Термомотор - как часовой привод

[Денис Никитин]

Примерно так работает подача образца в ультрамикротоме, или как он, дьявол, там называется правильно. Короче устройство для получения сверхтонких срезов живых тканей. 

[Yaroslav]

Примерно так работает подача образца в ультрамикротоме, или как он, дьявол, там называется правильно. Короче устройство для получения сверхтонких срезов живых тканей.

Примерно, там ведь они не по кругу ходят, там типа "термопоршень"

[Денис Никитин]

Это уже детали, главное - принцип. Подача засчет температурного расширения.

[Денис Никитин]

Аркадий, идея интересная. А насчет плавности движения, может имеет смысл продумать это привод двухтактным? Ну типа пока половина ленты греется, вторая половина стынет?

[Arkady]

Аркадий, идея интересная. А насчет плавности движения, может имеет смысл продумать это привод двухтактным? Ну типа пока половина ленты греется, вторая половина стынет?

Спасибо.

Первый вариант привода и задумывался как двухтактный; только вместо ленты были, так сказать, два штока - по очереди толкающие стальной диск; а сцепление обеспечивали электромагниты. Но штоки должны быть жесткими и довольно массивными; им ведь толкать приходится; поэтому просматривались трудности с охлаждением.

Я эту схему (с лентой) хочу как можно быстрее воплотить на практике - пока в однотактном варианте, ради простоты.

[Arkady]

(*) практически; неравномерное распределение тока в сечении не рассматриваем.

Тепловую инерцию никто не отменял, она может быть маленькой, большой, но она есть всегда.

Дьявол кроется в мелочах.

Но ведь при нагреве инерции нет. Здесь лента есть как бы одновитковая вторичная обмотка трансформатора.

Кстати, в опытах хорошо показал себя "электронный трансформатор" для ламп накаливания - у него шестивитковая вторичная обмотка на тороидальном сердечнике дает 12В (до 150Вт, частота 20Кгц). Эту обмотку я удалил и пропускал ленту просто сквозь сердечник.  Греет очень славно. Только вот кто подскажет: какую эдс надо взять в расчетах? Как для одного витка (12/6 = 2В) или меньшую?

[Pluto]

Непонятна циклограмма работы привода.
У ДПТ скорость пропорциональна напряжению, у синхронного - частоте переменного тока. Даю постоянное напряжение или частоту - привод крутит телескоп с постоянной скоростью (погрешности исправляем гидированием).

Здесь непонятно.
Нагреваем ленту - привод дижется. Как? С постоянной скоростью? Сдается мне, что нагревание будет происходить по экспоненте, остывание тоже, только более медленно. Следовательно движение тоже неравномерное.
При достижении заданной температуры (переключения) он вообще останавливается. И где тут плавность?

[Arkady]

Здесь непонятно.
Нагреваем ленту - привод дижется. Как? С постоянной скоростью? Сдается мне, что нагревание будет происходить по экспоненте, остывание тоже, только более медленно.

Это не факт, что остывание будет происходить медленнее, чем нагревание. Если интервал рабочих температур заметно выше температуры окружающей среды, и подводимая к ленте мощность ненамного превосходит теплоотдачу, то нагревание будет почти линейным, а охлаждение - гораздо более быстрым, чем нагревание.  Ну, а чтобы скомпенсировать слово "почти" и существуют автоматические регуляторы

При достижении заданной температуры (переключения) он вообще останавливается. И где тут плавность?

Да, останавливается, затем быстро охлаждается, наверстывает упущенное, далее следует интервал равномерного движения. Если этот интервал будет доходить до нескольких минут - этого вполне достаточно для многих случаев астрофото.

[Pluto]

Да, останавливается, затем быстро охлаждается, наверстывает упущенное, далее следует интервал равномерного движения.

Откуда равномерное движение и не понятно. Скорость вашего привода пропорциональна производной по температуре. Т.е. он движется пока лента нагревается или остывает. Как стабилизировать производную по температуре я не представляю (варианты с изощренным автоматическим термостатированием не рассматриваю).
Причем все это движение происходит при сильном воздействии внешних механических возмущений от которых свободен движитель с редуктором.

[Arkady]

Откуда равномерное движение и не понятно. Скорость вашего привода пропорциональна производной по температуре. Т.е. он движется пока лента нагревается или остывает. Как стабилизировать производную по температуре я не представляю (варианты с изощренным автоматическим термостатированием не рассматриваю).

И где тут плавность?

Так с плавностью уже вроде все хорошо?  Плавность тут есть изначально - как непрерывность производной.

Осталась равномерность - как постоянство производной. Стабилизировать производную по температуре очень просто (в первом приближении) - держим неизменной величину тока и все (при условии, как я уже говорил ранее: Если интервал рабочих температур заметно выше температуры окружающей среды, и подводимая к ленте мощность ненамного превосходит теплоотдачу).

Насчет "изощренного термостатирования" - это да, правильный алгоритм регулирования здесь не мешает; при наличии обратной связи проблем нет (почти).

Я тут модель изготовил (численную). На днях покажу как бы здесь автогид работал.

[Arkady]

Причем все это движение происходит при сильном воздействии внешних механических возмущений от которых свободен движитель с редуктором.

Это же чрезвычайно упрощенная постановка вопроса 

[Pluto]

Стабилизировать производную по температуре очень просто (в первом приближении) - держим неизменной величину тока и все

И как при этом меняется температура... Линейно растет?

[Arkady]

Стабилизировать производную по температуре очень просто (в первом приближении) - держим неизменной величину тока и все

И как при этом меняется температура... Линейно растет?

Если пренебречь тем, что теплоотдача растет с ростом температуры (*) - то да А если не пренебрегать - то, конечно ее рост замедляется. А обратная связь тогда зачем?

P.S.
(*) это почти верно если, повторяю снова:  интервал рабочих температур заметно выше температуры окружающей среды.

[Pluto]

Ничем пренебречь нельзя. Температура будет изменяться апериодически (обратная экспонента) приближаясь к равновесному значению. Т.е. привод будет двигаться очень неравномерно, с большой скоростью в первый момент и сильно замедляясь потом. То-же при остывании.
Получается импульсный двигатель. 

[AlAn]

На самом деле, при подходящих соотношениях размеров/материалов температурный интервал может быть весьма мал - что-нибудь +20 (а то и меньше!) от температуры среды и назад.

Осталась равномерность - как постоянство производной. Стабилизировать производную по температуре очень просто (в первом приближении) - держим неизменной величину тока и все (при условии, как я уже говорил ранее: Если интервал рабочих температур заметно выше температуры окружающей среды, и подводимая к ленте мощность ненамного превосходит теплоотдачу).

С одной стороны температурный интервал мал, с другой велик. Есть определенное противоречие. Да и восходящие потоки, ведь охлаждать будет воздух.

[Pluto]

Можно, конечно, использовать только начальный участок нагрева/охлаждения, не дожидаясь равновесного режима. Но с равномерностью все равно будут проблемы. Тяжеловесно все это выглядит при неочевидных преимуществах.

[Arkady]

У меня есть предложение уважаемым оппонентам. Оставим умозрительные гипотезы до показа модели. Это будет завтра. Или покажите свои модели, которые подтверждают ваши предположения 

[Diskus]

Главный недостаток из-за которого я отбросил эту идею пару лет назад - выделение тепла в достаточных колличествах для создания помех астросъемке.
Теоретически интересно посмотреть  схему в милиметрах , ваттах и т.д.....мне кажется получится либо слишком громоздко , либо мощи не хватит ...
Может на термопарах будет получше , если их взять побольше, разместить радиально,  поочередно  подводить тепло (напряжение)  и заставить толкать барабан с храповым колесом ?

[Pluto]

Может на термопарах будет получше , если их взять побольше, разместить радиально,  поочередно  подводить тепло (напряжение)  и заставить толкать барабан с храповым колесом ?

Тогда уж лучше пружинный механизм, как в старые добрые времена. 

[Diskus]

Может на термопарах будет получше , если их взять побольше, разместить радиально,  поочередно  подводить тепло (напряжение)  и заставить толкать барабан с храповым колесом ?

Тогда уж лучше пружинный механизм, как в старые добрые времена. 

А еще лучше гирю