Sprawność pompy napędzającej

-- czwartek, 19 marzec 2009

To niezwykle wydajne urządzenie – twierdzi Michael Loughnane, obecny dyrektor Instech Labs. oraz jeden z projektantów urządzenia. Kiedy wykorzystuje się tylko jedną tuleję, można uzyskać określony przepływ przy określonej mocy. Gdy dodana zostanie druga tuleja, zapotrzebowanie energii wzrośnie nieznacznie, za to przepływ podwoi się. Zastosowaliśmy takie symetryczne działanie pompy, by uzyskać jak największą sprawność mechanizmu.

Aby zasilić jarzmo, grupa potrzebowała dość małego silnika przekładniowego, który odpowiedzialny byłby za zgniatanie tulei. Korzystając z modelu matematycznego, udało nam się dobrać najlepsze przełożenie przekładni zębatej, najlepszą prędkość, a następnie wybrać odpowiedni silnik i przełożenia przekładni zębatej umożliwiające sprostanie wymaganiom – dodaje Loughnane. Wybór padł na serwomotor o średnicy 13 mm i długości 31 mm firmy MicroMo Electronics wyposażony w przekładnię montowaną bezpośrednio na silniku o średnicy 15 mm dla zredukowania momentu 76:1. Aby zapewnić dodatkowe podparcie, grupa zmodyfikowała silnik przekładniowy, dodając do niego zewnętrzne podparcie na odległym końcu wałka.

Ponieważ urządzenie nie mogło pozostawiać sygnatury elektronicznej, jako sterowanie wykluczone zostało zastosowanie konwencjonalnego mikroprocesora. Zamiast niego grupa wybrała logikę dyskretną oraz sterowanie analogowe oparte na sprzężeniu zwrotnym siły przeciwelektromotorycznej. Przełącznik wybierakowy, ustawiający tempo pracy pompy, ustala napięcie, któremu musi odpowiadać wzmocniona siła przeciw-elektromotoryczna silnika. Obwód analogowy zmienia sygnał napędzający silnik w zależności od wyników, dzięki czemu zapewnione jest sterowanie prędkością w pętli zamkniętej.

Aby oszczędzić energię, również sterownik prędkości napędza silnik tylko do przodu. Nie utrzymuje stałej prędkości silnika przez cały cykl. Dlatego, jeśli w wyniku nagromadzenia energii potencjalnej po szczytowym zgnieceniu silnik działa trochę szybciej, zespół obwodów elektrycznych pozwala mu obracać się w jedną stronę.

---