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Microcontroladores PIC => * PROYECTOS * => Mensaje iniciado por: groundman en 15 de Julio de 2013, 10:51:49
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hola a todos.llevo tiempo alejado del foro porque estoy liado con las energias renovables.es decir construyendo un generador eolico.
he encontrado por internet algunos tipos de configuraciones de los imanes y las bobinas para construirme el mas eficaz para mi turbina.
la turbina que he construido es esta:
(http://imageshack.us/a/img221/7706/wnu2.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/221/wnu2.jpg/)
consta de 16 aspas de 13cm de ancho y 58cm de altas.el diametro de las bases son de 58cm.la inclinacion de las aspas como la curvatura las
indicare mas adelante.ahoramismo no tengo los datos.
el material que he utilizado son planchas de aislamiento termico Styrodur 3035 CS.lo venden en almacenes de materiales de construcion y es relatibamente
varato.4 placas me han salido por 11€.suficientes para hacer una turbina.y las bases para los imanes.
los cortes de las aspas los he hecho con alambres de formas arqueadas y son calentados mediante un transformador de microondas modificado.
al cual se le ha sustituido el secundario por 3 vueltas de maroma de cobre del que se pone en las tomas de tierra de las instalaciones electricas.
previamente aislado.
el resultado es una salida de 3v con un amperage muy alto.el cual es regulado con un trimmer.
Como esta turbina es un prototipo.no tengo datos de cuanto par genera segun la velocidad del viento.lo unico que he comprobado son las revoluciones
que dio la turbina en un dia de bastante viento.vi que daba 120 rpm.y hasta 150 rpm en rafagas fuertes.en vacio.
dejando a un lado la turbina.la cual no se si tendre que sobredimensionarla o dejarla como esta.ya que las bobinas generaran un campo magnetico
que frenara a esta cuando esten en carga.
como es la primera vez que hago esto.no sabia ni cuantas vueltas, ni grosor del hilo y tamaño de bobinas hay que configurar.
he reaizado varias bobinas segun los datos que he calculado.
y como base de los calculos.tengo los imanes de neodimio que mas recomendables salian segun precio/potencia.
se tratan de imanes cilindricos de 2cm de diametro por 1cm de altura que soportan hasta 11kilos de sujeccion.el generador que estoy realizando es trifasico
y usa 32 imanes.16 por cada plato.
Para conseguir la mayor eficiencia posible.el iman ha de pasar lo mas cerca posible de la bobina y por el centro.
al crear la bobina hay que determinar el numero de vueltas.cuanto mas vueltas mas voltage se producira.y cuanto mayor sea el grosor del hilo.mayor
sera el amperage que entregara la bobina.
pero el tamaño de la bobina a de ser proporcional a la fuerza de los imanes que pasaran por ambos lados.obteniendo la potencia eficaz.
segun el voltage con el que queremos trabajar.
pero no se como calcular esto.y solo puedo ir haciendo pruebas.
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MUY BUENO groundman :-/ :-/ :-/
Lo que suelen hacer para que siempre den la misma frecuencia, y esta no varie con la velocidad del viento, es rectificarla y despues invertirla, con un inversor a 50Hz, estos inversores los puedes conseguir de un SAI (UPS) viejo los hay de muchas potencias y de diferentes tensiones de entrada, de salida dan evidentemente 230V si son monofasicos o 400V si son trifasicos.
Yo en el tema de calculos de seccion y numero de vueltas no te puedo ayudar mucho, algun dia sabia algo del tema pero lo tengo muy olvidado.
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Muy interesante, me suscribo al hilo.
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Si quieres aprovechar mas intenta que salga mas voltaje con menos amperaje asi tienes menos perdidas
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me alegro que les guste la idea.mi intencion al igual que las placas solares que tengo. es cargar unas baterias y posteriormente convertir a 220V con un inversor.
por ahora estoy con la creacion de la bobina ideal para este tipo de iman.para aprobechar al maximo el material del que disponemos.
ha hecho un experimento que me da una idea del voltage que se va a generar con un iman determinado.y es coger la bobina y el osciloscopio,y poner una
caja de un CD.y pasar el iman rapidamente entre la bobina y el metraquilato que los separa.
de esta forma he llegado a generar 5v con una bobina de cable de 0.4mm y 1000 vueltas.en el osciloscopio veo que el voltage no aumenta por mas rapido que pase
el iman por encima.eso si,cuanto mas veces pase el iman mas juntas estan la onda sinusoidal que se genera.y por consiguiente tendremos mas Ah a producir.
mi intencion es usar hilo de 0.71mm ya que es el que me he comprado.y asi generar mas intensidad.el problema esta en que no se si con 800 vueltas.
no se saldra de los margenes del tamaño eficaz para este iman.o pareja de imanes que se van a utilizar.
voy a intentar hacer la bobina con mas altura.ya que mas diametro igual se sale del flujo magnetico del iman y estariamos gastando cobre que no va
a producir voltage.si funciona tendria 4voltios por bobina que serian 16v de salida.la cual regularia para cargar las baterias.
aqui pongo un video mal hecho de una prueba que hize con viento lijero.iria sobre 100 a 120 rpm.por eso puedo coger la turbina con una mano.
pero cuando son rafagas.me es imposible de aguantar la turbina ni con las dos manos.
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acabo de fabricar la bobina de hilo de 0.71mm de diametro con 900 vueltas.en la prueba que pongo en el video de abajo he puesto una carga de 10 omios.
y genera 4voltios con un consumo de 0.41 A .
no se cuantas revoluciones estara dando la turbina.supongo que algo mas de 150 rpm. pero podia aguantar la turbina con una mano.cosa que no podria hacer
con un dia de bastante viento.
tendre que apañarme un soplador.porque al aplicar una carga mayor.la turbina se pone mas dura y bajan las revoluciones.y no puedo hacer bien las pruebas.
de todas formas segun los calculos 4v x 0.41A = 1.64A x 12 bobinas= 19.68W. esta seria la potencia generada en esta prueba con esta configuracion de bobinas
e imanes y en las condiciones de RPM de la prueba sobre una resistencia de 10 omios.
claro que esto no es concluyente y en mejores condiciones de funcionamiento supongo que se aumentara la potencia de suministro.
como creo haber dicho antes mi objetivo es basar la configuracion de turbina y las bobinas sobre los imanes que he adquirido.espero tener suerte
y que me salga todo con las menores pruebas fallidas.porque cuesta mucho realizar las bobinas.y el cobre es bastante caro para desperdiciarlo.
una bobina de un kilo de hilo de 0.71 me ha costado unos 35€.es lo mas varato que he encontrado por internet.tendre que mirar algun tecnico electricista
cercano.pero temo que no me lo quiera vender porque trabajen con bobinas de mucho tamaño.y hasta que no sepa como va a quedar mi turbina.no
quiero comprar mucha cantidad de hilo de cobre para que hubiera que poner otro tipo.
tambien he visto que se vende hilo esmaltado de aluminio.supongo que serbira igual.aunque puede que debido a su resistencia interna,el amperage se
asemeje a una seccion inferior.la bobina desmagnetizadora de los TV de TRC.algunos son de hilo de aluminio.hare las pruebas con este.tambien el
primario de los transformadores de los microondas es de hilo de aluminio.aunque es demasiado gordo.
feature=c4-overview&list=UU7mFRHKxoUtxrrRw-HaDERA
esta es la bobina de 900 vueltas de hilo de 0.71mm :
(http://imageshack.us/a/img560/1769/d3fa.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/560/d3fa.jpg/)
la bobina ubicada en la turbina:
(http://imageshack.us/a/img12/531/oec2.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/12/oec2.jpg/)
y los imanes dispuestos en uno de los dos platos que existen.como se ve en la imagen,he tenido que aumentar la separacion para que coincidan
en el centro de las bobinas.asi que a mayor tamaño de las bobinas,mayor distancia del centro.
la altura de las bobinas es de 3cmt.para que encagen dentro de las placas que son de esta medida.supongo que esta medida es la ideal para
que el flujo magnetico en la postura en que se atraen los imanes.al pasar la bobina por entre los imanes,
tambien se ve en la foto el folio de acetato para que la bobina no roce con los imanes.
(http://imageshack.us/a/img16/3352/y4sr.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/16/y4sr.jpg/)
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pues ya he montado cuatro de las 12 bobinas en la turbina.la configuracion de este generador es de 3 grupos de (4 bobinas en serie)
en la prueba del siguiente video.he puesto una bombilla de 12v 5W.al poner la bombilla,la turbina se pone tan dura que el aire que estoy soplando
del compresor,es insuficiente.
aun asi y aunque no se vea en el video,he llegado a ver 13v en el tester.pero la cantidad de aire bajo mucho.y por eso solo marca 8.8v
he llegado a ponerle una bombilla de 21w12v pero apenas se enciende.pero igual es por culpa de la baja velocidad a la que va la turbina.
si con un viento mas fuerte,fuera capaz de encender la bombilla.estariamos hablando de la generacion de 63w cuando pusiera el resto de bobinas
que faltan.
pronto pondre los resultados.
aqui pongo un video del cuentavueltas con un sensor magnetico.para realizar las bobinas.
y una imagen del siguiente proyecto de un aerogenerador de aspas.la elice de la imagen es de 3metros de diametro.la probe con un destornillador
en el centro y la puse al viento.
con un aire de 25km/h casi me sale volando.no hera capaz de aguantarla.no lo hagais nadie.me pego la elice en la pierna y me la señalo.
(http://imageshack.us/a/img4/9531/xqix.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/4/xqix.jpg/)
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ya estoy liado con la transformacion del alternador:
(http://imageshack.us/a/img827/2909/lwrw.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/827/lwrw.jpg/)
en la imagen se ven los entrehierros de un alternador.voy a poner 15 imanes en su interior.aunque cabrian 24.pero no se si incrementaria el flujo magnetico
lo suficiente para que sea mas eficaz.igual el incrementar la cantidad de imanes no incremente la eficiencia.todo es probar.
he usado un eje de bronce.al no ser magnetico tendre mas rendimiento.lo malo es que es un material muy blando.y hay que tener mucho cuidado de no dalearlo
por un golpe o al meterlo en la prensa.
lo suyo seria hacerlo en acero inoxidable.pero no he tenido tiempo de pasarme a comprarlo.
me esta costando mucho tranbajo montar el alternador.ya que la proximidad del rotor y el estator.hace que el campo magnetico atraigan a estos y rozen entre si.
seria mas facil un electroiman.ya que podria ajustar la proximidad sin un campo magnetico.pero ya no seria una dinamo. :)
bueno.este dispositivo tiene un campo magnetico bastante fuerte.espero tener buenos resultados.
probare la dinamo en un banco de pruebas.y si ma da buenos resultados con las revoluciones,lo montare en eje directo.si no,pondre un multiplicador
con los piñones de un motor de arranque de un coche.
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hola de nuevo.al final he descartado usar la turbina.existen varios problemas.uno de ellos es el alto coste del cobre.
hay que fabricar 12 bobinas que a 300grm por bobina,son 3,6Kg de cobre. y a 30€ que me ha costado el kilo de hilo de cobre de 0.71 pues no compensa.
ademas hay que usar 32 imanes.frente a los 21 que se usan en un alternador modificado.ademas de que se usa muchos menos cobre.
en el alternador que he diseñado.se usaria 6 bobinas de 75vueltas cada una.con una seccion de 0.41.
este es el rotor con los imanes.y un eje no magnetico:
(http://imageshack.us/a/img849/7307/cmoh.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/849/cmoh.jpg/)
y este el alternador modificado:
(http://imageshack.us/a/img571/4128/zc6m.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/571/zc6m.jpg/)
en las primeras pruebas que he hecho directamente en el torno,y con dos de las bobinas en serie.que corresponderian a una de las fases.
he obtenido los siguentes valores en corriente alterna.
a 425rpm en vacio 41v~ .con la carga de una bombilla de 12v/21w son 8v 0.7A
a 775rpm en vacio 75v~ .con la carga de una bombilla de 12v/21w son 18v 1.3A
estamos ablando de corriente alterna.asi que 8v x 1.41= 11.28v
mi intencion es usar el alternador modificado de forma directa al eje para simplificar la construccion del aereogenerador.lo malo es que no me cuadran
las revoluciones.es decir,no creo que se llege a producir estas revoluciones con un viento de 25Km/h.almenos con la elice que he fabricado.
yo creo que esta elice tiene mucha fuerza a bajas revoluciones pero no velocidad.asi que al final supongo que tendre que tener un multiplicador.
porque aunque decida a poner una seccion mas fina del cable y poner mas vueltas,si podria obtener mas voltage a menos revoluciones.pero no aprovecharia
la inversion en el material.como puede ser los imanes o el trabajo de modificar el alternador.en definitiva que no iva a generar la potencia eficaz
del dispositivo.
solo se me ocurre poner un multiplicador.para aprovechar al maximo la energia del viento.
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bueno.he encontrado una pagina que me da formulas para el calculo de la potencia que entrega las aspas.
http://www.uv.es/~navasqui/OtrosAerogeneradores/Savonius.pdf
y paso de km/h a M/s: http://www.easy-conversions.com/espanol/velocidad/conversion-de-m-s-a-km-h.html
y con estas formulas he hecho los siguientes calculos:
con la formula:
P = 0,15 · D2· v³
• P es la potencia expresada en vatios [W]
• D es el diámetro del rotor en metros [m]
• v es la velocidad del viento en metros por segundo [m/s]
y sabiendo que 1km/h= 0.277778
y que 1m/s= 3.599997
la elice que he construido es de 3 aspas.con un diametro de 3mtrs.hare dos calculos.uno con el viento a 25km/h que es el que normalmente corre en mi
casa.
y otro con 30kmh que son las rafagas que he llegado a medir.
asi que P=0,15 x 9 x 6.94445³ = 452.11w a 25km/h
y P=0,15 x 9 x 8.33334³ = 781.25w a 30km/h
ahora voy a calcular las RPM que dara la elice.con un factor de 8 aunque supongo que sera menor.
n = (60 · λ · v) / (π · D)
• n es el número de revoluciones por minuto [rpm]
• El factor λ se llama velocidad específica del rotor eólico y depende de la
anchura y del ángulo de calado de las palas. Puede tener un valor
nominal comprendido entre aprox. 1 y 14.
• v es la velocidad del viento en metros por segundo [m/s].
• D es el diámetro de la eólica en metros
n=(60 x 8 x 6.94445)/(3.1416 x 3) = 3333.33 / 9.424777 = 353rpm con aire a 25km/h
n=(60 x 8 x 8.33334)/(3.1416 x 3) = 4000 / 9,424777 = 424rpm con aire a 30km/h
pero estos calculos aunque se acercan con los que he hecho con el alternador.tendria que ponerlos en practica.porque no se ni el el factor para calcular
las rpm de la elice ni a cuanto caeran las revoluciones ante la carga de la dimnamo.
por lo menos me da una idea de que no podre usar una conexion directa de la elice al alternador.almenos tendre que multiplicar por 2,3 o 4.
las revoluciones del alternador.hare las practicas y pondre los valores.
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hola.ya estoy aqui de nuevo.el generador anterior estoy retocandolo.he hecho varias pruevas,entre ellas cambiarle
una elice de 3 aspas de 3mtrs de diametro por otra de 6 aspas con 1,66mtrs de diametro.
ya que en la de 3mtrs en la primera prueba que realize una aspa choco con el mastil y se me partio.ya que al ser tan
largas estas se doblan mucho.
la diferencia de la de 1,66 mtrs 6 aspas es que se consiguen mas revoluciones y el aerogenerador nos queda mas compacto.pero se consigue menos
potencia.aunque se aprovecha mas el viento porque puedes ponerla giratoria como una veleta.
este generador como dige antes.tiene 6 bobinas de 75 vueltas cada una.las cuales se pueden poner en serie o paralelo segun nuestras necesidades
dependiendo de la velocidad del viento.
por el momento la potencia maxima que he llegado a ver con solo dos bobinas en paralelo.es de 14v a 3A = 42W con vientos de unos 35 a 40 Km/h
supongo que cuando ponga las bobinas que faltan.llegaran a los 126W = 3024W al dia
aunque creo que tendre que modificar las aspas.estas las he hecho con PVC de 90mm de diametro y voy a cambiarlo por PVC de 110mm de diametro
ya que con mas bobinas,el generador se pondra mas duro y se necesitara mas potencia.
(http://imageshack.us/a/img5/9937/uy2k.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/5/uy2k.jpg/)
pero al mismo tiempo estoy desarroyando otro aerogenerador con una elice de 2,70 de diametro.con un multiplicador 1 a 6.es decir,por cada vuelta
de la elice el generador de 6 vueltas.a estas aspas le he puesto unos vientos con cable de acero para evitar que puedan partirse.
(http://imageshack.us/a/img824/2855/iejd.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/824/iejd.jpg/)
(http://imageshack.us/a/img855/6528/vner.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/855/vner.jpg/)
este aerogenerador va mas duro que el anterior.por culpa de la friccion de la correa.y necesita mas viento que el anterior para empezar a girar.
pero cuando empieza a girar,como es normal.con menos vueltas de la elice se consiguen mas revoluciones en el generador.
este aerogenerador lo he puesto fijo hacia el sur que es de donde suele venir mas viento aunque tambien suele venir del oeste.es muy pesado
y por el momento no voy a contruir ninguna torreta hasta ver cual de los dos tipos es mas eficaz.por una parte el pequeño genera electricidad
con menos viento.aunque construir el alternador es mas laborioso por tener que hacer nosotros mismos el bobinado.pero nos ahorramos el
multiplicador.
en el grande no tenemos que cambiar el bobinado.ya que usamos el que tiene el que biene de origen con el alternador.aunque si que hay
que modificar las conexiones internas para poner las bobinas en serie.ya que en el alternador vienen en paralelo.
normalmente estos alternadores tienen 6 bobinas.aunque otros tienen alguna mas para el cuenta revoluciones.
de estas seis bobinas hay que seleccionar las dos bobinas de cada fase.separarlas y conectar en serie las dos bobinas de cada fase con su principo
de vuelta correctamente.en caso contrario los voltages iran en contrafase y se restaran.y no obtendremos voltage.
y cuando tengamos las tres parejas de bobinas conectadas de dos en dos y las fases aisladas entre si.a cada pareja de bobinas las
conectaremos a 3 puentes rectificadores.y estos puentes rectificadores los pondremos en serie.
en cortocircuito a 1000rpm he llegado a ver 30A pero en las bobinas sin rectificar.no se cuantos amperios generara con las bobinas en
serie.ya que hay que contar con una carga que limite el voltage a 14.4v y unas vueltas que dependen del viento.
en una pequeña prueba que he hecho con un viento de 30km/h mas o menos.he encendido una lampara de 12v 85W.pero al conectarla la velocidad
de las aspas se han reducido.
esto me lleva a la conclusion de que aunque ponga un regulador para cargar las baterias a 14.4V tambien tendre que poner un limitador
de corriente para que el amperage de carga se limite a segun que RPM fuera la elice.en caso contrario perderia rendimiento.
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algunos videos de pruebas del generador pequeño.
viento medido con un anenometro.
[/youtube]
voltage rectificado.aunque de momento no puedo indicar las RPM a la que va la elice.
[/youtube]
y aqui una lampara de 12v 21w encendida.esta prueba se realizo con las bobinas en paralelo.por eso el voltage es bajo.pero la intensidad es alta.
sin la lampara habria unos 14V. si las bobinas estubieran en serie el voltage subiria a 28v pero la lampara se iluminaria menos.ya que
habria una caida de tension mayor.
todo depende de la velocidad del viento.con poca velocidad es mas rentable poner las bobinas en serie.y con mucha velocidad es mejor las
bobinas en paralelo.
habra que hacer un circuito para aumentar la eficiencia del aerogenerador.
[/youtube]
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todo depende de la velocidad del viento.con poca velocidad es mas rentable poner las bobinas en serie.y con mucha velocidad es mejor las
bobinas en paralelo.
Puedes hacer con un par de reles o contactores un circuito que te cambie la conexion de las bobinas, serie o paralelo segun sea la velocidad del viento, eso si tendrias que medir la velocidad, claro.
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Puedes utilizar un regulador conmutado para regular la tensión y optimizar la potencia absorbida. Es fácil con un poco de ayuda.
Pero antes deberías calcular el generador para optimizarle. Es un alternador? De que tipo?
Saludos
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Puedes hacer con un par de reles o contactores un circuito que te cambie la conexion de las bobinas, serie o paralelo segun sea la velocidad del viento, eso si tendrias que medir la velocidad, claro.
habia pensado hacer eso.pero son 6 bobinas y se necesitarian muchos reles.tambien he pensado en usar transistores fet.pero seria complicado.
Puedes utilizar un regulador conmutado para regular la tensión y optimizar la potencia absorbida. Es fácil con un poco de ayuda.
Pero antes deberías calcular el generador para optimizarle. Es un alternador? De que tipo?
Saludos
lo del regulador si que hay que hacerlo.para control de carga y optimizacion segun velocidad.ya que a mayor consumo,mas se frena el alternador.por eso hay que mantener unas revoluciones maximas de la elice.ademas tambien habria que incorporarle un consumidor extra para el exceso de produccion de energia.
unas resistencias que calienten agua por ejemplo.
respecto a lo que estoy usando como generador de coriente es un alternador modificado.al que le he extraido la bobina del rotor y la he sustituido por 18 imanes de
neodimio de 20mm de diametro x10mm de altura.puestos en serie de 3 en 3.para asi lograr 6 columnas de 20x30.
normalmete casi todos los alternadores la bobina del rotor mide 30mm de altura.
y luego hay que modificar el bobinado.si es que la elice se va a conectar directamente al eje.
yo he usado cable awg26 de 0.4mm de diametro para cada bobina.y las he puesto en paralelo.en la seccion del paso del estator me han llegado a caber
75 vueltas.asi que la seccion del paso con la lamina aislante es de 9.6mm2
con estas vueltas,y con las dos bobinas en paralelo y la carga de una bombilla de 12v21w.con un viento de unos 30 a 40km/h ha llegado a los 12v mas o menos.
pero no son calculos exactos hasta que no construya un cuenta revoluciones.
asi que el voltage biene un poco corto.y por eso voy a probar a cambiar las bobinas por cable
awg24 de 0.51mm de diametro.y cabrian 46 vueltas por bobina.que dispuestas en serie darian un voltage de 7.36x2=14.72v
la seccion del paso del estator varia segun lo grande que sea el alternador.pero todos los que he visto son de 12 polos.
asi que lo unico que tenemos que cambiar es la seccion del hilo.que a mayor seccion,conseguiriamos mayor potencia.aunque tambien se necesitaria mayor
elice.
pero lo que hay que tener en cuenta es que cada vuelta son 0.16v para una velocidad del aire de unos 30 a 40km/h.lo suyo seria indicar las RPM.pero no tengo
ese dato aun.
sabiendo el voltage por vuelta solo nos quedaria calcular si las 46vueltas de una seccion dada de cable,cabe en el paso del estator.
este es un video encendiendo una lampara de 12v 5W.con las bobinas en serie y cable de 0.41mm:
para una lampara de 12v 21W habria que poner las bobinas en paralelo y darle mas revoluciones.
si pusieramos las bobinas en serie habria mas voltage,pero al haber menos intensidad la lampara no llegaria a encenderse.eso es porque hay un punto de equilibrio
entre la intensidad y el voltage que se entrega.
y si elegimos correctamente ese punto,tendremos la maxima eficiencia que podemos conseguir con este alternador.este punto lo determina la seccion
del hilo y las vueltas que le demos a cada bobina.
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acabo de desmontar un compresor de nevera.es de 1/8 HP y el bobinado primario tiene cable de 0.56.espero que como minimo me entren 46vueltas en
el paso del estator.aunque si entran mas mucho mejor.ya que obtendre mas voltage.
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La sección del cable es:
S = pi*D^2/4
S = 3.1416 * 0.4^2/4 = 0.126 mm2
La densidad de corriente es:
ro = I/S
ro = 1/0,126 = 7.9 A/mm2
El resultado parece correcto. Normalmente debe valer menos de 10A/mm2
La resistencia del devanado es:
R = l * N * 0.017 / S
l = 0,08m. longitud de una vuelta.
N = 75. Vueltas
S = 0.126 mm2
R = 0.81 Ohmios
El rendimiento parece bueno. Con 1 Amperio por devanado se pierden 0,81 voltios del total de 13 V generados.
Creo que deberías colocar hilo más fino para generar más tensión (con más vueltas) y colocar a la salida un regulador reductor. La rectificación de la tensión se puede hacer con un puente de 12 diodos.
Saludos.
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dices hilo mas fino.
en las pruebas que estoy realizando con cable de 0.41 ,poniendo las bobinas en serie gano voltaje.pero pierdo potencia.
y en paralelo gano potencia.pero el voltaje se me queda bastante justo.por eso quedria poner hilo de 0.56.porque aparte de que es el que no tengo otro.
es un valor intermedio en las dos combinaciones anteriores.
y puesto en serie aumentare el voltaje aunque pierda un poco de intensidad con respecto a la combinacion en paralelo del cable de 0.41
las pruebas que estoy realizando son mediante la tecnica prueba/error.ya que no tengo el valor mas importante.que es la fuerza magnetica del rotor.
los calculos estan muy bien.y seria muy bueno tenelos en cuenta.ya que apartir de estos podria tener los valores por ejemplo de la fuerza magnetica,
la tension generada por vuelta y la potencia segun las revoluciones.
ahora que caigo.creo que tienes razon en lo de poner una seccion mas pequeña y mas vueltas.claro que conectando las bobinas en paralelo.
que al fin y al cavo es lo mismo que poner hilo mas grueso,menos vueltas.pero conectando las bobinas en serie.
tu idea me gusta mas porque tiene la ventaja de que a pocas revoluciones.podriamos conectar las bobinas en serie.pero a la hora de la fabricacion de
las bobinas.el hilo mas fino es mas fragil.y hay que tener muchisimo cuidado de que no se rompa el hilo.cosa que ya me costo realizar con el hilo
de 0.41 que casi lo rompo varias veces al meter las bobinas en los pasos del estator.
asi que para no complicar mucho la conmutacion de bobinas en serie/paralelo.que al fin y al cavo no creo que la corriente que vallamos a
producir con poco aire sea mucha.y si son muchas las complicaciones.
construire con hilo de 0.56 y bobinas en paralelo.a ver que es lo que pasa.
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Hola groundman.
Me encanta tu proyecto por razones laborales. Pero tengo que darte una mala noticia. El 12 de julio se publico un Real Decreto sobre el sistema eléctrico y en él se penaliza el autoconsumo mediante una tasa. Todas las instalaciones tiene que registrase y aquellas que no lo hagan se les sancionará. En internet hay cantidad de artículos sobre el tema, yo solo te paso un enlace:
http://www.ecologiablog.com/post/15291/el-rd-sobre-autoconsumo-traera-multas-para-los-que-se-autoabastezcan-de-electricidad-sin-pagar-a-las-electricas
Un saludo
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El 12 de julio se publico un Real Decreto sobre el sistema eléctrico y en él se penaliza el autoconsumo mediante una tasa. Todas las instalaciones tiene que registrase y aquellas que no lo hagan se les sancionará. En internet hay cantidad de artículos sobre el tema, yo solo te paso un enlace:
Llegará el día en que nos cobrarán hasta por respirar, y no es broma, tanto pesas, tanta capacidad pulmonar tienes, a pagar o no respires, manda huevos. :5] :5] :5] :5]
Insumisión ya, como el pajaro este, que se lo pasa todo por el forro.
(http://pic.pimg.tw/yoshice/4bc432a0e073d.jpg)
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Ahora caigo en que las bobinas puedes conectarlas en estrella y te darán mas tensión. Puedes utilizar el cable de 0.4 sin problemas. Si además colocas las bobinas en serie (no se si podrás porque las tensiones deben ser iguales y no estar desfasadas) tendrías más tensión todavía. Luego con un reductor conmutado consigues la tensión que quieras.
Saludos.
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hola jfh900.no sabia lo de la puñala trapera que estas comentando.pero ya sabemos que los politicos no son trigo limpio.que poquitos hay buenos.el dinero corrompe
y cuanto mas ganan.mas quieren.haciendo negocios con empresas que les engordan las cuentas en el banco.
puff.mira.no vale la pena de hablar de esto.porque cada dia me indigno mas.las leyes las ponen a su conveniencia.y temas como este y miles mas estan por la red.
y sirve de algo?
unos politicos se tiran a otros para poder pegarle un bocado al pedazo de tarta.y esto ni cambia ni va a cambiar.entre quien entre.
porque unos pocos esten bien. muchos tienen que estar mal.asi es y asi sera.
asi que nosotros a lo que nos gusta.que es la inventiva.y ellos a lo suyo que es vivir bien a nuestra costa.
Picuino.ya estoy montando las bobinas de cable de 0.56mm de diametro.he podido meterles 45vueltas a cada una.y no veas el trabajo que me esta costando
metarlas en los pasos del estator.
como ya comente. los alternadores de 12 polos son trifasicos.y cada fase utiliza dos bobinas.en esta ultima configuracion las bobinas van en serie.
con esto conseguimos 1/3 de la potencia total que va a entregar el generador.
las 6 bobinas de que consta el alternador no pueden ponerse en serie.porque perderiamos mucha potencia.al no estar la corriente en fase los voltages
se restarian en segun que tiempos.yo hice la prueba y asi es.
repecto a tratar la corriente rectificando cada fase independientemente.con 6 diodos nos vasta.que es lo que normalmente traen todos los alternadores de coche.
y es lo que hare con este.asi obtendre la maxima potencia que pueda entregar el generador.
como comente en una respuesta anterior.realice un generador al que no he modificado las bobinas que trae de serie.y son 6 bobinas de 7vueltas.
con hilo de 1.3mm . a 1000rpm y en cortocircuito.cada fase tiene 30A del voltage no estoy muy seguro si eran 4.5v
aqui he tenido que rectificar cada fase independientemente.y luego poner los rectificadores en serie para multiplicar por 3 el voltage.
de momento no se a que rpm iva con el aire que estaba soplando.solo se que cada vuelta de la elice son 6 del alternador.y que llege a ver encendida una
lampara de 12v 45W.pero no puedo dar mas datos.
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Picuino.cuando has dicho ahora caigo.yo no habia caido :lol: .
lo que tu dices ya lo he entendido.pero tendria que montar las 6 bobinas para hacer las pruebas.y no se cual seria el resultado.y no es cosa de estar montando y desmontando bobinas.
en tal caso en el bobinado que estoy realizando de 45vueltas de hilo de 0.56 no se cual seria la mejor opcion.si ponerlas en estrella o en triangulo.
esta imagen es la configuracion de un alternador que desmonte:
(http://imageshack.us/a/img96/8725/pqi9.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/96/pqi9.jpg/)
yo creo que se comporta como una combinacion serie paralelo.pero no se que efecto tiene encuanto al voltage y la intensidad generada.
solo se el voltage de las dos bobinas de la misma fase en serie.
con el tipo de combinacion de la imagen seria como poner dos estrellas en paralelo.asi que no se como calcular esto.
si el voltage puede quedar influenciado al estar en paralelo con otra fase distinta.
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Creo que lo mejor sería colocar las bobinas en estrella y las bobinas con la misma fase, en serie. Si además bobinas con hilo de 0,4mm conseguiras la mayor tensión posible. Luego un regulador conmutado puede reducir la tensión al valor que quieras, aumentando la corriente de salida (los reguladores conmutados mantienen la potencia y si disminuyen la tensión , aumentan la corriente)
Saludos.
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La imagen que posteaste tiene dos estrellas en paralelo para conseguir más corriente . También se pueden colocar en serie para conseguir mayor tensión.
Saludos.
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y que regulador conmutado existe para una salida regulada de 14.4v 100W ?
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No se si ya habrá reguladores montados que te sirvan. Construir uno con un pic no es demasiado difícil. Sólo necesitas dos mosfet, una bobina, un condensador, dos resistencias y un pic para controlar, que tenga salida pwm half bridge (hay muchos).
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hola Picuino.he estado mirando lo de los reguladores conmutador.segun he mirado por ahi.la ventaja es que consumen menos
corriente.
haber si encuentro algun circuito
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como ya monte las dos bobinas de 45vueltas de hilo de 0.56mm
me dispuse ha hacer pruebas y en la imagen pongo los resultados:
(http://imageshack.us/a/img202/4467/dpk7.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/202/dpk7.jpg/)
la maxima potencia que he probado es a 1000rpm y con una lampara de 12v/100W y que he consumido 7.5A
aunque todabia no he implementado el cuenta revoluciones.puedo hacer comparaciones con los voltages de la tabla que
he realizado.
y ayer hize unas pruebas con una lampara de 12v/21w y llego a los 12.2v da igual como pusiera las bobinas.paralelas o series.
y tal y como se ve en la tabla.el voltage solo difiere 2.5v ya sea con carga en paralelo como larga en serie.
asi que para estas bobinas.lo mejor sera ponerlas en serie.y asi poder jugar con el voltage.ya que en vacio llegan a los 26.3V
y a mi parecer el aire que estaba haciendo hera de unos 35Km/h que en la elice se traduce a 360rpm.
solo me queda poner el sensor de revoluciones y contrastar los datos.y si los valores son correctos.espero no quedarme corto
con la elice que fabrique.porque no se como se comportara con otras 4 bobinas.supongo que la elice se frenara mucho.
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hola Picuino.he estado mirando lo de los reguladores conmutador.segun he mirado por ahi.la ventaja es que consumen menos
corriente.
haber si encuentro algun circuito
Te puedo echar una mano. El circuito que te comentaba es un reductor (buck) hecho con dos transistores (uno de los dos sustituye al diodo para poder manejar más corriente)
http://es.wikipedia.org/wiki/Convertidor_Buck
Este es el circuito de potencia:
(http://m.eet.com/media/1053918/IR_FETselect_Fig1.jpg)
El transistor de arriba se puede sustituir por un mosfet de canal P para que sea más fácil excitarle o se puede utilizar un circuito como el ir2110 para excitar los transistores:
(http://4.bp.blogspot.com/-GZBCM0xlSbk/UPvnSo5w4rI/AAAAAAAAAZo/YUTt0KpFnPA/s640/IR2110+block.png)
Saludos.
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La ventaja de los convertidores conmutados es que transforman casi toda la potencia de entrada en potencia de salida.
Un ejemplo con un convertidor de rendimiento 95%:
V_in = 40V
I_in = 3A
P_in = 40*3 = 120W
P_out = 120 * 0.95 = 114W
V_out = 12V
I_out = 114/12 = 9.5A
Como puedes ver, con una salida de menor tensión que la entrada, la corriente de salida se "multiplica".
(La tensión de entrada de 40V es más o menos la tensión que obtendrás colocando las fases en estrella, con 23v por cada fase)
Saludos.
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pues tendre que realizar varias practicas.
en lo referente al altenador.y sin todabia asegurar nada por falta de datos.he visto que el alternador empieza a trabajar con una velocidad del aire apartir de 30km/h
aunque ya con menos revoluciones se produce voltage.la verdad que el alternador hace un sonido cracteristico a partir de esa volocidad.y es porque solo cuando se alcanza un voltage superior a 12v se produce una subida de intensidad.
y es porque la bateria con menos voltage no se carga.o almenos eso es lo que creo.
por eso creo que se pierde mucha energia entre los 0 y 12v. si hubiera un circuito que combirtiera ese voltage bajo en mas alto.se aprobecharia mas la corriente.
por lo que se.por ejemplo una bateria de 100Ah necesita cargarse a 10A durante 10h.y tiene que cargarse a 14.4V para que la carga de la bateria se relice al 100%
con menores voltages la bateria se carga a un porcentage menor.aunque no se si con menor voltage y mas tiempo.se cargaria al 100%
yo creo que no solo se necesita un tiempo de carga.si no que el voltage tambien influye en el tiempo de carga.al fin y al cabo una bateria almacena energia
por una reaccion electroquimica.
tengo ya ganas de realizar el cuentarevoluciones para tener mas datos.
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bueno.cuando instale el generador de la elice grande.el mastil vibrava mucho.y he tenido que cambiar la hubicacion.le he puesto una lampara de 12v/40W
y la verdad es que es necesario que el aire sople mucho para que en vacio se llegue a los 14v aunque lo he visto a 16v.creo que el aire iria
de 30 a 35Km/h.
el problema es que la elice no llega a moverse hasta que el aire va de 20 a 25Km/h. cosa que no pasa con el aerogenerador que hice sin multiplicador.
aunque me quedan muchas pruebas.por mi propia experiencia veo que las elices grandes son mas lentas.aunque tienen mas fuerza.
y las elices de menor diametro tienen menos fuerza pero mas revoluciones.
como ya dige en otra ocasion.el usar uno u otro sistema de generador es por tener o no tener que modificar el bobinado interior del alternador.
ya no es cual sera mas eficaz segun la velocidad del aire que sople en nuestra ubicacion.
creo que al final me decantare por la elice de 6 aletas.pero tengo que hacer mas pruebas.y para ello tengo que diseñar un regulador especial.
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bien.por las practicas que he realizado.el alternador del aerogenerador produce mas voltage cuanto mas vueltas de.segun el tipo de bobinado
que realizemos,a unas vueltas dadas se producira un voltage determinado.y este bajara segun la carga que le apliquemos.
en la carga de baterias.es muy importante que el voltage de carga sea el adecuado.en caso contrario se producirian cristales en las placas y se deteriorarian.
por eso para que la carga de la bateria se llege al 90% el voltage de carga sera de 14.4v. mas voltage no es recomendable para cargas continuadas.
ya que podria hervir el agua de la bateria.
como la potencia producida por un aerogenerador,esta directamente relacionada con la velocidad del rotor.los 14.4v se producirian a unas revoluciones
dadas.sin ninguna carga conectada se llegara antes a este voltage.el problema esta cuando se aplica una carga.porque el voltage baja cuanto mayor
sea la carga aplicada.y aqui es donde entra en juego el regulador.
el regulador se encarga de regular el voltage maximo definido por nosotros.en este caso 14.4v
y esta regulacion se efectua controlando la intensidad de la carga aplicada.la intensidad es controlada mediante la modulacion de la anchura de pulso "PWM"
de la tension aplicada a la carga.
asi que cuando la elice esta parada.la anchura del pulso es nula.y no tendra una anchura hasta que se supere el voltage minimo de carga de 14.4v
en el momento que se llege a este voltage,se producira una pequeña modulacion del pulso que hara que se produzca una corriente de carga culla
intesidad sera mayor a mayor velocidad de la elice.
cuanto mayor sea la intensidad de carga.mayor sera la retencion del alternador.pero esta retencion es controlada por la modulacion del pulso.asi que
cuando baje la velocidad del viento la anchura del pulso se estrechara para que el alternador no ofrezca resistencia.es decir que no este tan duro.
y siempre se controle los 14.4v de carga.
la unica energia que se pierde es desde que la elice empieza a moverse hasta que se producen los 14.4v en vacio.pero esta energia es poca.
porque al no tener retencion alguna el alternador,la velocidad de la elice se consigue rapidamente.
luego esta la energia que se pierde cuando hay un exceso de generacion de corriente.
es decir.si estamos consumiendo 20W y el alternador esta generando 40W,la elice giraria descontrolada.ya que el alternador no esta ofreciendo
la maxima retencion por no estar consumiendo toda la energia que esta generando.
para ello quiero diseñar una salida adicional en el regulador.que lo que hara sera consumir esa energia sobrante.y no se me ocurre mejor opcion
que utilizar unas resistencias para caletar agua.
claro esta que lo mejor seria tener mas baterias para acumular esa energia.pero para un pico de ecceso de produccion de algun que otro dia.
no es rentable invertir en mas baterias.
ahora en el diseño del regulador.como el voltage producido es desde una alternador trifasico.la onda resultante son tres ondas sinusuidales
que al rectificarlas se convierten en 6 semiciclos positivos superpuestos y desfasados 120º por cada vuelta del alternador.
esto nos da una señal de corriente continua con 6 crestas por ciclo y un valor minimo de voltage que no llega nunca al 0v como lo haria una tension monofasica.
y aqui es donde se me complica la creacion del circuito.ya que para que el regulador sea lo mas eficaz posible.el pulso generado durante la modulacion,
deberia coincidir con el centro de la cresta.y este calculo de tiempos se tendria que realizar en la deteccion del cruze por cero de las 3 ondas
trifasicas.
pero no estoy muy seguro de como hacer esto.ya que la frecuencia de la señal alterna varia segun las revoluciones del alternador.asi que se necesita
la previa deteccion de dos cruzamientos para calcular la anchura del pulso que se le aplicara al siguiente semiciclo.
tendre que hacer practicas.
he visto por internet que los reguladores commutados utilizan una señal diente de sierra para el calculo de la anchura de pulso.pero eso es para
regular corrientes continuas como puede ser las de una placa solar.y no creo que sirva para el generador eolico.
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definitivamente me decanto por el aerogenerador de elice de 6 aspas y menor diametro.es mas compacto ,ligero,menos mecanismos,y mayor potencia.
la elice de 3 aspas de 2,80 mtrs de diametro.coje menos revoluciones respecto a la elice mas pequeña de 6 aspas.y tener que multiplicar por 6 con poleas.
es menos eficiente.ya que hay perdidas por friccion.
he llegado a esta decision tras haber hecho una prueba.comparando los dos aerogenerdores a la misma velocidad de aire.mientras el pequeño encendia a 12v una lampara de 21w el grande encendia una lampara de 40w pero hera incapaz de pasar de los 7V.
se podria decir que los dos estan generando la misma potencia.pero con 7V no nos sirve para cargar baterias.para ello habria que cambiar el bobinado.y para eso
prefiero hacer el aerogenerador mas pequeño.
todo el secreto esta en coger muchas revoluciones.cosa que no se consigue con elices de mucho diametro.y el problema de usar elices de de poco diametro
es que tienen menos potencia.por eso el uso de un alternador modificado no creo que pase de la generacion de unos 100W.almenos con vientos de hasta
45km/h.ya no digo que se pudieran conseguir mas watios con aires mas veloces.pero pocos son los dias al año que se consuigen estas velocidades.
y el bobinado del alternador tendria que modificarse o conmutarse,muchas complicaciones a mi parecer.
la potencia que desarroya un altenador de coche modificado esta en su tamaño.el voltage lo da la cantidad de vueltas del bobinado.y el amperage el grosor
del hilo.y resulta que los alternadores de coche no son muy voluminsos.ya que en el habitaculo del motor hay poco espacio para tantos componentes.
claro que hay alternadores de hasta 200A.pero es porque estan muy compactados.y un bobinado casero nos ocupara mas espacio que uno de fabrica.
los alternadores modernos tienen el ventilador interior.no recomiendo el uso de estos.ya que en su interior apenas hay sitio para las bobinas.y al
cerrarlo podriamos pillar algun hilo y producir un cortocircuito.mejor usar alternadores antiguos que estan menos compactados.por ejemplo el de
un renault 21.
por el momento estoy con el regurador PWM.cuando lo termine hare mas pruebas para conseguir un aerogenerador mas eficiente.
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ya he terminado de bobinar todas las bobinas del alternador.en total 6 con 45vueltas cada una.
me ha costado mucho trabajo.ya que en cada paso del entrehierro he tenido que meter 90 hilos de 0,56mm de diametro.porque cuantos mas hilos pongamos
mas voltage conseguiremos con menos revoluciones.y por consiguiente de mas potencia sera el alternador con el mismo tamaño.
es curioso que la forma en que estan dispuestas las bobinas.se asemeja mucho al dibujo de la señal alterna de un generador trifasico.realmente
es lo mismo.solo que el bobindo es un circuito cerrado.
para su fabricacion saque el cobre de un motor de nevera mediano.y casi hay cable de sobra.claro que desmontar motores de nevera sin saber que hilo
llevara.es jugar a los dados.
de todas formas sale mas barato reciclar el cobre de los compresores que comprar el cable en rollos.
los desguaces pagan 3€ por cada compresor que les lleves.el cobre que tiene un compresor mediano es de 1/2 Kg mas o menos,la bobina principal.y puede
que 200gms la de arranque.asi que calcular si el cobre se paga a unos 7€ el kilo.
entre lo que pese el cobre y el hierro igual te darian 6€ si lo llevas desmontado.pero tiene un trabajazo y peligroso cortar con la radial.
pero si contamos con lo que vale una bobina de cobre de 1Kg,a unos 35€.vale la pena darse ese trabajazo si hacemos las cosas bien.
referente a los compresores averiados.la mayoria de las veces el bobinado esta intacto.ya que lo que se suele averiar es la parte mecanica que se
queda gripada.ya por falta de engrase o por exceso de temperatura.a no ser que sea el arrancador PTC o por bobina.
aqui algunas fotos del bobinado conforme lo estaba montando:
(http://imageshack.us/a/img843/8440/7hod.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/843/7hod.jpg/)
(http://imageshack.us/a/img89/3100/to62.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/89/to62.jpg/)
(http://imageshack.us/a/img802/3255/kqw8.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/802/kqw8.jpg/)
esta seria la ultima insercion en los pasos:
(http://imageshack.us/a/img13/3990/0a0n.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/13/0a0n.jpg/)
y aqui terminado:
(http://imageshack.us/a/img547/1147/9ajr.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/547/9ajr.jpg/)
aunque aun me quedaria apretar bien las bobinas y aislarlas para que no rocen con la carcaza del alternador.mientras bobinaba en los pasos utilize
acetato de una hoja A4 para transparecias.ya que no tenia mylar.eso si, aprobeche el que tenia el compresor de nevera para el encerramiento del paso.
ya solo me queda combinar las seis bobinas como la imagen de arriba.seie-paralelo.u otra combinacion que nos ofrezca la mejor eficiencia para la carga
de las baterias.
estoy impaciente en ver cuanta potencia genera este alterndor.
en ebay he visto alternadores para eolicos de 390W nominales por unos 230€. http://www.lmagency.biz/contents/es/p29.html
es de 4 polos.el que yo he hecho de 12.voltage en vacio 28v intensidad maxima 15A.todo esto a 800rpm.supongo que el que estoy haciendo dara mas potencia.
los datos sobre potencia son algo relativo.y hay que comparar entre diferentes alternadores.ya que lo definen numero de espiras del bobinado,grosor del hilo,campo magnetico del rotor y revoluciones.ademas de que cuanto mas polos.menos revoluciones para generar una tension.a igualdad de configuracion.claro.
pronto pondre mis datos.y sabre que potencia genera.
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Para calcular la corriente máxima que puede aguantar el alternador, hay que calcular la sección del hilo conductor.
El hilo de 0.56mm de diámetro tiene una sección de:
S = pi * d^2 / 4 = 3.1416 * 0.56^2 / 4 = 0.25 mm2
La densidad de corriente máxima, debería ser de unos 10 amperios por milímetro cuadrado.
Esto da una corriente máxima por el hilo de:
I_max = S * 10 = 2.5 Amperios
El consumo de corriente no debería ser mayor para no quemar el bobinado.
La potencia dependerá de la velocidad y de la tensión generada.
Saludos.
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Cuanto mayor sea la velocidad de giro, mayor será la tensión generada. Para una tensión de 12 voltios eficaces por fase, la potencia será:
P = 3 * 12 * 2.5 = 90 vatios
En estrella, la tensión de línea valdrá :
VL = sqrt(3)*12= 20.8 Voltios
Saludos.
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gracias Picuino por los calculos.yo normalmente los hago en un banco de pruebas.ya que no tengo la totalidad de las caracteriaticas de los componentes
que estoy usando.
te dire que en una prueba que realize a 730rpm el alternador genero 13,3V a 4A. y no note que el bobinado se calentara.pero fue durante 30 segundos.
la potencia generada seria de 13,3v x 4A = 53.2W y si lo sumamos a las 3 bobinas serin 159.6W
como el voltage al que va a trabajar es de 14,4 la potencia seria algo inferior a 730rpm
que no quiere decir que esa sea la potencia maxima que genera el alternador.ya que a 800rpm produciria mas potencia.
lo que me gustaria saber es cual es la potencia nominal que se les a asignado a los generadores eolicos.ya que en internet por vender,suelen exagerar
los datos de la potencia que suministra.
la verdad es que no creo que este alternador pase de los 100W con una elice directa.ya que las elices tienen un limite de revoluciones cuanto mas diametro
tengan.y si no le damos tamaño,se vienen abajo debido a lo las frena el alternador.asi que tenemos que calcular un punto intermedio donde revoluciones
y potencia se adapten al generador que hemos construido.
haber si mañana realizo los calculos.ya que termine de montar las 6 bobinas en el alternador.
aqui pongo una imagen del bobinado ya aislado.he usado cinta americana para su aislamiento.el mylar lo veo muy rgido para esto.
me ha costado mucho trabajo montarlo.ya que hay muy poco espacio dentro de la carcaza del alternador.si no hubiera puesto la cinta americana seguro
que se hubiera producido un cortocircuito del bobinado con la carcaza.
en la imagen se ve como salen las conexiones en seis aislantes de colores.cada aislante tiene dos hilos que pertenecen a una bobina.
y cada pareja de colores pertenecen a las diferentes fases.
identificar la polaridad de las bobinas de cada fase es facil.ya que segun la conexion las tensiones se sumarian o restarian.para identificar
las fases es bueno identificarlas durante el bobinado.ya que de no hacerlo asi,haria falta un osciloscopio para saber que bobina pertenece
a una determinada fase.
(http://imageshack.us/a/img9/2500/xr1q.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/9/xr1q.jpg/)
tambien se ven los imanes que he insertado en el rotor.18 imanes cilindricos de 20mm de diametro por 10mm de altura.mejor serian 6 imanes de 20mm de diametro
x 30mm de altura.ya que segun tengo entendido por cada iman que se une a otro el magnetismo no se multiplica por dos.ya que se pierde un 10% de magnetismo
despues que haberlo multiplicado por dos.
claro que lo mejor seria poner un iman en forma de anillo.como los imanes de un altavoz.pero de neodimio.lo malo es que no se como lo insertaria
dentro del rotor.ya estos me cuesta trabajo porque me pillo los dedos.
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ah.se me ha olvidado comentar algo.cuando desmonte por primera vez el alternador,antes de quitar el bobinado principal.hize unas pruebas a diferentes
revoluciones.y aunque no me acuerdo a las revoluciones que puse el alternador,llege a medir 1.5V y medi 30A en cortocircuito.
debido al enorme trabajo que tiene bobinar estos alternadores por su pequeño tamaño.me estoy planteando seriamente construir un transformador trifasico
para no tener que modificar el bobinado original.
cuando desmonte el alternador anterior,cada bobina tenia 6vueltas de cable de 1.3mm de diametro.mi intencion es coger 3 transformadores monofasicos.desmontarlos y modificarlos.
pero tendria que hacer algunos calculos.como puede ser el calclar el bobinado principal,secundario y seccion del nucleo.
si de 1.5v hay que pasarlo a 18V. seria un transformador con una relacion de 1 a 12. asi que el primario tendria 6vueltas de hilo de 1.3mm de diametro.
y 72 vueltas de hilo de 0,36 de diametro.
esto es una aproximacion.habra que contar con las perdidas.
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En 30 segundos y con esa corriente, el bobinado se calentará poco. Calculo que unos 20 o 30 grados sin ventilar. Prueba a mantener la corriente de 4 amperios unos minutos a ver que pasa. Con mucho cuidado, para que no se queme el bobinado. Puedes ir tocando para commprobar si sube demasiado la temperatura o medir con un termómetro. Los termómetros infrarrojos funcionan muy bien.
En cuanto suba la temperatura, corta la corriente.
Saludos.
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La fórmula para el cobre es la siguiente:
Primero se calcula la densidad de corriente en amperios por milímetro cuadrado, dividiendo la corriente que circula por el hilo entre la sección del hilo en milímetros cuadrados:
Densidad de corriente = DI = I / S
Ahora se calcula el aumento de temperatura del bobinado con el tiempo en grados por segundo:
Aumento de temperatura por segundo = dT = DI^2 / 200
Este aumento de temperatura del cobre está calculado suponiendo que no existe disipación y sirve para calcular el sobrecalentamiento puntual debido a una corriente mucho mayor de la nominal o para calcular la subida de temperatura a corriente nominal cuando el bobinado está frio.
Por ejemplo la densidad de corriente nominal suele ser de 10 Amperios por milímetro cuadrado. Ahora supongamos que se aumenta esa densidad hasta los 20 Amperios por milímetro cuadrado. En este caso la temperatura subirá:
dT = 20^2 / 200 = 2 ºC/s = dos grados por segundo.
Si la temperatura sube mucho, el bobinado se quemará.
En otro ejemplo, la temperatura nominal de funcionamiento de la máquina es de 70ºC y el bobinado se encuentra frio, a la temperatura ambiente de 20º. Se aplica una corriente nominal de 10 Amperios por milímetro cuadrado. En este caso la temperatura subirá:
dT = 10^2 / 200 = 0.5 ºC/s = medio grado por segundo.
Esta velocidad de subida de la temperatura se irá haciendo menor a medida que el bobinado aumente su temperatura y disipe calor.
Saludos.
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muchas gracias Picuino.tenias toda la razon respecto al calentamiento del bobinado.he puesto el alternador a 730rpm.en vacio ha dado 52v.
y con una lampara de 12V40W en dos bobinas en serie de la misma fase drante 30seg el amperaje a llegado a 3,8A.y efectivamente el bobnado se
ha empezado a calentar.voy a tener que tener muy en cuenta tus calculos.y pensar en refrigerar el alternador.
ahora que he montado las seis bobinas en el alternador,he identificado con un osciloscopio cada fase y polaridas de las bobinas.
me he puesto ha hacer combinaciones estrella triangulo para ver cual me interesa mas.
en la imagen he puesto algunas de las combinaciones que he realizado:
(http://imageshack.us/a/img823/1037/orc7.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/823/orc7.jpg/)
en la figura A y la figura B he tenido problemas.y es que no hay manera de poder poner las bobinas en serie.resulta que en una de las fases hay
el doble de voltage que en las otras dos."el voltage de la imagen es girando con la mano 1/4 vuelta.
en la figura dentro del cuadro no tengo ese problema porque las bobinas estan en paralelo-estrella.supongo igual seria la mejor combinacion.
ya que aunque no produciria voltage a bajas revoluciones.si que obtendria mas potencia y evitaria el problema del sobrecalentamiento de las bobinas
a 730rpm.al menos.ya que en paralelo a 730rpm con una lampara de 12v40W el voltage es de 14.8v 3.3A es practicamente lo mismo que en serie con esa carga.
solo que serian dos hilos de 0.56mm de diametro.equivalente a 0.259mm2 x2= 0.518
I_max = S * 10 = 5 Amperios
P = 3 * 14.4 * 5 = 216 vatios
VL = sqrt(3)*14.4= 24.94 Voltios
no estoy muy puesto en los calculos pero corrigeme si me he quivocado.
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bueno.pues ya tengo montado el alternador con las bobinas de cada fase en paralelo.y luego las distintas fases en estrella.el puente rectificador
lo he hecho con seis diodos schotky de 10A para tener la menor perdida de voltage posible.
(http://imageshack.us/a/img40/4191/rjix.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/40/rjix.jpg/)
tambien he fabricado otra elize.ya que no creo que la anterior me diera la potencia que se necesita para mover este alternador.
esta elice la he hecho con tubo de PVC de 110mm de diametro y 3,2mm de pared.la anterior era de 90mm de diametro.
voy a poner los pasos para su realizacion.
en primer lugar.tenemos que adquirir un tapon ciego de 200mm.y hacer un agujero en el centro de 17mm si es que el alternador tiene este eje.en la mayoria
es de esta medida.
no hay que decir de que el agujero debe de estar centrado.yo lo hice con un torno.
(http://imageshack.us/a/img22/4519/lgay.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/22/lgay.jpg/)
para fabricar las elizes usaremos un tubo de pvc de 110mm de diametro.cuanto mas grueso mejor.en mi caso he usado uno de 3,2mm.
una vez cortado el tubo a 85cm de largo.lo dividiremos longitudinalmente en 3 partes.para ello usaremos un hierro largo de escuadra.
luego midiremos 35cm desde la base de la elize y haremos una señal.tal y como se ve en la imagen de abajo.y en el extremo exterior de la aspa,
mediremos 5cm.y desde este punto y el anterior trazaremos una linea transversal.
tal y como se ha cortado en la imagen.esta elice girara hacia la derecha.si nos equivocamos la elice girara al reves.no es mayor problema ya que igualmente
generara energia.pero si existe un ventilador para refrigerar el alternador,este no seria eficiente.
(http://imageshack.us/a/img59/267/vhxl.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/59/vhxl.jpg/)
tenemos que hacer una plantilla para dibujar las ranuras de las aspas en el tapon.la plantilla tiene que ser del mismo ancho de las aspas que fabriquemos.
y del mismo tipo de tubo de 110mm.la plantilla la apoyaremos en el labio del tapon.y el filo de la elize debe de quedarse a 12mm del filo del tapon.
asi es como quedaria la aspa metida en el tapon:
debe de entrar 6,5cm
(http://imageshack.us/a/img547/5858/sjh8.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/547/sjh8.jpg/)
en esta imagen es como quedan todas las elices introducidas.y tambien se ve un aro metalico para reforzar el exterior del tapon.si no se pone,es seguro
que se partira el tapon por el exterior.ya que esta bastante devilitado.yo lo he hecho con cinta perforada y soldada con plata.
(http://imageshack.us/a/img42/817/0v77.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/42/0v77.jpg/)
la distancia entre aspas en la parte mas alejada de estas por la parte exterion.es de 88cm
y deben de estar perfectamente alineadas y contrapesadas.para esto previamente habria que pesarlas una a una.mas o menos pesan unos 400gms cada aspa.
luego solo queda hacer un casquillo de hierro con tres pletinas en estrella.y un tornillo para fijar la elice al eje del alternador.
dos tornillos de 5mm por cada aspa.
(http://imageshack.us/a/img545/5929/mqxp.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/545/mqxp.jpg/)
y para que el aerogenerador sea mas eficiente.le pondremos un embudo tapando el centro del tapon de 200mm.y asi es como queda:
(http://imageshack.us/a/img22/5443/uz4u.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/22/uz4u.jpg/)
para cortar el PVC yo he usado una radial pequeña con un disco fino.y mucho pulso.y estoy buscando alguna pintura que proteja el PVC de los ultravioletas.
dicen que el caucho puede servir.pero preferiria informarme antes.
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Una helice te puede dar una potencia mecánica en vatios:
P = 0.481 · Cp · V^3 · D^2 [W]
para:
Cp = Coeficiente de potencia de la hélice. Para una buena hélice vale 0.40
V = Velocidad del viento en metros por segundo
D = Diámetro de la hélice en metros.
http://www.docstoc.com/docs/22281057/CALCULO-SIMPLE-DE-LA-HELICE-DE-UN-AEROGENERADOR
Saludos.
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En tu caso, la potencia mecánica que puede dar la hélice para un viento de 9m/s (32 km/h) suponiendo que las aspas funcionen bien es:
P = 0.481 · 0.40 · 9^3 · 1.6^2 = 360 vatios.
Teniendo en cuenta que el alternador puede tener un rendimiento de 0.85, la potencia teórica eléctrica que puede suministrar será de 300 vatios.
Saludos.
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ojala generara esa potencia.por el momento no puedo comprobarlo.no esta soplando el aire.haber si empieza a soplar pronto y puedo tomar datos.
igual la elize es capaz de proporcionar esa potencia.pero el alternador.... :?
estoy montando otro prototipo mas perfeccionado.ya que el eje lo he reaizado con acero inoxidable 304.ya que no es magnetico y nos permite
aprovechar al maximo el flujo magnetico de los imanes.
supongo que cuanto mayor sea el campo magnetico generado por los imanes,mayor sera el voltage unducido por cambio de polaridad de estos.
lo que no se cual sera el punto de mayor eficiencia respecto a la cantidad de imanes dispuestos.
es decir cuantos gauss son los que se necesitan para una induccion perfecta.
lo mejor seria disponer de un iman de neodimio en forma de anillo de (40mm ext) x (20mm int) x (30mm altura).pero esto tiene que ser carisimo.
y se necesitaria mucho tiempo para amortizar el dispositivo.
por ahora uso 18 imanes de disco de 20x10mm.salen por 1,39€ a partir de 40 unidades.son de 11Kg de fuerza de sujeccion.y los he comparado con
otros y son los mas varatos en comparacion con su potencia.
quizas pruebe a ponerle mas imanes a este prototipo.pero ya me costo mucho trabajo meter los otros.ya que se pegan unos con otros y con mucha
fuerza.ya me he pillado unas cuantas veces los dedos y no es muy agradable.me da miedo manipular estos imanes.cuanto mas uno en forma de anillo
como el que describi anteriormente.
de todas formas si aumentamos la fuerza del campo magnetico.tambien tendriamos que aumentar la potencia del bobinado.es decir hilo mas grueso y
disminuir la vueltas.ganariamos potencia pero tambien la elice deberia estar adecuada a esa potencia.por eso habra que buscar un equilibrio
entre todas estas condicionantes.
tambien he hecho que el eje del alternador salga por la parte trasera.queria ponerle un sistema de seguridad para bloquear el alternador en caso
de un viento excesivo.pero no se que ponerle.
si pongo zapatas,estas se quemarian a no ser que el frenado fuera fijo.tras haber saltado por un limite de revoluciones.en todo caso tendria
que rearmar el freno.
y si es magnetico.que mecanismo realizo para que la inercia active el freno y se rearme de nuevo?
al principio pensaba que con poner una carga de bastante potencia.el propio alternador ya se frenaria por si solo.sin necesidad de ningun
tipo de freno.pero y si me equivoco.ya que podria quemar el bobinado.
tambien vi por internet un sistema de aleta que modifica la direccion de la elice ante rafagas de viento muy fuertes.la verdad es que
tendre que pensar seriamente que realizar.
aunque tenga que motorizar la cola del generador eolico.
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El bobinado siempre va a dar la misma potencia.
Si el hilo tiene el doble de sección, podrá conducir el doble de corriente, pero dará la mitad de tensión. porque sólo podrás bobinar la mitad de vueltas.
El resultado final es que siempre obtendrás la misma potencia.
La potencia sólo depende de la velocidad de giro y de la inducción (los imanes)
Saludos.
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Una solucion simple al tema del frenado es como decis, variar la direccion de la elice y que esta se cruce a la direccion del viento.
Esto lo puedes hacer con una simple inclinación de la cola.
Lo de variar la inclinación o el angulo de ataque de cada pala creo que se usa para las turbinas eolicas que son de velocidad de giro constante, en breve te confirmo. :oops:
Por lo de la potencia, ya te respondió el amigo Picuino, la potencia es función de la cantidad de campo magnetico estas cortando con las espiras por unidad de tiempo y no del diámetro de las espiras.
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la mejor forma de limitar las vueltas por exceso de aire,seria modificar la posicion de la cola.he visto por internet una modificacion
mediante una bisagra que gira la cola.pero no se que define la inclinacio.es decir que cuando sople mucho el aire la cola gire.
si podria hacer un mecanismo electrico que girara la cola ante un ecceso de velocidad.pero el sistema que vi por internet no necesita
nada.solo una visagra con inclinacion.
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Creo podrías implementar un sistema de detección de velocidad con un simple anemómetro y luego con algún actuador puedes girar la veleta.
Te copio un link que encontré, de una turbina con variación de angulo de aspas, pero recuerda que no es tu caso :oops:
Lo copio porque tiene parte del diseño del generador.
http://www.fieldlines.com/index.php?topic=147034.0
Pon el link de donde viste el sistema ese que cuentas y quizas lo desiframos ;-)
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aqui hay varios sistemas.esta muy bien el de poner una aleta transversal.aunque es posible que le quite algo de rendimiento.
http://exa.unne.edu.ar/fisica/maestria/modulo2/eolica/eolo32002.pdf
igual le pongo un motor electrico para pivotar la cola.me es mas facil que aprovechar la fuerza centrifuga de dos pesas en el eje central.
P.D no encuentro el sistema de la cola con la visagra.pero era un sistema que la cola giraba hacia un lado y con un angulo determinado.
no te puedo decir mas.
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se me acaba de ocurrir una idea.y si envez de pivotar toda la cola,pivotase solo la aleta de cola.
se podria hacer con un pequeño servo.a no ser que pusieramos un mecanismo centrifugo en el eje rotor.y que cuando soplara mucho el aire.
este tirara de un cable que moberia la posicion de la aleta tasera.
aunque tambien se podria hacer que la aleta trasera se desplazase de delante hacia atras.y el aerogenerador giraria por no estar correctamente
direccionado.
ideas se me ocurren muchas.pero sin ponerlas en practica de poco sirven.y esperar a que haya un vendabal para confirmarlas es un poco arriesgado.
supongo que habria que hacer un banco de pruebas.pero como consigo un ventilador que sople a tanta velocidad el aire.
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hola.ya he realizado otro alternador mejorado.este es de un citroen xantia.y tiene la ventaja de que es mas grande que los otros que he realizado
y que tiene muy buenas cojidas para la sujeccion a la base rotatoria.
el alternador original es de 150A.asi que el puente rectificador debe de aguantar ese amperaje.
al nucleo en vez de los 18 imanes de neodimio que puse al anterior alternador.le he puesto 36 imanes.asi obtendre mas voltage a menores revoluciones.
(http://imageshack.us/a/img819/1663/o4c6.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/819/o4c6.jpg/)
me ha costado mucho trabajo ponerlos ahi metidos.he tenido que comerme parte del hierro del rotor y tambien raspar los imanes sin que se calentaran mucho.
y tambien pegarlos con loctite y un acelerador para meter las columnas de 3 imanes(tambien pegadas) en el rotor.para meter las ultimas columnas de imanes.
he tenido que usar un tubo de bronce para guiarlos.ya que es imposible meterlos a mano.
y luego meterlos en la prensa.
(http://imageshack.us/a/img571/7735/7702.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/571/7702.jpg/)
ya montado se puede apreciar que he mantenido los ventiladores originales:
(http://imageshack.us/a/img849/2060/1wf8.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/849/1wf8.jpg/)
y este el alternador acabado:
(http://imageshack.us/a/img401/1593/2ffy.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/401/2ffy.jpg/)
ademas de modificar el rotor.tambien tenemos que modificar las conexiones internas del bobinado.tal y como indica la imagen:
(http://imageshack.us/a/img13/8871/q3w7.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/13/q3w7.jpg/)
en el montage original se puede observar que las bobinas estan en paralelo-triangulo.en el modificado estan en serie-estrella.que hace que aunque nos
disminuya la intensidad,nos aumenta el voltage.
es muy importante polarizar bien las bobinas.en caso contrario no aprovecharemos toda la eficiencia del generador.
para buscar la polaridad de las bobinas es imprescindible localizar las bobinas que pertenecen a una misma fase.para ello hay que buscar el hilo fisicamente
de cada paso(ranura del estator) o usar un osciloscopio con dos canales.posteriormente girar el eje del alternador con la mano.
de esta forma veremos si hay un desfase en el voltage generado.
una vez localizadas los tres pares de bibinas.se cogeran las 2 bobinas de cada fase y se pondran es serie.en las dos posibles conexiones que hay,
la configuracion correcta sera la que nos de mas voltage.
y la ultima conexion sera poner las tres bobinas serie.en estrella.para ello uniremos las tres puntas de las bobinas de las diferentes fases y comprobaremos
si los tres voltages de la estrella son iguales.incluso deberiamos conectar una carga y medir si el amperage es igual.
en caso contrario realizar otra combinacion.
este alternador a 730 rpm me da en vacio 19V y en carga con una lampara de 12v 45W. 15.7V x 3.6A = 56W por fase.
pasando por el puente rectificador,empieza a cargar a partir de las 450rpm con 14.4v 0.1A y con 640rpm 14.4v 2A.
cuanto mas revoluciones mas aperage.como las pruebas las estoy haciendo con un taladro de 500W.no puedo comprobar con mucha potencia ya que el taladro
huele a quemado.
pero tengo un problema que pueden falsearme los valores.ya que aunque no aplique carga alguna al alternador,este se pone duro apartir de las 420 rpm.
el problema esta en el puente rectificador.ya que cuando le pongo otro diferente ya no se frena.
la cosa es que compruebo el puente rectificador original.y tanto con el comprobador de diodos del tester como en el osciloscopio con la prueba de componentes
no veo nada raro.
la señal alterna generada queda de esta forma:
(http://imageshack.us/a/img401/9004/7ljw.th.jpg) (http://imageshack.us/photo/my-images/401/7ljw.jpg/)
se ve como unos cortes en la señal alterna.a mi entender es posible que algun diodo se haga conductor durante la tension inversa.y esto
produzca como un cortocircuito.
a 1000rpm he notado como el puente se calienta.