Расчет генератора на неодимовых магнитах: генератор на неодимовых магнитах своими руками видео + схема

Содержание

Ветряк с дисковым аксиальным генератором

Ветрогенератор на базе самодельного аксиального дискового генератора. Его я построил пару лет назад.

Конструкция этого генератора – первое, что находишь в сети из практических моделей ветротурбин. В узком кругу мы их называем – буржуйскими. Именно они начали использовать такую компоновку генератора, в связи с доступностью редкоземельных магнитов. Сейчас и у нас эта модель повторяется достаточно часто.
На первый взгляд это самая доступная конструкция. Отчасти это так, но эффективность безжелезных статоров много ниже аналогичных с железом. Для таких генераторов, магниты нужны толще, и количество в два раза больше. Итак, подробнее о сути проекта.
Генератор имеет 16 пар полюсов. Магниты использовались неодимовые, диск. Диаметр 27 мм, высота 8 мм. Очень серьезные штучки. При неаккуратном обращении можно получить серьезную травму! Катушек использовалось 12. Генератор трехфазный. Соединение «звезда».
Для намотки катушек использовался провод 0.9 мм, хотя расчет делал под провод 1.06 мм. Но его не оказалось на тот момент. По этой причине, между катушками есть пустое пространство, а генератор не вышел на расчетные параметры. Катушки мотал на самодельном станочке. Ни чего особенного.
После обработки формы вазелином (необходимо для того, что бы отлитый статор легко извлечь из формы), расположил катушки.
Распаял соответствующим образом.



Развел эпоксидную смолу с добавкой 30 % талька (детская присыпка). На дно формы и поверх катушек я положил стеклосетку, так как с ней мне удобней работать, чем со стеклотканью. Залил статор, постепенно доливая смолу, чтобы выходили пузырьки воздуха.
Для того чтобы притянуть крышку, я разметил так, что бы саморезы проходили сквозь отверстие катушки (дабы не повредить). Отверстие катушки замазал пластилином (после высыхания удалил его), для лучшего охлаждения.
На следующий день без проблем извлек готовый статор из формы. Получился он ровный и красивый.


Для изготовления ротора, я взял заднюю ступицу от Ваз 2108 в сборе. Стоит не дорого и достаточно мощная. На автосервисе мне дали тормозных дисков, опять же от восьмерки (девятки). Диски диаметр 240 мм. толщина 10 мм. Отшлифовав рабочую поверхность, наклеил магниты. Клеил суперклеем, потом залил эпоксидной смолой.

Сварил ветроголовку и закрепил на ней генератор. Хвост жестко закреплен, то есть бурезащита не выполнена.




Лопасти из ПВХ трубы диаметром 160 мм. Делал и трехлопастной вариант и пятилопастник. Оба варианта нормально работали.

Некоторые выводы.
Зарядка АКБ начинается почти сразу, как только он начинает вращаться (а вращается он от любого дуновения). 1-2 ампера от легкого ветерка, при небольших порывах 4-5 Ампер. При нормальном ветре в районе 10 А.
Вывод: цель достигнута (зарядка АКБ при слабых ветрах).


При сильном ветре фиксировал 20 А, больше прибор не показывает.
Сейчас эта модель демонтирована. При осмотре, ни каких повреждений не обнаружилось, хоть и было все даже не покрашено.
Планирую провести с ним некоторые эксперименты.

Ну а вот собственно и те издевательства о которых я говорил.
Я хочу проверить еще один вариант. Использовать вместо этс в статоре генератора отожженные железные опилки.
Опилки не мелкие и не крупные.
Так как все делалось в очень ограниченных по времени условиях, да и температура - 10, ни как ни способствовала трудовому подвигу, результаты соответствующие. Опять же использовался готовый статор, не предназначенный для этого. Тем не менее, все по порядку. На фото виден весь процесс. Опилки я смешивал не с эпоксидкой, а с силиконовым герметиком.

Получилась такая пластичная масса, с которой было легко работать.

Думаю такой вариант, выполненный по всем правилам, даст вполне рабочий вариант.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Халва для своих. Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Камрад, регистрируйся на Али по этой нашей ссылке. Ты получишь купон на первый заказ. Не тяни, время действия купона ограничено.

🌼 Полезные и проверенные железяки — можно брать.

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

 

Персональный сайт - мой первый генератор

Рекомендую купить ДИСК об альтернативной энергетике. Информация на диске более обширна, чем у меня на сайте.

Диск содержит много программ, также много литературы, в общем, смотрим презентацию.

Появилась  третья версия этого диска, теперь Диск имеет  еще более мощное содержание,(более 20-ти программ, 37 фильмов,22 книги, одна интерактивная,подробное описание 3-х ветрогенераторов, а также содержит подробное описание для изготовление солнечных батарей). И это еще далеко не все, Диск имеет доступ к бесплатной интернет библиотеке, к форуму по альтернативной энергетике, и к моему сайту. Порадует удобный интерфейс). Для тех, у кого есть доступ к интернету, и нет ограничений на скачивание, Вы можете приобрести файлы этого диска,- эквивалент  10$. Для этого свяжитесь со мной через Email- [email protected]   Как только я получаю деньги, сразу отсылаю на Ваш адрес файл, и пароли к нему. Диск содержит информацию о расчетах и постройке ветрогенераторов. Очень много фото,видео, есть видео в 3-D деталировке генератора,много книг, и программного обеспечения. Всё по честному. Мой сайт http://veter-yak.narod.ru/



                                                                                                                                Самодельный ветряк

с  аксиальным генератором на неодимовых магнитах

 от Яловенко Валерия Григорьевича email [email protected]

Живу я в маленьком городке Харьковской обл., часный дом, небольшой участок.

Сам я как говорит сосед ходячий генератор идей, так как практически всё в своем хозяйстве сделано своими руками. Ветер хоть и небольшой, но практически постоянно дует, и тем самым соблазняет использовать свою энергию.

После нескольких неудачных попыток с тракторным самовозбуждающим генератором идея создания ветрогениратора засела в мозгу еще больше. Начал искать и после двух месяцев поисков в инете, множества скачанных файлов, прочтенных форумов и советов я окончательно определился с постройкой генератора.

За основу была взята конструкция Бурлака Виктора Афанасьевича http://rosinmn.ru/sam/burlaka/burlaka.html с небольшими конструктивными изменениями.

Основной задачей была постройка генератора с того материала, который есть, с минимумом затрат. Поэтому каждый, кто попытается сделать подобную конструкцию должен исходить с того материала, который у него есть, главное желание и понять принцип работы.

 

Для изготовления ротора использовал листовой кусок метала толщиной 20мм (что было) с которого по моим чертежам кум выточил и разметил на 12 частей два диска диаметром 150 мм и еще один диск под винт который разметил на 6 частей диаметром 170 мм.

 

Купил через Интернет 24 шт. дисковых неодимовых магнита 25×8 мм

http://mega-magnit.ru/  тел. (+38)066 11-77-777,  которые приклеил к дискам, (очень выручила разметка). ОСТОРОЖНО НЕ ПОДСТАВЛЯЕТЕ ПАЛЬЦИ!

Перед тем как приклеить магниты к стальному диску маркером нанесите на магниты полярность , это очень поможет вам избежать ошибок. После размещения магнитов(12 шт. на диск и чередуйте полярность), до половины залил их эпоксидной смолой.

 

 

 

 

 

Для изготовления статора использовал эмаль-провод ПЭТ-155 диаметром 0,95 мм (купил на частном предприятии Хармедь). Намотал 12 катушек по 55 витков каждая, толщина обмоток получилась 7 мм. Для намотки изготовил несложный разборный каркас. Намотку катушек делал на самодельном намоточном станке. (делал во времена застоя)

 

 

 

 

Затем разместил 12 катушек по шаблону и  зафиксировал их положение изолентой на тканевой основе. Выводы катушек распаял последовательно начало с началом ,конец с концом. Я использовал 1 фазную схему включения.

 

 

 

 

 

 

 

Для изготовления формы под заливку катушек эпоксидной смолой склеил две прямоугольные заготовки 4 мм фанеры. После высыхания получилась прочная 8 мм заготовка. С помощью сверлильного станка и приспособления (балерина) вырезал в фанере отверстие диаметром 200 мм, а с вырезанного диска вырезал центральный диск диаметром 60 мм. Заранее  заготовленные ДСП заготовки прямоугольной формы обтянул плёнкой и по краях закрепил стиплером, затем по разметке разместил вырезанный центр (обтянутый скотчем), а  также вырезанную заготовку,  обмотанную скотчем.

 

 

 

 

 

Форму до половины залил эпоксидной смолой, на дно положил стеклоткань, затем катушки, сверху стеклоткань, долил эпоксидку, немного выждал и сверху сдавил вторым куском ДСП также обтянутым пленкой. После застывания извлёк диск с катушками, обработал, покрасил, просверлил отверстия

 

 

 

Ступицу, а также основу поворотного узла изготовил с буровой трубы НКТ с внутренним диаметром 63 мм. Были изготовлены гнёзда под 204 подшипник и приварены к трубе. С задней стороны тремя болтами прикручена крышка с прокладкой с маслостойкой резины, с передней стороны прикручена крышка с сальником. Внутрь между подшипниками через специальное отверстие залил автомобильное полусинтетическое масло. На вал надел диск с магнитами, причем поскольку паз под шпонку сделать небыло возможности на валу сделал углубления на половину диаметра шарика с 202 подшипника т.е. 3,5 мм, а на дисках высверлил паз 7 мм сверлом предварительно выточив боночку и запрессовал её в диск. После извлечения боночки в диске получился ровный, красивый паз под шарик.

 

 

 

 

 

 

 

Далее закрепил статор тремя латунными шпильками, вставил промежуточное кольцо с расчетом чтобы статор не затирало и надел второй диск с магнитами(магниты на дисках должны иметь противоположную полярность, т.е. притягиваться) ЗДЕСЬ ОЧЕНЬ ОСТОРОЖНО С ПАЛЬЦАМИ!

 

 

 

 

 

чертежи по которым кум точил детали,извените что от руки ,но кум всё понял,мелочи уточняли в процессе.

 

 

 

 

 Довольно много приходит писем на мою электронную почту, но вот одно письмо меня удивило и порадовало, письмо это было от Груздева Максима Н., он прислал мне технически правильные чертежи выполненные по моим рисункам.Максим на чертежах заменил 204 подшипник на 205. С разрешения Максима выкладываю эти чертежи, хочу сделать небольшую поправку по чертежам, внутри между подшипниками на вал необходимо надеть распорную втулку, она предотвратит зажимание вала при затягивании гайки, а так вроде бы всё ОКЕЙ. 




Винт изготовил с канализационной трубы диаметром 160 мм http://ecotoc.ru/alternative_energy/wind_energy/d120/

Кстати неплохой получается винт.Поэтому принципу изготовлен последний винт с алюминевой трубы 1,3м (смотрите выше)

 

 

 

 

Разметил трубу, болгаркой вырезал заготовки, по концах  стянул болтами и електрорубанком обработал пакет. Затем раскрутил пакет и каждую лопасть обработал отдельно, подгоняя вес на электронных весах.

 

 

 

 

Защита от ураганного ветра выполнена по классической зарубежной схеме, т. е. ось вращения смещена от центра. Вот ссылка на сайт  http://www.otherpower.com/otherpower_wind.html

Желающие узнать больше здесь найдут все интересующие вопросы, причем совершенно бесплатно! Мне этот сайт помог очень здорово особенно с чертежами хвоста. Вот пример чертежей с этого сайта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свой хвост ветряка я подгонял методом подпиливания.

Вся конструкция насаженна на два 206 подшипника, которые закреплены на оси с внутренним отверстием под кабель и приваренной к двухдюймовой трубе.

 

 

 

 

Подшипники плотно входят в корпус ветроустановки, что позволяет без каких либо усилий и люфтов свободно поворачиваться конструкции. Кабель проходит внутри мачты к диодному мосту.(выше смотрите чертежи)

на фото первоначальный вариант

 

 

 

 

Для изготовления ветроголовки не учитывая двух месяцев поиска решений, ушло полтора месяца, сейчас у нас февраль месяц, снег и холод похоже за всю зиму, поэтому основных испытаний еще не проводил, но даже на этом расстоянии от земли автомобильная лампочка 21 ватт перегорела. Жду весны,  готовлю трубы под мачту. Эта зима пролетела у меня быстро и интересно.

VIDEO можно просмотреть здесь, (двойное нажатие на видео открывает прямую ссылку на youtube), Да, если нравится или не нравится отображайте своё мнение.

 

 

 

 

 

 

Прошло немного времени с того момента когда разместил на сайте свой ветряк, но весна так толком и не пришла, землю копать чтобы замуровать стол под мачту еще нельзя,-земля мёрзлая да и грязь везде, поэтому времени для испытаний на временной 1,5м стойке было предостаточно, а теперь подробней.

После первых испытаний винт случайно зацепил трубу, это я пытался зафиксировать хвост, чтобы ветряк не уходил из под ветра и посмотреть какая будет максимальная мощность. В итоге мощность успел зафиксировать примерно ватт 40, после чего винт благополучно разлетелся на щепки. Неприятно, но наверное полезно для мозгов. После этого я решил поэкспериментировать и намотал новый статор. Для этого изготовил новую форму под заливку катушек .Форму тщательно смазал автомобильным  литолом,  чтобы лишнее не пристало. Катушки теперь немного уменьшил по длине, благодаря чему в сектор теперь поместилось 60 витков 0,95мм толщина намотки 8мм (в конечном итоге статор получился 9 мм), причем длина провода осталась прежней.

 

 

 

 

В эпоксидку добовил тальк примерно 30%

 

 

 

Винт теперь сделал с более прочной трубы 160мм  и трехлопастным, длина лопасти 800мм.

Новые испытания сразу показали результат, теперь ГЕНА выдавал до 100 ватт, галогенная автомобильная лампочка в 100 ватт  горела в полный накал, и чтобы её не спалить на сильных порывах ветра лампочку  отключал.

 

 

 

 

замеры на автомобильном акумуляторе 55 А.ч.

Теперь окончательные испытания на мачте, результат опишу поже.

 

 

 

 

 

 

Ну, вот уже середина августа, и как я обещал, попытаюсь закончить эту страничку.

Сначала то, что пропустил

Мачта один из ответственных елементов конструкции

 

 

 

 

Один из стыков (труба меньшего диаметра входит внутрь большей)

 

 

 

 

 

и поворотный узел

 

 

 

 

теперь остальное

3-х лопастный винт (рыжая канализационая труба диаметром 160мм)

 

 

 

 

 

Начну с того, что сменил несколько винтов и остановился на 6-ти лопастном с алюминиевой трубы диаметром 1,3м, хотя большую мощность давал винт с ПВХ трубы 1,7м.

Основная проблема была в том чтобы заставить заряжаться АКБ от малейшего вращения винта и вот здесь на помощь пришел блокинг  генератор  который даже при входном напряжении в 2v дает заряд АКБ - пускай маленьким током, но лучше чем разряд, а на нормальных ветрах вся энергия на АКБ поступает через VD2(смотрите по схеме), и идет полноценный заряд.

Вот здесь можно всё прочитать http://vrtp.ru/index.php?CODE=article&act=categories&article=1759

 

 

 

 

 

Конструкция собрана прямо на радиаторе, полунавесным монтажом,если монтаж правильный,- работает без проблем. В некоторых случаях для запуска блокин-генератора возможно уменьшение сопротивления R1 до 500 Ом, трансформатор - феритовое кольцо диаметром 45мм, сечение 8мм на 8мм ( можно намотать на строчном трансе от старого телека), намотан проводом 1мм ,сначала мотал 60 витков ,а сверху равномерно намотал 21 виток

 

 

 

 

 

Контролёр заряда тоже использовал самодельный, схема простая, слепил как всегда с того, что было под рукой, нагрузкой служит два витка нихромового провода (при заряженном АКБ и сильном ветре нагревается до красна) Все транзисторы ставил на радиаторы (с запасом), хотя VT1 и VT2 практически не греются, а вот VT3 на радиатор ставить обязательно! (при продолжительном срабатывании контролёра VT3 греется прилично)

фото готового контролёра

 

 

 

 

 

простая схемка

 

 

 

 

Схема подключения ветряка к нагрузке выглядит так

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вид сзади 

 

 

 

 

 

Нагрузкой у меня как и планировалось, является свет в туалете и летнем душе + уличное освещение (4 светодиодные лампы которые включаются автоматически через фотореле и освещают двор целую ночь ,с восходом солнца опять срабатывает фотореле которое отключает освещение и идет заряд АКБ .И это на убитой АКБ (в прошлом году снял с авто)

на фото снято защитное стекло ( в верху фотодатчик)

 

 

 

 

 

Фотореле купил готовое для сети 220V и переделал на питание от 12V(перемкнул входной конденсатор и последовательно стабилитрону подпаял резистор в 1К)

 

 

 

И ночью

 

 

 

 

Теперь самое ГЛАВНОЕ!!!

С своего опыта, советовал для начала сделать небольшой ветрячок, набратся опыта и знаний и понаблюдать что можно поиметь с ветров вашей местности,Ведь можно потратить кучу денег, сделать мощный ветряк ,а силы ветра не хватит чтобы получать теже 50 ватт  и будет ваш ветряк типа подводной лодки в гараже. Здесь ЛУЧШЕ СИНИЦА В РУКАХ ЧЕМ ДЯТЕЛ В ЖО-Е!!!

 

 

 

Простейший анемометр.Квадрат сторона 12см на 12см,на нитке 25см привязан тенисный шарик.

 

 

 

Я сделал вот такой анемометр

 

 

 

 

 

 

Многие читатели  часто задают вопрос ,а сколько выдаёт такой гена?

Пришлось для наглядности сделать небольшое видео

 

 

 

 

 

 

Мы никогда незадумываемся насколько сильным бывает даже маленький ветерок,но стоит посмотреоть с какой скоростью иногда раскручивается турбина и сразу понимаеш какая это мощь

Ветер, ветер ты могуч...(фото со двора)

 

 

 

 

 

Процес модернизации ветряка закончен , так он выглядит на даном этапе.На видео его рабочий режим (снимал фотокамерой, поэтому видна дискретность винта, насамом деле он крутится как подорваный). На  очень малых ветрах работает БЛОКИНГ ГЕНЕРАТОР.

 

 

 

 

 

 

Начало подьёма на ветер

 

 

 

А здесь уже на ветру

 

 

 

 

 

Все расчеты ветрогенератора  (спасибо Николаю), можно увидеть здесь

http://tng.flybb.ru/topic13.html

Вот сайты, по которым можно отыскать много интересного

Не ленитесь в эти сайты  заглянуть!!!

http://forum.otherenergy.ru/index.php

http://tng.flybb.ru/

http://windpower-russia.ru/forum/index.php

http://alter-energo.ru/profile.php?mode=sendpassword

http://www.rlocman.ru/forum/showthread.php?t=3948

http://evgenb.mylivepage.ru/wiki/index/

http://knigi.tr200.ru/v.php?id=210763

http://rosinmn.ru/

http://www.uv.es/navasqui/

http://www.crashplanet.ru/component/option,com_remository/Itemid,29/func,startdown/id,81/

http://www.magnitos.com.ua/

http://www.supermagnet.ru/

Для Харьковчан и не только

http://www.polus-n.com/contact.html

 

Всем удачи!!!

Буду рад если хоть немножко комуто помог,все вопросы на стену или email

 

Для всех кто дочитал эту статью, предлагаю экскурс в еще одну  удачно повторяемую конструкцию

 

Давненько я не возвращался к этой статье, с момента написания этой статьи прошло более двух лет, за это время  конструкция была повторена много раз, это я могу судить, по отзывам, пришедшим по электронной почте. Многие повторяли конструкцию один в один с моим вариантом, но  те кто ко мне обращался за помощью, я советовал делать только трёхфазный вариант, и результат был намного выше.

С разрешения Михальчук Алексея Викторовича выкладываю одну с достойных повторений, конструкцию трёхфазного генератора.

До знакомства со мной Алексей практически все заготовил для повторения моей конструкции, впоследствии менять практически ничего не стали, за исключением я убедил делать генератор трехфазным. На удивление Алексея генератор получился довольно не плохим, довольно шустро заряжал АКБ,но так как конструкция была временной (Алексей до последнего не верил в успех), то впоследствии этот генератор был демонтирован, было принято решение добавить магнитных полюсов, и более надежно сделать конструкцию. Впоследствии родился 16-ти полюсный аксиальный генератор, могу сказать, что он превзошел все ожидания, даже мои.

 

 

 

 

 

Не буду повторяться в описании . Просто в вкратце некоторые данные

 

12 катушек провод 1.18 ушло 1.5 кг по 75 витков на катушку.
Толщина катушки равна толщине магнита - 8мм
Внутренний диаметр катушек равен диаметру магнитов -25 мм
Магниты 16 пар 25*8
Диски стальные толщина 10 мм диаметр 25см
Лопасти с алюминиевой трубы диаметром 300 мм
Толщина метала 4мм длина лопастей -1м


Такой генератор без проблем выдает более 500 ватт!

 

Некоторые моменты изготовления генератора смотрим на фото

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В процессе эксплуатации этого генератора был выявлен существенный недостаток в конструкции, Алексей пренебрег защитой от ураганных ветров, поэтому были разрушены лопасти. Для всех кто повторят конструкцию с ВЕТРОМ ШУТИТЬ НЕЛЬЗЯ ,необходимо делать защиту от ураганных ветров, выйдет дешевле чем каждый раз менять лопасти.

В данный момент Алексей исправил недоделки, и ветряк приносит ему существенную помощь

Вот Алексей подкинул еще несколько фоток после модерницазии ветряка

 

 

 

 

 

 

 

и небольшое видео

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

слева ветрогенератор с асинхронника, справа генератор  тот что в описании.Ну, вот пока и все, пилите гири, Господа, они золотые!

Вот сайты, по которым можно отыскать много интересного

Не ленитесь в эти сайты  заглянуть!!!

http://forum.otherenergy.ru/index.php

http://tng.flybb.ru/

http://windpower-russia.ru/forum/index.php

http://alter-energo.ru/profile.php?mode=sendpassword

http://www.rlocman.ru/forum/showthread.php?t=3948

http://evgenb.mylivepage.ru/wiki/index/

http://knigi.tr200.ru/v.php?id=210763

http://rosinmn.ru/

http://www.uv.es/navasqui/

http://www.crashplanet.ru/component/option,com_remository/Itemid,29/func,startdown/id,81/

http://www.magnitos.com.ua/

http://www.supermagnet.ru/

Для Харьковчан и не только

http://www.polus-n.com/contact.html

 

 

 

Самодельный генератор на неодимовых магнитах

Неодимовые магниты позволяют создавать мощные источники энергии с высоким КПД, которые можно приводить в действие мускульной силой, ветром, водой и другими средствами. В этой статье рассмотрим трехфазный самодельный генератор на неодимовых магнитах. Приобрести их можно в китайском интернет-магазине. Этим устройством можно заряжать АКБ автомобиля, переносные телевизоры, ноутбуки и другие энергетически “прожорливые” устройства. Если нет желания или времени делать генератор вручную, то можно взять и готовый электрогенератор в интернет-магазине.

Генератор на неодимовых магнитах

Генератор имеет ручной привод, но можно поменять его на другой, например на привод от ветроустановки. Ручной привод имеет повышающую передачу один к восьми. При использовании его нужно жестко крепить с столу, это позволит интенсивно его вращать и извлечь до 100 ватт электроэнергии. По сравнению с генератором на моторе, аппарат имеет значительно более высокий КПД преобразования механической энергии в электрическую и заряжать с его помощью можно не только мобильники, но и ноутбуки. Напряжение, которое он выдает при ручном вращении 12 вольт, ток 2 ампера.
Устройство генератора. Примерно с 16-й минуты на ролике показано устройство генератора на неодимовых магнитах.

Механизм привода использован от настольного точильного аппарата. Для соединения его с генератором сделана переходная втулка. Важно, чтобы при соединении этих частей была соблюдена соосность.
Собственно генератор собран на основе мощных неодимовых магнитов, размером 15 мм в диаметре, 5 мм толщиной. Рабочая часть находится на стойках, которые устанавливаются на основание и крепятся на болты. Для уменьшения трения внутри отверстий стоек встроены маленькие подшипники.

Ротор

Ротор состоит из оси, на которую установлены 2 диска с магнитами. Магниты стоят на диске поочередно, они крепятся без использования клея, а держатся на железном диске силой магнитного притяжения. На каждом диске стоят по 12 магнитиков.
Для обеспечения точности установки магнитов, сделана пластиковая обойма с высверленными выемками для магнитов.
Статор состоит из 9 катушек, по 3 катушки на каждую фазу. В приведенной модели медный провод 0,4 -0,5 мм. Автор данного устройства (Игорь Белецкий рекомендует оптимальную толщину 0,5 мм). Тонкий провод повысит напряжение, но снизит ток. Толстый провод повысит ток, понизит напряжение.

Статор

Количество витков от 100 до 200. От количества витков также зависит напряжение и ток. Чем больше витков, тем больше напряжение, но тем меньше ток. Схема соединения катушек использована стандартная, в интернете ее можно найти. В данной конструкции классическое соединение “звезда”. На выходе диодный мостик для выпрямления тока.
При сборке генератора очень важно, чтобы магниты попадали строго в центры катушек.

Такое устройство можно использовать в генераторах на основе мотора Стирлинга.

Мощный генератор из магнитов

В этой статье рассмотрим модель мощного генератора из магнитов, который способен вырабатывать электричество мощностью 300 ватт. Каркас собран из дюралевых плит толщиной 10 мм. Генератор состоит из 3 основных частей: корпус, ротор, статор. Основное назначение корпуса – фиксация ротора и статора в строго определенном положении. Вращающийся ротор не должен задевать магнитами катушки статора. Дюралевый корпус собран из 4 частей. Угловая компоновка обеспечивает простую и жесткую конструкцию. Корпус сделан на станке с ЧПУ. В этом и плюс и недостаток разработки, так как для качественного повтора модели нужно найти специалистов и станок с ЧПУ. Диаметр дисков составляет 100 мм.

Можно взять и готовый электрогенератор в интернет-магазине.

Ротор электрогенератора И. Белицкого

Ротор представляет из себя железную ось. На ней закреплены 2 железных диска с расположенными на них неодимовыми магнитами. Между дисками на оси напрессована железная втулка. Ее длина зависит от толщины статора. Ее назначение – обеспечить минимальный зазор между вращающимися магнитами и катушками статора. В каждом диске по 12 неодимовых магнитов диаметром 15 и толщиной 5 мм. Для них сделаны на диске посадочные места.

Их нужно приклеить эпоксидной смолой или другим клеем. При этом необходимо строго соблюсти полярность. В собранном состоянии магниты должны располагаться так, чтобы напротив каждого находился другой с противоположного диска. При этом полюса должны быть разные навстречу друг другу. Как пишет сам автор разработки (Игорь Белецкий): “Правильно будет именно разными полюсами, что бы силовые линии выходили из одного входили в другой, однозначно S = N.” Приобрести неодимовые магниты можно в китайском интернет-магазине.

Устройство статора

В качестве основы использован листовой текстолит толщиной 12 м. В листе проделаны отверстия для катушек и втулки ротора. Внешний диаметр железных катушек, которые устанавливаются в эти отверстия – 25 мм. Внутренний диаметр равен диаметру магнитов (15 мм). Катушки выполняют 2 задачи: функцию магнитопроводящего сердечника и задачу снижения залипания при  переходе от одной катушки к другой.

Катушки делаются из изолированного провода толщиной 0,5 мм. Наматываются 130 витков на каждую катушку. Направление намотки у всех одинаковое.

При создании мощного генератора из нужно знать, что чем выше обороты, которые можно обеспечить, тем выше будет выходное напряжение и ток устройства для бесплатной энергии.

Экспериментальные исследования электро-механических характеристик системы двигатель-генератор с возбуждением от постоянных магнитов

Целью исследований является изучение энергетической эффективности применения современных неодимовых магнитов во вращающихся преобразователях постоянного и переменного тока существующей конструкции для получения свободной энергии. В агрегате, состоящем из двигателя постоянного тока и генератора переменного тока, в качестве приводного двигателя был использован двигатель с ферритовыми постоянными магнитами и внешним охлаждением мощностью 2,5 лс, рассчитанный на напряжение до 130 Вольт, ток до 18,3 Ампер и скорость вращения до 6750 об/мин. 

В качестве генератора был использован трехфазный генератор компании TKM Electric Corp. Серии 244-1, модель 5К40028 на 400 Гц, мощность до 5 кВатт при 1714 оборотах в минуту и ток 13,8 Ампер. В роторе генератора были применены неодимовые постоянные магниты. Между двигателем и генератором использовалась клино-ременная механическая передача с передаточным отношением 1/6. Вид испытательного стенда приведен на фото №1.

 

В качестве измерительных приборов напряжения и тока использовались цифровые мультиметры типа DT9205A. Обороты двигателя измерялись инфракрасным цифровым тахометром типа DT – 2234C. Показания приборов снимались для шести значений оборотов вала генератора — 100, 200, 400, 600, 800 и 1000 об/мин. Все значения оборотов, напряжений и токов заносились в таблицы, по которым затем определялись расчетным путем значения мощностей и коэффициентов КПД и КПЭ. Под КПЭ следует понимать коэффициент преобразования, повышения в генераторе механической энергии, прикладываемой к его валу, в электрическую на его выходе. Сила магнитного поля неодимовых постоянных магнитов способна создавать в генераторе не только дополнительную электрическую энергию и повышать КПД всей системы, но и создавать избыточную энергию, превышающую энергию прикладываемую к валу генератора в несколько раз, что и характеризуется коэффициентом КПЭ. Все измерения проводились на постоянном токе, трехфазное напряжение генератора выпрямлялось и фильтровалось. В качестве нагрузок генератора использовались осветительные лампы накаливания мощностью — 7, 15, 25, 60, 75, 150 и 250 Ватт, а также бытовой масляный обогреватель. В системе двигатель-генератор, на данном испытательном стенде, можно выделить три последовательно соединенные части: элекродвигатель, трансмиссию и сам генератор. Сответственно мы можем говорить о потерях энергии в этих трех частях. Для расчетов и оценке КПЭ такой системы нам необходимо знать электрическую мощность, прикладываемую к валу генератора, эквивалентную механической, и его выходную мощность. Мы не можем пренебрегать потерями энергии во всех частях системы. Что касается КПД всей такой системы, то он будет нас интересовать меньше. Рассматривать КПД такой системы, просто как отношение выходной мощности генератора к входной двигателя, будет некорректно из-за суммирования потерь в этих трех частях и получении избыточной мощности в генераторах на постоянных магнитах, поэтому говорить о таком КПД не стоит. Можно говорить только о КПД каждой из частей или о внутреннем КПД, но это непринципиально в данном исследовании.

Электрическая мощность, прикладываемая к валу генератора в такой системе, может быть рассчитана как разность между мощностью, потребляемой двигателем при нагрузке генератора и мощностью потребляемой двигателем на холостом ходу генератора. Источник питания будет при этом покрывать и собственные потери в двигателе, и механические потери в трансмиссии, и потери в генераторе. Поэтому, если пренебречь не столь значительными неэлектрическими потерями в генераторе на его холостом ходу, и из мощности, потребляемой двигателем под нагрузкой генератора, вычесть мощность холостого хода этого двигателя, то мы и получим электрическую мощность на валу генератора. Все электрические измерения проводились на шести скоростях вала генератора — 100, 200, 400, 600, 800 и 1000 об/мин, и сведены в таблицы 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7 приложения. По числовым данным этих замеров были построены графические зависимости напряжения генератора, КПЭ и внутреннего КПД от тока нагрузки генератора, представленные на рисунках №1 и №2. Под внутренним КПД системы будем понимать отношение мощности, потребляемой двигателем на холостом ходу генератора, к мощности, потребляемой им под нагрузкой генератора при данных оборотах. Однако, в таком подходе определения этого КПД возникают тудности. В режиме холостого хода, для точного расчета КПД, нам нужно не учитывать потери энергии до вала двигателя, то есть неэлектрические(механические) потери в генераторе, а в режиме нагрузки надо не учитывать электрические потери в генераторе и трехфазном выпрямителе. Если механические потери в генераторе можно, при данной скорости, считать постоянной величиной, не зависящей от величины нагрузки, то электрические будут уже непостоянны и зависеть от тока нагрузки генератора. До вала генератора, при его загрузке,механические и электрические потери будут складываться и снижать КПД системы больше. Поэтому надо ожидать большого снижения КПД при больших нагрузках. Однако, при очень малых нагрузках генератора, электрическими потерями в нем можно также пренебречь. Поскольку нам не известны ни механические, ни электрические потери в генераторе, то будем пользоваться результатами измерений и расчетов без учета потерь в генераторе вообще. На рисунке № 1 приведены кривые внутреннего КПД системы для 800 и 1000 оборотов в минуту, они близки друг к другу и имеют спадающий характер. По сравнению с внешними характеристиками генератора на том же рисунке они имеют более резкий спадающий характер, что приводит к снижению КПД при максимальных нагрузках до 0,35(35%). Что же касается КПЭ, то он снижается более медленно и практически не зависит от оборотов двигателя. Его кривые идут параллельно кривым внешних характеристик, минимальное значение равно 0,77(77%) при максимальной нагрузке, а по мере её снижения возрастает до 0,96, 0,98(96,98%), приближается к единице, что говорит о поступлении энергии от генератора, доводящем, при совсем малых нагрузках, КПЭ до 0,99(99%). То есть энергия магнитного поля постоянных магнитов подпитывает систему, доводя КПД генератора почти до 100%. Без постоянных магнитов, ни теоретически, ни практически получить такой высокий КПД в генераторах невозможно. Поэтому не следует в таких генераторах путать КПЭ с КПД, внутри обычного генератора энергия только теряется, а при возбуждении от постоянных магнитов она воспроизводится с избытком, покрывает и его внутренние потери, и потери в системе, и может совершать полезную работу в нагрузке. С целью исследования возможности получения значений КПЭ больших единицы были проведены испытания генератора при пагрузках менее 25 Вт и двух значений частоты вращения — 800 и 1000 об/мин. Результаты этих испытаний сведены в таблицу №4, а графики представлены на рисунке №2.

 

Малые нагрузки сказываются как на внешних характеристиках генератора, так и на его КПД, внешние характеристики становятся более жесткими, и выходное напряжение генератора практически не зависит от тока нагрузки. Как при 800 об/мин, так и при 1000 об/мин, КПД близок к единице, а КПЭ возрастает от единицы, почти до четырех, и такое возрастание более резкое и нелинейное при 800 об/мин. Такое поведение системы можно объяснить различными скоростями изменения мощностей потреблямых двигателем и доходящих до вала генератора, и мощностей отдавемых генератором в процессе изменения его нагрузки. Для этого при 800 оборотах в минуту рассчитывались, во всем диапазоне мощностей нагрузок генератора, приращения мощностей как двигателя, так и генератора, которые сведены в таблицу №5. На основании этих приращений, характеризующих скорости изменения мощностей, были построены графики этих приращений как для двигателя, так и для генератора, представленные на рис.№3. Оказалось, что эти нелинейные кривые пересекают друг друга. При малых нагрузках скорость изменения мощности генератора превышает скорость изменения мощности двигателя. В этих пределах КПЭ больше единицы. При больших нагрузках скорость изменения мощности двигателя превышает скорость изменения мощности генератора, в этих пределах КПЭ меньше единицы. Такая разница в скоростях изменения мощностей видимо объясняется разными зависимостями их мощностей от параметров. Так, мощность на валу двигателя линейно зависит от вращающего момента и частоты вращения, а выходная мощность генератора зависит от квадрата его выходного напряжения, о чем и свидетельствуют нелинейные графики на рис. №3. Квадратурная зависимость приращения мощности генератора придает квадратурный характер и линейному приращению мощности двигателя. Поэтому даже в системе с боьшими внутренними потерями и мягкой внешней характеристикой генератора можно получить высокий КПЭ при малых нагрузках, что свидетельствует о получении значительной электрической энергии из магнитного поля постоянных неодимовых магнитов.

На примере данной системы двигатель-генератор с серийными генератором и двигателем можно расчетным путем оценить энергетическую эффективность влияния вносимых изменений в их электрические и механические параметры, что интересно при создании специальных конструкций таких электрических мащин. Поскольку все три части системы соединены последовательно и по разному влияют на систему в целом, то такую энергетическую оценку следует производить отдельно для каждой части. Причем не только с точки зрения потерь энергии, но с учетом её производства в генераторе. Самые большие потери энергии происходят в трансмиссии при передаче механической энергии от вала двигателя к валу генератора. Эти потери можно просчитать по данным холостого хода системы. В режиме холостого хода генератора при 800 об/мин и соединении валов двигателя и генератора с клиноременной передачей, двигатель потребляет от источника питания мощность в 253,12 Вт, а при снятом ремне этой передачи, когда вращается только один двигатель, он потребляет 62.4 Вт. Без учета сравнительно малых механических потерь в генераторе , потери в клиноременной передаче составляют 190,72 Вт. Оценить влияние потерь в двигателе, которые обусловлены в основном электрическими потерями, в двигателе постоянного тока можно по величине его активного сопротивленя якорной цепи (возбуждение от постоянных магнитов). Данный двигатель имеет активное сопротивление этой цепи, равное 1,8 Ом. С целью выяснения влияния потерь в этой цепи на КПЭ и КПД системы, снизим это сопротивление до 1 Ома. В таблице №6 приведены данные расчетов этих величин при 800 об/мин, как для малых, так и для больших нагрузок генератора. На рис.№4 построены кривые зависимостей КПЭ и КПД для всего диапазона нагрузок. Рассмотрение этих кривых показывает, что существенное повышение КПЭ с 3,92 до 7,23 при сопротивлении в 1 Ом происходит только при самой малой нагрузке в 7 Вт, а при больших нагрузках рост КПЭ незначителен. При нагрузках 25 Вт и более КПЭ лежит ниже единицы и практически не зависит от активного сопротивления якорной цепи двигателя. Следует ожидать существенного влияния на КПЭ и КПД характера нагрузочной характеристики самого генератора, как источника внутренней энергии в системе. Настораживает мягкость внешней характеристики данного генератора, изображенной на рис.№1. При 1000 об/мин и токе 4,25 Ампер напряжение генератора падает с 137 Вольт до 106,8 Вольт, то есть снижается на 30,2 Вольта (Табл №3). И это при номинальном токе генератора в 13,8 Ампера, когда следует ожидать еще больших падений напряжения. Внешняя характеристика генератора оказадась не только мягкой, но и существенно нелинейной, особенно при малых токах нагрузки. Так, при нагрузках менее 25Вт напряжение падает с 112 до 104,7 Вольт со скоростью 14,6 B/А, а при больших нагрузках от 25 до 250Вт напряжение падает с 104,7 до 86,8 Вольт со скоростью 5,42 В/А. Ппри малых токах нагрузки напряжение оказывается значительно выше, возрастает с уменьшением нагрузки, и это, из-за более высокого напряжения, объясняет преобладание электрической мощности генератора над мощностью двигателя (механической на его валу) — Рис.№3, что и выражается в повышениях КПЭ до 3,92. Рассчетно оценим влияние на КПЭ и КПД более жесткой внешней характеристики генератора в данной системе, когда напряжение во всем диапазоне нагрузок не будет так падать, а будет выше на 30 — 33,3 % и, соответственно, будет выше и выходная мощность генератора. Расчеты будем вести для 800 об/мин при постоянстве мощности на валу генератора и во всем диапазоне нагрузок от 7 до 250 Ватт. Результаты этих сравнительных повышений жесткости внешней характеристики генератора приведены в таблице №7, а поведение при этом кривых КПЭ и КПД изображено на рис. №5. Внутренний КПД системы остается близким к единице и мало изменяется, а вот КПЭ во всем диапазоне нагрузок, а не только при малых нагрузках, становится большим единицы, хотя при малых нагрузках по прежнему наблюдается его резкое повышение до 5,23. Таким образом мы можем уже говорить о возможности самовращения генератора электродвигателем, питаемым избыточной энергией генератора. По новым значениям мощности генератора и КПЭ была рассчитана и мощность такого приводного двигателя, приведенная также в таблице №7, и мощность на его валу с учетом его КПД=80%. Полезная мощность в нагрузке генератора, как разность между его выходной электрической мощностью и механической на его валу (эквивалентной электрической на валу приводного двигателя) при этом лежит в пределах 6,21 — 67,93 Ватт. Однако опасно, при самовращении данного генератора, превышать мощность нагрузки в 250 Ватт, когда КПЭ очень близок к единице, что приведет к остановке двигателя. Холостой ход системы менее опасен, поскольку полезная мощность, с уменьшением нагрузки, падает, и наступает баланс этой малой полезной мощности, с мощностью механических потерь в системе. Двигатель не пойдет вразнос, но будет продолжать вращаться, покрывая потери энергии в системе.

Теперь рассмотрим нашу систему в целом, как с точки зрения закона сохранения энергии, так и с точки зрения закона её получения в генераторах на постоянных магнитах. Следует отметить, что закон сохранения энергии говорит только об одном источнике энергии, одном потребителе и потерях энергии между ними, поэтому он применим в нашем случае от источника питания двигателя до вала генератора, и от генератора, как источника питания, до его нагрузки. В этих двух частях системы участвуют две электрические машины — двигатель и генератор, в них обеих имеются потери энергии, и если они одинаковы и составляют около 20% от их мощности, то они одинаково уменьшают как мощность на валу генератора, так и его выходную мощность, и влиять на КПЭ не могут. Но в части нашей системы, до вала генератора, имеется существенный источник потерь, это клино-ременная передача. Потери в ней можно уменьшить или вообще устранить, но в любом случае, поскольку система состоит из последовательно соединенных элементов, эти потери можно без нарушения закона сохранения энергии перемещать внутри всей системы. От источника питания двигателя до нагрузки генератора. Тогда будем считать потери энергии в трансмиссии полезными и приплюсуем их к выходной мощности генератора. Тогда при нагрузке 250Вт выходная мощность генератора увеличится, согласна Табл.№3 при 800об/мин, с 174,82Вт до 365,54Вт, а КПЭ станет равным 1,77, а при нагрузке в 25Вт выходная мощность увеличится с 15,7Вт до 206,42Вт, а КПЭ станет равным 12,5. В системе двигатель — генератор выходная мощность генератора, без режима самовращения, расходуется в первую очередь на покрытие потерь в системе, а затем расходуется полезным образом в нагрузке. В режиме же самовращения часть избыточной выходной мощности генератора поступает на приводной электродвигатель. Полезная мощность в нагрузке уменьшается. Согласно таблице №3, при нагрузке в 250 Вт, необходимая для самовращения мощность на валу генератора равна 206,29 Вт, полезная мощность будет 158,84 Вт. Это очень малая полезная мощность для генератора в 5КВт, но она все же существует, и позволяет говорить о возможности самовращения генератора с одновременным питанием и двигателя и нагрузки. При нагрузке более 250Вт, КПЭ станет равным единице, генератор перестанет выдавать избыточную мощность для самовращения и остановится, однако сможет работать как обычный генератор с обмоткой возбуждения, но с повышенным КПД, при питании двигателя от внешнего источника питания.

Мягкость внешней характеристики генератора, сильная зависимость КПЭ от тока нагрузки, и малая выходная мощность генератора, говорят о низкой эффективности получения электрической энергии, в данном генераторе, из сильного магнитного поля неодимовых магнитов. Классическая конструкция генератора не позволяет получить в нем высокую энергетическую эффективность преобразования механической энергии в электрическую. Для повышения такой эффективности и получения высоких КПЭ при больших нагрузках генератора, следует увеличивать в нем потокосцепление между магнитными полями магнитов и обмоток, снижать в магнитной цепи магнитные сопротивления, а в электрической цепи активные и реактивные сопротивления. Во всей системе преобразования следует уменьшать механические потери как в трансмиссии, так и в электрических машинах, то есть создавать специальные электрические машины.

Игорь Васильевич Сурант

Igor V. Surant

[email protected]

Что только не придумает человечество, для своего удобства, а попросту говоря для лени матушки? Теперь и двери за собой закрывать совсем не обязательно, за Вас это сделают дверные доводчики. Дверные доводчики GEZE с доставкой в любой регион Украины Вы найдете на сайте компании ПластМаркет, именно этим и занимающейся.

Генератор на неодимовых магнитах

Неодимовые магниты применяются не только в сувенирной продукции. Материал нашел применение во многих областях электротехники из-за качественного сцепления между отдельными деталями.

Ветрогенератор тока своими руками

С помощью этого материала можно создать мощный автономный источник электрической энергии – тихоходный магнитный генератор.  Такие конструкции обладают высоким КПД. Для запуска необходима энергия ветра, воды или др.

Неодимовые магниты применяются во многих областях электротехники

Преимущества установок:

  • экономия электрической энергии;
  • возможность подключать портативные электронные устройства и электроинструменты;
  • возможность изготовления своими руками.

Генератор на неодимовых магнитах используют для:

  • подзарядки аккумуляторных батарей авто;
  • подключения низковольтных бытовых электроприборов и портативной компьютерной техники;
  • создания автономных источников электрической энергии для дачных и садовых домиков.

Трехфазный генератор на неодимовых магнитах

Ветрогенераторы на альтернативных источниках приобрели широкую популярность за счет своей надежности, высокого КПД и практичности.

Благодаря внедрению в конструкцию неодимовых магнитов (принцип магнитной левитации) стало возможно сооружать более совершенные вертикальные модели, которые используют свободное инерционное вращение лопастей.

Новые модели не содержат редукторы, т.к. многополюсность установки обеспечивает необходимое напряжение при малом числе оборотов, а применение лопастей улучшенной формы позволяет выдавать полную мощность установки уже при скорости ветра 4 м/c.

Конструкции современных вертикальных ветрогенераторов не имеют повышенной нагрузки на подшипники, из-за чего возникало большое трение и снижение общего КПД установки.

Ветрогенератор тока своими руками – мотор для конструкции

Где можно использовать ветрогенератор:

  • садовые и дачные дома, квартиры;
  • здания и сооружения;
  • магазины, небольшие промышленные установки, рекламные щитки и др.

Преимущества ветрогенераторов на постоянных магнитах:

  • минимальные потери на трение;
  • длительный срок эксплуатации;
  • отсутствие шума при работе и вибрации;
  • снижение экономических затрат на установку;
  • отсутствие необходимости постоянного обслуживания установки;
  • существует ряд моделей с инвертором для зарядки аккумуляторной батареи.

Покупка ветрогенераторов оправдана при больших нагрузках и постоянной эксплуатации электроустановки. Для частных домов, а также для электроснабжения маломощных потребителей целесообразно сооружать ветрогенератор своими руками.

Ветрогенератор состоит из нескольких основных узлов: статора и ротора (3-6 лопастей), на который действуют ветровые нагрузки. При вращении ротора появляется магнитное поле и ЭДС. Трехфазные модели абсолютно бесшумны при любых погодных условиях.

Самодельные конструкции изготавливают одного типа – аксиального. При наличии необходимых деталей самостоятельно изготовить магнитный генератор не сложно.

Мало,- и среднемощные модели изготавливают с длиной лопасти до трех метров.

Ветрогенератор на постоянных магнитах, изготовленный своими руками, может быть выполнен с одинарным или двойным креплением для мощных моделей (большой мотор), также в них дополнительно применяют ферритовые магниты.

Монтаж ротора

Если для создания ветрогенератора используются детали от автомобиля, необходимо их подготовить. Ступицы очистить от краски, грязи, и смазки, обезжирить стальной щеткой. По завершении работ поверхность ступицы также следует заново окрасить для увеличения срока эксплуатации. На диск от авто необходимо установить и приклеить неодимовые магниты, обычно 30 шт. При необходимости получить более мощную установку, требуется большее количество магнитов.

Число полюсов для однофазных установок равно числу магнитов, для трехфазной нагрузки – это соотношение три к четырем.

Катушки для статора ветрогенератора

Детали автомобиля ступица с дисками тормоза – мощные сбалансированные конструкции, на основе которых можно изготовить долговечную ветрогенераторную установку.

Неодимовые магниты в установке

Для стандартной модели используют плоские магниты диаметром 25мм, высотой не более 8мм в количестве 20 шт. на каждом диске. Количество для каждой установки определяется чертежом ступицы. На поверхности не должно оставаться полых промежутков.

Монтаж заключается в приклеивании магнитов по кругу, чередуя полюса. После застывания конструкцию необходимо залить эпоксидной смолой. Края диска обрамляют шпоном, пластилином или плотным картоном. Для монтажа следует применять качественный клей, который необходимо проверить на прочность.

В конструкции ветрогенератора неодимовые магниты – самая важная и дорогая деталь. Поэтому к выбору количества и размеров следует подходить ответственно.

Количество фаз

Изготавливают оборудование двух типов:

  • Однофазные. Сооружаются для обеспечения электроэнергией маломощных установок. Главным недостатком этого типа является чрезмерные шумы из-за непостоянства нагрузки и скачкообразности амплитуды статора.
  • Трехфазные. При этом обеспечивается постоянство нагрузки: при падении тока в одной фазе, на другой происходит его возрастание (компенсация фаз). Благодаря бесшумной работе генератора ветрогенератор имеет больший срок эксплуатации. Эффективность трехфазных моделей до 50% больше, чем нескольких однофазных при тех же условиях работы.

Трехфазные тихоходные ветрогенераторы предпочтительнее, т.к. такие конструкции более устойчивы к ветровым нагрузкам и внешним вибрациям.

Намотка катушки

Для эффективной работы генератора необходимо произвести расчет статорных катушек.

Намотка катушек производится проводами большого сечения для того, чтобы снизить сопротивление на генераторе. Для этого используют специальные оправы или станки. Вытянутость катушки обеспечивает большее количество витков проволок. Ширина отверстия подбирается не менее ширины магнитов. Толщина статора соответствует толщине магнитов.

Форма магнитов произвольная:

  • прямоугольная, поле которых вытянуто по длине;
  • круглая, в которых поле сосредоточено в центре.

Тихоходные модели обеспечивают напряжение 12 В уже со 100 оборотов лопастей в минуту. При этом такая модель должна иметь около 1200 витков, равномерно распределенных по плоскости кольца.

Измерение тока в моделях, сделанных своими руками, производится без нагрузки. Реальный показатель, который будет производить установка, меньше, в связи с потерями на диодном мосту и проводах.

Большее число полюсов увеличивает частоту тока и мощность установки. Расчет количества витков должен соответствовать необходимым параметрам системы.

После изготовления статора необходимо приступить к изготовлению мачты и установке платформы.

Мачта, винт и платформа ветряка

Винт ветряка выполняется из ПВХ-труб диаметром 160 мм, также встречаются конструкции из алюминиевых сплавов и стали. Оптимальное количество лопастей – 6 шт.

Высота стандартной мачты ветряка – 6 м. Установка на более высокой отметке позволяет обеспечить большую скорость движения лопастей. На высоту мачты также влияет местная застройка. Необходимо обеспечить установку конструкции на высоте, при которой движению лопастей не будут препятствовать стены зданий и ветки деревьев. Если установка предполагается на открытой незастроенной площадке, высота может быть небольшая.

Установка ветрогенератора на мачту

Под мачту необходимо вырыть котлован, установить стальную трубу большого диаметра, на которую дальше будет установлена платформа (приварена). Поднимать вертикально мачту необходимо ручной лебедкой, т.к. вес металлической конструкции с оборудованием достаточно большой.

Трубу следует забетонировать. Для обслуживания ветрогенератора необходимо использовать таль.

Повышение мощности ветрогенератора

  1. Включение в схему дополнительных магнитов. На поверхность существующих доклеить равное или меньшее количество магнитов.
  2. Правильное конструирование лопастей ветряка. Неточности могут привести к увеличению сопротивления на лопатках и снижению эффективности установки.
  3. Для усиления магнитопотока в катушку устанавливают пластины трансформатора. Незначительное залипание полностью компенсируется повышением КПД установки. Метод позволяет увеличить мощность установки на 60%.

Видео. Генератор своими руками.

Ветрогенератор на неодимовых магнитах зарекомендовал себя как автономный источник электрической энергии. При правильных расчетах и конструировании КПД установки достаточно высок и позволяет успешно переключить часть нагрузки электроприборов.

Существует много вариантов моделирования, лучшим из них является ветрогенератор от Александра Седова, в котором потребленную мощность возможно увеличить до 4 раз (при потреблении 50 Вт на выходе установки можно получить до 200 Вт).

Оцените статью:

ULTIMATE design с вечным магнитным двигателем на свободной энергии планирует создание генератора на неодимовых магнитах

ИСТИНА О ВЕЧНЫХ МАГНИТНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ БЕСПЛАТНОЙ ЭНЕРГИИ ГЕНЕРАТОРЫ:

, прежде чем посмотреть сотни видео с магнитными двигателями и сделать мои проекты / тесты, мое мнение об этом ясно ......... почти невозможно построить вечный магнитный двигатель и производить бесплатную энергию ...

Люди годами пытались заставить работать магнитные двигатели. Заметили, что у тех, которые якобы почти готовы к продаже, отключено добавление комментариев?

Я могу четко и четко заявить, что все видео, демонстрирующие работу этих устройств, являются подделкой.

Многие люди не понимают, что для работы магнитного двигателя требуется энергия для преодоления трения. Магниты не выделяют энергию. Магниты не тянут энергию из космоса (энергия нулевой точки). Это информация, которую цитируют сторонники свободной энергии, которые не понимают науки.

В мире физики ничего не дается даром. Тот факт, что вы не можете купить магнитный мотор, даже игрушку, которую вы должны дать вам, и представление, что это невозможно.

Вы должны помнить одну вещь: сила, необходимая для приведения двух магнитов в положение, при котором происходит отталкивание, такая же, как сила, приобретаемая, когда эти два магнита отталкиваются.Магниты в магнитном двигателе действуют только как пружины.

Нет экрана, который можно было бы использовать для уменьшения силы, необходимой для приведения магнитов вместе, любое уменьшение также уменьшило бы отталкивание, которое производит выход.

Нет ничего плохого в том, чтобы построить магнитный двигатель, чтобы изучать разные вещи, все версии используют, по сути, одни и те же принципы, и есть много места для экспериментов с углами и количеством магнитов. Но имейте в виду, что ничего из того, что вы попробуете, не сработает.Но получайте удовольствие от изучения этого.

РЕЗЮМЕ: ЭФФЕКТИВНЫЕ МАГНИТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ СВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ НЕ СУЩЕСТВУЮТ ....... 99-100% МАГНИТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ-ГЕНЕРАТОРЫ ЯВЛЯЮТСЯ ПОДДЕЛКОЙ И ИСПОЛЬЗУЮТ СЖАТЫЙ ВОЗДУХ ИЛИ МАЛЕНЬКИЙ ДВИГАТЕЛЬ + АККУМУЛЯТОР ДЛЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ РОТОРА

или сжатого воздуха. небольшая батарея + мотор очень легко перемещает ротор ....... вот что заставляет всех мошенников с YouTube размещать видео об этом .......

и вот один пример того, что я говорю .. ..... Интернет полон таких фейковых видео

https: // www.youtube.com/watch?v=VmdH0AYi3WU

энергия будущего находится в природе (солнце, ветер, море, геотермальные источники и т. д.)

с наилучшими пожеланиями и, пожалуйста, подумайте, что я говорю, прежде чем писать;)

марок неодима | Овсянка

Неодимовые магниты имеют простую номенклатуру. Все они начинаются с буквы «N», что означает просто «Neo» (промышленное упрощение неодима), за которым следует двузначное число.

Это число представляет собой максимальный энергетический продукт в мега-гауссовых эрстедах (MGOe), где 1MGOe (единицы cgs) равняется 7958 кДж / м3 (единицы СИ).Доступный диапазон был от N24 до N52. Более низкие сорта больше не производятся, и диапазон теперь начинается примерно с N30 или N33. N50 - высший доступный сорт. N52 возможен, но только в определенных размерах. Хотя максимально возможный энергетический продукт рассчитывается как N64, маловероятно, что такая высокая прочность неодима будет достижима в ближайшем будущем (когда новейшие марки стали коммерчески доступны, они часто доступны только для прямой продажи в военных целях).

После номера может следовать буква суффикса (или две буквы). Утверждается, что эти буквы (или их отсутствие) относятся к рейтингу температуры. Строго говоря, это не так. Буквы на самом деле указывают на внутреннюю коэрцитивность (Hci) материала. Чем выше Hci, тем выше температура, которой может подвергнуться материал неодимового магнита, прежде чем магнит начнет показывать постоянные потери на выходе. Именно этот факт используется для привязки последней буквы (букв) к рейтингу температуры.

Текущий ассортимент магнитов из неодима, железа и бора: -

N27, N30, N33, N35, N38, N40, N42, N45, N48, N50, N52, N30M, N33M, N35M, N38M, N40M, N42M. , N45M, N48M, N50M, N30H, N33H, N35H, N38H, N40H, N42H, N45H, N48H, N30SH, N33SH, N35SH, N38SH, N40SH, N42SH, N45SH, N28UH, N30UH, N33HUH, N35UH, N35UH, N35UH, N35UH, N35UH , N30EH, N33EH, N35EH, N38EH, N33VH / AH.

Однако номинальная температура для неодима является лишь ориентировочной. Именно физический размер и форма магнита NdFeB и общая магнитная цепь фактически определяют, насколько хорошо магнит будет работать при повышенной температуре.Например, магнит NdFeB в свободном пространстве будет размагничиваться при более низкой температуре, чем магнит NdFeB того же размера, соединенный с куском мягкой стали. Он также будет размагничиваться при более низкой температуре, чем магнит NdFeB, длина которого в два раза больше в направлении намагничивания. Форма внутренней кривой также играет роль в температурных характеристиках NdFeB.

Общая магнитная цепь, в которой находится неодимовый магнит, определяет его рабочую точку на характеристической кривой. Имея более высокую рабочую точку (например,г. магнит, соединенный с низкоуглеродистой сталью или более длинным магнитом), магнит справится с более высокой температурой, прежде чем он покажет признаки размагничивания (когда рабочая точка проходит «изгиб» собственной кривой). Ситуация становится еще более неясной, если присутствует внешнее размагничивающее поле, поскольку это может означать, что неодимовый магнит может размагничиваться при еще более низких температурах. Таким образом, быстро становится очевидным, что вся магнитная цепь, вся окружающая среда и приложение в целом должны быть проверены, чтобы определить, будет ли неодимовый магнит по-прежнему работать на удовлетворительном уровне по отношению к рекомендованной максимальной рабочей температуре, обозначенной буквой ( s) в своей классификации по классу NdFeB.Например, магнит, рассчитанный на рекомендуемую максимальную рабочую температуру 150 градусов C, может начать значительно размагничиваться при 100 градусах C, если конструкция плохая, или магнит, рассчитанный на рекомендуемую максимальную рабочую температуру 80 градусов C, может начать значительно размагничиваться при 100 градусов по Цельсию - это действительно хороший дизайн.

Рекомендуемые максимальные рабочие температуры являются показателями вероятной производительности, но пользователь должен проверить их конструкцию на пригодность или связаться с нами для получения помощи.Буквенная номенклатура выглядит следующим образом (где xx - максимальный энергетический продукт в MGOe): -

Nxx 12000 Oe / 955kA / m (минимум) 80 ° C / 175 ° F Рекомендуемый максимум
NxxM 14000 Oe / 1115kA / m (минимум ) 100 ° C / 212 ° F рекомендуемый максимум
NxxH 17000 э / 1355 кА / м (минимум) 120 ° C / 248 ° F предлагаемый максимум
NxxSH 20000 э / 1590 кА / м (минимум) 150 ° C / 302 ° F рекомендуемый максимум
NxxUH 25000 э / 1990 кА / м (минимум) 180 ° C / 356 ° F рекомендуется максимум
NxxEH 30000 э / 2385 кА / м (минимум) 200 ° C / 392 ° F рекомендуется максимум
NxxVH / NxxAH 35000 э / 2785 кА / м (минимум) 230 ° C / 446 ° F рекомендуется максимум

Номенклатура марок NdFeB

кА / м

9107

02

900

03

02

223

02

0 967

0

7

12107

12107

12107

12107

12107

,5107

10 000

28107

0

28107

N40

30107

0

14107

10,500

02

20,000

12107

0

12107

0

12107

0 987

13 200

07

9010 7

30,000

36,0

9010

900

40,0

42,0

Китайский стандарт - широко используется во всем мире, особенно в ЕС

Минимальные значения

Материал

Br

Hcb (Hc)

Hcj (Hci)

(BH) макс.

mT

002

3 G

Oe

кА / м

мТ

G

кА / м

0 N27

1,030

10,300

796

10,000

955

955

N30

900 02 1,080

10,800

796

10,000

955

12,000

223

1,130

11,300

836

10,500

955

12000

1,170

11,700

868

10,900

955

0

955

02

9006 3 N38

1,220

12,200

899

11,300

955

N40

1,250

12,500

907

11,400

38

N42

1,280

12,800

915

03

318

40

N45

1,320

13,200

7007

7

9002 12,000

342

43

N48

1,380

13,8101070003

0

13,810

0

955

12000

366

46

N50

1,400

1,400

02

1,400

876

11000

382

48

N52

1430

1430

1,430

10,000

876

11,000

398

50

N30

00003

03

00003

796

10,000

1,115

14000

223

28

N33

11 , 300

836

10,500

1,115

14,000

247

31

0

0

03

0

1,170

11,700

868

10,900

1,115

14,000

263

263

263

263

0

M

1,220

12,200

899

11,300

1,115

14000

M

1,250

12,500

923

11,600

1,115

14000

0 N42

M

1,280

12,800

955

12,000

1,115

N45

M

1,320

13,200

995

12,51070003

12,51070003

12,51070003 342

9 0002 43

N48

M

1,380

13,800

1027

1,027

9000 966

9015 000 966

366

46

N50

M

1,400

14000

0002 1,066

1,066

14000

382

48

N30

H

1,080

1,3 55

17000

223

28

N33

H

1,130

1,130

1,355

17000

247

31

N35

0 1166007

9002

868

10,900

1,355

17000

263

33

N38

7

N38

7

12 200

90 066

899

11,300

1,355

17,000

286

36

3

03

12,500

923

11,600

1,355

17000

302

042

2

02 9006

0

0

03

0

1,280

12,800

955

12,000

1,355

17,000

02

17,000

02

В

1,320

13200

955

12,000

1,355

17000

342

342

342

0

H

1,370

13,700

995

12,500

460066

1,355

6

03

N30

Ш

1,080

10,800

804

10,100

03

28

N33

Ш

1,130

11,300

844

10,600

31

N35

Ш

1,170

11,700

876

876

876

876

263

33

N38

SH

1,220

12,21070003

12,21070003

03

1,590

9006 6

20,000

286

36

N40

SH

1,250

1,250

1,590

20,000

302

38

N42

03

0

12,400

1,590

20,000

318

40

N45

03

N45

03

1,003

12,600

1,590

20,000

342

43

N28 3

N28 3

0

10,200

764

9,600

1,990

25,000

207

26

66

0

0

66

0

1,080

10,800

812

10,200

1,990

25,000

22106030003

03

22106030003

03

UH 9006 4

1,130

11,300

852

10,700

1,990

25,000

247

247

247

UH

1,180

11,800

860

10,800

1,990

03

N38

UH

1,220

12 200

899

11,300

900

36

9006 6

N40

UH

1,250

12,500

899

11,300

9002

11,300

38

N28

EH

1,040

10,400

710,8107

0

710,8107

9002

30,000

207

26

N30

EH

1080

10,810700

10,810700

900

2,385

223

28

N33

EH

1,140

1140

2,385

30,000

247

31

N35

EH

900

11000

2385

30 000

263

33

N38

7

02

02

7

02 12 200

899

11,300

2,385

30,000

287

36

A33

0

N33

9002 900

11,300

836

10,500

2,706

34,000

239

30

30

Типичные значения

Материал

Br

Hcb (Hc)

Hcj (Hci)

макс

мТл

G

кА / м

Oe

кА / м

Oe

Oe

9006

MGOe

24/41

1,000

10,000

764

9,600

03

003

9,600

03

003

190

24.0

26/32

1050

10,500

803

10,090

2,50107

2,50107

03

2,50107

900

26,0

28/23

1050

10,500

820

10,300

000 966

28.0

28/32

1073

10,730

835

10,490

835

10,490

2,50107

03

2,50107

03

28,0

30/19

1,130

11,300

859

10,800

000 966

000 966

30.0

30/27

1,130

11,300

859

10,800

2,110107

2,1101070003 9002 900

30,0

32/16

1,180

11,800

891

11,200

1,27310000 255 966 ​​

000 255

32.0

32/31

1,160

11,600

883

11,100

2,4107

0255

2,4107

0 255

32,0

34/22

1,196

11,960

915

11,500

11,500

1,7102

1,71070002

34.0

36/19

1,231

12,310

917

11,520

1,523,1107

9002

1,523,1107

9002

36/26

1,220

12 200

931

11,700

11,700

000 966

000

36.0

38/15

1,250

12,500

955

12,000

1,194

2

38,0

38/23

1,240

12 400

955

12,000

12,000

9010

38.0

40/15

1,280

12,800

955

12,000

1,194

40/23

1,290

12,900

987

12,400

000 966

000 966

40.0

42/15

1,310

13,100

1,011

12,700

12,700

1,110107

11

44/15

1,350

13,500

1,035

13,000

13000

13000

44.0

48/11

1,375

13,750

820

10,300

810107

9002

810107

9002

810107

9002

48,0

50/11

1,410

14,100

820

10,300

000 966

000 966

50.0

2 113007

840

124007

7

840

2

12107

12107

Европейский стандарт (IEC 60404-8-1)

Минимальные значения

Материал

Код группы

Br

Hcb (Hc)

Hcj (Hci)

(BH) макс.

mT 7

кА / м

кЭ

кА / м

кЭ

03 кДж / м3

03 кДж / м3

170/190

R7-1-1

980

9800

700

8795

1900

23875

170

21.4

210/130

R7-1-2

1060

10600

790

9925 9000

16335

210

26,4

250/120

R7-1-3

1130

10555

1200

15080

250

31.4

290/80

R7-1-4

1230

12300

700

700

8795

10055

290

36,4

200/190

R7-1-5

1060

6

06

9550

1900

23875

200

25.1

240/180

R7-1-6

1160

11600

840

22620

240

30,2

280/120

R7-1-7

1240

11310

1200

15080

280

35.2

320/88

R7-1-8

1310

13100

800

800

0003

11060

320

40,2

210/240

R7-1-9

1060

1060

9550

2400

30160

210

26.4

240/200

R7-1-10

1160

11600

840

9002 10555

25130

240

30.2

310/130

R7-1-11

1300

11310

1300

16335

310

39.0

250/240

R7-1-12

1200

12000

830

10430 9000

10430 9000

30160

250

31,4

260/200

R7-1-13

1210

10555

2000

25130

260

32.7

340/130

R7-1-14

1330

13300

920

920

11560 9000

16335

340

42,7

360/90

R7-1-15

1350

1350

10055

900

11310

360

45.2

Генератор постоянного тока с постоянными магнитами |

Генератор постоянного тока с постоянным магнитом Статья Учебники по альтернативной энергии 19.06.2010 27.07.2020 Учебники по альтернативной энергии

Поделитесь / добавьте в закладки с:

Генератор постоянного тока с постоянным магнитом в качестве ветряного генератора

Из предыдущего урока по ветряной турбине мы знаем, что электрический генератор - это вращающаяся машина, которая преобразует механическую энергию, производимую лопастями ротора (первичный двигатель), в электрическую энергию или мощность.Это преобразование энергии основано на законах электромагнитной индукции Фарадея, которые динамически индуцируют э.д.с. (электродвижущая сила) в катушки генератора при его вращении. Существует множество различных конфигураций электрического генератора, но одним из таких электрических генераторов, который мы можем использовать в ветроэнергетической системе, является генератор постоянного тока с постоянным магнитом или генератор PMDC .

Машины с постоянным магнитом постоянного тока (DC) могут использоваться как обычные двигатели, так и как ветряные генераторы постоянного тока, поскольку конструктивно между ними нет принципиальной разницы.Фактически, одна и та же машина PMDC может приводиться в действие электрически, как двигатель для перемещения механической нагрузки, или она может приводиться в действие механически как простой генератор для генерации выходного напряжения. Таким образом, генератор постоянного тока с постоянными магнитами (генератор PMDC) идеально подходит для использования в качестве простого ветряного генератора.

Если мы подключим машину постоянного тока к источнику постоянного тока, якорь будет вращаться с фиксированной скоростью, определяемой подключенным напряжением питания и силой его магнитного поля, тем самым действуя как «двигатель», создающий крутящий момент.Однако, если мы механически вращаем якорь со скоростью, превышающей расчетную скорость двигателя, используя лопасти ротора, то мы можем эффективно преобразовать этот двигатель постоянного тока в генератор постоянного тока, производящий генерируемую выходную ЭДС, которая пропорциональна его скорости вращения и магнитному полю. сила.

Как правило, в обычных машинах постоянного тока обмотка возбуждения находится на статоре, а обмотка якоря - на роторе. Это означает, что у них есть выходные катушки, которые вращаются со стационарным магнитным полем, которое создает необходимый магнитный поток.Электроэнергия снимается непосредственно с якоря через угольные щетки с магнитным полем, которое регулирует мощность, подаваемую либо постоянными магнитами, либо электромагнитом.

Вращающиеся катушки якоря проходят через это стационарное или статическое магнитное поле, которое, в свою очередь, генерирует электрический ток в катушках. В генераторе постоянного тока с постоянным магнитом якорь вращается, поэтому весь генерируемый ток должен проходить через коммутатор или через контактные кольца и угольные щетки, обеспечивающие электрическую мощность на его выходных клеммах, как показано.

Типовая конструкция генератора постоянного тока

Простой генератор постоянного тока может быть сконструирован множеством способов в зависимости от соотношения и взаимосвязи каждой из катушек магнитного поля относительно якоря. Двумя основными соединениями для машины постоянного тока с самовозбуждением являются «Генератор постоянного тока с шунтирующей обмоткой», в котором основная обмотка возбуждения соединена параллельно с якорем. «Генератор постоянного тока с последовательной обмоткой» имеет токоведущую обмотку возбуждения, соединенную в серии серии с якорем.Каждый тип конструкции генератора постоянного тока имеет определенные преимущества и недостатки.

• Генератор постоянного тока с шунтирующей обмоткой - в этих генераторах ток поля (возбуждения) и, следовательно, магнитное поле увеличивается с рабочей скоростью, так как это зависит от выходного напряжения. Напряжение якоря и электрический крутящий момент также увеличиваются со скоростью. Генератор с шунтовой обмоткой, работающий с постоянной скоростью при различных условиях нагрузки, имеет гораздо более стабильное выходное напряжение, чем генератор с последовательной обмоткой.Однако по мере увеличения тока нагрузки внутренние потери мощности через якорь вызывают пропорциональное уменьшение выходного напряжения.

В результате ток через поле уменьшается, уменьшая магнитное поле и вызывая еще большее уменьшение напряжения, а если ток нагрузки намного выше, чем конструкция генератора, снижение выходного напряжения становится настолько серьезным, что приводит к большому внутреннему якорю. потери и перегрев генератора. В результате генераторы постоянного тока с шунтирующей обмоткой обычно не используются для больших постоянных электрических нагрузок.

• Генератор постоянного тока с последовательной обмоткой - ток возбуждения (возбуждения) в генераторе с последовательной обмоткой совпадает с током, который генератор подает на нагрузку, поскольку они оба подключены последовательно. Если подключенная нагрузка мала и потребляет небольшой ток, ток возбуждения также невелик. Следовательно, магнитное поле обмотки последовательного возбуждения слишком слабое, и генерируемое напряжение также низкое. Аналогично, если подключенная нагрузка потребляет большой ток, ток возбуждения также будет высоким.Следовательно, магнитное поле обмотки последовательного возбуждения очень сильное, а генерируемое напряжение высокое. Одним из основных недостатков генератора постоянного тока с последовательной обмоткой является то, что он плохо регулирует напряжение, и в результате генераторы постоянного тока с последовательной обмоткой обычно не используются для неустойчивых нагрузок.

Самовозбуждающиеся генераторы постоянного тока серии с шунтовой обмоткой и с обмоткой имеют недостаток в том, что изменения тока нагрузки вызывают серьезные изменения выходного напряжения генератора из-за реакции якоря, и в результате эти типы генераторов постоянного тока редко используются в качестве генераторы ветряных турбин.Однако «составной» подключенный генератор постоянного тока имеет комбинацию как шунтирующих, так и последовательных обмоток, объединенных в один генератор, и которые могут быть соединены таким образом, чтобы производить «составной генератор постоянного тока с коротким шунтом» или «составной генератор постоянного тока с длинным шунтом». генератор". Этот тип конструкции генератора постоянного тока с самовозбуждением позволяет объединить преимущества каждого типа в одной машине постоянного тока.

Еще один способ преодолеть недостатки генератора постоянного тока с самовозбуждением - обеспечить внешнее соединение обмоток возбуждения.Затем это создает другой тип генератора постоянного тока, называемый Генератор постоянного тока с отдельным возбуждением .

Как следует из названия, генератор постоянного тока с отдельным возбуждением питается от независимого внешнего источника постоянного тока для обмотки возбуждения. Это позволяет току возбуждения создавать постоянный поток магнитного поля независимо от условий нагрузки на якорь. Когда к генератору не подключена электрическая нагрузка, ток не течет, и на выходных клеммах появляется только номинальное напряжение генератора.Если к выходу подключена электрическая нагрузка, будет течь ток, и генератор начнет подавать электроэнергию на нагрузку.

Генератор постоянного тока с независимым возбуждением имеет множество применений и может использоваться в генераторах ветряных турбин. Однако генераторы постоянного тока для ветряных турбин имеют тот недостаток, что для возбуждения шунтирующего поля требуется отдельный источник питания постоянного тока. Однако мы можем преодолеть этот недостаток, заменив обмотку возбуждения постоянными магнитами, создав генератор постоянного тока с постоянными магнитами или генератор PMDC .

Генератор постоянного тока с постоянным магнитом

Генератор постоянного тока с постоянным магнитом можно рассматривать как щеточный двигатель постоянного тока с независимым возбуждением и постоянным магнитным потоком. Фактически, почти все щеточные двигатели постоянного тока с постоянным магнитом (PMDC) могут использоваться в качестве генератора постоянного тока с постоянным магнитом, но, поскольку они на самом деле не предназначены для использования в качестве генераторов, они не могут быть хорошими генераторами ветряных турбин, потому что при работе в качестве простого постоянного тока В генераторе вращающееся поле действует как тормоз, замедляющий ротор.Эти машины постоянного тока состоят из статора, имеющего редкоземельные постоянные магниты, такие как неодим или самарий-кобальт, для создания очень сильного магнитного поля статора вместо намотанных катушек и коммутатора, подключенного через щетки к намотанному якорю, как раньше.

Генератор постоянного тока с постоянным магнитом

При использовании в качестве генераторов постоянного тока с постоянными магнитами, двигатели с постоянным магнитным постоянным током, как правило, должны приводиться в движение намного быстрее, чем их номинальная скорость двигателя, чтобы обеспечить напряжение, близкое к номинальному, поэтому машины постоянного тока с высоким напряжением и низкой частотой вращения могут быть лучшими генераторами постоянного тока.Основное преимущество перед другими типами генераторов постоянного тока состоит в том, что генератор постоянного тока с постоянными магнитами очень быстро реагирует на изменения скорости ветра, поскольку их сильное поле статора всегда присутствует и постоянно.

Генераторы постоянного тока с постоянными магнитами обычно легче, чем машины с обмоткой статора для данной номинальной мощности, и имеют лучший КПД, поскольку отсутствуют обмотки возбуждения и потери в обмотках возбуждения. Кроме того, поскольку статор снабжен системой полюсов постоянного магнита, он устойчив к воздействию возможного попадания грязи.Однако, если постоянные магниты не герметизированы полностью, они будут притягивать ферромагнитную пыль и металлическую стружку (также называемую стружкой или опилкой), что может вызвать внутренние повреждения.

Генератор постоянного тока с постоянными магнитами является хорошим выбором для небольших ветряных турбин, поскольку они надежны, могут работать на низких скоростях вращения и обеспечивать хорошую эффективность, особенно в условиях слабого ветра, поскольку их точка включения довольно низкая.

Существует множество готовых генераторов постоянного тока с постоянными магнитами с широким диапазоном выходной мощности от нескольких ватт до многих тысяч ватт.Напряжение постоянного тока, создаваемое машиной постоянного тока с постоянными магнитами, определяется следующими тремя факторами:

  • Магнитное поле, создаваемое статором. Это зависит от физических размеров генератора, силы и типа используемых постоянных магнитов.
  • Число витков или витков провода на якоре. Это значение фиксируется физическим размером генератора и якоря, а также размером жилы. Чем больше витков используется, тем выше выходное напряжение.Точно так же, чем больше диаметр или площадь поперечного сечения провода, тем выше ток.
  • Скорость вращения якоря, которая определяется скоростью лопастей ротора относительно скорости ветра. Для генераторов и двигателей PMDC выходное напряжение пропорционально скорости и, как правило, линейно.

Наиболее распространенным типом генераторов постоянного тока для ветряных турбин и небольших ветряных турбин, используемых для зарядки аккумуляторов, является генератор постоянного тока с постоянными магнитами, также известный как Dynamo .Динамо-машины - хороший выбор для новичков в ветроэнергетике, поскольку они большие, тяжелые и, как правило, имеют очень хорошие подшипники, поэтому вы можете установить довольно большие лопасти ротора прямо на вал их шкива.

Дизельные динамо-машины для грузовиков или автобусов старого образца - лучший выбор для ветряных турбин, поскольку они предназначены для выработки необходимого напряжения и тока на более низких скоростях с упором на эффективность, а не на максимальную мощность. Кроме того, большинство динамо-машин для автобусов и грузовиков могут генерировать мощность до 500 Вт при напряжении 24 В, что более чем достаточно для зарядки аккумуляторов и питания фонарей для небольшой системы низкого напряжения.

Другие типы двигателей с постоянным постоянным током, которые подходят для ветряных генераторов постоянного тока, включают тяговые двигатели, используемые в гольф-карах, вилочных подъемниках и электромобилях. Обычно это двигатели на 24, 36 или 48 вольт, с высоким КПД и номинальной мощностью. Одним из основных недостатков генератора постоянного тока с постоянными магнитами является то, что эти машины имеют коммутирующие щетки, которые пропускают полный выходной ток генератора, поэтому машины постоянного тока, используемые в качестве динамо-машин и генераторов, требуют регулярного технического обслуживания, поскольку угольные щетки, используемые для быстрого отвода генерируемого тока. изнашиваются и производят большое количество электропроводящей угольной пыли внутри машины.Поэтому иногда используются генераторы переменного тока.

Автомобильные генераторы переменного тока - еще один очень популярный выбор в качестве простого генератора постоянного тока для использования в качестве генератора ветровой турбины, особенно среди новичков и энтузиастов DIY, поскольку низковольтный постоянный ток также может генерироваться генераторами переменного тока. Большинство автомобильных генераторов переменного тока содержат выпрямители переменного тока в постоянный, которые подают постоянное напряжение и ток. В генераторе переменного тока магнитное поле вращается, и переменный трехфазный переменный ток, который генерируется неподвижными обмотками статора, преобразуется в 12 вольт постоянного тока с помощью внутренней схемы выпрямителя.У автомобильных генераторов переменного тока есть явное преимущество, заключающееся в том, что они специально разработаны для зарядки 12- или 24-вольтовых батарей.

Закрытые генераторы PMDC предпочтительнее использовать в системах ветряных турбин для защиты их от элементов, но стандартные автомобильные генераторы обычно открыты и охлаждаются окружающим воздухом, вентилируемым через генератор, поэтому требуется некоторая дополнительная форма защиты от атмосферных воздействий. Они также бывают различных размеров и номинальной мощности, предназначенные для небольших автомобилей и больших грузовиков, и, хотя они могут быть дешевыми и легкодоступными, они не очень эффективны по сравнению с более крупными генераторами постоянного тока с постоянными магнитами.

Ключ к простоте и повышению эффективности заключается в создании ветряной турбины с прямым приводом, в которой лопасти турбины установлены непосредственно на валу главного шкива генератора. Как только вы вводите шестерни, ремни, шкивы или любые другие способы увеличения или уменьшения их скорости, вы вносите потери энергии, дополнительные затраты и сложность.

Хотя хороший трехлопастный ротор диаметром от 1,5 до 2 метров может развивать скорость, превышающую 1000 об / мин, это все еще слишком медленно, чтобы быть подходящим для большинства обычных автомобильных генераторов переменного тока, которые вращаются со скоростью от 2000. и 10 000 об / мин, поскольку они прикреплены к двигателю автомобиля, поэтому потребуется коробка передач или система шкивов для увеличения скорости вращения генератора и увеличения выходной мощности генератора.

Кроме того, автомобильным генераторам требуется дополнительный внешний источник питания для подачи небольшого тока смещения (обычно через индикаторную лампу приборной панели) на их катушки возбуждения, чтобы запустить возбуждение и, следовательно, процесс генерации до того, как генератор переменного тока достигнет своей скорости включения . Этот внешний ток возбуждения может подаваться подключенным аккумуляторным блоком, но проблема заключается в том, что батареи будут продолжать подавать ток, возможно, разряжая батареи, даже когда лопасти турбины неподвижны в периоды нулевого или слабого ветра.Другая проблема современных автомобильных генераторов заключается в том, что они построены из соображений дешевизны и легкости, поэтому обычно используются только валы ротора небольшого диаметра 5/8 дюйма или 17 мм для установки шкива, который может быть немного меньше, чтобы выдерживать вес и напряжения вращающихся лопастей.

Одной из самых сложных частей проектирования небольшой ветряной турбины низкого напряжения для производства электроэнергии является поиск подходящего генератора постоянного тока. Генераторы постоянного тока с постоянными магнитами - это низкоскоростные генераторы, которые довольно надежны и эффективны при слабом ветре для использования в автономных автономных системах для зарядки аккумуляторов или для питания низковольтного освещения и приборов.Как правило, они имеют линейные кривые мощности с низкими скоростями включения около 10 миль в час. К сожалению, старые генераторы постоянного тока на постоянных магнитах, которые больше, тяжелее и надежнее, найти становится все труднее.

Помимо генераторов постоянного тока с постоянными магнитами, автомобильный генератор переменного тока также является еще одним популярным выбором среди многих самодельщиков для использования в качестве генераторов постоянного тока низкого напряжения для ветряных турбин. Однако, будучи автомобильным генератором переменного тока, прикрученным сбоку, или двигателем внутреннего сгорания, они требуют высоких оборотов для выработки мощности и не всегда очень эффективны.Автомобильные генераторы также требуют внешнего источника питания для питания электромагнитов, которые создают внутреннее магнитное поле.

Автомобильные генераторы ограничивают собственный ток с помощью встроенной цепи регулятора, которая также предотвращает перезарядку подключенных аккумуляторов генератором. Однако автомобильный генератор переменного тока никогда не должен подключаться к аккумуляторной батарее задним ходом или запускать генератор на высоких оборотах без подключенной батареи, поскольку выходное напряжение поднимется до высоких уровней (намного больше 12 вольт) и разрушит внутренний выпрямитель.

Низковольтные автономные ветроэнергетические системы постоянного тока отлично подходят для зарядки аккумуляторов и т. Д., Но если мы хотим питать более крупные устройства, подключенные к сети, или иметь систему, привязанную к сети, нам нужно либо использовать инвертор, напряжение постоянного тока, генерируемое генератором постоянного тока с постоянными магнитами, в источник переменного тока с более высоким напряжением (120 или 240 вольт) или установка другого типа ветряного генератора.

В следующем уроке по ветровой энергии мы рассмотрим работу и конструкцию другого типа электрической машины, называемой синхронным генератором.Синхронный генератор сильно отличается от генератора постоянного тока с постоянными магнитами, потому что он может использоваться для выработки электроэнергии трехфазной сети переменного или переменного тока.

Среднее значение, медиана, режим Калькулятор

Использование калькулятора

Вычислить среднее значение, медианное значение, режим, а также минимум, максимум, диапазон, количество и сумму для набора данных.

Введите значения через запятую или пробел.Вы также можете копировать и вставлять строки данных из электронных таблиц или текстовых документов. См. Все допустимые форматы в таблице ниже.

Что такое средняя медиана и мода?

Среднее значение, медиана и мода - все это меры центральной тенденции в статистике. Каждый из них по-разному сообщает нам, какое значение в наборе данных является типичным или репрезентативным для набора данных.

Среднее значение совпадает со средним значением набора данных и находится с помощью вычислений.Сложите все числа и разделите их на количество чисел в наборе данных.

Медиана - это центральное число набора данных. Расположите точки данных от наименьшего к наибольшему и найдите центральное число. Это медиана. Если в середине два числа, медиана - это среднее значение этих двух чисел.

Режим - это номер в наборе данных, который встречается наиболее часто. Подсчитайте, сколько раз каждое число встречается в наборе данных. Режим - это номер с самым высоким счетом.Ничего страшного, если есть более одного режима. И если все числа встречаются одинаковое количество раз, режима нет.

Как найти среднее значение

  1. Сложите все значения данных, чтобы получить сумму
  2. Подсчитайте количество значений в наборе данных
  3. Разделите сумму на количество

Среднее значение совпадает со средним значением в наборе данных.

Формула среднего значения

Среднее значение x набора данных - это сумма всех данных, деленная на счет n .{n} x_i} {n} \]

Как найти медиану

Медиана \ (\ widetilde {x} \) - это значение данных, отделяющее верхнюю половину набора данных от нижней половины.

  • Упорядочить значения данных от наименьшего к наибольшему
  • Медиана - это значение данных в середине набора
  • Если в середине есть 2 значения данных, медиана является средним из этих 2 значений.

Пример медианы

Для набора данных 1, 1, 2, 5 , 6, 6, 9 медиана равна 5.

Для набора данных 1, 1, 2 , 6 , 6, 9 медиана равна 4. Возьмите среднее значение 2 и 6 или (2 + 6) / 2 = 4.

Медианная формула

Заказ набора данных x 1 ≤ x 2 ≤ x 3 ≤ ... ≤ x n от наименьшего до наибольшего значения, медиана \ (\ widetilde {x} \) - это точка данных, разделяющая верхнюю половину значений данных из нижней половины.

Если размер набора данных n нечетный, медиана - это значение в позиции p , где

\ [p = \ dfrac {n + 1} {2} \] \ [\ widetilde {x} = x_p \]

Если n четное, медиана - это среднее значение в позициях p и п + 1 где

\ [p = \ dfrac {n} {2} \] \ [\ widetilde {x} = \ dfrac {x_ {p} + x_ {p + 1}} {2} \]

Как найти режим

Mode - это значение или значения в наборе данных, которые встречаются наиболее часто.

Для набора данных 1 , 1 , 2, 5, 6 , 6 , 9 режим 1, а также 6.

Межквартильный размах

IQR = Q 3 - Q 1

Выбросы

Потенциальные выбросы - это значения, которые лежат выше верхней границы или ниже нижней границы набора выборки.
Верхний забор = Q 3 & plus; 1.5 × Межквартильный размах
Нижняя граница = Q 1 - 1,5 × Межквартильный размах

Калькуляторы для статистики и анализа данных

Допустимые форматы данных

Колонна (новые строки)

42
54
65
47
59
40
53

42, 54, 65, 47, 59, 40, 53

Через запятую

42,
54,
65,
47,
59,
40,
53,

или

42, 54, 65, 47, 59, 40, 53

42, 54, 65, 47, 59, 40, 53

Помещения

42 54
65 47
59 40
53

или

42 54 65 47 59 40 53

42, 54, 65, 47, 59, 40, 53

Смешанные разделители

42
54 65`` 47`` 59,
40 53

42, 54, 65, 47, 59, 40, 53

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *