Cewka testowa - wyniki

Budowa prądnicy domowym sposobem

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez shinobi » 23.09.2013, 19:51

Zmierzasz pewnie do KOMEL-owskich obliczeń Di=De*0,577 i u mnie niestety tak nie jest. Mam tarczę 520mm, magnesy nie są przyklejone przy brzegu, bo na średnicy 514mm i mają długość 50mm. Ale stosując powyższy wzór musiałbym mieć śmiesznie cienkie ceweczki, jak to KOMEL zrobił w tym samym dokumencie podczas testowania tej małej prądniczki. Chciałem upchać więcej miedzy i zobaczyć jaki będzie wynik.

Dobrze, ale po co mi wspomniane przez Ciebie prawo Ohma do obliczenia mocy całej prądnicy? Czy zmierzone V i I nie wystarczą?
shinobi
 
Posty: 28
Dołączył(a): 30.07.2013, 13:00

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez klistron » 23.09.2013, 21:32

Wystarczyło by tylko napięcie przy danych obrotach, gdyby opór miedzi wynosił zero. Ten opór ogranicza odbierane amperaże, a moc to Wat = A * V.
Stąd konieczność przetestowania cewki nieobciążonej -Ustalić obroty i Volty
oraz pod obciążeniem obroty , A i V. (Wszystko AC-zmienne)
Po takim w miarę dokładnym pomiarze można prawie wszystko wiedzieć o danej prądnicy- przede wszystkim ile ucieka nam mocy na straty, no i ile my odzyskamy.
Pamiętać również należy że grubość drutu limituje dopuszczalne amperaże.
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez klistron » 23.09.2013, 21:50

Komel-owskimi wzorami nie sugeruje się, mam własne sprawdzone teoretycznie i praktycznie.
Masz zbyt duże odstępy między magnesami stąd takie niskie osiągi cewki testowej.
Do tych tarcz konieczne jest co najmniej 24 magnesy na jedną, a 28 to byłaby super amerykanka łatwo startująca.
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez shinobi » 23.09.2013, 22:09

Dzięki za cenne wiadomości - to 50% Twojego postu.

Następne 50% to znowu o AC gdzie już jest "po ptokach" i mam wyniki tylko dla DC i pragnę z nich wyliczyć możliwości prądnicy. Czekałem na ten moment dość długo i coś czuję, że będę musiał przeczytać jakąś książkę z elektrotechniki ;)

Ba, 2x28 magnesów takiej wielkości w dzisiejszych czasach to "walizka" pieniędzy :) Myślę, że następnym razem będę w stanie uwzględnić wszystkie uwagi i popełnić mniej "baboli". A następny raz będzie opisany w oddzielnym wątku. Po krótce, chcę zbudować dokładnie taką samą prądnicę jak KOMEL, tą 104.7W i nawinąć cewki raz po "standardowemu" a raz SEMA i zobaczyć jak rzeczywiście jest to z tą sprawnością/odzyskiem mocy między tymi dwoma sposobami nawijania cewek. Po co? Bo lubię eksperymenty, a rzadko kto je robi. Ludzie dyskutują na forach co jest lepsze a co gorsze, a ja chcę tym razem sprawdzić to doświadczalnie. Ale o tym później, najpierw chcę jeden temat doprowadzić do końca, więc jeszcze raz apeluję o pomoc w obliczeniu mocy ze zmierzonych wartości z małym wytłumaczeniem dlaczego tak a nie inaczej.

Pozdrowienia!
shinobi
 
Posty: 28
Dołączył(a): 30.07.2013, 13:00

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez klistron » 23.09.2013, 22:47

Zbyt duży jest rozrzut w Twoich pomiarach żeby coś konkretnie przeliczyć. Osiągi z jednej fazy składającej się z 12 cewek przy 100 RMP to niecałe 34VAC, a napięcie z 3 faz powinno być w granicach 83VDC. Bez powtórzenia pomiarów nic więcej nie mogę powiedzieć.
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez shinobi » 23.09.2013, 23:04

Cewek jest 16 w fazie a to są wyniki z drugiego testu dzień później, gdzie zmniejszyłem szczelinę o 1mm (już mniej nie mogłem) a mierzone było DC poprzez mostek Graetz'a (4 diody Schottky):

Pod obciążeniem żarówka 3.6V, 0.5A
RPM - U [V]
40 - 0.92
60 - 1.64
80 - 2.38
100 - 3.12

RPM - I [A]
40 - 0.18
60 - 0.24
80 - 0.32
100 - 0.37

Bez obciążenia:
RPM - U [V]
40 - 1.61
60 - 2.40
80 - 3.18
100 - 4.04

Napięcia i prądy rosną liniowo wraz z obrotami, więc o jaki rozrzut chodzi? Serio mój test poszedł na marne?! :shock:
shinobi
 
Posty: 28
Dołączył(a): 30.07.2013, 13:00

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez set » 23.09.2013, 23:32

Pracę nad prądnicą trójwarstwową zarzuciłem gdyż
Duże straty (miedź aktywna jednej cewki to 100 mm a nie aktywna 200 może więcej )
Nawijanie cewek kłopotliwe
Żywica epoksydowa przy 70 stopniach mięknie i cewki latają
22 kg miedzi (w moim przypadku)
Mało zwarta konstrukcja
Po obejrzeniu prądnicy rdzeniowej straciłem serce do amerykanki
Jakbym miał teraz robić to wolałbym klasyczną bo trójwarstwowa jak dla mnie to przerost formy nad treścią.
Może kiedyś będę robił inną rdzeniową to pójdę w większą średnicą a krótszą długość.
set
 
Posty: 752
Dołączył(a): 04.03.2012, 20:04
Lokalizacja: Jędrzejów

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez klistron » 24.09.2013, 11:33

Wyniki są prawie takie same jak poprzednie, szkoda jednak że w dalszym ciągu są to pomiary napięcia stałego, a nie zmiennego. Mostek znacznie komplikuję ocenę, stąd ten rozrzut wyliczeń, szczególnie przy przepływach natężenia prądowego. Warto by jednak zerknąć w książkę do elektrotechniki i zobaczyć wykresy prądowe na mostku prostowniczym. Duży amperaż prądowy jest "wstrzykiwany" w krótszym odcinku czasu niż przebieg napięciowy. Z mostka dochodzą nam też straty o których niewiele wiemy. Stąd po co komplikować test jednej cewki.
Z mostka 3F warto jedynie zrobić testowy pomiar całej prądnicy i jak mamy pomiary AC parametrów na fazach to możemy ustalić ile tracimy na mostku prostowniczym.
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez klistron » 24.09.2013, 12:54

Twój pomiar oporności cewki 0.9 Ohma jest dość przybliżony do obliczanego dla 100 podwójnych zwojów.
Spróbujmy go wykorzystać do oceny mocy w jednej fazie, operując na prądzie zmiennym.
Faza złożona z 16 cewek powinna uzyskać SEM 65V i łącznie ma znaczną oporność bo aż 14.4 Ohma.
Obciążając ją: 1 Ohmem uzyskamy 4.22A co da odzysk 18W i 257W straty.
14.4 Ohmami uzyskamy 2.26A co da odzysk 73W i 73W straty.
30 Ohmami uzyskamy 1.46A co da odzysk 64W i 31W straty.
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez shinobi » 24.09.2013, 13:22

Pamiętaj Klistron, że ja z tych bardziej mechanicznych niż elektrycznych, więc proszę o sprostowanie:

Jaki jest obrazowy przykład obciążenia 1 Ohm? Czy może to być np. 4V żarówka, przez którą popłynie 4A prądu?

Jeżeli tak, to co dalej... Czy zmierzamy w kierunku sprawdzenia czy drut zastosowany 2x071mm jest odpowiedni? Jestem bardzo elastyczny jeżeli chodzi o przyszłe obciążenie prądnicy. Jeżeli okaże się, że nadaje się tylko do aku lub tylko do grzałki - nie ma sprawy. Ale chciałbym z całej tej "zabawy" wyciągnąć jakieś dobre wnioski a następny raz może będzie lepszy. Dzięki za pomoc.
shinobi
 
Posty: 28
Dołączył(a): 30.07.2013, 13:00

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez klistron » 25.09.2013, 0:02

Tak ta żarówka to 1 Ohm ale gdy rozżarzana, bo zimna będzie miała dużo niższą oporność.
Twoja cewka też ma oporność w okolicach 1 Ohma, ale chyba to nie jest ważne. Obliczeniami chciałem wskazać nieefektywność założenia konstrukcyjnego.
Istotne jest to że prądnica o dużym oporze wewnętrznym aby nie przynosiła strat musi pracować na możliwie dużych napięciach i małych natężeniach i w Twoim przypadku gdzieś do około 6A. Przekraczanie tego natężenia będzie skutkowało tym że energia odzyskana będzie mniejsza niż stracona na ciepło w statorze. A całość musi napędzić śmigło.
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez shinobi » 25.09.2013, 9:12

Czy 6A jest prądem jednej czy trzech faz, który przyjąłeś za maksymalny?

A propos łopat, jeżeli maksymalna moc prądnicy przy powiedzmy 200obr/min to 1kW i Wiatrak 1.1 liczy, że skrzydło o średnicy 3.7m, Z=5 przy wietrze 8m/c osiągnie 200obr/min i 1kW, to czy program uwzględnia pole magnetyczne i opór na prądnicy, który dodatkowo trzeba pokonać. Bo zakładam, że licząc moc prądnicy przykładowe w/w 1kW jest to moc elektryczna. Dalej moc na łopatach 1kW = moc mechaniczna pochodząca od wiatru uwzględniająca straty mechaniczne i aerodynamiczne. A gdzie tu jest uwzględniony opór prądnicy podczas generowania prądu na obciążenie?

A więc puenta: Czy policzona moc elektryczna prądnicy to ta sama moc mechaniczna, którą musimy przyłożyć, aby pokonać opory pola magnetycznego?
shinobi
 
Posty: 28
Dołączył(a): 30.07.2013, 13:00

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez klistron » 25.09.2013, 10:06

Śmigło żeby się kręciło musi pokonać wszystkie opory prądnicy.
Mechaniczna moc śmigła musi rozłoży się na moc sumaryczną: ELEKTRYCZNĄ odzyskiwaną przez podłączone obciążenie plus straconą na oporze uzwojeń oraz MECHANICZNĄ traconą na przekładnie lub ułożyskowanie prądnicy bez przekładniowej.
Niestety te 6 A dotyczy natężenia z 3 faz aby uzyskać w miarę sensowny osiąg. Stąd nie tylko ja ale i koledzy, konstruują prądnice w których 1faza złożona z 5 lub 6 cewek ma oporność mniejszą niż Twoja jedna cewka. Za wszelką cenę staramy się zmniejszać uzwojenie nieczynne pochłaniające energie, bo prądnica to nie grzejnik i ma oddawać energię a nie pochłaniać. Te zasady nie bierzemy z „chmur” ale z przeliczeń teoretycznych starannie później sprawdzanych w praktyce.
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez shinobi » 25.09.2013, 11:17

Czyli jeżeli dobrze zrozumiałem twierdzisz, że (jeżeli chodzi tylko o moc elektryczną) śmigło musi pokonać moc elektryczną brutto: moc oddawana na obciążenie + moc na grzanie uzwojeń. Dobrze wiedzieć :)

Według moich (początkujących!) obliczeń wychodzi mi, że drut 2x0.71mm może być obciążony prądem 3.16A (przyjmując 4A na 1mm2), więc:

Napięcie na biegu jałowym, 200obr/min: 8V*16 cewek=128V
Rezystancja 16 cewek: 0.9*16=14,4Ohma
Napięcie obciążenia: 83V (załóżmy na potrzeby obliczeń coś fikcyjnego)

Daje:
Prąd 3.13A
Moc na obciążenie: 260W
Moc na grzanie: 141W
Sprawność: 65%

Czy dobrze liczę?
shinobi
 
Posty: 28
Dołączył(a): 30.07.2013, 13:00

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez klistron » 25.09.2013, 21:23

Twoja analiza jak i trafny dobór ponoć „fikcyjnego napięcia obciążenia” nie za bardzo wynikającego z przedstawionych pomiarów, nie jest taka „początkująca” jak przedstawiasz. No ale dla dobra eksperymentu mniejsza o to. Właściwie policzyłeś tą 65% sprawność dla 200RMP. Pamiętać jednak trzeba że przy śmigle 3.7 m nagminnie korzystamy z obrotów rzędu 40 do 90 RMP, jak i o mostku trzyfazowy który również obniży obliczoną sprawność.
Ja w swoich konstrukcjach dążę do optymalnego wykorzystania warunków wietrznych oraz zapewnienie sprawności prądnicy powyżej 86%.
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez shinobi » 25.09.2013, 21:50

Korzystałem z arkusza kalkulacyjnego Waldka, który był w wydzielonym temacie "Prądnica amerykanka o śr. 350mm" i wklepałem dane z pomiarów, a "fikcyjną wartość napięcia" wklepywałem tak długo, aż uzyskałem prąd maksymalny dla danego drutu, więc nadal uważam się za newbie. Ale mózg i czas mam, więc dużo czytam. Co nie zmienia faktu, że cenie sobie "forumową" pomoc. Dzięki.

Stąd nie tylko ja ale i koledzy, konstruują prądnice w których 1faza złożona z 5 lub 6 cewek ma oporność mniejszą niż Twoja jedna cewka.


Zastanawiałem się nad tym i myślę, że po zwiększeniu przekroju drutu zmniejszę rezystancję, ale także zmniejszę osiągane napięcie. Wynik końcowy zatem wyjdzie taki sam. I jak tu się mam odnieść do tych 6 cewek o równej rezystancji do mojej jednej... Są to takiej samej wielkości cewki, ale inny drut czy mniejsze gabarytowo od mojej?

Ja w swoich konstrukcjach dążę do optymalnego wykorzystania warunków wietrznych oraz zapewnienie sprawności prądnicy powyżej 86%.


To, że preferujesz większe łopaty, to już czytałem w dziale "Pochwal się" :), ale proszę uchyl rąbka tajemnicy, jak uzyskujesz takie sprawności. Ja aby coś takiego uzyskać, to musiałbym mieć:
Napięcie na biegu jałowym:124 V
Rezystancja uzwojeń:13.6 Ω
Napięcie obciążenia: 110 V
Moc na obciążenie: 113.24 W
Moc zużyta na grzanie uzwojeń: 14.41 W
Sprawność:88.71%
A więc moc fazy 113W szału nie robi. Myślałem, że pójście w cienki drut i wyższe napięcia, to lepsze sprawności a tu taki mi klops wyszedł. DLACZEGO?

Czy mógłbyś podać jakiś przykład albo parametry dla których sensownie jest projektować prądnicę?
shinobi
 
Posty: 28
Dołączył(a): 30.07.2013, 13:00

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez klistron » 29.09.2013, 10:00

Ilość magnesów i ich jakość bezpośrednio decyduje o osiągu prądnicy. Liczba cewek jest mniej istotna, gdyż ważna jest przede wszystkim odpowiednio dobrana łączna liczba zwojów fazy i odpowiednia grubość drutu aby dopasować się do przewidywanego napięcia i amperażu obciążenia.
Wspomniany wyżej wątek „Amerykanka o średnicy 350” dokładnie przedstawia przyczyny obniżania sprawności. Między innymi jest nim znaczny opór wewnętrzny prądnicy spowodowany zbyt cienkim uzwojeniem, oraz przede wszystkim nadmiar miedzi nie aktywnej dochodzący do 200% uzwojenia aktywnego. To jest główny powód że kto zaczął liczyć to ucieka od prądnicy wielowarstwowej.
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez shinobi » 07.10.2013, 11:16

klistron napisał(a):stąd uproszczenie nie 3x a około 2.5x i mamy VCD z 3 faz. A ów pierwiastek z 3 * VAC 1F( fazowe) = VAC międzyfazowe.


Wybaczcie moją ciemnotę, ale czy powyższe oznacza, że jak np. napięcie fazy =10V to przy zasilaniu:
1) Prądem DC akumulatora będę miał 10V*2,5=25V
2) Prądem AC grzałki 10V*√3=17,3V

I dalej moc 3 faz (całej prądnicy):
1) VDC(jednej fazy) * I (1 fazy) *3(fazy).
2) VAC(jednej fazy) * I (1 fazy) *3(fazy).

Pozdrawiam :)
shinobi
 
Posty: 28
Dołączył(a): 30.07.2013, 13:00

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez klistron » 07.10.2013, 23:02

Osoby bliżej związane z elektrycznością pod pojęciem prądu zawsze rozumieją że chodzi o natężenia - o ampery. Aby uzyskać moc w WATACH niezbędne jest napięcie i natężenie. Stąd 1AMPER razy 1VOLT = 1Wat
Może to poniższe sprostowanie cytatu klistrona co nieco rozjaśni. W gorączce grypowej myśląc o napięciu wyraziłem się nieopatrznie o mocy, za co serdecznie kolegów przepraszam.
Napięcie faz ma przesuniecie fazowe co 120 stopni, stad wektorów nie można tak sumować arytmetycznie a jedynie geometrycznie dlatego uproszczenie nie 3x a około 2.5x. Na przykład napięcie jednej fazy * 2.5 i w uproszczeniu mamy stałe napięcie z trzech faz (VDC). A ów pierwiastek z 3 wynosi 1.732 * napięcie zmienne z jednej fazy (napięcie fazowe VAC -między zerem i faza) i mamy napięcie zmienne z z dwóch faz przy połączeniu prądnicy w gwiazdę (napięcie międzyfazowe VAC).
Idąc dalej jeżeli jeżeli miedzy zero a fazę włączymy grzałkę to otrzymamy moc z napięcia fazowego. Podłączając do pozostałych faz takie same grzałki to łączna moc będzie wynosić moc jednej fazy razy trzy.
Ostatnio edytowano 08.10.2013, 9:36 przez klistron, łącznie edytowano 1 raz
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Cewka testowa - wyniki

Postprzez shinobi » 08.10.2013, 9:32

Więc wychodzi na to, że napięcie jest większe przy DC niż AC, a zatem moc też jest wieksza. Tak?

W takim razie jak ma się ten wzór do obliczania mocy do powyższych obliczeń:

P = 3 * U(f) * I(f) * cos(fi)

Ja przepraszam jeżeli to są podstawowe wiadomości tak banalne, że aż nie chcę się tłumaczyć, ale zamierzam kupić jakąś książkę i z czasem zadawać mniej niemądrych pytań...
shinobi
 
Posty: 28
Dołączył(a): 30.07.2013, 13:00

Poprzednia stronaNastępna strona

Powrót do Prądnica

Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 6 gości

cron