Багато саморобні вітряки забезпечуються саморобними генераторами з ротором на постійних магнітах. У мережі є величезна кількість прикладів і інструкцій як зробити такий однофазний генератор. Поговоримо про більш досконалому рішенні.
Трифазний генератор, це ніщо інше, як однофазний з двома додатковими обмотками, незначно зміщеними відносно першої.
В однофазному генераторі, для узгодженої дії всіх обмоток, вони повинні бути по черзі намотані в різному напрямку.
На малюнку видно, що кожна наступна обмотка намотана протилежно попередньої. Перша за годинниковою стрілкою, друга проти годинникової стрілки. Якщо ваш ротор містить 8 постійних магнітів, то у вас повинно бути і 8 обмоток.
У трифазному генераторі ви можете мати 3 обмотки на кожну пару магнітів. Під парою магнітів розуміється один магніт звернений північним полюсом до обмоток і один - південним. Існує безліч варіантів намотування. Наприклад, можна використовувати 8 магнітів і тільки 6 обмоток не перекривають один одного або поставити 3 комплекти з 4-х послідовно з'єднаних обмоток. Нижче подано діаграму з 4 магнітів з ілюстрацією розміщення кожного комплекту обмоток.
На нашому тестовому генераторі, наприклад, одна фаза видає 22В і 10А, в цьому випадку вихід «зірки» буде 38,1В (22 * 1,732) і 10А. Струм залишився таким же як і у однієї фази, тому що при з'єднанні «зіркою» фази з'єднуються послідовно. При з'єднанні «трикутником» ми отримаємо 22В і 17,32А (10 * 1,732). Якщо порахувати потужність двох схем, то вийде: 22 * 17,32 = 381Вт і 38,1 * 10 = 381Вт. І в чому ж переваги кожної схеми?
Зазвичай опір «трикутника» в 3 рази нижче ніж опір «зірки». А тому по обмоткам тече струм, то будуть і втрати потужності. Опір «зірки» нашого генератора становить 1,5 ом, можемо порахувати вихідну потужність. При 600 об / хв і з'єднанні «зіркою» ми отримали напруги 38В. Це близько 16 об / хв на 1В. Т.ч. на 1000 об / хв ми можемо отримати 62,5В. Віднімемо напруга акумуляторної батареї (12,6В) отримаємо 49,9В на виході. При опорі 1,5 Ом струм буде 49,9 / 1,5 = 33,26А. Т.ч. на навантаженні отримаємо потужність 33,26 * 12,6 = 419 Вт. Не так вже й погано.
Тепер для «трикутника». На виході ми отримуємо 22В при тих же оборотах (близько 27 об / хв на 1В). На 1000 об / хв ми отримаємо 37В. Мінус 12,6В на батареї, підсумок: 24,4В. Опір «трикутника» 0,5 Ом, Струм: 24,4 / 0,5 = 48,8А, а потужність: 48,8 * 12,6 = 614Вт. Майже на 200 Вт більше.
Перевага «зірки» в більш високій напрузі при більш низьких оборотах, що означає, що наш тестовий генератор зможе почати заряджати акумулятор на 12,6В вже при 200 об / хв. «Трикутник» для початку заряду знадобиться досягти 340 об / хв.
Але при цьому, перевага трикутника в тому, що, досягнувши більш високих обертів, він зможе видати більш високу потужність.
Тепер треба з'єднати виходи і перетворити змінний струм в постійний для зарядки акумуляторів. Нижче показані дві різні схеми з'єднання 3-х-фазних генераторів: «зірка» та «трикутник» і два різних типи випрямлячів для них: на діодах і готових діодних мостах (діодні збірки для однофазних випрямлячів). Будь-який з представлених випрямлячів може використовуватися для кожної конфігурації фаз.
- Більшість сучасних генераторів в світі - 3-х-фазні.
- Концепція 3-х фаз спочатку була запропонована Нікола Тесла, він і довів їх перевагу над однофазними.
- В одному діапазоні потужностей три фази зазвичай на 150% більше ефективні однієї.
- В однофазних системах потужність падає до нуля 3 рази за кожен оборот генератора, в 3-х-фазних - падіння потужності до нуля протягом обороту не відбувається. Потужність, що подається на навантаження однакова в будь-який момент.
- У 3-х-фазному генераторі перетин проводів може бути на 25% менше ніж перетин проводів в однофазному при однаковій потужності.
Отже, три фази, це не набагато складніше однієї, але набагато ефективніше.
Оригінал статті англійською мовою на сайті WindStuffNow.Com
Віталій, добрий день!
Мені дуже сподобалася Ваша конструкція! Ось намагаюся підвести деяку теоретичну базу, щоб при випробуваннях було зрозуміліше, звідки і які значення вийшли. Вибрав магніти 30-10 N45. Кількість магнітів - 16, обмоток відповідно 48 шт.
Котушки думаю робити проводом 0,5 мм по 50 витків в кожній. З'єднувати «трикутником» (хочу вертикально-осьової вітряк зробити, а у нього обороти менше, ніж у горизонталки).
Зіткнувся при розрахунку з проблемою визначення індукції в центрі котушок. Тим більше з застосуванням кільця-магнітопрівода.
Підкажіть, будь ласка, як її обчислити?
І ще питання, чи підійде для магнітопрівода пакувальна стрічка? Наскільки знаю, вона з низьковуглецевої сталі виготовляється.
Заздалегідь велике спасибі!
З теоретичними розрахунками у мене туго. Тому з розрахунком індукції не допоміг.
На рахунок пакувальної стрічки - піде. Єдине, що перед намотуванням рекомендую її закинути в велике багаття, щоб отжиг зробити. Відпал утворює на поверхні металу оксидну плівку, яка є ізолятором і допоможе боротися з струмами Фуко в муздрамтеатрі.
На 16 магнітів досить 24 котушки. Навіщо 48?
Останнім часом хлопці з форуму snim.flybb.ru мене майже переконали, що вітряки з горизонтальною віссю мають більше переваг, ніж вертікальноосевие. До речі, можу рекомендувати цей форум - там можуть і з розрахунком індукції допомогти.
Прошу вибачення, переплутав. 16 пар полюсів. 32 магніту.
можете сказати скільки витків намотати. і c який проводом користуватися щоб сделат 3-х фазний гініратор. Стобі хфатіла длеа однаво будинку. і які магнітів требуіца і скільки. ну і котушки скoліка сделат. Заздалегідь велике спасибі! у мене сильний вітер і що ви мене порадьте з схеми з'єднання
Уважно вивчив Вашу статтю, маю досвід виготовлення трифазного аксіального генератора і вертикальних ветряков.youtube.com / watch? V = 7nZ-oO-FTfE. З наведеними Вами аргументами не можу погодитися. Ви абсолютно забули про закон збереження енергії, яка ні звідки не береться і нікуди не дівається, а лише переходить з одного виду в інший. Саме тому потужність генератора для вітряка буде визначатися не видом з'єднання, тобто «Зірка» або «трикутник», а приводом на цей генератор. Причому, швидкість обертання вітряка пропорційна швидкості вітру, а потужність має кубічну залежність від швидкості вітру. В ідеалі, потужність генератора повинна мати кубічну залежність від швидкості обертання, що на практиці важко здійснимо. Тому, вітряк буде ефективно працювати лише в дуже малому діапазоні оборотів. Якщо Ви налаштуєте вітряк для роботи на малих вітрах, то він буде малоефективний на великих швидкостях вітру, і навпаки. Ось тут трифазний генератор дає можливість в деяких межах змінювати свої параметри: для малих вітрів комутуватися «зіркою», для більш сильних вітрів - «трикутником». По-моєму, для вітряків, де все залежить від «вітру в полі», який змінюється в дуже великих межах, розглядати генератор без приводу не має ніякого сенсу.
Про закон збереження енергії я не забув. Виробляється генератором потужність буде однакова при будь-якому поєднанні, але в одному випадку більше енергії буде розсіяно у вигляді тепла через опір обмоток самого генератора.
Тобто частина енергії вітру генератор в будь-якому випадку переведе в тепло, від типу з'єднання залежить лише те, яка це буде частина.
Ваш спосіб перекоммутации обмоток небезпечний для генератора - таким способом ви знижуєте заряд акумулятора, але можете спалити обмотки. Для запобігання перезаряду акумулятора треба використовувати балластную навантаження, що підключається до генератора або просто гальмувати вітряк механічним гальмом.
прошу прохання, але мені здається, що є помилка в схемі випремленія 3-х фазного електрики від генератора за схемою зірка. на кінцях обмоток буде фаза, а в центрі з'єднання їх (обмоток) повинен бути провід нуль (земля). або він сидить на Копусов. тепер на мою діодних мостів повинно бути 3 шт. на кожному є 2 вхідних (змінний струм) і два вихідних (постійних) виведення. на один вхід кожного моста надходить своя фаза, а на другий загальний нуль. а виходи тут правильно, тільки також третій з'єднати. якщо я помиляюся, то цікаво буде почути відповідь.
откапалі схеми випремленія зірки без нуля, але тільки на діодах. ще не перевіряв, по ідеї рабочии. але та схема на 2-х мостах, там точно другий міст висить.
В однофазному генераторі полярність котушок чергується, тому що чергуються і полярності магнітів, а чисто котушок дорівнює числу полюсів ротора.
Пояснити на пальцях це можна просто. Коли над однією котушкою полярність змінюється з N на S, над сусідньою полярність змінюється з S на N. Умовно, в першій котушці ми отримуємо напругу зі знаком «плюс», а в другій - «мінус». Якби котушки були через одну перевернуті, то напруга, що генерується в двох сусідніх котушках гасили б один одного. А так одна перевернута і «мінус на мінус дає плюс», ось і отримуємо 2 «плюса».
У запропонованій у мене схемою трифазного генератора котушки йдуть послідовно без перевертання полярності, але при цьому вони розташовуються з кроком через один полюс ротора.
Тут напрямок обмотки котушок не має ніякого значення, головне, щоб направлення всіх котушок збігалися між собою.
І останнє, Микола, краще підучити теорію.
Спасибі, ви на словах так добре бьяснілі що я все зрозумів)
Дякую за дуже докладне пояснення про трефазном генераторі. А то я спочатку сумнівався в целесобразно виготовлення трифазного генератора. Думав - однофазний простіше, і в кінцевому рахунку нам же потрібен буде тільки постійні ток з двома проводами для зарядки акумулятора. Та й при хорошій потужності трифазний струм можна використовувати для асинхронного двигуна. Ситуації можуть бути різні. Для підвищення напруги для такого двигуна потрібен буде підвищувальний трансформатор трифазний. Можуть битьі інші варіанти з генераторами, скажімо - при хорошій потужності вітродвигуна використовувати асинхронний двигун в генераторному режимі додавши до нього між фазами конденсатор для самозбудження, тоді і на виході з такого генератора ми будемо отримувати напругу 380/220 вольт. А з такою напругою можна робити що завгодно. хоч мотором користуватись, хоч робити освітлення, хоч заряджати акумулятори через зарядний пристрій і.т.д. телевізори, холодильники, опалення. Це звичайно мрія кожного доброго господаря, але будь-який винахід починалося з мрії. Працюйте і успіхів вам.
Трифазний генератор з асинхронного двигуна отримують шляхом підключення паперових конденсаторів паралельно обмоток ... ємність на кожен кіловат складе приблизно 60 -70 МКФ на кожну фазу