Супермаховик.

[proton]

Но тормозная система должна остановить вел со скорости 41км/ч. секунды за... 3-5(???).
Двигатель какой массы нужен чтобы раскрутить 25кг до 2,5тыс. за 5сек??

Масса нужного движка берется из справочника. Спросим об этом профессионалов. Итак, нам нужно остановить ТС массой 200 кг (с водилой) со скорости 11 м/сек. Это "чудовище" обладает в момент начала торможения энергией 12100 Дж. Нужно всю ее забрать за 5 сек (прям "по-молодежному"). Формула энергии Дж=Вт*сек., т.е. Количество Вт=Дж/сек или 12100/5=2420 Вт или, по-русски, менее 2,5 кВт.
Спросим у спеца: тов. Progger, сколько может весит движок на 2,5 кВт?

[proton]

есть ощущение, что надо выбирать или АКБ, или механический накопитель (который, впрочем, можно раскручивать от розетки), потому как навесное у электровела само по себе уже весит. Отсюда опять-таки истекает то, что маховик создается для более масштабных вещей.

Зачем дилеммы ставить? На движущихся объектах можно обе технологии применять. АКБ не приспособлены для накопления рекуперированной энергии, причем в малые времена и с большой мощностью. А для маховичного накопителя это родной режим. Но АКБ могут долго тянуть на небольшой мощности. Так что их выгоднее соединить будет.
Насчет "жажлы масштабности" у маховиков - полностью согласен. Они - своего рода пушки: крупнокалиберные и при том скорострельные, среди "мелкашек" химических аккумуляторов.

[SMILE1]

Спойлер

Спросим у спеца: тов. Progger, сколько может весит движок на 2,5 кВт?

И пока специалисты думают предположим что вес такого движка 10+.
Итого имеем вес системы рекуперации для велосипеда от 35кг.Т.е. вес электровелосипеда практически удваивается.
А учитывая что с установкой маховичного рекуператора возросла на 15-20% масса всей системы вел+водитель, то и рекуператор нужен с запасом на этот % т.е. уже 50-55кг. А ведь еще не считали вес вакуумного кожуха и систем привода....
Теперь предположим что у нас есть выбор поставить себе на вел маховик или добавить на тот же вес батареек....
И вот вопрос: вы бы сами что выбрали??

[av404]

Вменяемые, остановитесь уже...
Продолжается обсчет толщины пенопласта для мартеновского котла, чтоб температура падала не более 10 С/час. Не отвечайте на ихнии расчеты. Ну бред же это. Они попали в ловушку болтологии и вас затягивают. Супермаховика на подвижном транспорте в ближайшее время не предвидится ни в каких вариациях. За 50 лет болтовни Гулиа законы природы не изменились и, очень надеюсь, не изменятся. Иначе вселеная перевернется - а это слишком круто...

У нас сайт о транспорте и электро- к тому же. Забудьте Гулиа и его супермаховики. Найдите силы глянуть свыше и узреть бред всех его построений. В природе сплошняком присутствуют маховики - вращение вселенной, планет вокруг Солнца, вращение Земли и Луны. и т.п. Если поверить Гулиа - все это давно должно остановится. Да пошел он в ж...

Ну я уже в осадке... На воде сидело три воробья. Прилетело и село еще два. Сколько воробьев сидит на воде? Не нужен мне математический аппарат 3+2=5. Они все утонули... =0

Ну как же Вы не просечете суть всех этих Гулиа расчетов...???

[proton]

Итого имеем вес системы рекуперации для велосипеда от 35кг.

Предлагаю обстоятельно, не спеша, сперва понять, что же мы имеем.
Итак, исходные условия для расчета нашей системы накопления энергии рекуперации скутера выглядит на данный момент таким образом:
Вес ТС с пассажиром составляет 200 кг. Скорость для расчета энергии торможения 11 м/с. Энергия ТС - 1,21 кДж.
Потери в процессе торможения с 11 м/с до 0 м/с составят (допустим) 10% от общей. Источники потерь - подшипники, воздушное трение, электромоторы и др. Итого, нам нужно будет сохранить в маховике 10890 Дж.
Т.е., обращаю особое внимание, энергия ТС на максимуме линейной скорости 12,1 кДж, а в это время энергия вращения маховика = 0. Т.е. он - не вращается, а без единого оборота линейно едет вместе с ТС, - ему ведь нужно через некоторое время принять в себя эту энергию.
Цикл движения скутера - в городских условиях. Т.е. он должен разгоняться маховиком до скорости близкой к 11 м/с, ехать на этой скорости линейно некоторое время, а затем тормозить (не экстренно, а планово, как трамвай перед остановкой). Стоять некоторое время, например, на светофоре, когда маховик движется себе спокойно в режиме выбега, и через некоторое время этот цикл повторяется.
Принимаем, что будем крутить маховик на уровне стандартных скоростей стандартных движков (имеющих номинал от 1500 до 3000 об/мин). Задача: рассчитать конфигурацию системы накопления рекуперированной энергии в моменты торможения скутера на основе маховика.

[proton]

Супермаховика на подвижном транспорте в ближайшее время не предвидится ни в каких вариациях.

Подожди, не кипяти металл.
Мы же на бумаге делаем предварительный расчет, хотим понять приемлемость потенциально получаемых результатов. А ты говоришь - не делайте ваши расчеты, не хочу даже видеть, какие это будут результаты, приемлемые или неприемлемые. Пусть предмет рассмотрения останется неразобранным и непонятым. А мы так же не можем, мы существа разумные и стремимся к познанию неизведанного. На уровне одних гипотез не останавливаемся а проверяем их в эксперименте, пусть даже и мысленном.
Лучше добавь в обсуждение мартеновского жару, но позитивного.

[av404]

Лучше добавь в обсуждение мартеновского жару

Пипец!!! Умываю руки... Продолжайте обсуждать хуйн.ю, которой не может быть в принципе.

[nikvic]

Принимаем, что будем крутить маховик на уровне стандартных скоростей стандартных движков (имеющих номинал от 1500 до 3000 об/мин).

В сотый раз. Главный параметр энергоёмкости маховика не обороты, а характерная линейная скорость. Её квадрат ограничивается дробью прочность/плотность.

Для плохонькой стали (100кГ/мм2) имеем около 350м/с. На оборотах 3000 об/мин диаметр  более метра.

[SMILE1]

Предлагаю обстоятельно, не спеша, сперва понять, что же мы имеем.

Спойлер

Итак, исходные условия для расчета нашей системы накопления энергии рекуперации скутера выглядит на данный момент таким образом:
Вес ТС с пассажиром составляет 200 кг. Скорость для расчета энергии торможения 11 м/с. Энергия ТС - 1,21 кДж.
Потери в процессе торможения с 11 м/с до 0 м/с составят (допустим) 10% от общей. Источники потерь - подшипники, воздушное трение, электромоторы и др. Итого, нам нужно будет сохранить в маховике 10890 Дж.
Т.е., обращаю особое внимание, энергия ТС на максимуме линейной скорости 12,1 кДж, а в это время энергия вращения маховика = 0. Т.е. он - не вращается, а без единого оборота линейно едет вместе с ТС, - ему ведь нужно через некоторое время принять в себя эту энергию.
Цикл движения скутера - в городских условиях. Т.е. он должен разгоняться маховиком до скорости близкой к 11 м/с, ехать на этой скорости линейно некоторое время, а затем тормозить (не экстренно, а планово, как трамвай перед остановкой). Стоять некоторое время, например, на светофоре, когда маховик движется себе спокойно в режиме выбега, и через некоторое время этот цикл повторяется.
Принимаем, что будем крутить маховик на уровне стандартных скоростей стандартных движков (имеющих номинал от 1500 до 3000 об/мин).

Задача: рассчитать конфигурацию системы накопления рекуперированной энергии в моменты торможения скутера на основе маховика.

Ок, рассчитайте.
Единственное, массу имеет смысл сразу изменить в условиях на более реалистичную. Берите уже сразу 300кг. чтоб потом не пересчитывать на добавившийся вес рекуператора.

[proton]

Т.е. вес электровелосипеда практически удваивается.

Теперь давайте считать нашу систему рекуперации.
Ищем нужную мощность мотора для нашего ТС-маховика
Нам даны - Энергия запасания 10890 Дж. Скорость торможения 20 сек (тормозим планово, наподобие трамвая). Мощность мотора в таких случаях понадобится Р=E/t=550 Вт.
Ищем массу маховика
E=J*w*w/2.    J=m*r*r/2=1 (задаем это значение сами, исходя из опытного понимания размеров момента инерции маховиков такого масштаба).
R=0,02 м; J=1 кг*м2; W=148 рад/сек или = 1409 об/мин.
В таком случае, масса маховика нужна будет в размере m=J*2/(r*r)=2/0,04=50 (кг).
Но 1409 об/мин – это вообще игрушечные скорости. Мы выбираем стандартные электромашины, у которых стандартные скорости вращения от 1500 до 3000 об/мин. Давайте возьмем 3000 об/мин. Наш стальной маховик при таких скоростях (окружных и линейных на самом краю маховика) рассчитан на скорости до разрыва в 9000 и более об/мин. Т.е. у нас запас – троекратный по прочности.
Итак, ищем массу нашего маховика при условии, что мы применяем электромашину с номинальной скоростью 3000 об/мин.
J=2*E/(w*w)=0,221кг*м2  ;  при этом J=m*r*r/2. Оставляем радиус маховика тем же самым – 20 см. Тогда m=J*2/(r*r)=0,22*2/0,04=11 кг.
Итак, наш страшный маховик будет весить 11 кг.
Мотор, допустим, это будет асинхронник на 0,5 кВт, будет весить 8,5 кг (меньше, я по этой ссылке нашел первый попавшийся на 0,75 кВт http://kontmotor.ru/product_info.php?products_id=1804 ).

[SMILE1]

))
Ок.
Пусть эффективная часть 11+8,5= ~20кг.
Что с конструкционной частью?? Кожух нужен?? Воздух откачивать будем??
.
.
.
.
.






(на сообщение снизу)
av404, ну у меня законный выходной. Хочу маховики кручу, хочу водку пью.
Имею право, разве не??

[av404]

Ау, люди... Вы разумны? Или сильно относительно???

[proton]

Единственное, массу имеет смысл сразу изменить в условиях на более реалистичную. Берите уже сразу 300кг. чтоб потом не пересчитывать на добавившийся вес рекуператора.

Итак, сводим в одну табличку данные нашего скутера, оснащенного маховичным накопителем для рекуперированной энергии.

Параметр   Значение    Прим. Вес скутера, кг   200    Макс. Скорость , м/с   11   Начало торможения с 41 км/ч Длительность торможения до останова, сек   20    Энергия запасаемая, Дж   10890    Скорость вращения маховика при движении ТС, об/мин   0    Скорость вращения маховика после торможения, об/мин   3000   максимальная Масса маховика, кг   11    Мощность мотор-генератора, Вт   550    Масса электромашины асинхронной, кг   Менее 8,5   Это значение взято для э/д на 750 Вт Масса инвертора, кг   ??    Время разгона скутера с останова энергией маховика, сек   <20   До скорости <11 м/с Экономия суммарной энергии приведения в движение ТС, %   30-40   В режиме городского движения

[proton]

))
Ок.
Пусть эффективная часть 11+8,5= ~20кг.

Да, вроде по расчетам примерно такая масса выходит. Инвертор может добавить немного, но мотор уменьшится: а. за счет того, что мотор можно применять меньшей номинальной мощности, чем нам нужно в пике потребления, и б. это мы взяли данные для мотора 750 Вт, а нам нужен 550 Вт.

[proton]

Что с конструкционной частью?? Кожух нужен?? Воздух откачивать будем??

Воздух откачивать не нужно. Зачем? Энергию маховик должен хранить только во время стоянки на светофоре. А это примерно 1 минута. За 1 минуту на трение об воздух и в подшипнике (остальные виды потерь будут совсем малые) маховик  потеряет не более 1-2 % от запасенной энергии. Следовательно, зачем же с герметичным кожухом и вакуумной системой огород городить?
Кожух нужен для защиты от дурака, т.е. чтобы водитель ТС к маховику не смог палец просунуть во время торможений-разгонов и стоянки на светофоре. В остальное время маховик не вращается, и водитель для него не опасен.

[SMILE1]

Кожух нужен...

Ну и наверное чтоб держать маховик, мотор и как-то их крепить к раме,не??
Сколько положим веса на такой корпус??

[proton]

Кожух нужен...

Ну и наверное чтоб держать маховик, мотор и как-то их крепить к раме,не??
Сколько положим веса на такой корпус??

Да.
Маховик я уже с валом считал. К этому плюсуем еще два подшипника, гнёзда для них, виброопору (толстый кусок резины в основание вертикальноосевого маховика), корпус маховика (ранее названный "кожух"), метизы, провода от мотор-колеса к инвертору мотор-генератора маховика. Плюс нужно, по-любому, куда-то примостить резистор, на который можно было бы экстренно "слить" запасенные в маховике 10890 Дж (0,003 кВт*час). Кнопочка включения накопительной системы уже будет в инверторе.
Вот, собственно, и весь конструктив. По беглой оценке это дополнительно потянет еще не более 3,5-4 кг.

[SMILE1]

Маховик я уже с валом считал

Сфигали?? Я видел расчет момента инерции для диска. Где там вал??

Вот, собственно, и весь конструктив. По беглой оценке это дополнительно потянет еще не более 3,5-4 кг.

Ок. (хоть и скромненькая защита от 20кг вращающегося металла, но ладно)
Пусть с валом будет 5кг.
Итого что имеем в целом:
Электровел 50-60кг.
Водитель 100-120кг.
Багаж (пасажир до 7лет по ПДД) - 25-35кг
Наш скромный маховичный аккумулятор - 25кг.
Всего: 240кг.
Придется пересчитать рекуператор на 250кг. (в 200 не укладывается)
Что выходит?