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.

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.

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.

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

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...

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.

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.

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

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 ?



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.

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

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.

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.

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...

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.

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

Я догадался! Они знали про будущий кризис!

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.

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.

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.

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

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.

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.

+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.

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


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.

"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.

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.



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.

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.

"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


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).

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.

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.



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.



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.



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"



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.

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.

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.

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

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

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.

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...

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

лосев


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.


Да нет, лопасти и рассчитывались под этот асинхронник.

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.

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.

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.

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?

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.

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.





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.

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.

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