Beldyho PM

[beldy]

Samozrejme viem, ze mas v tejo oblasti bohate skusenosti. Pri pisani prispevku som mal uz v
hlave celkom konkretny navrh konstrukcie, preto som sa velmi vseobecne nerozpisoval.
Principialne by to mohlo byt rovnake s reproduktorom(elektrodynamicky), ale cievka bude stat a
tocit sa bude magnet s polmi.Na prve pokusy chcem vyuzit magneticky rotor z disketovej
jednotky. Ma sice len feritove magnety, ale zdaju sa byt velmi silne. Ked prilozim dva kotuce k
sebe, tak oddelim ich len pomerne tazko. Konstrukcne ich spojim tak, ze medzi nimi bude medzera
okolo 3mm pre umiestnenie cievok. Magnety sa budu pritahovat navzajom opacnymi polmi, ktorych ma kazdy
4 severne a 4 juzne. Cievka by mohla byt aj jednofazova, ale pre lepsie vyplnenie priestoru
lepsie dvojfazova, alebo standartne trojfazova. Konstrukcne samonosna , priestor medi zavitmi
vyplneny zivicou. Zvonku uzavreta skelnou tkaninou. Vytvrdzovanie by prebiehalo v presne zhotovenej
silonovej forme, aby cievka bola co najpresnejsia.
Tie mechdanicke pulzy pri chode naprazdno nebudu asi ziadne (cievka vzduchova), pri zatazeni sa tomu aj tak neda vyhnut, bude zalezat na uhlu otvorenia usmernovacich diod. Kedze za diodami bude filtracny kondezator(alebo priamo akumulator) tak ci napatie bude mat sinusovy tvar, bude len druhorade, odoberany prud bude aj tak nejaky deformovany obdlznik. Od cievky pozadujem taky tvar ohladne poctu polov, aby sa v zavite naindukovalo co najvacsie napatie, to zaruci najmensie straty na ich vnutornom odpore.
Co sa tyka vzduchovej medzery (ktora bude vyplnena cievkou) tak nejaka zavislost, co sa tyka ucinnosti urcite bude. Mala medzera znamena minimalny magneticky odpor a maximalny indukcny tok, tiez minimalny rozptyl mag. pola, co je dobre. Je otazne ci tenka cievka by bola schopna odviest pozadovanu energiu. Naopak to bude s vacsou medzerou, ale cievka by mohla byt navinuta hrubsim drotom. Mozna bude treba pokusne zhotovit niekolko cievok z rozneho Cu drotu a nejako zmerat ucinnosti.

Na celej tej zalezitosti ma (a asi nielen mna) vsak zaujima otazka optimalnych otacok vrtule. To jest akym mometom( tj. vyst.prudom alternatora) mam zatazit vrtulu pri danej rychlosti vetra, aby odvedeny vykon bol maximalny. Jednu malu vodnu mikroelektrarnicku som davnejsie navrhol pre horsku chatu v Belianskych Tatrach. Tam to bolo ale jednoduche. Kedze voda prudila konstantnou rychlostou, tak optimalne otacky boli polovica z otacok naprazdno. To sa nastelovalo velkostou budenia alternatora.
Pri veternej to bude vsak ovela zlozitejsie. Vykon vrtule ide hore s tretou mocninou rychlosti vetra a este sa aj neustale meni vzhladom od sily vetra. Asi ten extrem bude lezat niekde inde ako v strede otacok naprazdno...

[Akord]

Samozrejme viem, ze mas v tejo oblasti bohate skusenosti. Pri pisani prispevku som mal uz v
hlave celkom konkretny navrh konstrukcie, preto som sa velmi vseobecne nerozpisoval.
Principialne by to mohlo byt rovnake s reproduktorom(elektrodynamicky), ale cievka bude stat a
tocit sa bude magnet s polmi.Na prve pokusy chcem vyuzit magneticky rotor z disketovej
jednotky. Ma sice len feritove magnety, ale zdaju sa byt velmi silne. Ked prilozim dva kotuce k
sebe, tak oddelim ich len pomerne tazko. Konstrukcne ich spojim tak, ze medzi nimi bude medzera
okolo 3mm pre umiestnenie cievok. Magnety sa budu pritahovat navzajom opacnymi polmi, ktorych ma kazdy
4 severne a 4 juzne. Cievka by mohla byt aj jednofazova, ale pre lepsie vyplnenie priestoru
lepsie dvojfazova, alebo standartne trojfazova. Konstrukcne samonosna , priestor medi zavitmi
vyplneny zivicou. Zvonku uzavreta skelnou tkaninou. Vytvrdzovanie by prebiehalo v presne zhotovenej
silonovej forme, aby cievka bola co najpresnejsia.
Tie mechdanicke pulzy pri chode naprazdno nebudu asi ziadne (cievka vzduchova), pri zatazeni sa tomu aj tak neda vyhnut, bude zalezat na uhlu otvorenia usmernovacich diod. Kedze za diodami bude filtracny kondezator(alebo priamo akumulator) tak ci napatie bude mat sinusovy tvar, bude len druhorade, odoberany prud bude aj tak nejaky deformovany obdlznik. Od cievky pozadujem taky tvar ohladne poctu polov, aby sa v zavite naindukovalo co najvacsie napatie, to zaruci najmensie straty na ich vnutornom odpore.
Co sa tyka vzduchovej medzery (ktora bude vyplnena cievkou) tak nejaka zavislost, co sa tyka ucinnosti urcite bude. Mala medzera znamena minimalny magneticky odpor a maximalny indukcny tok, tiez minimalny rozptyl mag. pola, co je dobre. Je otazne ci tenka cievka by bola schopna odviest pozadovanu energiu. Naopak to bude s vacsou medzerou, ale cievka by mohla byt navinuta hrubsim drotom. Mozna bude treba pokusne zhotovit niekolko cievok z rozneho Cu drotu a nejako zmerat ucinnosti.

Na celej tej zalezitosti ma (a asi nielen mna) vsak zaujima otazka optimalnych otacok vrtule. To jest akym mometom( tj. vyst.prudom alternatora) mam zatazit vrtulu pri danej rychlosti vetra, aby odvedeny vykon bol maximalny. Jednu malu vodnu mikroelektrarnicku som davnejsie navrhol pre horsku chatu v Belianskych Tatrach. Tam to bolo ale jednoduche. Kedze voda prudila konstantnou rychlostou, tak optimalne otacky boli polovica z otacok naprazdno. To sa nastelovalo velkostou budenia alternatora.
Pri veternej to bude vsak ovela zlozitejsie. Vykon vrtule ide hore s tretou mocninou rychlosti vetra a este sa aj neustale meni vzhladom od sily vetra. Asi ten extrem bude lezat niekde inde ako v strede otacok naprazdno...

Všetky alty majú normálne magnety na rotore. Je vidno, že si neoddeľoval kotúče s neodýmami, bez sťahováka, či závitovky by si si ani neškrtol. Ozaj dobrý ferit má na povrchu asi 0.3T, čo je takmer 3x menej, než neodým, a úmerne tomu straty v medi pri rovnakých podmienkach.

Nepochopil si ma predošle, že v alte sa NEminimalizuje magnetický odpor, ale optimalizuje. Príliš nízky magnetický odpor (príliš malá vzduch.medzera) má za následok mäkký generátor. Tiež je chyba, ak rozptylové pole chápeš ako parazitnú vlastnosť. Rozptylové pole sa v určitom smere minimalizovať nedá, nedokážeš magnetu zabrániť, aby svoje pole neuzavrel okolitým vzduchom, aj v prípade železa sa železo môže chovať ako vzduch. Rozptylové pole je alternatíva, ktorá nastane, ak pole od zaťažovacieho prúdu vykompenzuje pôvodné pole bez prúdu. Toto rozptylové pole nejde minimalizovať, možno iba hovoriť o pracovnom bode magnetu a podobne.
Samozrejme potom, že tenká cievka nielenže neodvedie stratové teplo, ale už jej samotný odpor zabráni rozumnej účinnosti, takže objem medi sa tiež optimalizuje. Vo všeobecnosti platí, že čím viac medi, tým účinnejší generátor.

Máš pravdu, že pri vodnej elektrárni sú optimálne polovičné otáčky z otáčok naprázdno. Optimum pri vetre je podľa konštrukcie vrtule, leží väčšinou niekde okolo 3/4 až 4/5 otáčok naprázdno. Regulátor teda nie je jednoduchý, musí riešiť parametricky zaťaženie versus otáčky, raz som taký robil a nebolo to až také jednoduché napasovať. Riadil budenie do altu s vinutým rotorom (bez PM).

[beldy]

Uz si videl cievku v napr. 100W repraku? Myslim poctivych 100W sinusovych. Clovek by nepovedal, ze taka prdava cievka moze odviest 100W a pritom nezhoriet. Ono ten ohmov zakon plati aj pre magneticke obvody, pokial chcem v strbine co najvaciu intenzitu magnetickeho pola (a to teda chcem) potom magneticky odpor zakonite musi byt co najmensi, do obvodu sa samozrejme zapocitava aj vzduchova medzera. Predpokladam, ze zelezo bude dost mohutne na to, aby nedoslo k presyteniu.
Uz som urobil nejake merania, takze 8 polove kotuce o priemere 8 cm (4cm vnutorny priemer) pri 300ot/min naindukuje do jednej slucky (prechadzajucej ponad dva poly) asi 20mV. 4 take slucky v serii daju asi 80 mV. Pri pouziti Cu drotu o priemere 1mm dvojvrstvova cievka moze mat okolo 20zav, t. j. da napatie okolo 1,6V. Ak by som pouzil neodym tak mozno 3x viac t.j. 4,8V. Je mozne , ze sa tam zmestia este dve take cievky pre 2.a3.fazu. Po zdvojeni a scitani napeti mozem mat na vystupe celkom dobre pouzitelnych 24V, a to pri pomerne nizkych otackach (300). Ak nepouzijem neodym tak to iste napatie dosiahnem s 3 x vacsim poctom zavitov , co ale sposobi minimalne 3x vacsie straty v Cu. Tu je dobre vidno, ako silne magnety prispievaju k vyssiej ucinnosti generatora...

[huhu]

beldy beldy,
indukční zátěž není totéž co odporová zátěž.
proto vyhrál teslův střídavý proud nad edizonovým stejnosměrným.
takže ohmův zákon platí, ale je potřeba rozlišit watty a voltampery

-------------------------------------
pokud nevíš, použij google, nebo školní ( možná středoškolní učebnice ) dopodrona to tu vysvětlovat nebudu - je to dostatečně vysvětlené na veřejně dostupných místech.

[Akord]

Uz si videl cievku v napr. 100W repraku? Myslim poctivych 100W sinusovych. Clovek by nepovedal, ze taka prdava cievka moze odviest 100W a pritom nezhoriet. Ono ten ohmov zakon plati aj pre magneticke obvody, pokial chcem v strbine co najvaciu intenzitu magnetickeho pola (a to teda chcem) potom magneticky odpor zakonite musi byt co najmensi, do obvodu sa samozrejme zapocitava aj vzduchova medzera. Predpokladam, ze zelezo bude dost mohutne na to, aby nedoslo k presyteniu.
Uz som urobil nejake merania, takze 8 polove kotuce o priemere 8 cm (4cm vnutorny priemer) pri 300ot/min naindukuje do jednej slucky (prechadzajucej ponad dva poly) asi 20mV. 4 take slucky v serii daju asi 80 mV. Pri pouziti Cu drotu o priemere 1mm dvojvrstvova cievka moze mat okolo 20zav, t. j. da napatie okolo 1,6V. Ak by som pouzil neodym tak mozno 3x viac t.j. 4,8V. Je mozne , ze sa tam zmestia este dve take cievky pre 2.a3.fazu. Po zdvojeni a scitani napeti mozem mat na vystupe celkom dobre pouzitelnych 24V, a to pri pomerne nizkych otackach (300). Ak nepouzijem neodym tak to iste napatie dosiahnem s 3 x vacsim poctom zavitov , co ale sposobi minimalne 3x vacsie straty v Cu. Tu je dobre vidno, ako silne magnety prispievaju k vyssiej ucinnosti generatora...

Beldy, napísal si humorný nezmysel, videl som tých reprákov zvnútra dosť, položil by si otázku rovnako naivne aj konštruktérovi reproduktora? Urobil si už nejaký reprák, či generátor, a odmeral ho? Zmeral si odpor repráka a generátora pri udávanom výkone? Vieš, že reprák má účinnosť okolo 3% a vieš prečo? Práve preto, že potrebujú znížiť hmotnosť a objem, a dostanú taký odpor, ako ty píšeš. Takže Ty chceš vyrobiť generátor s účinnosťou 3% (*) ak hovoríš o tenkom drôte v repráku. Si myslíš, že ostatní elektrotechnici sú takí tupí, že na toto neprišli?

Mrzí ma, že moje príspevky nečítaš dôsledne, dal som si s tým prácu aj kvôli Tebe, stále si tvrdíš dačo o magnetickom odpore a ešte nemáš zmeraný ani kus, a neprečítal si si o tom ani poriadnu knihu, lebo by si teraz nevaril z vody. Prúd generátora nie je zďaleka daný iba ohmovým zákonom, ale tvrdosťou vonkajšieho magnetického poľa (neuhnutím siločiar pri záťaži, nejde o akýsi parazitný rozptyl, ako to povrchne vysvetľujú v škole, ktorý "výnimočne TY" dokážeš minimalizovať, ten nastáva reálne vždy aj pri supertenkej medzere feromagnetického obvodu vybočením siločiar pri záťaži od toku prúdu vodičmi, pri záťaži z toho železa alebo mag.obvodu tie siločiary vylezú, dúfam sa už rozumieme).

Takže ešte raz opakujem, lebo to čítaš tuším preskakovane.... generátor nie je reprák, pretože pri repráku je treba čo najmenšiu hmotnosť kmitačky (stúpa tým citlivosť) na úkor účinnosti. Generátor sa naopak navrhuje na zadanú účinnosť. Generátor rovnakého výkonu pri rovnakom napätí nikdy nemôže mať odpor vinutia tak vysoký ako máme pri našich reprákoch, lebo by mal účinnosť tie 3% (*) . Principiálne teda nemôžeš použiť tak tenký drôt, ako pri repráku. Vôbec nejde o chladenie toho drôtu, ale o tom že sú to straty.

(*) Nie je podstatné, ktorý reprák má mechanickú účinnosť 3% a ktorý 5%
Asi si myslíš, že mechanická účinnosť reproduktora je okolo 80%, a zvyšok je dajaká akustická účinnosť, nie je to tak, je to práve kvôli tomu drôtu pod asi 5%, podľa konkrétneho typu.

Dedukciu o tom, ako vplýva indukcia na účinnosť považujem za správnu. V generátoroch bez železa sa obvykla indukcia B maximalizuje, a volí s ohľadom na pracovný bod magnetov.

[beldy]

Som rad, ze aspon v dacom sme za jedno. Ak Fi je magneticky indukcny tok, potom u=dFi/dt . Potom ma nesmierny vyznam zvatsovt Fi pre dosiahnutie co najvyssieho napatia pri inak nezmenenych podmienkach. Fi = Um/Rm(niekedy sa nazyva Ohmov zakon pre magneticky obvod). Kedze zelezo ma asi 1000x mensi Rm ako vzduch, mozeme jeho pritomnost v magnetickom obvode zanedbat a pocitat iba zo vzduchovou medzerou. Teda napr. ak sa nam podari zmensit medzeru na polovicu, naindukuje sa nam v cievke dvojnasobne napatie a teda mozeme pocet zavitov znizit na polovicu, aby napate zostalo rovnake. Tym sa ale aj vnutorny odpor cievky zmensi na polovicu a teda cievku mozeme zatazit dvojnasobnym prudom pri nezmenenom otepleni (plocha cievka svoj povrch zmeni len zanedbatelne). Z toho vyplyva, ze vykon generatora sa zvetsi na dvojnasobok a dvojnasobne sa zlepsi aj ucinnost. Samozrejme plati to aj naopak.
Este som to nepocital, ale ked si zadame nevyhnutnu velkost medzery medzi cievkou a magnetickym diskom, tak by mohla vyjst nejaka optimalna hrubka cievky pre maximalny vykon a ucinnost generatora, a tak co najlepsie vyuzit napr. drahe neodymove magnety.

Na podobnom principe je zalozeny aj jednosmerny servomotor, ktoreho cievka rotora je vyleptana do obojstranneho plosnaku.

[Akord]

Som rad, ze aspon v dacom sme za jedno. Ak Fi je magneticky indukcny tok, potom u=dFi/dt . Potom ma nesmierny vyznam zvatsovt Fi pre dosiahnutie co najvyssieho napatia pri inak nezmenenych podmienkach. Fi = Um/Rm(niekedy sa nazyva Ohmov zakon pre magneticky obvod). Kedze zelezo ma asi 1000x mensi Rm ako vzduch, mozeme jeho pritomnost v magnetickom obvode zanedbat a pocitat iba zo vzduchovou medzerou. Teda napr. ak sa nam podari zmensit medzeru na polovicu, naindukuje sa nam v cievke dvojnasobne napatie a teda mozeme pocet zavitov znizit na polovicu, aby napate zostalo rovnake. Tym sa ale aj vnutorny odpor cievky zmensi na polovicu a teda cievku mozeme zatazit dvojnasobnym prudom pri nezmenenom otepleni (plocha cievka svoj povrch zmeni len zanedbatelne). Z toho vyplyva, ze vykon generatora sa zvetsi na dvojnasobok a dvojnasobne sa zlepsi aj ucinnost. Samozrejme plati to aj naopak.
Este som to nepocital, ale ked si zadame nevyhnutnu velkost medzery medzi cievkou a magnetickym diskom, tak by mohla vyjst nejaka optimalna hrubka cievky pre maximalny vykon a ucinnost generatora, a tak co najlepsie vyuzit napr. drahe neodymove magnety.

Na podobnom principe je zalozeny aj jednosmerny servomotor, ktoreho cievka rotora je vyleptana do obojstranneho plosnaku.

S týmto by som súhlasil, takže pri účinnosti 90% (čo sa bežne dá dosiahnuť aj pri výkonoch 100W bez železa, s normálnymi rozmermi a hmotnosťou) Ti nevyjde drôt ako v repráku, ale podsattne hrubší, účinnosťou, výkonom a otáčkami je dané všetko.
Pre výkony o ktoré Ti ide som kdesi uvádzal optimálnu hrúbku magnetov na diskoch 5 až 8mm s medzerou tiež 5-8mm, pretože magnetuy sú z obidvoch strán. Čo sa týka tvarov, kruhové sú nevhodné, ak nie je poruke lichobežník (2násobná cena), úplne stačia obdĺžniky, v tom jednom predošlom linku je aj obrázok, aká vychádza zhruba obvodová medzera, aj keď je to usmerňované, nájdu sa aj ďalšie súvislosti, ako využitie magnetov z hľadiska konkrétneho rozptylu, atď. Medzeru väčšinou počítam ako harmonickú analýzu na malé skreslenie, zmenšuje to straty aj bez železa redukciou vyšších harmonických zložiek, vírivé prúdy závisia od kvadrátu frekvencie.
http://www.upramene.cz/forum/viewtopic. ... D&start=30
http://www.upramene.cz/forum/viewtopic. ... BEen%C3%AD , to je konkrétne rozmiestnenie, nie hranie sa s paintbrushom.

Vinutie z plošáku(aj supertenkého) je hlúposť, vzduchovú medzeru využíva vždy horšie, než formovaný zväzok, a navyše má veľké straty vírivými prúdmi, lebo indukcia smeruje na plochu vodiča.
(servomotory mávajú výrazne slabšie účinnosti, tam je to koľkokrát jedno, ani nebývajú trvale zaťažené)
Aj pri normálnom vinutí doporučujem namiesto hrubšieho drôtu použiť ekvivalentný počet tenších drôtov s priemerom max. asi 0.5mm, najviac asi 0.7, so železom tak do 1mm, pri nami uvažovaných pomeroch.