Mini turbina wiatrowa 1,5m - pomoc z doborze prądnicy

[buckowina]

Niestety będę zmuszony przewinąć prądnice, gdyż osiągi na aktualnym uzwojeniu są bardzo niezadowalające. Przy 2200rpm udało mi się porządnie rozświetlić żarówkę 60w a przy ręcznym kręceniu korbą ok.350rmp prąd ładowania akumulatora (oczywiście przez mostek prostowniczy) wynosi ok. 0,3A więc prawie nic. I teraz ostateczne pytanie: Czy osoba, która nigdy w życiu niczego nie przewijała, ma szanse na przewinięcie takiego silnika? Oraz, ile zwoi muszę nawinąć na cewkę, aby uzyskać 14V przy 250rpm? drut prawdopodobnie zastosuje 1,2mm Ale zanim wydam na niego kasę, to chciałbym się dowiedzieć, czy aby na pewno jest to odpowiedni drut?

[TOMMASZ]

Buckowina,cały czas zadajesz te same pytania na które odpowiedzi już padły.Zwojów maksymalnie ile wejdzie w żłobek,robisz jedną cewkę powiedzmy 40 zwojów nie odcinając jej od szpuli.Potem wsypujesz w żłobek i liczysz ile się zmieściło,reszta z powrotem na szpilę żeby nie zmarnować.Każda cewka musi mieć tyle samo zwojów,dwie fazy nawijasz w prawo a jedną w lewo.Możesz nawijać pojedyncze cewki potem połączyć bo na pierwszy raz jest to łatwiejsze,łączysz początek jednej cewki z końcem drugiej cewki itd. na każdej fazie.
Dasz radę to zrobić,ale poczytaj jak to zrobić,nie jest wcale tak trudno.
Drut 1.2mm jest odpowiedni jeśli chcesz ładować 12V bo napięcie do ładowania 14V prądnica osiągnie przy nie wysokich obrotach a będzie więcej amperów więc i osiągi lepsze.
Im więcej zwojów uda Ci się wcisnąć na każdą z cewek,tym mniej obrotowa będzie Twoja prądnica,czyli ładowanie zacznie się wcześniej,przy jakich nie wiem bo do tego trzeba przetestować jedną cewkę przy stałych obrotach.
Buła z masłem.

[buckowina]

Może to i głupie pytanie: ale co mam rozumieć przez nawijanie fazy w lewo bądź prawo?

[TOMMASZ]

Może to i głupie pytanie: ale co mam rozumieć przez nawijanie fazy w lewo bądź prawo?

Cewki pierwszej fazy nawija się w prawo,drugiej w lewo a trzeciej też w prawo.

[Waldemar Pachoł]

buckowina: To się liczy tak:
Drut 1.2mm to powierzchnia 1,13mm2 x 4A = 4,52A x 3fazy = 13,56A x 14.4V = 195W <- tyle osiągnie Twoja prądnica w uproszczeniu.

[buckowina]

Wydajność prądnicy po przezwojeniu jak najbardziej mnie satysfakcjonuje, tylko nie wiem czy nie porywam sie "z motyką na słońce" próbując samemu przewinąć ten silnik. Jeśli dobrze zrozumiałem zasadę nawijania, to proszę o potwierdzenie: dla mojego silnika nawijam 24 cewki identyczne, najpierw w żłobki wsypuje pierwsze 8 cewek, i każda cewka obejmuje 4 żłobki. Następnie kolejne 8 cewek odwracam o 180 stopni w pionie i znowu wsypuje z przesunięciem 1 żłobka, z 3 zestawem postępuje identycznie jak z 1 tylko przesuwam go o 1 żłobek w stosunku do 2 zestawu. Jeśli źle zrozumiałem to proszę o wytłumaczenie.

[TOMMASZ]

Wszystko zrozumiałeś dobrze,po za jednym.Nie przewracasz cewek 0 180* bo wtedy będziesz miał przewody po drugiej stronie stojana i nie dasz rady doprowadzić ich do otworu w obudowie silnika.Po prostu podczas nawijania cewek w prawo kręcisz korbką w prawo i nawijasz tak dwa zestawy czyli 16 cewek,jeden komplet nawijasz kręcąc korbką w lewo i nawijasz 8 cewek .Cała filozofia.

[buckowina]

A teraz pytanie odnoście rysunku: A,B,C to jak mniemam wyjścia faz a X,Y,Z to wspólne wyjścia (łącze je) i wtedy powstaje mi środek gwiazdy czyli 0 ?

[TOMMASZ]

He he, ale mnie maltretujesz. Zero otrzymasz przy połączeniu w gwiazdę,będzie ono tam gdzie zaciski są połączone blaszkami.
Wystarczyło wpisać w google.

[set]

Buckowina najlepiej zrobić tak:
Nawinąć jedną cewkę testową do oporu (całkowicie wypełnić żłobek) policzyć zwoje jak włożysz w żłobek (jak pisał Tomek). Następnie składasz prądnicę wkładasz najlepiej w tokarkę (ma stabilne obroty) ustawiasz znamionowe obroty i mierzysz napięcie pod lekkim obciążeniem kilku watów.Załóżmy że wyszło tak:

Dane z jednej cewki testowej
Obroty/min 300
Liczba zwojów 40
Napięcie 10V
Cała prądnica z 36 żłobkami miała by:
10V x 6 cewek=60V (od zera do fazy)
Międzyfazowo (napięcie które będziesz miał na wyjściu z prostownika pomniejszone o straty na nim) 60V x 1,73=103V
Jeśli chcesz mieć 15V z całej prądnicy to trzeba to policzyć
15V/6 cewek w fazie=2,5V z jednej cewki międzyfazowo 2,5/1,73=1,44V z jednej cewki.
1V masz z 4 zwojów (40zwojów/10V=4zwoje). Więc żeby uzyskać 1,44 V z jednej cewki potrzebujesz 6 zwojów.
Żeby wypełnić stojan do pełna nawijasz cewkę kilkoma drutami na raz (równolegle) 40 zwojów/6zwojów=6,6, wynika z tego że nawijasz prądnicę 6 drutami równolegle.
Podsumowanie:
1,44V x 6 cewek=8,64x 1,73=14,94V na wyjściu z prądnicy
Dane są naturalnie z księżyca i oczywiście nijak mają się do twojej prądnicy ale tok myślenia jest dobry, najważniejsze jest żeby dobrze zmierzyć napięcie cewki testowej i dobrze wszystko policzyć.

[buckowina]

Niestety, nie mam dostępu do tokarki, myślę ,że nawinę tyle ile wejdzie drutu i przystosuje się do napięcia.

[Dario]

Tokarka jest tu tylko przykładowym napędem. Do prób napięciowych (bez obciążenia) możesz zastosować większą (czytaj mocniejszą) wiertarkę, pod warunkiem że znasz jej obroty.

[buckowina]

tylko, pytanie czy napięcie prądnicy jest proporcjonalne do obrotów i czy podając na prądnice obroty inne niż zakładane, będę w stanie obliczyć napięcie przy zakładanych obrotach.

[TOMMASZ]

A przy jakich obrotach zakładasz ładowanie?,bo obroty nie są proporcjonalne do napięcia.Powinieneś zrobić testy przy odpowiednich obrotach z użyciem licznika obrotów i stopera,można wtedy z powodzeniem użyć wiertarki z regulowanymi obrotami i ustawić ją na odpowiednie dla Ciebie obroty.

[buckowina]

Moje śmigło wg. programu wiatrak przy wietrze 4m/s będzie osiągało 250rpm więc dla takich obrotów planuję początek ładowania. Na razie postanowiłem zabrać się za maszt, i potrzebuje chociaż w przybliżeniu obliczyć moc, jaką maksymalnie będzie w stanie osiągnąć prądnica, w celu zaprojektowania zabezpieczenia przeciw burzowego. Któryś z kolegów wyliczył w tym wątku, że prądnica będzie w stanie dać ~200W tylko pytanie czy taką samą moc (opór) będzie oddziaływał na śmigło. Jeśli tak, to masz musiał by się "składać" przy ok. 9m/s gdyż przy takim wietrze moje śmigło osiąga moc 240W co wliczając straty powinno dać ok. 200w na prądnice. Z wzoru znalezionego na forum:

Kod: Zaznacz cały

Turbine Thrust = Diameter2 * WindSpeed2 / 24

wyliczyłem, że na oś śmigła będzie działać siła ~7,6kg (wyliczone dla średnicy śmigła=1,5m oraz prędkości wiatru 9m/s) Czy taki układ mógł by zastąpić ogranicznik prądowy? Oczywiście poza ograniczeniem prądowym, po przekroczeniu napięcia 14,4V na aku zostanie on odłączony a w jego miejsca podłączona stosowna grzałka.

[TOMMASZ]

Ja zrobiłbym w odwrotnej kolejności,czyli prądnica a do niej śmigło i potem zabezpieczenie.Nawiń tak jak proponowałem i zrób testy a potem pobaw sie programem wiatrak.

[Waldemar Pachoł]

Ja również proponuje kolejność jaką proponuje Tomek.

Czy taki układ mógł by zastąpić ogranicznik prądowy?

Zabezpieczenie powinny się dublować.

Oczywiście poza ograniczeniem prądowym, po przekroczeniu napięcia 14,4V na aku zostanie on odłączony a w jego miejsca podłączona stosowna grzałka.

Jeśli chcesz przełączać moce to musi to zrobić "przekaźnik elektroniczny", W innym przypadku bardzo szybko spalisz przekaźnik mechaniczny.

[buckowina]

Na razie chciałem się wziąć za maszt, gdyż śmigło mam już zrobione, a drut do nawijania kupię dopiero po mikołajkach - mam 16 lat i jeszcze nie pracuje (proszę nie brać tego pod uwagę przy pomaganiu mi). Na razie mam wstępnie wyspawaną konstrukcje masztu, i przymierzam się do głowicy. W związku z tym, że jest to jedyne co mogę robić, a chce coś robić to postanowiłem się wziąć za mocowanie silnika, oraz ogon. A co do załączania obciążenia przy naładowaniu akumulatora, to zaprojektować ew. znaleźć gotowy schemat oraz wytrawić,złożyć owy układ to nie problem, tylko kwestia znalezienia odpowiednio mocnego tranzystora wykonawczego.

[TOMMASZ]

Na stronie Waldka jest wszystko czego potrzebujesz i nic nie kombinuj bo przedobrzysz.
Masz tam schematy do całej sterowni.
http://www.mala-elektrownia.ovh.org/elektronika.php

[buckowina]

Postanowiłem, że zrobię głowicę wg. projektu ze strony P. Waldka, ale obliczę wagę ogonu za pomocą wzorów dostępnych na TEJ STRONIE. I z wzoru :

Kod: Zaznacz cały

Tail Weight = Turbine Moment / Length of tail / Sin ( Pivot angle in degrees ) / Sin 45o

Wyszło mi:

Kod: Zaznacz cały

(7,6km*0.1)kgm/1m/sin 20/sin 45 =0.98 ~ 1kg

Coś dziwnie mało musi ważyć ten ogon, pod warunkiem, że nie popełniłem błędu w obliczeniach.