Расчет генератора для ветроустановки.

Методика расчета генераторов.
Ответить
Сообщений: 1243 Пред. 1, 2, 3, 4, 5 ... 83 След. Страница 1 из 83

Сообщение
Автор
16 янв 2010, 13:05
Здесь я решил описать методику расчета генератора. Этот вопрос постоянно встает у тех, кто начинает заниматься изготовлением ветряков. Надеюсь мои выкладки будут полезны и наглядны. Постараюсь все делать с конкретными примерами.
Как определить число магнитов.
Число магнитов ЧЕТНОЕ (кратное 4, для соотношения 4/3, или кратное 2, для соотношения 2/3.
Магниты устанавливаются с чередованием полюсов! Если генератор с двумя дисками, то магниты на разных дисках, стоящие напротив друг друга, должны притягиваться!
Расчет. (пример на магнитах d19 h4)
Допустим у нас есть 20 штук . Делим 19 (диаметр магнита)/2= 9.5 мм (расстояние между магнитами). 19+9,5= 28,5 мм (размер сектора). 28,5х20(количество магнитов)=570 (длина окружности). 570/Пи=181,5 (диаметр по средней линии магнитов). 181,5+19 =200,5 (внешний диаметр ротора). 181,5-19=162,5 (внутренний диаметр ротора).
Рассчитываем количество катушек для трехфазного генератора. Число магнитов/4. 20/4*3=15 Для соотношения 4м/3к , (можно соотношение 2м/3к 20/2*3=30 катушек)
Рассчитаем допустимый размер катушки. Он равен = диаметр магнита *2 19*2=38 мм
Толщина статора рассчитывается так (только для безжелезных статоров): (толщина магнита*2)-2 (зазор)-4(на эдс) =(4*2)-2-4=2
Можно на эдс отнимать поменьше, например 2 мм, иначе для тонких магнитов толщина статора становиться минимальной. Чем больше остается на ЭДС, тем больше индукция в зазоре.
Теперь будем рассчитывать параметры катушек.
Берем провод, например 0.5 мм.
Находим количество витков в ширину . ШИРИНУ намотки делим на толщину провода = 9,5/0,5=19 витков. Находим количество витков по высоте = для примера 4 мм /диаметр провода = 4/0,5=8 витков. Теперь перемножим эти витки 19*8=152. Но, это опять в идеале. Нужно ввести коэф. упаковки =0,8. Тогда, 152*0,8=121 виток.




Дополнение от участника форума Garrekiv расчет с призмами

У форумчанина встал вопрос по изготовлению генератора но магниты он взял не шайбы а призьмы.
Опираясь на пост Николая по методике расчета с шайбами я напишу тоже самое но с призьмами.

Теперь расчет с призьмами.

Пример на магнитах длиной 25мм шириной 10мм и высотой 10мм количество 28шт.

так как ротора два для генератора без железа в нутри катушек при соотношении магнит катушка 4/3 то количество магнитов делим на 2

Делим 10 (ширина магнита)/2=5мм (растояние между магнитами) 10+5=15мм (размер сектора) 15х14=210 (длина окружности) 210/Пи=66,9 (внутренний диаметр ротора) 66,9+25х2=116,9 (внешний диаметр ротора) +6мм 116,9+6= 122,9 (окончательный внешний диаметр ротора) магниты квадратные эти 6мм нужны чтобы углы не высовывались за край стального блина.

Все остальное дальше по методе Николая, только там где у него диаметр мы берем ширину магнитов.

Последний раз редактировалось tng 09 июн 2010, 11:44, всего редактировалось 5 раз(а).


С уважением Николай,
Администратор форума.
16 янв 2010, 13:22
Расчет статора аксиального генератора. Подходит как для без железных статоров, так и с сердечником из стали (ЭТС).
Все свои работы я рассчитывал по этой формуле. Отклонение реальных величин от расчетных не более 10-15%.
Совет: если Вы не знаете индукцию в зазоре, ее лучше брать 0.6 или около того, так как, качество изготовления генератора сильно влияет на этот параметр.

Формула выглядит так Е = 2fnmNBS
Обозначения:
f - число оборотов в секунду ротора с магнитами (об/сек)
n - число магнитов
m -число катушек в одной фазе (если генератор однофазный, то просто число катушек)
N - число витков в катушке
B - магнитная индукция в зазоре( Тл )
S - площадь магнита с которой магнитный поток снимается в катушку ( м2 ) *
*Если магнит больше полюсного наконечника, то площадь наконечника- для катушек со стальным сердечником

Последний раз редактировалось tng 16 янв 2010, 14:10, всего редактировалось 1 раз.


С уважением Николай,
Администратор форума.
16 янв 2010, 13:25
Для примера возьмем дисковый этот дисковый генератор http://tng.flybb.ru/viewtopic.php?p=50#50
Изображение

Он имеет три фазы, по 4 катушки на фазу, всего 12 катушек. Каждая катушка по 110 витков. Индукция в зазоре 0.8 Тл.

Е=2*3*16*4*110*0,8*000573
Е=19,4 В
Это напряжение ХХ (холостого хода) одной фазы, при 3 оборотах в секунду (180 об/мин).
Далее, если фазы соединить "звездой", то напряжение фазы умножаем на 1.72 19,4*1.72=33,4 В. Это и есть напряжение генератора на заданных оборотах.
Если соединять "треугольником (дельта)", напряжение будет равно фазному, то есть 19.4 В.
Схемы включения и соединения обмоток смотрите здесь http://tng.flybb.ru/viewtopic.php?p=65#65

Последний раз редактировалось tng 16 янв 2010, 15:31, всего редактировалось 2 раз(а).


С уважением Николай,
Администратор форума.
16 янв 2010, 14:26
Теперь рассчитаем толщину железа под ротор.
Изображение
Магниты использовались дисковые 27х8 мм, по 16 штук на диске.
Площадь магнита 572 мм2. Поток делится пополам, = 286 мм2
Рабочий участок 50 мм 286/50=5,7мм. Толще можно, а вот тоньше нет, железо войдет в насыщение и перестанет пропускать магнитный поток!
Диск который использовал я 10 мм, он был готовый.

Изображение

Последний раз редактировалось tng 25 янв 2010, 11:43, всего редактировалось 1 раз.


С уважением Николай,
Администратор форума.
18 янв 2010, 16:22
Класс! Давно искал методу расчета генератора, но чтото не попадалась, а тут готовая! Спасибо!

Да пребудет с вами Сила!
18 янв 2010, 16:41
mahovik писал(а):
Класс! Давно искал методу расчета генератора, но чтото не попадалась, а тут готовая! Спасибо!

Всегда рад помочь, для того и форум делал. Сам по первухе инфу кусками собирал.

А вот экселька, для расчета генератора по этой формуле и ветроколеса.
Скачивайте таблицу и пользуйтесь!

Последний раз редактировалось tng 20 янв 2010, 18:43, всего редактировалось 2 раз(а).


С уважением Николай,
Администратор форума.
18 янв 2010, 17:45
Мощность генератора
После того как генератор рассчитан и вроде бы все хорошо, но хочется узнать- чего ж мы с него получим, хоть примерно?
Я написал небольшую табличку, которая даст представление о будущим генераторе. Данная методика мне попалась на каком то англоязычном сайте.
Скачивайте таблицу и пользуйтесь!

Последний раз редактировалось tng 25 янв 2010, 11:47, всего редактировалось 4 раз(а).


С уважением Николай,
Администратор форума.
24 янв 2010, 13:33
Уважаемый tnq, а магниты как располагать на диске, все одинаковым полюсом к катушкам? и второй вопрос: полюса с одной стороны статора и с другой должны быть одинаковыми или противоположными?
25 янв 2010, 11:24
bushidopus
Магниты наклеены с чередованием полюсов. Диски при установке должны притягиваться, то есть, на первом диске север, на втором- напротив юг.

С уважением Николай,
Администратор форума.
25 янв 2010, 18:18
Теперь ясно, спасибо!!!!! А разница есть квадратный магнит будет или круглый, на величину магнитного потока это как то влияет?
25 янв 2010, 18:49
bushidopus писал(а):
Теперь ясно, спасибо!!!!! А разница есть квадратный магнит будет или круглый, на величину магнитного потока это как то влияет?

Прямоугольные магниты эффективней. А самые эффективные сегментные и секторные.

Последний раз редактировалось tng 09 июн 2010, 11:49, всего редактировалось 2 раз(а).


С уважением Николай,
Администратор форума.
26 янв 2010, 17:50
Сегментные- это как? Не сочтите за труд просветите, пожаллста!!! :roll: и как их идентифицировать как сегментные в магазине. И еще пара вопросов: 1. Откуда считается у катушки начало и конец чтобы определить что с чем соединять.
2. Металл в катушках как сильно влияет на магнитный поток и должен ли металл быть закольцован между катушками.
27 янв 2010, 11:37
bushidopus писал(а):
Сегментные- это как? Не сочтите за труд просветите, пожаллста!!! :roll: и как их идентифицировать как сегментные в магазине. И еще пара вопросов: 1. Откуда считается у катушки начало и конец чтобы определить что с чем соединять.
2. Металл в катушках как сильно влияет на магнитный поток и должен ли металл быть закольцован между катушками.


Сегментные магниты используются в радиальных роторах. Набираются по диаметру.
Изображение
Секторные магниты используются в аксиальных генераторах.
Изображение

Собственно не столь важно какой провод, главное, что бы все катушки были намотаны в одном направлении.
Изображение
[/img]

Сердечник в катушки максимально концентрирует магнитный поток. Магнитопровод обязательно должен быть закольцован.

С уважением Николай,
Администратор форума.
27 янв 2010, 20:50
Благодарю Вас, tng!!! А радиальные генераторы, которые переделывают из асинхронников и "заряжают" вот такими сегментными магнитами выдадут нормальную мощность? Или катушки статора тоже надо будет переделывать? ...Я наверно уже надоел своими вопросами? :roll:
28 янв 2010, 11:14
bushidopus писал(а):
Благодарю Вас, tng!!! А радиальные генераторы, которые переделывают из асинхронников и "заряжают" вот такими сегментными магнитами выдадут нормальную мощность? Или катушки статора тоже надо будет переделывать? ...Я наверно уже надоел своими вопросами? :roll:

В любом случае лучше чем просто клеить цилиндры. Но- как всегда есть Но. Сегменты выпускаются под определенный радиус. Думаю подобрать под них движок будет проблематично.
Статор при переделке асинхронника не обязательно перематывать, даже я бы сказал не нужно. А вот выбрать подходящий именно под свои нужды- тут да. Принцип прост. Оптимально 6-8 полюсов.
Дело в том, что с увеличением числа полюсов, в двигателе увеличивается количество меди и железа, что нам и нужно. Ну и соответственно, чем больше полюсов- тем ниже обороты, на которых генератор выдаст номинал.

Последний раз редактировалось tng 09 июн 2010, 11:52, всего редактировалось 1 раз.


С уважением Николай,
Администратор форума.

Сообщений: 1243 Пред. 1, 2, 3, 4, 5 ... 83 След. Страница 1 из 83
Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 0

Расчет аксиального ветрогенератора | видео тут |