Программа для расчета характеристик ветроколеса

[g8sha]

Добрый день попробовал поюзать прогу ,а откуда вбиать исходные данные???
НО все равно спасибо за труд.Не сочтите за наглость но было бы интересно получить обратные параметры задаемся мощностью генератора и получаем геометрию лопасти
даже с ктруткой))))

Добавлено через 6 минут
Простите не доглядел инструкцию

[BenGunn]

hecs, давайте проверим, правильно ли я все понял
1) Напряжение холостого хода ХХ – его значение, получается опытным путем. Достаточно спрашивать у пользователя одно число, равное (замеренному XX)/(обороты, при которых производился замер). В вашем случае оно равно 0,1114.
2) Сопротивление обмотки фазы – тоже одно число.
3) Сопротивление нагрузки – сопротивление полезной нагрузки (аккумулятор, тен и т.д.). Но в расчетах используется R нагр. = R нагрузки/1,73. Откуда берется константа 1,73?
4) R инд. = 2*pi*f*L. Что такое L и f?
5) Z = корень(Rинд^2+Rф^2) – как я понимаю, это полное сопротивление фазы.
6) Iф = XX/(Rнагр.+Z) – тут все понятно.
7) U обм = Iф*Z – напряжение на обмотке.
8) U ф = XX-Uобм – напряжение, которое идет на нагрузку.
9) Потери в обмотках – 3*Rф*Iф^2. Как я понимаю, умножаем на 3, так как 3 фазы. Почему используется Rф, а не Z?
10) Полезная мощность 3*Rнагр*Iф^2.
11) Полная мощность и КПД, тут все понятно.
12) U линейное(звезда) = Uф*1,73. Опять константа 1,73.
13) U выпр. = (U линейное(звезда)-2)*1,33. 2 – это падение напряжения на выпрямителе и его надо задавать, как параметр. Откуда берется константа 1,33?
14) I выпр. = U выпр. / R нагрузки.
15) Потери в выпрям. = 2* I выпр.
16) P нагрузки = U выпр.^2/R нагрузки - итоговая полезная мощность на нагрузке.

Общие вопросы.
1) Вы писали, что надо вводить число полюсов, где это число используется?
2) Если фаз будет не 3, что изменится в расчете?
3) Что изменится в расчете, если подключение будет не “звезда”, а “треугольник”?
4) Как считаются мех. потери?

Вывод результата.
1) Графики P нагрузки, Потери в выпрям., потери в обмотках в зависимости от оборотов в абсолютных значениях.
2) Тоже, но в процентах от общей мощности.
Может ещё что-то стоит выводить?

[hecs]

1) Лучше брать несколько точек, у измерений на глаз большая погрешность.
2) Нужно обратить внимание на точность измерения, минимальная погрешность сильно сказывается на результате.
3) Цепь трёхфазная, это доля нагрузки, приходящаяся на каждую фазу. Подробнее здесь
4) L индуктивность одной обмотки, f частота.
5) Да.
9) Индуктивное сопротивление не является потерями хоть и портит характеристики генератора.
10) R нагрузки/1,73, там фазное значение.
12) По ссылке что выше.
13) Как ни старался, не нашёл информации по выпрямителям. Эта константа получена экспериментально, но думаю ноги растут оттуда же что и 1,73.
15) Где 2 – это падение напряжения на выпрямителе

Общие вопросы.
1) Для расчёта частоты, у меня это 23.
2) Все коэффициенты поменяются.
3) Линейные и фазные токи и напряжения, они связаны коэфициэнтом 1,73.
4) Я считал как мощность вращательного движения, в самом грубом приближении можно использовать момент страгивания конструкции в сборе, его в любом случае нужно замерять. Реальный момент тоже можно замерить, он ниже.

Можно добавить расчёт генератора по нагрузочной характеристике, снятой после выпрямителя. Это проще, но не всегда возможно снять такую кривую во всём диапазоне рабочих оборотов. А с ростом оборотов влияние индуктивности может оказаться огромным.

[BenGunn]

1) Измерять будут пользователь, а как он это будет делать это его дело. Правильно ли я понял, что напряжение холостого хода ХХ линейно зависит от оборотов и достаточно спросить у пользователя одну константу, которая связывает напряжение и обороты?
2) Тут аналогично, насколько точно проведет измерение пользователь, на столько точные результаты он и получит из программы. От меня тут ничего не зависит.
3) Такой вопрос. Есть ли способ, как легко получить используемые константы в зависимости от количества фаз? Или не стоит усложнять расчет и сделать его только для 3 фаз?
4) Значит, L запрашиваем в виде параметра, а f вычисляется по формуле (число полюсов * обороты генератора)/60, так?


3) Надо ли делать расчет и для “треугольника”? Если надо, то напишите, пожалуйста, какие константы при этом будут.
4) Вы считаете потери, как потери на ветроколесе плюс потери на генераторе. Если посмотреть на вашу формулу, то получается, что чтобы стронуть ветроколесо без подключенного к нему генератора, требуется 0,3Н*м (почему так много?), а что бы провернуть генератор требуется 0,7Н*м(видимо это залипания), правильно я вас понял?

В одной ветке поднимался вопрос, отнимают ли мощность залипания или нет. К окончательному мнению так и не пришли. Пока писал, придумал способ, как проверить, создают ли залипания тормозящий момент или нет. Надо на вал генератора намотать веревку и подвесить к ней груз. Отпусти груз, замеряем время, за которое он опустится на один метр. Потом увеличиваем массу груза и повторяем тот же эксперимент. Движение там будет равноускоренное, поэтому, зная эти два времени, легко можно найти тормозящий момент в генераторе. Вечером приду домой и попробую провести такой эксперимент с шаговым двигателем.

[hecs]

1) Правильно ли я понял, что напряжение холостого хода ХХ линейно зависит от оборотов и достаточно спросить у пользователя одну константу, которая связывает напряжение и обороты?

Правильно

3) Такой вопрос. Есть ли способ, как легко получить используемые константы в зависимости от количества фаз? Или не стоит усложнять расчет и сделать его только для 3 фаз?

Я бы не стал лезть дальше 3-х фаз, смысла нету.

4) Значит, L запрашиваем в виде параметра, а f вычисляется по формуле (число полюсов * обороты генератора)/60, так?

Нужно запросить ещё и фазные напряжение и ток, при определённой нагрузке и оборотах, желательно максимальных, а индуктивность высчитать из формул полного и индуктивного сопротивления. Замерить её врядли реально.

3) Надо ли делать расчет и для “треугольника”? Если надо, то напишите, пожалуйста, какие константы при этом будут.

Треугольник не очень здоровое подключение для генератора, но поищу, я вроде и такую табличку составлял. Интереснее подключение напрямую к АКБ, т.е. при фиксированном выходном напряжении.

4) Если посмотреть на вашу формулу, то получается, что чтобы стронуть ветроколесо без подключенного к нему генератора, требуется 0,3Н*м (почему так много?), а что бы провернуть генератор требуется 0,7Н*м(видимо это залипания), правильно я вас понял?

У меня используется ступичный подшипник, он довольно тугой, а 0,7 это залипания. И мощность эти залипания отнимают т.к. магниты греются даже на холостом ходу. Я это в теме голденмотора описывал.

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от BenGunn

Провел эксперимент с шаговиком. Измерения были достаточно грубыми, но примерно получилось, что момент сил сопротивления равен половине момента страгивания.

Ну да, примерно так и получалось. Но я брал по максимуму, т.к. ремень, подшипники...

[BenGunn]

Все, понял. Пока сделаю расчет для звезды.

[BenGunn]

Сообщение от hecs

Нужно запросить ещё и фазные напряжение и ток, при определённой нагрузке и оборотах, желательно максимальных, а индуктивность высчитать из формул полного и индуктивного сопротивления. Замерить её врядли реально.

hecs , у меня получилось, что для определения индуктивности не надо запрашивать или фазовое напряжение или сопротивление нагрузки. Через что лучше считать, через фазовое напряжение изи через сопротивление нагрузки?

Сделал расчет генератора (см. рисунки).
Пока краткую инструкцию напишу здесь.
1) Ввод данных.
Заполняем поля в форме. Что бы каждый раз заново не заполнять поля, я сделал возможность сохранять параметры. Это делается с помощью кнопки “Сохранить параметры”, а с помощью кнопки “Загрузить параметры”. Пример файла с параметрами во вложение(Генератор.xls).
2) Расчет.
При нажатии кнопки “Расчет”, программа строит графики.
1. КПД – отношение мощности на нагрузке после моста к полной мощности генератора.
2. Потери – потери в процентах. Обычно видно только график потерь в выпрямителе, т.к. график потерь в обмотках совпадает с верхней границей.
3. Мощность. Полная мощность генератора и мощность на нагрузке после моста.
4. Сила тока на нагрузке.
5. Напряжение на нагрузке.
3) Примерный подбор винта.
Зная параметры генератора, можно прикинуть диаметр винта и коэффициент мультипликации.
Параметры:
Желаемая мощность – мощность, которую мы хотим получить на нагрузке.
Скорость ветра – скорость ветра, при которой мы хотим получить эту мощность.
Предполагаемый КИЭВ – некий КИЭВ, который мы берем для оценки.
КПД мультипликатора – можно учесть, предполагаемые потери из-за мультипликатора. Вообще это число определяет, с каким КПД мощность от ветроколеса передается на генератор.
Диаметр ветроколеса выводится текстом, а график показывает, какой коэффициент мультипликации у нас должен быть, если ветроколесо имеем некоторую быстроходность.

В архиве exe файл программы.

[g8sha]

Добрый день Ben скажите пожайлуста а для каких именно профилей приведены поляры и числа Р - на сколько я понимаю без самого профиля и его безразмерных координат вся эта таблица выглядит нелогично по скольку сама по себе длина хорды мало что определяет

[BenGunn]

Сообщение от g8sha

Добрый день Ben скажите пожайлуста а для каких именно профилей приведены поляры и числа Р - на сколько я понимаю без самого профиля и его безразмерных координат вся эта таблица выглядит нелогично по скольку сама по себе длина хорды мало что определяет

В примере приведены поляры для профиля S8037-16 при различных числах Re. В зависимости от скорости ветра и ходры, программа определяет Re и для нужного угла атаки ищет соответствующие Cy и Сx.

[Сергей]

Сообщение от BenGunn

13) U выпр. = (U линейное(звезда)-2)*1,33. 2 – это падение напряжения на выпрямителе и его надо задавать, как параметр. Откуда берется константа 1,33?

Сообщение от hecs

13) Как ни старался, не нашёл информации по выпрямителям. Эта константа получена экспериментально, но думаю ноги растут оттуда же что и 1,73.

Ребята, да всё гораздо проще.
Если планируется работа генератора на заряд АКБ, то все измерения проводятся после выпрямителя и можно даже с проводами снижения. Всё это будет Rвн-генератора. А так нужно измерить Rфазы, шото на шото умножить/разделить, потом учесть параметры выпрямителя с его потерями и получим кучу погрешностей. Потому что в идеале при работе звезды на мост Ларионова, должно быть напряжение 2,34 от фазного. А в реале получается 2-2,15. ХХ аналогично.

Сообщение от BenGunn

В одной ветке поднимался вопрос, отнимают ли мощность залипания или нет. К окончательному мнению так и не пришли.

Блин, я свой позавчера поднял. Просто забыл.
После экспериментов Ильи я тоже хотел проверить свой. Проверить простым способом. Я прокрутки генераторов делаю перфоратором. И по увеличению потребляемой мощности можно было-бы судить о потерях на Фуко и прочие дела.

Добавлено через 5 минут
BenGunn, только сегодня немножко ознакомился с инструкцией по твоей табличке.
Я просто в восторге. Сегодня буду пробовать импортировать данные с Петрухиной таблицы. Просто в инструкции описана процедура переноса с полно профильных лопастей. С желобков так-же переносится или есть нюансы?