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Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > Eolico

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Generatori Elettrici - Alternatori Eolici - Magneti e bobine , Concetti di teoria e pratica
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lulluxxx
milliWatt


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Inviato il: 2/2/2013,23:31

Ciao a tutti,

ho letto con piacere ed interesse la discussione e un pò incuriosito e un pò spinto dalla mia buona manualità ho deciso di provare a costruire anche io qualcosa.
Vi rendo partecipi in cerca di qualche commento, consiglio, incoraggiamento, frustata faccine/chair.gif
Ho a disposizione 40 magneti cilindrici al neodimio N42, di dimensioni un pò ridotte 20x5mm, e 1 Kg di filo di rame smaltato, anche questo piccolino, da 0,4mm.
Se non ho capito male, per 40 magneti dovrei avere 30 bobine per realizzare un trifase, con 10 bobine per fase.
Le bobine andrebbero posizionate tutte nello stesso verso di avvolgimento, e collegate per ogni fase una si e due no fino a che non mi restano in mano 6 fili, ovvero 2 per ogni fase.
Ho fatto dei test con il software messo gentilmente a disposizione da Bolle, (che colgo occasione per ringraziare per l'ottimo lavoro), e mettendo i parametri:

40 magneti N42
D1 cilindrici 20mm
collegamento delta
30 bobine
3 fasi
100 spire per bobina
diametro filo 0,4mm
D2 33mm
Un singolo rotore con opposizione di polarità
3 giri/s
50% rendimento

ottengo:
24,1 V
2,84 A
68,44W

Dati i parametri ovviamente pochissimo, ma al momento è solo un passatempo/esperimento e lo sto realizzando per vedere cosa ottengo e poi eventualmente decidere di passare a qualcosa di + utile/utilizzabile.

Dovendo posizionare i magneti sopra al rotore e dovendo lasciare un minimo di spazio per far si che durante la rotazione i magneti risultino allineati con le bobine sullo statore, il diametro dello statore in realtà sarà abbastanza grande, diciamo che arriviamo a 47,58cm.

Non è un problema, ma ho un dubbio su come dovranno risultare allineate bobine e magneti una volta sovrapposti statore e rotore.

Potreste spiegarmi come non cadere in errore?

Grazie 1000!

 

SpitsFire

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MegaWatt


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Inviato il: 3/2/2013,10:10

Ciao Lulluxxx questa è la geometria dell'alternatore che hai proprosto:
ForumEA/us/img20/262/lullu.jpg
Ti consiglio comunque di fare un collegamento a stella avrai più tensione per gestire tranquillamente un sistema a 24v.
Un saluto
SpitsFire





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IPSA SCIENTIA POTESTAS EST

 

lulluxxx
milliWatt


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Inviato il: 4/2/2013,13:55

Ciao SpitsFire,

ti ringrazio per la risposta, ripeto qui per chi legge ciò che ci siamo detti in pvt, ovvero abbiamo appurato che il rame essendo 1 Kg è assolutamente abbastanza x le 30 bobine.
Ora però ho un problema, sto provando a disegnare con un compasso su un pezzo di compensato la geometria che hai postato, ma non mi tornano i conti.
Le mie bobine sono di 33mm di diametro, mi pare che nel tuo disegno siano di 46mm, potresti gentilmente verificare o dirmi dove sbaglio io?

Grazie

 

lulluxxx
milliWatt


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Inviato il: 4/2/2013,15:39

In attesa di qualche consiglio, vi spiego cosa ho fatto e come nascono i miei dubbi.
Ho posizionato le 30 bobine sul mio pezzo di compensato, (vi posto un paio di immagini cosi magari si capisce meglio), ora ovviamente, essendo di 33mm cadauna, ottengo una circonferenza di 990mm.
Mi ricavo il diametro: 990/3,14=315,28mm e il raggio 315,28/2=157,64mm.
Adesso, i magneti, li devo posizionare quanto distanti l'uno dall'altro?
Da ciò che ho capito leggendo la discussione, l'ideale sarebbe distanti la dimensione di un magnete, quindi altri 20mm di distanza + 20mm di magneti x 40 magneti = 1600mm di circonferenza, ovvero 509,55mm di diametro utile per posizionare le bobine, e cioè dovrei ridisegnare il mio cerchio.
Oppure, posso posizionare i magneti a 13mm l'uno dall'altro, che è un pò + di metà del loro diametro?
Il dubbio mi è venuto perchè vedendo il tuo disegno, mi rendo conto che ogni 3 bobine il magnete è allineato nel centro della 4°.
E' rilevante?



http://imageshack.us/photo/my-images/6/img...0204150022.jpg/

 

ossoduro
milliWatt


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Inviato il: 4/2/2013,16:11

Ciao MilliWatt,

Mi inserisco nella tua richiesta di chiarimenti per il posizionamanto delle bobine e dei magneti per dirti che la cosa mi sembra più semplice di qualla che risulta dalle tue dubbiose parole:
i Magneti ( 40) e le bobine (30) devono essere posti su due circonferenze aventi lo stesso diametro
(rispettivamente sui dischi metallici rotori, e sullo statore) perché girando devono essere opposti fra loro e ciò si ottiene solo se sono collocati su circonferenze aventi lo stesso diametro.
Quanto alla loro posizione sulle circonferenze mi pare che la cosa più semplice per te sia di prendere un disco rotore (metallico) su cui fissare i magneti e collocarli ciascuno sulla circonferenza nei punti che otterrai dividendo l'angolo giro per 40 cioé 360 /40 in altre parole a 9 ° dal centro. Così tutti saranno alla stessa distanza fra loro edsulla stessa circonferenza.
Per le bobine farai altrettanto cioé posizionerai il centro delle bobine sulla circonferenza ed a 360/ 30 = 12 gradi
Spero di esserti stato di aiuto
Buon disegno

 

lulluxxx
milliWatt


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Inviato il: 4/2/2013,16:24

Ciao ossoduro,

intanto grazie per la risposta, le mie bobine però sono di 33mm con il "buco" di 20mm.
Se io distanzio i magneti 9°, tra una bobina e l'altra resta dello spazio, se le devo affiancare senza spazi ovviamente i gradi non saranno più 9, ora per farla breve, è indispensabile che avendo magneti da 20mm di diametro la distanza tra loro sia di 20mm, o possono stare anche a 13mm l'uno dall'altro?

 

lulluxxx
milliWatt


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Inviato il: 4/2/2013,16:48

Ok, ho una confusione in testa che basta la metà!!! Aiutoooo! faccine/w00t.gif
Tutto ciò perchè nel disegno postato da SpitsFire io vedo che "a ore 12" sono centrati bobina e magnete, e la cosa si ripete ogni 4 magneti.
Se questo non è rilevante posso andare avanti, ottenendo una distanza tra un magnete e l'altro di 13mm.

 

ossoduro
milliWatt


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Inviato il: 5/2/2013,08:36

Ciao lulluxxx,

non preoccuparti della distanza fra avvolgimento ed avvolgimento ( bobine) possono stare in contatto o distanti come vuoi senza nessun effetto ,
L'unica cosa che conta é che :
I magneti risultino affacciati l'uno agll'altro con polarità alternata (N S N S ...)
Che i magneti si trovino a 9° sulla loro circonferenza
Che le bobine si trovino a 12° sulla loro circonferenza
e BASTA.
Ti stai facendo delle complicazioni che ti portano fuori strada.
Il fatto che tu veda i magneti e le bobine in posizioni sovrapposte o parzialmente sovrapposte é normale se consideri che nella rotazione 40 sono i magneti e 30 le bobine.
Se però non ti rendi conto di questi aspetti mi fai un poco paura ...
saprai fare i collegamenti di tutte queste bobine in connessione trifase ??
Buona fortuna
Ciao

 

lulluxxx
milliWatt


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Inviato il: 5/2/2013,13:25

Ciao ossoduro,

dopo un po di calcoli, con il supporto di alcune persone e di un vecchio amico, (il goniometro faccine/biggrin.gif ), sono riuscito nell'intento. faccine/clap.gif
Sperimentare è anche rendersi conto, e credo siano leciti i miei dubbi dato che non ho mai costruito in vita mia un generatore! Era necessario comprendere al meglio prima di proseguire.
Passando ai collegamenti per questo trifase... ti scrivo come penso vadano fatti, così magari mi dici se ti faccio più o meno paura di ieri faccine/tongue.gif

Le bobine sono disposte (finalmente) in cerchio, ed ogni bobina ha 1 inizio e 1 fine, le bobine sono 30, le fasi sono 3, quindi 10 bobine per fase.

Diamo un soprannome ad ogni pezzo:

Fase1: A
Fase2: B
Fase3: C

Bobine: n.1, n.2, n.3 ....fino alla n.30

Inizio: IN
Fine: OUT

Al termine dei collegamenti tra le bobine mi dovranno restare 6 fili a disposizione, un IN e un OUT per ogni fase, che infilerò in dei morsetti che chiameremo:

MFA(1)-MFA(2)
MFB(1)-MFB(2)
MFC(1)-MFC(2)

Partiamo dalla bobina n.1 (idealmente visualizzata alle ore 12 nello statore), e procedendo in senso orario le numeriamo progressivamente fino alla n.30.

Il cavo IN della bobina n.1 è uno dei sei cavi che avrò a disposizione, sarà quindi MFA(1), mentre il cavo OUT lo collegherò al cavo IN della bobina n.4, il cavo OUT della bobina n. 4 al cavo IN della bobina n.7, il cavo OUT della bobina n.7 al cavo IN della n.10, OUT della n.10 ad IN della n.13, OUT della n.13 ad IN della n.16, OUT della n.16 ad IN della n.19, OUT della n.19 ad IN della n.22, OUT della n.22 ad IN della n.25, OUT della n.25 ad IN della n.28, OUT della n.28 sarà il mio MFA(2).

per schematizzare:

A:
|MFA(1)|
--IN_n.1_OUT--IN_n.4_OUT--IN_n.7_OUT--IN_n.10_OUT--IN_n.13_OUT--IN_n.16_OUT--IN_n.19_OUT--IN_n.22_OUT--IN_n.25_OUT--IN_n.28_OUT
|MFA(2)|

B:
|MFB(1)|
--IN_n.2_OUT--IN_n.5_OUT--IN_n.8_OUT--IN_n.11_OUT--IN_n.14_OUT--IN_n.17_OUT--IN_n.20_OUT--IN_n.23_OUT--IN_n.26_OUT--IN_n.29_OUT
|MFB(2)|

C:
|MFC(1)|
--IN_n.3_OUT--IN_n.6_OUT--IN_n.9_OUT--IN_n.12_OUT--IN_n.15_OUT--IN_n.18_OUT--IN_n.21_OUT--IN_n.24_OUT--IN_n.27_OUT--IN_n.30_OUT
|MFC(2)|


... ho scritto fesserie?

Nel caso in cui non avessi scritto fesserie e non avessi capito male, faccio i collegamenti, li testo, colo la resina e poi potrei passare a pensare come eventualmente collegare i 6 fili che mi restano ad un relè che mi dia la possibilità di scegliere se testare una configurazione a delta o a stella e ai diodi per il raddrizzamento faccine/w00t.gif

Aspetto conferma o martellata faccine/chair.gif Grazie!!!

 

ossoduro
milliWatt


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Inviato il: 5/2/2013,17:37

Ciao lulluxxx,
Adesso mi piaci di più, vedo che stai prendendoci la mano.
Tieni presente due cose tanto per cercare di aiutarti ancora un poò:
Partendo dalla prima bobina, Il filo di inizio di avvolgimento sarà il primo dei tre morsetti su cui otterrai la tensione trifase ( si chama "Fase 1"
L'uscita della prima bobina la collegherai giustamente all'ingresso della 4° bobina e così via lasciando sembre libere le successive due che servono per le altre fasi.
Quando sarai arrivato alla fine della 10° bobina avrai la fine della prima fase dell'avvolgimento che si chiama "Centro stella della prima fase" che ti consiglio di lasciare accessibile per consentirti di cambiare il collegamento del tuo generatore dalla configurazione a Stella a quella a Triangolo qualora lo volessi fare.
Prosegui poi nello stesso modo dalla seconda bobina collegandola alla 5° e così via.
Facendo le connessioni corrette vedrai (ad occhio per un controllo) che le bobine collegate per ogni fase (in serie) ti appariranno sempre come un triangolo i cui vertici stanno fra loro disposti a 120° e così per turre la altre fasi.
Una raccomandazione:
Quando posizioni le bobine abbi cura che TUTTE siano avvolte nello stesso senso perché se ne metti anche una solo avvota ( o nel senso opposto) anziché sommarsi le tensioni si sottraggono .
Spero ti sia chiaro.
Quando sarai arrivato alla fine dell'avvolgimento delle tre fasi avrai 3 fili di uscita che nel collegamanto a stella vanno collegati insieme, ma nel collegamento a triangolo devono essere collegate separatamente
ma per questo c'é tempo.
Buon lavoro

 

ossoduro
milliWatt


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Inviato il: 6/2/2013,15:49

Ho termianto la costruzione di un generatore sperimentale con due dischi (rotori) ed uno statore
N. 12 Poli (24 Magneti)
cilindrici N42 diamtro 25 m/m altezza 7 m/m
Filo 1 m/m quadro
N. 100 spire per bobina
Collegamanto a Stella

I risultati su carico ( lampadina 60 W /12 V.):

Velocità rotazione (RPM) Tensione Corrente Watt
160 5 2,92 14,5
215 7,9 3,7 29
320 13 4,84 61,8
435 18,48 5,9 108,4

Non sono insoddisfatto dei risultati manon sono stato in grado di valutare la potenza assorbita dal motore che ha trascinato il mio generatore.
Ho solo constatato che con un trapano a velocità variabile a vuoto ( cioé senza carico della lampadina) il trapano gira e si regola agevolmente mentr con il carico inserito non riesco a farlo girare per poco piò di un minuto e poi si riscalda fortemente
lasciando comprendere come lo sforzo richiesto sia molto forte.
Il fatto é logico, ma l'effetto é sorprendente e mi fa temere che per produrre la potenza ottenuta sia richiesta una potenza
enorme vanificando ogni possibilità di azionare il generatore con una sorgente ( vento o acqua) ragionevole.
Qualche valutazione sulle prestazioni e sulla possibilità di calcolare la potenza assorbita a carico ?
Grazie

 

lulluxxx
milliWatt


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Inviato il: 6/2/2013,16:20

Ciao ossoduro

Non hai uno di quegli affarini che indicano il consumo elettrico?
Una cosa tipo questa per intenderci:

http://www.wutel.net/cce/index_file/image004.jpg

 

ossoduro
milliWatt


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Inviato il: 6/2/2013,18:09

Ciao lulluxxx,

Ohps !
Bella idea, ti ringrazio, non ci avevo pensato
Sperp che riesca a rilevare il consumo
Pubblicherò i risultati
Grazie

 

wollas58
Watt


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Inviato il: 9/2/2013,08:24

Ciao ragazzi, ho una domanda per OSSODURO e vi devo fare vedere una cosa e voglio i vs pareri.

OSSODURO,sei riuscito a capire il perchè quando giri il rotore, ti fa tutta quella resistenza quando generi potenza?
Una certa forza opposta la deve creare ma non da rallentare o forzare cosi tanto, da come dici sembra che hai messo in corto circuito le bobine invece di avergli applicato un carico e basta...

Poi mi farò fare 2 rotori in ferro zincato per applicarci i magneti, ma i rotori gli ho fatti lavorare al laser per alleggerirli, specialmente sulla parte esterna, tanto per avere un effeetto rotativo tipo la trottola (più leggero all'esterno e più pesante all'interno).
Che ne dite?....secondo me sono fantastici, poi magari mi sbaglio......ho visto che in america sono semplicemente forati per alleggerirgli, e penso che io gli ho migliorati....praticamente il rotore pesa 1/4 di meno...

Immagine Allegata: rotore generatore

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/8/9/7/5/5/9/0/1360394681.jpg


 

ossoduro
milliWatt


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Inviato il: 9/2/2013,11:59

Ciao wollas58,
Grazie dell'attenzione al mio problema.
No No le bobine sono collegate bene e non in corto. Il mi generatore
ha sia il centro stella che (ovviamante l'inizio delle tre fasi accessibili per avere la possibilità di collegare il generatore sia
a stella che a triangolo.
Continuerò a fare prove e pubblicherò i risultati.
Quanto al tuo disegno dei dischi rotore il problema di alleggerirli é un problema reale che vedo hai affrontato bene .
La mia idea per la prossima e definitiva versione dei dischi é quella di fare tagliare via tutta la parte metallica che si puù lasciando solo una specie di corona attorno ai magneti dello spessore circa dell'altezza dei magneti.
Per esempio se i magneti fossero cilindrici allora farei un corona circolare del diametro dei magneti maggiorata della misura corrispondente allo spessore dei magneti perché il circuito magnetico si chiuda senza perdite.
Se i magneti sono parallelepipedi allora bisognerà lasciare lo spezio di un rettangolo maggiorato dello spessore dei magneti tutto intorno al loro perimetro.
Tutto il resto é solo peso da eliminare
Almeno mi pare che debba essere così...

 
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