нюансы ветряка

автор фантомас Чт Июн 23, 2016 7:35 am

Информация и выводы ветряк N4

Четвертый ветрогенератор всё-таки родился, но как говорится обычно первый блин комом, а у меня четвёртый. Но правда всё это из-за того что в этот раз яэкспериментировал и пробовал новою схему обмотки статора и расположения магнитов на роторе. Сам процесс изготовления ветрогенератора с фото и видео я описал здесь - Ветрогенератор-4 изготовление.

нюансы ветряка 1

Пробовал я схему обмотки такую-же трёх-фазную, но не классическую с соотношением магнитов и катушек 2/3, а нестандартную. У маня но роторе 34 магнита размером 25*8*3мм, а статор на 36 зубов и 36 катушек. Первый статор я намотал двойным проводом 0,6мм, по 14-16 витков в каждой катушке. При вращении шуруповёртом на первой скорости примерно 300об/м напряжение при соединении звездой после диодного моста было 17 вольт. И всё вроде-бы отлично так-как высокое напряжение получилось при небольшом количестве витков и со скоростным винтом зарядка начинается с 4м/с. Низкое сопротивление фазы, всего 0,43Ом обещало большой ток зарядки и высокий КПД генератора.

Вообще вся эта затея делалась для того чтобы получить мощный генератор с низким моментом страгивания. Калькулятор расчёта обмотки показал что при 34 и 38 магнитов должно быть самое низкое залипание так-как общее залипание магнитов "размазывается" на 628 мелких залипаний, против 72 залипания при классической схеме 24/36. Магниты я заказал шириной 8 мм, и как-раз поместилось 34 магнита с зазором между ними по 0,3 мм примерно, то-есть почти вплотную.

Но первое испытание показало огромное залипание в 0,7Нм, но зазор между магнитами и зубами был всего 0,4 мм, и я сходил к токарю и сточил ещё ротор. После проточки зазор между магнитами и зубами статора стал 1мм, залипание получилось 0,32Нм, но само залипание хоть и высокое, но приемлемое. А вот ротор вращается как-то туго, точнее есть кака-ета вязкость. Сначала я думал на подшипники, но ротор без магнитов свободно вращается, а с магнитами кроме залипания есть вязкость, как-будто к генератору подключена небольшая нагрузка в 2-3 ватта. Но в итоге я думал что это все ерунда и поставил ветрогенератор на ветер.

Первые испытания показали что винт страгивается при ветре 5-6 м/с, но не хочет разгоняться, и если нет продолжительного порыва ветра то так и стоит иногда немного вращаясь. Но правда если стартовал то мощность была хорошей. В общем мне это не понравилось и я чтобы снять все подозрения, в том числе и на межвитковое замыкание, снова перемотал статор, но на этот раз проводом 0,8 мм. Получилось по 17 витков в катушке, напряжение при 300 об/м составило 20 вольт. Я добавил в подшипники масло чтобы вращались получше так-как родная смазка на морозе загустевала. Но проблема вязкости ротора никуда не исчезла. Винт тогда я ставил трёх-лопастной диаметром 1,6 метра, этт деревянный винт рассчитанный в программе "аэродинама" и сделаны по профилю Clark V. Ниже на видео я как-раз показываю этот винт с показываю точность изготовления этого винта.

Далее чтобы решить проблему вязкости я решил увеличить зазор между магнитами и статором, сточил на болгарке ротор на 0,5 мм, и в итоге общий зазор составил 1,5мм, довольно большой зазор получился. Залипание как и ожидалось уменьшилось, а вотвязкость наоборот увеличилась. Огорчению небыло предела и статор пошёл на обжиг чтобы намотать его в третий раз уже по классической схеме. Причина вязкости я думаю в том что магниты на роторе расположены вплотную, зазор между ними всего 0,3мм. Во время вращения часть магнитного поля замыкается через кончики, а часть идёт как положено через статор, от этого образуются различные направления движения магнитного поля что приводит к вязкости.

В общем статор я перемотал проводом 0,8 мм по 16 витков в катушке, магниты 24 шт. я наклеил со скосом и залил эпоксидной смолой. Покрутил генератор шуруповёртом и при примерно 300 об/м получил 14 вольт. Залипание при этом получилось 02,2 Нм, небольшое в общем и меня это устроило. Ротор после страгивания свободно вращается и никакой вязкости нет. Думаю если-бы я применил магниты шириной 5мм при той схеме намотки 34/36, то вязкости такой сильной небыло-бы, но не заказывать-же новые магниты, по-этому сделал всё так, как делал ранее и генератор получился такой-же как и предыдущие генераторы.

Новых фотографий во время последней переделки генератора я не делал. Катушки статора мотал виток к витку прямо на зубы, в качестве изоляции использовал пленко-электро-картон, он правда ещё как-то заумно называется, но в общем это специальный материал для изоляции обмоток. Ниже видео с показаниями этого ветряка, а так-же ещё второго, оба они установлены на самодельной вышке высотой 6 метров, площадка там на 5 метров. Сами ветряки установлены на высоте 8 метров от земли.

Новый ветрогенератор подключен через аналоговый амперметр, а второй через мультиметр. На видео видно что выдают ветрячки на ветре до 7м/с, это конечно не много, но и сами ветряки совсем небольшие.

Далее новый тест двух ветрогенераторов, но на этот раз они работают на один контроллер и через один аналоговый амперметр. Чтобы подключить к одному контроллеру я выпрямил с помощью трёх-фазных диодных мостов напряжение ветрогенераторов, и уже по постоянному напряжению соединил из параллельно и подал на вход контроллера.

Вечером ветер усилился, по прогнозу ветер 6м/с с порывами до 13м/с и я снял короткий ролик с пиковыми показаниями по мощности обоих ветрогенераторов. Ролик получился короткий потому-что контроллер остановил ветрогенераторы, в конце видео видно что стрелка амперметра резко упала до нуля. Это контроллер остановил ветрогенераторы чтобы аккумуляторы не перезаряжались. Контроллер закорачивает ветрогенераторы током 30А при достижении напряжения 15 вольт, и отпускает при 13,5 вольт.

Этот новый ветрогенератор уже четвёртый мой ветряк, до этого был самый первый из велосипедной динамо-втулки ветрячёк, я его изготавливал уже давно, более трёх лет назад, собственно с него-то всё и началось. Потом был второй ветрогенератор с полностью самодельным генератором, корпус я сам делал включая посадочные гнёзда для подшипников, только статор там от ВАЗ2101. Второй ветрряк и сейчас работает, он справа от нового на видео. Третий ветряк сейчас лежит и ждёт ремонта, он тоже был сделан давно и я его сам сломал. Я решил подтянуть крепление генератора и перетянул, обломилось одно "ухо", но я подложил шайбы и казалось нормально закрепил, но при сильном ветре генератор соскочил и остался висеть на одном "ухе", а винт вместе с резьбой оторвало, в общем пока тот ветрогенератор ждёт ремонта.

Но вот расчетной мощности с нового ветряка я не получил, хотя вроде по расчёту должно быть больше мощности. Сопротивление обмоток получилось не высокое, винт двух-лопастной диаметром 1,6 и видно что он мощнее генератора, обороты до 1000об/м. Ветрогенератор получился такой-же по мощности как и предыдущие два ветряка. В общем 10А при ветре примерно 10м/с получилось, это 140 ватт мощности. А вообще видел я уже с него до 20А, но ветер был наверно 14-16 м/с при этом. Начало зарядки примерно с 4м/с, и на ветру 4-5м/с ветрогенератор выдаёт 1-2А.

На этом пока всё, новые эксперименты как говорится не напрасны и это новый опыт, наконец я опробовал нестандартную схему обмотки и она работает, генератор получается мощнее, только вот с шириной магнитов промашка вышла, но ничего, когда нибудь повторю уже с учётом предыдущих ошибок. Информация о других ветряках находится в разделе "Мой небольшой опыт", а информацию по изготовлению ветряков смотрите в других разделах сайта. Всем спасибо что читаете мою "писанину" и смотрите видео, всем удачи в изготовлении ветряков и всего хорошего. И как говорится продолжение следует...