Větrná elektrárna (levně)

[Akord]

Nebylo by jednodussi, nez delat sikme drazky pro magnety, zesikmit drazky na statoru?

To jde taky, pokud je to konstrukčne jednodušší. 3 segmenty však oddelovat je komplikace, která za to určite nestojí. Když už šikmo stator, tak celý a plynule. Oplatí se všímat si cizí konstrukce, je to dobrá škola, človek zjistí, kde je kvalita.

[bluefox1250]

Tak jsem se prokousel celym timto forem.
A bohuzel jsem dosel k zaveru, ze jsem nezvolil asi nejvhodnejsi koncepci alternatoru. Pouzil jsem ten co se casto dela na otherpower.com.
Podarilo se mi sehnat NEO magnety 2.5*1.5cm valec asi za 45Kc.
Takze mam 16 magnetu a 12 civek dratem 1mm a 100 zavitu.
Mereni jsem provadel pomoci vrtacky a jedne civky, podle toho jsem zvolil tech 100 zavitu. Celej alternator (z brzdoveho disku auta za 80,- na srotaku)
pri pripojeni do vybite baterie daval pri 160ot-0.3A, 220-1.6A, 260-2.3A,
370-5.4A. Vynuti jsem ziskal ze starych mikrovlnek a i ty transformatorovy plechy co jsou videt na fotce.

[Yokotashi]

Akord:

tak mam vykres, ted uz jenom cekam na druhou pulku statoru (dva 36-drazkove z altiku) a doufam, ze se to povede vyrobit. Jeste budu muset spocitat odstredive sily na poly, jestli to udrzi ty srouby, ale mely by ... a navic okolo bude uhlikova, nebo kevlarova bandaz. Jsem na to zvedav ...

bluefox1250:

To na druhem obrazku jsou trafoplechy? To ti ale nebude pretekat pole z jednoho bloku plechu do druheho ... Nebylo by lepsi - kdyz uz tam davas plechy - je dat do tech civek?

Jake jsi mel napeti pri tech otackach? Ty proudy jsou merene do zkratu?

[bluefox1250]

No ja jsem to delal tak trochu podle tohoto odkazu (teda ty lamely)

http://www.otherpower.com/woodax.html

Ted uz to mam zality pryskyrici, takze maximalne muzu ty plechy dat pryc (ale to mi poklesne napeti).
Ty proudy jsou mereny na vstupu do baterie (takze 14 V).

Pokud jsem meril jednu civku tak
pri n=200 U=1.2, n=300 U=1.7, n=400 U=2.3V do zateze 1 ohm.
n=200 U=1.5, n=300 U=2.1, n=400 U=2.9 pri zatezi 3 ohm.

[Akord]

Yokotashi, proč tam nechceš dát imbusy M8, mají pevnost 8.8MPa, dají se výborne zapustit a zbytek osoustružit. Taky je lze podstatne lépe dotáhnout. Odstredivou sílu vydrží, o tech M6 bych to nerekl, je potreba brát do úvahy i závit v nemagnetiku.

Bluefox1250, je mi to fakt líto, ale čím drív se té koncepce vzdáš, tím víc času, penez a užitku získáš. Predešlý návod je drahá, nepovedená amatérská konstrukce trpící základními neznalostmi problematiky a neschopností merit základní parametry. Nemysli si, že jsem v téhle situaci sám nekolikrát nebyl, nerad vidím, když se nekdo trápí. Tady na fóru odznely aspoň 3-4 konstrukce, které jsou o nekolik tríd lepší a radí se mezi profesionální rešení(podobné konstrukce jaké jsou nalezené v úspešných prodávaných vecech). Zkus si zmerit aspoň orientačne účinnost, (je to jednoduché a popsané tady na fóru), a pak zjistíš problém, já to vidím už na první pohled z použité koncepce, proporce magnetu a vinutí.
Pokud by to melo dobre fungovat s temi magnety, jako na obrázku, musely by bít k sobe mnohem blíže, pak by stačil i menší prumer(nebo pri vetším počtu magnetu vetší výkon), a cívky by musely bít delané s prekrytím a krížením čel aspoň 2fázove, a s podstatne menším počtem závitu. Nenech se mýlit zdánlive menším napetím. Ve smyslu rešení v techto vláknech.

[Yokotashi]

Imbusy me nenapadly ... nejake koupim, omerim a zjistim, zda se tam vejdou hlavicky.

Napadlo me postavit neco podobneho, jako Bluefox1250, ale dat tam obdelnikove magnety z obou dvou stran statoru a mezi ne nakrajet C-jadro (snese buzeni 1.6T), takze by to mohlo umoznit tlustsi vinuti pri stejnych magnetech (tok se soustredi do zeleza a nerozptyli se) a pritom by to z tech orientovanych plechu slo udelat, coz by snizilo ztraty a v pripade pouziti polovych nastavcu na rotorech by slo i zvysit indukci. Asi tedy s 3f vinutim. Zkousel to uz nekdo?

bluefox1250:
2.3^2*12=63.48W jestli to na tu elektrarnu staci ... ja fakt nevim.

Vnitrni odpor zdroje (jedne civky) je 0.45ohm, napeti naprazdno 3.335V, zatez pro maximalni vykon (tj, polovina energie zustava ve vinuti)6.18W na civku (74.15W celkem) pri 3.706A a 1.668V. Tedy pokud to je dostatecne linearni.

Pri tech 400 otackach a 1ohm zateze na civku jsou ztraty v medi 13.5% energie.

[Akord]

Yokotashi, není duvod, aby se imbusy tam nevešly.
S C jádry jsou další problémy, už bylo diskutováno, je zbytečné uvažovat indukci pres 0.8T, protože je to mimo optimum magnetu. Tím jsou C jádra nevyužité, mají značný parazitní rozptylový tok a zbytečne dlouhý závit. To je proto tajemství drážek a jejich úzkých zubu, ve kterých už je indukce vyšší, než na povrchu, tím i umožňují plnení Cu.
V souvislosti s Bluefox1250 jsi pri výpočtu proudu zanedbal tvar napetí, použité rešení má od sinusu daleko a efektivní proud by mel být ješte o dost menší a relativní ztráty vyšší. Podle mne nejde zanedbat ani impedanci, i když je vinutí vzduchové. Souvisí totiž i s rozptylovými poli statoru i rotoru.

[Yokotashi]

Ten imbus si nakreslim. Ta hlavicka by se tam mela vejit.

Nema tenhle magnet optimum vys:
http://www.supermagnete.de/cze/magnets. ... 50-15-15-N
Material N48, 48KJ/m^3 ?

Pokud je neefektivni presahnout 0.8T, tak pak orientovane plechy fakt nemaji smysl.

Pocital jsem s tim, ze jsem o efektivni napeti ... neco takovehleho bych nemeril jinak nez ferromagnetickym, nebo trueRMS pristrojem. Profesionalni deformace.

S impedanci castecne pocitam ... ale ze dvou bodu toho vic nevymyslim. Fakt je, ze by slo porovnat napeti pri ruznych otackach ... ale tam se zase muzou lisit ztraty v zeleze. Podle me se pri tehle konfiguraci polu bude menit sila pole v tom zeleznem disku a budou tam nejake ztraty. Hlavne na tech prechodech z jedne do druhe sestiny. A ty fakt neumim odhadnout ani nahodou.

[Akord]

Když je vetší B, je menší H a naopak. Obe jsou potreba. Nechci ríct, že max 0.8 Tesla musí být vždy, ale tam kolem se to obvykle trefí, neodymum to vyhovuje. Vyšší H se zase nepoužívají kvuli možné demagnetizaci pri zkratech. Žádné jednoduché a nejlepší rešení neexistuje.

[Yokotashi]

Technika je vzdycky zalezitost kompromisu ...

Moje idea byla naskladat na rotory magnety tak blizko k sobe, jak to jenom jde (aby se jeste moc magneticky nezkratovaly navzajem) a dat na ne ocelove koncentratory z tech 0.8 T do janevim 1.2T (s tim snad normalni ocel nebude mit problem). Pak by byla vzduchova mezera, pak dalsi koncentratory (jako zuby statoru - jenom rozsireni polu o par mm) z oceli a statorem by vedly jen pomerne uzke (1/2 prurezu magnetu) orientovane pechgy sycene na 1.6T. Tim by zbylo hodne prostoru pro vinuti, ale zaroven by stator sel udelat vyrazne sirsi, nez rotor. Treba 15mm magnety, 10mm koncentratory => 2x25mm na rotory, 2mm vzduchova mezera a 100mm stator. Celkem 154mm a z toho 95mm medi.

[bluefox1250]

Jak jsem rikal, kdybych toto forum videl driv tak bych to udelal jinak.
Zkusim zmerit ucinnost, ale jelikoz nemam soustruh ani vyvedenou hridel ze statoru, tak to nebude tak jednoduche.

No jeste koketuju s myslenkou predelat ten stator. Magnety bych uz vazne nerad kupoval nove (tyhle jeste nejsou prilepene takze je muzu pouzit).

Jak jsem z diskuze pochopil tak zakladni koncepce by mela vypadat asi jako na obrazku?

Jen si nejsmem jistej jestli z vinuti tech 16*3 civek me nejebne.
Mozna bych to mohl udelat jako 2f pak by to bylo 16*2 civky.
Ale nebude to delat "zebra" (horsi rozbeh vetrne elektrarny)?

[Yokotashi]

Problem je, ze nemuzes ty civky mit na sobe, protoze by ti to 3x zvetsilo vzduchovou mezeru a tim vyrazne snizilo indukci v civkach a zvysilo rozptyl pole. Takze chces-li zvysit indukcnost musis ty civky vtesnat do sebe. Tam kde jdou magnety je to jednoduche - tam to ma byt plne medi a jenom je kazdy kus medi jine civky. V celech je to na zblazneni, ale zase tam mas (nebo alespon muzes mit) dost mista na to, abys tam ty draty nejak naskladal. Akorat civky nebudou pekne kruhove, protoze v celech bude vic dratu (jak se je budes snazit prekrizit.

Cil optimalizace je nacpat co nejvic medi pred ty magnety a nezvysit pritom mezeru.

Podle me by melo smysl (pokud to jde udelat) vyhazet ta jadra z MOTu a dat misto nich uplne stejne magnety, jako jsou na druhe strane. Tim poklesne rozptyl v te mezere, kde jsou civky.

Drzim palce.

[bluefox1250]

Jasne s tim prekrytim bych to udelal, jen jsem se stim nechtel kreslit, ale aby to ostatni nezmatlo, tak jsem to prekreslil.
Taky bych rad to alespon trochu vypocital, abych vedel kolik zavitu mam dat
Takze mam NEO valec D=25mm h=12.5mm drat=1mm

Nasel jsem tenhle vzorec

U = N x A x R x B x P [V]
N = pocet otacek civky
A = plocha magnetu [m2]
R = otacky za sekundu
B = sila magnetu v Tesla ( gauss / 10000) (neo ~0.5T)
P = pocet poli

Da se to pouzit ?

Nekde se to tady probiralo ale ted to nemuzu najit, zahlidl jsem tady vzorec ohledne vzduchove mezery a velikosti statoru v zavislosti na tlousce magnetu u jednodeskovyho altiku, nevite ho nekdo takhle z voleje ?

[yokotashi]

V tom vzorci chybi konstanta: Uef=4.44*B*f*S*N (f=frekvence, S=plocha), jinak je dobre.
Napeti je efektivni, takze ho ma smysl merit osciloskopem, trueRMS pristrojem, nebo ferromagnetickym pristrojem (tam je dostupnejsi merit proud do zname zateze). Vsechny ostatni pristroje budou lhat.

Akord tvrdi, ze tloustka vzduchove mezery ma byt polovina tloustky magnetu. Spocitat to neumim, ale verim mu. Med je taky vzduchova mezera (je jeste o kousek hur magneticky vodiva, nez vzduch - ale je to asi o 10^-6). Proto jsem psal o tom umisteni magnetu i na druhou stranu civky (ta tloustka se jednak scita, druhak to udela vice homogenni pole).

[Akord]

Yokotashi, ve vzorci se nedá ríct, že by chybela konstanta, pokud nebudeš bazírovat na ruzných pomocných koeficientech jako činitel plnení, Carteruv činitel,...blízkých 1, tech konstant by se tam pak vešlo i víc. Napetí bylo napsáno na 1 závit, takže ani tam konstantu netreba, vzorec proto dostatečne pasuje i bez konstanty.
Pólové nástavce pro neodym absolutne postrádají smysl, protože se jima více ztratí, než získá. Stoupnutím indukce a použitím nástavcu stoupne rozptyl i o 100 procent, začne být problém s vinutím, protože nástavce umožní pole jen v menší ploše, čím vinutí podél obvodu úplne zdegeneruje, nástavce by se musely k sobe sbíhat. a stoupnou ztráty vírivými proudy od reakce statoru, musely by být z plechu. To je nereálné. Když se používají nástavce, tak s vnitrním uložením magnetu avšak za podminky konstrukce umožňující malý rozptyl, a indukce pod 1T. Tím je i rečeno, že se nástavce pro neodymy nepoužívají pro zvetšení indukce. Naopak u feritu je to nekdy nezbytné, musí tomu však taky odpovídat konstrukce.

Magnet namísto jádra cívky dát nelze, protože se mení polarita a hlavne cívka má nevýhodný tvar, je príliš tlustá.

Bluefox1250, Yokotashi dobre píše, že problém je v tom, že ve stredu cívky je normálne vzduch. Ten je nutno využít proložením cívky jiné fáze. To lze však docílit pouze její deformací.
Jinak by ten nákres sedel, opet bych použil pouze 2 fáze, protože to pro tyto účely plne dostačuje, a není to v principu méne hodnotné rešení.

Nepravé(tedy cívkové) 2, nebo 3fázové stroje lze udelat za rozumných okolností pouze se železem, protože vzduchové nepravé jsou 2x méne efektivní, než vzduchové pravé v dusledky existence nevyužitého stredu cívky. Nepravé stroje mají o neco méne železa na statoru i rotoru, ale zase vetší rozptyly statoru a rotoru, co pak stejne vyžaduje víc hmoty magnetu, a tak jejich výhody asi moc neprevažují, určitá výhoda je absence krížení čel, o neco kratší závit, protože je obepnutý pouze krk s vyšší indukcí. Určitá nevýhoda je vyšší hluk vyplývající z použitého principu a vyšší ztráty vlivem frekvence. Nepravé stroje, kde jádra nejsou z plechu, nebo má plech nízké sycení v krku zubu však nemají smysl, mají výrazné ztráty. Presnejší porovnání bude asi záviset na konkrétním účelu. I když jsem kdysi nepravé koncepce dávneji príliš nepropagoval, tak se občas najdou i zdarilé konstrukce tohoto typu. Jsou konstrukčne často dobre čitelné, avšak náročnejší na presnost výroby a dosaženou symetrii pole, v tomto smyslu jsou asi méne blbuvzdorné, ohledne dosažených parametru, hlavne pro domácí výrobu.