Привет, всем!
Хочу воскресить тему про асинхронные генераторы с векторным управлением для ветряков и небольших гидротурбин.

Зачем все это?

По экономическим подсчетам и опыту эксплуатации доказано, что асинхронные двигатели более экономичны.
Очевидно, что ветрогенераторы на базе асинхронных двигателей будут более доступны для конечного пользователя,
что немаловажно в современных экономических условиях.
Основная идея: взять асинхронный двигатель + редуктор + контроллер и установить на ветряк.
В результате получаем 310в постоянного напряжения, мощность генератора зависит от мощности асинхронного двигателя.
Получилась интересная цифра. Ветряк 6кВт (220в RMS) с асинхронным двигателем будет стоить порядка 200т.р.
Этого вполне хватит для зарядки электромобиля например Tesla
Хотелось бы услышать мнение всех желающих по этому поводу.

Еще есть следующая информация.
Как один из вариантов редуктор!

Как из вариантов электромотор!

А не пробовали никогда вращать червячный редуктор со стороны выходного вала?
Попробуйте, сильно продвинет в понимании задачи.

Существуют червячные передачи с самоторможением. Они практически все такие. Мы такие использовали для открывания двери вверх на сушильной камере. Если даже отсоеденить мотор от редуктора, то всё равно такой червячный редуктор не провернуть со стороны выходного вала, какое усилие не приложи. Редуктор скорее сломается чем провернётся.
Хотя есть червячные редукторы с малыми передаточными числами которые можно провернуть с выхода.
Кстати у любой червячной передачи низкий КПД. В около 10-20 %.
Если и использовать редуктор для ветряка то лучше ременную передачу или шестерёнки в масле. У шестерёнок КПД выше 95% бывает.
Ещё вопрос в том как асинхронный двигатель заставить вырабатывать электричество.
Только что специально пытался получить напряжение на выходе со 100 ватного 220V асинхронного двигателя раскручивая его от руки. Максимум что получил эдс 0.4В при 5 об/сек или это 300 об/мин. Номинальные обороты 3000 в минуту. То есть при 10% от номинальных оборотов, эдс всего 0.1% от номинального рабочего напряжения.
По идее асинхнонный двигатель плохо работает как генератор, да он и не должен. Внутри двигателя без постоянного магнита или возбуждения практически нет магнитного поля.

Это редуктор покупался специально такой конструкции, чтобы не в каком случае дверь под своим весом не закрылась. Дверь тяжёлая и открывается вверх. И если пропадёт электричество или ещё что, то дверью может придавить.
Червячный механизм это как спуск с ледяной горки. Если спуск крутой то тормозить не будет, а если пологий то будет тормозить.
Вспомните гитару, там для натягивания струн червячный механизм. Он с самоторможением.

я не исключаю, попробовал ради интереса покрутить двигатель что был под рукой.

Коллеги, к редуктору нет смысла придираться, я предложил один из многих вариантов!
Основная идея - показать, что ветряк на 6-10кВт это не автомобиль и цена его может быть вполне доступной в районе 100-200т.р.
Особенно, мне нарвятся тихоходные с вертикальной осью.

Касательно конденсаторов, хочется отметить, что это самый простой, но и самый неэффективный способ
управления асинхронником в генератором режиме по следующим причинам:

1) Не контролируется ток в обмотках двигателя со всеми вытекающими последствиями
2) Не контроллируется скорость вала двигателя со всеми вытекающими последствиями
3) Проблема с равномерным распределением нагрузки
4) Может возникнуть проблема с автогенерацией из-за малой намагниченности ротора

Мне удалось собрать контроллер с векторным управлением! Использую асинхронный двигатель 150Вт
Сейчас я тестирую контроллер при этом вал вращаю дрелью 1000об/мин. Проблем с генерацией вообще нет. В качестве нагрузки
лампа 75Вт работает без проблем.
Постараюсь записать и выложить видео.

Где я живу ветер слабый, среднегодовая скорость примерно 4.5 м/с. С другой стороны это и хорошо, ветер не самая приятная стихия.

Так 4.5 м/с это даже много Тихоходный ветряк от 1 м/с должен начинать работать.

Контроллер АС генератора на 10кВт -35т.р. + мотор 11кВт-14т.р + энкодер-7т.р. + редуктор -15т.р. + ветряк 90т.р. + инвертор синус со встроенным бустером-30 т.р.
итого 191т.р.
19.1т.руб/кВт вполне неплохой показатель!

Проектировали опытные и талантливые инженеры. Один из них самый талантливый инженер с которым я сталкивался.


И отдельные дополнительные тормоза для безопасности тоже были. Редуктор рассчитан был на весь срок службы.


Электроника думаю не самая дорогая деталь ветряка. На 6 КВт мощности думаю должна быть достаточно мощная механика и вышка. Она думаю будет стоить подороже.

Касательно мачты и лопастей я ориентировочно указал 90т.р.
Но даже если 10кВт качественно работающий ветряк обойдется в 300т.р. это очень круто.

Из википедии: мощность воздушного потока = (1.2kg/m^3 * площадь * скорость ветра ^ 3) / 2.
Для скорости ветра в области которой я живу(~5м/с), площадь лопостей будет:
s = (2 * 6000W)/((5m/sec)^3 * 1.2 kg/m^3) = 76 m^2.
Огромный парус 76 квадратных метров это ну просто жесть как много....
И это только 6 кВт мощности воздушного потока. Если учесть кпд всех преобразований (кпд пропеллера, генераторов, редукторов, электрики) то получается ещё более огромный парус.
Если строить громадину для моего климата то только листового алюминия для лопастей пол тонны получается.
Для моего климата ветряк не подойдёт. Это для тех кто живёт на побережье или в зонах разгула ветров.
Около дома стоит Ветроэлектростанция Уфимцева, бандурина здоровая. Жаль не работает.

Можно и по другому произвести рассчет Например из СНиПа ветровая нагрузка для зоны 6 (Краснодар) составляет 73кг/м2 понятно, что
это для рассчета строительных конструкций, но если мы возьмем 73/3=24.3кг/м2 будет похоже на реальность (можно и экспериментально измерить) .
Имеем 10кВт ветряк с вертикальной осью. При вращении вала двигателя 1000об/мин момент на валу генератора составит ~10000/100 = 100Нм
Момент на валу ветряка 100*50 =5000Нм где 50-коэффициент редукции.
Возьмем трехлопастной ветряк. Тогда на одну лопасть приходится 5000/3=1667Нм
Разнесем лопасти от оси вращения на 2.5м результирующая сила составит 1667/2.5=667Н или 66.7кг на одну лопасть.
При условии, что сила ветра 24.3кг/м2 имеем площадь лопасти 66.7/24.3=2.7м2
Ну и естественно увеличим ее раза в 3 для надежности, КПД и т.д. и т.п. и получим 8.1м2 на одну лопасть!

Такая сила будет при скорости ветра 34 м/с или 120 км/ч. Сильный ураган. Это чтобы строительная конструкция выдержала. Такой ураган не каждый день даже в Краснодарской области. А у нас в Курске и в Москве тоже чаще штиль, ветер молчит...
КПД пропеллера не может быть выше 59.3% по закону Беца. И то 59.3% это в идеале. В реальности меньше

Понятно, что ветряк и солнечные батареи это дополнение к традиционным источникам энергии.
У нас на черном море Новороссийск, Анапа, Сочи ветра постоянные и сильные, нужно устанавливать ветряки! Но цены заоблачные вот над этим надо работать.
Давление ветра от скорости можно определить по простой формуле


Парусность ветряков с вертикальной осью можно делать большой главное конструктивные особенности. Например как крыло самолета профиль+ каркас обтянутый армированной пленкой ПВХ. Легко и надежно.

Так-таки и на всех? Неужели Вы успели проверить все? Дополнительные тормоза (причём тут это?) никак не отменяет того факта, что червячная передача, как правило, - однонаправленная.

enshtein, если мне ещё раз придётся править Ваши посты, сокращая их вдвое путём удаления пустых строк, будете забанены.

Не надо. Давно (уж поверьте ) все посчитано и доказано. Нет никаких преимуществ в том или ином типе генератора.
Есть главное преимущество - район и средняя годовая скорость ветра.
Все.
Остальное - блажь и выдумки.

Если вы не видите разницы между 4000$ и 40000$ то о чем можно горворить

Ещё одна из проблем это высота. Чем выше, тем больше ветра. А увеличение скорости ветра на 10%, увеличивает мощность ветрового потока на примерно 33%. То есть для 6 КВт генератора самая дорогая часть это будет вышка. Иначе, на низкой высоте слишком большие размеры ветряка получаются.
А вообще среднее потребление дома находится в районе 0.5-1 КВт. Пиковое естественно зависит от максимального тока автоматов на вводе. В первом посте автор топика указывал ещё заряд электромобиля. Это ещё 1 КВт, если ездить в день не много.
Если от электромобиля отказаться то для одного дома 2КВт номинальной мощности ветряка должно хватить. И всё равно ставить высоко и где есть сильные ветра. Иначе нецелесообразно.

И ещё по типу ветряка. ИМХО для мощности выше киловатта применять актуально классику - обычный воздушный винт(пропеллер).

Лучшая альтернативная энергетика для россиян это посадить яблоню и получать углеводы и витамины.

А чего вы сразу в киловатты полезли? постройте ветряк ватт на 500, для начала. получите грабли, будете знать наперёд.
На тытрубе проскакивал ролик про 2-киловаттный ветряк. Мачта 21 метр, лопасти по 3 метра каждая.

А вы хотите 6кВт. Готовы к приключениям?

Да, и посчитайте период окупаемости. Если получите более 10 лет - особого смысла нет вкладываться.

Ни кто не куда не лезет! В самом начале я написал, что есть возможность делать ветряки на асинхронных генераторах.
И данное решение существенно удешевляет конструкцию ветрогенератора в целом.

Хох! Всего 10 лет! Альтернативная энергетика вообще не окупается если есть провода рядом. А вот если рядом только дизельгенератор, то может и окупится..
Может когда нефть будет стоить 200+ то и окупаться будет. Как рассказывают владельцы солнечных панелей на крыше - "По оптимистичным подсчётам через 50 лет "окупится"..."

Да и 6 киловатт действительно много.
Допустим на улице благодать для ветряка, ветер больше 10м/с. Допустим при максимуме 6КВт (при 20м/с) генератор вырабатывает 1.5КВт. Ночь, дом потребляет всего 300W. Куда пойдут лишние киловатты?
1. Заряжать аккумуляторы? Тогда какой огромный аккумулятор нужен...
2. В городскую электросеть? Счётчик будет назад отматывать? Не уверен ведь электрики согласны продавать, а покупать им не выгодно.
3. Не куда не пойдёт, просто не будем снимать с винта весь крутящий момент. Тогда зачем такой огромный мощный ветряк?

Если такая возможность есть, то готовы ли Вы признать, что она Вам первому пришла в голову? Интересовались ли Вы вопросом, прежде чем написать? Проверили на практике?
Если это - решение, которое "удешевляет", то, может, покажете конкретный пример? Вот, мол, есть воплощение, которое на столько-то удешевило...
Иначе это пустой трёп. Ещё больше удешевляет конструкцию вообще отсутствие генератора. Только кому такие ветряки нужны? В целом.

Идея не мне первому пришла в голову, а производителям мегаватных ветряков где используются асинхронные генераторы с векторным управлением.
Касательно трепа. Расчет цены за 10кВт асинхронный генератор я привел ранее, можно взять эту цифру и сравнить с синхронным генератором эквивалентной мощности.
Контроллер сам по себе недорогой, асинхронные двигатели выпускаются серийно и не имеют магнитов соответственно тоже дешево по сравнению с синхронными на постоянных магнитах. Энокдер 6т.р.

Халявной энергии много не бывает Я же не говорю, что 10кВт должен забрать один частный дом. Это могут быть несколько домов или небольшое производство да что угодно. Я предлагаю подумать над технологией позволяющую снизить цену любого ветрогенератора хоть на1 кВт хоть на 100кВт в несколько раз.

я бы ветряк халявной энергией не назвал. Альтернативная энергия дороже традиционной.


Точно в несколько? я так полагаю, что снизит цену в один раз. Ну максимум 1.02 раза. ИМХО конечно...

У нас в данный момент делается мотор с постоянными магнитами на номинальню мощность 1 кВт только его мелкосерийное производство обходится в 100т.р. о чем вы говорите!
В европе, америке, китае похоже одни дураки живут раз ускоренными темпами переходят на электрический транспорт и альтернативные источники энергии!

Экологию берегут. Электро транспорт чтобы смога не было в городе. А переходят не ради экономии а вопреки. Экология...

На электричество да, все повсеместно переходят, но не на альтернативное.
Послушайте того же Била Гейтса. Будущее за ядерным синтезом, а ближайшее за атомной энергетикой.

У нас в Литве с шумом года два назад приняли закон гарантирующий на 12 лет повышенную закупочную цену на электроэнергию от малых солнечных электростанций.
Мгновенно появилось тысячи заявок установку таких станций. А через год в самый пик горячки закон отменили.
Возможно потому что в двух точках на границе соседи стали строить атомные станции.
И всё, вся альтернативная энергетика сдулась.

Атомная станция это конечно круто до первого серьезного ЧП. Ну а потом суп с котом в прямом и переносном смысле. Люди, сами того не ведая какими могут быть последствия, разрешают строить у себя под боком атомные электростанции по сути мегаватные атомные бомбы .
Японцы в этом вопросе уже опыта поднабрались

Какой "расчёт цены"?! Какой энкодер? Вы прилепили две картинки из интернета и снабдили их восклицательными знаками. Это расчёт? Вы сначала возьмите асинхронный мотор любой мощности и не "цифру" сравните, а попробуйте получить от него энергию, сопоставимую с синхронным генератором эквивалентной мощности. Вопрос о том, почему до сих пор не пользуются такой гениальной идеей и не хотят экономить, отпадёт сам собой. Вот это будет сравнение и аргумент.
И давайте прекращать оффтоп об атомной и халявной энергетике. Вы явно Ю-туба пересмотрели. Там вообще из эфира энергию качают, вот это перспектива!

Перед тем как критиковать, предлагаю для начала размять мозги. Будет мало еще добавлю
Учитесь думать это в жизни может пригодиться!
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

http://www.mywindpowersystem.com/products/...urbine-system/#
обратите внимание на тип генератора

Моя считает так:
перед капитальными вложениями надо провести капитальные исследования
Я хотел себе на дачу халявное, как вы говорите, электричество. Пару панелей по 200 ватт на крышу сарая, обращённую к солнцу, инвертор на 2 кило и вагон АКБ. Даже трекер начинал делать.
Но, у меня 61 широта, это тайга, солнца мало, и в целях уберечь себя от гнева гринписовцев, заменил в экспериментах подопытного кролика на подопытную СБ на 50 Вт. Заодно снял с неё нагрузочные х-ки, и честную половину мощности в яркий погожий денёк она таки давала.
Но, у меня 61 широта, это тайга, и ярких погожих деньков тут мало. Поэтому, большую часть времени было темно, как у афроамериканца.

результаты - обошёлся малой кровью, 5 тыщ за небольшую панельку вместо 40 тыщ за 2 панели по 200 ватт по тем ценам.

экспериментируйте. считайте. изучайте. Но не надо сразу с головой в дебри неизвестного.

А Вы обратите внимание на цену. Можете подъехать к китайцам, готовым обычно работать за плошку риса, и переспросить по совету Жванецкого: "сколько - сколько?"
Короче. Хватит тут людям разминать мозги. Двоечников, всегда готовых научить нас думать, тут даже с избытком. Раз Вы такой знаток жизни, то чего хотите от Форума?
Скинуться Вам на ветряк? У Вас же всё под рукой: и мотор, и редуктор, и "расчёты", и полезные ссылки. Вперёд! Получите свой первый киловатт дешёвой энергии, и мы за Вас немедленно порадуемся. Обещаю.

Я пожалуй с вами соглашусь. На данном форуме совершенно нет ни какой интересной и полезной информации, кроме как безосновательная критика и стеб. Считаю данную тему закрытой!

Ее тут и не бывает, тут идет обсуждение интересных и реальных тем.

Да никто в ней особо и не участвовал - так, побрюзжали на любителя-изобретателя железного велосипеда с квадратными колесами морского исполнения вместо применения обычно деревянной лодки с веслами.

А вы не знали? Да, так.
Правда не все, те что поумнее впаривают это остальным.
Ну а Китай... Они производят это барахло под заказ, но у себя не внедряют.

С векторным управлением в ваш асг понадобится датчик скорости, напряжения и тока плюс настройка наблюдателя параметров машины. Т.е.вместо того,чтобы поставить тупой синхронный генератор, которому вообще ничего такого не надо, вы предлагаете поставить игрушку с кучей наворотов (выпрямитель+кондеры+игбт мост+аккумулятор+датчик скорости+контроллер)? Какие недостатки у СГ перед АСГ? Отдельное обслуживание щёток? - маркетинговая болтовня, потому что асг так же придется обслуживать раз в год. Это такие же истории на тему: все постоянники срочно менять на асинхронники, потому что асинхронники обслуживать не надо. Асинхронные машины так же требуют обслуживание, как и дпт как и сд, как и вообще все электромеханическое

100 т.р.- это себестоимость производства одного мотора? Или я что-то не понял?

Делали асинхронный генератор 30кВт на конденсаторных батареях, из плюсов: синус чистый (в момент коммутации ступеней может что то и есть, но специально не смотрели) схема управления достаточно простая, специальной защиты от КЗ не нужно, в том смысле, что защищать машину не нужно от этого. Точность регулирования 5%. Из минусов пожалуй: размеры и цена как у частотника.
Нужно было чистый синус иметь от сирийной эл.машины, поэтому синхронный не подходил, из тех что были предложены во всяком случае.
Я к чему это, ну и лежит уже больше года, нет заинтересованных лиц.

По конкретным вопросам и предложениям просьба обращатьсь в личку так как поддерживать флуд не имею времени и желания.

Пожелание: ТС-ру самостоятельно закрыть тему, нажав соответствующую кнопочку.

Круто, канешно. Если Вам удастся получить с вала червяка хоть какую-нить мощность, это будет реальное достижение.
По существу : Сабж, канешно, имеет право на жизнь. Смысл АС мотора имхо в том, что он берется серийный, поэтому дешевый, надежный и доступный.
Сложнее синхронного и PMSM, но, возможно, дешевле. Раз Вы предложили червячный редуктор, значит, заметили, что обороты ветряка сильно ниже нужных генератору. А шо там почем - это надо копать. Если найдете подходящие причиндалы - то мож., и получится. Флаг в руки, как говорится .
Серийному АС мотору, шоб генерить ном. мощность, надо хоть 25 герц(об/сек). Тут из 2 одно - либо получаете занедорого редуктор, либо самодельный(?) низкооборотный АС мотор, либо АС мотор прилепить не удастся.
У вменяемого ветряка всегда будут сильно меняться обороты с ветром, и соотв. напряжение. Так что приспособа для подгонки напряжения в общем случае будет необходима.

Коллега, включайте проверку правописания в редакторе, что ли. И пишите, пожалуйста, по-русски.

Burner, у ТС до моторов дело не дойдёт. ТС хочет киловатты снять с ветра 1м/с, вот в чём проблема, да ещё и вертикальным ветряком.

Обычные асинхронные двигатели переменного тока весьма широко применяются на мощных ветрогенераторах. Их достоинство - простота подключения к сети переменного тока и надежность самого генератора.
Можно надеяться что при мощности в несколько киловатт и для автономной системы генератор будет дешевле других.
Но... если вы умеете выбрать пуговицы и кое-как заштопать носок, это не значит, что можно смело браться за пошивку свадебного фрака.
Для того чтобы этим заниматься нужно много-много прочитать и поэкспериментировать. Без понимания основ аэродинамики, знаний из других областей техники, ничего кроме разочарования не получится.
Постройте для начала работающую систему даже не на 500 ватт а на 50-100. Сразу будет - как солнце из-за туч - просветление по десятку вопросов.
Их тут просто перечислить места не хватит, не то чтобы обсудить подробно.

Думаю, запоздалый совет... Автору ведь не работающая система была нужна, а решение глобальных задач по энергетике. Наверное, уже успокоился.

Вот, кстати. Хоча вроде насчет асинхронного вранье, и там PMSM https://www.olx.ua/obyavlenie/asinhronnyy-d...html#39bf324824

Звиняйте, а что они делают с переменной скоростью ветра - ставят вариаторы?