Самодельный электроветрогенератор

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Ветряк вертикалка диаметром 1,5м. Гена крепится снизу под барабаном, поэтому размер роли не играет. Над весом будем работать. На то и голова чтобы думать. Одна хорошо (если есть), а много мы сила.
Эта программа правильно считает?

 

Да, тяжкий труд предстоит, но по сути человек не получил ещё ответов на свои вопросы.
Итак, для выработки 500Ватт эл. эн. в районе Калининграда мы имеем при ветре 8 м/с вертикальную установку 17м ометаемой площади (Рветра= 0.6*S*V^3=0,6*17*512=5222Вт, Pветряка=Рветра*КИЭВ= 5222*0.2=1044Вт, Рэлектричества=Рветряка*КПДгенератора=1044*0,5=522Вт, в реальности будет ещё меньше), почему при 8 м/с, потому что и при 8 м/с установка будет работать редко, т. к. ветра в основной массе 3-5 м/с.
Идём далее.
При 8м/с ваша ветроголовка будет вращаться, дай ей бог, 80 об/мин, и это в холостую. Если будем её грузить обороты ещё больше упадут, и тут вопрос, при каких оборотах ваш ветряк будет иметь 1044Вт. Максимальный момент у вашей установки будет при скорости вращения 0 об/мин, а максимальные обороты при моменте 0Н*м.

Рмех=М*п/9,55,​

где М — момент, Н∙м; n — частота вращения, об/мин.
Обычно такие данные есть у производителя, или разработчика ветроголовки. Грубо говоря кривая изменения мощности.
Что-бы приступить к расчёту генератора необходимо знать обороты ветроголовки при максимальной мощности, а также параметры Контроллера Отбора Мощности, если же вы родились с паяльником в руке, и при этом всю сознательную жизнь трудились программистом, радиоинженером и схемотехником, по совместительству, то скорее всего вам не составит труда изготовить и запрограммировать К. О. М., ежели нет, то напругу вы будете убивать балластом, что скорее всего (пара тэнов), поэтому и КПДгенератора я заложил 50%.

Обычно начинают с генератора, и уже к нему подбирают ветроголовку, потому, что рассчитать генератор это одно, получить рассчётные результаты - это десятое.
Завтра попробую посчитать вам генератор, который при 60 об/мин должен иметь 500 Ватт на 24 вольтовой системе.

 

С паяльником я не родился, но был увлеченным радиолюбителем. Собрал не мало радиосхем. Программированием особо не увлекался, с этим сложнее, но можно сообща справиться, в крайнем случае найти выход можно. Когда ветер поймаем будем это решать.
Сейчас с геной разобраться надо, что и как. Потом с ротором Угринского. Продумать повторяемую надежную конструкцию. Ротор по вертикали можно наращивать модулями, мало одного барабана добавил еще один. Все сложное состоит из простых вещей, а простые вещи мы осилим.

 

Лопасти можно и самому собрать, а вот сам агрегат ИМХO дешевле на ebay купить, или из китая.

 

Ну что, начнём.
Система на 24в, значит 29в в конце заряда. На номинал генератор выйдет при 50% кпд, значит напряжение будет в 2 раза выше номинала, 29*2=58в. 500Ватт/29в=17А, возьмём 20А, сопротивление цепи до потребителя будет 29в/20А=1,45Ом. Т. к. соединять обмотки будем звездой (я так решил), то ЭДС фазы 58в/1,7=34в
По формуле Е = 2fnmNBS
Находим число витков N
Зная, что
f - 1об/мин,
n - 40 (вы хотели 40 магнитов)
m - 20 (система 2/3)
B - 0,7Т (дай бог чтобы столько было)
S - площадь сердечника для магнитов 40х15 будет 0,0004м^2 (сердечник 10х40).
N=34/(2*40*20*0,7*0,0004)=73 витка.
Высоту намотки возьмём 30мм (здесь нужно учесть, что высокий и тонкий сердечник много индукции теряет на поля рассеивания), значит 30/2,5=12витков, но столько не влезет, потому, что есть коэф. упаковки и кривизна рук, поэтому влезет 10витков в 1 ряд проводом 2,5 мм, мотаем 2 ряда - 20 витков в катушке, большее число рядов, на мой взгляд делать не стоит.
Т. к. нам надо 73 витка, а у нас влезает 20, то увеличиваем число полюсов и катушек в два раза, получаем
2*1*80*40*20*0,7*0,0004=35,84в, а надо было 34в, оставляем столько.
Находим сопротивление генератора.
Длина витка 16см (берём по mах.), в катушке 20 витков, в фазе 40 катушек, сопротивление провода 2,5мм - 0,0039Ом, получаем сопротивление фазы 0,16*20*40*0,0039=0,5Ом, на практике обычно бывает больше. Сопротивление генератора 0,5*1,7=0,85Ом + провода до потребителя, вот твои 1,45Ом.
Геометрия генератора.
Сердечник с обмотками в ширину не менее 20 мм, возьмём 25мм, значит внутренний диаметр по сердечнику 25*120=3000мм или 3м, внешний диаметр по сердечнику 3000+80=3080мм или 3м и 8 см, при этом генератор будет иметь дикое залипание, вес и стоимость.
Забыл написать, как изготовить статор, но я думаю, что уже не нужно.

 

Так! Сори, на пи не поделил.
Ух как я, прямо аяяй.
Диаметр 1м и 3,5см, и это по железу статора.

 

73 витка в одной фазе. Верно? По вашим расчетам у нас в катушке 20 витков. Обращаю ваше внимание в одной катушке. А сколько у нас катушек? И все они соединены последовательно, значит число витков в фазе =?

 

Считаю.

Соединяю треугольником, и оставляю ЭДС 58в. ЭДС звезды будет 58*1,7=98,6в​

По формуле Е = 2fnmNBS находим число витков N.​

Зная что:​

f=1 об/сек​

n=40 (магнитов)​

m=20 катушек (система 2/3)​

B=0,6 (пусть будет столько)​

S=0,0004 ​

N=58/(2*1*40*20*0,6*0,0004) получим 151 витков в фазе.​

У нас 20 катушек, значит 151/20=7,55 значит 8 витков в одной катушке.​

Кто то из нас ошибается. Интересно кто?​

Магниты хочу диск диам. 30 толщ. 10. Между магнитами зазор 2мм, значит 32*40=1280 средняя линия. Диаметр ср. лин. = 408. Прибавим 30 и получим 438мм диаметр ротора. Интересно как высчитывается дикое залипание?​

​

​

​

​

​

 

73 витка, это если 40 магнитов и 60 катушек, столько вы не намотаете, точнее намотать то можно, но последние ряды вырабатывать почти ничего не будут, поэтому оставляем 2 ряда, я и за 2 то не совсем уверен, но пусть будет 2 ряда. В одной фазе, после пересчёта, получается 40 катушек и все соединены последовательно, каждая катушка имеет 20 витков проводом 2,5мм, ЭДС фазы при этом 35,84в.

Ну и зачем вам диски? Тут вся фишка в том, чтобы сердечник был полностью перекрыт магнитом, т. е. вам диски нужны будут диаметром 45мм. Расстояние между магнитами нельзя взять просто 2мм этот размер получается после расчетов статора. Вот у меня получилось 1035мм - это наружный диаметр статора, значит длина окружности 1035*3,14=3250мм, расстояние между магнитами (3250/80)-15=25,6мм (80 магнитов 40х15), это по наружному диаметру, по внутреннему (3000/80)-15=22,5мм.

Дикое залипание высчитывается также, как и t34 размер и массу посчитал - опыт. А вообще эта величина измеряется после сборки генератора, вот только ребята, которые переделывали автогенераторы на параллельном форуме, при соотношении 2/3, имели залипание в районе 0,3-0,5Н*м, у кого сколько, и при этом диаметр ротора 10 см всего, а тут метр нужен, там 36 сердечников, а тут 120 и размером побольше. Так на вскидку залипание будет 10-15Н*м, т. е. если тянуть за край ротора, то усилие нужно приложить 10-15кг. В общем генератор этот в топку.
Проще мультик сделать и генератор оборотистый к нему приделать, а ещё проще взять винт с быстроходностью 5-6 и мультик не нужен и гена на порядок меньше и дешевле, а самое главное, что винт на ось гены можно приделать, гену из асинхронника сделать, там все узлы уже есть, остаётся проточить ротор, наклеить магниты, и перемотать статор.

 

Да разбили в пух и прах. Смысла нет делать супер мощный гену на мою вертушку. Благодарю Alex32red, t34 и других кто пытался достучаться до моей тупой башки. Попробуем с другого края (башка тупая не уймется). Какую мощность можно снять с вертикалки d 1,5 на h 4,2 при ветре 10 м/с, на такую мощность и считать гену и посмотреть что получается (а то уже засматриваюсь на горизонталки).

 

Рв=0,6*1,5*4,2*1000=3780Вт мощность ветра.
Рмех=Рв*КИЭВ
КИЭВ тем больше, чем выше быстроходность и качество изготовления.
Дарье - 0,4 (в узком диапозоне)
Савониус - 0,18
Горизонталки - 0,3 (сделанный на коленке), 0,48 - крутой профиль.

Рмех=3780*0,4=1512Вт в лучшем случае, и в более вероятном 700Вт.
Рэлектр.=Рмех.*КПДген.=700*0,5=350Вт, как наиболее вероятный результат.

Площадь ометания у вертикалки вашей 6,3м^2, у горизонталки с длиной лопасти 1,4м площадь ометания такая же, а вот мощность будет в районе 3780*0,35*0,5=660Вт.

 

Начал за здравие т. е. за вертикалки, а закончил за... горизонталки. Тогда какой нужен гена, чтобы при ветре 4 м/с и длине лопасти 2м (или чуть больше) начал работать на систему 24V. Лопасти делать крутые, как положено. Гена думаю без железа. Будет ли шум от такого ветряка? Хватит ли для него высоты 12м или надо больше?

 

Хотя бы предварительно прикинуть параметры.

 

Куда вас тянет не пойму, такой ветряк проще купить, чем ныкаться с его изготовлением, да и дешевле это однозначно.
24V даст любой генератор, при соответствующем числе витков, ток заряда только будет разный.

А вы к этому готовы, или как с вертикалкой? Проще из трубы канализационной пластиковой рыжей выпилить, их за день сделать можно имея только лобзик и нож, и киэв 0,35 будет.

Для такого винта лучше брать с железом иначе крепко дорого.

Всё зависит от правильности изготавления лопасти, даже среднего качества изготавления хватит, чтобы ничего не слышать в 3-5м от ветряка, деревья в далеке будут шуметь сильнее.

Чем выше, тем лучше, что для вертикалок, что для горизонталок, одинаково.

 

Как сделать самодельный ветряк на 1000 Вт ?
Кто-нибудь пробовал самостоятельно собирать? Поделитель опытом, какие подводные камни?