Альтернативное электричество на даче

[Сашун]

Внутренности торцевого генератора/двигателя, лучшего по эффективности из мне известных.



Вариант с прямоугольными магнитами

[Алексей2011]

Сашун, магниты такие выбраны из-за цены на грамм, и их марка N52.

уменьшение высоты это потеря в эдс, магниты меньше, активная длинна проводника тоже. Расчёт генратора этого был мой собственный, который я вывел исходя из той инфориации которую получил во время написания множества отчётов о строительстве ветряков от других строителей ветрогенератов.

Мощность генератора определяет его сопротивление и напряжение, остольно всё это лишь конструктивные особенности. У любого не важно как сделанного генератора если будет однаковое напряжение и сопротивление, то и мощность будет одинаковая обсалютно.

Это значит что пофигу как мотать катушки и располагать магниты, главное получить как можно больше эдс при как можно меньшем сопротивлении, тогда и будет максимальная мощность генератора и эффективность использования меди и магнитов.

Пока все расчёты показывают что не будет никакой прибавки по мощности данного генератора без повышения ЭДС витка. Можно эдс отдельной катушки повысить в два раза, но это влечёт за сабой увеличение сопротивление в два раза и получается что снова приходим к той-же мощности генератора.

Я думаю над повшением мощности текущего генератора и пока не спешу пробовать обмотку со вложенными катушками. По расчёту меди уйдёт более чем в два раза в сравнении с тем что есть сецчас (1кг меди). Я подниму напряжение генератора в два раза, но и сопротивление тоже поднимется. А если количество витков уменьшу в два раза чтобы поднять сопротивление то снова приду к текущему результату, но меди в статоре в виде больших и длинных лобовых частей будет в два раза больше. Пока меня всё это не устраивает


В этом видео можно понять что у меня за генератор


Добавлено через 8 минут
Сашун, ну давай теперь сравним эффективность использования меди и магнитов в этих генераторах с моим генератором в равных условиях. К примеру при фиксированных оборотах.

У меня 1.8кг магнитов и 1кг меди, при 300об/м 100 ватт на 14в АКБ.

Есть данные по мощности этих генераторов?

Добавлено через 40 минут
Для примера допустим у меня будут те-же магниты по массе, но размеры другие. Допустим что не 50*30*10мм, а 50*10*10мм. Соответственно теперь на диске будут по 24 магнита. Разместим их вплотную друг к другу без зазора, тогда диаметр уменьшится дисков уменьшится до 176мм. Считаем эдс витка:
1,1*0.4*0.05=0.022 вольта при 60 об/с.

Теперь мы имеем жёсткий размер размещения вложенных друг в друга катушек для трёхфазного генератора, их 36 штук. Ширина катушки не может быть шире 10мм, иначе они по круу не уместятся, да и 10мм это ну очень плотно и при ручной намотке и укладке врятле получится это нормально уложить. Нудно хоть по 2 мм оставить запаса, и того 8мм ширина катушек. Толщина 10мм, это порядка 70 витков, но опять-же коэффициент укладки и реально туда влезет витков 50 со скрипом, тот кто мотал на практике знает почему так, особенно с толстым проводом.

Что мы имеем, 36 катушек, по 12 катушек на фазу, по 50 витков в каждой катушке, эмальпровод 1,06 мм. Средняя длинна витка примерно 0.25 метра, соответственно длинна провода в фазе 150 метров, а сопротивление 3.36 ом.

ЭДС при 60об/м 13.2 вольта с фазы. Получается высаковольтовый генератор, но это сейчас не важно, может он будет 48в АКБ заряжать.

Какая у этого генератора будет мощность при 300об/м максимальная?
Просаживаем его напряждение при 300об/м в два раза, оно будет 66в:2=33 вольта, делим на сопротивление 3.36 ом и получаем 33:3.36=9.82Ампера. Далее 33*9.82=324 ватта.

Ну чтож получается круто 324 ватта при 300 об/м, мощность генератора подняли в три раза заменив магниты и сделав вложенные катушки. Если конечно я нигде в цифрах не ощибся. Хотя реально она будет всё-таки процентов на десять ниже, 290 ватт, так-как потери на диодах, в проводе и прочие. Но всё равно получается круто!!! Масса магнитов таже, а мощность увеличели почти в три раза. При этом ещё и диаметр дисков уменьшился, а значит вес генератора и габариты.

Но правда если грузануть этот генератор на 14в акб, то мощность будет ниже, 66-14:3.36=15.4ампера, 14*15=210 ватт, и в реале с учётом других патерь будет ещё ниже. А что мой генератор при 300об/м даёт на акб 14в? А всего 21-14:1=7*14=98 ватт......

Получается действительно так делать генератор очень выгодно и эффективно, грубо говоря мощность в три раза увеличивается. Ну чтож, тогда с учётом всех выводов нужно делать новый генератор!!!!

[Сашун]

Сообщение от Алексей2011

Мощность генератора определяет его сопротивление и напряжение, остольно всё это лишь конструктивные особенности. У любого не важно как сделанного генератора если будет однаковое напряжение и сопротивление, то и мощность будет одинаковая обсалютно.

Никак, простите, не могу с Вами согласиться.
Вот 2 разных генератора с одинаковым внутренним сопротивлением заряжают два 12-вольтовых аккумулятора, т.е. работают при одинаковом рабочем напряжении около 14 вольт. Причем - на одних и тех же оборотах !!
Ток зарядки аккумулятора одним генератором 5 ампер (полезная мощность 70 ватт), а другим генератором другого аккумулятора - 50 ампер (полезная мощность 700 ватт).
Может быть такое? Конечно же может!
=======================

Приведу пример установки разных генераторов с одинаковым диаметром обмоточного провода (1,4 мм) в одно и то же место. Просто цитатой.

Какие же модели генераторов подходят для замены в автомобиле ВАЗ 2101 генератора Г-221 (42 ампера)?

Первый вариант — это генератор от ВАЗ 2105, он выдает максимальный ток 55А. Не много, но если не используется много дополнительного оборудования, то это идеальный вариант. Этот генератор заменяет генератор Г–221 без каких либо переделок крепления. Там есть только небольшие изменения в подключении к электропроводке, связаны они с тем, что в схеме подключения генератора Г – 221 реле-регулятор вынесен отдельно, в пятерочном же генераторе реле регулятор совмещен с конструкцией щеток.
Следующий вариант установки генератора от «зубил» на ВАЗ 2101 – 2106. Он выдает 55А, что вполне приемлемо для небольшого количества дополнительного оборудования.
Третий вариант замены стандартного генератора ВАЗ – генератор от ВАЗ 21074, его маркировка 372.3701-03. Он способен выдать около 73А тока, которых рядовому автомобилисту достаточно будет с головой. Установка практически ничем не отличается от предыдущего.
Четвертый вариант – установка генератора от инжекторной Нивы. Он выдает около 80А, что удовлетворит требования, даже если установлено большое количество дополнительных лампочек, усилителей. Он не даст гаснуть на холостых оборотах свету. Но установка требует не очень больших изменений.
Пятый и последний вариант – замена стандартного Г — 221 генератором от ВАЗ 2110, который выдает 105 – 110А (зависит от конкретной модели).

[Алексей2011]

Сообщение от Сашун

Никак, простите, не могу с Вами согласиться.
Вот 2 разных генератора с одинаковым внутренним сопротивлением заряжают два 12-вольтовых аккумулятора, т.е. работают при одинаковом рабочем напряжении около 14 вольт. Причем - на одних и тех же оборотах !!
Ток зарядки аккумулятора одним генератором 5 ампер (полезная мощность 70 ватт), а другим генератором другого аккумулятора - 50 ампер (полезная мощность 700 ватт).

Какое одинаковое сопротивление в них и напряжение холостого хода???

[Сашун]

Это - статор Вашего нынешнего генератора (насколько я сумел понять). Рядом для сравнения статор 20 кВт 3-фазного генератора и его характеристика 380V с вложенными катушками. 300 об/мин. 20 секций по 3 катушки (3 фазы) в каждой секции. Полуротор имеет 20 секторных магнитов. Габаритный диаметр генератора около 700 мм. КПД 95%.
Источник с картинками - http://m.made-in-china.com/product/2...713132005.html .

[Сашун]

.

Сообщение от Алексей2011

Какое одинаковое сопротивление в них и напряжение холостого хода???

Типичный вопрос ветролова.
Ответ - не имеет значения, поскольку генератор не предназначен для работы на холостом ходу.
У "обычных" жигулевских генераторов "звездой" сопротивление обмотки около 0,2 ома. У лучших 6-фазных мощных автомобильных генераторов "Mechman" "Delco Remy" и др. на токи 280-350 ампер (14 вольт) - около 0,01 ома - намотаны медной шиной.

Добавлено через 16 минут
Чтение для Алексея.

Сообщение от Сашун

Почему катушки фазы в торцевом генераторе не должны быть ни широкими ни узкими.

А потому, что, когда магнит "едет" по просвету катушки - в ней, в катушке, магнитный поток не изменяется = ток не генерируется. Т.е. на графике тока. ежели подключить осциллограф в это время периода "пустой участок".
Ежели теперь подумать про получаемую от генератора мощность - в это время мощности-то никакой от катушки нету!
Т.е. эта широкая катушка вырабатывает электричество неравномерно - то густо, то пусто. А это - плохо. Почему плохо - написано в предыдущем сообщении - там, где "густо" - возникают повышенные потери на нагрев катушки. Повторю пример.
Если ток в катушке вырабатывается непрерывно, катушка греется мощностью I*I*R.
А, если катушка широкая (2 ширины магнита), ток для той же мощности (при таком же среднем напряжении ) вырабатывается в 2 раза больший - катушка, в среднем, греется больше в 2 раза!

Вывод. Узкие катушки в фазах - эффективнее широких.

Не следует, однако, чересчур зауживать катушки !
Оно же, электрический ток вырабатывается изменением магнитного потока в катушке. Если катушка уже магнита наполовину, то в просвет катушки влезет от магнита только половина магнитного потока от магнитов - будет меняться поток не от 0 до Ф (Ф - весь поток, который магниты дают) и обратно, а только от 0 до 1/2 Ф - уменьшится вырабатывемый ток.
Это еще не все!
Когда катушка уже магнита и весь магнит уже накрыл катушку и движется дальше - магнитный поток в катушке тоже не меняется - он определяется ведь площадью дырки катушки (Ф=B*S), т.е., снова, ток в катушке в это время равен нулю!
А это снова вызывает такие же потери в узких катушках, как и в широких !

Отсюда правило. (Рэмель220 хотел)
Окружная ширина катушек (или волн меандра - волновой обмотки) должна быть сопоставима с окружной шириной магнита

Добавлено через 1 час 14 минут
Дополнение номер следующее.

Насчет таки окружной ширины катушек.

Многие, прочитав предыдущее дополнение, могут подумать, что нужно катушки делать точно по окружной ширине магнита. Так оно - вовсе не так!
Откуда берется в катушке ток? Ясно откуда - от изменения магнитного потока в контуре катушки.
А магнитный поток откуда берется? Тоже ясно - от постоянного магнита. А что такое магнитный поток? Тут вспоминают школу, где учат, что магнитный поток однородного магнитного поля через перпендикулярный индукции контур контур равен произведению индукции магнитного поля на площадь этого контура.
И совершают ошибку. Полагая, что в определении магнитного потока упоминается контур катушки.
Ничего подобного. Упомянутое определение магнитного потока - оно для "теоретического" однородного магнитного поля. Которого в природе вообще не бывает, поскольку полюсы постоянного магнита не имеют бесконечной ни длины ни ширины.
Магнитное поле постояного магнита - неоднородное! Это означает, что величина как магнитной индукции так и магнитного потока разная в разных местах как полюса магнита, так и в статоре генератора и, естественно, в катушках фаз генератора.
Если углубиться чуток в этот вопрос и раскинуть имеющимся мозгом, так станет понятно, что исходящий из магнита магнитный поток перпендикулярен поверхности полюса магнита только в одном месте - в центре полюса магнита - помните, Вам в школе рассказывали за силовые линии магнита? Так эти силовые линии направлены возле магнита в точности вдоль векторов индукции того магнитного потока, изменением которого и создается ток в катушках фазы генератора.
Ну и что?
А то, что сами катушки расположены в генераторе в статоре параллельно полюсам магнитов. Т.е. их, катушек, площади контуров перпендикулярны индукции магнитов только тогда, когда центр полюса магнита совпадает с осью катушки. А в остальное время периода что?
Да и сама индукция в разных местах полюса магнита разная. и по направлению и по величине.
Оказывается, в том школьном определении магнитного потока есть еще синус угла между направлением индукции и площадью контура. Опуская подробности, перейдем к экспериментальному факту.
Пойду от него картинку рисовать...
-----------

Рисовал- рисовал, красиво не получилось. Поэтому словами буду. Короче, эта индукция, а конкретнее ее, перпендикулярный полюсу и статору (плоскости катушек) вектор, который и должен учитываться при определении магнитного потока (и его изменения) через контур катушки, распределен по окружной ширине полюса в виде трапеции. За это можно на предудущей странице форума почитать. Эта трапеция (со скругленными углами и чуток выпуклой верхней, почти горизонтальной стороной) - она для широких магнитов. Шире миллиметров примерно 15-20. А для узких магнитов - она, трапеция, вырождается в треугольник со скругленной вершиной. Похожий даже очень на полуволну синусоиды. Но - никакого к ней отношения не имеющий.
А на самом краю магнита вектор индукции, перпендикулярный полюсу просто равен нулю. По простой причине - на расстоянии 0,1 мм "внутрь полюса" - он положительный, а на расстоянии 0.1 мм "наружу полюса" - отрицательный. Т.е. на самом краю полюса равный нулю.
А там, где находится плоскость катушки статора - на расстоянии 5-8 мм от полюса магнита область с положительной индукцией уже полюса магнита примерно на 4-8-10 мм.
Соответсвенно и катушка должна быть своей окружной шириной чуток уже окружной ширины магнита.
Если теперь вспомнить, что катушка состоит из многих витков обмоточного провода, образующих пучок проводов с окружной шириной в несколько миллиметров, то окончательную рекомендацию по выбору ширины катушки можно сформулировать так:
Окружная габаоттная ширина катушки должна быть равна окружной ширине магнитов ротора.

[Алексей2011]

Сашун, к сожалению вы не ответили вот по поводу этого, что-же это за генераторы такие???
Ка может быть такое что генераторы одинаковые по сопротивлеию и напряжению, а заряжают акб с такой разницей, один 5А даёт, а другой 50А. Мне очень интересно посмотреть и попробовать понять почему так, если параметры генераторов одинаковые, но они так различаются по мощности.

Никак, простите, не могу с Вами согласиться.
Вот 2 разных генератора с одинаковым внутренним сопротивлением заряжают два 12-вольтовых аккумулятора, т.е. работают при одинаковом рабочем напряжении около 14 вольт. Причем - на одних и тех же оборотах !!
Ток зарядки аккумулятора одним генератором 5 ампер (полезная мощность 70 ватт), а другим генератором другого аккумулятора - 50 ампер (полезная мощность 700 ватт).
Может быть такое? Конечно же может!
=======================

Я прочитал ваш пост полностью, да во многом согласен и не оспаривал ваше утверъждение. В курсе магнитной индукции и прочего.


Вы приводили в пример автомобильные генераторы и показали что при примерных габаритах, сопротивлении, напряжении типа мощность разная. Если покапаться то нифига там нет ничего одинакового, количество витков в более мощных генераторов меньше, мне попадались такие что по 4 витка, по 7 витков, по 5 витков, и диаметр проводов там тоже разный. Но это ещё не самое главное. Магнитная индукция разная у роторов этих герераторов, у более слабых потребление околаъо 2-3А, а у более мощных до 5А обмотка возбуждения потребляет Про это вы кажется совсем забыли....

Добавлено через 6 минут
Хочу так-же спросить у тех кто прсматривает эту тему.
Может быть такое? И желательно с аргументами !!!

Вот 2 разных генератора с одинаковым внутренним сопротивлением заряжают два 12-вольтовых аккумулятора, т.е. работают при одинаковом рабочем напряжении около 14 вольт. Причем - на одних и тех же оборотах !!
Ток зарядки аккумулятора одним генератором 5 ампер (полезная мощность 70 ватт), а другим генератором другого аккумулятора - 50 ампер (полезная мощность 700 ватт).
Может быть такое? Конечно же может!
=======================

[Сашун]

Сообщение от Алексей2011

Хочу так-же спросить у тех кто прсматривает эту тему.
Может быть такое? И желательно с аргументами !!!
Цитата:

=======================

Этот - разный ток ток зарядки аккумулятора - может быть и у одного и того же генератора при одинаковых оборотах.

Цитата.
"Заряд батареи на автомобиле
При эксплуатации батареи на автомобиле ее заряд происходит при постоянном напряжении. Производители автомобилей по согласованию с разработчиками батарей устанавливают уровень зарядного напряжения 14,1±0,2 В, что ниже напряжения интенсивного газовыделения.
В первые моменты включения тока его величина может достигать 40-50 А и более, в зависимости от внутреннего сопротивления и емкости батареи.
По мере заряда напряжение на выводах батареи постепенно незначительно увеличивается, а величина зарядного тока, соответственно, снижается и приближается к нулю в конце заряда, если величина зарядного напряжения выпрямителя ниже напряжения начала газовыделения.
Это позволяет производить заряд без участия человека в полностью автоматическом режиме. Обычно критерием окончания заряда в подобных устройствах является достижение напряжения на выводах батареи при ее заряде, равного 14,4±0,1 В. При этом, как правило, загорается зеленый сигнал, служащий индикатором достижения заданного конечного напряжения, то есть окончания заряда."

Вы скажете, что у автомобильного генератора есть регулятор напряжения (раньше употребляли термин "реле-регулятор").
Так Вы к Вашему генератору тоже примерно такой (но - намного лучший - больше функций) купили - этот самый MPPT контроллер, насколько я понял - с встроенным DC-DC преобразователем.
Теперь, поскольку у Вас аккумулятор "отвязан" от непосредственного соединения с генератором, нет необходимости обеспечивать какую-либо минимальную ЭДС холостого хода генератора. Пускай он выдает хоть всего 5 вольт при силе тока 14 ампер (70 ватт) - преобразователь все равно обеспечит зарядку аккумулятора при напряжении 14 вольт током 5 ампер.
С таким контроллером на первый план выходит всего 1 параметр - КПД генератора, т.е., возможно меньшее его эквивалентное сопротивление.
Ну и, ясное дело, эффективное использование магнитного поля магнитов - чтоб винт не вертелся с чересчур большой скоростью при относительно малой мощности генератора.
Последнее достигается простым правилом статор должен быть "до предела" забит медью, а площадь ротора - магнитами. Если у статора на просвет есть "пустые места", а на торце ротора - свободные от магнитов участки - значит в такой габарит генератора можно "впихнуть еще немного мощности".

[Алексей2011]

Сашун, Ну чтож, красивый уход от ответа свалив всё на сопротивление акб и условие эксплуатации в автомобиле. Да так можно про любой генератор сказать. Тогда переформулирую вопрос чтобы вы не ушли от ответа.

Если генераторы нагружены на фиксированное сопротивление нагрузки, к примеру 10ом, могут ли они выдавать разную мощность на эту нагрузку? при тех-же оборотах.
Если их сопротивление и напряжение холостого хода одинаковое. И не важно здесь сколько весит генератор, сколько в нём меди и магнитов и как намотаны катушки, не важны даже обороты.

Если да то почему они могут выдавать разную мощность на нагрузку с фиксированным сопротивлением.?

[Сашун]

Сообщение от Алексей2011

Если генераторы нагружены на фиксированное сопротивление нагрузки, к примеру 10ом, могут ли они выдавать разную мощность на эту нагрузку?

Естественно, что не могут, поскольку при фиксированном сопротивлении нагрузки (10 ом) и фиксированном напряжении на нагрузке (14 вольт), нагрузка потребляет, а генератор выдает в нагрузку 14*14/10=19,6 ватта.
Это - нормально. Поскольку сам термин "потребляемая мощность" говорит о том, что эта мощность определяется не генератором, а включенной нагрузкой.