Соленоидный двигатель

Опубликован

Идея проекта

Полное название проекта
Соленоидный двигатель
Руководитель
Андрей Перков
Проект по идее
Соленоидный двигатель
Автор идеи
Андрей Перков
Заявлен
9 ноября 2016, 19:08
Категории проекта
  • Make
  • Механика
  • На конкурс «InnoMake» 2016
Ключевые слова проекта
  • альтернативная энергетика
  • соленоид
  • двигатель
  • катушки индуктивности
Площадка конкурса
ЦМИТ при Научном парке МГУ

Решаемая проблема / Замысел / Гипотеза

Задачей данного проекта было создание электрического двигателя редкого типа, принцип работы которого основан на втягивании проводящего стержня вовнутрь катушки с электрическим током вследствие явления электромагнитной индукции, а также проведение теоретических расчетов параметров двигателя: мощности, КПД и т.д.

Подход к решению проблемы / Технология реализации замысла / Способ проверки гипотезы

Для проектирования установки были использованы 3Д-технологии. Они позволяют создавать детали сложной формы, которые сложно сделать ручным инструментом. В качестве программы для 3Д-моделирования использовалась система автоматизированного проектирования SolidWorks, которая позволяет конструктору создавать объемные детали и компоновать сборки в виде трехмерных электронных моделей. В данной программе была спроектирована вся механическая часть установки. Трехмерное моделирование изделий дает массу преимуществ перед традиционным двумерным проектированием, например, исключение ошибок собираемости изделия еще на этапе проектирования. Так же при помощи данной программы был сделан блок технической документации на установку, т.е. сделаны поясняющие чертежи к каждому элементу двигателя. Составляющие получившейся модели были изготовлены двумя различными способами: при помощи станка лазерной резки и 3Д-принтера. Готовые детали были собраны в одно целое вручную.
В качестве основного элемента установки выступают катушки с намотанной на них проводящей проволокой. Внутрь соленоидов помещаются металлические поршни, которые закреплены на приводных колесах посредством шатунов. Шатуны расположены относительно друг друга в противофазах, т.е. когда первый поршень находится в крайнем верхнем положении, второй до конца опущен. Поочередно «включая» ток в катушках установка начинает вращение путем втягивания поршней вовнутрь. Управление прерываниями осуществляется при помощи программируемой платы Arduino. Т.к. через катушки нужно пропускать достаточно большой ток, было решено сделать 2 цепи питания: одна – управляющая, которая питает микроконтроллер и драйвер, а вторая – силовая, отвечающая за питание катушек. Две цепи питания разделены при помощи автомобильного электромагнитного реле, которое подключено к драйверу двигателя и выполняющего роль ключа.

Галерея проекта

План проекта

Лидер проекта
Андрей Перков
1

Проектировка механической части

Исполнитель:
Андрей Перков
Срок:
задача уже завершена
Статус:
выполнена

Описание и инструкции

Для достижения поставленной цели необходимо изучить программу для 3Д-моделирования. Придумать, спроектировать и перенести в 3д программу механическую часть макета соленоидного двигателя. В программе для 3Д-моделирования необходимо проверить данную конструкцию на работоспособность и исправить недочеты. Для воплощения идеи в жизнь необходимо научиться работать с ЧПУ лазерным станком и 3Д-принтером. Использую инструменты и станки собрать готовую модель двигателя.

Компетенции

  1. Овладение методами учебно-исследовательской и проектной деятельности, решения творческих задач, моделирования, конструирования и эстетического оформления изделий, обеспечения сохранности продуктов труда
  2. Овладение средствами и формами графического отображения объектов или процессов, правилами выполнения графической документации
  3. Формирование умений устанавливать взаимосвязь знаний по разным учебным предметам для решения прикладных учебных задач
  4. Сформированность навыков коммуникативной, учебно-исследовательской деятельности, критического мышления
  5. Сформированность навыков проектной деятельности, а также самостоятельного применения приобретённых знаний и способов действий при решении различных задач, используя знания одного или нескольких учебных предметов или предметных областей
  6. Способность постановки цели и формулирования гипотезы исследования, планирования работы, отбора и интерпретации необходимой информации, структурирования аргументации результатов исследования на основе собранных данных, презентации результатов

Рекомендованные ресурсы

  1. 3D принтер PrintBox3D One
  2. Класс по 3D-моделированию
  3. Лазерный гравер Raylogic (Qualitech) 11G 530
  4. Персональный компьютер
Приложенных файлов нет
2

Создать систему управления двигателем

Исполнитель:
Андрей Перков
Срок:
задача уже завершена
Статус:
выполнена

Описание и инструкции

Для выполнения поставленной задачи необходимо изучить основы схемотехники, а также изучить программу для проектировки печатных плат. Придумать схему, которая будет управлять катушками-соленоидами, спроектировать и собрать готовую печатную плату.

Компетенции

  1. Овладение методами учебно-исследовательской и проектной деятельности, решения творческих задач, моделирования, конструирования и эстетического оформления изделий, обеспечения сохранности продуктов труда
  2. Развитие инновационной творческой деятельности обучающихся в процессе решения прикладных учебных задач
  3. Активное использование знаний, полученных при изучении других учебных предметов, и сформированных универсальных учебных действий
  4. Совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности
  5. Способность к инновационной, аналитической, творческой, интеллектуальной деятельности
  6. Сформированность навыков проектной деятельности, а также самостоятельного применения приобретённых знаний и способов действий при решении различных задач, используя знания одного или нескольких учебных предметов или предметных областей
  7. Способность постановки цели и формулирования гипотезы исследования, планирования работы, отбора и интерпретации необходимой информации, структурирования аргументации результатов исследования на основе собранных данных, презентации результатов

Рекомендованные ресурсы

  1. Персональный компьютер
Приложенных файлов нет