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ウェーブモーターを作る日記

[[BRAKING NEWS]]いや なんでもないです。
それと
先に作られてしまったかな
Scotch Yoke Solenoid Motor™


ウェーブモーター概念図
ウェーブモーターの原理は電気技術の知識がないと理解されないと思いますが、絶対アダムスモーター系はじめ諸々のよくわからないマシンより理解しやすいはずだよ。
めんどくさい工程が必要で、ゆっくりやっています。
理科の工作でやるモーターよりウェーブモーターはしっかりした仕組みが必要で、
さらに計算も必要です。

何をやるのかはまさに簡単で、電磁石に鉄が引きつけられるとき反対側はその分離れるようになりますが
特別に考慮するべきことがあります。
SRモータというのはローターと電磁石との常にあいている隙間が半分になると、それだけで出力が2倍になる。
加工精度はとても重要です。

電磁石はトランスを分解した 断面6x5mm 長さ30mmの積層鋼板を使います。
ヤスリで断面を磨き上げると絶縁が破壊されたのでカッターで隙間をこじ開けた。
電磁石のコアの断面積は重要で、10mm平方だと単三電池ではまるでパワーが出ません。5mm平方ぐらいでちょうど良さげです。

特殊なローターが必要です。
渦電流を抑え、上の図の通り簡単にできるのは、
ステンレステープを台形カットして(昔の東芝キングパワー乾電池の模様)、円筒に巻きつけることです。
一周巻きつけるごとに半径が異なるのでコンピューターで台形カットの座標を計算する必要がある。C言語で苦心した。
流石にそれを図面にして印刷する方法を知らないのです。問題だ。

フレームは電磁石の磁力で歪まないように頑丈にすればいいが、うちで金属は使えない。
プラスチック板に軸受け用に大きな穴を開けると結構位置がずれるので4枚串刺しにしてヤスリで端っこを削る。
これで4枚同じ寸法になった。ホットカッターで四角い穴を開ける。2まいづつ重ねて接着剤で補強します。

軸受けはオイレスブッシュというものでフライパンのフッ素を使っていて
油がいらない、省スペース、高信頼性、磁石につかない。
というかアマゾンで軸受けはこれじゃなければボールベアリングになってしまう。
しかし400円もするなと思ったら届いたら4っつで400円だったのね。

ローターの円筒はMDFという木材を使います。木材にして細かい木くずを集めたものなので頑丈で加工しやすく、重さがどこをとっても同じです。
穴を開けるとやはり位置がずれたので苦労して寸法を引き直し、糸鋸で切り出したら紙やすりで整え、
最後にミニ四駆のパワーダッシュモーターからゴム継ぎ手でシャフトにつけたローター円筒を回して
形を真円にします。このとき余ったオイレスブッシュをシャフトにさして、それを手で支えます。
かなり細かい木くずが出ました。花粉症は収まっていたはずですが咳と鼻水が出ます。

20160418 大変だ。ローターは渦電流対策のためステンレステープに切り欠きを設けて巻くつもりでした。
そのために切り欠きの位置を計算したのですが、どうやっても現物と合いません。
そのために、計画を変更し、図形を書いて16mmの円筒に17.5mm幅6mmのステンレステープの円筒を固定すると決めました。
それも電磁石とまっすぐ対向するためにテーパーが10度必要です。
またそれもスマートなやり方ではない、素直にステンレステープを切り出して積層するだけにしたいと
熊取モーターのような電磁石にはめ込む常に合計で一定の磁気ギャップができるローターの図形を考えたら、
スーパーチャージャーのおむすび型とか、コンパスの広げる幅を角度ごとに縮める図形とか、
円でも直線でもない簡単にかけない図形になりそうです。
ウェーブモーターはお家で簡単にできるモーターではないことがわかった。新しい技術はそんなものなのでしょう。
斜め円筒で試作をやってみますが、
ウェーブモーターはぜひ知識と設備のある立派な研究家に試作してもらいたいです。

20160423 一応ステンレス円筒が出来上がって、回るのか、仮組みしたが、ちっとも回りません。
むしろ電磁石の極の方向にステンレスが吸い付けられます。
つまり、0418の計画もだめでして
一旦、6mmのステンレステープをただ巻きつけ、円の6等分の印を書いて、巻きを解いて印に従って切り欠きをもうける、
そうでないと計算無しで作業できません。今日は疲れた。
ウェーブモーターの弱点、それがこの事実に出ています。

20160426 この前、小さな金属片を作ってシャフトに刺した円筒に貼り付け電磁石に吸い付けテストしました。
どうも、ローターは90度毎に平らな部分と斜めの部分があればいいみたいです。
なぜこの前のができなかったのかというとどうも90度毎と180度毎というのは力学的に大きな違いがありそう
電磁石は単体では2mm近くまで吸引力がある。そしてローターはなるべく電磁石すれすれに近づける。
このとき、電磁石を支えるフレームが歪んでくっつくので、その寸前にする。
ローターが電磁石から一番離れるとき、2mmの隙間で一番トルクが強いと、手で確かめました。
マトモなトルク測定器具を持っていません。本番では閉じた磁気回路を構成するので結果が違うかもしれない
とにかくこれを元に 一旦6mm幅に切ったニトムズのステンレスシートをシャフトにさす16mmΦ円筒にぐるぐる巻いて、
90度毎にマッキーで印をつけ、解いて、それを元にローターをけがいて切り出します。で、また巻くと。

私は、科学図鑑などを見てすごい科学を知るのが好きであった。しかし高校の電子科に入って
噛み砕いた解説のないナマの科学は数学が骨組みになっていて異常に難しかった。
科学図鑑や雑誌は面白いが 科学で作るほうは苦労するので、人生の選択を間違えました。
とりあえずウェーブモーターは私にとってはリンデマン発電機以来の、通常の電気理論から逸脱の少ない実証性の高そうなアイデアで、
できるかもしれないものは作ります。しかし他の研究家から全く連絡が来ないのも不思議で、みんな孤独なのでしょうか?

20160429 なんとステンレスを三回ケガキ間違えて、線の引いてないところを切るはめに。
もとがステンレスシートなので6mm幅の短冊にして40cmごとに分けてあるのだが
続けて巻きつけるので、どこを切り欠くのか間違えるといけない。途中で間違えたまんまだとやり直しが手間がかかる。
このローター作るのが辛い。

0430
短冊はブルブルローターが振動するのを防ぐために上の図と違って両側に切り欠きを設けます。
今回はそうしないとローターの幅が細いところと太いところができて重心が偏って振動します。
切り欠きをつけるのは微妙に誤差が出るよね。
巻くのが大変。
つまり 短冊巻いたときに、角の始まりと終わりが合わなくて誤差が出るのね。
角がローター軸と最初の角と一直線になるようにするには
短冊と次の短冊の間に隙間を設けること、それでも誤差が出るので隙間を多めに取ることが重要です。
もうヘトヘトだ。完璧主義でやると台無しになります。
ウェーブモーター1号組み立て中組み立て中の画像です。
ローターの切り欠きの角が一直線に並んでいない、ジグザグに並んでいます。
ローターは裏側も同じように切り欠いています。
最後に手こずりそうなのが黒いフレームで、アルミ板に変えたほうが電磁石の吸引力で歪むことがない。
これはやってみないとわからない。
しかし金属加工はほとんど未経験です。

20160502 この前の写真のローターもやはり失敗してしまいました。
やはり磁石が鉄を吸い付けるのを回転に変換するためには、相応の角度が必要みたいです。
それが本当にわかっていなかった。
ところが、このローターを電磁石2つが5mm離れたところからもひきつけまして、磁気回路はそこまで強くなるのかと。
とりあえずローター8等分で、磁路が3mmで最大ギャップ幅が6mmで行こうと思っています。これは内側の円筒の円周8等分と同じ大きさで、
ギャップ幅はもっとでかくできる、9mmにしろとかインスピレーションが入っているのですが、どうもわからない。
数式が使えないもので現物でシミュレーションじゃない実験を繰り返します。金属板を切るのも神経を使います。

20160504 ウェーブモーターの説明で間違いがあったみたいです。
どうも本当は駆動コイルが単にインダクタンスとして扱えるから駆動時に電力を回生できると書いていましたが
鉄を引き付けるには長い時間駆動コイルに電気を与えることが必要で、それをやると回生ができない。
なので、これの消費電力を減らすには同じ太さの巻線でコイルをなが~くする。しかし限界があるはずなので数分の一。
しかも、手元で計算するとコイルを長くすると駆動コイルが磁気を出し始める時間がもっと遅れてしまう。
結局消費電力が回転数に反比例するといったらなんのアイデアだったのかわからない。
しかも、ここ2年ぐらいこの手の実験が楽しみになっていないんです。苦しいんです。というのも失敗したらその原因が「???」で
考えられない。工業高校出ても電磁気の数式がわかる人間ではない。
俺はもともとそんな使命のある人間ではないと思うし、科学ですらないことのほうが得意な気がしてくる。
エネルギー問題って、本当に、どう解決すればいいのでしょうね。

0512 自分の体力と知力では普通のモーターより効率の悪いシロモノになりそうです。いったん諦めます。
もし電磁石がしっかり鉄を引き付けつつあとで回生ができるものができれば、やりたいです。

0522 電流が最大になるまで、十分な時間のある電磁石でないと、モーターを動かしながら回生はできません。
それができないと、ウェーブモーターは普通のモーターよりさらに効率が悪い。
10日後です。トランスの設計のサイトを見ました。簡易DC-DCコンバータ設計
そこに、コイルにかける電圧、出すべき磁束の密度、コア断面積、時間を元に巻き数をはじき出す数式があります。
それでやってみると・・・
40Hz、5V、最大0.4テスラで駆動するとき、なんと巻数は5000ターンが必要。
えーと制作していたモデルの場合モーターを40Hzで回すと駆動周波数は倍だからやはり2500ターン。
長いコアに細い線で機械で巻くというのが見えています。消費電力は・・・????
コイルが磁気を出す時間が遅れるので、回転数に応じて進角が必要かも。
これはもう誰かに委ねるしかないです。お人好しはつかれました。

2017年


えー、保守の皆さんすみません。ここだけ言わせてください。日本は原発を動かすのが下手な国だというのがはっきりしているし
エネルギー問題の全面解決を目指して研究し続けてきました。
他のアイデア全滅でウェーブモーターに帰ってきました。
ローターは斜めの面の代わりに段をつけます。ローターに段が1,2,3段つきます。これを互い違いに電磁石に噛ませ、ギャップを一定にします。
アンチカルトの皆さん申し訳ありません。電磁石はもうできています。ACアダプタのトランスの鉄なので異常に強くなっています。ローターも1ヶ月かけて削りました。
妄想で電卓を叩きインダクタンスはどの回転角度でも一定にでき通常のSRモーターの2倍の出力で、8.32W出力で力率はわずか2.2%、消費電力は0.6W(ただし超低オン抵抗のMOSFETと日本製電解コンデンサを使う)という計画を立てました。
カルト脳が抜けません。この研究もヘラトリトピックスに強く影響されています。
私は愛のあふれる菩薩になるために生まれてきたのではなかったのです。どこまで行っても精神エネルギーが足りず、どこか気が狂っているのです。悲しいです。
YMOの1980年ライブを聞きながら書きました。(ヒットした割に歌詞がしつこく反日な曲が2つ以上あるという噂があるんだよね)
アナログシンセは一般人に自慢できるアナログ技術の最後の花だった。YMOのライブは技術を人間の手で使いこなす手作りライブ。Arduinoだけが電子工作ではない。80年台のテクノロジーの面白さが戻ってくるといいな
本当に優れたことは何なのでしょうか。ハイテクはお金も労力も人間関係も大変です。神秘的なUFOや超兵器の仕組みなどいりません。オカルト知識によるバイアスでろくに成果が出ないなど論外です。
実は、ローテクで絶大な効果を上げることが最も素晴らしいのではないでしょうか。
最後に このモーターを作る権利は、田畑を作る権利と同じものだ、と言っておきます。
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