… народные ветряки! Rotating Header Image

Новые катушки для генератора готовы!

После того как стало ясно, что катушки ветрогенератора следует делать каркасными, мы приступили к проработке подобной катушки. Сначала были сделаны катушки по рекомендациям опытных (в прямом и переносном смысле) “катушководов”, тем, что были найдены на сайтах в интернете, в том числе по ссылкам, которые давали посетители нашего форума. Первые катушки были огромные, с большим внутренним R, и очень низкими показателями, хотя с заметной прибавкой U на низких частотах. Стало ясно, что о “умных” сайтах стоит забыть – как говорит известная поговорка: “если хочешь, чтобы дело было сделано, нужно делать его самому”.
Суть проблемы проста как 5 копеек:
1) нужна катушка с низким R.
2) число витков достаточно большое, чтобы при 10-12Hz получить 25 вольт и более (начало заряда аккумулятора).
3) количество катушек не должно быть кратным магнитам (уход от залипания).
4) вольтаж катушки – определяющий параметр. Из последних двух пунктов вырисовывается
5) число катушек должно быть минимальным при жестких габаритных ограничених.
С другой стороны есть всегда резерв мощности в магнитах (можно применить более мощные) и их количестве (здесь мы ограничены габаритами конструкции).
Изготовив и испытав более 40-ка вариантов катушек (при этом дважды сломали стенд, провели десятки испытаний с сотнями замеров, потратили несколько тысяч долларов) мы имеем два варианта катушек (останется один) со следующими параметрами: начало заряда 25в при 10Hz (порядка 25 об/мин), мощность ~300 вт при 70 Hz (175-180 об/мин) с одной катушки. При этом напряжение – не более 100в, что является хорошим результатом. Жаль, не удалось изготовить окончательный вариант в 2010 году- не хватило недели (изготовление и испытания). Но главная задача практически выполнена. С НОВЫМ ГОДОМ!!!

По вертикальной оси: мощность Вт – красным цветом, напряжение В – синим цветом

По горизонтальной оси: частота тока Гц. Частота связана с скоростью вращения соотношением – 10Гц : 25 об/мин.

График характеристик катушки 1

График характеристик катушки 2

Поделиться в соц. сетях



41 Comments

  1. Владимир:

    Слава богу есть подвижки, не умерли еще народные ветряки.
    Это хорошо ,что вы сами опыт получили, хотя синхронные генераторы на постоянных магнитах известны почти сотню лет и давно применяются в ветряках не вызывая особых проблем.
    Надеемся в следующем году таки увидеть ветряк вырабатывающий электроэнергию. С новым Годом. Успехов.

    1. Иван Терех:

      Добрый день. Владимир, Вы писали “синхронные генераторы на постоянных магнитах” – с недавнего времени занимаюсь проблематикой альтернативной энергетики в Республике Беларусь. Хотим запустить в производство ветрогенераторы на небольшую мощность. В ветроколесом – вопросов нет – основная проблема в выборе генератора. Подскажите пожалуйста где и у кого можно купить синхронный(е) генератор(ы) на постоянных магнитах для ветрогенератора. Заранее благодарю Вас, с уважением Иван Терех

  2. Это типа намек на то, что мы дурную работу проделали и изобрели велосипед? Ну дайте нам характеристики и параметры этих катушек и параметры магнитов, которые применяются уже 100 лет…

  3. Владимир:

    Никаких намеков. Советские люди стараются сами понаступать на грабли а не верить написанному, поэтому все естественно. Кстати количество катушек = количество пар полюсов умножить на количество фаз, так ей богу , будет лучше всего , и даже не надо выпрямители на каждую катушку ставить.
    Да и на стенде очень полезно кроме развиваемой генератором мощности мерить и механическую потребляемую , сразу обнаруживаешь некоторые проблемки.

  4. С его вы взяли, что мы не поверили написанному? Изначально, как я сказал, мы сделали все, как люди пишут:

    “Сначала были сделаны катушки по рекомендациям опытных (в прямом и переносном смысле) “катушководов”, тем, что были найдены на сайтах в интернете, в том числе по ссылкам, которые давали посетители нашего форума. Первые катушки были огромные, с большим внутренним R, и очень низкими показателями, хотя с заметной прибавкой U на низких частотах. ”

    Добросовестно сделали и получили самые поганые результаты из того, что мы в целом испытали уже потом.

  5. Как вы предлагаете измерить “механическую потребляемую” мощность? И что это такое?

  6. Владимир:

    Крутящий момент (Н*м) умножить на угловую скорость (рад/с) получается мощность (Вт). делите полученную электрческую мощность (Вт) на затрачиваемую на вращение генератора , механическую мощность и получаете КПД . Смотрите на цифры и задумываетесь.

    1. Юрий Гальцев прокомментировал ваши замечания:
      Ответ на первый вопрос. Если верить доступной информации, то в первом варианте (это агрегат на основе двигателя/ генератора, в котором обмотку возбуждения заменили постоянными магнитами) обороты номинальной отдачи меньше 120 об/мин я не видел (и то декларируемую). Т. е. это нижний порог начала эффективной работы. Применяй редуктор и проблем вроде нет. Но редуктор сьест те 100-250 ватт (за которые идет основная борьба) и на 1,5-2 м/с скорости ветра ветряк будет просто стоять.

      Ответ на второй вопрос. Наступив на одни, мы обошли другие грабли. Ни о какой парности (фазности работы катушек) речь не идет. На каждой катушке своя пара диодов. Уход от залипания. 3-х фазный вариант у нас был и не один кстати. Трехфазный вариант мне лично очень нравится, но с ним пришлось расстаться – вибростенд в огороде с раскручивающимся крепежем мало кого устроит. Да, КПД явно не 100 процентный, но в последних вариантах достаточно высок.

      Померять механическую мощность (затрачиваемую) конечно можно, но вы не знаете – а я примерно знаю какие потери у меня на стенде (они значительно больше тех величин, которые требуют контроля). А делать другой нет ни времени, ни желания…

      1. Лёха:

        Ответ был не мне, поэтому сразу не заметил. Как это пара диодов на одну катушку? У Вас сдвоенные катушки со средней точкой?

  7. Владимир:

    не совсем понял у какого двигателя/двигателя генератора вы убирали обмотку возбуждения, если изначально делали генератор на постоянніх магнитах, .т.е., по идее, сразу делали генератор на нужные обороты с нужным ЭДС, и заранее заданным внутренним сопротивлением внутренним сопротивлением. В общем посчитали и сделали.
    При КАЧЕСТВЕННОМ изготовлении особых проблем с залипаниями ни у кого не возникает, делают генераторы по всему миру.
    Потери на стенде -это потери на стенде ,а не на генераторе. КПД измеряется генератора только одним образом, именно деля выдаваемую эл. мощность на потребляемую механическую мощность , поэтому на любом генераторном стенде обязательно измеряют механическую мощность потребляемую генератором.
    И если вы КПД так измерите , то увидите что он не такой уж и большой .

  8. Лёха:

    Пару уточняющих вопросов:
    1. Что за напряжение на графике, ЭДС холостого хода?
    2. Какой нагрузкой нагружали. Резистор или аккумулятор? Если резистор, то интересно сопротивление.

  9. Лёха:

    И еще вдогонку. Сколько всё-таки катушек собираетесь на статоре разместить при 48 магнитах на роторе?

  10. Вадим:

    Да. Напряжение синим цветом это ЭДС холостого хода. Мощность получили как среднюю при нескольких вариантах нагрузки. Как нагрузку использовали резисторы.
    На 24 полюса (48 магнитов) собираемся поставить 9 или 11 катушек. Испытаем – посмотрим. В будущем хочется перейти на 30 полюсов или даже 32. Это позволит эффективнее работать на низких скоростях. Наверняка изменится конфигурация магнитов – уменьшится диаметр и увеличится толщина. Диаметр магнита должен быть соизмерим с диаметром сердечника катушки, а толщина соизмерима с диаметром.

  11. Juriy:

    Уважаемый Владимир. Я не знаю, как достигнуты были результаты лучших ветроэнергетиков сейчас и в прошлом. Однако, изготовив все по написанному и не добавив ничего личного, сначала был достигнут плачевный результат. До этого имелся некий опыт с бескаркасными катушками. Выслушав, на мой взгляд, справедливую критику в свой адрес от одного из опытных ветроэнергетиков (несколько действующих ветрогенераторов), я предложил ему сделать (тогда еще бескаркасную ) катушку лучше нашей. Наша оказалась втрое мощнее. Да, на каркасе дело вроде сначала пошло, но результаты, (см. выше)… Зато методики расчета указывали верное направление. В конечном итоге из 8-12 вольт при 10Гц получили 25 вольт, из 36 ватт – 300. Там где был нагрев без нагрузки (повторяю все делалось по рекомендациям) – слабый прогрев при 150 ваттной нагрузке. Певец переменного тока г-н Тесла наверняка объяснил бы, почему две почти идентичные по R, числу витков, с одинаковым диаметром провода катушки,
    но разной длины и, соответственно, незначительной разницей внутреннего и внешнего диаметра намотки – работают по-разному. Причем, сначала более невыгодная (на мой взгляд) «длинная» работает лучше, потом картина постепенно меняется и «кроткая» показывает почти вдвое лучший результат. Нет сомнений, все задействованные величины – мощность магнитопотока, расстояние между магнитами N и S, расстояние между смежными магнитами, диаметр магнитов, толщина магнитопровода, диаметры навивки катушек, диаметр провода и размер самой катушки непосредственно взаимодействуют. И никем не описано это взаимодействие. Да, я пользуюсь формулами для расчета, но предварительного и далеко не окончательного…

    Почему некратное магнитам количество катушек? Если, к примеру, 24 магнита работают с 5-ю и 6-ю катушками. В случае с 5-й, все ясно – к одной катушке подойдет за 1/24 оборота одна пара магнитов. С шестью катушками – соответственно шесть пар магнитов, и так четыре раза за один оборот.

    «Залипание» (не имеется ввиду прямой контакт) магнитов со стальным сердечником, особенно на малых оборотах, будет проявляться в вибрации, неравномерности хода, шумах ( необязательно в слышимом спектре).Здесь подводных камней достаточно и пару, тройку граблей найдем однозначно.

  12. Лёха:

    Ну полюсов у Вас как раз 48 (24 пары полюсов). Переходить на большее количество скорее всего действительно прийдется – парусная турбина достаточно тихоходна. А погонять катушки с реальным выпрямителем и зарядом АБ, мне кажется, было бы полезно. Сразу получите характеристики приближенные к боевым. Без лишних пересчетов и ошибок.

  13. Владимир:

    “По написанному” но в учебниках электротехники !!! а не в интернете , делаются генераторы и ГЭС ,и АЭС, и разных ветряков. И войдя домой щелкаешь выключателем и свет горит, наверное в учебниках какую то правду таки пишут, раз генераторы работают.
    А ” опытный ветроэнергетик” может быть и любителем начитавшимся Пиготта (уж очень похоже)
    И на 48 магнитов 9-11 катушек (того же диаметра) , какой то пустой статор выходит .

    1. Владимир, что мы можем Вам ответить? Странный какой-то у вас скепсис… Ну дайте нам параметры “идеальной” катушки – мы сделаем по вашей рекомендации и испытаем :) Сделали несколько десятков – еще одна ничего не изменит.

  14. Владимир:

    Идеальных катушек не бывает. Оптимальные -явно не круглые.
    в основном состоящие их прямых участков (на которых и вырабатывается ЭДС) и лобовых частей (соединяющих)
    Собственно как почти на всех генераторах.
    Можете глянуть что любители делают
    http://www.rlocman.ru/forum/showthread.php?p=43959#post43959

  15. Juriy:

    Действительно неплохой генератор сделан. У нас подобный был в марте 2010 года.Этот агрегат будет работать только с редуктором. В лопастном варианте начнет работать ( если будут лопасти переманного шага- такие делают в ХАИ), я думаю после 5 м/с. В парусном варианте при меньшем ветре, однако редуктор растворит в себе те 63-250ватт, которые фигурируют в в первых двух строках таблиц. Это первый и главный недостаток сего агрегата. Если в Крыму ветра более 5м/с, то у нас в среднем 3-5 м/с. Т.е. лопастник преимущественно будет стоять в наших широтах ,а парусный недодавать 63-250 ватт мощности, а ее не так много при 1,5-3 м/с. Ну и диапазон Х.Х. 30-300 вольт. ООочень навороченный контроллер нужно иметь, хотя есть ряд способов ухода от высоких напряжений, но опять же связанных с усложнением конструкции. Граблей хоть отбавляй( не так ли Володя?)

  16. Juriy:

    Весь прикол нашей проблемы состоит в том,что мы хотим получить малооборотистый генератор (ну не крутится быстро парусник- в этом его и главный плюс), с по возможности пологой полкой напряжения, а стремление получить максимум энергии заставляет отказаться от редуктора. С редукторм (лучший вариант – вариатор) можно просто поставить автомобильный генератор, к примеру Bosch 0120689567. Там при24 вольтах 140 ампер ( на деле 27,5-28 вольт). Но есть маленький нюансик- возбуждение у него начинается после 600-800 об/мин. На гидроэлектростанции конечно поменьше , однако не 24-30 об/мин, как у нас.

  17. Владимир:

    Генератор на ссылке установлен напрямую (без редуктора и без

    мультипликатора) достигает напряжения заряда аккумуляторов в

    ветер 3 М/с. Хоть и лопасти у него желают лучшего , но это же

    любитель.
    У “парусных ветряков из Сибири” работа тоже начинается в 3 м/с

    (при гораздо большем диаметре) да и они организация как -никак.
    У вас в 3 м/с ветряк должен (для максимума КИЭВ) иметь порядка

    25-30 об/мин ,судя по генератору, ветряк тоже будет начинать

    работу в 3 м/с .
    Поэтому пока преимущества парусников ни у кого не видно.
    В Днепропетровске средний ветер 4.7 м/с
    http://www.meteoprog.ua/ru/climate/Dnipropetrovsk/
    Автомобильные генераторы имеют маленький кпд, и очень

    маленький (по меркам ветряков) ресурс.

    1. Парусные ветряки из Сибири работают с редуктором.

  18. Владимир:

    Нет . Они работают с мультипликатором. Без него они бы начинали работать не в 3 м/с а в 2.95 м/с.

  19. Виноват, мультипликатор (Мультипликатор 1:30). без мультипликатора их генератор вообще бы не начал работать на 3 м/c

  20. Или все-таки есть редуктор?

    Вот они пишут:

    Еще хотелось бы добавить о шуме. Ветряк действительно работает практически бесшумно. И это весьма неожиданно. Имел возможность наблюдать работу традиционной вертушки – это впечатляет. Я бы такую громкую установку решился бы у себя поставить только от безысходности. В отличие от лопастника, парусник скользит бесшумно, даже трения парусов не слышно. На больших ветрах >5м/c становиться слышно работу редуктора, но это так мелочи по сравнению сами знаете с кем 😉

    Вот еще:

    4. Мы применяем заводскую связку мотор-редуктор, у которой по паспорту работа 24 часа в сутки. У него и картер с маcлом есть. Так что меняя раз в пять лет масло – это все предполагаемое обслуживание.

  21. Владимир:

    Когда это мотор ,то редуктор (понижение оборотов)
    когда в качестве генератора испльзуются то мультипликатор(обороты повышает)
    Всегда можно найти то что шумит больше , например парусник с потянутой через год тканью на котором начася флаттер участков паруса , шума столько -мало не покажется. А на видео у них взят самый громкий ветряк – который я встречал, с ним и сравнивают.
    У шестеренчатых передач с хорошим маслом кпд высокий, а мощность потока пропорциональна кубу скорости ветра , поэтому я и написал что при отсутствии передачи (с тихоходным генераторм) начал бы работать не в 3 м/са в 2.95(к примеру) м/с. Им передача особо не мешает.
    А вот на сайте ярого энтузиаста парусных ветряков. который давно этим занимается, оптимизирует парусники и проводит массу измерений.
    Работа ветряка тоже толком начинается в 3м/с ,редко в 2м/с.
    http://sites.google.com/site/sailhawt/

    1. У наших специалистов другое мнение насчет терминологии :)
      – что редуктор и мультипликатор по сути одно и тоже. Редуктора бывают как понижающие ,так и повышающие (понижают угловую скорость, соотв. повышают момент и наоборот). Мультипликатор – редуктор повышающий угл. скорость, демультипликатор понижающий… Это все равно, что самолет – аэроплан, вертолет- геликоптер, человек – хомосапиэнс.

      1. Лёха:

        Тема про названия, конечно, не основная, но симптоматичная :)
        Зачем же все запутывать (примерно как с катушками). Так можно и до инверсного анитидемультипликатора докатиться. Есть общепринятые естественные названия редуктор – понижатель. Мультпликатор – увеличиватель или умножатель.
        А про катушки присоединюсь к сомнениям Владимира про “пустой статор”. Хотя схемы взаимного расположения катушек и магнитов Вы не приводили. Так что критиковать или обсуждать пока не стоит.

        1. По конструкции статора Юрий более подробно ответит. Мы уже вроде показывали наш генератор – там 2 ряда магнитов, соответственно их в 2 раза больше.
          http://vetronet.com/%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%B1%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8-%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0-%D0%B2%D0%B5%D1%82%D1%80%D1%8F%D0%BA%D0%B0/

          1. Лёха:

            Спасибо за напоминание. Посмотрел фото и совсем запутался. Я там как раз насчитал примерно по 24 магнита в ряду. При классическом чередовнии полюсов это 12 пар полюсов (вторым рядом Вы, по идее, просто усиливаете магнитное поле). Но в таком случае на 25об/мин должно получаться 5Гц а не 10Гц.

  22. Владимир:

    И почитайте .Хоть конечно я учился не по википедии, но даже там написано.
    И насчет статора все равно, 12 пар полюсов,24 магнита а 9 или 11 катушек того же диаметра. Или вы целиком генератор еще не пробовали?

    1. Ну так там и написано, что мультипликатор – это редуктор. “Редуктор, который преобразует низкую угловую скорость в более высокую обычно называют мультипликатором.”

      1. Владимир:

        Хоть Задорнову высылай (соль со сладким вкусом называется сахаром)
        Плохо автора гоняли в курсе “детали машин”
        навскидку
        http://tehstandart.com/%D0%93%D0%9E%D0%A1%D0%A2%20%D0%A0%2051759-2001
        пункт 3 -определения
        или вспомним юность
        dmtmm.khstu.ru/files/DM-MY/LR-10.pdf

    1. Вот и мы потыкались, посмотрели на эти генераторы, стоимость $10000 и решили делать свой… Кроме того, не следует забывать, что генератор должен комплектоваться контроллером заряда, который соответствует элекстрическим характеристикам, выдаваемым этим генератором в широком диапазоне. Нам пришлось также делать свой контроллер. Подобрать готовый контроллер для чужих генераторов будет очень проблематично….

  23. Juriy:

    По предварительной оценке наш парусник способен выдать 3-3,5 квт на валу. Исходя из мощности одной катушки нам достаточно примерно 10. С запасом будет 11. Не вижу ни экономического ни тактического смысла в установке большего количества. Если эксплуатация покажет наличие резерва по мощности (на валу) то количество катушек увеличим.

    1. Лёха:

      Спасибо. Такие соображения понятны.

  24. Владимир:

    На каких оборотах?
    что-то ваш сайт опять перестал принимать сообщения с латиницей

  25. Владимир:

    Действительно , если у вас стенд, так может и давать графики ЭДС, мощности (с нагрузкой А.Б.) и КПД от оборотов. Все будет ясно и понятно а то действительно что-то частота с оборотами не очень вяжется, как и Леха заметил.

  26. алексей:

    А У МЕНЯ ГЕНЕРАТОР ПОЛНОСТЬЮ САМОДЕЛЬНЫЙ.ДВУМЯ ЛАДОНЯМИ КРУЧУ,ЛАМПОЧКА 12V-20wat БЕЛАЯ. ПРИ БОЛЬШИХ ОБОРОТАХ ДАЁТ ДО 35вольт. 2 ГЕНЕРАТОРА(статора)ЗАПРЕСОВАЛ В ТРУБУ, ПО БОКАМ КРЫШКИ ПОД ПОДШИБНИКИ ТОЧИЛ САМ НА СТАНКЕ. ЗА ОДНУ УСТАНОВКУ.МАГНИТЫ РОДНЫЕ,РОСТАЧИВАЛ ПРЕСОВАЛ НА ВАЛ.ГЕНЕРАТОРЫ С ВОСХОДА,МИНСКАЧА,ИЛИ МОПЕДА. 8-катушек по 80витков

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


*

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>