Větrná elektrárna (levně)

[Akord]

Je mi jasné, že s klesajícími otáčkami neklesne odpor kotvy, ale kdybych nainstaloval převod do rychla, bylo by to s celkovou účinností ještě horší. Šlo mi spíš o to, jaký je poměr ztrát v mědi a v železe (na statoru přece jen kousek železa je). Měl jsem představu, že s klesajícími otáčkami by měly ztráty v železe klesnout. Jde o to, zda v takovém stroji vůbec za provozu dochází k dynamickým změnám pole ve statoru, aby tam nějaké ztráty mohly vznikat. Je mi také jasné, že se snížením otáček klesne intenzita chlazení kotvy a to se musí zohlednit z hlediska řízení maximálního proudu v závislosti na otáčkách.

Pokud je to tišťák 3mm tlustý, tak tam železo nemá kde být, to se tak nedelává. Kde je tam to železo? Pokud neodymy nebo ferity na povrchu, tak by tam ztráty v železe nemely figurovat, pokud je to jinak, mužu rozvést, ale stejne to bude málo, protože hlavní ztráty v železe nepocházejí od zatížení. Obecne v generátoru s magnety jsou ztráty v železe nejvyšší pri behu naprázdno, protože proud záteží má takový smer, že puvodní indukci mírne snižuje a tím i ztráty. S poklesem otáček neklesají pomerné ztráty v železe, pouze číselná velikost ztrát v železe. Ztráty jsou složené ze ztrát vírivými proudy a hysterezí, obe mohou být stejne významné. Ty prvé jdou s kvadrátem frekvence, ty druhé lineárne.

Vzhledem k tomu, že bych chtěl zachovat koncepci direct drive, tak jediné řešení vidím ve snížení počtu listů vrtule a tím zvýšení rychloběžnosti.

Další vecí teoreticky skoro stejne hodnotná, ale podmínená praxí je zmenšení šírky listu na špičce(hloubky profilu) Zhruba 2 listá vrtule s 10cm šírkou listu na konci bude mít stejnou rychlobežnost jako 4 listá vrtule s 5cm šírkou listu na konci.

Nemáte někdo představu na kolik otáček se dá roztočit dvoulistá, případně jednolistá vrtule při výkonu 2kW při 10m/s? Z jednolisté mám trochu strach z hlediska zimního namrzání (u dvoulisté namrznou přece jen oba listy víceméně symetricky) a také z hlediska úrovně aerodynamického hluku rychle rotujícího listu. Řešil tu už někdo problém dynamického vyvažování jednolistého stroje? List je přece jen poněkud pružnější než protiváha. Větrné poryvy dokážou rozvibrovat i třílistou vrtuli, co v takové situaci nota bene při vyšších otáčkách (kvadratická závislost) udělá jednolistá?

Závisí od té šírky listu. Typicky do 10ot/sek. Já mám kdesi fotku svého 4listu s 15cm dlouhými rampouchy orientovanými tangenciálne, protože to zmrzlo pri točení .
Presne tak, vibrace jsou buzeny hlavne nesouosostí smeru vetru. Podle mého odhadu velikostí souvisejících veličin má ale dynamický nevývažek podstatne menší vliv, než samotná budící síla vibrací pri nesouosém proudení, protože se periodicky mení úhel nábehu. Taky odstredivá síla značne prevažuje. Kdysi jsem zkoušel obyčejnou vrtuli vyvážit staticky v pomocném náboji ze silonu, kde stredem procházelo vlákno. Bylo to nedostatečné, musel jsem ji pridelat na tenzometr a vyvažovat pri otáčení. Nemusel jsem to ale delat dynamicky ve smyslu pusobení ohybového momentu na hrídel (tedy jako motocyklové kolo, ne jako kolo z auta).
Hluk naopak káže rychlobežnost ponekud snižovat.

[kybos]

.... Kde je tam to železo?

Železo je z vnější strany magnetů. Je to vidět hned na první straně manuálu http://www.inverterdrive.com/file/Axem- ... tor-Manual . Magnetování (případně domagnetování) se provádí zřejmě až po montáži - kolem každého magnetu jsou dva závity drátu, který je ukončen u jednoho z chladících otvorů - patrně pro připojení magnetovačky. Nestabilita magnetického toku ve statoru by mohla být způsobena jednak reakcí na zatěžovací proud a jednak zvlněním způsobeným komutací rotoru.

[Akord]

Ten pdf se mi nezobrazuje korektne(linux/redhat), ale 1. stránku jsem videl, je to dosti neostré, nevím, jak tam identifikovat závity, snad jsi to videl na hotovém.
To budou ale nejspíš závity nakrátko jako tlumič, aby se znížila pulsace toku v magnetech. Zvýší to sice ztráty, ale muže to zlepšit jiné vlastnosti. Neodymy normálne jsou obvykle dimenzovány tak, že tlumič nepotrebují, pokud jde o generátor na účinnost. Tlumiče se do buzení občas dávají, stejne nekdy i do reproduktoru. Mohl bych to nazvat i reaktor pro zduraznení kompenzace zátežového proudu. Zmenší to ztráty v železe ale stejne, nebo ješte víc pak narostou ztráty v Cu toho tlumiče. Polepšit se mužou jiné vlastnosti jako vliv harmonických, odezva...
Ale fakt dobre presneji nevidím, kde to železo je a jak presne. Ferit koncentraci potrebuje, neodym ani ne, ale na tom, co jsem napsal predešle to asi nic menit nebude. Prípadne hoď sem, nabo na SZ zretelnejší obrázek.

[kybos]

Řekl bych, že to na tlumení nevypadá, smyčka není propojená.

[Akord]

Kybos, zkus do toho pri focení posvítit, nebo dopsat co je co, protože není dobre videt ani na materiály, nebo barvu. Pokud to není cosi nakrátko, tak to samozrejme tlumič není. Chápu zatím jen ten rotor.

[kybos]

Rotor je uprostřed. Po stranách vlevo a vpravo je vidět dva kruhové magnety jednoho pólu statoru. Na magnetech jsou navinuty dva závity drátu (jedna smyčka pro pravou část statoru - na každém pólu dva závity a druhá smyčka pro levou část statoru zase na každém pólu dva závity) konce smyček zkrouceny a ustřiženy. V pravé části je při šikmém pohledu vidět část ocelové základní desky, ke které jsou připevněny magnety. Pohled je focený z obvodu otvorem pro přívod chladícího vzduchu. Stator, který je na fotkách je na axonometrickém náčrtu pod pozicí č.7. Svítil jsem do toho bleskem, je to focený makrem na tele na doraz (abych si nestínil objektivem), abych to mohl přisvítit ještě zboku, ale moc to nepomohlo, chtělo by to kruhovej pomocnej blesk kolem objektivu. Mohl bych ještě na supermakro z blízka, ale to bych tam měl úplnou tmu.

[kybos]

Ty fotky na první pokus neprošly... tak ještě jednou.

[kybos]

Pomalu po snímcích, fórum má limit na na odpověď jen minutu...
Na tomto snímku vpravo je zřetelněji vidět základní deska statoru. Je to ta světlejší část vpravo u hrany otvoru.

[kybos]

Z DSCF4903 je dobře patrný poměr délky magnetu k šířce mezery na rotor.
Na DSCF4904 je detailně vidět část vinutí rotoru (jen pro srovnání závity na plášti stroje jsou M4), kde asi nebude při nominálním proudu 11,1A dodržena hustota proudu 4A/mm2.

[Akord]

Kybos, jasne, už tomu rozumím. To by nemelo být magnetisační vinutí, to by v této podobe melo značný rozptyl a magnety by se namagnetovaly blbe. Sranda ta hrubá izolace, pokud to není zkreslené. Nejpravdepodobnejší verze je, že je to proudová kompenzace reakce rotoru. Zapojené pak v sérii s rotorem tak, aby se pruchodem proudu docílila stejná polarita, jakou mají magnety, lze odzkoušet mimo libovolnou cívkou vinutou ve stejném smyslu, a porovnáním. Odlehčuje to magnety a brání posuvu pracovního bodu, zejména, pokud to nejsou neodymy. Na strane magnetu privrácené k rotoru nevypadá být žádné železo, proto ani není treba ztráty v železe uvažovat. I prípadné ztráty možnou pulzací pracovního bodu(hlavne pri ne-neodymech) pak doreší ta kompenzace reakce rotoru.

Ta proudová hustota muže hlavne pri nuceném, nebo jinak zvýhodneném chlazení presáhnout i 10A/mm2, je to však obvykle na úkor účinnosti.

[kybos]

Jenomže ony ty smyčky kolem magnetů nejsou nikam připojeny. Pokud se fotografe zvětší na plné rozlišení je zřejmé, že konce smyčky jsou jen zkrouceny a ustřiženy kleštěmi, aniž by byly posléze spojeny navzájem nebo kamkoliv jinam.

[Akord]

To jsem pochopil, ale jsi schopný garantovat, že to nikdo po skončení správné funkce motoru neodštípl? Mohl to udelat treba nejaký fušer klidne i v provozu, který usoudil, že to tam není treba...Motor pak mohl ztratit moment zejména po pretížení, nebo proudových nárazech v dusledku zeslábnutí magnetu. Jsi si tím naprosto jistý? Žádné jiné verohodnejší vysvetlení me nenapadá. Z jakého materiálu jsou ty magnety? (Hypoteticky - skoro žádná pravdepodobnost je, že by to bylo nejaké merení pulsace mag.toku mimo rozptyl rotoru, no ale to rovnež predpokládá pripojené dráty, a nač pak ten prurez a počet. Signál o poloze ani ne, to by statory musely být posunuté a rovnež pripojené, a bylo by zbytečné to dávat kolem všech. Tohle jsou prakticky blbiny.)

[kybos]

Jsem schopen garantovat, že to bylo takto ustřižené od výroby - víka chladících otvorů měly ještě originální lak, který jsem musel porušit, abych se k drátům dostal. Stroj má svorkovnici pod zadním čelem. To zkroucení bych si dokázal vysvětlit jednak potřebou bifilárního přívodu k magnetizačnímu obvodu a jednak jako zajištění proti silám, které při použití magnetizačního pulsu vznikají - jinak by se mohly vodiče smeknout. Kdysi jsem také jednu magnetovačku řešil a bylo problém udržet magnetizační vodiče u rotoru při pulsech v řádu kA.

[Akord]

Tak to jsme asi vyloučili všechno, a zustala už jenom ta magnetizace. Pokud tam však mají takové magnety, co to potrebují(hlavne alnico, nekteré ferity), tak bych ty dráty rovnou zapojil, a byl by s demagnetizací pokoj. Trochu mi nesedí na tak vymakaný motor ty kruhové magnety, nezdá se mi to být nejefektivnejší cesta.

[kybos]

Při pohledu na boční část magnetu mi jeho struktura připadá jako odlitek, nikoliv jako výlisek, proto bych to tipnul na AlNiCo. U tohoto motoru jsou patrně důležitější parametry než účinnost. Myslím, že zde jde především o rychlost, tedy nízký moment setrvačnosti nízkou indukčnost a vysoký kroutící moment v poměru k setrvačnému momentu - přece jen to původně bylo servo a ne primárně energetický stroj.