Генераторы

[WASQ]

А вот с КПД дело обстоит примерно так.

Мощность на валу ветряка пропорциональна кубу скорости ветра, момент на валу - квадрату скорости ветра, обороты и соответственно ЭДС генератора - пропорциональны скорости ветра в первой степени.

Момент на валу генератора при максимальной мощности, которую он может дать, пропорционален допустимому току обмоток и в первом приближении его можно считать постоянным. Превышение этого момента либо невозможно по причине индуктивного ограничения тока, либо выведет генератор из строя из-за перегрева.

Подбирать ветряк к генератору нужно из соображений чтобы на максимальной расчетной скорости ветра перед срабатыванием бурезащиты момент, который может развить ветряк не превышал максимально допустимого на генераторе. Если подобрать ветряк таким образом, о КПД можно не беспокоиться.

Когда нам очень жалко терять энергию? Когда ее мало, то есть при слабом ветре. При сильном ветре энергии и так хватает, лишь бы ее деть куда-то и генератор не сгорел. А при слабом ветре ток в обмотках будет уменьшаться вместе с моментом на валу ветряка пропорционально квадрату скорости ветра, тогда как напряжение будет уменьшаться только линейно. Падение напряжения на обмотках пропорционально току и будет уменьшаться со скоростью квадратично и потому быстрее ЭДС, а соответственно КПД при слабых ветрах будет возрастать. Это если генератор на постоянных магнитах. Реальность такова, что генератор, правильно подобранный к ветряку скажем при скорости ветра 8 м/с вряд ли при 4 м/с будет иметь КПД меньше 90%. Разве что у него будет очень хорошее охлаждение.

[hecs]

Сергей, Такой же график можно построить по моей таблице к голденмотору. Нагрузка определяется соответствием заявленному в спецификации кпд. Плюс моей таблицы в том что кпд можно играть, иногда жертвуя им в пользу мощности. Вообще по этой таблице можно любой генератор просчитать, нужно только точно замерить сопротивление обмотки, лучше пропусканием тока и фиксируя падение, ХХ в нескольких точках с шагом в 100 оборотов и один замер под максимальной нагрузкой на максимальных оборотах, чтобы оценить влияние индуктивности.

[WASQ]

roman8301, с постоянной нагрузкой никакой линейности и не будет, во всяком случае при относительно малых оборотах. Если ток ограничен индуктивностью обмоток как в автогенераторе, то на больших оборотах кривая мощности может приближаться к прямой даже при постоянной нагрузке.

[roman8301]

Сообщение от Сергей

а можно просто картинки вставлять?

если подскажите как то с удовольствиемможно в личку

[hecs]

WASQ, Вообще то кпд от оборотов не зависит, как не зависит от них соотношение сопротивлений нагрузки и обмотки. А согласовывая винт с генератором, в случае постоянной нагрузки, добиваться максимальной производительности надо именно на слабом ветре, выводя винт на оптимальную быстроходность или чуть ниже её. Тогда зона максимальной эффективности будет находится в диапазоне от стартового до расчётного ветра, а на больших ветрах винт будет недогружаться теряя киэв, но как Вы верно подметили, это уже не критично.

[Сергей]

Всё правильно сказано и мы прекрасно понимаем друг друга. Вот только одна беда осталась

Сообщение от WASQ

правильно подобранный к ветряку скажем при скорости ветра 8 м/с

Как это понимать и по каким критериям подбирать...

Добавлено через 7 минут
Похоже на то, что мы сейчас упрёмся в плотность тока в проводнике, конструктивные особености каждого типа генераторов и связаные с этим условия охлаждения.

[WASQ]

Сообщение от hecs

WASQ, Вообще то кпд от оборотов не зависит, как не зависит от них соотношение сопротивлений нагрузки и обмотки.

Вот же заладили с этой нагрузкой... Да, при постоянном сопротивлении нагрузки не зависит.
Но вы же не будете подключать к ветряку только один постоянный вечный потребитель?
Меня лично интересует что я могу получить с ветряка по максимуму при разных оборотах и ветрах. Так вот если ориентироваться на постоянную работу при максимальном токе и разных оборотах, то при уменьшении оборотов КПД будет уменьшаться. К счастью у ветряка дело обстоит так что при малом ветре и оборотах ток будет намного ниже максимального, просто момента на валу не хватит для максимального тока, и я обьяснил почему. Поэтому КПД при малых ветрах будет возрастать.
А вот при постоянной нагрузке, расчитанной на ветер 8 м/с, при 4 м/с ветряк будет еле врашаться (обороты будут сильно ниже расчетной быстроходности), напряжение на клеммах маленькое и мощность просто никакая.

Сообщение от hecs

А согласовывая винт с генератором, в случае постоянной нагрузки, добиваться максимальной производительности надо именно на слабом ветре, выводя винт на оптимальную быстроходность или чуть ниже её. Тогда зона максимальной эффективности будет находится в диапазоне от стартового до расчётного ветра, а на больших ветрах винт будет недогружаться теряя киэв, но как Вы верно подметили, это уже не критично.

Можно и так, но без фанатизма. Если генератор расчитать на максимальный ток при 4 м/с например, то при 8 м/с он выдаст (на глаз оценка, для расчета нужны характеристики ветряка) только около трети мощности, которую может отобрать от ветра ветряк на этой скорости. 2/3 улетит с ветром дальше. Если это Вас удовлетворяет то почему бы и нет. Только меня пугали на форумах, что на сильном ветре если уменьшить отбираемый момент, ветряк может уйти в разнос и развалиться на части. Как в реальности, не знаю так как не имею практики.

[Сергей]

Я на своём генраторе специально установил 2 термосопротивления, и при проводе в 1кв.мм соединение звезда, за всё лето я один раз зафиксировал температуру лобовой части 60град. Ветердул целый день и ток ниже 10А не опускался, а так 15-20А. Переключился на треугольник, температура тут же упала. И если-бы моей целью было нагреть ведро воды, то этот генератор можно было ещё грузить да грузить.
Вот как это можно объяснить?

[Александр]

Чего там туманного? Справа - зависимость выходного напряжения ХХ от скорости вращения. Слева - под нагрузкой. При стендовых измерениях величина нагрузки выбирается из условия, что при максимальной мощности КПД не должен быть хуже, чем 90%. Конкретно у этого генератора типовое значение КПД имеет величину 92%. Сопротивление фаза-фаза 2,7 ома, значение тока при номинальной мощности 3500ватт на 250-ти об/мин составляет 11 ампер. Данных более чем достаточно для вычисления сопротивления нагрузки. Вот и посчитай, хотя бы будешь иметь представление, как на самом деле правильно определяется нагрузка. И как она соотносится с сопротивлением генератора на самом деле.

[Сергей]

Александр, я нигде на этой картинке не увидел ни 90% ни 92%.

Сообщение от Александр

При стендовых измерениях величина нагрузки выбирается из условия, что при максимальной мощности КПД не должен быть хуже, чем 90%.

Где и какими правилами или ГОСТом или какими либо другими нормативными документами это оговорено, что-бы это можно было взять за основу?