Проектиране на ел. генератор 24 мнения

[zilton]

Здравейте,

Възнамерявам да си направя генератор (за вятърна турбина) и търся информация как (поне приблизително) се преценяват параметрите на намотките, възбудителни токове, брой фази, конструкция на генератора и т.н.
Това, което имам като план засега е:
- искам да изкарвам нещо от него дори и при ниски обороти. не е проблем дали отдаваната мощност е малка или нестабилна - за отоление е и колкото даде все е полза.
- намотките ще се подредят върху два диска (както на http://www.otherpower.com/stator.shtml). Изглежда ми по-лесно така вместо в цилиндър както е при обичайните мотори/генератори. Иначе не съм сигурен дали това е по-добрата конструкция.
- на горния адрес човекът е наредил три фази. много четох за пром. токове, но не схванах дали така е по-ефективно (от само една фаза) или просто на него три са му удобни. Аз бих предпочел да се занимавам само с една (да не се опитвам да балансирам товар и т.н.). А и ако всички полюси се ползват в една фаза ще получим по-голямо напрежение, нали?
- мисля да не позлвам много силни магнити, а да сложа намотки около тях и чрез малко електроника да контролирам индукцията и изходното напрежение (както е в автомобилните алтернатори). В една статия четох, че това било неефективно, защото много мощност отивала за възбуждане, но на мен не ми звучи сериозно това.
- не съм сигурен как да преценя дебелината на проводника в намотките. ясно ми е, че по-дебел проводник значи по-малко навивки, по-малко напрежение и повече ток. Едва ли не теоретично една навика с един пръст дебел проводник ще е най-добре, заради минималните загуби от активно съпротивление. От друга страна при променливо напрежение токът не тече в целия обем на проводника, а най-вече по повърхността... Сигурно и други детайли има, но нямам опит и затова търся други мнения.

[emil_v r]

Същата тема е отворил Дългият , и е напреднал донякъде .
Що не се изместиш там , по- удобно е .? http://www.napravisam.bg/forum/viewtopic.php?t=19725
Иначе аз не мога да ги приема тези генератори , динама ли... без железна сърцевина , ниско КПД .
Нищо промишлено подобно няма без желязо , не знам ...
Трифазно е по- добре , така ти се струва не е сложно, има мн предимства
.

[moimoimoi]

по лесно е да ползваш алтернатор от автомобил
примерно 120А/12v което си е максимална мощност от 1.44киловата
естествено ще трябва да има и някакъв превдавателен механизъм,
примерно перката да върти с 100 оборота а на алтернатора да се предават 2000,и закачаш нагревател 1 киловат и си ти

[vanko68]

Алтернаторите "даянят" до доста повече обороти.Съотношението на моя Еспейс на шайбите на алтернатора спрямо тази на коляновия вал е сигурно 1,5:1. Ако Еспейса вдига 6000 об,то алтернатора ще се върти с 9000.Така че можеш да сложиш и по-голяма предавка при вятърния генератор.

[zilton]

Същата тема е отворил Дългият , и е напреднал донякъде .
Що не се изместиш там

Прочетох и нея, но той прави нещо по-различно и не исках да му цапам темата. А и ме интересува повече принципно, кой подход какви предимства има, вместо това как точно се изпълнява.

Трифазно е по- добре , така ти се струва не е сложно, има мн предимства

Дали има къде да прочета какви са точно? Научих само това, че триф. ел. двигатели работят по-стабилно, и че при включване към различни проводници можеш да получиш различни напрежния ... Но аз по-скоро търся начин да изкарам максималната възможна мощност за един награвател. Относно генерираната мощност при ниски обороти дали е предимство?

по лесно е да ползваш алтернатор от автомобил
примерно 120А/12v което си е максимална мощност от 1.44киловата
естествено ще трябва да има и някакъв превдавателен механизъм,

Алтернаторите работят на прекалено високи обороти за това, което мога да осигуря и също така се старая колкото е възможно да избегна предавателна кутия (а и по-голямо число в нея значи по-голяма загуба на мощност).
Като реалистична цел съм си поставил да изкарам няколко-стотин вата. Нещото ще работи най-вероятно в града, около/на блока при непостоянен и турбулентен вятър. За ротор от няколко метра не можа и да става на въпрос.
Наистина, и аз не съм виждал произведено нещо без желязна сърцевина и аз също не мисля да го оставя съвсем само на жици. Гледах един генератор направен от магнетрон от микровълнова.

[zilton]

След доста четене (и най-вече от този адрес http://www.windstuffnow.com/main/3_phase_basics.htm ) излиза, че три фази дават по-голяма ефективност на генератора, т.е. повече мощност при еднакви други параметри (до 150% както пише там). Явно занимавката си заслужава.
Друго, което ми се просветли беше идеята да не ползвам четки за захранване на ротора, а да прехвърлям тока по индуктивен път. Никъде не бях срещал такова и почти бях решил, че явно съм се объркал, иначе нямаше навсякъде да слагат четки. Обаче някъде прочетох, че на генератори за големи мощности се прави точно така - значи мога да се пробвам. И остава само въпросът с източника на това захранване. Ако го взема от една от фазите дали това ще наруши някакъв баланс на натоварването? Предполагам, че няма да е първия генератор с различни товари на трите фази, но ако има нещо - да съм подготвен.
Относно желязната сърцевина, не виждам как да я сложа между намотките на статора (с намотки за три фази), затова мисля да сложа намотките на ротора върху феромагнитен диск (стоманен или ако се намери нещо по-добро) и да ползвам два диска от двете страни на статорния диск. Ако съм прав, така магнитното поле ще се затвори по-добре. Полето е сравнително постоянно и не би трябвало да има някакви грижи с вихрови токове в стоманата.

[emil_v r]

Хубав линк

[2v6]

След доста четене (и най-вече от този адрес http://www.windstuffnow.com/main/3_phase_basics.htm ) излиза, че три фази дават по-голяма ефективност на генератора, т.е. повече мощност при еднакви други параметри (до 150% както пише там). Явно занимавката си заслужава.
Друго, което ми се просветли беше идеята да не ползвам четки за захранване на ротора, а да прехвърлям тока по индуктивен път. Никъде не бях срещал такова и почти бях решил, че явно съм се объркал, иначе нямаше навсякъде да слагат четки. Обаче някъде прочетох, че на генератори за големи мощности се прави точно така - значи мога да се пробвам. И остава само въпросът с източника на това захранване. Ако го взема от една от фазите дали това ще наруши някакъв баланс на натоварването? Предполагам, че няма да е първия генератор с различни товари на трите фази, но ако има нещо - да съм подготвен.
Относно желязната сърцевина, не виждам как да я сложа между намотките на статора (с намотки за три фази), затова мисля да сложа намотките на ротора върху феромагнитен диск (стоманен или ако се намери нещо по-добро) и да ползвам два диска от двете страни на статорния диск. Ако съм прав, така магнитното поле ще се затвори по-добре. Полето е сравнително постоянно и не би трябвало да има някакви грижи с вихрови токове в стоманата.

Виж това:
http://otherpower.com/7windturbine.html

В ротора е най-лесно да се използват силни постоянни магнити. Отпадат всякакви грижи за четки колектор, регулиране на възбуждане...
Принудителното възбуждане е удобно, когато трябва да се докара на изхода на статора точно напрежение - на теб за какво ти е Нагревателите си работят при всякъкъв вид (честота, големина...). Не е необходимо и изправяне на напрежението

[zilton]

...Принудителното възбуждане е удобно, когато трябва да се докара на изхода на статора точно напрежение - на теб за какво ти е ...

Имам желание ако турбината при слаб вятър се върти със 100 оборота и дава 12 волта да не се притеснявам, че ако задуха здраво и я завърти с 500, ще излязат 60 волта. Самите нагреватели надали ще изгорят, но ме притесняват такива произволни напрежения. А и предпочитам като преценявам кабели и изолации да мога да приема 10-20 волта като диапазон.
А си мисля и друго. Ако е с постоянни магнити и нагревателите се вържат директно към генератора при слаб вятър и спрял ротор ще оказват голямо съпротивление срещу развъртането на ротора. Ако обаче е с ел. магнити, така ще мога да контролирам генерираната мощност, която се отдава и нагревателите няма да "тежат" докато ротора не вдигне обороти.

[boltik]

Какво казват знаещите:

реална мощност : P = Iks*Iks *
Прав си напълно -при идеалния генератор няма спирачен момент.
Но чичко гугъл казва ,че Iks=20-30 Inom където Inom е номиналния ток на генератора.
Да разгледаме един реален генератор с Inom=50A.Нека съпротивлението на намотката е 0.01 ома -много готин генератор да кажем 12 волтов.При номинален товар Pзаг=50*50*0.01 =25W -прекрасен генератор-мощен цели 12*50=600va и грее само 25 вата -даже не му трябва вентилатор.
Спирачния момент или мощността която го върти е 600W - хайде да кажем 700 със загубите.Свързваме накъсо Pзаг=(20-30)*50*(20-30)*500.01=(400-900)*25=1000-9000 W.Следователно бая як спирачен момент!
При трафа е същото дори ако се знае процента на загубите от нагряване на намотките спрямо максималната мощност може да се сметне и изглежда така:
Нека Pзаг.намот.=a%Pmax - тогава спирачния момент ще е
Psp=(20-30)*(20-30)*а*0.01.Pmax=(400-900)*0.01*a*Pmax=(4-9)*a*Pmax и като си представим, че един много качествен генератор има а от порядъка на 1-2 се получава спирачен момент над 4 пъти номиналния
Е това ако не е спирачен момент
А при идеалния траф и генератор загуби в тях няма -те са индуктивни товариА при реалните -бая загуби и бая спирачен момент


Г286 и Г286-Б за автобуси ЛАЗ и ЛиАз са 14V, 1200W, 85A и при 800об/мин (на генератора) дават 30А.
Г284 за "Чайка" и ГАЗ-3102 са 14V, 1160W, 83A и при 1000об/мин дават 45А.
Това е от руска книга изд. 1978 год.


Горе посоченото ме навежда на мисълта,че ако използва по-слаб нагревател турбината ще се върти и при по-слаб вятър.