Alternatori dhe Dinamometri i Fluksit Aksial të Shtypur 3D: 4 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:19

STOP !! LEXO K THT PAR !!! Ky është një rekord i një projekti që është ende në zhvillim, ju lutemi mos ngurroni të ofroni mbështetje.

Qëllimi im përfundimtar është që ky lloj motori/alternatori të bëhet një model i parametrizuar me burim të hapur. Një përdorues duhet të jetë në gjendje të fusë disa parametra, si çift rrotullues, shpejtësinë, rrymën, volt/rpm, madhësitë e zakonshme të magnetit dhe ndoshta hapësirën në dispozicion, dhe një seri skedarësh të prerë.stl dhe.dxf duhet të gjenerohen.

Ajo që kam bërë është krijimi i një platforme që mund të vërtetojë një dizajn të simuluar, i cili më pas mund të evoluojë në një pajisje më optimale nga komuniteti.

Pjesërisht, kjo është një arsye pse e kam vendosur këtë me një dinamometër. Një dinamometër mat çift rrotullues dhe shpejtësi për të lejuar hp, ose boshtin Watt të maten. Në këtë rast unë kam ndërtuar alternatorin me një bosht të palëvizshëm, i cili e bën më të thjeshtë ngritjen e një sistemi dinamometër, dhe kështu mund të konfigurohet që të drejtohet si motor nga një RC ESC (shpresoj), dhe çift rrotullues i matur në dalje, si dhe shpejtësinë, V dhe Amper, duke lejuar që të përcaktohet efikasiteti i motorit.

Për qëllimet e mia, ajo mund të drejtohet nga një motor me shpejtësi të ndryshueshme (tepricë nga stërvitja pa kabllo, me ingranazh hap poshtë), dhe matja e hyrjes së çift rrotullues të boshtit, si dhe V dhe Amper jashtë, duke lejuar gjenerimin e efikasitetit real dhe ngarkesat e pritshme të turbinës të simulohet.

Në këtë mënyrë shpresoj të përdor një RC ESC të aftë për frenim rigjenerues, dhe ndoshta një Arduino për të kontrolluar ngarkesën që mbart VAWT -ja ime për të arritur MPPT (Ndjekja e Fuqive me Shumë Fuqi).

MPPT përdoret në kontrollin e turbinave diellore dhe të erës, por është pak më ndryshe për erën. Me fuqinë e erës një çështje e madhe është se ndërsa shpejtësia e erës dyfishohet 10 km/orë në 20 km/orë, energjia e disponueshme nga era rritet me kub, pra me 8 herë. Nëse 10W ishin në dispozicion me 10km/orë, atëherë 80W janë në dispozicion me 20km/orë. Greatshtë mirë të kesh më shumë energji, por dalja e alternatorëve dyfishohet vetëm sa shpejtësia dyfishohet. Pra, nëse keni alternatorin e përsosur për një erë 20 km/orë, ngarkesa e tij mund të jetë aq e fortë sa që në 10 km/orë as që do të fillojë.

Ajo që bën MPPT është të përdorë një ndërprerës të rëndë të gjendjes së ngurtë, për të shkëputur dhe pastaj rilidhur një alternator shumë shpejt. Kjo ju lejon të rregulloni sa ngarkesë mbart një alternator, dhe Multi, i MPPT, do të thotë që ju mund të vendosni ngarkesa të ndryshme për shpejtësi të ndryshme.

Kjo është shumë e dobishme, pasi të gjitha llojet e turbinave mbledhin energjinë e tyre maksimale kur ngarkesa përputhet me energjinë në dispozicion, ose shpejtësinë e erës.

KËSHTU QË

Kjo nuk është një recetë, megjithëse besoj se mund të kopjohet nga ajo që kam postuar, dhe do të isha i lumtur të jepja informacione të mëtejshme, por unë sugjeroj që opsioni më i mirë do të ishte të më sugjeronit përmirësime, para se të përfundonte konkursi i Qarqeve dhe Sensorëve, në mënyrë që të mund ta konsideroj, përgjigjem dhe ndoshta ta përmirësoj këtë të udhëzueshme.

Unë do të vazhdoj të azhurnoj, rishikoj dhe shtoj informacion, kështu që nëse është interesante tani, ju mund të dëshironi të regjistroheni përsëri në pak, por shpresoj që të përfundoj pak para se të përfundojë konkursi i Sensorëve më 29/19 korrik.

Gjithashtu, unë nuk jam një bishë veçanërisht shoqërore, por më pëlqen një goditje në shpinë herë pas here, dhe kjo është një nga arsyet që jam këtu:-) Më tregoni nëse ju pëlqen të shihni punën time dhe doni të shihni me shumë të lutem:-)

Ky projekt erdhi sepse doja një ngarkesë të kontrollueshme për të testuar modelet e mia të turbinës dhe doja që ajo të ishte lehtësisht e riprodhueshme, në mënyrë që të tjerët ta përdorin atë gjithashtu. Për këtë qëllim, unë u shtrëngova të hartoja diçka që mund të ndërtohej vetëm me një printer FDM, pa mjete të tjera makineri të nevojshme. Nuk duket të ketë shumë produkte komerciale që plotësojnë nevojën për një çift rrotullues të lartë, alternator me shpejtësi të ulët, pa mbyllje, megjithëse ka disa nga Kina. Në përgjithësi nuk ka shumë kërkesë sepse sistemet e ingranazheve janë aq të lira dhe energjia elektrike është aq e lirë.

Ajo që doja ishte diçka që prodhonte rreth 12V në 40-120 rpm, dhe rreth 600-750W në 120-200rpm. Unë gjithashtu doja që ajo të ishte në përputhje me kontrollorët e lirë PMA 3fazorë nga bota RC (Kontrollorët Elektronikë të Shpejtësisë të ESC). Një kërkesë përfundimtare ishte që të ishte një vrapues i jashtëm (kutia ose guaska me magnet rrotullohet, ndërsa boshti me stator, është i palëvizshëm), me një bosht që kalon gjatë gjithë rastit dhe një stator që fiksohet në bosht.

Ky udhëzues është një punë në progres, dhe unë po e postoj atë në mënyrë që njerëzit të kenë një pamje të procesit, jo aq shumë sepse mendoj se ata duhet ta kopjojnë atë. Një gjë kryesore që do të ndryshoja është se pllaka mbështetëse e telit që kam ndërtuar nuk është aq e fortë sa të kanalizojë siç duhet fushat e magnetit rreth unazës, kështu që një pjesë e madhe e fluksit magnetik të paguar në ato magnete humbet nga ana e pasme. Kur ribëj modelin, të cilin do ta bëj së shpejti, me shumë mundësi do ta bëja atë me pllaka mbështetëse magnetike pasi pllaka çeliku të prera nga cnc. Çeliku do të ishte mjaft i lirë, shumë më i fortë dhe do të thjeshtonte shumicën e këtij ndërtimi. Ishte interesante të bëja përbërjet FDM/tela/suva siç kam ilustruar këtu, dhe me PLA të ngarkuar me hekur, gjërat do të kishin qenë gjithashtu të ndryshme. Vendosa megjithatë se doja diçka që do të zgjaste vërtet, pra pllaka çeliku.

Kam bërë përparim të mirë në këtë version, të cilin do ta përdor për të testuar këtë VAWT. Unë nuk jam akoma atje për sa i përket performancës së tensionit të ulët. Unë mendoj se Wattage/Çift rrotullues im është në fushën e duhur, do të azhurnoj ndërsa gjërat përparojnë, por në këtë pikë ajo që kam ka një shans të mirë për të qenë ngarkesa e kontrollueshme që më duhet. Kur vdiset shkurtohet duket se është në gjendje të sigurojë mjaft rezistencë çift rrotullues, më shumë se e mjaftueshme për të testuar turbinën. Thjesht më duhet të krijoj një bankë të kontrolluar të rezistencës dhe kam një mik që më ndihmon me këtë.

Një gjë që do të trajtoj shkurtimisht është se si shumë njerëz tani, unë kam një printer 3D (duke përdorur FDM duke përdorur PLA) për disa vjet, nga i cili kam shijuar 20-30 kg. Shpesh më duket zhgënjyese edhe pse pjesët e çdo madhësie/fuqie janë ose të shtrenjta dhe shumë të ngadalta për tu printuar, ose të lira, të shpejta dhe të dobëta.

Unë e di se sa mijëra nga këta printera 3D janë atje, shpesh nuk bëjnë asgjë sepse kërkon shumë kohë ose kushton shumë për të bërë pjesë të dobishme. Kam dalë me një zgjidhje interesante për pjesët më të forta më të shpejta nga i njëjti printer dhe PLA.

Po e quaj një "strukturë të derdhur", ku objekti i shtypur (i përbërë nga 1 ose më shumë pjesë të shtypura, dhe nganjëherë kushineta dhe boshte), janë bërë me zbrazëtira të dizajnuara për t'u derdhur plot me një mbushës të lëngshëm forcues. Sigurisht që disa nga zgjedhjet e dukshme për një mbushje të derdhur do të ishin diçka si epoksi e ngarkuar me fibra qelqi të copëtuara me fije të shkurtra, të cilat mund të përdoren për montime me forcë të lartë dhe peshë të lehtë. Po provoj disa kosto më të ulëta, ide më ekologjike. Ana tjetër e këtij kuvendi të "strukturës së derdhur" është se zgavra ose zbrazëtia që do të mbushni, mund të ketë elementë elastikë me diametër të vogël, të lidhur paraprakisht në "mykun/prizën" të shtypur, gjë që e bën strukturën që rezulton një përbërës në materiale, dhe në strukturë, pjesa e Lëkurës së Stresuar (mbështjellësi PLA), por me një bërthamë të fortë kompresive që përfshin gjithashtu elementë të lartë të rezistencës në tërheqje. Unë do të bëj një udhëzim të dytë që e paraqet këtë, kështu që do të flas për këtë këtu, vetëm për të mbuluar se si i përket kësaj ndërtese.

Hapi 1: Lista e materialeve dhe procesi

PMA përbëhet nga 3 asamble, secila asamble që përmban ose përdor një larmi pjesësh dhe materialesh.

Nga lart (ana mbajtëse) në fund (ana e statorit), 1. Mbartës mbajtës dhe grup mbartës

2. Statori

3. Array me magnet më të ulët

1. Mbartësi i Mbartësit dhe Grupi i Magnetit Kryesor

Për këtë kam përdorur pjesë të printuara 3D të listuara më sipër

1. 150mm8pole mag sipërme dhe mbështetëse mbështetëse CV5.stl,
2. pllaka e brendshme anësore duke mbajtur
3. pllaka e jashtme anësore duke mbajtur
4. Kushineta 1 "ID e vetë -shtrirjes (si e përdorur në blloqet standarde të jastëkut ++ shtoni lidhje interneti),
5. 25 'tela çeliku të galvanizuar 24 g
6. 15 'prej teli çeliku të galvanizuar 10g
7. 2 rrotull lesh çeliku të trashë

Opsionale, tela çeliku të rëndë dhe leshi çeliku mund të zëvendësohen me pllaka mbështetëse çeliku, prerje me avion lazer / ujë, ose një pllakë mbështetëse magnetike e printuar 3D mund të jetë e mundur (por tela e rëndë prej çeliku është ende një ide e mirë pasi do t'i rezistojë deformimit plastik gjatë kohë). Kam provuar të hedh një pllakë mbështetëse me epoksi të ngarkuar me pluhur oksid hekuri dhe kam pasur sukses. Përmirësimi i bashkimit të fluksit midis magneteve në grup anash duke përdorur një pllakë mbështetëse më efektive duhet të rrisë Voltet në rpm më të ulëta. Alsoshtë gjithashtu mirë të kihet parasysh se ky është përbërësi kryesor strukturor, dhe pllaka e pasme i transferon forcat nga magnetët në shtyllat e foleve. Forcat magnetike që tërheqin pllakat drejt njëra -tjetrës mund të jenë qindra lbs, dhe forcat rriten në mënyrë eksponenciale (Kubuar, në fuqinë e tretë) ndërsa pllakat afrohen së bashku. Kjo mund të jetë shumë e rrezikshme, dhe duhet pasur kujdes me mjetet dhe çdo objekt tjetër që mund të tërhiqet nga pjata e mbledhur ose është kthyer!

Kam përdorur rreth 300 metra tela magneti të veshur me 24g në mbështjelljet të cilat do t'i mbuloj në detaje më vonë.

Hapi 2: Fabrikimi i Pllakave Magnet

Në këtë alternator të boshtit të fluksit, për të minimizuar kapjen dhe për të maksimizuar daljen, unë jam duke përdorur dy vargje magnetësh, një në secilën anë të mbështjelljeve të statorit. Kjo do të thotë që asnjë bërthamë magnetike nuk është e nevojshme për të tërhequr fushën magnetike përmes mbështjelljeve të bakrit, siç bëjnë shumica e gjeometrive motorike/alt. Ekzistojnë disa modele të fluksit aksial që përdorin bërthamat e ferris, dhe unë mund të provoj disa eksperimente në atë mënyrë në të ardhmen. Do të doja të provoja ndonjë material të ngarkuar me hekur të printueshëm 3d.

Në këtë rast, unë kam zgjedhur një grup magnetësh 8 pola në një rreth 150mm, duke përdorur magnete të rrallë 1 "x1" x0.25 ". Kjo madhësi ishte për të siguruar që të gjitha pjesët të përshtaten në një shtrat të printuar 210mm x 210mm. Në përgjithësi, unë e madhësova këtë alternator së pari duke kuptuar se diametri më i madh, aq më i mirë në lidhje me volt për rpm, kështu që e bëri atë aq të madh sa do të përshtatet rehatshëm në shtratin tim të printuar. FYI, ka më shumë se një arsye më e madhe është më mirë: më shumë hapësirë magnet, sa më larg magnetët të jenë nga qendra, aq më shpejt ata udhëtojnë, dhe ka më shumë vend edhe për bakrin! Të gjitha këto gjëra mund të shtohen shpejt! Megjithatë, një përfundim në të cilin kam arritur është se në këtë gamë madhësie, një konvencionale sistemi i fluksit mund të jetë një ndërtesë më e mirë në shtëpi. Rotorët e vegjël nuk kanë shumë hapësirë dhe gjërat mund të bëhen mjaft të ngushta, veçanërisht nëse jeni duke bërë një bosht siç kam bërë në këtë dizajn. Gjithashtu nëse magneti juaj (gjatësia radiale) është i vogël në krahasim me diametrin e rotorit tuaj, si në këtë, (afërsisht 6 "diametër deri në 1" magnet), pastaj windi ng bëhet paksa e çuditshme me mbështjelljen e brendshme të brendshme që është vetëm 1/2 e gjatësisë së pjesës së jashtme.

Kthehu tek udhëzimet! Mënyra se si i kam mbledhur pllakat magnetike të këtij alternatori është që së pari të ngjisni pllakën e magnetit (jeshile) në fllanxhën e kuqe/pllakën mbështetëse. Pastaj e vendosa pllakën e magnetit në disa shtresa të holla kompensatë (rreth.75 të trasha), dhe i vendosa të dyja në një pllakë të rëndë çeliku, për të lejuar që magnetët të fiksojnë montimin në vend. Pastaj unë mbështjell tela çeliku, mbi mbrapa pllakave të magnetit. Kjo nuk shkoi ashtu siç do të kisha shpresuar. Fusha e fortë magnetike tërhoqi tela drejt qendrës së magneteve dhe unë nuk isha i suksesshëm në përkuljen e çdo rreshti të telit për t'iu përshtatur në mënyrë perfekte vendit të ardhshëm, pa e përzier mbështjellësin e parë. Unë do të kisha shpresuar që unë vetëm mund të mbështjell tela dhe fluksi magnetik do ta mbyllte atë. Tjetra unë provova të pres unaza teli, dhe kjo ishte më mirë, por ende shumë larg asaj që do të shpresohet në aspektin e marrjes së një pllake mbështetëse të këndshme të qëndrueshme nga tela. Mënyra më komplekse për ta bërë këtë janë të mundshme dhe mund të vlejnë për eksperimente në të ardhmen. Unë gjithashtu u përpoqa të përdor lesh çeliku, të ngjeshur në fushën magnetike, si një pllakë mbështetëse, ose fluks Kjo u duk se funksionoi, por dendësia aktuale e hekurit nuk dukej të ishte shumë e lartë, kështu që unë di mos e provoni efektivitetin e tij, pjesërisht sepse besoja se struktura e telit ishte e rëndësishme për ngarkesat mekanike në pllakat e magnetit. Leshi i çelikut gjithashtu mund të jetë me vlerë për hetime në të ardhmen, megjithatë pllakat e çelikut të prerë me ujë ka të ngjarë të jenë opsioni tjetër që do të provoj.

Tjetra, mora pjesën portokalli të printuar 3D dhe thurja tela përmes dhe përreth saj, përgjatë asaj që më dukej se ishin drejtimet e ngarkesës më të lartë, rrufe në rrufe në qiell dhe rrufe në qendër disa herë në secilin cep. Unë gjithashtu e mbështjell atë rreth vrimave të rrufeve, ku e gjithë shufra e fijeve kalon si shtylla për të mbajtur për të mbajtur dhe bërë të rregullueshëm hapësirën midis pllakave.

Pasi u binda që pllaka e magnetit dhe fllanxha ishin mjaft të mira, dhe pllaka portokalli e mbështjellë në mënyrë të kënaqshme me tela përforcues, unë i bashkova të dy me zam. Duhet pasur kujdes pasi ky bashkues zam do të duhet të jetë i ngushtë me ujë, ose i ngushtë. Kam pasur rrjedhje dy herët e para, dhe është një rrëmujë, humbet shumë suva dhe është më shumë stres sesa keni nevojë. Unë do të rekomandoja mbajtjen e një ngjyruesi blu ose çamçakëzi tjetër si ngjitës jo i përhershëm për të rregulluar rrjedhjet e shpejta. Pasi të jenë bashkuar pjesët, mbusheni me materialin përforcues të zgjedhjes suaj. Kam përdorur një suva të fortë, të modifikuar me zam PVA. Suva supozohet të arrijë 10, 000 psi ngjeshëse, por jo shumë në tension (kështu tela). Do të doja të provoja epoksi me xham të copëtuar, dhe cabosil, ose beton dhe shtesa.

Një gjë e dobishme në lidhje me suvanë, është se sapo të fillojë, ju keni mjaft kohë atje ku është e vështirë, por e brishtë dhe rrjedhjet ose blozat lehtë mund të fshihen ose të hidhen.

Në këtë dizajn, ka dy pllaka magnetike. Njëra ka një kushinetë, një njësi standarde 1 blloku të jastëkut të vetë -rreshtimit. Unë e shtyva timen në grupin magnet herët. Për aplikimin për të cilin e kam projektuar, një kushinetë e dytë do të vendoset në turbinën mbi alternatorin, kështu që unë përdori vetëm një kushinetë vetë -rreshtuese. Kjo ishte pak një dhimbje në fund. Këto pjesë gjithashtu mund të mblidheshin me secilën pllakë magnetike që kishte një kushinetë, nëse telat e daljes nga statori do të çonin brenda përmes boshtit të montuar. Kjo do të lejoni që shtytësit kundër rrotullues të montohen në një bosht/tub të zakonshëm, jo rrotullues.

Hapi 3: Krijimi i Statorit

Në përputhje me temën time të përpjekjes për të shpjeguar atë që kam bërë dhe pse dukej si një ide e mirë në atë kohë, statori do të kërkojë pak më shumë hapësirë.

Në një PMA, në përgjithësi mbështjelljet janë të palëvizshme, ndërsa asambletë magnetike rrotullohen. Kjo nuk ndodh gjithmonë, por pothuajse gjithmonë. Në një montim aksi boshtor, me kuptimin e "rregullit të dorës së djathtë", kuptohet se çdo përcjellës që ndesh një fushë magnetike rrotulluese, do të ketë rrymë dhe tension të gjeneruar midis skajeve të telit, me sasinë e rrymës së dobishme që është proporcionale në drejtim të fushës. Nëse fusha lëviz paralel me telin (p.sh., në një rreth rreth boshtit të rrotullimit), nuk do të gjenerohet asnjë rrymë e dobishme, por do të gjenerohen rryma të konsiderueshme të vorbullave, që i rezistojnë lëvizjes së magneteve. Nëse tela funksionon pingul, atëherë tensioni më i lartë dhe dalja aktuale do të arrihet.

Një përgjithësim tjetër është se hapësira brenda statorit, përmes së cilës kalon fluksi magnetik gjatë rrotullimit, për fuqi maksimale të fuqisë, duhet të mbushet me sa më shumë bakër, të gjitha të vendosura në mënyrë radiale. Kjo është një çështje për sistemet e fluksit aksial me diametër të vogël, pasi në këtë rast, zona e disponueshme për bakrin pranë boshtit është një pjesë e zonës në skajin e jashtëm. It'sshtë e mundur të marrësh 100% bakër në pjesën më të madhe të brendshme të hasur në fushën magnetike, por brenda kësaj gjeometrie që të merr vetëm 50% në skajin e jashtëm. Kjo është një nga arsyet më të forta për të qëndruar larg modeleve të fluksit aksial që janë shumë të vogla.

Siç kam thënë më parë, kjo gjë e udhëzueshme nuk ka të bëjë me atë se si do ta bëja përsëri, më shumë është të tregosh në disa drejtime që duken premtuese dhe të shfaqësh disa nga gropat që mund të arrihen në këtë rrugë.

Në hartimin e statorit doja ta bëja atë sa më fleksibël në aspektin e prodhimit të voltit për rpm, dhe doja që ai të ishte 3fazor. Për efikasitet maksimal, përmes minimizimit të rrymave të vërshimit të krijuara, çdo "këmbë" (secila anë e spirales duhet të mendohet si një "këmbë") duhet të hasë vetëm një magnet në të njëjtën kohë. Nëse magnetët janë afër njëri -tjetrit, ose prekin siç është rasti në shumë motorë rc me dalje të lartë, gjatë kohës që "këmba" po kalon përmes përmbysjes së fluksit magnetik, do të krijohen rryma të rëndësishme të vorbullave. Në aplikimet motorike kjo nuk ka aq rëndësi, pasi spiralja energjizohet nga kontrolluesi kur është në vendet e duhura.

I madhësova grupin e magneteve me këto koncepte në mendje. Tetë magnetët në grup janë secili 1 "të gjerë, dhe hapësira midis tyre është 1/2". Kjo do të thotë që një segment magnetik është 1.5 "i gjatë, dhe ka hapësirë për 3 x 1/2" "këmbë". Çdo "këmbë" është një fazë, kështu që në çdo pikë, njëra këmbë po sheh fluks neutral, ndërsa dy të tjerat po shohin fluksin në rritje dhe fluksin në rënie. Prodhimi i përsosur i 3 fazave, megjithëse duke i dhënë kësaj pike neutrale kaq shumë hapësirë (për të minimizuar rrymat e vërshimit), dhe duke përdorur magnet katror (ose në formë byrek), fluksi pothuajse arrin kulmin herët, qëndron i lartë, pastaj bie në zero shpejt. Ky lloj prodhimi mendoj se quhet trapezoidal, dhe mund të jetë i vështirë për disa kontrollues që i kuptoj. Magnetë të rrumbullakët 1 "në të njëjtën aparat do të jepnin më shumë një valë sinus të vërtetë.

Në përgjithësi, këta alternatorë të ndërtuar në shtëpi janë ndërtuar duke përdorur "mbështjellje", tufa teli në formë donuti, ku secila anë e donut është një "këmbë" dhe numrat e mbështjelljeve mund të bashkohen së bashku, në seri ose paralel. Donutat janë rregulluar në një rreth, me qendrat e tyre të përafruara me qendrën e shtegut të magnetit. Kjo funksionon, por ka disa çështje. Një çështje është se meqenëse përcjellësit nuk janë radialë, një pjesë e madhe e përcjellësit nuk po kalon në 90 gradë në fushën magnetike, kështu që krijohen rryma të vërshimit, të cilat shfaqen si nxehtësi në spirale dhe rezistencë ndaj rrotullimit në grupin e magneteve Me Një çështje tjetër është se për shkak se përçuesit nuk janë radialë, ata nuk mblidhen së bashku aq bukur. Dalja është drejtpërdrejt proporcionale me sasinë e telit që mund të vendosni në këtë hapësirë, kështu që prodhimi zvogëlohet nga "këmbët" jo radiale. Ndërsa do të ishte e mundur dhe nganjëherë bëhet në modele komerciale, për të mbështjellë një spirale me "këmbë" radiale, të bashkuara nga lart dhe poshtë, kërkon 2 herë më shumë dredha -dredha në fund sesa një dredha -dredha gjarpri ku maja e njërës këmbë bashkohet me pjesën e sipërme të këmbën tjetër të përshtatshme, dhe pastaj pjesa e poshtme e asaj këmbe bashkohet me këmbën tjetër të përshtatshme, dhe vazhdimisht.

Faktori tjetër i madh në alternatorët e fluksit aksial të këtij lloji (magnet rrotullues mbi dhe poshtë statorit), është hendeku midis pllakave. Kjo është një marrëdhënie me ligjin e kubit, pasi zvogëloni distancën midis pllakave me 1/2, dendësia e fluksit magnetik rritet me 8x. Sa më i hollë që mund ta bëni statorin tuaj, aq më mirë!

Me këtë në mendje, unë bëra një shtresë dredha -dredha me 4 gola, krijova një sistem për matjen e rreth 50 metra fije teli dhe e mbështolla atë 6 herë, duke krijuar tufa teli me diametër rreth 6 mm. Këto i përshtatem në unazën blu të ndarjes, duke i lidhur ato nëpër vrima, kështu që skajet e telit dolën nga mbrapa. Kjo nuk ishte e lehtë. Ajo u ndihmua paksa duke i fiksuar me kujdes tufat në mënyrë që të mos ishin të lirshme, dhe duke marrë kohën time dhe duke përdorur një mjet të butë formues prej druri për të shtyrë telat në vend. Pasi u lidhën të gjithë në vend, unaza blu e hapësirës u vendos në vaskën më të madhe të formimit të gjelbër të lehta, dhe me ndihmën e mjetit të formimit të donut të gjelbër të errët, në anën tjetër të vaskës së gjelbër të lehtë, të shtypur me kujdes të sheshtë me një ves stol. Kjo vaskë formuese ka një brazdë për të ulur kthesat e telit të lidhjes. Kjo kërkon kohë dhe durim ndërsa rrotulloni me kujdes rreth 1/5 kthesë, shtypni, rrotulloheni dhe vazhdoni. Kjo e formon diskun të sheshtë dhe të hollë, ndërsa lejon që mbështjelljet fundore të grumbullohen. Ju mund të vini re se dredha -dredha ime me 4 loba ka "këmbë" të drejta, por lidhjet e brendshme dhe të jashtme nuk janë të rrumbullakëta. Kjo supozohej se do ta kishte më të lehtë grumbullimin e tyre. Nuk funksionoi aq mirë. Nëse do ta bëja përsëri, do të bëja që mbështjelljet e brendshme dhe të jashtme të ndiqnin shtigje rrethore.

Pasi e bëra të sheshtë dhe të hollë, dhe skajet e mbushura poshtë, unë mbështjell një fjongo të sheshtë rreth buzës për ta ngjeshur atë, dhe një tjetër lart, poshtë dhe rreth secilës këmbë dhe pastaj në atë pranë saj gjithashtu. Pasi të bëhet kjo, ju mund të hiqni telat e lidhjes dhe të kaloni në vaskën më të vogël të shtypjes, dhe të ktheheni në ves dhe ta shtypni atë sa më hollë dhe të sheshtë. Pasi të jetë e sheshtë, atëherë hiqeni nga vaska e shtypit. Në vend të procesit kompleks të depilimit me kujdes dhe veshjes së mykëve si ky me komponimet e lirimit, në përgjithësi unë thjesht përdor disa shtresa të mbështjellësve të shtrirjes (nga kuzhina). Vendosni disa shtresa në fund të mykut dhe vendosni tekstil me fije qelqi mbi mbështjellësin e shtrirjes. Tjetra shtoni tubin e montimit të statorit, i cili përshtatet në majë të vaskës formuese të gjelbër të lehta, por ka shtresën e mbështjellësit të shtrirjes dhe tekstil me fije qelqi në mes. Pastaj shtoni dredha -dredha të statorit përsëri në vend për të shtyrë poshtë mbështjellësin dhe tekstil me fije qelqi dhe mbyllni tubin e montimit të statorit në vend. Pastaj kthehuni te vesi dhe shtypni përsëri të sheshtë. Pasi të jetë përshtatur mirë në vaskë, me mbështjellësin e shtrirjes dhe tekstil me fije qelqi të vendosur në sanduiç, atëherë shtohet leckë prej tekstil me fije qelqi (me një vrimë në qendër për tubin e montimit të statorit).

Tani është gati për të derdhur materialin lidhës, zakonisht përdoret rrëshira epoksi ose poliestër. Para se të bëhet kjo, përgatitja e kujdesshme është e rëndësishme pasi sapo të filloni këtë proces, nuk mund të ndaleni. Kam përdorur një pllakë bazë të printuar 3D që kisha bërë më parë, me një vrimë 1 "në qendër dhe një pjatë të sheshtë rreth saj. Kam përdorur një copë 16" të tubit prej alumini 1 ", që tubi i montimit të statorit të përshtatet dhe të jetë të mbajtura pingul me pllakën e sheshtë. Tubi i formimit të gjelbër, dredha -dredha e statorit dhe tubi i montimit të statorit u rrëshqitën poshtë për t'u ulur në pjatën e sheshtë. Para përzierjes së epoksisë, unë së pari përgatita 4 copë mbështjellës të tkurrur dhe vendosa me kujdes një pjesë të 5 -të në donut i gjelbër i errët që formon, kështu që do të kishte rrudhat minimale në fytyrë kundër mbështjelljes së statorit. Pasi përzieva epoksin dhe e derdhja në pëlhurën e tekstil me fije qelqi, atëherë vendosa me kujdes mbështjellësin e shtrirjes rreth tubit 1 "dhe vendosa jeshilen unaza formuese në krye të saj. Unë gjithashtu kisha përgatitur disa rrotullues të vjetër të frenave, të cilët i dhanë pak peshë dhe u ulën mirë në donutin e gjelbër. Pas kësaj vendosa një tenxhere të përmbysur në majë të rotorëve të frenave, dhe në krye të tenxhere grumbullova rreth 100 kg lëndë. E lashë këtë për 12 orë dhe doli rreth 4-6 mm e trashë.

Hapi 4: Testimi dhe sensorët

Ekzistojnë një numër hyrjesh dhe daljesh të matshme nga alternatori, dhe matja e të gjithëve, në të njëjtën kohë nuk është e lehtë. Unë jam shumë me fat që kam disa mjete nga Vernier që e bëjnë këtë shumë më të lehtë. Vernier bën produkte të nivelit arsimor, jo të certifikuar për përdorim industrial, por shumë të dobishëm për eksperimentuesit si unë. Unë përdor një regjistrues të të dhënave Vernier, me një sërë sensorë plug and play. Në këtë projekt unë përdor sonda të rrymës dhe tensionit të bazuar në sallë, për të matur daljen e alternatorit, një sensor optik për të dhënë shpejtësinë e alternatorit dhe një qelizë ngarkese për të matur hyrjen e çift rrotullues. Të gjitha këto instrumente janë marrë rreth 1000 herë në sekondë dhe regjistrohen në laptopin tim, duke përdorur regjistruesin Vernier si një pajisje paskalimi AD. Në laptopin tim softueri i lidhur mund të ekzekutojë llogaritjet në kohë reale bazuar në hyrjet, duke kombinuar të dhënat e çift rrotullues dhe të shpejtësisë për të dhënë fuqi të boshtit të hyrjes në kohë reale në Watts, dhe të dhëna dalëse në kohë reale në Watts elektrike. Unë nuk kam mbaruar me këtë test, dhe kontributi nga dikush që ka një kuptim më të mirë do të ishte i dobishëm.

Një çështje që kam është se ky alternator është me të vërtetë një projekt anësor, dhe kështu që unë nuk dua të shpenzoj shumë më tepër kohë në të. Siç është, unë mendoj se mund ta përdor për një ngarkesë të kontrollueshme për hulumtimin tim VAWT, por përfundimisht do të doja të punoja me njerëz për ta përsosur atë, në mënyrë që të jetë një ndeshje efikase për turbinën time.

Kur fillova hulumtimin VAWT rreth 15 vjet më parë, kuptova se testimi i VAWT -ve dhe lëvizësve të tjerë kryesorë është më kompleks nga sa mendojnë shumica e njerëzve.

Një çështje parësore është se energjia e përfaqësuar në një lëng lëvizës, është eksponenciale me shkallën e saj të lëvizjes. Kjo do të thotë që ndërsa dyfishoni shpejtësinë e një rrjedhe, energjia e përmbajtur në rrjedhë rritet 8 herë (është e kubizuar). Ky është një problem, pasi alternatorët janë më linearë dhe në përgjithësi, nëse dyfishoni rpm të një alternatori, merrni rreth 2x vat.

Kjo mospërputhje themelore midis turbinës (pajisja e grumbullimit të energjisë) dhe alternatorit (fuqia e boshtit në fuqinë e dobishme elektrike) e bën të vështirë zgjedhjen e një alternatori për një turbinë me erë. Nëse zgjidhni një përshtatës alternatori për turbinën tuaj të erës që do të prodhojë fuqinë më të madhe të disponueshme nga erërat 20 km/orë, nuk ka të ngjarë të fillojë të kthehet deri në 20-25 km/orë pasi ngarkesa në turbinën nga alternatori do të jetë shumë e lartë Me Me atë ndeshje të alternatorit, sapo era të jetë mbi 20 km, jo vetëm që turbina do të kapë vetëm një pjesë të energjisë në dispozicion në erën me shpejtësi më të madhe, turbina mund të tejkalojë shpejtësinë dhe të dëmtohet pasi ngarkesa e siguruar nga alternatori nuk është e lartë mjaft.

Në dekadën e fundit një zgjidhje është bërë më ekonomike për shkak të rënies së çmimit të pajisjeve elektronike të kontrollit. Në vend që të përpiqet të përputhet me një sërë shpejtësish, projektuesi llogarit shpejtësinë maksimale me të cilën pajisja duhet të funksionojë, dhe zgjedh një alternator bazuar në sasinë e energjisë dhe shpejtësinë ideale për turbinën me atë shpejtësi, ose pak më lart Me Ky alternator nëse lidhet me ngarkesën e tij, normalisht do të siguronte shumë çift rrotullues në intervalin me shpejtësi të ulët dhe turbina e mbingarkuar nuk do të kapë të gjithë energjinë që mund të kishte nëse do të ishte ngarkuar siç duhet. Për të krijuar ngarkesën e duhur, shtohet një kontrollues i cili shkëput momentalisht alternatorin nga ngarkesa elektrike, duke lejuar që turbina të shpejtohet me shpejtësinë e duhur, dhe alternatori dhe ngarkesa rilidhen. Kjo quhet MPPT (Ndjekja e shumë pikave të energjisë). Kontrolluesi është i programuar në atë mënyrë që ndërsa ndryshon shpejtësia e turbinës (ose rritet tensioni i alternatorit), alternatori lidhet ose shkëputet, një mijë herë në sekondë ose më shumë, për të përputhur ngarkesën e programuar për atë shpejtësi ose tension.