Вес генератора
Как выбрать генератор для домашней ветроэлектростанции
Генератор переменного тока от автомобиля для ветроэлектростанцииДостоинства: дешевый, легко найти, уже собран.
Недостатки: требуется высокая скорость вращения - поэтому требуется дополнительно зубчатая передача или шкив, небольшой выход энергии, токосъемник требует постоянного техобслуживания.
Пригодность для ветроэлектростанции: низкая.Главная проблема при использовании автомобильных генераторов для ветряков – то, что они разработаны для слишком высоких скоростей - для получения ветряной энергии приходится выполнить множество значительных модификаций. Даже маленькая и работающая на сравнительно быстрых оборотах ветряная мельница требует скорости 600 об/мин, что даже близко нельзя назвать достаточным для автомобильного генератора. Это значит, что придется использовать зубчатые передачи или шкивы, чтобы большая часть энергии тратилась на вращение.
Стандартный автомобильный генератор электромагнитный – то есть часть вырабатываемой энергии должна быть послана на якорь через щетки и токосъемники, чтобы создать магнитное поле. Генератор, который использует электричество для возникновения поля, менее эффективный и более сложный. Тем не менее, его проще регулировать, так как магнитный поток может быть изменен настройкой мощности поля.Кроме того, щетки и токосъемники имеют тенденцию изнашиваться, требуя постоянного ухода.
| Показатели | Генераторы автомобильные | |||
| Марка генератора | ГБФ-4600 | ГБФ-4501 | ГМ-71 | Г-28 |
| Установлен на машине | | ГАЗ-А ГАЗ-АА ГАЗ-ММ | ГАЗ-Ml ГАЗ-М415 ГАЗ-67 | „Москвич" |
| Мощность (ватт) | 80 | 80 | 100 | 100 |
| Номинальное напряжение (вольт) | 6 | 6 | 6 | 6 |
| Наибольшая сила тока нагрузки (ампер) | 11 | 10 | 14 | 17 |
| Направление вращения | Правое | Правое | Правое | Правое |
Сила тока генератора при работе электродвигателем (ампер) | 7 | 7 | 7 | 6,5 |
| Число оборотов, при котором может быть отдана полная мощность (в нагретом состоянии) (об/мин) | 1900 | 1900 | 2200 | 3300 |
| Число оборотов, при котором начинается зарядка аккумуляторов (об/мин) | 1200 | 1200 | 1400 | 2000 |
| Вес генератора (кг) | 8,5 | 7,3 | 7,4 | 6,0 |
| | Генераторы тракторные | ||||||
| Марка генератора | Г-066 | ГБТ-4541 ГБТ-4692 Г-45 | ГАУ-4101 ГАУ-4684 | Г-20 | Г-15 | ГА-4630 | ГА-150 |
| Установлен на машине | С-80 | СХТЗ-НАТИ СХТЗ КД-36;У-1 У-2 | С-60 С-65 СГ-65 |
|
| СТЗ-ХТЗ |
|
| Мощность (ватт) | 250 | 65 | 100 | 220 | 150 | 250 | |
| Номинальное напряжение (вольт) | 12 | 6 | 6 | 12 | 12 | 12 | 12 |
| Наибольшая сила тока нагрузки (ампер) | 20 | 10 | 10 | 18 | 13 | 20 | 25 |
| Направление вращения | Левое | Левое | 4101 - правое4684 - левое | Правое | Правое | Правое | Правое |
| Сила тока генератора при работе электродвигателем (ампер) | 7 | 6,5 | 5,7 | 7 | 5 | 10 | 15 |
| Число оборотов, при котором может быть отдана полная мощность (в нагретом состоянии) (об/мин) | 950 | 1150 | 800 | 900 | 1200 | 1300 | 2600 |
| Число оборотов, при котором начинается зарядка аккумуляторов (об/мин) | 550 | 650 | 450 | 550 | 800 | 800 | 1500 |
| Вес генератора (кг) | 22,3 | 7,5 | 10,5 | 12,5 | 14 | 22 | 25 |
Ранее было описано как сделать домашнюю ветроэлектростанцию (ветряк) и небольшую походную ветроэлектростанцию
Самодельный генератор с постоянными магнитами для ветроэлектростанции
Недостатки: трудоемкий, сложный проект, требующий обработки на токарном станке.
Пригодность для ветроэлектростанции: хорошая.
Многочисленные эксперименты показали, что самодельный генератор с постоянными магнитами является наиболее мощным и экономным решением для ветрогенератора. Он способен отлично работать на низких скоростях вращения, на высоких же скоростях он буквально выдает амперы благодаря своей эффективности. Наиболее часто самодельные генераторы производятся из тормозных дисков от Volvo, так как они очень прочные и имеют встроенные упорные подшипники. Так как такой генератор производит переменный ток, требуется выпрямитель для преобразования его в постоянный и последующей зарядки батареи.
Наилучшие результаты показывает трехфазный генератор, однако его сложнее построить, чем однофазный, так что при построении генератора необходимо решить, сможете ли вы построить трехфазный или ограничитесь однофазным.
Генератор для ветряка 7 футов в диаметре выдает больше 60 А в 12-вольтную батарею, а это более 700 Вт. На пике мощности он может выдавать даже 100 А. Пока что это решение наиболее эффективно.
Конверсионный асинхронный генератор переменного тока для ветроэлектростанции
Достоинства: дешевый, легко найти, сравнительно легко переоборудовать, хорошая работа на низких оборотах.
Недостатки: результирующая мощность ограничена внутренним сопротивлением, неэффективен на высоких скоростях, требует обработки на токарном станке.
Пригодность для ветроэлектростанции: средняя.Обычный асинхронный электродвигатель, вырабатывающий переменный ток, может достаточно просто быть перестроен в генератор с постоянными магнитами. Эксперименты показывают, что получившийся генератор хорошо работает на очень низких скоростях, но быстро становится неэффективным на высоких скоростях.Асинхронный двигатель не имеет никаких проводов в сердечнике, только переменные пластины из алюминия и стали (снаружи они выглядят гладкими).
Если вы выдолбите желоба в центре сердечника и вставите туда постоянные магниты, электродвигатель станет генератором с постоянными магнитами.На практике такой генератор выдает около 10-20 А. Он очень быстро становится малоэффективным: при возрастании скорости ветра количество результирующих ампер возрастает незначительно, остальная же мощность тратится на нагрев самого генератора. Асинхронный электродвигатель обмотан слишком тонкой проволокой и не может поддерживать ток большой мощности.
Для того же ветряка диаметром 7 футов пиковая сила тока равна всего 25 А.Если вас устраивает небольшой ток при высоких скоростях ветра, асинхронный двигатель может оказаться хорошим решением. Рекомендуется выбирать трехфазный двигатель. Так как такой генератор производит переменный ток, требуется выпрямитель для преобразования его в постоянный и последующей зарядки батареи.
Генератор постоянного тока для ветроэлектростанции
Достоинства: простой и уже собранный, некоторые неплохо работают на низких оборотах.
Недостатки: прихотливый, большинство плохо работают на низких оборотах, очень сложно найти генератор достаточно большого размера, маленькие генераторы не могут выдавать большую мощность.
Пригодность для ветроэлектростанции: слабая.
Выбор генератора постоянного тока на первый взгляд кажется логичным, так как батарея заряжается именно постоянным током, и такой системе не потребуется преобразователь. На практике же генераторы постоянного тока даже близко не могут сравниться с генераторами переменного тока. Их щетки требуют постоянного наблюдения, а передающий механизм часто выходит из строя. Такие генераторы могу быть использованы как дополнение к генераторам постоянного тока и выдавать порядка 12 В, что эквивалентно 100-200 Вт. Это немного, но при желании может хватить для небольшого ветряка высотой 3-4 фута.
| Мощность, Вт | Диаметр ветроколеса при числе лопастей, м | |||||
| 2 | 3 | 4 | 6 | 8 | 16 | |
| 10 | 2 | 1,64 | 1,42 | 1,16 | 1 | 0,72 |
| 20 | 2,82 | 2,32 | 2 | 1,64 | 1,42 | 1 |
| 30 | 3,44 | 2,82 | 1,44 | 2 | 1,72 | 1,22 |
| 40 | 4 | 3,28 | 2,84 | 2,32 | 2 | 1,42 |
| 50 | 4,48 | 3,68 | 3,18 | 2,6 | 1,24 | 1,58 |
| 60 | 4,9 | 4 | 3,48 | 2,84 | 2,44 | 1,74 |
| 70 | 5,3 | 4,34 | 3,76 | 3,08 | 2,64 | 1,88 |
| 80 | 5,66 | 4,64 | 4 | 3,28 | 2,82 | 2 |
| 90 | 6 | 4,92 | 4,26 | 3,48 | 3 | 2,12 |
| 100 | 6,34 | 5,2 | 4,5 | 3,68 | 3,16 | 2,24 |
| 300 | 10,94 | 8,98 | 7,76 | 6,34 | 5,46 | 3,88 |
| 500 | 14 | 11,48 | 9,94 | 8,16 | 7 | 5 |
При подборе генератора электрического тока для ветроэлектростанции прежде всего нужно определить частоту вращения ветроколеса. Рассчитать частоту вращения ветроколеса W (при нагрузке) можно по формуле:
W=V/L*Z*60,L=π*D,
где V — скорость ветра, м/с; L — длинна окружности, м; D — диаметр ветроколеса; Z — показатель быстроходности ветроколеса (см. табл. 2).
| Число лопастей | Показатель быстроходности Z |
| 1 | 9 |
| 2 | 7 |
| 3 | 5 |
| 6 | 3 |
| 12 | 1,2 |
Если в эту формулу подставить данные для выбранного ветроколеса диаметром 2 м и 6 лопастями, то получим частоту вращения. Зависимость частоты от скорости ветра показано в табл. 3.
| Скорость ветра, м/с | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| Число оборотов, об/мин | 29 | 57 | 86 | 115 | 143 | 172 | 201 | 229 | 258 | 287 | 315 | 344 |
Примем максимальную рабочую скорость ветра равной 7-8 м/с. При более сильном ветре работа ветрогенератора будет небезопасной и должна будет ограничиваться. Как мы уже определили, при скорости ветра 8 м/с максимальная мощность выбранной конструкции ветроэлектростанции будет равна 240 Вт, что соответствует частоте вращения ветроколеса 229 об/мин. Значит, нужно подобрать генератор с соответствующими характеристиками.
bazila.net
Вес - генератор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Вес - генератор
Cтраница 2
В тоже время в передвижных генераторах нежелательно увеличение емкости газосборника, так как это приводит к повышению веса генератора. [16]
Для расширения диапазона изменения F и v, в котором используется полная мощность дизеля, или для уменьшения веса генератора при заданном диапазоне изменения F и v применяют ослабление магнитного поля тяговых электродвигателей. [17]
Уменьшение ширины зубцов ротора снижает величину полного потока машины, что позволяет уменьшить размеры магнитной цепи и, следовательно, снизить вес генератора и расход конструктивных материалов. [18]
В описанных одноступенчатых регуляторах Величину добавочного сопротивления уменьшать нельзя, так как она определяется заданным значением максимального числа оборотов генератора Птах Следовательно, в этом случае для уменьшения разрывной мощности контактов необходимо ограничивать ток возбуждения Ie max, что ведет к увеличению размеров обмотки возбуждения, а следовательно, размеров и веса генератора. [19]
Она состоит из генератора Г-3 напряжением 12 0 и выпрямленной мощностью 2000 вт, а также выпрямителя РС-29. Вес генератора с выпрямителем равен 40 кг, удельная мощность составляет 50 вт / кг. [20]
Для защиты магистральных газопроводов от почвенной коррозии может быть применена станция катодной защиты КСВ-5 с ветро-электрогенератором ВЭ-5. Вес генератора около 400 кг, его мощность зависит от скорости ветра и изменяется в следующих пределах. [21]
Путем выбора достаточно высокого передаточного отношения привода можно достигнуть того, чтобы включение генератора и число оборотов ротора, при котором генератор отдает поминальную мощность, соответствовало числу оборотов вала двигателя холостого хода, вследствие чего генератор отдает номинальную мощность уже при этом режиме работы двигателя. Вес генератора значительно понижается из-за отсутствия коллектора и щеток; однако общее снижение веса установки оказывается очень небольшим, так как при наличии генератора переменного тока в систему электрооборудования приходится дополнительно вводить выпрямитель переменного тока, который выполняет функции коллектора. Абсолютное снижение общего веса установки все же возможно путем повышения числа оборотов ротора, так как при более высоком числе оборотов с помощью одного и того же количества активных материалов может быть получена более высокая мощность. Вследствие этого при генераторах переменного тока мощностью 1500 вт, устанавливаемых на автобусах, для которых является характерным длительная работа двигателя на малых числах оборотов холостого хода ( 50 - 60 % от общего времени пребывания на линии), при большом повышающем передаточном отношении привода генератора ( 1: 3 5 - 1: 4) общий вес установки снижается на 50 % по сравнению с генераторами постоянного тока. [22]
Как можно видеть из кривых, вес генераторов мощностью 7 5 ква и всей системы непрерывно уменьшается с возрастанием частоты. Следовательно, имеется частота, начиная с которой в емкостных стабилизаторах нецелесообразно предусматривать повышающий трансформатор. [23]
С точки зрения наиболее эффективного использования объема постоянного магнита важно правильно выбрать параметры магнитной системы и самого машита, максимально использовать развиваемую магнитом энергию. В этом случае получаются минимальные размеры и вес генератора при заданной мощности. [24]
Чтобы не допустить этого, напряжение искусственно ограничивают и поддерживают на постоянном уровне при помощи автоматического регулятора напряжения, благодаря чему мощность генератора остается неизменной. Следовательно, расчетным числом оборотов, определяющим размеры и вес генератора, является его начальное число оборотов. [25]
Турбогенераторы устанавливаются на специальных фундаментах. Фундамент воспринимает вес турбины, конденсатора и трубопроводов к ним, а также вес генератора и воздухоохладителя. Кроме того, на фундамент передаются динамические силы, возникающие от неуравновешенности вращающихся масс. Фундамент турбогенератора состоит из массивной, обычно железобетонной, плиты и каркаса ( рамы) фундамента. Опорная плита фундамента устанавливается непосредственно на грунт с твердой основой. Опорная площадь фундаментной плиты выбирается в соответствии с допускаемой нагрузкой на грунт. Каркас фундамента на опорной плите устанавливается с таким расчетом, чтобы равнодействующая сила тяжести каркаса, фундаментной рамы и турбогенератора проходила через центр тяжести опорной плиты. [26]
С увеличением начального числа оборотов генератора необходимо повышать передаточное число от двигателя к генератору, чтобы обеспечить отдачу генератором зарядного тока и достаточную зарядку батареи при малых скоростях городской езды. Поэтому чрезмерное повышение начального числа оборотов с целью уменьшения веса генератора приводит к увеличению его износа и уменьшению надежности в работе. [27]
Стронций-90 создает заметное 7-излучение. Расчетное значение мощности дозы, создаваемой тепловыделяющим блоком без защиты на расстоянии 1 м, равно 500 р / ч сбоку и 235 р / ч сверху и снизу. Такая урановая защита, размещенная вокруг термоэлектрического генератора, обеспечила наименьшие размеры и вес генератора. [29]
Термоэлектрогенератор ТГК-3 содержит две термобатареи. Одна из них питает цепи накала электронных ламп, другая - через вибропреобразователь питает анодные цепи ламп. Запас керосина в лампе обеспечивает 8 ч непрерывной работы генератора. Вес генератора без вибропреобразователя равен 3 кг. [30]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Как сделать генератор - расчёт и изготовление
Основной показатель генератора это напряжение, а зная напряжение можно высчитать все другие параметры, такие как ток зарядки аккумулятора, и мощность генератора в целом. Генератор обычно строится для зарядки аккумуляторов имеенно для этого мы и попробуем рассчитать генератор. Напряжение катушек генератора зависит от числа витков в катушках, от магнитной индукции магнитов, и от скорости, с которой меняется магнитное поле. Проще говоря чем быстрее движутся магниты мимо катушек тем выше напряжение.Для расчёта напряжения генератора воспользуемся простой формулой, она очень простая и не должна вызвать проблем. Подробнее с примером можно почитать здесь - Расчёт ЭДС генератора. Про фазы и соединения катушек будет ниже, а пока разберемся с напряжением генератора.
Формула E=B·V·L где: Е-напряжение генератора (V). B-магнитная индукция магнитов(Тл). V-скорость движения магнитов (м/с). L-активная длина проводника (м).
С буквой Е - это напряжение генератора, которое нам нужно вычислить, а далее буква В - которая не известна, так-как мы не знаем какая магнитная индукция магнитов. Но если помучить поисковик и почитать форумы, то можно узнать что магнитная индукция неодимовых магнитов около 1,25Тл, конечно она разная для разных марок магнитов, но это среднее значение. Так-же известно что чем дальше от магнита - тем меньше и магнитная индукция. В общем если в случае изготовления дискового генератора расстояние между магнитами на противоположных дисках будет равно толщине магнитов, то магнитная индукция будет примерно 1.0Тл, если расстояние больше, то естественно магнитное поле будет слабее. Если к примеру у вас магниты толщиной 10мм, и вы делаете расстояние между магнитами 10мм, то индукция будет где то 1.0Тл, а статор в этом случае получится не более 8мм толщиной, и по 1мм на зазоры. Если расстояние будет скажем 12-14мм, то магнитная индукция упадет до 0.8-0.7Тл и ниже.
Для генераторов с железом принцип такой-же, но толщина магнитов может быть разная, некоторые ставят магниты толщиной 10-15мм, хотя для магнитной индукции в 1.0Тл достаточно толщины магнитов 3-4мм. Ещё важна толщина - магнито-пропускаемость статора, на зубы которого наматываются катушки. Если переборщить с толщиной магнитов то статор не сможет замкнуть всё магнитное поле и оно выйдет наружу, и к статору снаружи будет магнитися железо. То-есть это потери магнитного поля и нет смысла использовать слишком мощные магниты так-как часть магнитного поля не будет использоваться. Все конечно зависит от конкретных условий, но если не известна магнитная индукция, то лучше её брать как 0.8-1Тл.
Вернемся к формуле, V - это скорость движения магнитов, рассчитать её очень просто. К примеру если диаметр ротора с магнитами у нас 20см, то 20*3.14=62.8см. То-есть получается что за один оборот магниты проходят расстояние 62.8см или 0.62метра. Если диаметр ротора 8см, то аналогично 8*3.14=25.12см или 0.25м.
L - это активная длина проводника, то-есть это та длинна медного провода, которая попадает под магниты, ведь именно только тот участок провода вырабатывает электричество, который попадает под магнитное поле магнитов. Для дисковых аксиальных генераторов длинна активного проводника равна длинне магнитов. К примеру если у вас круглые магниты размером 30*10мм, то L=30мм, ну а если прямоугольные размером 50*30*10мм, то L=50мм. Для генераторов с железным статором активная длинна проводника равна ширине статора.
Активная длинна проводника
Активная длинна проводника, расчёт катушек генератора
Теперь попробуем высчитать напряжение генератора, но сначало разберемся с катушками генератора
Генераторы бывают как однофазные, так и трёхфазные. Как правило новички делают однофазные генераторы считая их более простыми, но однофазные гудят при работе, так-как число магнитов и катушек у таких генераторов одинаковое. И получатся так что когда магниты набегают на катушки, то катушки сопротивляются этому и отталкивают магниты. В итоге происходит как-бы пик сопротивления и спад, от этого гудение и вибрации. Трёхфазные устроены иначе, там смещение катушек относительно магнитов 2/3, и за счёт этого нагрузка равномерно распределена, от этого вибрация значительно ниже. Так-же и характеристики по мощности несколько лучше, а схема не намного сложна.Ниже схема соединения однофазного генератора
Соединение катушек
соединение катушек однофазного генератора
Катушки однофазного генератора соединяются так , начало первой на выход (диодный мост), а конец соединяется с концом второй катушки, начало второй с началом третьей, конец третьей с концом четвёртой, начало четвёртой с началом пятой катушки, и так далее до последней катушки.
Соединение катушек трехфазного генератора
Соединение катушек
соединение катушек трёхфазного генератора, на рисунке статор состоящий из 15-ти катушек
Катушки трехфазного генератора соединяются так: Начало первой катушки с концом четвёртой, а начало четвёртой с концом седьмой, начало седьмой с концом десятой, начало десятой с концом тринадцатой, а начало тринадцатой на выход вместе с концом первой. Остальные две фазы аналогично начиная со второй катушки, и третья фаза с третьей. В на рисунке статор состоит из 15 катушек, а на дисках должно быть по 10 магнитов. Если статор состоит из 9 катушек, то три катушки на фазу, и на дисках может быть или шесть пар магнитов, или 12 пар.
Вернёмся к формуле E=B·V·L. К примеру планируется намотать 18 катушек проводом 1.0 мм, и в катушку помещается по 80 витков, значит всего у нас витков 18*80=1440 витков. Если генератор однофазный то так и считаем по всем катушкам, а если трёхфазный то будем брать катушки одной фазы, в данном случае шесть катушек в фазе, а потом вычислим данные при соединении звездой или треугольником. Я буду считать трёхфазный, по этому беру шесть катушек 80*6=480витков.
Магниты у нас к примеру 30*10мм (по 12шт на диске), значит активная длинна проводника 0.03м, если статор железный, то берётся ширина статора. Диски с магнитами у нас к примеру диаметром 20см, но надо брать диаметр по центру магнитов, значит минус 1,5см по кругу и того 20-3см=17*3.14=53.38см или 0.53м. Хочу напомнить что толщина железных дисков должна быть не менее толщины магнитов, иначе магнитное поле выйдет за железо и не будет участвовать в выработке электричества и магнитная индукция будет ниже, а если у вас к примеру ротор асинхронного двигателя, то после проточки желательно одеть металлическую гильзу и на неё клеить магниты, или вытачивать цельно-металлический ротор, так магниты будут использоваться эффективнее и можно или получить больше мощности или сэкономить на толщине магнитов.
И так теперь у нас есть необходимые данные для расчёта напряжения генератора к примеру при 60об/м. Магнитную индукцию возьмём равной 1Тл. Скорость движения магнитов у нас за оборот 0.53м, значит при 60об/м будет 1об/с, то-есть 0.53м/с - скорость движения магнитов. Активная длинна проводника нам тоже известна и равна 0.03м. Тогда 0.03м нужно умножить на количество витков в катушке (80) и на количество катушек (6), и получится 0.03*480=14.4м.
Теперь представляем значения в формулу E=B(1Тл)*V(0.53м)*L(14.4м), получается E=7.632V. В общем при 60об/м получается напряжение фазы 7.6 вольт. Напряжение генератора растёт линейно в зависимости от оборотов, значит при 120об/м будет 15.2 вольта, а при 240об/м будет 30.4 вольт. А при 300об/м будет 38.0 вольт. Зарядка начнётся при 120об/м если соединить фазы генератора треугольником. При соединении звездой напряжение генератора будет выше в 1,7 раза, значит зарядка начнётся ещё раньше, при 90об/м.
Но если нарисовать виртуальный статор с катушками и магнитами, то можно увидеть что магнит не перекрывает собой полностью катушку и 30% активной зоны не перекрывается как бы не стоял магнит, а это значит что 30% не участвует в выработке напряжения и это надо учитывать. Часто получается так что магнит перекрывает только половину катушки, и это значит что только половина витков участвует в выработке электричества. Значит в нашем случае напряжение будет ниже на 30% чем получилось, то-есть не E=7.632V, а E=5V.
Теперь поговорим про ток генератора, его сопротивление и соединение звездой и треугольником
Напряжение мы теперь можем определить и подогнать начало зарядки под винт ветрогенератора, чтобы и винт мог раскрутится и зарядка начиналась на слабом ветру. Но зарядка осуществляется током в амперах, а сила тока зависит от сопротивления катушек и нагрузки в целом (провода и аккумулятор).Чем меньше сопротивление - тем выше сила тока зарядки и меньше потерь на нагрев, по-этому сопротивление обмотки генератора нужно делать как можно меньше. В нашем генераторе состоящем из 18 катушек всего 18*80=1440 витков, это по 480 витков в фазе. Чтобы узнать сопротивление фазы нужно узнать длинну провода в фазе и его сечение. Длина одного витка в среднем примерно 0.08м, значит 0.08*480=38.4м. Сопротивление одного метра медного провода сечением 1мм равно 0.0224Ом. Далее 38.4*0.0224=0.86Ом.
Таблица сопротивления медного провода
Теперь мы знаем сопротивление фазы, которое равняется 0.86Ом. Если соединить генератор звездой, то общее сопротивление генератора возрастет на 1.7, и так-же напряжение, а если треугольником, то общее сопротивление останется равным одной фазы, и напряжение тоже будет равно фазному. При звезде сопротивление станет 0.86*1.7=1.46Ом.
Чтобы узнать какой будет ток зарядки аккумулятора нужно знать напряжение генератора и его сопротивление, что мы уже знаем. Чтобы вычислить нужно от напряжения холостого хода генератора отнять напряжение генератора, и полученную сумму разделить на сопротивление, и получится ток зарядки. К примеру у нас при соединении звездой при 120об/м напряжение в холостую равно 10V*1.7=17 вольт. Тогда от 17 вольт отнимем напряжение аккумулятора 17-13 вольт и получим разницу в 4 вольта, разделим на сопротивление 1,46Ом, и получим 4:1.46=2.7Ампер. И так можно вычислить силу тока на каждых оборотах генератора, а чтобы получить мощность зарядки нужно амперы умножить на вольты, в данном случае 2.7*13=35.1 ватт*ч. А уже при 240об/м напряжение в холостую будет в два раза больше, так-как растёт линейно, тогда уже 20V-13=7:1.46=4.7 Ампер.
Но здесь играет роль не только сопротивление самого генератора, но и сопротивление провода от генератора до аккумулятора, сопротивление диодного моста, на котором падает до 1вольт напряжения, и сопротивление самого аккумулятора. Все это высчитать можно, но довольно сложно. Так-же изменяется сопротивление генератора во время работы, по-этому сумма общих потерь может составлять до 50% от мощности, и в итоге ток зарядки может оказаться в два раза меньше расчетного. И так-как это трудно все учесть на потери в среднем можно скинуть 30%, значит реально а аккумулятор пойдёт ток не 4.7Ампер при 240об/м, а значительно ниже, около 3.5-4 Ампера.
Такой расчёт дает примерное представление о будущем генераторе, но все-же это лучше чем делать как получится ничего не считая, и потом удивляться тому что или напряжение слишком низкое или высокое, или сопротивление слишком большое и смешной ток зарядки. Просчитав свои генераторы я убедился в справедливости такого расчёта генератора.
При расчете генератора нужно учитывать что его будет крутить ветроколесо ветрогенератора, и у ветроколеса есть свои обороты, и генератор нужно хоть примерно делать под будущий винт. Если это будет вертикальный ветряк, то его ветроколесо вращается очень медленно по сравнению с горизонтальным винтом. И в связи с этим нужно чтобы зарядка начиналась на очень низких оборотах генератора. Чтобы зарядка начиналась рано нужно чтобы напряжение было выше напряжения аккумулятора, отсюда нужно в катушках иметь как можно больше витков. Но чем больше витков тем длиннее провод, а значит и сопротивление, а сопротивление определяет силу тока зарядки. В итоге чтобы генератор был мощный и рано начиналась зарядка, нужно его рассчитать так чтобы и мощность была, и ветроколесо не перегрузить - иначе оно не выйдет на свои обороты и не наберет мощности.
С горизонтальным винтом генератор нужен не такой большой и материалоемкий как для вертикального, у горизонтальных винтов обороты в среднем в 5 раз выше, от этого и генератор нужен в пять раз меньше и во столько же раз дешевле. Расчёты витроколёс есть в даругих статьях из раздела "Расчёты ветряков". Советую вам и с этим материалом ознакомится, так-как ветрогенератор это единый механизм и его узлы должны быть подходящими по параметрам друг для друга, иначе или винт слишком мощный и малооборотистый или генератор слишком мощный, и толку от такого ветряка будет мало.
Предварительный шаблон генератора
Выше я привёл различные рисунки, но при создании своего генератора желательно сначала увидеть его рисунок, и нарисовать или в компьютере, или на бумаге. Выше мы рассчитывали генератор с дисками под магниты диаметром 20см, и магниты у нас были 30*10м. Ниже рисунок это диск с магнитами и катушка статора.Рисунок генератора
Предварительный рисунок генератора, чтобы узнать каких размеров будут катушки
Так-как у нас по 12 магнитов на дисках, то 360:12=30, получается что секторы под магниты делятся по 30 градусов. Катушек у нас 18, по-этому 360:18=20, то-есть по 20 градусов сектор катушки. В 20 градусов секторе должна поместится катушка, ширина намотки получилась 10мм, а толщина статора у нас 8мм, значит провода диаметром 1мм поместится 10*8:1=80 витков. Если наматывать проводом 1,5мм, то поместится 10*8:1.5=53 витка. А если 2мм диаметр провода, то соответственно 80*8*2=40 витков.
Размеры катушки
Чтобы подогнать генератор под ветроколесо или наоборот потом ветроколесо под генератор нужно высчитать мощность генератора на разных оборотах, к примеру при 120об/м когда начнётся зарядка аккумулятора, и начнётся нагрузка на ветроколесо, и далее при 180,240,300,360,420,480,540,600об/м.
Исходя из выше рассчитанных данных мы получили 17вольт при 120об/м, сопротивление у нас 1.46Ом. более точные данные будут если мерить напряжение во время зарядки в реальном времени, но я для малого тока взял напряжение аккумулятора равным 13 вольт, а далее исходил из напряжения 14 вольт. В итоге ниже получились вот такие расчёты, но на более высоких оборотах при большой разнице холостого напряжения и напряжения при заряде аккумулятора КПД генератора будет падать и ток зарядки опять-же не будет таким большим, хотя генератор будет грузить винт на большую мощность, потери будут на нагреве катушек и в проводах. В общем ток зарядки будет ниже ещё на 10-20%.
при 120об/м - 17-13=4:1.46=2.7А*13=35ватт при 180об/м - 25.5-14=11.5:1.46=7.8А*14=110ватт при 240об/м - 34-14=20:1.46=13.6А*14=190ватт при 300об/м - 42.5-14=28.5:1.46=19.5А*14=273ватт при 360об/м - 51-14=37:1.46=25.3А*14=354ватт при 420об/м - 59-14=45:1.46=31А*14=436ватт при 480об/м - 68-14=54:1.46=36.9А*14=516ватт при 600об/м - 85-14=71:1.46=48.6А*14=680ватт
Но ветроколесо желательно при расчёте делать на 30% мощнее чем расчетные данные генератора, и так чтобы на низких оборотах ветроколесо было чуть мощнее генератора. У нас при 120об/м 35ватт с генератора, значит ветроколесо должно при 120об/м иметь мощность около 40-50ватт. Если ветроколесо будет слабее, то генератор не позволит ему раскрутится до своих оборотов и в итоге обороты будут ниже и мощность тоже. Подробнее про расчёты ветроколес смотрите статьи в разделе, там всё есть.
e-veterok.ru
Масса - генератор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3
Масса - генератор
Cтраница 3
В этом случае сначала течет ток базы транзистора по цепи: аккумуляторной батареи - указатель тока - клемма В регулятора - диод V3 - эмиттер и база транзистора - резистор R6 - корпус реле - масса генератора - - аккумуляторной батареи. [32]
Транзистор открывается и замыкает цепь обмотки возбуждения: аккумуляторной батареи - указатель тока - диод запирания К3 - эмиттерный и коллекторный переходы транзистора - клеммы Ш реле-регулятора и генератора - обмотка возбуждения ( ОВ) генератора - масса генератора - - аккумуляторной батареи. [33]
Для спутника связи разработан генератор СНАП-17 с изотопом стронций-90 мощностью 25 - 30 Вт, напряжением 6 6 В при токе 3 8 А. Масса генератора 13 6 кг, срок службы 3 - 5 лет. [34]
Высота генератора зависит от принятых типа конструкции и схемы возбуждения. Масса генератора зависит от мощности, частоты вращения, типа конструкции, системы охлаждения. [35]
Генераторы переменного тока, помимо исключения проблемы коммутации в скользящем контакте, обладают большей надежностью и требуют меньших эксплуатационных расходов. Существенно также снижена масса генератора переменного тока главным образом за счет уменьшения расходов на дорогостоящие коллекторную медь и электротехнические стали. Кроме того, генераторы переменного тока допускают более высокую частоту вращения ротора, что уменьшает массу дизель-генератора. [36]
Генераторы переменного тока, помимо исключения проблемы коммутации в скользящем контакте, обладают большей надежностью и требуют меньших эксплуатационных расходов, так как отсутствуют коллектор и сложные изоляционные конструкции на якоре, а также сборка и разборка их проще, чем генераторов постоянного тока. Существенно также снижена масса генератора переменного тока из-за отсутствия коллектора и повышения электромагнитных нагрузок. Следовательно, экономия в массе и стоимости генератора переменного тока по сравнению с генератором постоянного тока достигается главным образом за счет снижения расходов на дорогостоящие коллекторную медь и электротехнические стали. Кроме того, генераторы переменного тока могут быть построены на более высокие частоты вращения, что уменьшает массу дизель-генераторной установки. [37]
На станине генератора расположены главные и добавочные полюсы с катушками, составляющие его магнитную систему, которая имеет большее число полюсов, чем магнитная система обычных машин одинаковой мощности и угловой скорости. Повышенное число полюсов снижает массу генератора, так как площадь сечения магнитопровода станины обратно пропорциональна числу полюсов. Повышение числа полюсов влечет за собой увеличение числа коллекторных пластин, что ограничивается малым значением коллекторного деления и резким повышением потенциальных градиентов по окружности коллектора. [39]
Желательно, чтобы нестабильность фиксированной частоты генератора при его работе с селективным приемником не превышала 1 %, Требования к генератору по температурному диапазону, вибростойкости и влагостойкости такие же, как и к приемному устройству. Важным является и требование минимизации массы генератора. Повышение КПД генератора не имеет значения с точки зрения экономии электроэнергии ( он подключается к сети трансформаторной подстанции), но способствует уменьшению массы. Применение находят электромашинные, тири-сторные и транзисторные генераторы. [40]
Они меньше по габариту и массе генераторов постоянного тока, более надежны в эксплуатации. Так как все потребители на кране - постоянного тока, то в генератор встроен кремниевый выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный. [41]
С увеличением мощности потребителей электрической энергии размеры и масса генераторов постоянного тока настолько возросли, что размещать их на двигателях стало затруднительно, а повышение частоты вращения коленчатого вала двигателя увеличивало износ коллектора и щеток. Поэтому вместо генераторов постоянного тока выпускают генераторы переменного тока. Мощность и срок службы таких генераторов значительно увеличены. [43]
Например, повышение сопротивления на участке цепи между выводами Масса генератора и регулятора ( на автомобилях семейства ВАЗ оно не должно превышать 0 01 Ом) вызывает рост напряжения генераторной установки сверх допустимых пределов и, как следствие, перезаряд аккумуляторной батареи. [44]
Стабилизация по первой группе осуществляется с помощью электромашинного усилителя, служащего источником питания высоковольтного трансформатора. Обычно применяют мотор-генераторы повышенной частоты, что существенно снижает габариты и массу рентгеновского генератора и упрощает фильтрацию высокого напряжения за счет применения малогабаритных конденсаторов большой емкости. Стабилизация по второй группе предполагает включение дополнительной управляющей лампы в цепь обратной связи рентгеновского генератора. [45]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Бестопливная малая электростанция для бытовых нужд - Практика и Результаты - Каталог статей
Материал, предложенный ниже, это не вечный двигатель и не чудо устройство. Это бестопливная электростанция – обычный источник энергии для хозяйственных нужд. Если кто-то думает, что в данном устройстве нарушен - закон сохранения энергии, то он ошибается, как раз нет, все в пределах физических процессов. Идея не нова и, скорее всего уже реализована раньше. Самое интересное, что все материалы и элементы конструкции доступны как в приобретении, так и в изготовлении. Единственное, что необходимо это желание и терпение. Единственной моей целью это популяризация данного устройства.
Рассматриваемая нами конструкция основана на силе инерции маховика разогнанного до рабочей скорости. Естественно маховик имеет массу и уже остановить его не так просто. С одной стороны электродвигатель раскручивает маховик (в дальнейшем подкручивает), с другой - маховик крутит генератор. Маховики с целью увеличения крутящего момента применяются в большинстве устройств. Как элемент он присутствует в ДВС, как деталь гидротурбины и во многих других устройствах. Но вернемся к нашей конструкции. Одной из задач которую я себе поставил, она должна быть мобильной, то есть переносной (возимой) и запускаться без внешних источников питания.
То, что у меня получилось, схема изображена на рисунке снизу:
Так же есть одна особенность, радиус маховика должен быть в три раза больше радиуса якоря генератора. Больше можно, меньше наверно тоже. Но я рекомендую эту пропорцию.
Так как наш маховик не является накопителем энергии, а устройством, которое создает эффект разогнанной массы, он все же является источником опасности. Данная масса в процессе всегда отдает вектор силы и получает необходимый вектор от электродвигателя. А накопленная при разгоне энергия как бы всегда постоянна, в результате «подкрутки» от электродвигателя. То есть хитрая конструкция, позволяющая крутить генератор в состоянии нагрузки (работы), без затрат энергии, которые будут превышать его раскрутку. По аналогии автодорожного катка, который катится с горки, только запущенного по кругу.
Генератор используем от автомобиля на 12В 100.А/ч. Электродвигатель (220В) нужен с самовозбуждением, с достаточным крутящим моментом, можно использовать от стиральной машины или подходящий. Количество оборотов, которое должно быть у двигателя в районе 1500 оборотов в минуту. Хотя все подлежит эксперименту. Так же при конструировании шкивов и ременной передачи, маховик должен вращаться со скоростью в два раза большей чем генератор. Пример если генератор в рабочем состоянии делает 1000 оборотов в минуту, то маховик должен делать 2000 оборотов в минуту.
Маховик крепим на отдельном валу, делаем двух ярусный каркас, как показано рисунках снизу
Вид сверху без верхнего яруса
Вид со стороны панели управления без нее
Все узлы и детали всегда нужно продумывать, такие как крепежи двигателя, генератора, вала и т.д. Жесткое крепление к грунту, полу обязательно. Не забывайте о том что в конструкции есть высоковольтные провода. Аккуратность сборки это все же и приятно.
Отдельно о маховике.
Его можно сделать самому или приспособить подходящее изделие. Одним таким подходящим изделием можно считать блины от спортивной штанги. Так же надо учесть что, вес маховика должен быть сбалансированным по отношению к центу, а масса перераспределена, чтобы 50% рабочей тяжести находилось в зоне ближе к краю. Примерно как на рисунке снизу.
Маховик также можно изготовить из толстых листов железа и толстых листов многослойной фанеры. Если использовать блин от штанги необходимо по краям изготовить утяжеляющие балансиры из дополнительного листа металла с вырезанным центром или из больших болтов с гайкой. После сборки обязательное балансирование, на специальной установке. На глаз балансировки не получится.
Маховик - вещь ОПАСНАЯ, особенно на больших оборотах, т.к. кинетическая сила накапливаемая в массе способна разорвать его на куски. Без балансирования, так же получите биение и в конце концов разрушение конструкции.
Пуск устройства
Основным условием правильного пуска есть более раннее включение электродвигателя, чем возбуждение электрогенератора. Для раскрутки маховика нужно сначала запустить электродвигатель и раскрутить маховик до оборотов, обеспечивающих работу генератора в 1,2 раза. После данного действия включаем возбуждение генератора. Работающий генератор будет осуществлять торможение системы, а двигатель будет постоянно подкручивать систему, как бы удерживая обороты маховика и генератора. Выключение устройства опять же по схеме. Сначала двигатель потом возбуждение, когда обороты маховика упадут до 400 об/мин. Как вариант перед включением двигателя не помешает задать вращение маховика вручную, что облегчит работу двигателя.
И будет Вам электроэнергия.
Естественно электрическая схема самая простая, но не единственная. И требует более продуманной системы. Например, включение в схему конденсаторов и т.д. Но это уже на ваше усмотрение. Само устройство необходимо устанавливать защищенном, закрытом помещении.
Серж Ракарский
всегда помните
"Единственной возможностью получить в руки генератор
свободной энергии, это сделать его самостоятельно."
Peter Lindemann США
оставляйте Коментарии.
ua-hho.do.am
