3D -gedrukte aksiale fluks -alternator en dinamometer: 4 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

STOP !! LEES DIT EERSTE !!! Dit is 'n rekord van 'n projek wat nog in ontwikkeling is; bied gerus ondersteuning aan.

My uiteindelike doelwit is dat hierdie tipe motor/alternator 'n parametriese open source -ontwerp kan word. 'N Gebruiker moet 'n paar parameters kan invoer, soos wringkrag, spoed, stroom, volt/rpm, algemene magneetgroottes en moontlik beskikbare ruimte, en 'n reeks 3D -drukbare.stl- en.dxf -snitlêers moet gegenereer word.

Wat ek gedoen het, is 'n platform wat 'n gesimuleerde ontwerp kan bekragtig, wat dan deur gemeenskap tot 'n meer optimale toestel ontwikkel kan word.

Dit is deels een van die redes waarom ek dit met 'n dinamometer opgestel het. 'N Dinamometer meet wringkrag en spoed om pk of watt as te kan meet. In hierdie geval het ek die alternator gebou met 'n deurlopende, stilstaande as, wat die opstel van 'n dinamometersisteem makliker maak, en dit kan dus gekonfigureer word om as 'n motor aangedryf te word deur 'n RC ESC (ek hoop) en wringkrag gemeet op die uitset, sowel as die snelheid, V en Amps, sodat die motor se doeltreffendheid bepaal kan word.

Vir my doeleindes kan dit aangedryf word deur 'n motor met 'n veranderlike snelheid (oorskot van 'n koordlose boor, met 'n afwaartse versnelling), en die ingang van die as -koppel word gemeet, sowel as die V en die ampère uit, waardeur werklike doeltreffendheid gegenereer kan word en die verwagte turbinebelastings gesimuleer moet word.

In hierdie modus hoop ek om 'n RC ESC te gebruik wat regeneratief kan rem, en miskien 'n Arduino om die las wat my VAWT dra, te beheer om MPPT (Multi Power Point Tracking) te bereik.

MPPT word gebruik in son- sowel as windturbine beheer, maar dit is 'n bietjie anders vir wind. Met windkrag is 'n groot probleem dat namate windspoed 10 km/h tot 20 km/uur verdubbel, die energie wat deur die wind verkry word, met die kubus toeneem, dus met 8 keer. As 10W teen 10km/uur beskikbaar was, dan is 80W teen 20km/uur beskikbaar. Dit is wonderlik om meer energie te hê, maar alternators se uitset verdubbel slegs as die snelheid verdubbel. As u dus die perfekte alternator vir 'n wind van 20 km/h het, kan die las so sterk wees dat dit teen 10 km/uur nie eers sal begin nie.

Wat MPPT doen, is om 'n swaardiens -toestandskakelaar te gebruik om 'n alternator baie vinnig te ontkoppel en dan weer aan te sluit. Hiermee kan u aanpas hoeveel vrag 'n alternator dra, en die Multi van die MPPT beteken dat u verskillende vragte vir verskillende snelhede kan instel.

Dit is baie handig, aangesien alle soorte turbines hul maksimum energie versamel wanneer die las ooreenstem met die beskikbare energie, of windspoed.

SO

Dit is nie 'n resep nie, alhoewel ek glo dat dit gekopieer kan word uit wat ek geplaas het, en ek verskaf graag meer inligting, maar ek stel voor dat die beste opsie is om verbeterings aan my voor te stel, voordat die kringloop- en sensorswedstryd eindig, sodat ek hierdie instruksies kan oorweeg, reageer en miskien verbeter.

Ek sal aanhou om inligting op te dateer, te hersien en by te voeg, so as dit nou interessant is, wil u dalk eers weer 'n bietjie inloer, maar ek hoop om nogal klaar te kom voordat die Sensors -kompetisie op 29/19 Julie eindig.

Ek is ook nie 'n besonder sosiale dier nie, maar ek hou nou en dan van 'n klop op die skouer, en dit is een van die redes waarom ek hier is:-) Vertel my as u dit geniet om my werk te sien en wil sien meer asseblief:-)

Hierdie projek het ontstaan omdat ek 'n beheerbare vrag wou hê om my turbine -ontwerpe te toets, en ek wou hê dit moet maklik herhaalbaar wees, sodat ander dit ook kan gebruik. Om hierdie rede het ek my beperk tot die ontwerp van iets wat slegs met 'n FDM -drukker gebou kan word, en geen ander masjiengereedskap nodig is nie. Dit lyk asof daar nie baie kommersiële produkte is wat voldoen aan die behoefte aan 'n hoë wringkrag, 'n lae spoed, 'n alternatiewe alternator nie, alhoewel daar 'n paar uit China is. Oor die algemeen is daar nie veel vraag nie, want ratstelsels is so goedkoop en elektrisiteit is so goedkoop.

Wat ek wou gehad het, was iets wat ongeveer 12V lewer by 40-120 rpm, en ongeveer 600-750W by 120-200rpm. Ek wou ook hê dit moet versoenbaar wees met goedkoop 3 -fase PMA -beheerders uit die RC -wêreld (ESC se elektroniese snelheidsbeheerders). 'N Laaste vereiste was dat dit 'n out -hardloper is (omhulsel of omhulsel met magnete draai, terwyl as met stator stilstaan), met 'n as wat deur die hele kas gaan, en 'n stator wat aan die as vasklem.

Hierdie instruksies is aan die gang, en ek plaas dit sodat mense 'n oorsig van die proses kan kry, nie net omdat ek dink dat hulle dit moet kopieer nie. 'N Belangrike ding wat ek wil verander, is dat die draadsteunplaat wat ek gebou het, nie naastenby sterk genoeg is om die magneetvelde om die ring behoorlik te kanaliseer nie, so 'n groot deel van die magnetiese vloed wat in die magnete betaal word, word aan die agterkant vermors. As ek die ontwerp herhaal, wat ek binnekort gaan doen, sou ek dit waarskynlik as magnetiese agterplate as CNC -gesnyde staalplate doen. Staal is redelik goedkoop, baie sterker en sal die meeste van hierdie konstruksie vereenvoudig. Dit was interessant om die FDM/draad/gips -komposiete te maak soos ek hier geïllustreer het, en met ysterbelaaide PLA sou dinge ook anders gewees het. Ek het egter besluit dat ek iets wil hê wat regtig sal hou, dus staalplate.

Ek het goeie vordering gemaak met hierdie weergawe, wat ek sal gebruik om hierdie VAWT te toets. Ek is nog nie heeltemal daar met betrekking tot lae spanning nie. Ek dink my Wattage/Torque is in die regte balbaan, ek sal opdateer namate dinge vorder, maar op hierdie stadium het ek 'n goeie kans om die beheerbare las te wees wat ek nodig het. As dit kort is, blyk dit dat dit heelwat wringkragweerstand kan bied, meer as genoeg om die turbine te toets. Ek moet net 'n beheerde weerstandsbank oprig, en ek het 'n vriend wat my hiermee help.

Een ding wat ek kortliks sal aanspreek, is dat ek, soos baie mense nou, 'n paar jaar lank 'n 3D-drukker (FDM-gebruikende PLA) het, waaruit ek 20-30 kg geniet het. Ek vind dit egter dikwels frustrerend, want dele van enige grootte/sterkte is duur of baie stadig om te druk, of goedkoop, vinnig en dun.

Ek weet hoeveel duisende van hierdie 3D -drukkers daar is, wat dikwels niks doen nie, omdat dit te lank neem of te veel kos om nuttige onderdele te maak. Ek het 'n interessante oplossing gekry vir sterker vinniger onderdele van dieselfde drukker en PLA.

Ek noem dit 'n 'gegote struktuur', waar die gedrukte voorwerp (bestaande uit 1 of meer gedrukte dele, en soms laers en skagte) gemaak is met leemtes wat bedek is om vol 'n verhardende vloeibare vulmiddel te word. Natuurlik is 'n paar van die voor die hand liggende keuses vir 'n gegote vulsel iets soos epoxy gelaai met gekapte glasvesel met kort draad, wat gebruik kan word vir hoë sterkte en ligte samestellings. Ek probeer ook laer koste, meer eko -vriendelike idees. Die ander kant van hierdie "gegote struktuur" -samestelling is dat die holte of leemte wat u gaan vul, elemente met 'n klein deursnee met 'n hoë trekstrek kan hê, wat gespanne is op die gedrukte "vorm/prop", wat die gevolglike struktuur maak 'n samestelling in materiale en in struktuur, 'n deel van die beklemtoonde vel (die PLA -skede), maar met 'n hoë druksterkte kern wat ook elemente met 'n hoë treksterkte bevat. Ek sal 'n tweede instruksie hieroor doen, en ek sal dit hier bespreek, net om te beskryf hoe dit met hierdie konstruksie verband hou.

Stap 1: Lys en verwerking van materiaal

Die PMA bestaan uit 3 samestellings, elke samestelling bevat of gebruik verskillende dele en materiale.

Van bo (laerskant) tot onder (statorkant), 1. Draer draer en boonste dra skikking

2. Stator

3. Laer magneetreeks

1. Die draer en topmagneetopstelling

Hiervoor het ek 3D -gedrukte onderdele hierbo gebruik

1. 150 mm 8 -polige boonste mag en laersteun CV5.stl,
2. laer sy binneste plaat
3. laer sy buitekant
4. 1 "self -uitlijning ID (soos gebruik in standaard kussingsblokke ++ voeg internetskakel by),
5. 25 'van 24g gegalvaniseerde staaldraad
6. 15 'van 10g gegalvaniseerde staaldraad
7. 2 rolle growwe staalwol

Die swaar staaldraad en staalwol kan ook vervang word met staalplaatplate, laser- / waterstraalbesnoeiing, of 'n 3D -gedrukte magnetiese agterplaat kan moontlik wees (maar swaar staaldraad is steeds 'n goeie idee, aangesien dit plastiese vervorming weerstaan tyd). Ek het probeer om 'n agterplaat te giet met epoxy gelaai met ysteroksiedpoeier, en ek het sukses behaal. Die verbetering van die vloedkoppeling tussen magnete in die skikking sywaarts deur 'n meer effektiewe steunplaat te gebruik, behoort die spanning by laer tpm te verhoog. Dit is ook goed om in gedagte te hou dat dit die belangrikste strukturele komponent is, en dat die agterplaat die kragte van die magnete na die domkragpale bring. Die magnetiese kragte wat die plate na mekaar toe trek, kan honderde pond wees, en die kragte neem eksponensieel toe (in blokkies tot by die derde krag) namate die plate naby mekaar kom. Dit kan baie gevaarlik wees, en versigtig moet wees met gereedskap en ander voorwerpe wat na die gemonteerde bord aangetrek kan word of dat dit terug is!

Ek het ongeveer 300 voet 24g bedekte magneetdraad gebruik in die wikkelinge wat ek later in detail sal behandel.

Stap 2: Vervaardiging van die magneetplate

In hierdie aksiale wisselstroom -alternator gebruik ek twee magneetskikkings, een aan elke kant van die statorspoele, om die verstoring tot die minimum te beperk en om die uitset te maksimeer. Dit beteken dat geen magnetiese kern nodig is om die magnetiese veld deur die koperwindings te trek nie, soos die meeste motor/alt geometries doen. Daar is 'n paar aksiale vloedontwerpe wat ferriskerne gebruik, en ek kan in die toekoms 'n paar eksperimente probeer. Ek wil graag 'n 3D -drukbare materiaal met yster probeer.

In hierdie geval het ek 'n 8 -polige magneetskikking in 'n sirkel van 150 mm gekies, met behulp van seldsame aardmagnete van 1 "x1" x0.25 ". Hierdie grootte was om te verseker dat alle dele op 'n bed van 210 mm x 210 mm pas. Oor die algemeen het ek hierdie alternator eers aangepas deur te verstaan dat die groter deursnee, hoe beter in terme van volt per rpm, so groot geword het dat dit gemaklik by my drukbed sou pas. magnete, hoe verder die magnete van die middel af is, hoe vinniger reis hulle, en is daar ook meer ruimte vir koper! Al hierdie dinge kan vinnig optel! Flux -stelsel kan 'n beter huis wees. Klein rotors het nie veel ruimte nie, en dinge kan taamlik styf raak, veral as u 'n deurskag doen, soos ek in hierdie ontwerp gedoen het. Ook as u magneet (radiale lengte) is klein relatief tot u rotordiameter, soos in hierdie een (ongeveer 6 "deursnee tot 1" magneet), dan is die windi ng word 'n bietjie vreemd, want die binnewikkeling is slegs ongeveer die helfte van die buitekant.

Terug na die instruksie! Die manier waarop ek die magneetplate van hierdie alternator bymekaargemaak het, is om eers die magneetplaat (groen) aan die rooi flens/agterplaat te plak. Ek plaas die magneetplaat op 'n paar dun lae laaghout (ongeveer 0,75 dik) en plaas albei op 'n swaar staalplaat sodat die magnete die eenheid kan vasklem. Daarna het ek staaldraad op die agterkant van die magneetplate. Dit het nie heeltemal gegaan soos ek gehoop het nie. Die sterk magnetiese veld het die draad na die middel van die magnete getrek, en ek kon nie elke ry draad buig om perfek by die volgende plek te pas nie Ek het gehoop dat ek net die draad kon inspoel, en die magnetiese vloed sou dit sluit. Volgens het ek probeer om draadringe te sny, en dit was beter, maar nog steeds ver van wat ek sou het gehoop om 'n mooi konsekwente agterplaat van draad te kry. Meer ingewikkelde maniere om dit reg te kry, is moontlik en kan die moeite werd wees om te eksperimenteer. Ek het ook probeer om staalwol, wat in die magnetiese veld verdig is, as 'n steunplaat of vloeistof te gebruik Dit lyk of dit werk, maar die werklike ysterdigtheid was skynbaar nie so hoog nie, so ek di Ek het nie die doeltreffendheid daarvan getoets nie, deels omdat ek geglo het dat die draadstruktuur belangrik was vir die meganiese las op die magneetplate. Die staalwol is ook die moeite werd om in die toekoms te ondersoek, maar waterplate gesnyde staalplate is waarskynlik die volgende opsie wat ek sal probeer.

Daarna het ek die oranje 3D -gedrukte deel geneem en draad deur en om dit gevleg, langs my wat die rigtings van die hoogste vrag, bout tot bout, en bout 'n paar keer op elke hoek was. Ek het dit ook om die boutgate gewikkel waar die draaddraad as draagpale loop om die afstand tussen die plate te hou en aan te pas.

Nadat ek tevrede was dat die magneetplaat en flens goed genoeg was en die oranje agterplaat bevredigend met versterkingsdraad vasgemaak is, het ek die twee met gom verbind. Sorg moet gedra word, aangesien hierdie gomverbinding waterdig moet wees of toemaak. Ek het die eerste twee keer lekkasies gehad, en dit is 'n gemors, mors baie gips en veroorsaak meer spanning as wat u nodig het. Ek beveel aan dat u 'n blou kleefmiddel of 'n ander kougom soos 'n nie -permanente kleefmiddel byhou om vinnig lekplekke te voorkom. Sodra die dele verbind is, vul die versterkingsmateriaal van u keuse. Ek het 'n harde gips gebruik, aangepas met PVA -gom. Die gips moet 10 000 psi saamdruk, maar nie baie spanning nie (dus die draad). Ek wil epoxy met gekapte glas en cabosil, of beton en mengsels, probeer.

'N Handige ding met die gips is dat as u eers skop, u nogal tyd het om moeilik te wees, maar dit is broos en lek of vlekke kan maklik afgekrap word.

In hierdie ontwerp is daar twee magneetplate. Die een het 'n laer, 'n standaard 1 kussingsblok self -uitlijningseenheid. Ek het myne vroeg in die magneetreeks gedruk. Vir die toepassing waarvoor ek dit ontwerp het, sal 'n tweede laer in die turbine bokant die alternator geleë wees, so ek het slegs die een self -inrigende laer gebruik. Dit was uiteindelik 'n bietjie pyn. Hierdie dele kan ook saamgevoeg word met elke magneetplaat met 'n laer, as die uitgangsdrade van die stator intern deur die gemonteerde as gelei word. laat kontra -roterende dryfmotors aan 'n gemeenskaplike, nie -roterende as/buis gemonteer word.

Stap 3: Skep die Stator

In ooreenstemming met my tema om te probeer verduidelik wat ek gedoen het, en waarom dit destyds 'n goeie idee was, benodig die stator 'n bietjie meer ruimte.

In 'n PMA is die wikkelinge gewoonlik stil, terwyl die magnetiese samestellings draai. Dit is nie altyd die geval nie, maar byna altyd. In 'n aksiale vloei -samestelling, met die begrip van die fundamentele 'regterhandreël', word verstaan dat elke geleier wat 'n roterende magnetiese veld teëkom, stroom en spanning tussen die ente van die draad sal genereer, met die hoeveelheid bruikbare stroom proporsioneel in die rigting van die veld. As die veld parallel met die draad beweeg (bv. In 'n sirkel om die rotasie -as), sal geen nuttige stroom opgewek word nie, maar daar sal beduidende wervelstrome ontstaan wat die beweging van die magnete weerstaan. As die draad loodreg loop, word die hoogste spanning en stroomuitset bereik.

'N Ander veralgemening is dat die ruimte binne -in die stator, waardeur die magnetiese vloed tydens rotasie beweeg, vir maksimum wattopbrengs, gevul moet word met soveel koper, alles radiaal gelê, as moontlik. Dit is 'n probleem vir aksiale vloedstelsels met 'n klein deursnee, want in hierdie geval is die oppervlakte wat beskikbaar is vir koper naby die as 'n fraksie van die oppervlakte aan die buitenste rand. Dit is moontlik om 100% koper te kry in die binneste gebied wat die magnetiese veld teëkom, maar binne hierdie meetkunde bring u slegs 50% aan die buitekant. Dit is een van die sterkste redes om weg te bly van te klein aksiale ontwerpe.

Soos ek al voorheen gesê het, gaan hierdie instruksies nie oor hoe ek dit weer sou doen nie, maar eerder om in 'n paar rigtings te wys wat belowend lyk, en 'n paar gate te wys wat op hierdie pad bereik kan word.

By die ontwerp van die stator wou ek dit so buigsaam moontlik maak in terme van volt -uitset per rpm, en ek wou hê dat dit in drie fases moes wees. Vir 'n maksimum doeltreffendheid, deur die opwekking van wervelstrome wat geminimaliseer word, moet enige "been" (elke kant van 'n spoel as 'n 'been' beskou word) slegs een magneet op 'n slag teëkom. As magnete naby mekaar is, of aanraak soos in die meeste hoë -krag -rc -motors, sal gedurende die tyd wat die "been" deur die ommekeer van die magnetiese vloed gaan, aansienlike wervelstrome ontwikkel word. In motortoepassings maak dit nie soveel saak nie, aangesien die spoel deur die beheerder aangeskakel word wanneer dit op die regte plekke is.

Met hierdie konsepte in gedagte het ek die magneetreeks groot gemaak. Die agt magnete in die skikking is elk 1 "in deursnee, en die ruimte tussen hulle is 1/2". Dit beteken dat 'n magnetiese segment 1,5 "lank is en ruimte het vir 3 x 1/2" "bene". Elke "been" is 'n fase, so op een of ander stadium sien die een been neutrale vloed, terwyl die ander twee toenemende vloed en dalende vloed sien. Perfekte 3 -fase -uitset, maar deur die neutrale punt soveel ruimte te gee (om wervelstrome te verminder) en vierkantige (of tertvormige) magnete te gebruik, bereik die vloed amper vroeg, bly hoog en val dan vinnig op nul. Ek dink hierdie tipe uitset word trapezium genoem, en dit kan moeilik wees vir sommige beheerders wat ek verstaan. 1 "ronde magnete in dieselfde apparaat gee meer van 'n ware sinusgolf.

Oor die algemeen is hierdie tuisgemaakte alternators gebou met behulp van "spoele", donutvormige bondels draad, waar elke kant van die doughnut 'n "been" is en die aantal spoele in serie of parallel aan mekaar geheg kan word. Die donuts is in 'n sirkel gerangskik, met hul middelpunte in lyn met die middel van die magneetpad. Dit werk, maar daar is 'n paar probleme. Een probleem is dat, aangesien die geleiers nie radiaal is nie, 'n groot deel van die geleier nie by 90 grade na die magnetiese veld gaan nie, sodat wervelstrome ontstaan wat as hitte in die spoel verskyn en weerstand teen rotasie in die magneetreeks. 'N Ander probleem is dat omdat die geleiers nie radiaal is nie, dit ook nie so mooi bymekaar kom nie. Uitset is direk eweredig aan die hoeveelheid draad wat u in hierdie ruimte kan pas, sodat die uitset verminder word deur nie -radiale "bene". Alhoewel dit moontlik is en soms ook in kommersiële ontwerpe gedoen word, is 'n dubbele eindopwikkeling nodig as 'n serpentine -wikkeling waar die bokant van die een been aan die bokant van die been verbind is om 'n spoel met radiale "bene wat bo en onder verbind is, te draai. volgende gepaste been, en dan word die onderkant van die been verbind met die volgende gepaste been, en aan en aan.

Die ander groot faktor in hierdie tipe aksiale alternators (roterende magnete bo en onder die stator) is die gaping tussen die plate. Dit is 'n kubuswet -verhouding, aangesien u die afstand tussen plate met 1/2 verminder, die magnetiese vloeddigtheid met 8x toeneem. Hoe dunner jy jou stator kan maak, hoe beter!

Met dit in gedagte het ek 'n 4 -lob -kronkelende mal gemaak, 'n stelsel opgestel vir die meting van ongeveer 50 voet draaddrade en die mal 6 keer toegedraai en 'n bondel van ongeveer 6 mm in deursnee gemaak. Ek pas dit op die blou afstandsring vas deur dit deur die gate vas te bind sodat die draadpunte agter uitkom. Dit was nie maklik nie. Dit is 'n bietjie gehelp deur die bondels versigtig vasgemaak te maak sodat dit nie los was nie, en deur my tyd in beslag te neem en 'n gladde houtvormgereedskap te gebruik om drade op hul plek te druk. Sodra hulle almal vasgemaak is, is die blou afstandsring in die grootste van die liggroen vormbakke geplaas, en met die hulp van die donkergroen doughnutvormingsgereedskap, aan die ander kant van die liggroen bad, versigtig plat gedruk met 'n bankbank. Hierdie vormbad het 'n groef om die draaddrade te draai. Dit verg tyd en geduld terwyl u ongeveer 1/5 draai draai, druk, draai en aanhou. Dit vorm die skyf plat en dun, terwyl die eindwindings kan stapel. U sal dalk agterkom dat my wikkel met vier lobbe reguit "bene" het, maar die binne- en buitenste verbindings is nie rond nie. Dit was veronderstel om dit makliker vir hulle te maak om te stapel. Dit het nie so goed uitgewerk nie. As ek dit weer doen, sou ek die binne- en buitekantwindings sirkelvormige paadjies laat volg.

Nadat ek dit plat en dun gekry het, en die rande ingepak het, het ek 'n plat lint om die rand gewikkel om dit te verdig, en nog een op, af en om elke been en dan ook na die een daarby. Nadat dit klaar is, kan u die binddrade verwyder en oorskakel na die kleiner persbak en teruggaan na die skroefdraad en dit so dun en plat as moontlik druk. Sodra dit plat is, verwyder dit dan uit die persbak. In plaas van die ingewikkelde proses om vorms soos hierdie noukeurig te was en met losmaakmiddels te bedek, gebruik ek gewoonlik net 'n paar lae rekwrap (uit die kombuis). Lê 'n paar lae onder in die vorm en lê die veselglas op die rekwrap. Voeg dan die stator -monteerbuis by wat bo -op die liggroen vormbak pas, maar die laag rekwrap en veselglas tussenin het. Voeg dan die statorwikkeling terug op sy plek om die rekwrap en die veselglas af te druk en die stator -monteerbuis vas te maak. Keer dan terug na die skroef en druk weer plat. Sodra dit goed in die bad pas, met die rekwrap en veselglas ingedruk, word veselglasdoek bygevoeg (met 'n gat in die middel vir die stator -monteerbuis).

Nou is dit gereed om die bindmateriaal te giet, en word algemeen gebruik om epoxy of polyesterhars te gebruik. Voordat dit gedoen word, is deeglike voorbereiding belangrik, want as u eers met hierdie proses begin, kan u nie regtig stop nie. Ek het 'n 3D -gedrukte basisplaat gebruik wat ek voorheen gemaak het, met 'n gat van 1 "in die middel en 'n plat plaat om dit. Ek het 'n 16" stuk 1 "aluminiumbuis gebruik wat die stator -buis sou pas en loodreg op die plat plaat gehou. Die groen vormbad, statorwikkeling en stator -monteerbuis is afgeskuif om op die plat plaat te sit. Voordat ek epoksie meng, het ek eers 4 stukke krimpfolie gereedgemaak en 'n vyfde stuk versigtig op die donkergroen vormende doughnut, sodat die minimum plooie op die gesig teen die statorwikkeling sou kom. Nadat ek die epoksie gemeng en op die veselglasdoek gegooi het, lê ek die rekomhulsel versigtig om die buis van 1 "neer en plaas die groen vorm ring bo -op dit. Ek het ook 'n paar ou remrotors voorberei, wat 'n bietjie gewig gegee het, en mooi op die groen vormende donut gesit. Daarna sit ek 'n omgekeerde pot bo -op die remrotors, en bo -op die pot stapel ek ongeveer 100 pond goed. Ek het dit vir 12 uur gelos, en dit het ongeveer 4-6 mm dik uitgekom.

Stap 4: Toets en sensors

Daar is 'n aantal meetbare insette en uitsette van die alternator, en dit is terselfdertyd nie maklik om dit alles te meet nie. Ek is gelukkig om 'n paar gereedskap van Vernier te hê wat dit baie makliker maak. Vernier maak produkte op opvoedkundige vlak, nie gesertifiseer vir industriële gebruik nie, maar baie nuttig vir eksperimente soos ek. Ek gebruik 'n Vernier data logger, met 'n verskeidenheid plug and play sensors. Op hierdie projek gebruik ek stroom- en spanningsondernemings op die gang, om die uitset van die alternator te meet, 'n optiese sensor om die spoed van die alternator te gee, en 'n lassel om die inset van die wringkrag te meet. Al hierdie instrumente word ongeveer 1000 keer per sekonde bemonster en op my skootrekenaar aangeteken, met behulp van die Vernier -logger as 'n AD -deurlaatapparaat. Op my skootrekenaar kan die gepaardgaande sagteware intydse berekeninge uitvoer op grond van die insette, die kombinasie van wringkrag- en snelheidsdata om intydse ingangskagkrag in Watt te gee, en intydse uitsetdata in elektriese Watt. Ek is nie klaar met hierdie toets nie, en insette van iemand wat 'n beter begrip het, sal nuttig wees.

'N Probleem wat ek het, is dat hierdie alternator regtig 'n syprojek is, en daarom wil ek nie te veel meer tyd daaraan bestee nie. Soos dit is, dink ek dat ek dit kan gebruik vir 'n beheerbare vrag vir my VAWT -navorsing, maar uiteindelik wil ek saam met mense werk om dit te verfyn, sodat dit 'n doeltreffende pasmaat vir my turbine is.

Toe ek ongeveer 15 jaar gelede met VAWT -navorsing begin het, het ek besef dat die toets van VAWT's en ander verhuismakers ingewikkelder is as wat die meeste mense besef.

'N Primêre probleem is dat die energie wat in 'n bewegende vloeistof voorgestel word, eksponensieel is vir die bewegingsnelheid. Dit beteken dat as u die spoed van 'n vloei verdubbel, die energie in die stroom 8x toeneem (dit word in blokkies gesny). Dit is 'n probleem, aangesien alternators meer lineêr is en in die algemeen kry u ongeveer 2x die watt as u die toere per minuut van 'n alternator verdubbel.

Hierdie fundamentele wanverhouding tussen die turbine (energieversamelingsapparaat) en die alternator (askrag na nuttige elektriese krag) maak dit moeilik om 'n alternator vir 'n windturbine te kies. As u 'n alternatorwedstryd kies vir u windturbine wat die meeste beskikbare krag sal opwek vanaf 20km/h winde, sal dit waarskynlik eers 20-25km/uur begin draai, aangesien die las op die turbine van die alternator te hoog sal wees. Met die alternatorwedstryd, sodra die wind meer as 20 km is, sal die turbine nie net 'n fraksie van die beskikbare energie in die wind met 'n hoër snelheid opneem nie, die turbine kan te vinnig spoed en beskadig word, aangesien die las wat die alternator verskaf nie hoog is nie genoeg.

In die afgelope dekade het 'n oplossing meer ekonomies geword weens die daling in die prys van elektronika. In plaas daarvan om 'n reeks snelhede aan te pas, bereken die ontwerper die maksimum snelheid waarmee die toestel moet werk, en kies hy 'n alternator op grond van die hoeveelheid energie en die ideale snelheid vir die turbine teen die snelheid, of 'n bietjie hoër. Hierdie alternator sou normaalweg te veel wringkrag by die lae spoedreeks bied as die koppelaar gekoppel is aan die las, en die turbine wat oorlaai word, sal nie al die energie opneem wat dit kan hê as dit behoorlik gelaai word nie. Om die regte lading te skep, word 'n kontroleerder bygevoeg wat die alternator kortliks van die elektriese las ontkoppel, sodat die turbine kan versnel tot die regte snelheid, en die alternator en vrag weer aangesluit word. Dit word MPPT (Multi Power Point Tracking) genoem. Die kontroleerder is so geprogrammeer dat, namate die turbinesnelheid verander (of die spanning van die alternator styg), die alternator duisend keer per sekonde of so gekoppel of ontkoppel word om by die las te pas wat vir die spoed of spanning geprogrammeer is.