Por lo general, un pequeño motor de CC * funcionará directamente o podrá funcionar, pero puede que no sea la mejor opción. Un dispositivo que produce CC directamente se suele llamar "generador" y un dispositivo que produce CA directamente se denomina alternador.
Un generador es efectivamente un alternador en el que la CA producida internamente se rectifica a CC, generalmente mediante el uso de un "conmutador" mecánico: la disposición de "segmentos" de "cobre" en un extremo con cepillos que lo soportan. cada segmento está conectado al final de un devanado o devanados para poder acceder al voltaje producido. Los pinceles están dispuestos de modo que un "pincel" dado esté siempre en contacto con un grupo de la misma polaridad. A medida que la polaridad de un devanado cambia a medida que el rotor gira, se coloca un cepillo diferente en contacto de tal manera que la polaridad de salida permanece constante. El conmutador cumple la misma función que un puente rectificador de diodos.
Existe una clase de motores de CC denominados "motores de CC sin escobillas" (BLDCM, BLDC, ...) en los que la conmutación se realiza mediante dispositivos electrónicos (generalmente transistores). En algunos casos, estos pueden ser utilizados como generadores accionando la electrónica de conmutación correctamente, pero el enfoque normal al usar un BLDCM como productor de energía sería evitar los interruptores y conectarlos a los devanados directamente y usarlo como un alternador .
Entonces, los alternadores son lo que usualmente terminará usando como productor de energía, ya sea especialmente enrollado * o basado en un BLDCM (o en casos muy especiales basados en un motor de cepillo que se ha girado lógicamente al revés), ignore ese por ahora: -)). * Según lo previsto, un BLDCM se optimizará para el uso del motor.
En algunos casos, un diseño que mejor se adapte a las necesidades del alternador se puede hacer rebobinando. Más vueltas de un cable más fino que originalmente producirán más voltios por RPM. No es aplicable aquí, pero a modo de ejemplo, la comunidad de modelos RC rebobina motores de CD con mucho menos MENOS giros de alambre de mayor diámetro para hacer motores compactos de alta potencia y alta corriente.
Dependiendo de lo que esté presente inicialmente, reorganizar de estrella a triángulo dará menos voltios por rpm, pero más corriente y reorganizar delta a estrella dará lo contrario
Si el voltaje máximo por turno o la potencia por tamaño del alternador es lo suficientemente preocupante, reemplazar los imanes de anillo existentes que generalmente se usan con imanes de tierras raras de alto rendimiento proporcionará una ganancia de rendimiento sustancial.
Inicialmente, proporcionar una buena descripción de lo que realmente se desea y de los recursos disponibles será mucho más útil que intentar un análisis detallado de lo que se ha escrito aquí hasta ahora.
Si este es un trabajo único o pocos, probablemente sea mejor buscar un BLDCM adecuado y quitar la electrónica del interruptor. Por lo general, muy fácil de hacer. Dependiendo del nivel de potencia, puede encontrar que un motor de CD funciona para usted. Estos están comúnmente disponibles (generalmente gratis en una unidad de CD muerta. Se pueden usar tal cual o rebobinar para adaptarse mejor a la necesidad. El rebobinado no es especialmente difícil. Comentarios a su debido tiempo si es necesario.
Un desafío más grande puede ser obtener energía de su "viento" disponible. ¿Cuánta potencia necesitas? ¿Cuál es tu entorno? ¿Tienes libertad de posición de montaje? Dentro o fuera, es decir, ¿cuál es la fuente de viento? ¿Está esto expuesto al sol al aire libre?
Lo siguiente puede derivarse de los primeros principios si es necesario. La potencia disponible del aire que pasa a través del área de la unidad A en la velocidad V es
- Potencia = 0.6 x A x V ^ 3 x Z / 100 vatios
Z es eficiencia% <= Z <= 100 (en realidad <~ = 59) A = área en metros ^ 2 V = velocidad en metros / seg
En un sistema no conducido, se puede demostrar que Zmax es aproximadamente 59% (límite de Betz). Esto puede ser mayor en un sistema canalizado.
La potencia aumenta con la velocidad en cubos. La mayoría de las turbinas eólicas (WT) están optimizadas para un rendimiento máximo de aproximadamente 10 m / s por varias razones que pueden discutirse si es necesario. Esto significa que a 1 m / s no solo producen 1/1000 de la potencia nominal, a 2 m / s solo la 1/125 de la potencia nominal e incluso a 5 m / s solo la 1/8 de la potencia nominal. [[Editores: deje la fracción como se muestra]].
Conectar los números mostrará que un área de aerogenerador de 2 "x 2" proporcionará niveles de potencia extremadamente bajos para la mayoría de los estándares. Si esto es suficiente para usted depende de su aplicación y de la velocidad del viento disponible.
2 "x 2" = 0.00258 m ^ 2 !!! Alrededor de 1 / 400th de un metro cuadrado.
Entonces potencia = 0.6 x 0.00258 x V ^ 3 x Z Watt = ~ 1.55 x ZV ^ 3 milivatios
Nota * milli * Watt.
En la práctica, una eficiencia del 10% no es difícil, el 20% se puede lograr con cuidado, el 30% es factible y el 40% es heroico. Usar un 20% de eficiencia es probablemente un buen comienzo.
Potencia alcanzable = ~~ 0.3 milivatios x V ^ 3
Si alguno de los anteriores es aceptable depende de la velocidad del viento disponible y de los niveles de energía necesarios. Tenga en cuenta que a velocidades muy bajas, el WT puede no iniciarse debido a "saliencia" / engranaje y fricción estática. Los sistemas que necesitan comenzar a muy baja velocidad del viento necesitan un cuidado especial en el diseño.
Si se trata de un sitio al aire libre con buen viento, se espera una media de algunos metros por segundo. Esto varía muy muy muy ampliamente con el sitio y las circunstancias. En situaciones del mundo real, las velocidades promedio, típicas, de% de tiempo mayor que x%, etc., se describen mediante una distribución de Weibull y se puede tener mucha diversión al decidir qué se adapta a sus circunstancias.
Si necesita potencia y tiene flexibilidad de montaje, entonces desea altura, falta de turbulencia y espacio libre de otros objetos. Hay una gran cantidad de material sobre esto en la web. Si no tiene flexibilidad en la posición de montaje, debe mirar los niveles de potencia anteriores y la distribución de velocidad para su ubicación y decidir si esto funcionará para usted.
Si este es un sitio al aire libre, entonces un panel solar puede satisfacer mejor sus necesidades. Un panel moderno de alta eficiencia de 2 "x 2" generará aproximadamente 300 mW a pleno sol.
Podría escribir durante una semana más o menos sobre esto :-): obtengamos algunos comentarios para ver qué dirección sería más útil. Es posible que desee hablar conmigo fuera de la lista sobre implementaciones prácticas una vez que se completen estas preguntas y respuestas. MUCHO más si / según sea necesario.
CORREA DE VIENTO
Habría notado el cinturón de viento si parecía ser una adición útil. Puede ser, pero desafortunadamente, probablemente no esté en esta etapa. Me gustaría utilizar la tecnología windbelt si me pareciera útil y rentable. Hasta ahora parece no ser ninguno, excepto quizás en algunas aplicaciones muy específicas.
Como se verá, el rendimiento en el mundo real de los módulos de demostración disponibles es inferior al 5% del del sistema de dimensiones moderadas que reclamé anteriormente, es decir, lo que realmente puede comprar está tan por debajo del rendimiento de los sistemas alternativos como afirma estar por encima de ellos .
El Windbelt [tm] tiene su lugar y es una idea inteligente PERO desafortunadamente se ha hecho y se siguen haciendo una gran cantidad de basura y muchas afirmaciones espurias. Las afirmaciones sobre la eficiencia en comparación con otros sistemas son "simplemente erróneas" o tal vez se basan en circunstancias especiales que nunca se explican y que, en cualquier caso, son sospechosas.
La literatura promocional de Windbelt afirma que tienen una eficiencia de 10 a 30 veces más que los sistemas de microturbinas. Dado ~ = 60% de eficiencia máxima posible (límite de Betz), un reclamo de 10 a 30 veces más eficiente que las microturbinas sugiere que los uT obtienen 1% -3% de eficiencia SI un cinturón de viento es, digamos, 30%.
Aquí hay un microcinturón Humdinger del mundo real
con un área muy similar a la descrita anteriormente, pero las salidas de energía de CA (no CC) son 20 o 30 veces MENAS que el ejemplo conservador que di anteriormente)
Wind Turbine versus / Windbelt claimed milliWatts
1 m / s ..... 0.3 / -
2 m / s ..... 2.5 / -
3 m / s ..... 8 / 0.1
4 m / s ..... 20 / 0.5
5 m / s ..... 40 / 1.5
10 m / s ..... 300/8
Si permite que mis cifras calculadas sean altas en un factor de 10 (2% de eficiencia en lugar de 20%), la turbina eólica (también conocido como ventilador de tamaño modesto) se compara más favorablemente con los resultados publicados por windbelt.
Ya ha pasado el tiempo suficiente desde el anuncio original de que esperaría que aparecieran algunos productos sustanciales del mundo real. De hecho, puede comprar algunas unidades de demostración pequeñas, como las unidades de 8 mW a 10 m / s mencionadas anteriormente. Pero el costo está más cerca de $ 20,000 / Watt que $ 2 / Watt. Un vistazo a las promesas de los sitios web "Próximamente" muestra que las fechas están bien vencidas. Más es la vergüenza. Un avance de este sot sería muy bienvenido. Pero no parece que esta tecnología la ofrezca pronto, por desgracia. Mira este espacio :-).
Wikipedia
Shawn Frayne expone su invento - con video
Cinturón de viento LED de bricolaje que funciona , pero observe el tamaño de la abertura.
Intentos de aumentar la escala - observa comentarios de rango de velocidad del viento
En lugar de una turbina, debe considerar un cinturón de viento .
fuente
Los motores de imanes permanentes (incluidos los motores de CC con escobillas y sin escobillas) son más eficientes cuando funcionan a su velocidad nominal máxima. O mejor dicho: sus pérdidas de potencia están determinadas casi por completo por el par de carga, y son proporcionales al par al cuadrado. Entonces, desde el punto de vista del diseño, si tiene que elegir el engranaje, coloque el motor a su velocidad máxima en las peores condiciones para minimizar las pérdidas.
Sin saber qué tipo de potencia de salida le gustaría entregar (AC? 12VDC? 24VDC? Algo más?) Es difícil recomendar la electrónica.
fuente