Безжелезный генератор - каким он должен быть???

[983]

Сообщение от ИГОРЬ 77

Помоему мы не в той теме ведём обсуждение этого вопроса.

изначально в этой теме появился вопрос о целесообразногсти использования короткозамкнутой обвязки магнитов именно на безжелезных генераторах.
А так как имеется положительный опыт использования обвязки на железных генераторах, само собой всплыло упоминание этого опыта.

Спор же идёт о самой сути и об целесообразности использования этой самой обвязки в генераторах на постоянных магнитах, в первую очередь в безжелезных.

33% прибавки, это побольше, чем я ожидал !
( ну, или 25% недобора без использования этой самой обвязки ))
думал, дай Бог процентов 10 добавится ...

[Сашун]

Разъясняю дополнительно для.

Вот он генератор. С постоянными магнитами на роторе и обмоткой статора. Вертим ротор с частотой w - возбуждаем ток в обмотке статора и присоединенной к обмотке нагрузке. Подводим к генератору механическую мощность N - получаем электрическую мощность k*N, где k - КПД генератора при частоте вращения w.

Теперь сдуру ставим на ротор вокруг магнитов медные рамки. И вращаем ротор с той же частотой w. Теперь у нас в этой дополнительной рамке при вращении ротора - переменное магнитное поле, возбуждаемое обмоткой статора, мимо которой движется рамка. В этой рамке протекает ток и рамка этим током греется.

Т.е. в генераторе возникли дополнительные потери на нагрев рамок ротора = КПД генератора уменьшился в сравнении с генератором без рамок на роторе.

Были в генераторе потери на трение в подшипниках, трение ротора об воздух, на нагрев обмотки статора. И, в генераторе с железным статором, еще и на нагрев железа статора из-за его перемагничивания (за гистерезис - можно в учебнике почитать).

Теперь пришел рационализатор и добавил в генератор потери на нагрев рамок ротора.
Не люблю рационализаторов.

[DJ_Grom]

Сообщение от Сашун

Теперь сдуру ставим на ротор вокруг магнитов медные рамки. И вращаем ротор с той же частотой w. Теперь у нас в этой дополнительной рамке при вращении ротора - переменное магнитное поле, возбуждаемое обмоткой статора, мимо которой движется рамка. В этой рамке протекает ток и рамка этим током греется.

Фотки смотрели? Рамка вращается на роторе.

[Remel220]

Сообщение от Сашун

Разъясняю дополнительно для.

Вот он генератор. С постоянными магнитами на роторе и обмоткой статора. Вертим ротор с частотой w - возбуждаем ток в обмотке статора и присоединенной к обмотке нагрузке. Подводим к генератору механическую мощность N - получаем электрическую мощность k*N, где k - КПД генератора при частоте вращения w.

Теперь сдуру ставим на ротор вокруг магнитов медные рамки. И вращаем ротор с той же частотой w. Теперь у нас в этой дополнительной рамке при вращении ротора - переменное магнитное поле, возбуждаемое обмоткой статора, мимо которой движется рамка. В этой рамке протекает ток и рамка этим током греется.

Т.е. в генераторе возникли дополнительные потери на нагрев рамок ротора = КПД генератора уменьшился в сравнении с генератором без рамок на роторе.

Были в генераторе потери на трение в подшипниках, трение ротора об воздух, на нагрев обмотки статора. И, в генераторе с железным статором, еще и на нагрев железа статора из-за его перемагничивания (за гистерезис - можно в учебнике почитать).

Теперь пришел рационализатор и добавил в генератор потери на нагрев рамок ротора.
Не люблю рационализаторов.

Сашун, а теперь, пож-ста, опишите тоже самое для генератора без постоянных магнитов - обычный генератор с самовозбуждением или когда для гарантированного начального возбуждения ставят маленькие магнитики (пример - китайские генераторы на ДВС)???

Добавлено через 16 минут

Сообщение от ИГОРЬ 77

На генераторе с 24 зубами, эфект проявляется примерно от 700 об/мин.

Подтверждение того факта, что возбуждение происходит так же, ка и в обычном гене без постоянных магнитов, только на больших оборотах.

Сообщение от ИГОРЬ 77

Без клетки на 1000 об/мин получал 750 Вт, с клеткой около 1кВт. С донора 2,2 кВт 1500 об 10 полюсов , длинна кабеля 40 м. Максимально Выдаёт 40А при 30В полезной энергии, с винтом 2,5м

Это значит, что пропеллер на самом деле выдаёт на этих оборотах БОЛЬШЕ механической мощности, раз её хватает и на дополнительное возбуждение. И КПД вашего гены не более 60%.
А если поставить на этот пропеллер хороший ген на постоянных магнитах с КПД 80-85%, то ваш ветряк выдаст под 1,3-1,5 кВт!

[Сашун]

Сообщение от Remel220

пропеллер на самом деле выдаёт на этих оборотах БОЛЬШЕ механической мощности, раз её хватает и на дополнительное возбуждение. И КПД вашего гены не более 60%.

Именно так. Генератор изначально спроектирован нехорошо - не согласованы величина магнитной индукции слабых постоянных магнитов ротора с параметрами обмотки - обмотка для установленных слабых магнитов выполнена "с запасом".
Самодельшики редко задумываются над рациональностью конструкции. Серийный 1-1,5-киловаттный генератор имеет массу около 4-4.5 кг, а у самодельщиков в генераторах аналогичной мощности обычно около 5 кг магнитов, больше 10 кг меди и, впридачу еще и 5-8 кг железа или в статоре или в роторе. Т.е. самодельные генераторы проигрывают серийным по массогабаритным характеристикам "вчистую".
Вот параметры первого попавшегося серийного автомобильного генератора с упомянутой номинальной мощностью:

Номинальное напряжение, В 14,6
Максимальный выпрямленный ток, A 105
Мощность, Вт 1240
Выпрямленный ток при:
1500 оборотах ротора генератора, A 80
3000 оборотах ротора генератора, A 100
5000 оборотах ротора генератора, A 105
Масса, кг 4,3 - вместе с выпрямителем и реле-регулятором.
Фото статора - http://www.startvolt.com/upload/iblo...b8f7bdba8f.jpg Фото ротора = http://autoergo.ru/files/products/ya...t.800x600w.jpg .

[ИГОРЬ 77]

Сашун, Не сравнивайте с авто генератором. На авто генераторе начало заряда от 1000 об/мин, а на ветро генераторе при 180 об/мин начало заряда, на 1000об/мин максимальная мощность. Каждый решает сам, с какой эффективностью использовать самую дорогою часть генератора (магниты).

[Сашун]

Почему же не сравнивать?
На автомобиле обороты холостого хода - около 600-800 об/мин. При этом обороты генератора (ременная передача 2:1) - примерно вдвое выше - 1200-1600 об/мин.
Вот генератор и сконструирован конкретно так, чтобы работать при указанной частоте вращения. Причем, заметим, генератор выдает 100 ампер !
Спрашивается в задаче - почему у самодельщика, которому, очевидно, нужно, чтобы генератор выдавал мощность хотя бы 50-100 ватт уже при 100 об/мин генератор втрое-впятеро тяжелее?

Самодельщику разве нужен ток 100 ампер? - Не нужен - возникнут проблемы с линией спуска с мачты.
Достаточно 20-25 ампер - вчетверо-впятеро меньше. Значит, сечение провода обмотки можно спокойно уменьшить в 10 раз! Т.е., для полного заполнения пазов увеличить раз в 8-10 число витков, а, значит, уменьшить во столько же раз частоту вращения ротора!
Почему не идет самодельщик таким путем? Понятно почему - увеличивается сопротивление обмотки, падает КПД генератора. Однако, это - при мощности 1-1,5 кВт.
А что при мощности около 100 ватт на малых оборотах 100-150 об/мин? Вот они искомые 15-20 вольт и 3-5 ампер!
Всего-то - перемотать генератор более тонким проводом с сохранением индукции ротора в воздушном зазоре.
Мне представляется, что "искать" - можно и нужно в этом направлении.

[ИГОРЬ 77]

Сашун, Вы сделайте , а мы дурочки посмотрим на умного. Я максимум что смог выжать из авто генератора 350 Вт на 1000 об/мин. Вот несколько фото из этого проэкта.

[ИГОРЬ 77]

Сашун, Покажи что сам сделал в железе. Или только разговоры?

[Сашун]

Сообщение от ИГОРЬ 77

что сам сделал в железе. Или только разговоры?

Зачем сам? Я ж пенсионер. Мне самому изощряться над известной десятки лет вещью, конструкция которой отработана "от и до" - смысла нету - проще готовую купить. Т.к. знаю на 100%, что лучше заводской - не сделаю. А в бытность мою гл. конструктором - заводы делали машиностроительные по моим разработкам. 80 патентов, засл. изобр. РФ и Украины.

Сообщение от ИГОРЬ 77

Я максимум что смог выжать из авто генератора 350 Вт на 1000 об/мин.

Исходный генератор до доработки был рассчитан, видимо (ориентируюсь на фото), на мощность около 550-600 ватт. Полагаю, что, будь магниты чуток потолще, а провод обмотки статора раза в 1,5-2 потоньше - вышли бы на искомую мощность около 100 ватт при 150 об/мин. Не судите старика строго = это, всего лишь, мое мнение.
Основано оно на том, что американский генератор таких же габаритов с обычной двухслойной трехфазной обмоткой и без малейших залипаний выдает 450 ватт при 500 об/мин. У него железо статора и ротор короче вдвое, чем у Вас, зато диаметр чуток побольше - около 80-85 мм. И магнитов всего 12. Фото я приводил недавно в какой-то соседней теме.

Вот, посмотрите десяток слайдов - https://fotki.yandex.ru/next/users/r.../994203?page=0 . Ручной генераторчик. Подводимая механическая мощность одним человеком, понятное дело, максимум ватт 60 при 60-130 об/мин. Выходные параметры - 12,6 вольт, 3-4 ампера, т.е. 40-50 ватт.
Пример приведен для понимания, что получение мощности около 50 ватт при напряжении около 13 вольт на малых оборотах генератора реально - выпущены сотни тысяч таких генераторов. Причем в эпоху, когда твердотельных стабилизаторов напряжения еще и проекте не было.
Почему это не получается у самодельщиков - мне вполне понятно. Они в самом начале разработки ориентируются на мощности выше 1-1,5 кВт и выбирают остальные характеристики (в т.ч. 4-5-метровый пропеллер) исходя из этих значений. В результате - погоня за низким сопротивлением обмотки, малым воздушным зазором и рост габаритов вследствие "нужное число витков не помещается".