3D Çaplı Axial Flux Alternatoru və Dinamometr: 4 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

DUR !! BUNU İLK OXUYUN !!! Bu, hələ inkişafda olan bir layihənin rekordudur, zəhmət olmasa dəstək verməkdən çekinmeyin.

Son məqsədim, bu tip motor/alternatorun parametrləşdirilmiş açıq mənbə dizaynına çevrilməsidir. Bir istifadəçi tork, sürət, cərəyan, volt/rpm, ümumi maqnit ölçüləri və bəlkə də boşluq kimi bəzi parametrləri daxil edə bilməli və 3D çap edilə bilən bir sıra.stl və.dxf kəsmə sənədləri yaradılmalıdır.

Etdiklərim, simulyasiya edilmiş bir dizaynı təsdiqləyən bir platforma yaratdı və daha sonra cəmiyyət tərəfindən daha optimal bir cihaza çevrildi.

Qismən, bunu bir dinamometrlə qurmağımın bir səbəbi. Dinamometr, at gücünün və ya milin Watt -ın ölçülməsinə imkan verən tork və sürəti ölçür. Bu vəziyyətdə alternatoru bir dinamometr sistemini qurmağı asanlaşdıran sabit bir mil ilə qurdum və buna görə də RC ESC (ümid edirəm) tərəfindən mühərrik kimi idarə oluna bilər və tork ölçülür mühərrikin səmərəliliyinin təyin olunmasına imkan verən çıxışda, həmçinin sürətdə, V və Amperdə.

Məqsədlərim üçün, dəyişkən sürətli bir motor (simsiz qazmadan artıq, aşağı dişli ilə) və mil tork girişi ölçülür, V və Amper çıxır, bu da real səmərəliliyin əldə olunmasına imkan verir və gözlənilən turbin yükləri simulyasiya olunmaq.

Bu rejimdə, rejenerativ əyləc qabiliyyətinə malik bir RC ESC və bəlkə də VAWT -nin MPPT (Multi Power Point Tracking) əldə etmək üçün apardığı yükü idarə etmək üçün bir Arduino istifadə edəcəyimi ümid edirəm.

MPPT, həm külək turbini idarə etməkdə, həm də günəşdə istifadə olunur, ancaq külək üçün bir az fərqlidir. Külək enerjisi ilə əlaqədar böyük bir problem, küləyin sürəti 10 km/saatdan 20 km/saata qədər ikiqat artdıqca, küləkdən alınan enerji kubla 8 qat artır. 10W 10km/saatda mövcud idisə, 20km/saatda 80W mövcuddur. Daha çox enerjiyə sahib olmaq çox gözəldir, amma alternatorların çıxışı sürət ikiqat artdıqca yalnız iki dəfə artır. Beləliklə, 20km/saat külək üçün mükəmməl alternatorunuz varsa, yükü o qədər güclü ola bilər ki, 10km/saatda belə başlamaz.

MPPT, alternativi çox tez bir zamanda ayırmaq və sonra yenidən bağlamaq üçün ağır vəziyyətdə olan bir bərk vəziyyət açarı istifadə etməkdir. Bir alternatorun nə qədər yük daşıdığını tənzimləməyinizə imkan verir və MPPT -nin Multi, fərqli sürətlər üçün fərqli yüklər təyin edə biləcəyiniz deməkdir.

Bu çox faydalıdır, çünki bütün növ turbinlər, yük mövcud enerjiyə və ya külək sürətinə uyğun gələndə maksimum enerjisini toplayır.

BELƏ Kİ

Bu bir resept deyil, amma yazdığımdan kopyalana biləcəyinə inanıram və əlavə məlumat verməkdən məmnun olaram, amma ən yaxşı seçimin, dövrələr və sensorlar yarışması bitməmiş mənə təkmilləşdirmələr təklif etməyi təklif edirəm., hesab edə biləcəyim, cavab verə biləcəyim və bəlkə də bu təlimatı yaxşılaşdıra biləcəyim üçün.

Məlumatı yeniləməyə, nəzərdən keçirməyə və əlavə etməyə davam edəcəyəm, buna görə də indi maraqlıdırsa, bir az sonra yenidən yoxlamaq istəyə bilərsiniz, amma ümid edirəm ki, 29/19 İyul tarixində Sensorlar yarışması bitməmiş xeyli işlər görəcəyəm.

Ayrıca, mən xüsusi bir sosial heyvan deyiləm, amma arada bir arxadan vurmağı xoşlayıram və burada olmağımın səbəblərindən biri budur:-) Mənim işimi görməkdən zövq alırsansa və görmək istədiyini söylə daha çox zəhmət olmasa:-)

Bu layihə, turbin dizaynlarımı yoxlamaq üçün nəzarət edilə bilən bir yük istədiyim üçün və başqalarının da istifadə edə bilməsi üçün asanlıqla təkrarlana bilən olmasını istədiyim üçün ortaya çıxdı. Bu məqsədlə, başqa bir dəzgah alətinə ehtiyac duyulmadan, yalnız FDM printeri ilə qurula biləcək bir şey hazırlamağa məcbur oldum. Çindən bir neçə məhsul olsa da, yüksək torka, aşağı sürətə, əyilməyən alternatora olan ehtiyacı ödəyən bir çox ticarət məhsulu görünmür. Ümumiyyətlə, çox tələbat yoxdur, çünki dişli sistemləri çox ucuz və elektrik çox ucuzdur.

İstədiyim şey 40-120 rpm-də 12V ətrafında, 120-200rpm-də 600-750W ətrafında olan bir şey idi. Həm də RC dünyasının ucuz 3 fazalı PMA nəzarətçiləri ilə (ESC Elektron Sürət Nəzarətçiləri) uyğun olmasını istəyirdim. Yekun bir qaçışçı olması (mıknatıslı korpus və ya mərmi dönər, statorlu şaft isə hərəkətsiz olar), gövdənin hər tərəfinə keçən bir şaft və şafta sıxışan bir stator.

Bu öyrədici bir iş davam edən bir işdir və bunu insanların prosesə bir baxış əldə edə bilməsi üçün göndərirəm, çünki kopyalamalı olduqlarını düşünürəm. Dəyişdirəcəyim əsas şey, qurduğum tel dəstək lövhəsinin maqnit sahələrini halqanın ətrafına düzgün istiqamətləndirmək üçün kifayət qədər güclü olmamasıdır, ona görə də bu maqnitlərdə ödənilən maqnit axınının çox hissəsi arxadan boşa gedir. Qısa müddətdə hazırlayacağım dizaynı yenidən hazırladığımda, çox güman ki, cnc kəsilmiş polad lövhələr kimi maqnit dəstəkləyici lövhələr edərdim. Polad olduqca ucuz, daha güclü olardı və bu quruluşun çox hissəsini asanlaşdırardı. Burada göstərdiyim kimi FDM/tel/gips kompozitləri etmək maraqlı idi və dəmir yüklü PLA ilə hər şey fərqli olardı. Həqiqətən davam edəcək bir şey istəmək qərarına gəldim, buna görə də polad plitələr.

Bu VAWT sınamaq üçün istifadə edəcəyim bu versiyada yaxşı irəliləyiş əldə etdim. Aşağı gərginlikli performans baxımından hələ də orda deyiləm. Düşünürəm ki, Wattage/Torkum düzgün top meydançasındadır, işlər irəlilədikcə yeniləyəcəyəm, amma bu anda əlimdə olanların idarə oluna bilən yük olmaq üçün yaxşı bir şansı var. Ölü qısaldıldıqda, turbini sınamaq üçün kifayət qədər çox tork müqaviməti təmin edə bilir. Sadəcə idarə olunan bir müqavimət bankı qurmalıyam və bu işdə mənə kömək edən bir dostum var.

Qısaca müraciət edəcəyim bir şey, bir çox insanlar kimi, bir neçə ildir ki, 20-30 kq həzz aldığım 3D (FDM istifadə edən PLA) printerə sahibəm. Hər hansı bir ölçüdə/gücdə olan hissələr ya bahalı, həm də çox yavaş çap olunur, ya da ucuz, sürətli və çürük olsa da, tez -tez sinir bozucu oluram.

Neçə min bu 3D printerin olduğunu bilirəm, çox vaxt heç bir iş görmürəm, çünki çox uzun çəkir və ya faydalı hissələr hazırlamaq çox baha başa gəlir. Eyni printerdən və PLA -dan daha sürətli hissələri gücləndirmək üçün maraqlı bir həll tapdım.

Mən bunu "tökülmüş bir quruluş" adlandırıram, burada çap olunmuş obyekt (1 və ya daha çox çap olunmuş hissədən, bəzən rulmanlardan və şaftlardan ibarətdir), sərtləşdirici maye doldurucusu ilə tökülmək üçün nəzərdə tutulmuş boşluqlarla hazırlanır. Əlbəttə ki, tökülmüş doldurma üçün bəzi açıq seçimlər, yüksək möhkəmlik və yüngül yığımlar üçün istifadə edilə bilən qısa lifli doğranmış şüşə liflə dolu epoksi kimi bir şey olardı. Daha aşağı qiymət, daha ekoloji cəhətdən təmiz bir fikir də sınayıram. Bu "tökülmüş quruluş" qurğusunun digər tərəfi, dolduracağınız boşluğun və ya boşluğun çap edilmiş "kalıp/tıxac" üzərində əvvəlcədən bərkidilmiş kiçik diametrli yüksək gərginlikli elementlərə malik olmasıdır ki, bu da nəticədə meydana gələn quruluşu yaradır. materialdan və quruluşdan, Stressed Skin (PLA kılıfı) bir hissəsidir, lakin yüksək çəkilmə dayanıqlı elementləri özündə ehtiva edən yüksək sıxılma dayanıqlı nüvəyə malikdir. Bununla bağlı ikinci bir təlimat verəcəyəm, buna görə burada yalnız bu quruluşa necə aid olduğunu əhatə edəcəyəm.

Addım 1: Materialların siyahısı və prosesi

PMA, hər bir tərkibində müxtəlif hissələrdən və materiallardan ibarət və ya istifadə olunan 3 montajdan ibarətdir.

Yuxarıdan (daşıyıcı tərəfdən) aşağıya (stator tərəfi), 1. Rulman Daşıyıcısı və Üst Rulman Dizisi

2. Stator

3. Aşağı Maqnit Dizisi

1. Rulman Daşıyıcısı və Üst Maqnit Dizisi

Bunun üçün yuxarıda sadalanan 3D çaplı hissələrdən istifadə etdim

1. 150mm8 dirəkli yuxarı mag və rulman dəstəyi CV5.stl,
2. daşıyan tərəfin daxili plakası
3. rulman tərəfi xarici plaka
4. 1 "ID özünü tənzimləyən rulman (standart yastıq bloklarında istifadə edildiyi kimi ++ internet bağlantısı əlavə edin),
5. 25 '24g sinklənmiş polad tel
6. 15 '10g sinklənmiş polad tel
7. 2 rulon qaba polad yun

İsteğe bağlı olaraq ağır polad tel və polad yun, polad dayaq lövhələri, lazer / su jeti kəsmə və ya 3D çaplı maqnit dayaq lövhəsi ilə əvəz edilə bilər (lakin ağır bəzi polad tellər plastik deformasiyaya müqavimət göstərəcəyi üçün hələ də yaxşı bir fikirdir. vaxt). Dəmir oksid tozu ilə dolu bir epoksi ilə bir boşqab tökməyə çalışdım və bir az uğur qazandım. Daha təsirli bir dəstək lövhəsi istifadə edərək dizdəki maqnitlər arasındakı axın birləşməsini yaxşılaşdırmaq, aşağı rpm -də Voltları artırmalıdır. Bunun əsas struktur komponenti olduğunu və arxa plakanın qüvvələri maqnitdən tutma dirəklərinə köçürdüyünü də unutmamaq yaxşıdır. Plitələri bir -birinə doğru çəkən maqnit qüvvələri yüzlərlə funt ola bilər və plitələr bir -birinə yaxınlaşdıqca qüvvələr qat -qat artır (Cubed, üçüncü gücə qədər). Bu çox təhlükəli ola bilər və yığılmış lövhəyə və ya geri dönə biləcək alətlərə və digər əşyalara diqqət yetirilməlidir!

Daha sonra ətraflı əhatə edəcəyim sarımlarda təxminən 300ft 24g örtülmüş maqnit teli istifadə etdim.

Addım 2: Maqnit lövhələrinin hazırlanması

Bu eksenel axın alternatorunda, cogging'i minimuma endirmək və çıxışı maksimuma çatdırmaq üçün stator bobinlərinin hər tərəfində biri olan iki maqnit dizisi istifadə edirəm. Bu o deməkdir ki, əksər motor/alt həndəsələrində olduğu kimi maqnit sahəsini mis sarımlardan çəkmək üçün heç bir maqnit nüvəsinə ehtiyac yoxdur. Dönmə nüvələrini istifadə edən bəzi eksenel axın dizaynları var və gələcəkdə bəzi təcrübələri bu şəkildə sınaya bilərəm. 3d çap edilə bilən dəmir yüklü bir material sınamaq istərdim.

Bu vəziyyətdə, 1 "x1" x0.25 "nadir torpaq maqnitlərindən istifadə edərək təxminən 150 mm dairədə 8 qütblü bir maqnit massivi seçdim. Bu ölçü, bütün hissələrin 210 mm x 210 mm çap yatağına uyğun olmasını təmin etmək üçün idi. Ümumiyyətlə, əvvəlcə bu alternatoru ölçdüm, daha böyük diametrin, rpm başına volt baxımından daha yaxşı olduğunu, buna görə də çap yatağımın rahatlığına uyğun olacağı qədər böyük hala gətirdiyini başa düşdüm. maqnitlər, mərkəzdən nə qədər uzaqdırsa, daha sürətli səyahət edirlər və mis üçün daha çox yer var! Bütün bunlar tez bir araya gələ bilər! Ancaq gəldiyim qənaət budur ki, bu ölçü aralığında şərti flux sistemi daha yaxşı bir ev quruluşu ola bilər. Kiçik rotorların çox yeri yoxdur və işlər çox sıx ola bilər, xüsusən də bu dizaynda etdiyim kimi bir şaft keçirirsinizsə. Mıknatısınız (radial uzunluq) rotorun diametrinə nisbətən kiçikdir, məsələn bu vəziyyətdə (təxminən 6 "diametrdən 1" maqnitə qədər), sonra külək ng bir az qəribə gəlir, daxili son sarım yalnız xarici uzunluğun təxminən 1/2 hissəsidir.

Təlimata qayıdın! Bu alternatorun maqnit lövhələrini yığdığım yol, əvvəlcə maqnit lövhəsini (yaşıl) qırmızı flanş/arxa plakaya yapışdırmaqdır. Sonra maqnit lövhəsini bir neçə nazik kontrplak təbəqəsinə (təxminən.75 qalınlığında) qoydum və hər ikisini də ağır bir polad lövhəyə qoydum ki, maqnitlər qurğunu yerində sıxsınlar. Sonra polad məftilin üstünə Maqnit lövhələrinin arxası. Bu, gözlədiyim kimi getmədi. Güclü maqnit sahəsi teli maqnitlərin mərkəzinə çəkdi və hər bir sıra, telin bir sonrakı yerə mükəmməl uyğunlaşması üçün bükülmədim., ilk sarğını silkələmədən. Mən ümid edirdim ki, məftili bir yerə yığa bilərəm və maqnit axını onu bağlayacaq. Sonra tel halqalarını kəsməyə çalışdım və bu daha yaxşıdır, amma yenə də istədiyimdən çox uzaqdır. teldən gözəl bir ardıcıl dəstək plakası əldə etmək ümidindəyəm. Bunu etmək üçün daha mürəkkəb yollar mümkündür və gələcəkdə sınaqdan keçirməyə dəyər ola bilər. Mən də maqnit sahəsində sıxılmış polad yunu arxa plitə və ya axın kimi istifadə etməyə çalışdım. dönüş yolu. Bu iş kimi görünürdü, amma əslində dəmir sıxlığı o qədər də yüksək deyildi, buna görə də di Qismən tel quruluşunun maqnit plitələrindəki mexaniki yüklər üçün əhəmiyyətli olduğuna inandığım üçün effektivliyini sınamayın. Polad yun da gələcək araşdırmalara dəyər ola bilər, ancaq su jeti ilə kəsilmiş polad lövhələr, ehtimal ki, sınayacağım növbəti seçimdir.

Sonra, narıncı rəngli 3D çaplı hissəni götürdüm və hər küncdə bir neçə dəfə ortaladığım ən yüksək yük, bolt -bolt və bolt istiqamətləri kimi göründüyü yerdən və ətrafında tel toxudum. Plitələr arasındakı boşluğu saxlamaq və tənzimləmək üçün bütün ip çubuğunun bağlama dirəkləri kimi keçdiyi bolt deliklərinin ətrafına da sardım.

Maqnit lövhəsinin və flanşının kifayət qədər yaxşı olduğuna və narıncı dəstəkləyici plakanın möhkəmləndirici məftil ilə qənaətbəxş yivlənməsinə razı olduqdan sonra yapışqanla ikisinə qoşuldum. Bu yapışqan birləşmənin su keçirməyən və ya yaxın olması lazım olduğuna diqqət yetirilməlidir. İlk iki dəfə sızıntı keçirdim və bu qarışıqlıqdır, çoxlu gips israf edir və ehtiyacınızdan daha çox stressdir. Sızıntıları tez bir zamanda düzəltmək üçün bir az mavi yapışqan və ya daimi olmayan yapışqan kimi başqa bir saqqız saxlamağı məsləhət görürəm. Parçalar birləşdirildikdən sonra seçdiyiniz möhkəmləndirici materialla doldurun. PVA yapışqan ilə dəyişdirilmiş sərt bir gips istifadə etdim. Gipsin 10 000 psi sıxıcıya çatacağı ehtimal edilir, lakin gərginlikdə çox deyil (beləliklə tel). Doğranmış şüşə, kabosil və ya beton və qarışıqlarla epoksi sınamaq istərdim.

Gips haqqında lazımlı bir şey, vurduqdan sonra çətin olduğu bir müddətə sahib olmağınızdır, lakin kövrək və sızan və ya ləkələr asanlıqla kazıla və ya yıxıla bilər.

Bu dizaynda iki maqnit lövhəsi var. Birində rulman, standart 1 yastıq bloku özünü tənzimləmə vahidi var. Minanı əvvəlcədən maqnit dizisinə basdırdım. Bunu dizayn etdiyim tətbiq üçün alternatorun üstündəki turbində ikinci bir rulman yerləşəcək. Yalnız bir özünü tənzimləyən yatağı istifadə edirdi. Bu, sonda bir az ağrıydı. Bu hissələr, hər bir maqnit lövhəsi ilə birlikdə, əgər statordan çıxan tellər daxili olaraq quraşdırılmış şaftdan keçirilərsə, montaj edilə bilər. əks dönən pervanelerin ümumi, dönməyən bir şaft/boruya monte edilməsinə icazə verin.

Addım 3: Statorun yaradılması

Nə etdiyimi və o vaxt niyə yaxşı bir fikir kimi göründüyünü izah etməyə çalışdığım mövzuya uyğun olaraq, stator bir az daha çox yer tələb edəcək.

Bir PMA -da, ümumiyyətlə sarımlar sabitdir, maqnit qurğuları isə fırlanır. Bu həmişə belə deyil, demək olar ki, həmişə. Eksenel axın yığıncağında, əsas "sağ əl qaydası" anlayışı ilə, fırlanan bir maqnit sahəsi ilə qarşılaşan hər bir dirijorun, telin ucları arasında yaranan cərəyan və gərginliyə malik olacağı, faydalı cərəyanın miqdarı mütənasib olduğu anlaşılır. sahənin istiqamətinə. Sahə telə paralel hərəkət edərsə (məsələn, fırlanma oxu ətrafında bir dairədə), faydalı bir cərəyan yaranmayacaq, ancaq maqnitlərin hərəkətinə müqavimət göstərən əhəmiyyətli girdablı cərəyanlar yaranacaq. Tel dik olaraq hərəkət edərsə, ən yüksək gərginlik və cərəyan çıxacaq.

Başqa bir ümumiləşdirmə, maqnit axınının fırlanma zamanı keçdiyi boşluq, maksimum vat çıxışı üçün, mümkün qədər hamısı radial şəkildə qoyulmuş mislə doldurulmalıdır. Bu, kiçik diametrli eksenel axın sistemləri üçün bir problemdir, çünki bu halda, şaftın yaxınlığındakı mis üçün mövcud olan sahə xarici kənarındakı sahənin bir hissəsidir. Maqnit sahəsinin ən çox qarşılaşdığı ərazidə 100% mis əldə etmək mümkündür, ancaq bu həndəsə içərisində yalnız 50% -i kənar kənarda əldə edir. Bu, çox kiçik olan eksenel axın dizaynlarından uzaq durmağın ən güclü səbəblərindən biridir.

Daha əvvəl dediyim kimi, bu təlimat bir daha necə edəcəyimlə bağlı deyil, daha çox perspektivli görünən bəzi istiqamətlərə işarə etmək və bu yolda əldə edilə bilən çuxurların bir qismini göstərməkdir.

Statoru dizayn edərkən, rpm başına volt çıxışı baxımından mümkün qədər çevik etmək istədim və 3 fazalı olmasını istədim. Maksimum səmərəlilik üçün, yaranan girdap cərəyanlarını minimuma endirməklə, hər hansı bir "ayaq" (bir bobinin hər tərəfi "ayaq" olaraq düşünülməlidir) bir anda yalnız bir maqnitlə qarşılaşmalıdır. Maqnitlər bir -birinə yaxındırsa və ya bir çox yüksək çıxışlı rC mühərriklərində olduğu kimi toxunarsa, "ayağın" maqnit axınının tərsindən keçdiyi müddət ərzində əhəmiyyətli girdab cərəyanları inkişaf edər. Motor tətbiqlərində bu, o qədər də önəmli deyil, çünki bobin doğru yerlərdə olduqda nəzarətçi tərəfindən enerjiləşdirilir.

Bu anlayışları nəzərə alaraq maqnit massivini ölçdüm. Dizidəki səkkiz maqnitin hər biri 1 "enindədir və aralarındakı boşluq 1/2" dir. Bu, maqnit seqmentinin 1,5 "uzunluğunda olması və 3 x 1/2" "ayaqları" üçün bir yerə sahib olması deməkdir. Hər bir "ayaq" bir fazadır, buna görə də hər hansı bir anda bir ayağınız neytral axını görür, digər ikisi isə artan axını və azalan axını görür. Mükəmməl 3 fazalı çıxış, neytral nöqtəyə bu qədər boş yer verərək (girdablı cərəyanları minimuma endirməklə) və kvadrat (və ya pasta şəkilli) maqnitlərdən istifadə edərək, axının axını demək olar ki, erkən zirvəyə qalxır, yüksək qalır və sonra tez sıfıra enir. Düşünürəm ki, bu tip trapezoiddir və başa düşdüyüm bəzi nəzarətçilər üçün çətin ola bilər. Eyni aparatdakı 1 "yuvarlaq maqnitlər daha çox əsl sinus dalğası verir.

Ümumiyyətlə, bu evdə qurulmuş alternatorlar, pişi hər tərəfinin "ayağı" olduğu və bobin sayının bir -birinə bağlana biləcəyi "bobinlər", çörek formalı tel paketlərindən istifadə edilməklə qurulmuşdur. Donutlar bir dairədə düzülmüşdür, mərkəzləri maqnit yolunun mərkəzi ilə hizalanmışdır. Bu işləyir, amma bəzi problemlər var. Məsələlərdən biri budur ki, iletkenler radial olmadığından, bir çox dirijor 90 dərəcə maqnit sahəsinə keçmir, buna görə də bobində istilik və maqnit massivində fırlanma müqaviməti kimi görünən girdablı cərəyanlar yaranır.. Başqa bir məsələ, dirijorların radial olmadığı üçün bir -birinə o qədər də gözəl yığılmamasıdır. Çıxış, bu məkana sığa biləcəyiniz telin miqdarı ilə birbaşa mütənasibdir, buna görə də çıxış radial olmayan "ayaqları" ilə azalır. Mümkün olsa da və bəzən kommersiya dizaynında olsa da, yuxarı və aşağı birləşdirilmiş radial "ayaqları olan bir bobini külək etmək üçün, bir ayağının üst hissəsinin üst ilə birləşdirildiyi bir ilan sargısı qədər 2 qat daha çox uclu sarım lazımdır. Növbəti uyğun ayaq və sonra bu ayağın alt hissəsi bir sonrakı uyğun ayağa birləşdirilir və davam edir.

Bu tip Axial flux alternatorlarında (statorun üstündə və altında fırlanan maqnitlər) digər böyük amil plitələr arasındakı boşluqdur. Bu, bir kub qanunu əlaqəsidir, çünki lövhələr arasındakı məsafəni 1/2 azaldaraq, maqnit axını sıxlığı 8 dəfə artır. Statorunuzu nə qədər incə edə bilsəniz, bir o qədər yaxşıdır!

Bunu nəzərə alaraq, 4 loblu bir sarma qurğusu düzəltdim, təxminən 50 fut tel telləri ölçmək üçün bir sistem qurdum və cihazı 6 dəfə bükərək, diametri təxminən 6 mm olan tel dəstələri yaratdım. Bunları mavi boşluq halqasına yerləşdirirəm, onları deliklərdən bağlayıram, tel telləri arxadan çıxdı. Bu asan deyildi. Boşluqların boş qalmaması üçün diqqətlə yapışdıraraq və vaxtımı alaraq və telləri yerinə itələmək üçün hamar bir taxta düzəldici alətdən istifadə edərək bir az kömək oldu. Hamısı yerində bağlandıqdan sonra, mavi boşluq halqası açıq yaşıl rəngli vannaların ən böyüyünə və tünd yaşıl çörək düzəldici vasitənin köməyi ilə açıq yaşıl çəlləyin digər tərəfinə diqqətlə düz basıldı. bir dəzgah köməkçisi. Bu formalaşdırma çəlləyində bağlama telinin bükülməsi üçün bir yiv var. Bu, 1/5 döngəni diqqətlə döndərərkən, basıb, döndərərkən və davam edərkən vaxt və səbr tələb edir. Bu, diski düz və nazik hala gətirir, eyni zamanda son sarımların yığılmasına imkan verir. 4 loblu sarımın düz "ayaqları" olduğunu, ancaq daxili və xarici əlaqələrin yuvarlaq olmadığını görə bilərsiniz. Bu onların yığılmasını asanlaşdırmalı idi. O qədər də yaxşı nəticə vermədi. Yenidən etsəydim, iç və xarici uc sarımlarını dairəvi yollarla getməyə məcbur edərdim.

Düz və incə olduqdan və kənarları yığışdırıldıqdan sonra onu sıxmaq üçün kənarına düz bir lent bağladım, digəri hər ayağımın yuxarı, aşağı və ətrafına, sonra da yanındakıa. Bunu etdikdən sonra bağlama tellərini çıxarıb daha kiçik presləmə vannasına keçirə bilərsiniz və maşının yanına qayıdıb mümkün qədər nazik və düz bir şəkildə basa bilərsiniz. Düzəldikdən sonra pres vannasından çıxarın. Kalıpları diqqətlə ağartma və sərbəst buraxma birləşmələri ilə örtmək kimi mürəkkəb bir prosesin əvəzinə, ümumiyyətlə bir neçə qat uzanan sarğı (mətbəxdən) istifadə edirəm. Kalıbın dibinə bir neçə təbəqə qoyun və fiberglası streç sarğıya qoyun. Daha sonra açıq yaşıl rəngli çəlləkin üst hissəsinə uyğun olan, lakin arasına gərmə örtüyü və fiberglas qatına malik olan stator montaj borusunu əlavə edin. Sonra stator sarımını həm gərmə sarğısını, həm də fiberglasdan aşağı itələmək üçün yerə əlavə edin və statorun montaj borusunu yerinə kilidləyin. Sonra vitse -yə qayıdın və yenidən düz basın. Küvetin içərisinə yaxşı oturduqdan sonra, gərmə sarğısı və şüşə elyafın içərisinə sıxışdırıldıqdan sonra, fiberglas parça əlavə olunur (mərkəzdə stator montaj borusu üçün bir deşik ilə).

İndi yapışdırıcı material tökməyə hazırdır, epoksi və ya polyester qatranı çox istifadə olunur. Bunu etməzdən əvvəl diqqətlə hazırlaşmaq vacibdir, çünki bu prosesi başladıqdan sonra dayandıra bilməzsiniz. Daha əvvəl hazırladığım, mərkəzində 1 "çuxur və ətrafında düz bir boşqab olan 3D çaplı bir baza plitə istifadə etdim. Stator montaj borusunun üstünə oturacaq şəkildə yerləşə biləcəyi 16" 1 "alüminium borudan istifadə etdim. Düz lövhəyə dik olaraq tutuldu. Yaşıl formalaşdırıcı küvet, stator sarğı və stator montaj borusu düz lövhədə oturmaq üçün aşağı sürüşdürüldü. Epoksi qarışdırmadan əvvəl əvvəlcə 4 ədəd büzüşmə sarğı hazırladım və diqqətlə 5 -ci hissəni qoydum tünd yaşıl rəngli donut, buna görə də statorun sarımına qarşı üzündə minimum qırışlar olardı. Epoksi qarışdırıb fiberglas parçaya tökdükdən sonra diqqətlə 1 düymlük borunun ətrafına uzanan sarğı qoydum və yaşıl qoydum. üstündə halqa əmələ gətirir. Mən də bir az ağırlıq verən və yaşıl formalı pişi üzərində gözəl oturan bir neçə köhnə əyləc rotoru hazırlayardım. Bundan sonra əyləc rotorlarının üzərinə tərs bir qazan qoydum və qazanın üstünə təxminən 100 lbs şey yığdım. Bunu 12 saat tərk etdim və təxminən 4-6 mm qalınlığında çıxdı.

Addım 4: Test və Sensorlar

Alternatordan bir çox ölçülə bilən giriş və çıxış var və bunların hamısını ölçmək eyni zamanda asan deyil. Vernier -dən bunu asanlaşdıran bəzi vasitələrə sahib olduğum üçün çox şanslıyam. Vernier, sənaye səviyyəsində sertifikatlaşdırılmamış, lakin mənim kimi təcrübə aparanlar üçün çox faydalı olan təhsil səviyyəli məhsullar hazırlayır. Müxtəlif qoşma və istifadə sensorları olan bir Vernier məlumat qeyd cihazından istifadə edirəm. Bu layihədə alternator çıxışını ölçmək üçün zala əsaslanan cərəyan və gərginlik problarından, alternator sürətini vermək üçün optik sensordan və tork girişini ölçmək üçün yük hücrəsindən istifadə edirəm. Bütün bu alətlər saniyədə təxminən 1000 dəfə nümunə götürülür və AD keçid cihazı olaraq Vernier logger istifadə edərək noutbukuma yazılır. Dizüstü kompüterimdə əlaqəli proqram təminatı, girişlərə əsaslanan real vaxt hesablamaları apara bilər, tork və sürət məlumatlarını birləşdirərək Vattda real vaxt giriş mil gücünü və elektrik vattında real vaxt çıxış məlumatlarını verir. Mən bu testi bitirməmişəm və daha yaxşı anlayışı olan birinin verdikləri kömək olardı.

Məndə olan bir problem, bu alternatorun həqiqətən bir yan layihə olmasıdır və buna görə daha çox vaxt sərf etmək istəmirəm. Olduğu kimi, VAWT tədqiqatım üçün nəzarət edilə bilən bir yük üçün istifadə edə biləcəyimi düşünürəm, amma nəticədə insanlarla işləmək istərdim ki, bu mənim turbinim üçün səmərəli bir uyğunluq olsun.

Təxminən 15 il əvvəl VAWT tədqiqatına başladığımda anladım ki, VAWT və digər əsas daşıyıcıları sınamaq əksər insanların düşündüyündən daha mürəkkəbdir.

Əsas məsələ, hərəkət edən bir mayedə təmsil olunan enerjinin hərəkət sürətinə nisbətdə olmasıdır. Bu o deməkdir ki, bir axının sürətini ikiqat artırdıqca, axının içindəki enerji 8 dəfə artır (kub şəklindədir). Bu bir problemdir, çünki alternatorlar daha xətti və ümumiyyətlə, bir alternatorun rpmini iki dəfə artırsanız, təxminən 2x vat əldə edəcəksiniz.

Türbin (enerji toplama cihazı) ilə alternator (şaft gücü faydalı elektrik enerjisinə) arasındakı bu əsas uyğunsuzluq külək turbini üçün alternator seçilməsini çətinləşdirir. Külək turbininiz üçün 20km/saat küləklərdən ən çox güc əldə edəcək bir alternator uyğunluğu seçsəniz, alternatordan gələn turbindəki yük çox yüksək olacağı üçün 20-25km/saata qədər dönməyə başlamaz.. Bu alternator matçı ilə, külək 20 km -dən yuxarı qalxdıqda, təkcə turbin daha yüksək küləkdə olan enerjinin yalnız bir hissəsini ələ keçirə bilməz, turbin sürətini artıra bilər və alternatorun verdiyi yük yüksək olmadığı üçün zədələnə bilər. yetər.

Son on ildə idarəetmə elektronikasının qiymətinin düşməsi səbəbindən bir həll daha iqtisadi hala gəldi. Dizayner, bir sıra sürətlərə uyğun gəlmək əvəzinə, cihazın işləməsi üçün nəzərdə tutulan maksimum sürəti hesablayır və bu sürətdə və ya bir az yuxarıda olan turbin üçün enerji miqdarına və ideal sürətə əsaslanaraq alternator seçir.. Bu alternator, yükünə qoşulduqda, normal olaraq aşağı sürət aralığında çox çox tork təmin edər və həddindən artıq yüklənmiş turbin düzgün yüklənsəydi əldə edə biləcəyi enerjini toplamaz. Düzgün yük yaratmaq üçün alternatoru elektrik yükündən bir anda ayıran və turbinin lazımi sürətə çatmasına imkan verən bir nəzarətçi əlavə olunur və alternator və yük yenidən bağlanır. Buna MPPT (Çoxlu Power Point İzləmə) deyilir. Nəzarətçi, turbin sürəti dəyişdikdə (və ya alternator gərginliyi artdıqda), alternator saniyədə min dəfə bu sürət və ya gərginlik üçün proqramlaşdırılmış yükə uyğun olaraq bağlanır və ya ayrılır.