находимся на земле, и в космос скорее всего не попадём, значит интересующие нас вопросы должны находится в пределах нижних слоёв атмосферы! а значит рычаг у нас присутствует всегда, вернее сказать точка опоры.


движение тела у нас привязано к точке опоры и так как движение круговое то имеем то что имеем от этого тогда и отталкиваемся ))


маятник на жёстком подвесе не тратит энергию при падении, он её получает и расходует например на трение, а в момент когда кинетическая энергия запасена (в виде массы и скорости), в определённой точке она начинает расходоваться на преодоление той встречной энергии которая ему эту энергию и предала изначально, но так как эта сила (энергия) которая придала ускорение массе имеет своё направление сверху-вниз, то естественно той энергии которая была придана массе этой скорсотью недостаточно, ну это как бы как на поверхности реки разместить мелкую сеть и кинуть выше по течению кусок пенопласта, которы приплыв к сети там зависнет и будет находится на сетке, но его можно будет пнуть так скажем некой силой которая его откинет от сетки вперёд на течение и он опять вернётся на сетку. ну это так скажем некая модель гравитации. наверное поехали далее ))


материально там или нет это не известно, но одно точно известно это ворпорс о сущиности бытия о том что такое вообще материя и как она получается. это поле взаимодействует с магнитным полем планеты это вот известно, и если у тебя работа с магнитными полями то по любому магнитное поле земли будет постоянно вносить свои изменеия в работу конструкции, и это надо всегда учитывать, возможно это даже поможет запрячь это поле для самостоятельного вращения. ну и не надо забывать о направлении этого поля относительно поверхности земли, ведь этот вектор поля не горизонтален земле