Нетрадиционная энергетика

Легко измерить, но прежде чем мерить не мешало бы рассчитать.

_________________
Невозможное мы делаем сразу, чудеса требуют немножко больше времени!

Есть такой вариант (я делал так на своем генераторе): у нас провод диаметром 1.2мм, я прикинул для него щадящий ток 8...10А, поэтому решил намотать сначало одну катушку и погонять гену. Ток ограничивался до 4.5А, согласно полученным данным: ток КЗ, напряжение на ХХ, частота я вычислил индуктивное сопротивление и далее плясал от него. Прикинув на глазок я мотанул 100Витков после 150 и получил ограничение 8...8,5А на этом и остановился. Как бы мы не крутили генератор ток ограничивался до этого значения. Опираясь на оброты/частоту, в Вашем случае, можно почти точно подобрать для каждой части обмотки количество витков, причем витки первой части должны быть намотаны самым толстым проводом - это силовая обмотка, вторая - вспомогательная уже меньшим по сечению проводом, а третья - пусковая для получения малых мощностей тонким проводов. Таким образом уменьшая сечение провода можно ИМХО всунуть приличное количество витков.
Где-то в постах ("Генераторы" и "Безред. тих. ген.") Валерий выкладывал формулы по расчетам индуктивного сопротивления и индуктивности. Но а так я напомню, что индуктивность растет в квадрате с увеличением витков, и растет пропорционально с увеличением частоты, то есть было 10Витков 1мГн, добавили еще 10витков получилось 4мГн; крутанули на частоте 50Гц получили индуктивное сопротивление 1Ом, крутанули на 100Гц получили 2Ом - вот такая зависимость.
А вообще идея у Вас интересная. ИМХО можно сделать не убиваемый и в тоже время эффективный генератор.
С ув. Сергей

_________________
Энергонезависимость - путь к свободе!

А как???
Например, результаты имерений двигателя Г250ГЗУ-ХЛ 14В 40А:
Ротор - 12, статор 18 полюсов. Витки не считал.

Без ротора индуктивность фаза-средняя точка: 80 мкГн
фаза-фаза: 220 мкГн.
В собранном виде фаза-фаза примерно 300 мкГн .
Индуктивность меняется от положения ротора относительно статора.

Сопротивление обмоток 115, 115, 117 мОм от средней точки. Фаза-фаза 250 мОм.
Лишние 20 миллиОм – сопротивление пайки.

Ну и как это все рассчитать? Попробуйте, а реальные цифры для сравнения - вот они.

Формулы для расчета сопротивления:
XL= 2*3,14*F*L
Соответственно, для 1 мГн сопротивление на частоте 50 Гц равно 0,314 Ом, а на частоте 100 Гц XL= 0,628 Ом.

резонансный трехфазный контур? - очень просто , точнее не просто , но можно. Давайте рассуждать так:
в каждую фазу надо поставить конденсатор (кстати можно их не ставить спиной к спине, достаточно одного электролитического конденсатора в каждую фазу , так чтобы он стоял минусом в сторону генератора и его номинальное напряжение было выше максимального выпрямленного). В трехфазной цепи в любой момент времени сумма токов всех трех фаз равна нулю, это значит , что суммарная индуктивность через которую течет ток плавно меняется от 1.5 индуктивности фазы до двух индуктивностей фазы за один период синусоиды. Усредним это значение и получим уже нам хорошо знакомые 1.7 индуктивностей фазы. В отличие от индуктивностей , емкости включенные последовательно не складываются ... Поэтому придется работать по усредненному значению итак общее индуктивное сопротивление генератора :1.7*2*pi*f*L. Пойдем к реальным цифрам, фазная индуктивность L=300uH= 0.3mH=3e-4H. Следовательно индуктивное сопротивление растет линейно с частотой X=1.6e-3*f. Допустим что привод ведется от ветряка 1.8 метра с быстроходностью 5 через мультипликатор с передаточным отношением 3 и вся система заряжает аккумулятор напряжением 12 Вольт. внутреннее активное сопротивление генератора 250 мОм*1.7= 0.25Ом*1.7=0.425 Ом . Внешнее сопротивление аккумулятора в цепи станет равно внутреннему сопротивлению генератора при токе 28 Ампер. В этой точке КПД генератора составит 50% и с винта снимется мощность равная P=12*28*2=672 Ватта. Поглядим на винт : 672=0.2*1.21*пи*0.9^2*v^3, отсюда v=10 m/s. Так как винт имеет быстроходность 5 и диаметр 1.8 метра , его обороты на этом ветре будут rpm=60*5*10/pi/1.8=530. Учитывая , что имеется ступень мультипликации , обороты ротора двигателя будут равны 530*3=1590. Я н е очень хорошо понимаю как у синхронной машины разное число полюсов в роторе и в статоре (скорее всего этого не может быть или может , но тогда статор имеет не 12 полюсов на фазу , а меньше наподобие , как строят дисковые генераторы ) будем отталкиваться от того , что у машины 18 полюсов , таким образом при 1590 оборотах в минутут частота на выходе электромашины 1590*18/2/60=238Hz. На этой частоте индуктивное сопротивление статора электромашины будет равно по выведенной нами ранее формуле X= 1.6e-3*238=0.38 Ом . Для получения условий токового резонанса нужно иметь такое же емкостное сопротивление в цепи нагрузки. Емкостное сопротивление Xc= 1/(2*pi*f*C)= 6.7e-4/C, отсюда C=1.76e-3F = 1763uF -это сопротивление включенных последовательно двух конденсаторов (я беру худший случай , когда токи двух фаз равны , а третя ноль ) , таким образом в каждую фазу надо включить электролитический конденсатор емкостью 1763*2=3500 uF расчитанный на напряжение не менее 16 Вольт (я бы взял 25 Вольт). Полученная система будет ограничивать ток емкостным сопротивлением до достижения винтом необходимой мощности (зависимость емкостного сопротивления от частоты хорошо согласует кривую мощности генератора с кривой винта ).

_________________
Чепятанье и Арфаграфия мои сильные стороны - не механика.

Vladimir
Спасибо, целая лекция!!! Теперь это все переварить нужно. Выходит, что все считается.


Хотелось бы, что бы именно так и вышло.
Практически закончил мастерскую, соорудил пока один верстак из досок лиственницы. Так, что сейчас приведу участок в порядок и за ветряки в полную силу.

_________________
Невозможное мы делаем сразу, чудеса требуют немножко больше времени!

Да , считается , но полностью полагаться на расчет я бы не стал - он дает представление о емкости , которую надо втыкнуть , точность этого расчета плюс минус процентов 10 - надо будет всяко еще химичить:)

_________________
Чепятанье и Арфаграфия мои сильные стороны - не механика.

Дак мыж без химиченья не куда! Доверяй но подбирай

_________________
Невозможное мы делаем сразу, чудеса требуют немножко больше времени!

Вот ут мне не понятно, каким образом меняется индуктивность?
И как это соизмеряется с моими измерениями?

Тоже не понятно...
Я всегда предполагал, что С+С=1/2 С

С полюсами я мог и прокосится, выложу фото, поразбираемся сколько там чего. Скажем так, там 18 пазов под проволоку, а как намотано не смотрел. Но когда крутанул, на 1500 (примерно) оборотах было около 170 Гц...

Индуктивность не меняется, меняется индуктивное сопротивление от частоты.



Паралельное включение емкостей:
Собщ=С1+С2

Последовательное включение емкостей:
1/Собщ=1/С1+1/С2


Видимо Владимир рассматривал одну фазу, но на самом деле ротор имеет 12полюсов 6 южных и 6 северных, а статор имеет 18 полюсов по 6 на каждую фазу. 6 полюсов ротора единовременнона пересекают 6 полюсов статора и так по кругу три раза , если генератор трехфазный.

Я тут читаю и удивляюсь, Вы механически обрабатываете электротехническую сталь, но не производите отжига после обработки. На всякий случай проверил по нету, после любой механической обработки электротехническая сталь ДОЛЖНА отжигаться при температуре 800 градусов цельсия. Связано это с потерей магнитных своиств электротехнической сталью при механичесеой обработке.
Кстати электротехническая сталь для трансформаторов по составу отличается от электротехнической стали для генераторов.

Но не листовая холоднокатанная, если ее нагреть до 800 град. -конец многим характеристикам. Болванки -да.

Подскажите плиз, для использования внешней нагрузки(ТЭНов например), что лучше напряжение выше, или сила тока?

_________________
стройзал.рф

Я , наверное, не очень правильно обьяснил. Когда ток трехфазный он течет через нагрузку и , грубо говоря бывают разные положения , когда он течет из двух фаз в одну , из одной в одну из одной в две и т.д. нас собственно интересуют крайние положения , когда ток через нагрузку течет из одной фазы в две другие или из одной фазы в другую , в первом случае у него на пути полтора фазных сопротивления , а во втором два - это та же идея , как и с активным сопротивлением , ведь активное сопротивление генератора равно 1.7 фазного, верно?Я , наверное, не очень правильно обьяснил. Когда ток трехфазный он течет через нагрузку и , грубо говоря бывают разные положения , когда он течет из двух фаз в одну , из одной в одну из одной в две и т.д. нас собственно интересуют крайние положения , когда ток через нагрузку течет из одной фазы в две другие или из одной фазы в другую , в первом случае у него на пути полтора фазных сопротивления , а во втором два - это та же идея , как и с активным сопротивлением , ведь активное сопротивление генератора равно 1.7 фазного, верно?

Правильно предполагали - я поэтому в конце и удвоил емкость - я имел в виду не складываются в классическом понятии этого слова , как индуктивности включенные последовательно

_________________
Чепятанье и Арфаграфия мои сильные стороны - не механика.

Сила тока и напряжение связаны между собой для линейной оммической нагрузки и никогда невозможно поднять напряжения без поднятия тока, и ток отдельно от напряжения больше не сделать, это элементарно объясняется законом Ома

_________________
С уважением, Дмитрий.

Как в первом

так и во втором

меня терзают смутные сомнения

Мне всегда казалось, что активное сопротивление и индуктивность обмоток - величина постоянная. Изменяется величина индуктивного сопротивления обмоток с ростом частоты по известному закону и напряжение по синосуидальному. Причем, его величина равна сумме модулей произведения косинусов угла фазы на величину мгновенного амплитудного напряжения, что и дает в сумме пресловутый корень из трех, равный 1,7 помноженное на Um.

Это то же самое , только в профиль:) - всяко выходят те же 1.7 - можно это рассматривать как электрический угол в 120 градусов , а можно и попроще

Скажем так , индуктивное сопртотивление в электрическом пространстве перпендикулярно активному , раз активные сопротивления обмоток стоят под углами 120 градусов друг к другу , то и перпендикулярные им индуктивные стоят под тем же углом друг к другу - отсуда все тот же дважды косинус 60 градусов дает 1.7

_________________
Чепятанье и Арфаграфия мои сильные стороны - не механика.

Нет именно листовая нуждается в отжиге после обработки, мне приходилось иметь дело с пермаллоевыми листами у них при мех обработке магнитная проницаемость падает в разы и без отжига (причём для пермаллоя отжиг ведётся в специальной печи в водородной атмосфере, электро сталь можно отжигать в воздухе). Магнитную проницаемость восстановить не удаётся, это же относится и к электротехнической листовой стали.

Т.е. если прорезать пазы в тороидальном сердечнике придется его засунуть в крутую духовку?

Пермаллой является МАГНИТОДИЭЛЕКТРИКОМ, то есть "раствором" магнитных частиц в диэлектрике. Поэтому поведение пермаллоя при термовоздействии может сильно отличаться от поведения металлов.
Кстати, сердечник из пермаллоя может быть хорош для ветроэнергетики, так как в нём отсутствуют токи Фуко.

Мы используем чаще 2211 и 2212 , никаких проблем с обработкой и свойствами материала.

Нет. Не верно. Не является. "Пермаллой [англ. permalloy, от perm (eability) — проницаемость и alloy— сплав], общее название группы сплавов никеля с железом, характеризующихся высокой магнитной проницаемостью m, малой коэрцитивной силой Hc и малыми потерями на гистерезис. Относятся к магнитно-мягким материалам.
Различают 2 основные группы П.: низконикелевые (40—50% Ni; типичный представитель — перменорм) и высоконикелевые (70—83% Ni). В формировании структуры, обусловливающей высокие магнитные свойства П., важную роль играют условия термической обработки, которую проводят в вакууме либо в среде водорода, иногда — при наложении магнитного поля. Для достижения высокой m и низкой Hc высоконикелевые П. подвергают резкому охлаждению (30—80 °С/сек) с 600 °С, что связано с затормаживанием структурных превращений, приводящих к ухудшению магнитных свойств. Для уменьшения скорости охлаждения и повышения электросопротивления высоконикелевые П. обычно легируют Mo, Cr, Cu, Si и др. элементами. Типичный представитель высоконикелевых П.—молибденовый П.—содержит примерно 79% Ni, 17% Fe, 4% Mo и характеризуется начальной ma ³ 22 000, максимальной mmax 150000, HC £ 0,012 а/см, намагниченностью насыщения 0,85 mл, точкой Кюри 400 °С. В сплаве супермаллой (английское super — превосходный), содержащем примерно 79% Ni, 16% Fe, 5% Mo, благодаря применению чистейших шихтовых материалов и особой тщательности в проведении термической обработки достигается наивысшая среди известных магнитно-мягких материалов m: ma ³ 100 OQO, mmax ³ 1 000 000. Сплавы типа П. производятся в основном в виде лент толщиной 0,003—0,5 мм; используются в радиотехнике, технике связи и др. областях применения слабых токов. Практическое применение в ряде устройств автоматики и вычислительной техники получили также П. с 65—68% Ni (как правило, легированные 2—3% Mo), характеризующиеся прямоугольной петлей гистерезиса." Это из справочника.
Для наших целей нет смысла с нем возиться. Во-первых, он дорогой, а во-вторых - обладает низкой механической прочностью. Примерно на уровне алюминия. Да и предназначается для работы в области малых токов. Если его изогнуть, разрезать или ударить - тут же теряет свои привлекательные свойства.
Токи Фуко в нём ничуть не меньшие, чем в электротехнической стали, поэтому сердечники из пермаллоя делаются из очень тонких пластин.

Раскатали сталь в листы, порезали, вырубили и согнули в сердечник.
Все пропало, в смысле свойства. Дальше то что? Сердечник проклеен, прошлифован.
Как возвращают свойства?
Какова технология изготовления сердечников трасформаторов и двигателей?

Например: скрутили сердечники под тороидальные трансы, далее чтобы восстановить структуру (свойства) ЭТС закладывают в печь. После печи уже производят намотку провода. Если ЭТС только рубили или резали, то есть не гнули - можно не обжигать. Для двигателей и генераторов используется вроде как только динамная сталь.
Пермолой штука класная, высокая магнитная проницаемость - меньшие габариты, хорошо работает с высокочастотными токами, но к сожалению его проблема сейчас купить и он очень дорогой.
С ув. Сергей

_________________
Энергонезависимость - путь к свободе!

При производстве холоднокатаной текстурированной стали последовательно осуществляются:

горячая прокатка до толщины листа 2,5...2,8 мм;

холодная прокатка с 2,5 до 0,7 мм;

промежуточный отжиг при температуре 75О...85О°С;

холодная прокатка до 0,35 мм.

После этого сталь несколько раз отжигают для того, чтобы снять остаточную пластическую деформацию кристаллов. Роль холодной прокатки заключается в том, что при отжиге и медленном охлаждении кристаллы растут в том направлении, в котором они были деформированы. Другими словами, после нагрева холоднокатаной стали до 11ОО...12ОО°С, т. е. выше точки Кюри, в ней остаются затравки, способствующие росту недеформированных кристаллов с ребрами, ориентированными в направлении прокатки.


При механической обработке происходит пластическая деформация металла и потери в стали могут значительно возрасти, особенно в холоднокатаной стали Поэтому рекомендуется после механической обработки производить отжиг стали при температуре 750 950°С

В холоднокатаной текстурованной стали повторный отжиг не восстанавливает полностью магнитных свойств стали, так как на срезе (там, где происходил наклеп металла) текстура нарушается и после повторного отжига растут новые зерна с беспорядочной ориентацией В связи с этим иногда на электромашиностроительные заводы поставляется неотожженная электротехническая сталь. После механической обработки должен производиться высокотемпературный отжиг этой стали (при 1150°С) для создания магнитной текстуры

http://www.motor-remont.ru/books/book220/book220p15.htm

В связи со всем вышеперечисленным возникает вопрос, вся ЭТС обычно идет с покрытием, и как ее обработать, чтобы при высокой температуре это покрытие не пострадало? иначе замкнутый круг получается?!

_________________
стройзал.рф

Электросталь в листах обычно идёт без покрытия, её обрабатывают затем отжигают и только после этого покрывают лаком.
Использовать пермалои для генераторов конечно нельзя, это сплавы для слаботочной электроники, сердечники экраны и тому подобное, ещё из высоконикелевых пермалоев делают ультразвуковые излучатели большой мощности, у высоконикелевых сплавов большой коэфицент расширения под действием магнитного поля (магнитострикция).

Лента из ЭТС идет с лаковым покрытием. Еще до того как начать делать генераторы мы посетили "Электротяжмаш" и "Электромашину" посмотрели как люди делают. НИКАКОГО отжига никто там не делает, и мы тоже не делаем , в ветряке других проблем хватает, зачем придумывать проблемы.