Generator eolian, alta structura a rotorului

[Vizitator alhimik]

Vreau sa ma apuc sa fac si eu un generator eolian. Am citit careva literatura, am stat pe citeva forumuri, am vazut calculele la citeva generatoare... Nu am inteles un lucru. Cu cit sunt mai multi magneti, cu atit curentul e mai puternic, insa, deoarece magnetii sunt situati intr-un inel la marginea unui disc (rotor), acest disc trebuie de facut mai mare. Din aceste considerente (dupa careva calcule superficiale ale mele) apar 2 probleme:1. Cu cit discul e mai mare, cu atit este mai complicat de facut piesele astfel, incit sa nu vibreze2. Forta de rezistenta a conductorului la trecerea cimpului magnetic se multiplica cu raza discului (dupa legea pirghiei a lui Arhimede) sia) trebuie de folosit o forta la ax mai mareb) scade randamentul Intrebare:De ce se aseaza magnetii in inel la marginea discului, dar nu se pun (acelasi numar de magneti) in citeva inele concentrice mai mici?EX: avem un disc cu 18 magneti, distanta intre ei de un magnet. Daca de asezat in 3 cercuri concentrice a cite 3, 6, 9 magneti, obtinem acelasi rezultat (energie), insa multiplicatorul fortei va fi de cca 2.5 ori mai mic

[Mindware]

Pai,ai aceeasi viteza unghiulara dar viteza cu care magnetii din interior trec unul pe langa altul e mult mai mica decat daca ar fi fost toti pusi pe un singur cerc cu raza mai mare.Si cum energia produsa de un inductor e direct proportionala cu variatia de flux magnetic pe unitatea de timp....cred ca ai sa ai defapt cu ~2.5 mai putina energie produsa ...Eu asa cred...

[Vizitator alhimik]

Pai,ai aceeasi viteza unghiulara dar viteza cu care magnetii din interior trec unul pe langa altul e mult mai mica decat daca ar fi fost toti pusi pe un singur cerc cu raza mai mare.Si cum energia produsa de un inductor e direct proportionala cu variatia de flux magnetic pe unitatea de timp....cred ca ai sa ai defapt cu ~2.5 mai putina energie produsa ...Eu asa cred...

Energia produsa E=LVB, unde L-lungimea conductorului, V-viteza, B-inductanta.Legea lui Faraday: asupra unui conductor de lungimea 1m, prin care trece un curent de intensitatea 1 A si se afla intr-un cimp de inductanta 1T actioneaza o forta de 1 H.Acum prezint calculele mele (care poate sunt gresite si de aceea postez aici, cu rugamintea sa ma corectati):Sa admitem ca avem 18 magneti disc, diametrul de 1 cm, distanta intre ei 1 cm. Sa admitem ca fiecare magnet intimpina o forta de rezistenta egala cu F (total 18*F), si ca avem diametrul axului = 1 cm (raza 0.5 cm)1. Daca ii asezam sub forma de inel la marginea unui disc, obtinem lungimea circumferintei Ld=36 cm, cu raza Rd=36/(2*3.14)=5.73 cm.a) Dupa legea pirghiei, forta care trebuie aplicata la ax (Fa) pentru a invinge forta de rezistenta a bobinelor Fa*Ra=Fd*Rd=18*F*Rd <=> Fa*0.5=18*F*5.73 => Fa = 206.28 F, deci, pentru a invinge forta de rezistenta a conductorului la trecerea cimpului magneti prin el, trebuie sa depunem la ax o forta de 206.28 ori mai mare.b) Energia obtinuta o calculam in felul urmator: E=LVB=L*B*d/T Schimbam doar diametrul discului (lungimea circumferintei, d), deci se modifica doar viteza, iar lungimea conductorului (L), timpul (T) si inductanta (B) ramin neschimbate. E=36*L*B/T2) Daca asezam magnetii in 3 cercuri concentrice a cite 3, 6, 9 cu distanta intre ei tot de un cm, obtinem 3 cercuri cu lungimea circumferintei de 6, 12, 18 cm, razele respectiv de 0.96, 1.91 si 2.87 cm.a) Forta care trebuie aplicata la ax Fa*Ra=F1*R1+F2*R2+F3*R3 => Fa*0.5=3*F*0.96+6*F*1.91+9*F*2.87=2.88*F+11.46*F+25.83*F =>0.5*Fa=40.17*F =>Fa=80.34*F, deci pentru a invinge forta de rezistenta a conductorului trebuie sa aplicam la ax o forta de 80.34 ori mai mare (fata de 206.28 ori in primul caz)b) Energia obtinuta E=E1+E2+E3=d1*L*B/T+d2*L*B/T+d3*L*B/T=(d1+d2+d3)*L*B/T=36*L*B/T, aceeasi ca si in primul caz.De marit diametrul axului nu are rost, deoarece elicea la motorul eolian actioneaza dupa acelasi principiu si avem Fd*Rd=Fa*Ra=Fe*Re, diametrul axului se poate de ignorat.Concluzia mea: Pentru a obtine un randament mai bun, este necesar de micsorat diametrul discului (de plasat magnetii pe toata suprafata lui). Daca gresesc undeva in calcule, va rog sa ma corectati.

[rasputin]

Concluzia mea: Pentru a obtine un randament mai bun, este necesar de micsorat diametrul discului (de plasat magnetii pe toata suprafata lui). Daca gresesc undeva in calcule, va rog sa ma corectati.

Concluzia mea : Dat fiind faptul, că prin cele scrise, arătaţi că nu aveţi noţiuni elementare despre maşini electrice, cazul particular generatoare electrice, eu zic să aprofundaţi aceste aspecte mai întîi. De asemeni aprofundaţi şi termeni ca: energie electrică, tensiune electromotoare indusă, putere electrică şi putere mecanică, forţe şi momente de forţe, randament, altfel spus, aprofundaţi disciplina/materia şcolară numită, Fizica, cel puţin la nivel de liceu.

După ce aprofundaţi cele spuse de mine, faceţi o analiză a trăsnăilor pe care vreţi să le analizăm, şi dacă tot demne de analiză vor părea, atunci vom căuta o soluţie la problema dvs.

[The Stressmaker]

Simplist, in cazul unui generator eolian unde turatia este scazuta ai 2 variante la constructia generatorului. Prima varianta este cea in care folosesti un multiplicator mecanic intre elice si generator iar a doua este marirea numarului de poli a generatorului. Aceste variante au ca scop final marirea variatiei campului magnetic in bobina generatorului, acea variatie produce energie electrica si nu valoarea fluxului campului. De aceea se dispun magnetii pe circumferinta rotorului pentru a creea cati mai multi poli si implicit o variatie a campului in bobina (frecventa) cat mai mare tinand cont ca turatia disponibila la ax este mica dar in schimb exista cuplu. Si ca sa-ti raspund la cele 2 probleme. La prima problema raspunsul este da, este necesara echilibrarea dinamica a discului rotorului, dimensiunile acestuia depind de materialele folosite. La a doua problema chiar rezistenta aceea in campul magnetic este direct legata de producerea energiei electrice, cu cat mai multa energie electrica se produce, cu atat mai mare este rezistenta la inaintare in camp si cu atat mai mare este lucrul mecanic necesar (poti face o analogie cu deplasarea unei barci cu viteza in apa). Nu uita ca aici energia electrica este maximizata prin reducerea distantei intre bobina si magnet si implicit cresterea variatiei fluxului in bobina, pentru un anumit tip de magnet. Scopul final este maximizarea randamentului cu folosirea unui necesar minim de materiale. Au trecut destui ani de testari in care s-au cristalizat destul de bine principiile de constructie a unui generator, chiar in regim homemade unde se cere un minim de materiale folosite , adesea recuperate sau construite acasa, si orice adaugare sau modificare poate aduce o scadere a randamentului si cresterea costului de fabricatie pentru o putere generata data. Nu te opreste nimeni sa experimentezi dar, cu cat te indepartezi de principiile clasice ale unui generator, vei sesiza ca randamentul scade.

[Vizitator alhimik]

Concluzia mea : Dat fiind faptul, că prin cele scrise, arătaţi că nu aveţi noţiuni elementare despre maşini electrice, cazul particular generatoare electrice, eu zic să aprofundaţi aceste aspecte mai întîi. De asemeni aprofundaţi şi termeni ca: energie electrică, tensiune electromotoare indusă, putere electrică şi putere mecanică, forţe şi momente de forţe, randament, altfel spus, aprofundaţi disciplina/materia şcolară numită, Fizica, cel puţin la nivel de liceu.

După ce aprofundaţi cele spuse de mine, faceţi o analiză a trăsnăilor pe care vreţi să le analizăm, şi dacă tot demne de analiză vor părea, atunci vom căuta o soluţie la problema dvs.

 

Elicile si discul cu magneti se comporta ca un caz particular al legii pirghiei lui Arhimede, el DEJA ESTE UN MULTIPLICATOR, numai ca nu de turatii, ci de forta aplicata. Deoarece momentul fortei este constant, lucrul mecanic efectuat la rotirea unui punct pe elice si la rotirea unui punct pe disc este acelasi, si energia cinetica la fel, insa FORTA cu care roteste elicea discul si FORTA cu care se opune conductorul sunt multiplicate in dependenta de lungimea bratului. Aceasta este Fizica de clasa 7, iar relatiile de mai sus sunt calcule de clasa 5. La calcule de liceu inca nu am ajuns (acolo va fi inca mai complicat). Daca doriti sa ma ajutati intr-un fel sau altul, dati un raspuns mai concret la intrebarea mea: "Daca nu-i corect, unde am gresit eu in calcule?", insa daca se poate, nu raspunsuri de genul "Cauta pe google".

[Vizitator alhimik]

O secţiune dedicată începătorilor este folositoare şi binevenită. Începătorii ar trebui să privească această secţiune ca fiind un loc unde vor primi explicaţii pertinente, la probleme banale în fapt;cel puţin teoretic, în această secţiune, ei vor fi feriţi de miştouri si insinuări.Deci, e de dorit ca întrebările puse să vizeze subiecte reale

M-am straduit ca intrebarea sa fie cit de cit reala

[gica70]

Cred ca aici e vorba de optimizare. Cred ca chestiunea se reduce la intrebarea: la ce turatie minima produce eoliana (adica apare un curent cat de mic de incarcare pe baterii)?. Oare se poate vorbi de sensibilitate?! (a eolienei nu a...!). Alhimik, spune si cum faci un aranjament al bobinelor dupa modelul propus de tine al magnetilor?.

[Vizitator alhimik]

Bobinele vor fi aranjate in acelasi mod ca magnetii. Este vorba intradevar de o optimizare. Nu e vorba de "La ce turatiie minima voi obtine curent". Daca consideram E=LVB (de mai sus), dupa citeva combinari intre unele formule din "Fizica" si dupa citeva artificii matematice, obtinemЕ = 2fnmNBS , undef - frecventa de rotatien - nr magnetilor m - numarul bobinelor N - numarul de spire in bobina B - inductia in intrefier S - suprafata magnetilor care intra in contact cu bobinaacum, pentru fiecare n1, n2... numarul de magneti pe situati in cercuri concentrice avemE=E1+E2+...=2fn1mNBS+2fn2mNBS+...=2fmNBS(n1+n1+...)=2fnmNBS, unde n numarul total de magneti. Altceva nimic nu se schimba, in afara de numarul magnetilor pe fiecare inel, care in suma ofera acelasi rezultat al energiei generate, ca in cazul cind magnetii sunt situati pe un cerc mare. Ar fi ca un exemplu, un furtun de apa care vine la casa si da un debit de x l/sec la viteza y. In casa el se desparte in mai multe vite, in care debitul e mai mic din cauza vitezei sau din cauza grosimii furtunului, insa in final, debitul cumulativ e acelasi

[Vizitator alhimik]

Alta treaba e cu forta si multiplicatorul fortei (bratul). Aceasta depinde de lungimea bratului la capatul careia a fost aplicata. De ce Arhimede a exclamat: "Dati-mi un punct de sprijin si eu rastorn Pamintul" ?PS: Nu vreau sa va conving ca eu sunt corect. Poate am gresit in careva calcule... Rugamintea mea este sa-mi aratati greseala... (Cred totusi ca ceva nu e chiar asa, altfel demult ar fi calculat si altii... Ideia e prea simpla, pentru a fi eu primul caruia i-a venit)

[gica70]

Cred ca aici e vorba de optimizare. Cred ca chestiunea se reduce la intrebarea: la ce turatie minima produce eoliana (adica apare un curent cat de mic de incarcare pe baterii)?. Oare se poate vorbi de sensibilitate?! (a eolienei nu a...!). Alhimik, spune si cum faci un aranjament al bobinelor dupa modelul propus de tine al magnetilor?.

Si cum legi bobinele? Cum le grupezi pt. fiecare faza? Oricum ai face numai sistem trifazic nu este; acest lucru va impedica transportul energiei sub o tensiune mai mare; numai vorbesc ce fel de frecvente si tensiuni ies pe-acolo...si cum arata..

[Vizitator alhimik]

Bobinele vor fi asezate tot in 3 inele, cite una in dreptul fiecarui magnet. Vom avea 3, 6, 9 bobine care se poate de combinat in 3 faze, 1, 2, 3 bobine in faza pe fiecare inel. Nu inteleg ce legatura are frecventa aici? Doar oricum se incarca baterii (acumulator), iar mai departe, printr-un oscilator se regleaza curentul dupa cum avem nevoie. Oricum frecventa de rotatie nu este constanta (vintul nu bate tot timpul cu aceiasi viteza), si daca avem 18 magneti la 150 rpm, obtinem o frecventa de 45 Hz care oricum trebuie ajustata.

[florincccc]

Ti-a raspuns deja Mindware."Tensiunea electromotoare indusa este proportionala cu viteza de variatie a fluxului magnetic inductor"Viteza de variatie a campului magnetic inductor e data de viteza de deplasare a magnetului prin fata bobinei.Magnetii plasari mai aproape de ax se vor deplasa prin fata bobinelor cu o viteza mai mica si deci vor produce mai putin curent.In concluzie: efort mai mic pentru rotirea generatorului egal mai putin curent.Daca ajungeai la Fizica de liceu asa cum ti-a recomandat cineva mai sus intelegeai mai repede fenomenul. De la Arhimede incoace s-au mai intamplat multe lucruri si nu-i bine sa le ignori.

[Vizitator alhimik]

Ti-a raspuns deja Mindware."Tensiunea electromotoare indusa este proportionala cu viteza de variatie a fluxului magnetic inductor"Viteza de variatie a campului magnetic inductor e data de viteza de deplasare a magnetului prin fata bobinei.Magnetii plasari mai aproape de ax se vor deplasa prin fata bobinelor cu o viteza mai mica si deci vor produce mai putin curent.In concluzie: efort mai mic pentru rotirea generatorului egal mai putin curent.Daca ajungeai la Fizica de liceu asa cum ti-a recomandat cineva mai sus intelegeai mai repede fenomenul. De la Arhimede incoace s-au mai intamplat multe lucruri si nu-i bine sa le ignori.

Dupa ce formula calculezi energia generata?Eu am demonstrat prin 3 metode ca ENERGIA OBTINUTA nu se schimba la schimbarea pozitiei magnetilor. Am folosit 2 formule de baza din FIZICA care o cunoasteti si voi, am facut citeva artificii matematice de cl 5 si am obtinut aceleasi rezultate.Daca nu-s corect, UNDE AM GRESIT???Am demonstrat ca VITEZA cumulativa a magnetilor in fata bobinelor este ACEIASI. Faceti calculele considerind ca aveti 3 generatoare (in exemplul cu 18 megneti de mai sus) si insumati energia obtinuta, ce obtineti? Energia obtinuta ar trebui sa fie de cca 3 ori mai mare decit energia produsa de un generator construit dupa forma inelului din mijloc. Dar lungimea circumferintei lui este de 3 ori mai mica decit la un generator cu 18 magneti, rezulta viteza de 3 ori mai mica, dar daca inmultim cu 3 generatoare, obtinem E~3(generatoare)*V(viteza)/3(de 3 ori mai mica). Cu alte cuvinte, "debitul" de magneti intr-o secunda este acelasi, deci variatia fluxului este aceiasi. Ori variatia fluxului nu inseamna ceva de felul "cit de des se schimba fluxul magnetic" sau "citi magneti trec intr-o sec printr-o sectiune"?UNDE VEDETI AICI FIZICA DE LICEU SAU CEVA MAI AVANSAT??????? In ritmul acesta, cind o sa pun o intrebare intradevar din fizica de liceu, atunci o sa-mi raspundeti ca "George Bush are un ou verde si altul albastru"Formulele de obtinere a energiei le-am luat de pe acest forum, de la persoane care se considera maestri in constructia de astfel de generatoare (cred ca ei cunosc deja fizica "de liceu"). Eu personal vad numai matematica elementara. Fizica trebuie numai la deducerea formulelor de baza. Dar, deoarece Fizica este tot o stiinta exacta (si nu filozofie), ea se supune acelorasi legi matematice.Daca doriti sa ma ajutati, aratati-mi va rog, UNDE AM GRESIT, numai ca daca se poate, un raspuns argumentat, da rnu de felul:"Ai gresit cind te-ai inregistrat pe acest forum" sau"Au gresit parintii tai cind s-au cunoscut"

[gica70]

Bobinele vor fi asezate tot in 3 inele, cite una in dreptul fiecarui magnet. Vom avea 3, 6, 9 bobine care se poate de combinat in 3 faze, 1, 2, 3 bobine in faza pe fiecare inel. Nu inteleg ce legatura are frecventa aici? Doar oricum se incarca baterii (acumulator), iar mai departe, printr-un oscilator se regleaza curentul dupa cum avem nevoie. Oricum frecventa de rotatie nu este constanta (vintul nu bate tot timpul cu aceiasi viteza), si daca avem 18 magneti la 150 rpm, obtinem o frecventa de 45 Hz care oricum trebuie ajustata.

Acest tip de generator se numeste generator electric cu flux axial si are ca specific nr. magnetilor mai mare cu o treime din nr. bobinelor, nr. care sa nu fie mai mic de 6 si care trebuie sa fie divizibil prin 3. ( de ex. pt. 6 bobine 8+8 magneti; pt. 9 bobine 12 +12 magneti, pt. 18 bobine 24+24 magneti!) . Sunt curios cum "se poate de combinat in 3 faze, 1, 2, 3 bobine in faza pe fiecare inel". De ce nu faci niste desene cu montajul si aranjamentul?