Программа для расчета характеристик ветроколеса

[BenGunn]

Сообщение от Сергей

У меня то лопасть одна. Пусть не за 5мин а за 2часа, но всё равно построю.

Я добавлю этот график в следующий вариант программы. Так что не надо будет сидеть 2 часа.

Сообщение от Сергей

Там на каждую быстроходность нужно подбирать своё торможение. И так на каждом ветре. Но сейчас я не о том.
Вот опять наткнулся на подобный график:
Вложение 7449
В нашей библиотеке есть 2 книги Кривцова, Неисчерпаемая энергия.
Может ты с ними знаком, а может и нет. Они конечно не для моего ума писаны, а тебе могут помочь.
Вложение 7450

Эти книги у меня скачаны, но досконально я их не изучал. Такого графика как в книге у меня не строится, но есть похожий по смыслу график(см. рис.).
На первом рисунки показан КИЭВ при разном ветре, для точек, в которых работа ветроколеса согласована с генератором. На втором рисунке дана мощность, которую развивает генератор в этих точках.

Вообще подбор лопасти под генератор очень интересная тема. После того, как я доделаю программу, нужно будет очень подробно её обсудить. Так например, раньше я думал, что контроллер позволит значительно увеличить выработку энергии. А сейчас я прихожу к выводу, что правильно подобранные лопасти сами по себе обеспечивают
почти максимум выработки.
В качестве примера, я исследую лопасти посчитанную в таблице Петрухи. Она была рассчитана на работу с 4 до 8 м/с. Если посмотреть на первый рисунок, то можно увидеть, что на рабочих скоростях КИЭВ меняется в диапазоне от 0,44 до 0,46, т.е мы не добираем максимум 5% мощности. На самом деле даже меньше, т. к. для более слабого ветка максимальный КИЭВ меньше из-за влияния Re.
Так что при стабильном ветре хорошая лопасть будет почти всегда работать на максимум. Но ветер обычно бывает с порывами, поэтому я ещё сделал симулятор, который позволит посмотреть, как ветряк реагирует на резкое изменения ветра.
Так что простор для исследований очень большой.

[BenGunn]

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

[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.

[g8sha]

народ подскажите кто такой петруха и где выложены его таблицы,это раз ,торое : у меня есть атласы аэродинамических профилей в формате пдф может для чего и сгодится правда там числа Р довольно большие.

[Саня77]

g8sha, смотрите здесь
http://windpower-russia.ru/forum/sho...hp?t=36&page=2
http://windpower-russia.ru/forum/sho...0&postcount=18

[BenGunn]

Сообщение от g8sha

народ подскажите кто такой петруха и где выложены его таблицы,это раз ,торое : у меня есть атласы аэродинамических профилей в формате пдф может для чего и сгодится правда там числа Р довольно большие.

Петруха - это petruha256.
Таблички искать в этой теме http://windpower-russia.ru/forum/showthread.php?t=36
Проблема, как раз в том, что нужны данные для небольших значений Re, так как небольшие ветряки работают при Re 50000-300000.

[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.

[hecs]

Сообщение от BenGunn

Через что лучше считать, через фазовое напряжение или через сопротивление нагрузки?

Думаю лучше через напряжение, его по любому снимать придётся. По крайней мере я через него считал.

Добавлено через 35 минут
Константу для определения Uxx надо бы обозвать напряжение холостого хода вольт/1оборот. Не понял смысла окна желаемая мощность во вкладке примерный подбор винта? Туда бы вставить предполагаемый диаметр винта для наглядности, иначе какой же это подбор винта, а в другом окне чтобы считалась возможная полезная и полная мощность с учётом выбранных диаметра, ветра, киэв и кпд. Что за столбец цифр справа?
Пардон, сразу не заметил строку предполагаемый диаметр винта, её бы выделить покрупнее и не фазовые значения а фазные будет правильнее.

Добавлено через 14 минут

Сообщение от BenGunn

2. Потери – потери в процентах. Обычно видно только график потерь в выпрямителе, т.к. график потерь в обмотках совпадает с верхней границей.

Вот это бы исправить, а то не наглядно.

Добавлено через 9 минут
Во вкладке проверка лопасти/согласование с генератором, обороты и мощность это что? Это ведь зависимые параметры.

Добавлено через 5 минут
И было бы совсем здорово, если бы поляры были загружены в библиотеку и профиль можно было бы выбрать из выпадающего списка.
А вкладка подбор лопасти это конструктор по типу петрухиной таблицы? Если да то не помешал бы и автоматический экспорт данных построенной лопасти в остальные расчётные поля.

Добавлено через 36 минут
Пытаясь понять концепцию:
1)Начинаем с генератора и во вкладке примерный подбор определяемся с диаметром и мультипликацией.
2)Следуем в конструктор (кстати так наверное его лучше и обозвать, поскольку мы конструируем а не выбираем из готового), и проектируем лопасть.
3)Следуем в проверку:
Вкладка киэв. Киэв готовой лопасти зависит от ветра и быстроходности, торможение если я понял правильно самооптимизируется. Тогда что означают поля Z, киэв и мощность? Я бы ещё понял если бы можно было ввести ветер и на графике лицезреть изменение киэв на этом ветре в зависимости от быстроходности. А ещё лучше трёхмерный график, где и ветер и киэв и быстроходность.
Торможение. Оно ведь не только от Z но и от ветра зависит?
Рейнольдс и угол атаки тоже. Или я чего то не улавливаю?
4) Дальше идём в согласование. Задаём рабочий диапазон ветров, а мощность и обороты как мы можем задать? Нам то их узнать и хочется. А где мультипликация задаётся?
Ожидаем увидеть в первой вкладке киэв конструкции (генератор с заданной на первой вкладке нагрузкой, мультпликатор и спроектированный винт) в зависимости от ветра.
В мощности хотелось бы видеть и мощность на нагрузке и на винте и потери в %.
С оборотами и быстроходностью понятно.
С симулятором пока не понятно. Обороты и мощность должны считаться а не задаваться, момент инерции должен импортироваться из конструктора. А что такое данные о ветре, примерно представляю что и зачем, но в каком виде программа его съест? Может лучше прямо в программе задавать диапазон изменения и временные интервалы? Или вообще заранее внести несколько сценариев и прямо в окне выбирать.
Вообще инструмент может получится классный, прилизать бы и не бросить на пол дороги.

[BenGunn]

Сообщение от hecs

Думаю лучше через напряжение, его по любому снимать придётся. По крайней мере я через него считал.

Хорошо, сделаю через напряжение.

Сообщение от hecs

Константу для определения Uxx надо бы обозвать напряжение холостого хода вольт/1оборот. Не понял смысла окна желаемая мощность во вкладке примерный подбор винта? Туда бы вставить предполагаемый диаметр винта для наглядности, иначе какой же это подбор винта, а в другом окне чтобы считалась возможная полезная и полная мощность с учётом выбранных диаметра, ветра, киэв и кпд. Что за столбец цифр справа?
Пардон, сразу не заметил строку предполагаемый диаметр винта, её бы выделить покрупнее и не фазовые значения а фазные будет правильнее.

Я так рассуждал
У человека есть генератор. Он говорит себе - “хочу с него снять 1кВт при 8м/с”. Программа выдает необходимый диаметр винта и коэффициент мультипликации.
Цифры сбоку рисует сам Delphi – это значение с графика. Посмотрю, можно ли их убрать.

Сообщение от hecs

Во вкладке проверка лопасти/согласование с генератором, обороты и мощность это что? Это ведь зависимые параметры.

Это старый вариант. Переделаю, что бы данные брались из вкладки генератор.

Сообщение от hecs

А вкладка подбор лопасти это конструктор по типу петрухиной таблицы? Если да то не помешал бы и автоматический экспорт данных построенной лопасти в остальные расчётные поля.

Да будет конструктор, и данные из него будут переноситься.

1) Правильно.
2) Правильно.

3)

Сообщение от hecs

Тогда что означают поля Z, киэв и мощность?

Немного не наглядно получилось. В поля Z вводим быстроходность и для этой быстроходности программа определяет КИЭВ и мощность с графика. Ветер берется из поля слева.

Сообщение от hecs

Я бы ещё понял если бы можно было ввести ветер и на графике лицезреть изменение киэв на этом ветре в зависимости от быстроходности.

Если изменить скорость ветра в поле слева и снова пересчитать, то на графики как раз и отразиться изменение КИЭВ от быстроходности при этом ветре.

Сообщение от hecs

Или я чего то не улавливаю?

Ветер берется из поля слева.

4)

Сообщение от hecs

Дальше идём в согласование.

Тут пока старый вариант с примитивным моделированием генератора. Сейчас буду переделывать под работу с данными из вкладки генератор.

Сообщение от hecs

Задаём рабочий диапазон ветров, а мощность и обороты как мы можем задать? Нам то их узнать и хочется. А где мультипликация задаётся?

Мощность и обороты определяются из согласования генератора и ветроколеса. Коэффициент мультипликации будет добавлен.

Сообщение от hecs

А что такое данные о ветре, примерно представляю что и зачем, но в каком виде программа его съест? Может лучше прямо в программе задавать диапазон изменения и временные интервалы? Или вообще заранее внести несколько сценариев и прямо в окне выбирать.

Сейчас сделано, что данные о ветре берутся из Excel файла, где они хранятся в виде
Момент времени(в секундах) - скорость ветра. Скорость ветра между точками определяется линейной интерполяцией.

Сообщение от hecs

Вообще инструмент может получится классный, прилизать бы и не бросить на пол дороги.

Я выложил exe-шник, что бы вы посмотрели вкладку “Генератор”, а вы стали все смотреть. Остальной будет переделываться, пока там черновой вариант.

Сообщение от hecs

И было бы совсем здорово, если бы поляры были загружены в библиотеку и профиль можно было бы выбрать из выпадающего списка.

Думаю, со временем все будет. Сейчас для меня главное сделать основной каркас программы со всеми расчетами и основными данными. Потом уже можно будет доделывать разные примочки и полезности.