Прошу помощи в проверке расчета генератора на базе асинхронного двигателя
 

Добрый день форумчане! Прошу проверить расчеты по расточке ротора и выбору магнитов и их скоса (см. приложения). Имею двигатель асинхронный 550 Вт, 690 об/мин, 8 полюсов, соединение звезда. Диаметр ротора по железу 87,5 мм, диаметр ротора по алюминию 83 мм, длинна ротора по железу 115 мм, общая длинна ротора 130 мм, толщина алюминия 15 мм, 36 зубцов статора, ширина зубца 5,5 мм, ширина паза 2,5 мм. При расчете выбрал цилиндрические магниты 10х10 мм (2/5"х2/5" т.к. размеры в дюймах соотв. магниты 10,16х10,16??). Покупать магниты буду тут http://www.ebay.com/itm/100-pcs-Neod...-/181176475839 . Магниты выбрал 10х10 т.к. изготовить 160 отв. проще чем 288 отв. при магнитах 8х8. Если тему создал не в той ветке, заранее прошу извинить. Это мой первый генератор, поэтому опыта не имею и боюсь, что-то сделать не так.

babloid, магниты для первого генератора толстые - будут сильные залипания, а это сведёт на нет использование генератора для ветряка. Зазор между ротором и статором с магнитами 10 мм в диаметре можно смело брать 1,5 мм - косяков при сборке будет придостаточно, так что готовьтесь и при таком зазоре шлифовать поверхность. Скос должен быть равен (паз + зуб + 0,5зуба), этот скос опробирован уже многими и им пользуются такие люди как Сергей Ветров и Vladimir, не хочу обидеть автора программки, по которой вы считали, но всё же считаю, что геометрия ротора будет иной.

Я хоть и не делал шубу, но счиаю что это излишнее, и посоветовал бы делать ротор на прямоугольных магнитах, к примеру 20*10*4мм или тоньше. Но тут расчитать надо размер магнитов чтобы зазоры между магнитами были минимальными, чтобы они как можно плотнее стояли друг к другу.

Можно и другие размеры магнитов, но полноразмерные под скос не очень пойдут, поэтому лучше из нескольких прямоугольных. Их клеить проще и не надо никакой шубы, а потом скотчем обматать и эпоксидной залить.

У вас окружность ротора 260,5мм, если разделить на 8 полюсов, то получится по 32,5 мм на полюс. Если брать прямоугольники шириной 10 мм, то как раз три ряда вплотную. Но отговаривать от шубы не буду, тут как вам проще. Но чем больше площадь магнитов тем мощнее в итоге генератор, при этом можно экономить на толщине магнитов и цене, а так-же плотное заполнение снижает залипание.

Спасибо всем что отозвались! Картинки большого размера больше выкладывать не буду- не знал, как выкладывать маленькими. Немного изменил для себя техническое задание. Магниты буду применять d8хh5 мм 264 шт. Ротор цельностальной. Шубу для вклейки магнитов буду делать из алюминиевого сплава, например АМг-6. Вопросы: 8 полюсов при 36 зубцах статора не есть гуд, т. к. потеряю 12% мощности- судя по другой ветке? Высота шубы значения не имеет? Материал шубы любой кроме железосодержащих? И еще- у меня длина зубцов статора на 15 мм короче чем длина ротора по железу и составляет около 100 мм- расчет мне значит делать на 100мм?

Новый расчет ротора под магниты 8х5

Так скос у меня и получается зуб+паз+0,4 зуба

babloid Не советую делать из цветных металлов, будет разогрев шубы и большой тормоз. т.к. я уже наступал на эти грабли:#

babloid, Под какие нужды планируете использовать генератор? Если под АКБ Может стоит подумать об увеличении колличества полюсов ротора+перемотка статора. Гарантированый прямой привод (без редуктора) и увеличение мощности на меньших оборотах. Если хотите использовать родную обмотку статора. Я бы на вашем месте попробывал разрезать веревочки на на катушках и найти соединения каждой катушки. И те что на пров друг друга в паралель. Сединять их надо начало одной с концом другой Затем в 3 звезды и на диодный мост. Я рассуждаю так. Без комутирования обмоток получим примерно 380В межфаное. Паралелим катуши 380/2=190В ток увеличивается в 2 раза. Выводим 3 звезды 190/3=63,3В еще в 3 раза увеличим ток. Ток был 1,8А станет 10,8А при 63В. При подключении на 24В должно не плохо получиться. И ещё. В статоре одна катушка занимает 4 паза. В связи с этим я посторался бы сделать расстояния между полюсами в районе 2х зубов+2 паза. А ширина полюса 3- 3,5 зуба+3 паза. Это сугубо мое мнение возможно ошибочное. Если так? То знатоки поправят.

Игорь77, а можно все звезды сажать на один мост Ларионова, или для каждой звезды нужен свой трехфазный мост, а потом постоянку хоть параллельно, хоть послеловательно.

Алексей2011, На один мост не получиться. Вот как выглядет диодный мост у меня на 4 звезды. Две звезды в папалель а потом последовательно= 24В , все звезды в паралель= 12В ,четыре последовательно= 48В +ещё 2 электролита добавить.

На фото ничего толком не видно, но я понял, у тебя на каждую звезду по шесть диодов. На один диодный мост сажать нельзя потому, что звезды будут работать друг на друга.

Информацию воспринял! Шубу буду делать из эпоксидной смолы+ стеклоткань или, что то на подобие.

Добавлено через 3 минуты
Мучаюсь таким вопросом- длина ротора по стали 115 мм, длина зубца около 100 мм ->> количество магнитов расчитывать по длине зубца или ротора????

Wlad_NT, а по подробнее можно?
Я это первый раз в жизни слышу, от тебя.

А шо такое длина зуба?
У зуба есть ширина и высота.
Ты наверное хотел сказать по длине статора или длине ротора. Верно?
Так вот, с точки зрения залипаний когда скос рассчитывает табличка, то это длина статора.
А если делать что то от себя с целью получить побольше индукции и пренебрегая увеличением залипаний, то можно и прибавить по 5-7мм с каждой стороны.

таки может греться ,
Смотрим на всё это безобразие наоборот : лежит себе, никого не трогает железяка, на ней шуба медная, а в дырках шубы -- магниты. и тут мы начинаем над ней махать другими железяками. Естественно магнитное поле вблизи магнитов, а собственно в самой шубе начинает , пусть и не сильно, но волноваться, то есть изменяться в пространстве и времени. А что будет делать медяка в волнующемся магнитном поле ? АГА ! Греться будет ! и будет пытаться сварганить такой противоЭДС в себе, магнитное поле которого будет стремиться усмирить наши махания железякой над магнитами, которые в медной шубе.

Насколько эти потери будут существенными, -- не знаю, может это и мизер, но он будет !
А если не мизер ?
А если и мизер, но всё же поднимающий температуру шубы и магнитов пусть и на несколько градусов, ослабляя тем самым магнитное поле ( за которое немалые денежки плачены) и подвигая систему к планке необратимой потири магнитного поля неодимчиками ?
В любом случае медяка -- штука дорогая, подороже выйдет, чем эпоксидка с нитками, требует точных станков и работы.
А магниты наклеил и залил это всё.
И в случае ошибки с расположением магнитов на роторе легче поэкспериментировать, переиграть ситуацию ..

а пофиг ! лишь бы не было меньше, чем длина зубца.
если магниты, к примеру, размер имеют по длине зубца в 25 мм, то как раз 4 штуки в длину, если , к примеру, 15 мм, то 7 штук, ну будет 105 мм и вылезет по 2,5мм по бокам -- не беда.

Так точно! )))

babloid, как ни гляну, а
"babloid Смотрит тему : Прошу помощи в проверке расчета генератора на базе асинхронного двигателя".
На форуме очень много полезной и интересной информации, правда она недостаточно систематизирована и разбавлена лирическими отступлениеми,
но тем не менее она есть ! и , к тому же, в таком разбавленом виде, намного ненапряжнее усваивается.
Если побродишь по форуму, то найдёшь немеряно того, что избавит от необходимости наступать на некоторые грабли, задавать уже многократно заданые на этом форуме вопросы, да и вообще много чего прояснит непонятного.

Короче, Очень рекомендую не замыкаться в этой теме, а побродить по разделам форума.

983, Я так и сделал- полазил по форуму- загорелся сделать гену для пробы и отработки технологии изготовления.) Купил двигатель, рассчитал как понимаю, прорисовал на бумажке, теперь делаю потихоньку)). Но т.к. инфа "не систематизирована и разбавлена лирическими отступлениями"- начинаешь запутываться)

Совсем не обязательно.
Не получаешь всё на блюдечке с голубой каёмочкой, но в то же время гаратировано не становишся догматиком ))

А по поводу генератора, думаю, пока недостаточно опыта, то лучше всё делать так, чтоб не обрезать себе путей к отступлению , и поначалу :
магниты клеить на резиновый клей и без шубы -- будет возможность покрутить на умеренных оборотах и поснимать параметры,
не лакирровать обмотки и не мотать сразу все -- аналогично, позволит снять параметры и, возможно, переиграть как схему намотки, так и количество витков и сечение провода.

А уже, когда придёт окончательное решение, то только тогда мотать, клеить и заливать всё это капитально.

983, ну ты и даёшь!!!
магниты КРУГЛЫЕ!!!
А круглые, это значит со скосом. А со скосом, это значит что все они должны взаимодействовать с железом статора.
По крайней мере программа расчёта скоса заточена под это.
Кого лакировать? Кого замотывать:))!!!
Всё что можно было замотать, замотано ещё в самом первом посту этой темы.
Добавлено через 16 минут
Алексей2011,
Ну и какое это имеет отношение к генератору babloid,???

Сергей, посмотри этот ролик, примерно с этим и столкнулся. http://www.youtube.com/watch?v=gy0dm4bhRKA

Wlad_NT, ты с этим просто не мог столкнуться. Это разные явления.
Шуба и диск Фарадея это разные вещи.

983,
А по факту, мой гена в алюминиевой шубе уже 2 лета отработал и ничё не ослабло.

Сергей, может я что то и не догоняю, но играя с пяти дюймовым дисководом, наклеил магниты на металический диск, закрепил этот диск над дюралевым корпусом дисковода и попытался раскрутить в итоге не смог, чем больше пытался раскрутить тем больше получал сопротивление, а корпус почему то разогрелся.

Сергей, тормознул я по поводу статора и лака.
-- в смысле, что мотор то действительно уже намотан !
а насчёт ротора -- тем более не стОит делать всё капитально, потому, как, возможно придётся ещё что нибудь перелопачивать.
а если результаты порадуют, то уже лепить конкретно, капитально и на века.

Только чёто меня смущают имеющиеся обмотки -- потому и как то не принял их всерьёз.
При таких обмотках, в случае, что генератор нормально и адекватно заработает ( сразу сделаный по рассчётам или после шаманства над ротором )
напруги и токи могут не порадовать и даже наоборот.
И придётся тогда лепить DC-DC преобразователи, трансформаторы, согласователи и прочую кухню, чтоб из имеющихся сотни вольт и пары ампер получиь что нибудь удобоваримое.

Добавлено через 27 минут
Wlad_NT, разогрелся корпус,
металлическая деталь, находязаяся в крутящемся магнитном поле
а не не магниты, подложка под магниты и не их окружение.
Это немного не то.
А дальше я очень даже согласен :
Но статор -- это не сплошная пластина и он хошь-нехошь , но будет вызывать возмущения магнитного поля и в области расположения магнитов, в свою очередь проводящие детали будут иметь при этом право на разогрев от этого, уже отражённого магитного поля.
и чем дальше от железяки ротора и ближе к статору, тем этот эффект будет проявля ься сильнее, и, думаю, чем неоднороднее статор, чем неоднороднее на нём обмотки, -- тем больше этой отзеркаленой энергии перейдёт в тепло в медной шубе.
А вот насколько мизерными или существенными окажутся проявления этого эффекта, показать смогут только опыт, иди весьма грамотный и теоретически подкованый двигателист.

983, но ты согласен, что опыт с пятидюймовым дисководом и шуба на роторе это разные вещи.
По всей логике, статор от токов фуко будет греться намного больше, чем шуба ротора от так сказать возвращёной волны.
Поэтому никаких противопоказаний к шубе из немагнитных металлов быть не должно...

Конечно согласен, но моя технопаранойя продолжает опасаться проявлений этой отражённой магнитной волны.
Но по любому какая то доля энергии будет уходить на нагрев шубы,
другое дело -- это тысячные доли процента или проценты .

У тебя ж тот, что на базе мотора от стиральной машины ?
Так там, если и есть прооявления нагрева, то они выдуваются оттуда "на ура",
а в герметически закрытом агрегате оно может и посущественнее проявляться.

Сергей, Эксперимент покажет !
А провести этот эксперимент собирается ИГОРЬ 77 :
http://windpower-russia.ru/forum/sho...5365#post35365

Наверно этот весь трёп по поводу возможного нагрева шубы надо будет перенести в генераторы, потому, как с стартовому посту и дальнейшему развитию темы имеет почти никакое отношение :#

983, А шуба из дюраля это тоже сплошная пластина чем больше будеш разгонять тем больше и сопротивление, тот же принцип и в асинхроных двигателях с беличей клеткой и алюминевым стаканом, только разные характеристики запуска, один стартует сразу а другой мягко в зависимости от частоты вращения магнитного поля, такой же принцип и в эл.счетчике алюминевый диск вращается в токовой катушке быстрей чем больше нагрузка.

Wlad_NT, ты чего то не допонимаешь. Беличья клетка и диск счётчика это разные вещи. Мы же не распологаем магниты на статоре а ротор из сплошного алюминия?
У нас алюминий вертится вместе с магнитами. Изменений магнитного потока в нём нет. Поэтому и нет токов фуко. Беличья клетка, это вообще короткозамкнутый виток. У нас тоже такого нету.
Ладно, всё. Оставим это обсуждение...

Wlad_NT, алюминиевая или медная или ещё какая проводящая но немагнитная шуба движется вместе с магнитами, а не мимо них.
в этом и принципиальная разница.
На шубу если и будет что то влиять, то только "магнитные блики" , отбитые от статора.
Вот степень проявления этого эффекта и собирается проверить в эксперименте ИГОРЬ 77.

Добавлено через 39 секунд
Сергей, взаимопродублировали )))

983, :i_am_so_happy:

Но есть остаточная намагниченность сердечника статора, а так пока все понятно, будем ждать эксперимента ИГОРЬ 77 .

73!

Самое главное, что бы и вольты и амперы были)))

Угу. точнее их произведение, то есть мощность.
но 134 Вольта и 1,69 Ампера при труднопредсказуемых Герцах , иногда падающих до нуля , не так то просто затолкать с малыми потерями , например, в аккумулятор...

Парни, не тупите! Не будет никаких потерь из-за АМГовой шубы. Там нет переменного магнитного поля и Фуко вместе с гистерезисом нервно курят в корридоре. Приведённые выше примеры никоем образом этому не противоречат.

Лично я бы делал вообще без шубы. Магниты наклеиваются по разметке циакрином, потом сверху мотается стеклопластик. Чтобы свести толщину бандажа в ноль, после намотки надо обжать ротор для выдавливания лишней смолы. Для этого, поверх стекла с эпоксидкой мотается один слой тонкого разделителя - непропитанного капрона (ткань "подкладка"), поверх капрона - любой ватин в 3-4 слоя. Обжимать можно в вакуумном мешке, или просто туго обмотать резиновым жгутом.

как это нет ? махонькие возмущения есть, и их не быть не может ввиду близости статора, перемещающегося мимо шубы, нашпигованой магнитами.
достаточно вспомнить устройство наушника !
Другое дело, что какие масштабы этого безобразия:
мизер, или что то существенное?

Вот ИГОРЬ 77, не стал теоретизировать, отмахиваться или наоборот,
строить страшилки, а провёл несложный, но никем, вроде, не деланый,
по крайней мере тут на форуме, эксперимент : он шубу сымитировал впаяв между магнитами медную сетку -- самое то, что надо для токов фуко!)
и простым экспериментом показал, что заморачиваться не надо, заметного нагрева шубы не замечено, а с токопроводящей шубой параметры генератора получились даже чуток лучше, чем без неё.
Этот прирост может быть следствием не очень чистых условий эксперимента, может быть и вполне объяснимым ( ведь асинхронники со своей бельичей клеткой таки могут, хоть и не очень охотно работать генераторами)
Но в любом случае это говорит о том. что проводящая шуба -- не есть зло.
И это радует : опасения были напрасными, нежелательный эффект, а я уверен -- он есть, оказался настолько малым, что им можно смело пренебречь. К тому же, похоже, есть и наоборот -- положительный эффект, который , похоже не только компенсирует эту нежелательную побочку применения шубы, но и покрывает её с головой.

Более тонкий и чистый эксперимент наверно дал бы и количественные результаты, но это как бы теперь уже и неактуально.

Лично мне такой подход, как у ИГОРЬ 77 очень нравится : возникло сомнение -- проверь .
экспериментом или ещё как..
и отмети сомнения или подтверди опасения.
а самому мне обычно лень не даёт поступать именно так )))

Нашёл его лаконичный отчёт об этом деле в соседней теме :
http://windpower-russia.ru/forum/sho...5598#post35598

Чисто из логики могу объяснить это явление...
При работе гены на нагрузку, получаем более высокочастотное искажение на несущей частоте. Приборы и расчёты могут его не фиксировать, но оно есть ввиде плюсов в отклонениях от расчётов. Сами кз-витки в магнитное поле ротора, никаких изменений не вносят, ибо вращаются вместе с ротором, а вот внешние колебания магнитного поля шунтируют и стабилизируют. На ютубе как-то напарывался на ролик: неодимовый цилиндр 25*25 бросали в толстостенную медную втулку и он резко стопорился в ней и медленно проплывал остаток пути не меняя положения.
Так что могу сказать своё мнение об этом эффекте: можно ставить КЗ-витки, но если влом, можно и без них. С ними конечно луше будет, как минимум из-за гашения автоколебательного эффекта, на выходе будет меньше мусора.

От воздуха в зазоре тоже потери есть. Может, будем гены вакуумировать?

Влияние статора на металлическую шубу вообще очень сомнительно. В статоре переменное магнитное поле вызывается перемещением магнитов ротора. Или так: вращающиеся магниты ротора порождают вращающееся магнитное поле в статоре. Вращаются они с одинаковой частотой, поскольку генератор синхронный, без скольжения. А это значит, что во всём роторе поле постоянное.

Про беличью клетку тут вообще некстати вспомнили, она является принадлежностью асинхронной машины работающей со скольжением.

Итак, товарищи!!! Отчет о проделанной работе:
1. Изготовлен цельнометаллический ротор.
2. Путем обволакивания нанесена шуба из шпатлевки со стекловолокном Body.
3. Шуба расточена до диаметра 87 мм (при диаметре изначального ротора 87,5 мм)
4. Подготовлен шаблон к сверловке отверстий. Планирую сверлить циковки глубиной 5,5 мм (глубина будет уточняться).
5. Закуплены 300 магнитов d8h5 мм. Из них 288 будут наклеиваться на Poxipol.
Сегодня займусь напресовкой подшипников на вал и примеркой со статором.

Ваять шубу из волосатой шпаклёвки - суперидея!
Единственное чего не нравится - 288 отверстий. Я бы сначала наклеил циакрином магниты, а потом замазюкал всё вместе Боди-Фибером. Дырки появились бы сами собой, причём идеального калибра. Дальше - точить до касания с магнитами и сверху пару слоёв стекла.

Я думал об этом варианте. НО возникнет трудность именно с приклеиванием магнитов, т.к. они притягиваются друг к другу, а вставлять магниты в специально подготовленные места, думаю будет легче. Плюс как обеспечить перпендикулярность оси магнитов к оси вала при их наклеивании? Да и точить вал уже с магнитами тоже идея не очень нравится- поналипнет к ним на токарке разных стружек, потом от них не избавишься. В общем попробую делать так как задумал. Самое главное, что бы шуба при сверлении не треснула. Для этого просверлю сначала отв. d2-3 мм, потом d6, потом фрезой d8, что бы получить отверстия без конуса

А почему не сверлить сразу нужного диаметра сверлом по дереву шубу , а так запаришся сверла менять на таком количестве отверстий.