Foros de SóloIngeniería

- 06 Jul 2012, 23:36 #305647

Hola a todos estoy necesitando un poco de ayuda.
En este momento estoy en medio de un pequeño proyecto personal, estoy intentando construir desde cero una especie de tabla de skate de 2 ruedas con un motor electrico. Pero para seleccionar el motor mas adecuado necesito saber cuales son las fuerzas actuando en la rueda tractora.!

la verdad es que no puedo lograr obtener un resultado consistente ya que enconte que la fuerza que se opone a la rodadura es igual al producto del peso por el coeficiente de rodadura (Crr).

--Fr= Crr*N

buscando en tablas encontre que Crr = 0.035 y como el peso total de la estructura, incluyendome, es de 70 Kg y descanza sobre 2 ruedas, N=35 Kg

entonces Fr=0.035*35kg = 1.225 Kg --> F=12 N

estime una velocidad maxima del skate de 20 Km/h = 5.56 m/s

Por lo cual la potencia de mi motor sera... P = F x V --> P= 67 W..!!!

es muy poca! (Creo) cuales son las fuerzas resistivas que no estoy teniendo en cuenta.?? debo incluir fuerzas de inercia.? ( F = m x a )

modelos pareceidos de 4 ruedas tienen motores de 600 u 800 W

Gracias

Seria algo asi:

Última edición por sowiche el 23 Jul 2012, 16:27, editado 1 vez en total

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- 07 Jul 2012, 00:33 #305655

Ay qué perdido estás...

Lee las instrucciones del foro y preséntate, por favor.

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¿Qué?

Contenido

Cacahué

- 17 Jul 2012, 22:07 #306283

Bueno, pues con las cuentas que has echado, te puedes mantener a 20 por hora en llano y en el vacío (prepárate un traje de astronauta ).

Fuerzas que se oponen a tu movimiento:

La resistencia de rodadura (que deberías recalcular). Tenemos ahí algo más de 134W para poder seguir rodando. Supongo que sea el doble, porque aunque tengas dos ruedas, y el peso se reparta entre las dos, tienes esa fuerza en cada rueda.
Supongo que no hayas tenido en cuenta la fricción en los rodamientos del patín, o pérdidas en la transmisión. Si quieres hilar fino, deberías.
La gravedad si vas cuesta arriba (m·g·velocidad vertical=m·g·velocidad·pendiente). Tú decides qué cuestas quieres subir.
La resistencia del aire (esta ya tiene más lío para calcularla, alguien habrá hecho los cálculos, busca en internet)

A éstas le tienes que añadir la fuerza que necesitas para echar a andar. Vamos, m·a.

Si quieres dejarte de líos, como sabes que los de cuatro ruedas llevan motores de 0.6-0.8 kW busca un motor en ese rango que te sirva y ya está. Por esto último te decía que andabas perdido.

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¿Qué?

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Cacahué

- 18 Jul 2012, 06:54 #306287

Ya había visto yo lo de las rampas....ya....

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- 18 Jul 2012, 17:56 #306331

Hola a todos,

Creo que no deberías complicarte tanto la vida, por supuesto que tienes que hacer el cálculo, pero márcate algún ejemplo que te sirva para saber si tus cuentas son coherentes...
Mira he estado indagando un poco y por ponerte un ejemplo el scooter eléctrico de Monty, en concreto el E70RR lleva un motor de 250W, anda a unos 20Kmh, pero efectivamente pesa más que tu patinete, aqui tienes la ficha técnica:

-Motor eléctrico: “Brushless” 250W.
-Batería: Plomo. 48V-12Ah.
-Velocidad máxima: 25Km/h.
-Tiempo de carga: 7-9h.
-Autonomía: 60Km.
-Cargador: AC 220V / 50-60Hz.
-Carga máxima: 95Kg.
-Ruedas: 16”x2.4
-Frenos: Tambor.
-Velocímetro analógico: Velocidad / Carga.
-Guantera delantera, hueco bajo el asiento.
-Caballete lateral de seguridad: desconexión automática en caso de olvido.
-Peso: 66.320 Kg.

Sobre el tema de las rampas eso ya es otro asunto, no sólo de potencia se vive, es necesario también conocer el par y la transmisión que vas a emplear...otra cosa, desde mi punto de vista es importantísimo que te fijes una autonomía para el cálculo de baterías, ojo porque pesan un hue....

Saludos

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"No es posible resolver los problemas de hoy con las soluciones de ayer" R.Van Oech

- 18 Jul 2012, 18:54 #306334

Novedades. tome de nuevo los apuntes y calcule:

-fuerza de resistencia a la rodadura: Frr=10.04 ---> Prr=55.8 [W] por rueda.
-fuerza de resistencia aerodinamica: Fra=2.36 ---> Pra=13.15 [W]

-fuerzas de inercia: (tomando a=5.56/7, a=0.8) Fi=57.6 ---> Pi=320 [W]

Por lo tanto: Ptot=(2*Prr)+Pra+Pi ----> Ptot=455 [W]

que me parece un valor mas aceptable no.?

Deberia tener en cuenta tambien el rozamiento de los bolilleros, y la inercia de rotacion de las ruedas.
Podria ser entonces posible colocar uno de 600W ya que tengo peridad en la transmicion y en el rendimiento del motor.

Gracias por responder.!

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- 18 Jul 2012, 18:57 #306335

Madre mia....te estás volviendo a ir colega, 600W con baterías??? pero tu sabes lo que es eso?? al final me parece que más que un patinete vas a montar un aeropatín como el de regreso al futuro....bueno bueno, dándose toñas también se aprende...

Salud!

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"No es posible resolver los problemas de hoy con las soluciones de ayer" R.Van Oech

- 18 Jul 2012, 19:24 #306337

Madre mia....te estás volviendo a ir colega, 600W con baterías??? pero tu sabes lo que es eso?? al final me parece que más que un patinete vas a montar un aeropatín como el de regreso al futuro....bueno bueno, dándose toñas también se aprende...

Salud!

jaja, pasa que como dije antes encontre en el mercado otros modelos de 4 ruedas que tiene potencias de 600 u 800W, por eso no me parecia tan loco una potencia de 500w. De todos modos el asunto de la potencia ya esta mas o menos solucionado. lo que quedaria por ver es lo de la autonomia

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- 18 Jul 2012, 19:29 #306338

Bueno, pues con las cuentas que has echado, te puedes mantener a 20 por hora en llano y en el vacío (prepárate un traje de astronauta ).

Fuerzas que se oponen a tu movimiento:

La resistencia de rodadura (que deberías recalcular). Tenemos ahí algo más de 134W para poder seguir rodando. Supongo que sea el doble, porque aunque tengas dos ruedas, y el peso se reparta entre las dos, tienes esa fuerza en cada rueda.
Supongo que no hayas tenido en cuenta la fricción en los rodamientos del patín, o pérdidas en la transmisión. Si quieres hilar fino, deberías.
La gravedad si vas cuesta arriba (m·g·velocidad vertical=m·g·velocidad·pendiente). Tú decides qué cuestas quieres subir.
La resistencia del aire (esta ya tiene más lío para calcularla, alguien habrá hecho los cálculos, busca en internet)

A éstas le tienes que añadir la fuerza que necesitas para echar a andar. Vamos, m·a.

Si quieres dejarte de líos, como sabes que los de cuatro ruedas llevan motores de 0.6-0.8 kW busca un motor en ese rango que te sirva y ya está. Por esto último te decía que andabas perdido.

Gracias, se me paso por alto lo de las 2 ruedas.. que erro.!
seguramente optare por uno de 400 o 500W

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- 21 Jul 2012, 17:09 #306547

Pues siento deciros que el cálculo está mal planteado.

¿Por qué narices habláis todo el tiempo de potencias? La potencia está muy bien cuando estamos calculando la resistencia frente al aire o cuando estamos subiendo una cuesta, pero no cuando aceleramos.

Hay que hablar de par (o torque), que en ese caso es mucho más importante. Y es mucho más importante porque los motores tienen algo que se denomina curva de par. ¿Acaso los motores eléctricos dan el mismo par cuando arrancan que cuando están en su nominal, sobre todo los de continua? ¿Acaso mantienen la potencia constante?

Es curioso que siendo la aceleración lo que más recursos consume, sea lo que se calcula siempre mal.

Con respecto al consumo del motor de 600 W con respecto al de 500 W,... El consumo real del motor no viene dado en realidad por la potencia del mismo (que influye, pero no tanto), sino de lo cerca del nominal que nos movamos y del rendimiento del motor en dicho punto, cosa que no depende en realidad tanto del tamaño del motor.

Bien, gracias. Entonces lo que entiendo por lo que dices es que, necesito unos 140W para mantenerme en movimiento, y en el momento de la aceleracion debo tener en cuenta el torque que me entrega en el arranque el motor. Si es asi entonces:
tengo una fuerza resistente en cada rueda de 56 [N] que debo vencer para la aceleracion o debo hacer F= M·a? y con eso calcular el torque necesario?

Donde "M" es la masa total y "a" es la aceleracion.

Igualmente, lo que tengo pensado es darme yo el impulso necesario para arrancar, para evitarme la compra de un motor con mucha potencia y el consumo de las baterias.

Gracias

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- 23 Jul 2012, 08:47 #306595

Bien, gracias. Entonces lo que entiendo por lo que dices es que, necesito unos 140W para mantenerme en movimiento, y en el momento de la aceleracion debo tener en cuenta el torque que me entrega en el arranque el motor. Si es asi entonces:
tengo una fuerza resistente en cada rueda de 56 [N] que debo vencer para la aceleracion o debo hacer F= M·a? y con eso calcular el torque necesario?

Donde "M" es la masa total y "a" es la aceleracion.

Lo correcto es calcular la potencia que necesitas en el arranque y encontrar un motor adecuado pensando principalmente en que no todo el tiempo estarás acelerando ni todo el tiempo el motor dará el mismo par. Un motor de corriente continua tiene una recta en lugar de una curva de par. El punto de potencia máxima es cuando el motor está parado y en el de velocidad en vacío el par que tiene es nulo. Tu aceleración no será constante, sino que dependerá de dicha recta, acelerando más cuando el motor va despacio y menos cuando el motor va rápido. Calcula la potencia que necesitas en el motor cuando vas a velocidad nominal (considera todos los demás factores incluida la pendiente que creas que debe superar) y con eso tendrás una potencia nominal. Mayórala bastante (multiplica el resultado, por ejemplo, por 2). Selecciona un motor con los datos previstos como nominales.

Ahora vete a las características del motor. Mira a ver cuánto da el motor a rotor bloqueado (par máximo o de arranque) y mira el par que te va a dar en el caso de la nominal. Haz un poco de trampa y usa como par el siguiente: Par a utilizar = (2/3 (Tmáx. - Tnominal))+Tnominal, con lo que tus resultados serán bastante parecidos a los que buscas. Calcula la aceleración que tendrías con dicho par. Si es suficiente, no te líes más y escoge ese motor. Si no lo es, busca un motor de mayor potencia y realiza de nuevo el cálculo.

Igualmente, lo que tengo pensado es darme yo el impulso necesario para arrancar, para evitarme la compra de un motor con mucha potencia y el consumo de las baterias.

Gracias

Aunque esa opción no la recomendaría nunca, pues los motores no lo pasan precisamente bien cuando se les hace esas cosas, eso te permitiría tener un motor mucho más pequeño, desde luego. Si tienes alguna electrónica de control, deberás protegerla, pues el motor pasará a funcionar como generador y eso puede que no le venga nada bien.

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"Arte sin ingeniería es soñar, ingeniería sin arte es calcular"
"Yo te lo explico, porque no me cuesta nada y además es mi obligación" Reivindicador Dixit
"Esto es teóricamente posible pero prácticamente improbable" Mecagüenlá dixit
"En teoría no hay diferencia entre teoría y práctica. En la práctica, sí"

- 23 Jul 2012, 16:24 #306620

JCas muchas gracias por tu respuesta me es de gran utilidad.! lo que tengo pensado es poner un motor chico de imanes permanentes. la idea es, como dije antes, de evitar de comprar un motor grande dandome yo el impulso necesario para salir.
De esta manera tengo un motor mas economico, mas liviano y mas autonomia. Me gustaria tambien poder usar al motor como generador para cargar las baterias cuando tome alguna pendiente.

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- 23 Jul 2012, 18:42 #306630

JCas muchas gracias por tu respuesta me es de gran utilidad.! lo que tengo pensado es poner un motor chico de imanes permanentes. la idea es, como dije antes, de evitar de comprar un motor grande dandome yo el impulso necesario para salir.
De esta manera tengo un motor mas economico, mas liviano y mas autonomia. Me gustaria tambien poder usar al motor como generador para cargar las baterias cuando tome alguna pendiente.

Eso último no es tan sencillo como parece.

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- 06 Ago 2012, 16:54 #307222

Siguiendo sus consejos pense coloar un motor de cc a imanes permanentes de 24v, con un torque de arranque y nominal que se adapta a mis requerimientos, pero a la hora de consultar por su precio, me di cuenta que por el momento no estaba a mi alcance, asi que se me ocurrio optar por algun otro motor de corriente alterna, ya que de esta manera podria utilizar motores domesticos de un precio inferior.
Se me ocurrio utilizar el de un alternador de automovil, pero el problema es que no consigo encontrar algun grafico de sus curvas caracteristicas, RPM, corriente y par.. si alguien conoce alguna pagina donde pueda encontrar estos graficos se lo voy a agradecer..

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