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

[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.

[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

[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

[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.

[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.

[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.