Поднять напряжение с генератора ВЕТРОТУРБИНЫ. Опции

[507]

Приветствую людей знающих в электронике. Сам я не "Местный" и электроникой занимался в прошлом веке. Сами понимаете -давно было. Вроде просмотрел все темы, нужного не нашел.
Проблема у меня следующая. Ветрогенератор на коллекторном двигателе. Выдает постоянку, но напряжение достаточное для зарядки АКБ появляется примерно на 450 оборотах (Ток заряда около 0.5 А). Необходимо поднять напряжение, что бы заряжал оборотов с 200 примерно.
Помогите кто чем может (схемами и советами конечно).
Заранее благодарю.

Да забыл написать. Ток зарядки рабочих оборотов (200 -500) до 12 А. При максимально возможных оборотах (около 1000), около 20 А.

Сообщение отредактировал 507 - Nov 5 2009, 12:06

[chief_olimp]

можно соорудить преобразователь. Вопрос в том какое напряжение под нагрузкой вы получаете на 200 оборотах? Можно сделать повышающий преобразователь и схему его отключения при повышении оборотов.

[507]

можно соорудить преобразователь. Вопрос в том какое напряжение под нагрузкой вы получаете на 200 оборотах? Можно сделать повышающий преобразователь и схему его отключения при повышении оборотов.

Благодарю, что откликнулись.
Напряжение, с которого должна начинаться зарядка примерно 6-8 вольт, что соответствует 200-250 оборотов.
Только под нагрузкой ли оно?.
То есть, генератор подключен к АКБ, но еще не заряжает его, т.к. ЭДС АКБ выше напряжения гены.

[muravei]

Напряжение, с которого должна начинаться зарядка примерно 6-8 вольт, что соответствует 200-250 оборотов.
Только под нагрузкой ли оно?.

А кто кроме вас это узнает?
Поставьте резистор соответств. мощности вместо АКБ и узнаете: можно что-нибудь повысить или нет. По той мощности , которую выдает ветряк на этих оборотах.

ПС Помоему , зарядный ток должен определяться АКБ, а не оборотами ветряка.

[507]

А кто кроме вас это узнает?
Поставьте резистор соответств. мощности вместо АКБ и узнаете: можно что-нибудь повысить или нет. По той мощности , которую выдает ветряк на этих оборотах.

ПС Помоему , зарядный ток должен определяться АКБ, а не оборотами ветряка.

Я постараюсь после выходных дать расклад по нагрузочным характеристикам, потом и подумаем.

[Microwatt]

А кто кроме вас это узнает?

ПС Помоему , зарядный ток должен определяться АКБ, а не оборотами ветряка.

Оборотами, оборотами. АКБ должна кушать, что дают.
Ток заряда автоматически ограничивает скорость турбины.
Повышалка бустерная нужна небольшой относительно мощности (15-20% от мощности турбины). Она должна давать небольшой хотя бы ток заряда при малой скорости ветра. Дальше турбина раскрутится и зарядка будет идти напрямую.
Если повышалку сделать мощной, то турбина просто не отдаст мощности на сильном ветре. Ее повышалка тормозить будет.

[domowoj]

А что за ветряк?
Есть ли регулировка вращения за счет регулировки угла атаки?

[Guest_orthodox_*]

Оборотами, оборотами. АКБ должна кушать, что дают.
Ток заряда автоматически ограничивает скорость турбины.
Повышалка бустерная нужна небольшой относительно мощности (15-20% от мощности турбины). Она должна давать небольшой хотя бы ток заряда при малой скорости ветра. Дальше турбина раскрутится и зарядка будет идти напрямую.
Если повышалку сделать мощной, то турбина просто не отдаст мощности на сильном ветре. Ее повышалка тормозить будет.

А если аккум уже заряжен? Куда сбрасывать энергию, если нужно торможение?
Если бюджет позволяет, я бы так сделал: повы-понижалку типа сепика или, может, лучше чего-то прямоходового.
В акуумулятор отдается столько тока, сколько ему нужно для зарядки в данным момент. Нагрузка подключена к клеммам аккумулятора, остальной ток сбрасывается в нее. На случай, когда и нагрузки деловой нет, и аккум заряженный - пускай хоть воду греет, в большом баке...Не пропадать же добру... Если это не единственный источник в доме, то на тот же аккумулятор кинуть еще и из сети зарядку, отдельную...и разрешать ее работу лишь когда ветряк не тянет...

Еще веселее, но и дороже делать отельный канал зарядки для аккумулятора, с коммутацией диодно транзисторной на нагрузку.
Тоже оправдано, если деньги есть - тем что зарядка может стать тогда восстанавливающей, не так часто надо будет заменять аккумуляторы... И можно будет китайские смело купить, лишь бы между пластинами стеклотканью было расперто - от осыпания и замыкания пластин...

[Microwatt]

А если аккум уже заряжен? Куда сбрасывать энергию, если нужно торможение?

Хм...убил я года полтора-два на ветряки.
Обычно, энергии не хватает. Заряженная под завязку батарея нам только снится. Конечно, батарея должна быть соответствующая. У меня, например, на 100 ваттный ветряк стояла 55 ач, но хорошо бы еще раза в 2-3 больше.
Ежели такое все-таки случается, то ветряк просто останавливают замыканием генератора накоротко. Встанет, как вкопанный, даже при урагане.
Возможно, у стартера нет полных сведений или представлений о своем ветряке. Какова его рабочая скорость и мощность? Приближенно это можно оценить по диаметру турбины и числу лопастей.
Распространенная ошибка - требовать зарядки батареи, как только турбина с места стронулась (1.5-2 м/c). При этом она только трение в подшипниках преодолевает, рассчитывать на отдачу мощности нет смысла. Заметная отдача начнется с 3.5-4м/с.
Потому, может и повышать выходное напряжение вообще не стоит. Надуманная проблема.
А вот понижать напряжение возле батареи. увеличивая ток. некоторый смысл имеет. Без гибкого степ-дауна турбина на большом ветру просто тормозится батареей, как стабилитроном. Механическое усилие на валу турбины растет, а оборотов мало добавляется. Турбина, начиная с какой-то точки теряет КПД, хотя мощность еще растет, выдержал бы генератор ток. Зато, никогда не пойдет вразнос, на большой скорости ветра происходит срыв потока с лопаток.
Начиная с некой мощности пора ее останавливать , коротя генератор. Причем, коротить нужно хорошо, желательно возле самой головки или используя толстые провода снижения с мачты.
Аэродинамическое регулирование (угол атаки лопастей, закрылки, хитрые хвосты) в современных маломощных (сотни ватт) ветряках не применяются. Сложно и неэффективно.
Я говорю о турбинах пропеллерного типа.

[Guest_orthodox_*]

Хм...убил я года полтора-два на ветряки.
..........
...........

Ну, крыть нечем. Не по недоверчивости, а из интереса полазил по сайтам с ветряками - все так и есть...
Энергия ветра растет в кубе от скорости, почему не понял, но не верить нет оснований...
Респект за реферат.

[Microwatt]

Энергия ветра растет в кубе от скорости, почему не понял, но не верить нет оснований...

Хорошо, если кто умеет пояснить аннигиляцию жестами.....
Кинетическая энергия растет пропорционально квадрату скорости. Представим трубу в один квадратный метр сечением. Масса проходящего через нее газа пропорциональна скорости. Отсюда, полная энергия равна кубу скорости х массу и пополам.
Е= м*v* (vквадрат)/2 для единичного сечения потока.
Сюда нужно сомножителем еще плотность газа/жидкости подставить. Воздух1.29кг/mкуб. Один кв метр потока на 10м/c дает 600W

[Огурцов]

450 оборотах (Ток заряда около 0.5 А). Необходимо поднять напряжение, что бы заряжал оборотов с 200 примерно.

Поставьте шкив побольше, в 2.25 раза. А фактически, вам уже ответили - не получится. Если у вас "промышленный" ветряк, то они обычно и расчитываются на отдачу на 400 оборотов. А на 200 оборотах у вас выдаваемая мощность будет меньше на порядок или с учетом трения еще меньше. Оно вам надо за это бороться ?

Сюда нужно сомножителем еще плотность газа/жидкости подставить. Воздух1.29кг/mкуб. Один кв метр потока на 10м/c дает 600W

Но лучше рассчитывать, хотя бы из вашего поста выше, что он отдает 150 ватт. Я в своих "экспериментах" добился 15 ватт на квадрат. При большей отдаче перестаю вписываться в себестоимость за установленный ватт. Пока увы.

[Microwatt]

Но лучше рассчитывать, хотя бы из вашего поста выше, что он отдает 150 ватт. Я в своих "экспериментах" добился 15 ватт на квадрат. При большей отдаче перестаю вписываться в себестоимость за установленный ватт. Пока увы.

Та все там у меня в расчетах правильно. Даже я не сомневаюсь. 600 ватт - мощность ветрового потока.
А при доморощеной или маломощной турбине можно снять 1/3 - 200 ватт механической мощности. Плюс-минус арксинус на КПД генератора и всяких излишних шкивив - 120-140 ватт вчистую и получается при 10 м/с.
Я что-то около и добивался на трехлопастной турбине 1.2м диаметром. В среднем же, ватт 15-20 она и давала в запорожских условиях среднегодовой скорости ветра 3.5 м/с. Весной - больше, летом очень мало, осенью бомжи эксперимент этот на даче прекратили.
Это была седьмая конструкция, которая, наконец, заработала почти совсем по теоретическим расчетам и чертежам.
После этого, к весне, запой с ветряками прошел. Но общие впечатления остались.

[Огурцов]

Та все там у меня в расчетах правильно.

А, извините, показалось, что это мощность на генераторе. С волшебным числом оно и получится.

[лосев]

Хорошо, если кто умеет пояснить аннигиляцию жестами.....

Да, счас попробую.
Поймать мощность потока можно прямым парусом, но это бежать за ним надо.
Лопастные ветряки работают чуть иначе- это самолетное крыло,
которое имеет в завмсммости от профмля -оптимальную скорость движения в потоке,
где его кпд максимален, меньше плохо и больше тоже плохо.
Причем это не скорость ветра, а скорость движения лопасти по окружности.
Поэтому лопастные ветряки раскручивают перед стартом, используя тот же генератор
а режиме двигателя.
А потом задача- поддерживать эту скорость постоянной.
Естественно и напряжение с него будет иметь одну величину.
Почитай стабилизированное.
Хорошо если напряжение аккумулятора совпадает с ним,
тогда ветряк и аккумулятор стабилизируют друг друга.
Усилился ветер- возросли обороты-возрос ток заряда- возросла нагрузка на лопасти- обороты
восстановились- в оптимальном режиме.

Любой преобразователь здесь лишний- он разорвет эту цепочку.

[Microwatt]

Да, счас попробую.
Поймать мощность потока можно прямым парусом, но это бежать за ним надо.
Поэтому лопастные ветряки раскручивают перед стартом, используя тот же генератор
а режиме двигателя.
А потом задача- поддерживать эту скорость постоянной.
Любой преобразователь здесь лишний- он разорвет эту цепочку.

Лосев, а Вы реальную ветровую турбину хоть раз построили? ?
И что, раскручивали для старта, поддерживали скорость постоянной?
Пропеллерные турбины никто и никогда в режиме двигателя не раскручивает. Они уверенно стартуют сами, даже с жесткой установкой угла атаки (шага) винта. Раскручивают только Дарье.
Проблемы стабилизации скорости, точнее, синхронизации с промышленной сетью переменного тока есть только у мощных турбин в десятки киловатт и выше. У них генератором служит обыкновенный двигатель переменного тока.

[Guest_orthodox_*]

Короче, разочаровали Вы меня, Microwatt, в перспективах ветростроения...
Разве что концентраторы потока использовать, на особенностях естественного рельефа...
Или ставить в микрорайонах в проходах между домами - умели строить некоторые микрорайоны, продувные дворы получались...

[лосев]

Лосев, а Вы реальную ветровую турбину хоть раз построили? ?

Я и самолеты не строил, но как крыло работает -знаю.
Есть сайты ветроэнергетиков- там все популярно разжевано.
Зачем изобретать велосипед?

Да еще на квадратных колесах. Яж говорю- круглое лучше, проверено.

Сообщение отредактировал лосев - Nov 8 2009, 05:34

[_Pasha]

Или ставить в микрорайонах в проходах между домами - умели строить некоторые микрорайоны, продувные дворы получались...

У нас такие места есть... ветер 24/7/365 Это ж клондайк!

[Guest_orthodox_*]

У нас такие места есть... ветер 24/7/365 Это ж клондайк!

Я догадался! Они знали про будущий кризис!

[Microwatt]

Короче, разочаровали Вы меня, Microwatt, в перспективах ветростроения...
Разве что концентраторы потока использовать, на особенностях естественного рельефа...

разочарую дальше.
Концентраторы разных типов приходили на ум людям давно. Практика показала, что это способ кардинально ухудшить удельные характеристики установки. Стоимость вырастает очень сильно, а эффект почти нулевой. На 1-1.5 м/ с снижается скорость стартового ветра. Но общая выработка практически не меняется. Куда экономичнее увеличить диаметр ротора вдвое, чем сооружать подпорные стенки или воронки. Да и ураганы эти декорации не выдерживают.
"Продувные" дворы... если это долина в ущелье - да. А в микрорайоне - турбулентность потока такова, что ничего путного уже при метровом диаметре не получается.
Ветряки, как серьезная энергетика, пока забава для экоозабоченных буратинов.
Вот на ватты- десятки ватт для питания приборов в чуме - да.

[Огурцов]

Зря вы. Средняя сотня ватт - уже весьма себе энергетика. А при сегодняшних ценах на подключение, чумом может оказаться любая избушка в десятке-другой метров от линии. И трехэтажный коттеджик будет не исключение - там ведь и размах поболе.

[Microwatt]

Я соглашусь с Вами в том плане, что каждый случай применения ветроагрегата имеет специфику и особенности. Есть, конечно, целый ряд случаев, когда это себя оправдывает или будет единственным приемлемым решением.
Но пейзаж с ровными рядами коттеджей и покосившихся срубов, отапливаемых разнокалиберными ветряками - не фантастика, а профанация.
Куда более реален экономически и организационно на сегодня для изолированого поселения дизельагрегат. Или дизель, работающий на АКБ по принципу подводной лодки.
Ветровые фермы строят на ограниченных территориях с уникальными природными условиями. несмотря на значительные усилия конструкторов, массу исследований и технологических усовершенствований, эти источники недостаточно надежны, сложноваты в обслуживании и экономически пока проигрывают традиционной энергетике.
Они могут дотационно существовать в условиях сдвинутого мозгами на почве экологии, излишне разжиревшего государства вроде Германии или Австралии.

[sna]

Ребята вот один из форумов http://snim.flybb.ru, там и я учавствую. Я с отцом первый ветряк подняли 6лет или больше назад, повозились пол года и забросили. Знакомый указал на этот форум и мы опять загорелись, сейчас готовим к запуску ветроустановку на 1,5...2,5кВт, конечно мы расчитываем хотябы на 500Вт. Если кому интересно ознакомиться с ветроэнергетикой зайдите на этот форум, там действительно толковые ребята.
Согласен с тем, что желательно генератор иметь с повышенным напряжением, то есть не повышать а ограничивать напряжение, а если есть лишка мощности на валу генератора спускать мощность на нагрев через ШИМ-преобразователь.
С ув. Сергей

[лосев]

а если есть лишка мощности на валу генератора спускать мощность на нагрев через ШИМ-преобразователь.

Есть карта России - среднегодовая скорость ветра.
По ней видно что на 90% территории средняя скорость ветра не превышает 3м/сек.
Из них половина вообще 1,5 м/с
Тут правильно заметили про кубическую зависимость мощности от скорости.
Поэтому если при 10м/с мощность 600вт на кв.м то при 3м/с будет всего 20 вт на кв.м.
Для ветряка 2000 вт нужна площадь потока 100 кв.м это диаметр лопастей 15 метров.
7 метров одна лопасть. Вышка метров 15. При сегодняшней стоимости материалов
на эти деньги можно у Рыжего закупить энергии лет на сто вперед.
Так это я еще считаю 100 процентный кпд.

Да, есть прибрежные полоски у моря где будет выгодно, это у Белого моря, Магадан
но че то кроме зэков там никого не видно.

Лро излишки- вот в Германии есть госпрограмма- ты можешь продавать излишки энергии в сеть.
И поставщик обязан её у тебя купить. Вот там и выгодно.

Сообщение отредактировал лосев - Nov 8 2009, 20:49

[Microwatt]

Согласен с тем, что желательно генератор иметь с повышенным напряжением, то есть не повышать а ограничивать напряжение, а если есть лишка мощности на валу генератора спускать мощность на нагрев через ШИМ-преобразователь.
С ув. Сергей

Непонятна проблема с "лишком мощности":
во-первых, лишку энергии на практике не бывает, есть постоянный ее недостаток.
во-вторых, не нужна энергия? Остановите турбину и все, никаких ШИМов.
в-третьих, какой еще ШИМ для нагревателя?
А что совершенно верно - генератор должен быть возможно высоковольтнее, вплоть до 300-400 вольт, если мощности в несколько сот ватт хотя бы. Такое легче потом преобразовывать с меньшими токами иметь дело. Иначе, все уйдет в нагрев проводов, весь пар - в свисток.

[Огурцов]

Есть карта России - среднегодовая скорость ветра.
По ней видно что на 90% территории средняя скорость ветра не превышает 3м/сек.

+1 И с первого взгляда я было совсем расстроился. Но когда внимательно изучил изгибы изолиний, вдруг стало понятно, что на пять можно рассчитывать. Связано с довольно неочевидным рельефом окружающей местности и выстой на уровнем моря. Практика подтверждает. Своей регистрации по ветру у меня пока нет, но субъективно за прошедший год только август был мертвым, остальное время дуло неплохо и временами даже очень.

Сообщение отредактировал Огурцов - Nov 8 2009, 23:09

[507]

Тема вызвала отклик, это хорошо. Много правильного сказано. Извиняюсь, что не выполнил обещание- выложить параметры генератора. Выходные выпали, свадьба у родственников. Но сниму обязательно.
В данном конкретном случае, поднять напряжение необходимо потому, что ветряк способен отдать некоторую мощность (естественно, не тормозящую турбину), и начать заряжать при ветре 3 м/с, про которую кстати и писали. Но в силу конструкции генератора, сделать это можно только электронно, как я уже писал мультипликатор не хочу.
Сейчас буду пробовать двух лопастной винт 1.6 м, (уже готов и установлен на ветряк) быстроходностью z7. Проблема в том, что этот винт стартует неохотно даже с разгонными лопатками. Для меня предпочтительней винт 1.7 о трех лопастях, но вот с ним как раз эта проблема. Быстроходность Z5, и генерит ветряк на более сильном ветре.
Вообще пессимизм по поводу строительства ветряков слегка надуман. Я их уже не один построил. Разной конструкции, в разной степени удачно. Если нет другой возможности получить электричество (у меня например), то этот вариант вполне рабочий.


Здесь видео некоторых моих ветряков http://www.youtube.com/watch?v=OYLcOBRaUTM

Согласен с тем, что желательно генератор иметь с повышенным напряжением, то есть не повышать а ограничивать напряжение, а если есть лишка мощности на валу генератора спускать мощность на нагрев через ШИМ-преобразователь.
С ув. Сергей

Сергей, согласен с Вами, но тот япончик, о котором идет речь, не способен выдать большего напряжения, вот я и решил, что здесь ЭЛЕКТРОНЩИКИ более продвинутые чем наши ветроловы (к Вам не относится). Поэтому надеюсь, что по электрической части диалог на этом форуме будет более продуктивный.
Микола.

Сообщение отредактировал 507 - Nov 9 2009, 09:17

[Microwatt]

что ветряк способен отдать некоторую мощность (естественно, не тормозящую турбину), и начать заряжать при ветре 3 м/с, про которую кстати и писали. Но в силу конструкции генератора, сделать это можно только электронно, как я уже писал мультипликатор не хочу.
Сейчас буду пробовать двух лопастной винт 1.6 м,

"некоторую" -это какую?
При диаметре 1.6м можно рассчитывать на стандартную мощность (при 10м/с) порядка 200-250 ватт.
При скорости ветра 3 м/с мощность упадет до 0.3 в кубе, т.е до 0.027 от стандартной. И составит аж ватт 6. Это почти все потеряется в подшипниках, не зря двухлопастная турбина только стартует при таком ветре.
Посему, подумайте еще раз: стоит ли овчинка в пару ватт выделки?
Ждите ветра покрепче.

[507]

"некоторую" -это какую?
При диаметре 1.6м можно рассчитывать на стандартную мощность (при 10м/с) порядка 200-250 ватт.
При скорости ветра 3 м/с мощность упадет до 0.3 в кубе, т.е до 0.027 от стандартной. И составит аж ватт 6. Это почти все потеряется в подшипниках, не зря двухлопастная турбина только стартует при таком ветре.
Посему, подумайте еще раз: стоит ли овчинка в пару ватт выделки?
Ждите ветра покрепче.

При 3 м/с, винт 1.7 способен отдать 13 ватт, а это в ветростроении поверьте не мало. Приходится бороться за каждый ватт.
Если учесть, что такие ветра в подмосковье достаточно часто, а более 7 м/с редкость, то приходиться от этого и плясать. Если у меня на АКБ будет постоянно (ну или почти) идти даже 1 Амперчик, то это хорошо, а ждать ветра в поле....
Я исхожу из реальной ситуации. Да, в этом году ветра порадовали. Видел я со своих карлсонов и запредельные токи (наверно первый раз за все время). Но не факт что такое будет часто.

И еще, 1.7 метра трехлопастник, при ветре 4 м/с делает примерно 230 оборотов, 1.6 двулопастник 335 оборотов.
Вот и получается, что двухлопастной, выйдет на рабочие обороты только после 4 м/с, а трехлопастной только после 7 м/с, а на этом ветре ветряк уже должен выходить на максимальную мощность (при КПД 50 %).

Вот и получается- плакать а напряжение поднимать.
Давайте люди добрые, схемки начинайте предлагать, думаю полезно многим будет.

Сообщение отредактировал 507 - Nov 9 2009, 10:40

[Огурцов]

И составит аж ватт 6.

Как бы да, но нельзя забывать еще об одном положительном для нас свойстве. Обычно мы исходим из средней скорости ветра. А по факту нас должна интересовать среднекубическая скорость - она существенно выше, или в самом худшем случае не ниже средней.

Вот и получается- плакать а напряжение поднимать.
Давайте люди добрые, схемки начинайте предлагать, думаю полезно многим будет.

Вряд ли вас спасет "напряжение поднимать". Если уж собирать крохи, то думаю, нужно отталкиваться от поиска MPP (maximal power point), а это микроконтроллеры (которые не любят) и прочая математика.

[Microwatt]

И еще, 1.7 метра трехлопастник, при ветре 4 м/с делает примерно 230 оборотов, 1.6 двулопастник 335 оборотов.
Вот и получается, что двухлопастной, выйдет на рабочие обороты только после 4 м/с, а трехлопастной только после 7 м/с, а на этом ветре ветряк уже должен выходить на максимальную мощность (при КПД 50 %).

Вот и получается- плакать а напряжение поднимать.

По-видимому, Вы исходите из статичного представления о количестве оборотов турбины. Оно вычислено Вами по точке наилучшего КПД при оптимальной быстроходности. На самом деле, обороты могут быть и в 2-3 раза выше, если только подшипники на холостом ходу позволят. КПД, конечно падает, но генератор ЭДС выдаст.
Трехлопастная турбина стартовала бы гораздо раньше, у нее больше момент на валу. но толку мало, поскольку мощность турбины зависит только от скорости ветра, а не от количества лопастей.
Коли так не хочется делать мультипликатор, то сделайте однолопастный винт. У него быстроходность 10-14. Как только стронется при порыве - взвизгнет до высоких оборотов и будет держаться даже при снижении скорости ветра.
Схемы... да можно кучу схем предложить. Одно только посоветую. Еще раз подумать. Убытки от такой схемы могут превысить кажущиеся выгоды.
Схема должна иметь последовательно с генератором диод и обмотку дросселя. Так вот, этот диод и , отчасти, дроссель должен уметь пропускать ПОЛНУЮ мощность генератора. Потери на нем будут соизмеримы с дополнительно полученными ваттами при слабом ветре.
Знаете, я с удовольствием участвовал бы в ветряковых темах, если бы их поднимали люди, хорошо понимающие что им нужно и нужно ли вообще. Ну, зашел я на сайт по ссылке. Да полно таких сайтов. Диванные неумехи-мечтатели вперемешку с энергичными полуграмотными кулибиными. Неодимовые магниты агрегатированные с нестроганым горбылем.
Вы вот достаточно много тут понаписали, но все больше стихи , а строгих технических требований к разработке нет. Скорее всего, их не утаивают, о них просто не подозревают. Разработать под такие требования прибор? Да требования эти по три раза на дню меняются и через месяц о них вообще забывают.

[sna]

Непонятна проблема с "лишком мощности":
во-первых, лишку энергии на практике не бывает, есть постоянный ее недостаток.
во-вторых, не нужна энергия? Остановите турбину и все, никаких ШИМов.
в-третьих, какой еще ШИМ для нагревателя?
А что совершенно верно - генератор должен быть возможно высоковольтнее, вплоть до 300-400 вольт, если мощности в несколько сот ватт хотя бы. Такое легче потом преобразовывать с меньшими токами иметь дело. Иначе, все уйдет в нагрев проводов, весь пар - в свисток.

"Лишняя мощность" - это условно, ведь никогда не бывает лишней энергии, тут имелось ввиду сам момент когда АКБ заряжена, нагрузка меньше чем мощность может дать в данный момент ветряк, вот в таких случаях надо куда-то сливать мощность чтобы ограничить напряжение на клемах АКБ. Остановить турбину не всегда возможно генератором, если упустил критическую точку оборотов при сильном ветре, закоротить генератор не спасет, да и кто вообще собирается следить за ветряком днем и ночью, зачем лишний раз заморачиваться на остановку пропеллера.
Да необязательно ШИМ для слива мощности в нагреватель, можно и другое, я просто привел самый гибкий вариант снятие мощности в балласт.
С ув. Сергей

Сергей, согласен с Вами, но тот япончик, о котором идет речь, не способен выдать большего напряжения, вот я и решил, что здесь ЭЛЕКТРОНЩИКИ более продвинутые чем наши ветроловы (к Вам не относится). Поэтому надеюсь, что по электрической части диалог на этом форуме будет более продуктивный.
Микола.

Тут действительно есть толковые электроншики. Микола, я понял вашу проблему (давай на "ты", я всех прошу кому не трудно обращаться ко мне на "ты"), получается что генератор не дотягивает амплитуду напряжения для зарядки АКБ, хотя при этом мощность на валу приличная?
Я вот подумал над советами которые звучали в Ваш адрес, если мощность которую может выдать ветротурбина (пропеллер и генератор) более 25Вт с учетом преодоления механических трений и т.д... тогда может и стоит повоевать за ватты. Нужны хар-ки генератора (об/мин, мощность, напряжение) и пропеллера (об/мин, мощность).

[Microwatt]

. Микола, я понял вашу проблему (давай на "ты", я всех прошу кому не трудно обращаться ко мне на "ты"), получается что генератор не дотягивает амплитуду напряжения для зарядки АКБ, хотя при этом мощность на валу приличная?

Боюсь. что не все так просто. Когда отбора мощности от турбины на заряд нет (напряжения не хватает, диод на входе АКБ заперт), то турбина всю свою крохотную мощность расходует на трение и вентиляторные потери в генераторе. при сем, она развивает скорость и так много больше оптимальной по КПД. Это работа "вразнос" на холостом ходу, только мощность еще маленькая, ее для разноса не хватает. Был бы ветер посильнее - разлетелась бы вдребезги.
Как только скорость турбины возрастает до напряжения, отпирающего диод, начинается эффект стабилитрона. Скорость турбины растет мало, растет момент на валу и, следовательно, ток заряда. Напряжение же почти не растет.
Постепенно с ростом скорости ветра рабочая характеристика турбины смещается к оптимуму по КПД. тут ток будет большим. При дальнейшем росте мощности ветрового потока турбина тоже будет увеличивать мощность, но заметно меньше. Ее характеристика сместилась с горба оптимума на другой склон. Теперь ее быстроходность мала, она "отстает" от ветра, рост скорости ограничен выходным напряжением по-прежнему. Растет только тормозной момент на валу генератора. Замкните генератор накоротко и скорость турбины упадет почти до нуля НА ЛЮБОМ ветре.
А теперь посмотрим на мечту. Турбина крутится, выдавая, скажем, 9 вольт. А нужно 12. Отберем мощность электронной нашлепкой, повышая с 9 до 12-14 вольт? На бумаге - да, в жизни - нет. Как только начнем отбирать хоть мизерную мощность, даже от этих 9 вольт ничего не останется. Турбина просто встанет. Ведь всей ее мощности хватало пока только на трение в подшипниках. Да, может вольта 2-3 выдавать, но тут уже не буду засорять всем мозги аэродинамикой стартового режима. Вы снимите на стенде вентиляторные потери в генераторе и увидите, куда уходят эти ожидаемые 17 ватт.
Короче, сказано с самого начала НЕЛЬЗЯ - значит нельзя. Не поверили, пришлось тут расписывать на полстраницы.
Я это ПРОХОДИЛ на практике с турбиной и тоже поначалу был полон всяких революционных идей на тему: как обмануть природу. И переменный шаг лопастей делал и косозубые редукторы резал и схемы хитрые мостил.
Где может сгодиться электроника, так это в ПОНИЖЕНИИ напряжения генератора. Тогда с ростом скорости ветра можно наращивать отдачу мощности вплоть до конструктивно критической, когда пора аварийно тормозить наглухо и пережидать ураган. Такие системы реально существуют. Почитайте описание серийного AIR-X там, кажется, это реализовано. по крайней мере, алгоритм пережидания шторма.
Микола, я очень уважительно отношусь к людям мастеровым, тратящим все свободное время и средства на творчество, а не на водку и домино. Сам такой. Но одно дело мастерить в сарае табуретки, другое - строить вертолеты.
Почему-то в сознании людей ветряк - чуть сложнее табуретки. На самом деле, он немного проще вертолета.
Для такой разработки нужны достаточные знания в нескольких науках - аэродинамике, сопромату, механике, электротехнике, электронике. Нужны профессиональные знания и солидная технологическая база. Иначе, возле того что со скрипом даже стронется с места нужно постоянно стоять с ключом и масленкой.

Сообщение отредактировал Microwatt - Nov 9 2009, 22:45

[507]

По-видимому, Вы исходите из статичного представления о количестве оборотов турбины. Оно вычислено Вами по точке наилучшего КПД при оптимальной быстроходности. На самом деле, обороты могут быть и в 2-3 раза выше, если только подшипники на холостом ходу позволят. КПД, конечно падает, но генератор ЭДС выдаст.
Трехлопастная турбина стартовала бы гораздо раньше, у нее больше момент на валу. но толку мало, поскольку мощность турбины зависит только от скорости ветра, а не от количества лопастей.

Характеристики турбины я занизил. Я брал стандартные 35%, хотя мои 3х лопастник имеет 45%, а 2х лопастник 42% при 7м/с. Естественно все расчеты под нагрузкой, на хх такое не считают.
Трехлопастная, реально выдавала свои 500 Вт на 550 оборотах. Так, что я не в пустую слова бросаю, и не по незнанию. Может у меня не достаточно теории, но уже есть практика, а знания ни когда не поздно получить, чем и занимаюсь.

Растет только тормозной момент на валу генератора. Замкните генератор накоротко и скорость турбины упадет почти до нуля НА ЛЮБОМ ветре.

Возможно, только вот я пытался так остановить турбину во время сильного ветра, когда открутилась одна лопасть. Ни чего из этого не выходит. Как вращался так и продолжил. В ссылке на видео есть такой момент.

Я это ПРОХОДИЛ на практике с турбиной и тоже поначалу был полон всяких революционных идей на тему: как обмануть природу. И переменный шаг лопастей делал и косозубые редукторы резал и схемы хитрые мостил.

Не хочу умолять Ваш опыт, но я запустил уже не одну турбину, и руки у меня не опустились. И считаю что для поиска решений в этом деле- конь не валялся.

Почему-то в сознании людей ветряк - чуть сложнее табуретки. На самом деле, он немного проще вертолета.
Для такой разработки нужны достаточные знания в нескольких науках - аэродинамике, сопромату, механике, электротехнике, электронике. Нужны профессиональные знания и солидная технологическая база. Иначе, возле того что со скрипом даже стронется с места нужно постоянно стоять с ключом и масленкой.

Вы правы, знания, технология, умения- важно. Но, для того и существуют подобные форумы. Я не стыжусь того что много не знаю, прошу помощи у других, помогаю сам. Вообще, хотелось бы, чтобы тема стала универсальной типа "Электроника для ветроустановок"

Тут действительно есть толковые электроншики. Микола, я понял вашу проблему (давай на "ты", я всех прошу кому не трудно обращаться ко мне на "ты"), получается что генератор не дотягивает амплитуду напряжения для зарядки АКБ, хотя при этом мощность на валу приличная?

Давай на ты. Тут действительно есть смысл. Конечно сейчас получается, что я немного морочу голову, потому что не снял нагрузочные характеристики. Выходные напрочь выпали. Буду исправляться.

Что бы разрядить накал страстей (а может наоборот ) подкину еще задачку.
Делаю стенд для обкатки и проверки генераторов (для ветряков естественно), в связи с чем возникли следующие потребности.
1. Необходимо регулировать обороты в пределах 50 - 500 оборотов/мин (больше 500 думаю нет смысла). Варианты, либо использовать коллекторный двигатель с редуктором (есть в наличии, 500 оборотов 900 Вт), либо асинхронный тоже примерно на такую мощность (нет в наличии). Соответственно нужна схема такого регулятора.
2. Приборы для регистрации параметров. Счетчик оборотов в минуту (лучше с возможностью показаний оборотов в секунду). Возможно, напряжения и тока, с выводом всех показаний на один дисплей, если возможно.

[Microwatt]

Естественно все расчеты под нагрузкой, на хх такое не считают.
Трехлопастная, реально выдавала свои 500 Вт на 550 оборотах. Так, что я не в пустую слова бросаю, и не по незнанию. Может у меня не достаточно теории, но уже есть практика, а знания ни когда не поздно получить, чем и занимаюсь.

Микола, все мы приходим в этот мир с нулевыми знаниями. Но кто-то пополняет их, впитывая знания других, а кто-то упорно набивая свои шишки.
Вы не понимаете сути описанного режима, когда турбина недодает желаемых оборотов. Не понимаете, что она их недодает не от слабого ветра и расчетной быстроходности, а просто из-за принципиальной нехватки мощности. Турбина в этом случае работает далеко на правом скате кривой быстроходность/КПД.
Проделаем простой эксперимент.
Вы желаете получить с 8-9 вольт 1 ампер зарядки? Ну, нагрузите турбину в этом режиме на 5-6 Ом резистор. Это эквивалент повышающей схемы. На 8 Ом нагрузите и посмотрите что будет. Турбина резко сбросит обороты и не получите Вы даже этих 8-9 вольт. Когда же на резисторе Вы получите 1ампер - уберите его и увидите, как обороты пойдут вверх и начнется зарядка аккумулятора обычным путем.
Это должно вас убедить, что схемы повышения в Вашем случае бесполезны.

[507]

Проделаем простой эксперимент.
Вы желаете получить с 8-9 вольт 1 ампер зарядки? Ну, нагрузите турбину в этом режиме на 5-6 Ом резистор. Это эквивалент повышающей схемы. На 8 Ом нагрузите и посмотрите что будет. Турбина резко сбросит обороты и не получите Вы даже этих 8-9 вольт. Когда же на резисторе Вы получите 1ампер - уберите его и увидите, как обороты пойдут вверх и начнется зарядка аккумулятора обычным путем.
Это должно вас убедить, что схемы повышения в Вашем случае бесполезны.

Хорошо, не буду строить из себя упрямого барана. Поверю Вам на слово, но все равно проверю
Хотя, подобный вариант я делал на переделанном асинхроннике. Правда там выход переменка три фазы, и мне не понадобилось городить сложных схем. Отдачу я все таки получил на более низких оборотах (% на 15).
Если система на большую мощность, то наверно "ловить крохи" и нет смысла.

[Esc]

507
А можно рассказать, что такое "переделанный асинхроник"?

[507]

507
А можно рассказать, что такое "переделанный асинхроник"?

Конечно можно. По этой ссылке описание процесса переделки.
http://snim.flybb.ru/topic246.html

[лосев]

Вот и получается, что двухлопастной, выйдет на рабочие обороты только после 4 м/с, а трехлопастной только после 7 м/с, а на этом ветре ветряк уже должен выходить на максимальную мощность (при КПД 50 %).

Какой вывод напрашивается?
Однолопастной - выйдет на рабочие обороты при 3 м/с . Так?
Ну и никаких раскручивающих лопаток- генератор сам может раскрутить.

А вообще ветряк это целый комплекс, где для серьезного питания нужна либо буферная батарея,
стоимостью поболе самого ветряка,
либо буферная сеть- тот же чубайс.
Чаще всего так и делают- асинхронный генератор это движок подключенный к сети,
но который раскручивают еще чуть быстрее, и он начинает отдавать энергию.
При этом обороты ветряка привязаны к частоте сети.
Вот отсюда уже надо плясать- обороты эти должны соответствовать максимальному кпд турбины.
А не просто вот есть готовые лопасти и их будем пользовать.

[injener]

Это если установка системная, т.е. работающая на сеть. А так нужны как минимум конденсаторы для запуска (компенсация реактивной мощности асинхронника). Насчет однолопастного ветряка - действительно в датских отчетах написано, что такие наиболее эффективны. Для экспериментов можно посоветовать асинхронник с фазным ротором - в нем можно осуществить электрическое регулирование по ротору без аэродинамического. И энергии отбирается примерно в 1,5 раза больше, чем номинальная мощность машины...

[507]

Ребята, у меня асинхронник переделан. На ротор наклеены постоянные магниты. Так что он сейчас генератором работает

лосев

Какой вывод напрашивается?
Однолопастной - выйдет на рабочие обороты при 3 м/с . Так?
Ну и никаких раскручивающих лопаток- генератор сам может раскрутить.

Я и двух лопастники не очень люблю, а про одино что и говорить.
Его балансировать замучаешься. И потом куча других проблем с ним связано. Я как то три лопасти больше всего уважаю.

Вот отсюда уже надо плясать- обороты эти должны соответствовать максимальному кпд турбины.
А не просто вот есть готовые лопасти и их будем пользовать.

Да нет, лопасти и рассчитывались под этот асинхронник.

[Microwatt]

По моему скромному опыту, конечно, трехлопастник - чемпион по многоборью. Оптимальная конфигурация, но мультипликатор нужен.
Тем не менее, малые ветряки с однолопастными винтами - были у людей вполне успешные попытки. Он стартует, конечно неохотно, но скорости дает приличные, достаточные для прямого привода генератора и аэродинамическая идентичность лопасти самой себе обеспечивается. Балансируют их противовесом удовлетворительно, хоть и не так хорошо, как трехлопастные. Лопасть делается большого удлинения, с равномерным законом убывания массы по длине, чтобы облегчить динамическую балансировку.

[507]

Видимо я не созрел еще для одной лопасти. Да и вариант с ней нужно подветренный делать. А тут встает вопрос увода головки. Только всплытие. В общем мне кажется, одна проблема тянет другую.

[лосев]

Видимо я не созрел еще для одной лопасти.

Да, однолопастник - это высший пилотаж в аэродинамике.
Тогда не заморачивайся- ставь парусный ветряк. для слабых ветров самое оно.
С полутора метров скорости уже чего то получать будешь.
Да и железо к нему на любой свалке- жигулевский задний мост.
Это и поворотная головка, и неубиваемый редуктор, и главное- тормоз,
и генератор внизу.... ну одни плюсы.
Еще тишина и безопасность.
Посмотрел я твои полиэтиленовые лопасти- это смертоубийство,
на морозе полиэтилен хрупким станет, лопнет и проткнет кого нибудь.

[Herz]

Microwat, Вы человек опытный, просветите, я не понимаю одного: хорошо, если номинальные обороты турбины совпадают с номинальными оборотами генератора, а если нет? Предположим, при ветре 5м/сек ветряк выдаёт 1000 об/мин (цифры с потолка), а генератор ток, достаточный для зарядки - при 2000 об/мин. Просто другого нет. Выхода, по-моему, два: ставить мультипликатор или повышать напряжение генератора преобразователем, нет?

[Microwatt]

Характеристика любой ветровой турбины в координатах КПД/скорость имеет колоколообразный вид. Для разного количества лопастей пик КПД находится на разных относительных скоростях. Применяют в расчетах не скорость, а быстроходность - отношение линейной скорости кончика лопасти к скорости ветра.
трехлопастная имеет максимум КПД на 4-5, двухлопастная на - 7-8 скоростях ветра . Турбины с большим числом лопастей быстро устремляются к 1.1-1.3.
Этот параметр вообще-то косвенно дает рабочие обороты для получения максимальной мощности при заданной скорости ветра. Нужно только вычислить по диаметру турбины обороты, зная потребную линейную скорость.
На практике полное согласование бывает редко, в одной точке. Без нагрузки турбина разгоняется теоретически до бесконечности, но ее КПД падает и в конце-концов, момент уравновешивается трением в подшипниках и вентиляторными потерями генератора. На достаточно сильном ветре она раскрутит любой генератор до рабочих оборотов, но КПД может оказаться низким. Стоит только подгрузить генератор. как увидим резкое торможение и малый ток заряда.
Рабочая скорость генератора и скорость турбины в точке наибольшего КПД должны быть согласованы для среднегодового ветра в данной местности.
Положим, есть генератор с рабочей скоростью 1000 обмин и трехлоп. турбина диаметром 3м. округленно 10м в окружности. Вы хотите на 7м/c идеально согласовать ее с генератором. Быстроходность 4 (не имею точного графика под рукой), значит скорость конца лопасти оптимум 28м/c. это соответствует 2.8 об/с или 168 об, мин. Нужен мультипликатор 1000/168=6. Без него ничего толком не получится. Жужжания будет много, а мощности мало.
Далее, когда генератор вышел на режим, с ростом скорости ветра его обороты почти не увеличатся, увеличится ток, мощность, но КПД будет постепенно падать. Турбина начинает "отставать" от ветра, быстроходность падает Мощность полого растет и в какой-то момент нужно остановиться совсем, если не хотим разрушения конструкции или горелого генератора.
На малом ветру такая конструкция тоже будет что-то отдавать, но с плохим КПД. Турбина работает на правом скате характеристики, "опережает" ветер и, если трение преодолено, то разгонит генератор до 1000 об/мин автоматом. Только момент и ток заряда соответственно будут маленькими. С ростом скорости ветра характеристика перемещается ВЛЕВО , КПД растет и ток заряда увеличивается почти квадратично, потом все медленнее. Итоговая картинка крупно - лежачая парабола "корень из икс". или что-то вроде, точно не вспомню.
Если генератор и турбина имеют запас прочности , то можно ПОНИЖАТЬ напряжение генератора электроникой, увеличивая ток (степдаун).
Тогда генератор переходит в режим генерации постоянного по величине тока при растущем напряжении. Для генератора это - самый выгодный по КПД режим. В этом случае, при сильном ветре снимем очень большую мощность. но тут уже за моментом остановки нужно следить очень аккуратно. Прозевали шквальный порыв - все вдребезги.
ПОВЫШАТЬ электронно напряжение от генератора смысла не имеет . Я уже подробно об этом отписал.
P.S. да. и еще раз перечитав вопрос. Вы можете и для 5м/c турбина с учетом аэродинамического КПД (0.35-0.37 для самоделок) должна отдавать требуемую мощность. Она будет всего 12.5% от стандартной 10-метровой мощности. Что-то около 15 ватт с кв м.

Сообщение отредактировал Microwatt - Nov 11 2009, 23:51

[лосев]

Если генератор и турбина имеют запас прочности , то можно ПОНИЖАТЬ напряжение генератора электроникой, увеличивая ток (степдаун).
...... Она будет всего 12.5% от стандартной 10-метровой мощности. Что-то около 15 ватт с кв м.

Вот это уже более грамотное ТЗ.
И люди прошли все эти кочки уже давно, и пользуются правильными ветряками.
Вот такие ромашки дают до 10 квт, худо-бедно маленькую лесопилку энергией обеспечивают

А вообще как мне видится эта проблемма- ветряк должен давать стандартный промышленный ток.
Для дома 220/50 Тут решение непростое в отсутствии чубайса, вернее в наличии его сверхжадности.
Это и буферная батарея должна быть и инвертор на 220.

Прозевали шквальный порыв - все вдребезги.

Вот тут у ромашек еще одно достоинство- забыл его упомянуть.
Лучи у нее подпружинены, и складываются на сильном ветру.
Во первых это автоматом регулирует эффективный диаметр и
соответственно мощность, и защита от ураганов.
И материал недорогой в сравнении с лопастями- ткань от рекламных растяжек.

Прикрепленные изображения

 

[injener]

Точно. Сейчас, на сколько я знаю, используют для малых ветряков (до 10 кВт) системы без аэродинамического регулирования, а рабочий режим устанавливается электроникой. При этом требуется информация о скорости на валу генератора, мощности, а также скорости ветра (для вычисления коэффициента быстроходности, чтобы установить точку максимального отбора мощности). Есть еще системы с нечетким управлением, но они более сложные.

[Огурцов]

а рабочий режим устанавливается электроникой.

Это хорошо, но не всегда возможно. У меня при КЗ генератора ветровое колесо может продолжать вращаться. Видимо, слабая магнитная связь - нужно увеличивать.

[лосев]

(для вычисления коэффициента быстроходности, чтобы установить точку максимального отбора мощности).

Именно это я и имел ввиду- про раскручивание ветряка от двигателя.
Из подробного объяснения Microwatt понятно, что если появился ветер с мощностью 15 вт,
а лопасти еще пока стоят, их кпд при этом мал , и не хватает энергии чтобы раскрутить их.
Но как только их принудительно раскручивают, кпд вырастает, и уже они начинают отдавать
энергию этих 15 вт генератору.

. У меня при КЗ генератора ветровое колесо может продолжать вращаться.

Не, он не про торможение, а именно про раскрутку говорил.
В тормозить надо механически, тормозным барабаном.
Это защита при сильном ветре.
Стоячие лопасти имеют меньший кпд, и стало быть поток на них
оказывает меньше воздействие.

[injener]

В идеале должны быть сняты характеристики ветряка, а потом в систему управления заложена характеристика мощности(момента) от скорости на валу при разной скорости ветра

[лосев]

Видимо, слабая магнитная связь - нужно увеличивать.

Увеличение ничего не даст.
Любой генератор при нуле оборотов имеет и мощность ноль.
Это значит и на лопасти его тормозящий момент ноль.

[Microwatt]

торможение генератором действительно основано на срыве потока с лопасти. Тогда КПД турбины очень мал и она делает пару вольт для тока КЗ. Полной остановки нет, но на сильном ветру вразнос система не пойдет.
Многолопастные "ромашки" вообще проблем с разносом практически не имеют до 35-40м/с. У них быстроходность чуть более 1. выдержал бы генератор высокие обороты. Если нет - там действительно автомобильные тормоза нужны.
А маденькие 2-3 лопастники генератором тормозятся отлично. Перепад меж рабочей скоростью и торможением там очень велик и турбина имеет в режиме тормоза (КЗ генератора) ничтожный момент

Сообщение отредактировал Microwatt - Nov 12 2009, 12:12

[injener]

Здесь кто-то уже вспоминал. Напомню мощность пропорциональна кубу (третьей степени!) от скорости. Т.е, если скорости уменьшилась в 2 раза, мощность уменьшилась в 8 раз. Что-либо отбирать и регулировать уже становится бессмысленно

[лосев]

. Что-либо отбирать и регулировать уже становится бессмысленно

Как говорят - копейка рубль бережет и не было ни гроша да вдруг алтын.

Значит такой алгоритм управления получается-
анемометр измеряет скорость ветра, по этой скорости высчитываются оптимальные
обороты - измеряются реальные обороты -
если меньше- снижается нагрузка на генератор переводом инвертора в степдаун
если больше - увеличивается нагрузка степапом
если вообще стоит ветряк- раскручиваем в режиме движка.
Инвертор между генератором и аккумуляторами должен быть ситемы ап-даун.
Небольшой контроллер справится с этим.

Заодно на него можно возложить задачу по определению рабочей точки- калибровку.
Для каждой скорости ветра он должен проводить измерения на разных оборотах
ветряка , вычислять получаемую мощность , и максимальную записывать в память
калибровки.

Плюс к этому нужен генератор с большим диапазоном регулировки.
Чтобы и большие мощности отдавал и на маленьких мощностях подшипники чтоб не тормозили.
Из того что я в руках держал - автомобильные генераторы от иномарок лучше всего подходят.
Расчитаны для работы в самых крайних условиях. И подшипники у них приятные.

В режим движка правда их непросто перевести.
Но в принципе все решаемо.

[Microwatt]

Лосев, все эти рассуждения похожи на эмбеддерский гениальный алгоритм работы гидроусилителя руля к велосипеду. В реальном мире часто не так, как кажется умозрительно. Нужно повозиться с реальной турбиной, чтобы это прочувствовать.
Вовсе не обязательно сооружать сразу сарай на курьих ножках с мечтою о 10 киловаттах.
Постройте полметровую - метровую турбину и все прочувствуете. Дальше - масштаб.
Сгоряча я тоже городил автомат изменения шага винта. куча деталей, рычагов, шестеренок. А потом оказалось, что пока сервопривод почухается переуставновить угол, порыв ветра давно или кончился или усилился. Непрерывное жужжание автоматики и топтание ветроколеса на месте. Это когда у Вас башня 70-100м и поток устойчивый, ламинарный, можно в 800-киловаттнике заниматься такими глупостями.
Турбина во многом - саморегулируемое устройство, с хорошей приемистостью. она стронется, разгонится до нужной скорости сама и отдаст, все, что может. надо только понимать, что когда она НЕ МОЖЕТ, то никакими ухищрениями Вы работы от нее не получите.
Если у Вас местность со слабыми ветрами (менее 4-5мс), то разоритесь на доски, оцинкованное железо и граааамадный мультипликатор. Не обязательно, кстати его делать на шестеренках. но это другой разговор.
Карусельный Савониус или более рациональный Бенеш будут потихоньку пыхтеть и с 1.5-2 мс. Никакой автоматики и прочих заморочек. Правда, размером это действительно с сарай.

[лосев]

Нужно повозиться с реальной турбиной, чтобы это прочувствовать.
.......
Никакой автоматики и прочих заморочек. Правда, размером это действительно с сарай.

У Николы должен быть выбор- либо возится с программированием контроллеров и инверторов,
либо тот же парусник, который все сам делает в силу своих изменяемых аэродинамических
свойств.
Но это примитивно по сравнению с достижениями микроэлектроники.
Берутся списанные лыжи их пункта проката, веревки, старые рекламные растяжки,
мост от жигуленка из темного угла в гараже и вот 5ти метровая ромашка.
20 кв м потока охватываем пусть даже по 15 вт с метра считай лампочка и комп запитаны.
Цивилизация однако....

[Огурцов]

Полной остановки нет, но на сильном ветру вразнос система не пойдет.

В том то и дело, что даже на сильном ветру, 10-15м/с, торможение на КЗ может 5..10%%.

Кто знает, где бы взять неодимового порошка ?

[лосев]

Кто знает, где бы взять неодимового порошка ?

Ну а при чем тут порошок?
Если ветряк на скорости 10 имеет мощность 1киловатт и генератор на 1киловатт,
это хорошо, но при скорости 15 ветряк даст 3,5 киловатта, и киловатным генератором
его никак не остановишь. Тем более на скорости 20 метров.

Это все предрассудки самодельщиков с магнитами.
Возьми лучше генератор от автобуса или грузовика на 10 квт.
В нем обмотку возбуждения запитывать надо, но эта энергия не пропадает,
она в нагрузку возвращается как через трансформатор.
Зато регулирование упрощается кардинально- никаких инверторов ап-даун
Бери пример с солидных фирм- тойота мерседес - никаких магнитов.
Понимают люди. А уж попробовали наверное все что можно.

Кстати неодим на воздухе окисляется быстро, а в порошке даже загорется может.

Сообщение отредактировал лосев - Nov 12 2009, 18:35

[sna]

Это хорошо, но не всегда возможно. У меня при КЗ генератора ветровое колесо может продолжать вращаться. Видимо, слабая магнитная связь - нужно увеличивать.

Либо низкая индукция магнитного поля, или высокое индуктивное сопротивление, которое ограничивает ток с повышением частоты.
Мой трехфазный генератор, мощностью +110В 13.6А 1.5кВт при 200об/сек, можно крутить при КЗ если сил хватит, идет ограничение по каждой фазе до ~8,5А, по крайней мере я кручу его рукой 60об/сек при КЗ одной фазы, тяжело но можно. Я специально немного перемотал катушки, чтобы сопротивление индукции ограничивало ток генератора, да и напряжение чтоб по выше.

Сообщение отредактировал sna - Nov 12 2009, 18:28

[Огурцов]

Кажется, магниты хреновые - хочу заменить на более сильные. Менять только генератор - проще будет весь ветряк переделать.

[лосев]

можно крутить при КЗ если сил хватит, идет ограничение по каждой фазе до ~8,5А,

Ну вот- знаешь сопротивление своих обмоток- посчитай мощность этого тормоза.
Ватт 100 наверное получится.
Ну и что это за тормоз?
Мужики- ну не делают так. Ставят механические тормоза с приводом
от тросика, от гидравлики, от электромагнита.....

[sna]

Ну вот- знаешь сопротивление своих обмоток- посчитай мощность этого тормоза.
Ватт 100 наверное получится.
Ну и что это за тормоз?
Мужики- ну не делают так. Ставят механические тормоза с приводом
от тросика, от гидравлики, от электромагнита.....

Ветротурбина поворачивается к ветру при помощи электропривода, таким же образом будут ограничиваться обороты турбины и выходное напряжение генератора.

[Microwatt]

Ветротурбина поворачивается к ветру при помощи электропривода, таким же образом будут ограничиваться обороты турбины и выходное напряжение генератора.

Не иначе, как кино с калифорнийскими декорациями навеяло.
Такие штуки применяют в турбинах на десятки- сотни киловатт. При их громадных размерах так ими управлять можно. Ветер там направления и скорости не меняет часами.
А в малых ветряках на десятки - сотни ватт Вы на разворот сервоприводом и свой Суперкрей-вычислитель больше энергии потратите, чем заработаете.
Малая турбина на высоте 6-8 метров, даже в условиях метсности1 класса - поле, кустарник, отдельные деревья - рыскает будь здоров.
Элементарным хвостом с лопастью (лопатой) все управляют. Вы хоть пролистайте каталоги фирм, которые по 10-50 тыс малых ветряков продают в год.
И еще, не дай бог на малолопастной турбине применить регуляцию уводом от ветра (разворот под углом к ветру).
Она всегда должна смотреть строго на поток. Или спиной к потоку, бесхвостая но это делают редко.

[sna]

Не иначе, как кино с калифорнийскими декорациями навеяло.
Такие штуки применяют в турбинах на десятки- сотни киловатт. При их громадных размерах так ими управлять можно. Ветер там направления и скорости не меняет часами.
А в малых ветряках на десятки - сотни ватт Вы на разворот сервоприводом и свой Суперкрей-вычислитель больше энергии потратите, чем заработаете.
Малая турбина на высоте 6-8 метров, даже в условиях метсности1 класса - поле, кустарник, отдельные деревья - рыскает будь здоров.
Элементарным хвостом с лопастью (лопатой) все управляют. Вы хоть пролистайте каталоги фирм, которые по 10-50 тыс малых ветряков продают в год.
И еще, не дай бог на малолопастной турбине применить регуляцию уводом от ветра (разворот под углом к ветру).
Она всегда должна смотреть строго на поток. Или спиной к потоку, бесхвостая но это делают редко.

Да не собираюсь я получить эл.энергии чтобы прям на все хватило, тут главное удовольствие от хобби. Когда ветряк был с хвостом его колбасило в разные стороны. Сделали фиксатор поворотной площадки, обороты ветроколеса стали стабильными и снимаемая мощность поднялась существенно. Захотел отец электропривод вот и поставили, хотя и мне интерес на контроллере мудрить управление. Тут убиваем двух зайцев: автоматический увод при урагане и ограничение оборотов. Диаметр турбины 5м, четырехлопастная, Z=4, вариант подветренный (спиной к потоку), генератор 80 полюсов, полный вес ветроголовки с лопастями около 120кг, высота от земли до центра турбины 10м. Расчитываем на среднегодовую скорость ветра 5...6м/сек, а вообще частенько около 7 дует, хотя летом почти нет.
Вообщем не в тему эта вся писанина, я конечно понимаю что вы разочарованы ветряками, у меня эти периоды бездействия длились годами, вот теперь опять подхватил энтузиазм, и когда ветер без конца дует, а на улице холодно и благодаря Юли очередной раз тупо увеличиваются цены на энергоносители из-за ее амбиций... чего бы не поковыряться с ветряком?!
Ну да ладно, конечно лучше чтобы генератор все-таки имел завышенное напряжение чем требует нагрузка, автору этой темы наверно лучше перемотать генератор. Тема не получила развития в направлении основной цели "поднять напряжение", а больше раскрыла проблему правильного отбора мощности с генератора ветряка. Действительно существуют так называемые контроллеры заряда с интелектуальным снятием мощности, в которые закладываются параметры турбины и генератора.
С ув. Сергей

[Microwatt]

. Диаметр турбины 5м, четырехлопастная, Z=4, вариант подветренный (спиной к потоку), генератор 80 полюсов,

Только по этому пункту.
Как можно судить по многочисленным тусовкам, все ринулись на штурм конструкции генератора , выходящего на полную мощность при 10 оборотах в минуту. 80 полюсов - рехнуться можно.
Вообще-то мировая практика пошла по пути применения стандартных незатейливых двигателей-генераторов и правильно подобранных мультипликаторов. Да, мультпликатор штука непростая, в кустарных условиях не делается, есть хлопоты с обслуживанием, шумы добавляет (хотя, на мой взгяд, незначительно).
Но с ним турбина работает так, как ожидаешь по расчету.
5 метров четырехлопастник? Тихоходен. Вроде с метра уже трехлопастный оптимален. Дело вкуса.

[sna]

Только по этому пункту.
Как можно судить по многочисленным тусовкам, все ринулись на штурм конструкции генератора , выходящего на полную мощность при 10 оборотах в минуту. 80 полюсов - рехнуться можно.
Вообще-то мировая практика пошла по пути применения стандартных незатейливых двигателей-генераторов и правильно подобранных мультипликаторов. Да, мультпликатор штука непростая, в кустарных условиях не делается, есть хлопоты с обслуживанием, шумы добавляет (хотя, на мой взгяд, незначительно).
Но с ним турбина работает так, как ожидаешь по расчету.
5 метров четырехлопастник? Тихоходен. Вроде с метра уже трехлопастный оптимален. Дело вкуса.

На полную мощность (порядка 3,5кВт при 50% КПД) генератор выйдет грубо 250...300об/сек. Да вообщем то разные конструкции существуют и эксплуатируются, встречался мне ветрогенератор на 20кВт 96полюсов диаметр турбины 9м. Генератор и турбина должны хоть как-то совпадать по характеристикам, понятно что это не реально, но в каком то диапазоне. Цель изготовления многополюсного генератора был в том чтобы исключить мультипликатор, использование которого имеет достаточно недостатков которые вы и описали, только почему то забыли самый главный: КПД.
Как можно ожидать результат с мультипликатором точнее чем без него?! Температура на него будет влиять прилично, зимой смазка загустеет и появятся дополнительные потери. Также большой момент страгивания. Параметры турбины подбирались к генератору. Сказать что тихоходен нельзя, при 7м/сек: ((7*4)/5*3,14)*60=107об/мин мощность турбины 1.4кВт, при этих оборотах генератор выдаст около 800Вт, с учетом электрических и механических потерь, это конечно грубо и по памяти.

[лосев]

Когда ветряк был с хвостом его колбасило в разные стороны.

Это как раз результат несоответствия нагрузки и оптимальной скорости турбины ветряка.
Если напряжение с генератора растет линейно от скорости, линейно растет и ток
нагрузки (зарядки) а надо бы кубическую зависимость иметь.
В результате ветряк то обгоняет поток то отстает от него по скорости.
От этого и рысканья.
Грубо говоря можно даже не измерять скорость ветра, просто иметь кубическую
зависимость тока нагрузки от напряжения и тогда турбина автоматом найдет
свой рабочий режим.
Попробуй- это даст больший эффект чем просто фиксация ветряка.

Возвращаясь к началу тему- не просто повышение напряжения нужно-
а создание кубической зависимости тока нагрузки (зарядки) от оборотов.

Ну и еще раз по поводу генераторов- не нужны им ни магниты, ни сотни полюсов,
это все голимый самопал.
идеально- это генератор с фазным ротором , дает мощность от 1 оборота в минуту
и до 50 в секунду.
Где то близко к нему синхронные машины типа автомобильных генераторов.

А уж мультипликатор - это позор для электрика тем более электронщика.
Только представить - японские роботы Аибо с движками с мультипликатороми.....

Сообщение отредактировал лосев - Nov 13 2009, 05:49

[Microwatt]

В результате ветряк то обгоняет поток то отстает от него по скорости.
От этого и рысканья.

Хм... А я наивно считал, что рыскание - отслеживание направления ветра по азимуту.
Оказывается, отслеживание куба скорости.

[sna]

Это как раз результат несоответствия нагрузки и оптимальной скорости турбины ветряка.
Если напряжение с генератора растет линейно от скорости, линейно растет и ток
нагрузки (зарядки) а надо бы кубическую зависимость иметь.
В результате ветряк то обгоняет поток то отстает от него по скорости.
От этого и рысканья.

Да нет, это все таки из-за не устойчивого потока по направлению, завихрения вблизи поверхности и т.д... В принципе люди которые занимаются ветроустановка давно и професионально утверждают что на высоте более 15м поток воздуха уже более менее устойчив, а ниже 11м - колбасит.

Возвращаясь к началу тему- не просто повышение напряжения нужно-
а создание кубической зависимости тока нагрузки (зарядки) от оборотов.

Я бы по другому сформулировал: устройство должно следить за оборотами турбины и расчитывать мощность, согласно характеристикам ветрогенератора оно должно регулировать отбор мощности таким образом, чтобы ветрогенератор рабтал в точке с максимальным КПД. Повышающее звено по напряжению необходимо только для случаев, когда генератор способен отдать скажем 25% мощности от номинальной но не дотягивает по амплитуде напряжения, например если у Миколы генератор работал на АКБ 12В, а теперь хочет использовать, например АКБ на 24В - только повышать, или выполнить перемотку генератора, второе будет иметь результат КПД выше чем с преобразователем.

Ну и еще раз по поводу генераторов- не нужны им ни магниты, ни сотни полюсов,
это все голимый самопал.
идеально- это генератор с фазным ротором , дает мощность от 1 оборота в минуту
и до 50 в секунду.
Где то близко к нему синхронные машины типа автомобильных генераторов.

Все же генератор с постоянными магнитами имеет больший КПД и меньше массогабарит при одинаковых скоростях, единственный недостаток - это нет возможности регулировки ЭДС.

А уж мультипликатор - это позор для электрика тем более электронщика.
Только представить - японские роботы Аибо с движками с мультипликатороми.....

Давайте прикинем для примера парусный ветряк с 6-ти полюсным генератором 10кВт при 1000об/сек с КПД 80% ~200В Rн=4Ом Rг=1Ом, который вращается напрямую от турбины без мультика. Предположим турбина выйдет на мощность 20кВт на 100об/сек, тогда расчитаем максимально возможную выходную мощность генератора. Принебрегаем индуктивным сопротивлением и сводим его к нулю, ЭДС генератора при 1000об/сек (10000/200)*5=250В, при 100об/сек 250/(1000/100)=25В. Теперь прикинем максимальную выходную мощность которая достигается при КПД 50%, итак (25/2)*(25В/2Ом)=12,5В(Uвых)*12,5А(Iген)=156Вт. Если я что-то не правильно расчитал, поправьте. Получается что повышая напряжение увеличивается ток генератора, и когда КПД станет 50%, то есть активное сопротивление генератора и сопротивление нагрузки сравняются, это и будет максимум что мы сможем получить. Поэтому и есть необходимость в многополюсных генераторах, ну конечно не 80 полюсов, еще стречал промышленный ветроагрегат 66 полюсов.
С ув. Сергей

[injener]

А я бы предложил асинхронник с фазным ротором. У него преимущество перед всеми машинами, что регулирование возможно по ротору относительно небольшим преобразователем. В качестве генератора вполне подойдет крановый движок. Аккумулятор в цепи ротора. Возбуждение генератора - по статору от автономного инвертора. Таким образом и система полностью автономна (не требует наличия сети) и балланс активной и реактивной мощности поддерживается.

[Microwatt]

Параметры турбины подбирались к генератору. Сказать что тихоходен нельзя, при 7м/сек: ((7*4)/5*3,14)*60=107об/мин мощность турбины 1.4кВт,

А Вы не бойтесь и скажите - тихоходен! Трехлопастник крутится быстрее четырех лопастей при всех равных условиях.
Подбирали к генератору турбину? Ну, по мощности - понятно. А по скорости - напряжение от генератора никогда не бывает большим. Бывают громадные потери от низкого напряжения и больших токов. Система АКБ у Вас какая? Неужели 12-вольтовая?
Ради любопытства, пробростье к генератору кусок телефонной лапши и промеряйте в четырехпроводном режиме сколько мощности Вы теряете в проводах от генератора до батареи. Или денег на меди в палец толщиной.
Все-таки, и мне кажется, что художественная лепка магнитов на 80-полюсники - кулибинщина. Этим, если уж так нужно, должны заниматься конторы, профессионально проектирующие элкетрические машины, имеющие понимание, опыт и технологический потенциал для этого. Инженерный путь - собрать изделие из стандартных, надежных, взаимозаменяемых, стабильных по параметрам деталей.

[sna]

А Вы не бойтесь и скажите - тихоходен! Трехлопастник крутится быстрее четырех лопастей при всех равных условиях.
Подбирали к генератору турбину? Ну, по мощности - понятно. А по скорости - напряжение от генератора никогда не бывает большим. Бывают громадные потери от низкого напряжения и больших токов. Система АКБ у Вас какая? Неужели 12-вольтовая?
Ради любопытства, пробростье к генератору кусок телефонной лапши и промеряйте в четырехпроводном режиме сколько мощности Вы теряете в проводах от генератора до батареи. Или денег на меди в палец толщиной.
Все-таки, и мне кажется, что художественная лепка магнитов на 80-полюсники - кулибинщина. Этим, если уж так нужно, должны заниматься конторы, профессионально проектирующие элкетрические машины, имеющие понимание, опыт и технологический потенциал для этого. Инженерный путь - собрать изделие из стандартных, надежных, взаимозаменяемых, стабильных по параметрам деталей.

Сам генератор -тихоходен, уже написал. Но турбину относить к тихоходным наверно будет не правильно, вроде бы как тихохлоды начинаются от быстроходности 3 и ниже, при таком диаметре 6-ти лопастники, ну да ладно спорить не буду.
Генератор высоковольтный. Фазы не связаны друг с другом, напряжения выпрямляются тремя мостами и параллелятся. Напряжение фазы при 150об/мин без нагрузки ~220В 100Гц. АКБ 8-мь штук, то есть +96В, ну зарядка есна +114В. Максимально возможный постоянный ток (~8А*1.4142)*3=34А, то есть ограничение, больше не будет. Расчитывается грузить генератор общим током в пределах +5...25А. Провод заложили в мачту 6мм^2. Я не извращенец строить контроллеры заряда для 12/24В АКБ под 4...6кВт, мне больше нравится работать с напряжениями от 100 до 600В.

[Microwatt]

Сам генератор -тихоходен, уже написал.
...Напряжение фазы при 150об/мин без нагрузки ~220В 100Гц. АКБ 8-мь штук, то есть +96В, ну зарядка есна +114В.

Ну, в таком разе - сымаю шляпу и кланяюсь! До чего ж у нас мужик хитер суп в ладошке варить....
Сколько же Вы поуродовались с тем генератором.....
Оффтоп
М-да... Державы на вас всех, злостных изобретателей, нет.
Я в свое время эксперименты с ветряком проводил на даче. Рядом в селе мужик из каких-то колес от сеялки и горбыля соорудил четырехлопастник метра два на отшибе от хаты, в огороде. Ветряк при медленном вращении издавал загадочные звуки.
Оказалось, мужик - охотник и в нем самодельную дробь обкатывал. Не отказывал и друзьям-охотникам из села. В один прекрасный день нагрянула налоговая и потребовала платить за ветер. Да столько, что мужик молча турбину снял. Вместо того, чтобы схватиться за вилы и гнать эту шпану в державных мундирах за околицу..

[sna]

Сколько же Вы поуродовались с тем генератором.....

Порядка 1,5...2 месяца, с учетом что ни каждый день плюс ожидание комплектующих.

Оффтоп
... гнать эту шпану в державных мундирах за околицу..

Слышал, что в Крыму когда-то налог на верет ввели, так все и поубирали ветряки в металлолом. При таком мозге нашего правительства надо прятать альтернативный источник глубоко под погреб.
Ну так это, автору темы помочь надо. Я то конечно склоняюсь к PFC на IR1150 с ограничением тока предварительно расчитав, чтобы винт не стопорился, но для использования с 24В АКБ. Или второй вариант, прямой преобразователь, за одно и ограничивать напругу на АКБ будет, можно еще дополнить его блокировкой разрешения преобразования и может как то подвязать в обратную связь обороты, хотя тут лучше это сделать с МК.
Что думаете?

[Guest_orthodox_*]

Вроде бы в Житомире разрешение на ветряк стоит столько , что невыгодно...большие тышшы... штук 10 если на баксы переводить...
И, кажется, разрешено только индивидуальное питание - чтобы не экономили на коллективных лицензиях...
Не проверял, но логично - энергетики монополисты, как же не использовать эффект, надо ж на нитки накопить -
дырки от вил зашивать...

[Огурцов]

нагрянула налоговая и потребовала платить за ветер

И эти люди запрещают ковырять в носу (с) Дикари.
Я наверно понял, из топика, почему у меня низкая отдача с площади и КЗ для торможения не хватает. 6-лопастной - низкие обороты и большой момент, так ? Поотламывать бы лишнее.

[sna]

Вроде бы в Житомире разрешение на ветряк стоит столько , что невыгодно...большие тышшы... штук 10 если на баксы переводить...
И, кажется, разрешено только индивидуальное питание - чтобы не экономили на коллективных лицензиях...
Не проверял, но логично - энергетики монополисты, как же не использовать эффект, надо ж на нитки накопить -
дырки от вил зашивать...

Вы это серъезно, на счет того что физисескому лицу надо разрешение для установки ветроустановки на своей частной територии, и налог платить надо? В Германии например, устанавливаешь солнечные батареи на крышу своего дома, полученную электроэнергию сливаеш в сеть и за каждый кВтч получаеш в три раза больше денег (эта инфа не с первых уст, не отвечаю) чем за кВтч что потребляеш от сети. Вот это я понимаю политику государства.
Да, монополисты еще те, я вот не могу подключится к сети в селе, узнал сколько обойдется: за однофазное подключение на 5кВт 5тыс грн. - это еще не все, это только то что точно надо заплатить, а там ... Прозивал время когда за 50грн можно было подключится. Революция - это утопие и возвращение на старт.
Извиняюсь за флуд.
С ув. Сергей

И эти люди запрещают ковырять в носу (с) Дикари.
Я наверно понял, из топика, почему у меня низкая отдача с площади и КЗ для торможения не хватает. 6-лопастной - низкие обороты и большой момент, так ? Поотламывать бы лишнее.

Да, момент приличный и обороты не высокие, но отламывать ничего не даст. Надо расчитывать по новой все лопасти, тут есть такое условие как число Рейнольдса, вот надо к нему и ориентироваться. Если неправильно расчитать ветротурбину, то есть Рейнольдс не в норме, тогда мощности с турбины много не получиш, крутится будет а мощность никакая, вообщем наука не простая я в нее и не лезу, знаю только то что 200000 эта цифра от которой надо плясать выше.
На счет генератора, если снять характеристики генератора, можно просчитать индукцию, индуктивное сопротивление и вообще определиться на что он способен.
С ув. Сергей

[лосев]

Хм... А я наивно считал, что рыскание - отслеживание направления ветра по азимуту.

Главное- проверить элементарно.
Отключаешь нагрузку и рысканье прекращается. Не трудно?

может как то подвязать в обратную связь обороты, хотя тут лучше это сделать с МК.
Что думаете?

Так за это и разговор- кубическую зависимость тока нагрузки от оборотов надо сделать.

Если я что-то не правильно расчитал, поправьте.

Правильно, только считают еще дальше.
Если использовать в таком режиме 10квт генератор, то кроме 10квт в нагрузке,
еще выделится 10квт тепла в генераторе, и он расплавится.
Поэтому на нем пишут мощность долговременную- 1 квт.
И кпд при этом получается 90%.
Хотя краковременно можно его нагрузить и на 10 квт, но не нужно.

И по поводу постоянных магнитов- еще раз- массогабаритные показатели
электрических машин определяются и ограничиваются магнитными свойствами железа.
В постоянном поле мы используем только ПОЛОВИНУ его магнитной характеристики.
Полностью магнитную петлю перемагничивания можно использовать в переменном
магнитном поле.
Одинаковая железка отдаст в машине переменного тока в 2 раза больше индукции,
это в 2 раза больше напряжение, и в 2 раза еще больше ток
итого мощность этой машины будет в 4 раза больше чем на постоянном токе.
Это в теории.
На практике - увеличиваются потери на перемагничивание и ровно 4 не получают,
но 2-3 раза это точно.

Ну и стоимость катушки меньше чем дорогих магнитов.
Есть дешевые магниты, они дешевле чем медь для катушки, вот такие
движки делают для постоянного тока.

Просто возьми жигулевский генератор- внимательнее посмотри,
там сам генератор- чисто магнитная система это таблетка 12 см на 3 см.
и она киловатт отдает долговременно а в пике можно и 10 снять.
Все остальное там выпрямители , щетки , подшипники больше места занимают.
Машину постоянного тока такого размера не сделаешь.
Так это еще не верх достижения техники.
Есть и более компактные и мощные машины.

[sna]

Главное- проверить элементарно.
Отключаешь нагрузку и рысканье прекращается. Не трудно?

Когда отключаешь нагрузку винт сразу набирает бешенные обороты, поэтому и хвост не может его так резво вертеть, сам пропеллер тоже устанавливается к ветру.

Ну и стоимость катушки меньше чем дорогих магнитов.
Есть дешевые магниты, они дешевле чем медь для катушки, вот такие
движки делают для постоянного тока.

Просто возьми жигулевский генератор- внимательнее посмотри,
там сам генератор- чисто магнитная система это таблетка 12 см на 3 см.
и она киловатт отдает долговременно а в пике можно и 10 снять.
Все остальное там выпрямители , щетки , подшипники больше места занимают.
Машину постоянного тока такого размера не сделаешь.
Так это еще не верх достижения техники.
Есть и более компактные и мощные машины.

Может 1кВт в пике и даст гена с жигуля - это 80А, но не 10кВт. Я видел кучу разных автогенераторов и с них начинал, сечение провода там не такое уж и большое, а высокая мощность при таких габаритах достигается за счет частоты. На рабочих оборотах частота обмоток генератора 200...500Гц.
Я вообщем-то никогда и не стремился делать генератор постоянного тока, мудрить голову с коллектором, когда есть для этого выпрямители.
С ув. Сергей

[Microwatt]

Когда отключаешь нагрузку винт сразу набирает бешенные обороты, поэтому и хвост не может его так резво вертеть, сам пропеллер тоже устанавливается к ветру.


Я вообщем-то никогда и не стремился делать генератор постоянного тока, мудрить голову с коллектором, когда есть для этого выпрямители.
С ув. Сергей

А что же Вы хотели? Гироскопический эффект у турбины есть. Неважно, хвостом или сервоприводом она разворачивается.
Вообще-то автомобильный генератор - переменного тока. Выпрямитель там встроен. Щетки там хорошие, кольцевые для системы возбуждения, а не для передачи генерируемой мощности..

Надо расчитывать по новой все лопасти, тут есть такое условие как число Рейнольдса, вот надо к нему и ориентироваться. Если неправильно расчитать ветротурбину, то есть Рейнольдс не в норме, тогда мощности с турбины много не получиш, крутится будет а мощность никакая, вообщем наука не простая я в нее и не лезу, знаю только то что 200000 эта цифра от которой надо плясать выше.

Число Рейнольдса отображает физические размеры турбины. Произведение длины лопасти на скорость. Дело в том, что точные копии двух самолетов или турбин, отличающиеся размерами ровно в 20 раз, будут иметь совершенно разные аэродинамические характеристики. На разных относительных скоростях первостепенное значение могут иметь либо вязкость воздуха, либо его упругость.
Числа Рейнольдса используются для оптимального выбора аэродинамического профиля, но не самой компоновки турбины. При малых числах , при длине лопасти 0.5-0.6м, выгодны желобковые профили (как у "Фарманов" первой мировой). Это дает больший пусковой момент. У меня на турбине 1.2м число это колебалось около 40-60 тыс и реально выгодным оказался профиль "Купфер" - просто дужка со скругленными кромками. Стартовала она заметно раньше, чем турбина с "самолетным" профилем.
На больших размерах выгодны классические каплевидные профили.
Кроме того, чисто технологически удобен профиль с плоской нижней стороной. RAF5, например. Еще, он имеет почти рекордную полноту, что увеличивает прочность лопасти.

[лосев]

Может 1кВт в пике и даст гена с жигуля - это 80А, но не 10кВт.

А, ну тогда слушай один секрет.
Это когда он в жигулях используется - с него много не возьмешь, потому что
регулятор ограничивает ему напряжение в 14 вольт.
А вообще он легко дает 70 вольт, это на 5 аккумуляторов.
И тогда даже при паспортных 30 амперах- 2 квт.
В общем даже сварку в такой комбинации тянет отлично.
Акки перекрывают импульсный ток, и дроссель душевный можно ставить-
запас по напряжению большой.

Еще про магниты, я понял, что твой генератор переменного тока с выпрямителем.
Дело в другом.
Попробуй рукой просто покрутить ось ненагруженного твоего и жигулевского
генератора. Разницу знаешь зараннее.
Так вот и ветру приходится это крутить.
Дело в том кто создает переменное магнитное поле- если от сети (от аккумуляторов)
то энергию ветра ты полностью получаешь в нагрузку.
А если это делает ветер- то еще умножай на кпд турбины- эта та энергия
которую ты от ветра уже не получишь. Она ушла на перемагничивания железа.
Уговорил?

Ну и самое главное- регулировка. Именно то с чего разговор начался.
Если это регулировка по типу жигулевского гена, то затраты на сам узел управления
будут миливатты.
А если регулировать на выходе- этот узел должен быть рассчитан на самую полную мощность
на киловатты и по цепям управления он будет кушать ватты и десятки ватт.
И самое обидное что и на малых мощностях - когда ветер дает всего 10-15 ватт
узел управления скушает это все.

Может и еще чего забыл, просто твой вариант нерабочий и я так сразу навскидку
не вспомню, хотя тоже давно рассматривался и тогда все ньюансы перечеркнули его.

Сообщение отредактировал лосев - Nov 14 2009, 12:02

[sna]

Вообще-то автомобильный генератор - переменного тока. Выпрямитель там встроен. Щетки там хорошие, кольцевые для системы возбуждения, а не для передачи генерируемой мощности..

Естественно - переменного тока Автомобильный генератор довольно удачный, но применить эффективно к ветротурбине все же не удалось. Использовали редуктора с "мотор-редукторов" с приличным передаточным числом, а также клиновидные передачи. Тогда был 12-ти лопастный винт, стартовал хорошо и вроде бы как что-то получали, но чувствовалось что большая мощность оседала на механике и в обмотке возбуждения. Обмоткой возбуждения управлял при помоши ШИМ, контроллер вел контроль за оборотами и соответсвенно корректировал. Вообщем АКБ быстро разряжались и толку не было.
С ув. Сергей

А, ну тогда слушай один секрет.
Это когда он в жигулях используется - с него много не возьмешь, потому что
регулятор ограничивает ему напряжение в 14 вольт.
А вообще он легко дает 70 вольт, это на 5 аккумуляторов.
И тогда даже при паспортных 30 амперах- 2 квт.
В общем даже сварку в такой комбинации тянет отлично.
Акки перекрывают импульсный ток, и дроссель душевный можно ставить-
запас по напряжению большой.

Для меня точно секрет, потому как при подключении нагрузки у меня почему-то 70В привращались в 12...20В взависимости от нагрузки. Конечно я не пробовал на ОВ давать напряжение больше штатного чтобы увеличить ампервитки и получить большую индукцию в зазоре, но думаю что если бы и увеличил то не на долго - и ничего б это не дало кроме потерь на перемагничивание якоря. Автом. генератор при генерировании 500Вт уже греется как печька. Вот на шильдике если пишут 30А, то уже больше не будет, так намотан статор, что ток ограничивается индуктивным сопротивлением, с ростом частоты оно растет, о какой сварке ты говоришь?! Там к стати статор намотан в два провода диаметром 1,2...1,5мм - это по памяти генератор от КРАЗа.

Еще про магниты, я понял, что твой генератор переменного тока с выпрямителем.
Дело в другом.
Попробуй рукой просто покрутить ось ненагруженного твоего и жигулевского
генератора. Разницу знаешь зараннее.
Так вот и ветру приходится это крутить.
Дело в том кто создает переменное магнитное поле- если от сети (от аккумуляторов)
то энергию ветра ты полностью получаешь в нагрузку.
А если это делает ветер- то еще умножай на кпд турбины- эта та энергия
которую ты от ветра уже не получишь. Она ушла на перемагничивания железа.
Уговорил?

Ну и самое главное- регулировка. Именно то с чего разговор начался.
Если это регулировка по типу жигулевского гена, то затраты на сам узел управления
будут миливатты.....

Может и еще чего забыл, просто твой вариант нерабочий и я так сразу навскидку
не вспомню, хотя тоже давно рассматривался и тогда все ньюансы перечеркнули его.

Трехфазный генератор переменного тока с выпрямителемна выходе - ты правильно понял. Конечно у любого генератора с возбуждением на постоянных магнитах есть "залипания" из-за которых момент страгивания большой, тут спорить безполезно преимущество в этом случае автомобильного генератора на лицо. Ты заблуждаешся на счет того что на ОВ тратится очень мало мощности.
Если про мой 80 полюсный генератор, тогда вопрос: почему не рабочий?
С ув. Сергей

[Microwatt]

Для меня точно секрет, потому как при подключении нагрузки у меня почему-то 70В привращались в 12...20В взависимости от нагрузки. Конечно я не пробовал на ОВ давать напряжение больше штатного чтобы увеличить ампервитки и получить большую индукцию в зазоре, но думаю что если бы и увеличил то не на долго - и ничего б это не дало кроме потерь на перемагничивание якоря.

И да и нет.
Напряжение падало, потому что падали обороты при отборе мощности. Турбина не тянула крутящий момент.
70 вольт автогенератор дает недолго. и не всегда. и не каждый.
Там выпрямительные встроенные диоды такого безобразия по напряжению не потерпят.
Перематывать и переделывать его надо, но хлопотно. Распрессовать якорь для доступа к обмотке возбуждения я так и не смог.

[лосев]

Естественно - переменного тока Автомобильный генератор довольно удачный, но применить эффективно к ветротурбине все же не удалось.

Я жигулевский генератор привел только как пример, это самый худщий из генераторов,
то есть бери любой другой и заведомо будет лучше.
Даже москвичевский, и то лучше сделан.
Да, в режиме сварки конечно от движка его крутили. Дело в том что свой максимум
он отдает где то на 10 тыс об. Но есть и мерее оборотистые гены, это от дизельных машин,
от импортных автобусов.
А насчет клиновой передачи в этом случае- это правильно.
Есть стиралки-автоматы но не с современным прямым приводом, а постарее,
у которых обычный сетевой движок.
вот у них надо брать эти шкивы, там до 30 передача.
А идеально конечно- это фазный ротор. Принцип как у автомобильного, но на якорь
подается переменка, и поэтому он работает от любых оборотов.

Главное разобрались- что по силовой цепи регулировать- повышать /понижать -
технически невыгодно.

Успехов.

70 вольт автогенератор дает недолго. и не всегда. и не каждый.
Там выпрямительные встроенные диоды такого безобразия по напряжению не потерпят.

Да, это надо было знать нашу совковую действительность в полупровониковой промышленности.
Диоды могли поставить и 50 вольтовые и 600 вольтовые, я как то тестировал большую
партию этих автотракторных диодов - в среднем 200-300 вольтовые
но попадались и взбрыки.
Напомнили, улыбнуло. Веселые времена были.

[sna]

Напряжение падало, потому что падали обороты при отборе мощности. Турбина не тянула крутящий момент.
70 вольт автогенератор дает недолго. и не всегда. и не каждый.
Там выпрямительные встроенные диоды такого безобразия по напряжению не потерпят.
Перематывать и переделывать его надо, но хлопотно. Распрессовать якорь для доступа к обмотке возбуждения я так и не смог.

Да нет, на ветряке так он не раскручивался, да и без нагрузки я его не оставлял. Крутил асинхронником (2.2кВт 3000об/мин), вот и экспериментировал по всякому, гена от КРАЗа был (24В). Да ладно хрен с ним.
В автомобильном генераторе пракьтически нечего перематывать, разве что увеличить витки, но при этом тоньше провод будет. Вы хотели перемотать или доматать ОВ? Эти генераторы по памяти 12-ти полюсные что в принципе хорошо, при 500об/мин уже 50Гц, правда малая площадь полюсов поэтому мощность подымается за счет высокой частоты, но если перемотать сильно увеличится индуктивное сопротивление, напряжение будет приличное, а под нагрузкой упадет. Еще увеличится активное сопротивление статорных обмоток, тут уже и КПД будет похуже. Сколько не играйся с генераторами (весом 3...5кг) не получить хорошую мощность на низких оборотах, только подымать через мультик, но в этом случае будет тот же вес что и у низкообор. генератора, только еще потери в механике. Обратите внимание на асинхронники с одинаковой мощностью 750об/мин и 3000об/мин, массогабаритная разница больше чем в два раза, а вот моменты на валу разные. Казалось бы намотать на тот же статор от 3000об/мин 8-мь полюсов вместо 2-х соответственно всунуть столько же кг меди и все дела, да вот почему-то не вытягивает по мощности, момент остался как у 3000, а работы выполняется в 4-ре раза меньше. Вроде бы простая физика.
С ув. Сергей

Да, в режиме сварки конечно от движка его крутили. Дело в том что свой максимум
он отдает где то на 10 тыс об..

На таких оборотах наверно можно 3мм электродом варить, правда недолго (десятки секунд) обмотка сгорит, тонковата для сварки.

[Microwatt]

Перематывать автомобильный нужно с 12 вольт минимум на 120. Вот для чего.
А про индуктивное и активное сопротивление... не по делу эти рассуждения. Мощность от этого не упадет, КПД тоько вырастет. Конечно, если не коротить генератор на 12-вольтовый аккумулятор.
И все-таки, тихоходным его не сделаешь. Мультипликатор нужен.
100-полюсные генераторы - тупик. Уж профессиональные турбины могли бы к какому хошь генератору подключить. Для специализированных заводов налепить магнитов не сложнее, чем выклеить 30-метровую лопасть. Нет, применяют мультипликаторы при всей сложности такого решения.
Мультипликатор дорог и тяжеловат. Что касаемо КПД - слухи преувеличены. Типовой - порядка 97%..
Мне , правда, непонятно почему в мощных ветряках не применяют гидро или пневморедуторы. По это уже - другая тема.

[sna]

100-полюсные генераторы - тупик.

Да, изготовление их очень трудоемко. А в чем по Вашему тупик?
Вот фото 80 полюсного трезфазного генератора, да не сладко было но как-то сделали.

Знаю что не потеме, извиняюсь.
С ув. Сергей

Сообщение отредактировал sna - Nov 16 2009, 23:28

[лосев]

наверно можно 3мм электродом варить, правда недолго (десятки секунд) обмотка сгорит, тонковата для сварки.

И 4 ой варили, ток в основном аккумуляторы дают- а ген как подзарядка.

Перематывать автомобильный нужно с 12 вольт минимум на 120.

Перемотать можно, но не нужно.
Я так понял это для поднятия напряжения на малых оборотах.
На малых оборотах он не даст своей мощности, это 400гц машина, и снижение
частоты- это снижение мощности.
А на номинальных оборотах он и так почти это напряжение выдает.

[Microwatt]

Я так понял это для поднятия напряжения на малых оборотах.
На малых оборотах он не даст своей мощности, это 400гц машина, и снижение
частоты- это снижение мощности.
А на номинальных оборотах он и так почти это напряжение выдает.

Я уже раз пять тут пробовал пояснить, что поднимать напряжение на малых оборотах бессмысленно. Коли нет МОЩНОСТИ от турбины, то как его не поднимай, хоть электрофорной машиной, ничего на выходе не получится.
Генератор должен быть согласован механически и электрически.
Про автомобильный генератор я к тому, что создавать ветряк на его 12-вольтовой основе - греть пространство уже с мощностей 50-100 ватт. Передача энергии должна выполняться более высоким напряжением, иначе с мачты к земле спустится половина только мощности.

[injener]

Природу не обманешь

[Herz]

Я уже раз пять тут пробовал пояснить, что поднимать напряжение на малых оборотах бессмысленно. Коли нет МОЩНОСТИ от турбины, то как его не поднимай, хоть электрофорной машиной, ничего на выходе не получится.
Генератор должен быть согласован механически и электрически.
Про автомобильный генератор я к тому, что создавать ветряк на его 12-вольтовой основе - греть пространство уже с мощностей 50-100 ватт. Передача энергии должна выполняться более высоким напряжением, иначе с мачты к земле спустится половина только мощности.

Про малые обороты понятно, надеюсь, уже всем. Про механическое согласование, кажется, тоже. Но вот с электрическим лично у меня остались вопросы. Турбине ведь как будто всё равно, какое напряжение снимается с её генератора. Я сейчас не говорю об оптимальной по КПД нагрузке и т.п. Но, может, как раз по причине, указанной в последней Вашей фразе, стоит делать степ-ап? Вместо перемотки генератора? Конечно, перемотать - добиться меньших потерь. Но и геморроя больше.

[injener]

Если Вы имеете в виду повышающий преобразователь, то вом нужно помнить:
1. Повышая напряжение, вы потребляете больший ток.
2. Реально нормально повысить напряжение вы сможете лишь где-то в 2 раза (дальше просто упадет кпд и т.д.)
3. Нагрузка может сильно меняться, а это значит что прейдется думать о стабилизации, защите и т.д.

[Microwatt]

Если Вы имеете в виду повышающий преобразователь, то вом нужно помнить:
1. Повышая напряжение, вы потребляете больший ток.
2. Реально нормально повысить напряжение вы сможете лишь где-то в 2 раза (дальше просто упадет кпд и т.д.)
3. Нагрузка может сильно меняться, а это значит что прейдется думать о стабилизации, защите и т.д.

У меня приблизительно такой же ход мыслей.
Степ-ап ... Ну какой смысл коммутировать 20-40 ампер и более? какого КПД можно ждать? Потери на выпрямительных диодах генератора и так уже требуют его непрерывной продувки. И что, когда генератор выйдет на номинальную мощность? Понижать напряжение? Или выключать степ-ап и греть ейный Шоттки на 40-50 ампер?
Гненератор же с напряжением 40-150 вольт со степдауном куда более экономичен в смысле передачи энергии по проводам на 15-50 метров от генератора до места установки АКБ. ЛЭП-то на 12 вольтах не делают почему-то? А как было бы хорошо без мачт, ограждений и громадных изоляторов. Так с ветряком то же самое, только масштаб проблем чуть меньше.
И поймем простую вещь: какие бы мы ухищрения СНАРУЖИ генератора не делали, потери ВНУТРИ него на 12 вольтах остаются такими же громадными.
Напряжение в автомобиле 12вольт сложилось исторически. Электрики в придумывании сего стандарта явно не участвовали. Оно давно уже не соответствует техническим запросам даже автомобиля.

[лосев]

3. Нагрузка может сильно меняться,

И не просто сильно- а очень сильно.
Как говорит автор если есть 15 вт это хорошо, пусть акк заряжается током 1 а.
Но такой размер ветряка на сильном ветру даст 8квт.
Теперь представим любой инвертор с таким диапазоном- уже нетривиально
а если учесть что только по управлению он будет потреблять 15 вт,
то уже нижний диапазон ветров просто вхолостую расходуется.

Задача нетривиальная, нужна специфическая электрическая машина,
с экономным управлением, и вот там уже можно вводить хитрые
регулировочные зависимости.

[Microwatt]

Просто нужно четко понимать, что объединить в одной конструкции велосипед и КАМАЗ не получится.
Если нужен серьезный ветряк на несколько киловатт, то это одно решение. А если нужно 5-10 ватт для ноутбука и сотового наскребать на малом ветру, то это - другая песня.
Как ни странно, при всей громоздкости, низком КПД. ветряки с вертикальной остью в разряде нескольких ватт - нескольких десятков ватт побеждают уверенно. Они выигрывают за счет приблизительно вдвое большего времени работы. Пропеллерный работает по эмпирической формуле "через два дня на третий" (это не метафора, это практическое правило)
Хорошо сделанный Савониус или ему подобный, стартует при 1.5-2м/с и уже на 2.5-3 метрах может что-то стабильно выдавать. Про автомобильные генераторы тут нужно забыть, ему нужен маломощный генератор из коллекторного двигателя или что-то из шаговиков. Естественно, соответствующий мультипликатор нужен.
Савониус, при прочих равных условиях, можно сказать работает по обратному циклу: "третий день - выходной".
И не бывает практически дня, чтобы он даже не шелохнулся.
Материалоемкость раза в четыре выше, масса то же самое. Съем энергии вдвое меньше, чем у пропеллерного с единицы ометаемой площади. Но прост, не боится сильных ветров, не нужен разворот по ветру, не нужна ламинарность потока, малошумен.
Стоит приглядеться.

[Guest_orthodox_*]

Да...Логично обратиться к созданию градиента температуры концентраторами солнечного излучения (древний метод - куча плоских зеркал отражают в одну точку) ...И запускать Стирлинг... Стирлингов много вариантов - есть и простые, сильфонный, к примеру.

[Microwatt]

Да...Логично обратиться к созданию градиента температуры концентраторами солнечного излучения (древний метод - куча плоских зеркал отражают в одну точку) ...И запускать Стирлинг... Стирлингов много вариантов - есть и простые, сильфонный, к примеру.

Ортодокс, дорогой, дайте серийный работоспособный Стирлинг ватт на 5-10 весом менее центнера и стоимостью менее подержаного Запорожца. Да так, чтобы его через каждые 50 часов не разбирать-чистить-мазать. Хотя бы с ресурсом кулера.
Мы с Вами сотворим великие дела.
Я больше чем занятные демонстрационные игрушки нигде ничего пока не видел.

[лосев]

(древний метод - куча плоских зеркал отражают в одну точку) ...И запускать .....

Солнечную батарею.
Это комплексный подход к электроснабжению.
Обычно когда штиль- солнечно.
А чтобы солнечная батарея не перегревалась- поток от зеркал пропускают
через ячейку с водой, получают теплую воду, и уже свет без ИК составляющей
на солнечные элементы.
Зеркала позволяют поднять их кпд, особенно в средних широтах,
и снизить стоимость батареи.

Но это уже другая песня.

А про стирлинги зря- американцы на спутниках ставят стирлинги которые не требуют ни смазки ни обслуживания годами.