Аксиальный генератор на постоянных магнитах

[Gennadiy]

Проще переделать статор, намотать больше витков в катушеках, так чтобы влезли по окружности, согласно радиусу магнитов.
Из данных, которые уже есть, можно высчитать виток на вольт и намотать тоньшим проводом (к примеру 100-120 витков) затем те катушки которые будут в одной фазе соединить параллельно, а фазы соединить в заеду.
Если добавить витки в катушке, понятно что сопротивление увеличится, пусть, примерно, будет 6 Ом, а соединив параллельно сопротивление фазы будет на много меньше, чем на данный момент - 8 Ом.

[Сашун]

Как я понял, не устраивает напряжение фазы - чересчур мало. Поэтому, начинаем с оптимизации катушек. Дан провод ПЭТВ-2 1,24. Берем внутренний диаметр по минимуму - чуть меньше диаметра магнита, т.е. при магните диаметром 20 мм - 18 мм. Наружный диаметр - чтоб катушки были вплотную - берем по картинке 46 мм (получится при намотке чуток меньше).
Количество рядов (по радиусу катушки) выйдет (46-18)/2=14. В 14 мм влезет без учета уплотнения при намотке 14/1.24=11 слоев. При толщине катушки 15 мм (уже многовато) в катушке будет 15*11=165 витков.
Это - в 3,3 раза больше, чем было в 1-м статоре (было по 50 витков), т.е. ЭДС уже будет втрое выше. Если катушки будут не влезать в статор - можно их чуток приплюснуть.
Длина внутреннего витка в катушке 19*3,14=60 мм.
Длина наружного витка в катушке 45*3,14=141 мм.
Средняя длина витка 100 мм = 0,10 м. Длина провода в одной катушке 16,5 метров.
Сечение провода 1,2 кв. мм. Сопротивление фазы (3 катущки) 0,017/1,2*3*16,5=0,7 Ом.

Сообщение от rovertos

Провод ПЭТВ-2 1,24, в каждой катушке по 50 витков вместилось, сопротивление одной фазы 8 Ом

Тут, видимо, ошибка.
Масса меди в статоре (без учета отводов) 9*1,2*16,5*3=0,53 кг.

Площадь одного магнита диаметром 0,02м - 0,000314 кв.м.

Действующая расчетная ЭДС фазы: Еф = 2,8*f*n*m*Nф*B*S =
где:
f = - частота вращения ротора, об/с
n = 12 - число полюсов ротора
m = 3 - катушек в фазе;
Nф = 165 - расчетное число витков в каждой катушке;
B = 0,5 - индукция в воздушном зазоре магнитов № 42
S = 0,000314 - площадь магнита, кв.м.

Начало зарядки разряженного аккумулятора - 12,5 вольт. Для этого напряжение фазы должно быть (мост Ларионова) 12,5/2,45=5,1 вольт
Отсюда требуемая минимальная частота вращения

f = 5,1/2,8/12/3/165/0,5/0,000314 = 2 об/с = 120 об мин

Допускаемое тепловыделение на маленький статор диаметром около 170 мм - 120 ватт, т.е. около 15 ватт на 1 катушку.
При силе тока в катушке 5 ампер плотность тока 5/1,2=4А/кв.мм, тепловыделение 5*5*0,7=18 ватт. Мощность фазы при работе на зарядку аккумулятора 15 вольт - 75 ватт, мощность генератора около 225 ватт.
Частоту вращения для этой мощности считать не стал - она, явно меньше 250 об мин.
Диаметр ветроколеса, навскидку, около 1,5-1,8 метра.

Задача - впихнуть в катушку витков побольше. Намотай сперва 2 катушки и проверь, чтоб вплотную влезали в шаблон статора.

Проверь, нет ли ошибок в подсчетах и пробуй

[Сашун]

Неплохое видеопособие по намотке катушек и сборке статора - https://youtu.be/p19q6ANxcpc . И - даже не думай мотать катушки без приспособления. Главное тут - провод хорошо натягивать, чтоб больше витков влезло. Если уж никак не влезет больше 140-150 витков - уменьшай немного диаметр оправки. На фото - вполне допустимая форма катушек.
Если уж совсем не лезут катушки в статор - можно немного увеличить диаметр по центрам катушек - диаметры ротора и статора вовсе не обязаны строго совпадать. Да и "точно круглыми" катушки тоже не обязаны быть.
Суть - компенсировать избытком меди статора малую индукцию слабых магнитов ротора.

[Gennadiy]

Если катушки будут не влезать в статор - можно их чуток приплюснуть.

Лучше сразу мотать овальными, проволока не тесто.


Извините.

[rovertos]

Сообщение от Сашун

сопротивление одной фазы 8 Ом

Точно, взял другой тестер-0,8 Ом...

Сообщение от Сашун

B = 0,5 - индукция в воздушном зазоре магнитов № 42

Если в Германии не солгали по даташиту
1. Technical information
Magnetisation N42
Residual magnetism Br 12900-13200 G, 1.29-1.32 T

Вот эти я покупал https://www.supermagnete.de/eng/disc...ated_S-20-10-N


Спасибо огромное, направление я понял, побежал докупать провод.
Кстати на овальные(или сегментные) я уж и подумываю.

[Владимир.74]

Сильно не разгоняйся. Сделаешь одну тестовую катушку. Возьмёшь кусок фанеры (вместо блина статора), расчертишь статор и крепёж . В размер катушки , в секторе, сделаешь отверстие. Вставишь катушку . Закрепишь её. Соберёшь генератор с таким "статором". И проведёшь ТЕСТ с одной катушкой. Вдруг надо корректировать. Провод бери для одной катушки. Вдруг понадобится другое сечение.

[Сашун]

ЕЩЁ ОДНА ПОЛНОРАЗМЕРНАЯ КАРТИНКА - ПОКУСАЮ!!!!

По неосторожности (по привычке рассчитывать более мощные генераторы) взял индукцию в воздушно зазоре 0,5 Тл. А для магнитов малого диаметра калькулятор https://www.kjmagnetics.com/gap.calculator.asp показывает только 0,357 = 0,36 Тл.
Т.е. расчетную частоту вращения для начала зарядки 12-вольтового аккумулятора нужно увеличить со 120 об/мин до 120/0,36*0,5=165 об/мин.
Ну, или, чтобы облегчить работу, уменьшить чуток диаметр обмоточного провода.
Тогда, ясное дело, чуток упадет КПД генератора - максимальная мощность будет не порядка 200 ватт, а ближе к первоначально предполагаемым 100-150 ватт из-за немного большего нагрева статора.
Но 10 ампер для зарядки 12-вольтового аккумулятора на частоте вращения около 250-300 об/мин. все равно должно получиться.

[Владимир.74]

Сащун. Что насчёт вложенных катушек и трёх фаз ?

[Сашун]

Сообщение от Владимир.74

Провод бери для одной катушки. Вдруг понадобится другое сечение.

Вот-вот! Оно из этих мелких магнитов общей массой 0,024*24=0,57 кг, т.е. в 9 раз меньше, чем у тебя, больше мощности все равно не выжать, какой провод не бери.

Добавлено через 9 минут

Сообщение от Владимир.74

Что насчёт вложенных катушек и трёх фаз ?

Так места, вроде, нету для вложенных катушек. И - какой смысл? Больше мощности все равно от этих магнитов не получить, а КПД будет ниже из-за большей длины провода.
Были бы магниты секторные - можно бы было уложить обмотки статроа даже вот так - http://www.rlocman.ru/forum/attachme...5&d=1489988512 .

[Владимир.74]

Сообщение от Сашун

Вот-вот! Оно из этих мелких магнитов общей массой 0,024*24=0,57 кг, т.е. в 9 раз меньше, чем у тебя, больше мощности все равно не выжать, какой провод не бери.

Добавлено через 9 минут
Так места, вроде, нету для вложенных катушек. И - какой смысл? Больше мощности все равно от этих магнитов не получить, а КПД будет ниже из-за большей длины провода.
Были бы магниты секторные - можно бы было уложить обмотки статроа даже вот так - http://www.rlocman.ru/forum/attachme...5&d=1489988512 .

С дырами меж магнитами , не вижу особого смысла извращаться с вложенными катушками. А так бы...0,5кВт...краткосрочно , с этого диаметра, вполне возможно. (Магнитов куча запасных осталась , а ломать роторы не стоит. ) ( я как то лезвием , от обойного ножика, подорвал магнит от клея и не факт что у человека получится ) .
Так что, Сашун, "клиент ваш" , мешать не буду. .

ПС. Сашун, кпд с вложенными катушками на порядок выше. Я уже Вам писал.