Wiatrak 3,5 m

...inspiracji dla innych nigdy za wiele

Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 22.03.2013, 19:38

Oto moje dzieło. Prace trwają od jesieni zeszłego roku. Kilka fotek z tamtego okresu. Waga prądnicy 45 kg
Załączniki
Zdjęcie0075.jpg
Stojan i magneśnica razem. Prądnica z 8 parami biegunów i 32 magnesami stałymi MPŁ 40 x 18 x 10 / N45 - magnes neodymowy.
Zdjęcie0073.jpg
Stojan prądnicy
75 zwojów na jedną cewkę.
Zdjęcie0062.jpg
magneśnica prądnicy.
Zdjęcie0019.jpg
Podstawa obrotnicy i komutator
Ostatnio edytowano 23.02.2014, 21:49 przez SiEm, łącznie edytowano 3 razy
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 22.03.2013, 19:56

Najpierw elektrownia wiatrowa miała być bez przekładniowa. Ale zdecydowałem na przekładnie 1:1,8 z powodu wykorzystania średniej prędkości w mojej okolicy, która wynosi 3,5 m/s. Teraz czekam na przekładnie pasowo-zębatą tzn. na koła zębate i pas zębaty. Planowana średnica koła wiatrowego to od 3,5 do 4 m.
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 22.03.2013, 20:19

Głowica która będę musiał przeprojektować. Do regulacji prędkości obrotowej zastosuje furling wind turbine , polega na odchyleniu osi wirnika od kierunku wiatru (przy pomocy specjalnej konstrukcji ogona ). Rozwiązanie jest tanie lecz wiąże się z tym że po przekroczeniu pewnej prędkości wiatru energia produkowana przez turbinę spada znacznie. Ale mi to nie przeszkadza bo elektrownia będzie pracowała do max 8 m/s czyli 28,8 km/h prędkości wiatru.
Załączniki
Zdjęcie0099.jpg
Piasta na której będzie się kręciło koło wiatrowe.
Zdjęcie0101.jpg
obrotnica i gondola z prądnicą.
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez klistron » 23.03.2013, 15:19

Jaka jest średnica stojana i jakie są magnesy na wirniku.
Czu sprawdzałeś osiągi napięciowe i prądowe.
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 23.03.2013, 15:47

Dane prądnicy to:
355 obr/min:
196V i 480W , 2,45A obciążenie 80ohm f=50Hz
163V i 665W, 4,1A obciążenie 40ohm f=50Hz
128V i 820W, 6,4A obciążenie 20ohm f=50Hz
560 obr/min:
176 i 1550W, 8,8A obciążenie 20ohm f= 102 Hz

Moc była mierzona za mostkiem prostowniczym 3fazowym.

dla obciążenie żarówką 75W i rezystancji= 718ohm:
90 obr/min= 49V f=10,2 Hz
112 obr/min= 75,8V f=16 Hz
160 obr/min= 87,9V f=24 Hz
180 obr/min= 112V f=26 Hz
280 obr/min=146,3V f=30 Hz
355 obr/min=240V f=50 Hz

Praca optymalna to znaczy nominalna jest przy 355 obr/min i obciążeniu 500W. Ponieważ najlepsza sprawność jest przy tych obrotach = 85%. Prąd do kwadratu x rezystancja uzwojeń x 3
( 2,45^2x14ohm)=84W.
A dla (4^2x14ohm)= 60% tz. 820W
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 23.03.2013, 18:20

Prądnica z 8 parami biegunów i 32 magnesami stałymi - MPŁ 40 x 18 x 10 / N45 - magnes neodymowy
Twornik jest wykonany z Aluminium tz. ma średnice 150 mm i wyfrezowałem 16 rowków pod te magnesy. Wklejanie magnesów trwało ok. 20 dni ponieważ klej epoksydowy "Technicqll metalowt 300kg" który użyłem pełne utwardzenie ma od 24-48 h. Wiec kleiłem i kleiłem :roll: ale mi się nie spieszyło ;).
Zdjęcie z klejenia ;
Załączniki
Zdjęcie0055.jpg
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez klistron » 23.03.2013, 19:59

SiEm solidna konstrukcja, doceniam wytrwałość. Dziękuje za szczegółowe przedstawienie testów prądnicy.
Ja mocno siedzę w amerykankach.
Dla porównania interesują mnie osiągi prądnic rdzeniowych. Przedstawiłeś niezły materiał porównawczy.
Zastanawia mnie czy zamknięcie strumienia magnetycznego w wirniku aluminiowym jakimś magnetowodem
pod magnesami nie podwyższyło by osiągów.
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez set » 24.03.2013, 10:17

nie masz momentu zaczepowego ? Jaka jest szerokość magnesu a jaka nabiegunnika i przerwa między ?
set
 
Posty: 745
Dołączył(a): 04.03.2012, 20:04
Lokalizacja: Jędrzejów

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 25.03.2013, 1:08

Prądnica ma magnesy o szerokości 10 mm a szczelina jest w granicach 1.2 mm. Prądnica na magnesach stałych (neodymowych) jej moc zależy od reaktancji synchronicznej to ona wymusza siłę elektromotoryczna w cewkach stojana. Jeżeli ta szczelina jest mała tak jak w moim przypadku to w indukowane napięcie jest niskie ale dla prędkości pod synchronicznej dla biegu jałowego ale dla nad synchronicznej jest korzystniejsze. Jeżeli szczelina jest większa to i napięcie jest większe ale jest większa reaktancia tz. mniejsza sprawność takiej maszyny cylindrycznej.
Prądnica ma moment zaczepny ok. 2Nm a przy prędkości wiatru 3 m/s koło wiatrowe wygeneruje około 7Nm jeżeli uwzględnimy poprawkę na przekładnie pasową-zębatą (1:1,8) to moment na wale prądnicy wyniesie ok. 4 Nm. Wiec elektrownia ruszy.
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 25.03.2013, 1:17

Jeżeli ktoś ma AutoCad to otworzy ten plik. Jest na nim rysunek piasty do mocowania śmigieł tz. koła wiatrowego. Za pomocą wycinarki laserowej zostanie utrwalony w stali tz. będzie w niej wycięty.
Załączniki
Zdjęcie0103.jpg
Musiałem zrobić zdjęcie ponieważ rozszerzenie dwg zablokowane na tym serwerze.
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 25.03.2013, 2:02

klistron napisał(a):SiEm solidna konstrukcja, doceniam wytrwałość. Dziękuje za szczegółowe przedstawienie testów prądnicy.
Ja mocno siedzę w amerykankach.
Dla porównania interesują mnie osiągi prądnic rdzeniowych. Przedstawiłeś niezły materiał porównawczy.
Zastanawia mnie czy zamknięcie strumienia magnetycznego w wirniku aluminiowym jakimś magnetowodem
pod magnesami nie podwyższyło by osiągów.


W prądnicach tarczowych sprzeżenie magnesów na magnetowodzie jest wskazane ponieważ bieguny N i S nie są połączone metalicznie lecz magnetycznie. Ale w prądnicy cylindrycznej wykonanie magnetowodu z ferromagnetyka jakim jest zwykła stal. ? strumień magnetyczny? Taka budowa tylko zwiększy reaktancjie rozproszenia a ta wpływa negatywnie na parametry elektromechaniczne prądnicy. Zastosowanie aluminium pozwala wykorzystać siłę magnetyczną jaka drzemie w samych magnesach. Musisz wiedzieć ze w twornik i stojan tworzą wspólą indukcyjność rozproszenia tz. jeżeli twornik zwiększa indukcyjność to zwiększa się reaktacjia. Napięcie jest większe ale mniejsza jest sprawność takiej maszyny cylindrycznej.
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 25.03.2013, 18:52

SiEm napisał(a):
klistron napisał(a):SiEm solidna konstrukcja, doceniam wytrwałość. Dziękuje za szczegółowe przedstawienie testów prądnicy.
Ja mocno siedzę w amerykankach.
Dla porównania interesują mnie osiągi prądnic rdzeniowych. Przedstawiłeś niezły materiał porównawczy.
Zastanawia mnie czy zamknięcie strumienia magnetycznego w wirniku aluminiowym jakimś magnetowodem
pod magnesami nie podwyższyło by osiągów.


W prądnicach tarczowych sprzeżenie magnesów na magnetowodzie jest wskazane ponieważ bieguny N i S nie są połączone metalicznie lecz magnetycznie. Ale w prądnicy cylindrycznej wykonanie magnetowodu z ferromagnetyka jakim jest zwykła stal. ? strumień magnetyczny? Taka budowa tylko zwiększy reaktancjie rozproszenia a ta wpływa negatywnie na parametry elektromechaniczne prądnicy. Zastosowanie aluminium pozwala wykorzystać siłę magnetyczną jaka drzemie w samych magnesach. Musisz wiedzieć ze w twornik i stojan tworzą wspólą indukcyjność rozproszenia tz. jeżeli twornik zwiększa indukcyjność to zwiększa się reaktacjia. Napięcie jest większe ale mniejsza jest sprawność takiej maszyny cylindrycznej.
Załączniki
Zdjęcie0104.jpg
Piasta do mocowania śmigła w 3D wersja AutoCad
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 26.03.2013, 22:48

Dziś Zamówiłem właśnie koła zębate i pas. Jednak koło wiatrowe będzie miało 3.5 metra średnicy.
Zastanawiam się czy zastosować hamulec zwykły czy odśrodkowy?
Załączniki
Zdjęcie0100.jpg
Gondola. Widok od tyłu
Zdjęcie0097.jpg
Obrotnica
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez klistron » 02.04.2013, 16:20

Ja przy wiatrakach do Fi 3.6m hamowałem wyłacznie regulatorami sukcesywniw właczajacymi obciażenie.
Gdy chciałem zatrzymać wiatrak to zwierałem trzyfazowe napiecie zmienne.
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 02.04.2013, 17:53

Ogon wykonam z blachy aluminiowej oraz profilu aluminiowego. Obudowa gondoli będzie też z aluminium. Trapi mnie czy rura fi 218 mm będzie odpowiednia na maszt?
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 03.04.2013, 18:20

Oto śmigła 3,5m do mego wiatraka
Załączniki
Zdjęcie0114.jpg
Zdjęcie0113.jpg
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 04.04.2013, 19:24

Dziś doszły koła zębate i pasek zębaty. Pasek ma szerokość 50 mm a jego obciążalność na zerwanie to 3600 N czyli 360 kg. Obroty ograniczę za pomocą "mimośród"a przy silnych wiatrach (ponad 8m/s). Przesunięcie osi obrotu wirnika od osi obrotu głowicy to 12cm.
Wrzucam zdjęcia.
Załączniki
Zdjęcie0116.jpg
Zdjęcie0115.jpg
Ostatnio edytowano 07.04.2013, 20:08 przez SiEm, łącznie edytowano 2 razy
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez klistron » 05.04.2013, 10:36

Jak montujesz przekładnię pasową to konieczny jest dodatkowy hamulec, oprócz elektromagmetycznego.
klistron
 
Posty: 552
Dołączył(a): 22.08.2008, 0:35

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 05.04.2013, 20:57

Myślałem nad hamulcem, ale zrezygnuje z niego. Nie ma zresztą miejsca na niego. Nie chce zwiększać wagi gondoli. Jutro odbieram arkusz blachy gr. 5mm do cięcia CNC trzeba zrobić mocowanie śmigieł do piasty. Mój tok myślenia teraz kierunkuje na układ energoelektroniczny elektrowni.
Jak sadzicie przekładnia pasowa wytrzyma kilka lat?
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Re: Wiatrak 3,5 m

Postprzez SiEm » 11.04.2013, 21:16

Chce zastosować sieć z angielska "Grid Tie", która będzie załączona równolegle do sieci energetycznej z zastosowaniem inwertera sieciowego. Co sądzicie o tym rozwiązaniu?
SiEm
 
Posty: 243
Dołączył(a): 17.03.2013, 20:59

Następna strona

Powrót do Pochwal się swoją konstrukcją...

Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 2 gości

cron