3D басылған осьтік флюс генераторы мен динамометр: 4 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

ТОҚТА!! ОНЫ БІРІНШІ ОҚЫҢЫЗ !!! Бұл әзірге дамып келе жатқан жобаның рекорды, қолдау көрсетуден тартынбаңыз.

Менің түпкі мақсатым - қозғалтқыштың/генератордың бұл түрі параметрленген ашық бастапқы конструкцияға айналуы мүмкін. Қолданушы айналдыру моменті, жылдамдық, ток, вольт/айн/мин, жалпы магнит өлшемдері және мүмкін бос орын сияқты кейбір параметрлерді енгізе алуы керек. 3D басып шығарылатын.stl және.dxf кесілген файлдар сериясы жасалуы керек.

Мен жасаған нәрсе - модельдендірілген дизайнды растайтын платформа құрылды, оны қоғамдастық оңтайлы құрылғыға айналдыра алады.

Бұл ішінара динамометрмен орнатудың бір себебі. Динамометр момент пен жылдамдықты өлшеп, қуатты немесе ватт білігін өлшеуге мүмкіндік береді. Бұл жағдайда мен генераторды динамикалық жүйені орнатуды жеңілдететін өтпелі, қозғалмайтын білікпен жасадым, сондықтан оны ЭҚК RC қозғалтқыш ретінде басқаруға және айналдыру моментін өлшеуге болады. қозғалтқыштың тиімділігін анықтауға мүмкіндік беретін шығыс, сонымен қатар жылдамдық, V және ампер.

Менің мақсатым үшін оны айнымалы жылдамдықты қозғалтқышпен басқаруға болады (сымсыз бұрғылаудың артықшылығы, төмен түсетін редукторы) және біліктің айналу моментінің кірісі, сондай -ақ V мен ампердің шығуы, бұл нақты тиімділікке және турбинаның күтілетін жүктемелеріне мүмкіндік береді. модельдеу керек.

Бұл режимде мен регенеративті тежеуге қабілетті RC ESC қолданамын деп үміттенемін, мүмкін Arduino менің VAWT жүктемесін MPPT (Multi Power Point Tracking) жету үшін басқарады.

MPPT күн мен жел турбиналарын басқаруда қолданылады, бірақ бұл желге қарағанда біршама ерекшеленеді. Жел энергиясының үлкен мәселесі - желдің жылдамдығы сағатына 10 км -ден 20 км -ге дейін екі есе артқанда, желден алынатын энергия текше бойынша 8 есе артады. Егер 10 Вт 10 км/сағ болса, 80 Вт 20 км/сағ. Энергияның көп болғаны өте жақсы, бірақ жылдамдық екі есе артқанда, генераторлардың шығысы екі есе артады. Егер сізде 20 км/сағ желге арналған тамаша генератор болса, оның жүктемесі соншалықты күшті болуы мүмкін, ол 10 км/сағ жылдамдықта тіпті іске қосылмайды.

MPPT - бұл генераторды тез ажырату және қайта қосу үшін қатты күйдегі қатты күйдегі қосқышты қолдану. Бұл сізге генератордың қанша жүктеме алатынын реттеуге мүмкіндік береді, ал MPPT -тің мульти әр түрлі жүктемелерді әр түрлі жылдамдықта орнатуға болатынын білдіреді.

Бұл өте пайдалы, өйткені турбиналардың барлық түрлері максималды энергияны жүктеме энергияға немесе желдің жылдамдығына сәйкес келген кезде жинайды.

СО

Бұл рецепт емес, бірақ мен оны жариялағаннан көшіруге болады деп ойлаймын және қосымша ақпарат беруге қуанышты болар едім, бірақ ең жақсы нұсқа - тізбектер мен сенсорлар байқауы аяқталғанға дейін маған жақсартуды ұсынуды ұсынамын., сондықтан мен бұл нұсқаулықты қарастыра аламын, жауап беремін және жақсартамын.

Мен ақпаратты жаңартуды, қарап шығуды және қосуды жалғастырамын, сондықтан егер бұл қызықты болса, сіз сәл кейінірек қайта тіркелгіңіз келуі мүмкін, бірақ мен сенсорлар байқауы 29/19 шілдеде аяқталғанға дейін біраз жұмыс жасаймын деп үміттенемін.

Сондай-ақ, мен ерекше әлеуметтік жануар емеспін, бірақ мен анда-санда арқамнан сипағанды ұнатамын, және бұл менің осында болуымның бір себебі:-) Егер сіз менің жұмысымды көргенді ұнататын болсаңыз және көргіңіз келсе айтыңыз. толығырақ, өтінемін:-)

Бұл жоба турбиналық конструкцияларды тексеру үшін басқарылатын жүктемені алғым келгендіктен болды, мен оны басқалар да пайдалана алатындай етіп оңай шығарылатын етіп алғым келді. Осы мақсатта мен тек FDM принтерімен жасалатын нәрсені жобалауды шектедім, басқа станок қажет емес. Қытайдан келетіндер аз болса да, жоғары крутящий, төмен жылдамдықтағы, қосылмайтын генератордың қажеттілігін өтейтін коммерциялық өнімдер көп емес сияқты. Тұтастай алғанда, сұраныс көп емес, себебі редукторлар өте арзан және электр энергиясы өте арзан.

Мен қалаған нәрсе-айналуы 40-120 айнымалы шамада шамамен 12 В, ал 120-200 айналымда 600-750 Вт шамасында болатын нәрсе. Мен сонымен қатар RC әлемінің арзан 3 фазалы PMA контроллерлерімен (ESC электронды жылдамдық реттегіштері) үйлесімді болуын қаладым. Қорытынды талап - бұл жүгіруші (магниті бар корпус немесе қабық айналады, ал статормен білік қозғалмайды), корпус арқылы өтетін білікпен және білікке бекітілген статормен.

Бұл нұсқаулық - бұл орындалатын жұмыс, және мен оны адамдарға процесс туралы түсінік алу үшін жариялап отырмын, себебі мен оны көшіру керек деп ойлаймын. Мен өзгерте алатын басты нәрсе - мен жасаған сымдық тірек тақтайшасы магнит өрістерін сақинаның айналасына дұрыс бағыттауға жеткілікті күшті емес, сондықтан магнит ағынының көп бөлігі артқы жағына кетеді. Мен жақында жасайтын дизайнды қайта жасаған кезде, мен мұны магниттік тірек тақтайшаларын CNC кесілген болат табақшалар ретінде жасайтын болар едім. Болат өте арзан, әлдеқайда берік болар еді және бұл құрылыстың көп бөлігін жеңілдетеді. Мен суреттегендей, FDM/сым/гипс композиттерін жасау қызықты болды, ал темірмен толтырылған PLA -да бәрі басқаша болар еді. Мен шынымен де ұзаққа созылатын нәрсені алғым келеді деп шештім, сондықтан болат табақтар.

Мен осы VAWT тестілеу үшін қолданатын осы нұсқада жақсы жетістіктерге жеттім. Мен төмен вольтты өнімділік бойынша әлі онша емеспін. Менің ойымша, менің қуаттылық/момент дұрыс шаршы алаңда, мен жағдайды жақсарта отырып жаңартамын, бірақ дәл осы сәтте менде бар нәрсенің маған басқарылатын жүктеме болуға жақсы мүмкіндігі бар. Өлгендер қысқа тұйықталғанда, ол турбинаға сынау үшін жеткілікті мөлшерде крутящий төзімділікті қамтамасыз ете алатын сияқты. Мен тек бақыланатын қарсылық банкін құруым керек, менің досым бар, ол маған көмектеседі.

Мен қысқаша тоқталатын бір нәрсе-қазіргі көптеген адамдар сияқты менде де бірнеше жыл бойы 3D (FDM қолдайтын PLA) принтері болды, мен оған 20-30 кг ләззат алдым. Мені жиі ренжітеді деп ойлаймын, бірақ кез келген өлшемдегі/күштегі бөліктер қымбат немесе басып шығаруға өте баяу, немесе арзан, жылдам және әлсіз.

Мен бұл 3D -принтерлердің қанша мыңдағанын білемін, көбінесе ештеңе жасамайды, себебі пайдалы бөлшектерді дайындау үшін көп уақыт кетеді немесе тым қымбатқа түседі. Мен бір принтерден және PLA -дан жылдамырақ бөліктерге арналған қызықты шешім таптым.

Мен мұны «құйылған құрылым» деп атаймын, онда басылған зат (1 немесе одан да көп баспа бөліктерінен, кейде мойынтіректер мен біліктерден тұрады), қатайтатын сұйықтық толтырғышқа толы құюға арналған бос орындардан жасалған. Әрине, құйылатын толтырудың айқын таңдауы жоғары беріктігі мен жеңіл жиналуы үшін қолдануға болатын қысқа жіппен кесілген шыны талшықпен толтырылған эпоксидті сияқты болады. Мен арзанырақ, экологиялық таза идеяны қолдануға тырысамын. Бұл «құйылған конструкция» жинағының екінші жағы - сіз толтыратын қуыс немесе бос орын, басылған «қалыпқа/штепсельге» алдын ала тартылған, диаметрі жоғары созылатын элементтерге ие болуы мүмкін, бұл нәтижесінде құрылымды жасайды. материалдан жасалған және құрылымы бойынша кернеулі тері (PLA қабықшасы), бірақ жоғары созылу беріктігі бар элементтерді қамтитын жоғары қысымды өзек бар композиттік. Мен бұл туралы екінші нұсқаулық жасаймын, сондықтан бұл туралы осы құрылысқа қалай қатысы бар екенін айту үшін айтатын боламын.

1 -қадам: материалдар тізімі және процесс

PMA 3 құрастырудан тұрады, олардың әрқайсысы әр түрлі бөлшектер мен материалдарды қамтиды.

Жоғарыдан (мойынтірек жағы) төмен қарай (статор жағы), 1. Мойынтірек тасушы және жоғарғы подшипниктік массив

2. Статор

3. Төменгі магниттік массив

1. Мойынтірек тасушы және жоғарғы магнит массиві

Ол үшін мен жоғарыда көрсетілген 3D басып шығарылған бөлшектерді қолдандым

1. 150мм 8 полюсті жоғарғы магнит және мойынтірек тірегі CV5.stl,
2. мойынтіректің ішкі тақтасы
3. мойынтіректің бүйірлік сыртқы тақтасы
4. 1 дюймдік өздігінен реттелетін мойынтірек (стандартты жастық блоктарында қолданылатын сияқты ++ интернет сілтемесін қосады),
5. 25 г 24 мырышталған болат сым
6. 15 г 10 мырышталған болат сым
7. Болат жүннен жасалған 2 орам

Қажет болса, ауыр болат сым мен болат жүнді болат тірек тақтайшалармен, лазерлік / су ағынымен кесуге немесе 3D басылған магнитті тіреуішке ауыстыруға болады (бірақ ауыр болат сым әлі де жақсы идея, себебі ол пластикалық деформацияға қарсы тұрады) уақыт). Мен темір оксиді ұнтағы салынған эпоксидті тірек табақшасын құюға тырыстым және біраз табысқа жеттім. Тиімді тірек тақтайшасын қолдану арқылы массив магниттері арасындағы ағынды байланыстыруды жақсарту төменгі айналымдағы кернеуді жоғарылатуы керек. Бұл негізгі құрылымдық компонент екенін есте ұстаған жөн, ал артқы тақта күштерді магниттерден ілмек тіректеріне береді. Пластиналарды бір -біріне тартатын магниттік күштер жүздеген фунт болуы мүмкін, ал пластиналар бір -біріне жақындаған сайын күштер экспоненциалды түрде артады (кубалық, үшінші қуатқа дейін). Бұл өте қауіпті болуы мүмкін, және жиналған табаққа тартылуы мүмкін құралдарға және басқа заттарға мұқият болу керек!

Мен орамаларда шамамен 300 фут 24г қапталған магнитті сымды қолдандым, оны кейінірек толығырақ қарастырамын.

2 -қадам: Магнит тақталарын жасау

Бұл осьтік ағынды генераторда, қозуды барынша азайту және максималды шығару үшін, мен екі магнит массивін қолданамын, олардың әрқайсысы статор катушкаларында. Бұл магнит өрісін мыс орамдары арқылы жүргізу үшін магниттік ядро қажет емес дегенді білдіреді, өйткені көптеген қозғалтқыш/биіктік геометриясы. Айналмалы өзектерді қолданатын осьтік ағынның кейбір конструкциялары бар, мен болашақта кейбір эксперименттерді қолдана аламын. Мен үш өлшемді басылатын темірмен толтырылған материалды сынап көргім келеді.

Бұл жағдайда мен 1 «x1» x0,25 «сирек кездесетін магниттерді қолдана отырып, шамамен 150 мм шеңбердегі 8 полюсті магнит массивін таңдадым. Бұл өлшем барлық бөлшектердің 210 мм х 210 мм баспа төсегіне сәйкес келуін қамтамасыз ету үшін болды. Жалпы алғанда, мен бұл генераторды бірінші кезекте диаметрі неғұрлым үлкен болса, айнымалы ток кернеуі соғұрлым жақсы болатынын түсіндім, сондықтан оны менің баспа төсегіме ыңғайлы етіп үлкен етіп жасадым. Магниттер орталықтан неғұрлым алыс болса, олар соғұрлым тез жүреді, сонымен қатар мысқа көбірек орын бар! Осының бәрі тез қосылуы мүмкін! Алайда мен осындай қорытындыға келдім. ағын жүйесі жақсы үй құрылысы болуы мүмкін. Кішкене роторларда көп орын жоқ, және заттар қатты қысылып қалуы мүмкін, әсіресе егер сіз мен осы конструкцияда істегендей білік жасасаңыз. Сонымен қатар сіздің магнитіңіз (радиалды ұзындығы) бұл сіздің ротордың диаметріне қарағанда аз, мысалы, диаметрі шамамен 6 «1» магнитке дейін), содан кейін жел ng біршама таңқаларлық, ішкі ұшының орамасы сыртқы ұзындығының 1/2 шамасында ғана.

Нұсқауға оралу! Бұл генератордың магниттік тақталарын жинау әдісі - алдымен магнит тақтасын (жасыл) қызыл фланецке/тірек тақтасына жабыстыру. Мен магнит тақтасын фанердің бірнеше жұқа қабаттарына қойдым (қалыңдығы шамамен.75 «), екеуін де ауыр болат табаққа қойдым. магниттік плиталардың артқы жағы. Бұл мен күткендей болмады. Күшті магнит өрісі сымды магниттердің ортасына қарай тартты, мен келесі орынға толық сәйкес келу үшін сымның әр қатарын иіле алмадым. Мен сымды орап аламын деп үміттенген едім, ал магнит ағыны оны бекітіп тастайды. Содан кейін мен сымның сақиналарын кесуге тырыстым, бірақ бұл жақсы, бірақ мен әлі де өзімнен алысмын. Мен сымнан жақсы дәйекті тірек тақтайшасын алуға үміттенемін. Мұны істеудің неғұрлым күрделі әдістері бар және болашақта экспериментке тұрарлық болуы мүмкін. Мен сонымен қатар магнит өрісінде нығыздалған болат жүнді тірек пластина немесе ағын ретінде қолдануға тырыстым. қайтару жолы. Бұл жұмыс істеген сияқты, бірақ темірдің нақты тығыздығы онша көп емес сияқты, сондықтан мен ди Мен оның тиімділігін тексермедім, себебі мен сымның құрылымы магниттік плиталардағы механикалық жүктемелер үшін маңызды деп есептедім. Болат жүні де болашақта зерттеуге тұрарлық болуы мүмкін, дегенмен, су ағынымен кесілген болат табақшалар мен сынап көретін келесі нұсқа болуы мүмкін.

Содан кейін мен қызғылт сары түсті 3D басылған бөлікті алып, оның айналасында және айналасында сым тоқтым, бұл маған ең жоғары жүктеме, болт пен болт және болт бағыттары сияқты әр бұрышта бірнеше рет. Мен сондай -ақ оны болт тесіктерінің айналасына орап қойдым, онда барлық жіп өзекшелері пластиналар арасындағы аралықты ұстап тұру және реттеу үшін ілмек тіректері ретінде өтеді.

Магнит табақшасы мен фланец жеткілікті жақсы екеніне, ал қызғылт түсті пластинаның арматуралық сыммен қанағаттанарлық түрде бұралғанына қанағаттанған соң, мен екеуін желіммен қостым. Мұқият болу керек, себебі бұл желім түйіспесі су өткізбейтін немесе жабық болуы керек. Мен алғашқы екі рет ағып кеттім, бұл тәртіпсіздіктен, гипстің көп мөлшерін жоғалтады және сізге кернеуден де көп стресс. Мен тез ағып кету үшін көк жабысқақ немесе басқа көпіршікті сағызды үнемі жабысқақ етіп ұстауды ұсынамын. Бөлшектерді біріктіргеннен кейін сіз таңдаған арматуралық материалмен толтырыңыз. Мен PVA желімімен өзгертілген қатты сылақты қолдандым. Гипс 10 000 psi қысу деңгейіне жетуі керек, бірақ кернеуде онша емес (сым). Мен эпоксидті ұсақталған әйнекпен, кабилмен немесе бетонмен және қоспалармен сынап көргім келеді.

Гипстің пайдалы тұсы - оны соққаннан кейін сізде қиын уақыт болады, бірақ нәзік және ағып кеткен жерлерді оңай қырып алуға болады.

Бұл дизайнда екі магнитті пластина бар. Біреуінде подшипник бар, стандартты 1 дюймдік жастық блогы. Мен шахтаны магнит массивіне ертерек бастым. Мен оны ойлап тапқан қосымша үшін екінші подшипник генератордың үстіндегі турбинада орналасады, сондықтан мен тек бір өздігінен реттелетін мойынтіректі қолданды, бұл аздап ауыртпалық болды, егер бұл статордан шығатын сымдар бекітілген білік арқылы ішкі өткізгішпен өтсе, бұл бөлшектерді мойынтірегі бар әрбір магнит пластинасымен жинауға болады. қарама -қарсы винттерді жалпы, айналмайтын білікке/түтікке орнатуға рұқсат етіңіз.

3 -қадам: Статорды құру

Менің тақырыпты сақтай отырып, мен не істегенімді түсіндіруге тырыстым және неге бұл жақсы идея болып көрінді, статорға көбірек орын қажет болады.

PMA -да орамалар әдетте қозғалмайды, ал магниттік тораптар айналады. Бұл әрқашан бола бермейді, бірақ әрқашан дерлік. Осьтік ағынды қондырғыда, «оң қолдың негізгі ережесін» түсінумен, айналмалы магнит өрісімен кездесетін кез келген өткізгіш сымның ұштары арасында пайда болатын ток пен кернеуге ие болатынын түсінеді, пайдалы ток мөлшері пропорционалды. өріс бағытына. Егер өріс сымға параллель қозғалса (мысалы, айналу осінің айналасындағы шеңберде), онда пайдалы ток пайда болмайды, бірақ магниттердің қозғалысына қарсы тұра алатын елеулі құйынды токтар пайда болады. Егер сым перпендикуляр жүрсе, онда ең жоғары кернеу мен ток шығысына жетеді.

Тағы бір жалпылау - магнит ағыны айналу кезінде өтетін статордың кеңістігі максималды қуатты шығару үшін мүмкіндігінше көп радиалды төселген мыспен толтырылуы керек. Бұл кіші диаметрлі осьтік ағын жүйелеріне қатысты мәселе, өйткені бұл жағдайда білікке жақын мыс үшін қол жетімді аймақ - сыртқы жиектегі ауданның бір бөлігі. Магниттік өріс кездесетін ішкі ауданда 100% мыс алуға болады, бірақ бұл геометрия шеңберінде сіз тек 50% сыртқы жиекте аласыз. Бұл өте аз осьтік ағын конструкцияларынан аулақ болудың күшті себептерінің бірі.

Мен бұған дейін айтқанымдай, бұл нұсқаулықта мен оны қалай қайталайтыным туралы емес, перспективалы болып көрінетін кейбір бағыттарды көрсету және осы жолда жетуге болатын кейбір шұңқырларды көрсету.

Статорды жобалау кезінде мен оны айнымалы ток кернеуі бойынша мүмкіндігінше икемді етіп жасағым келді және мен оның 3 фазалы болуын қаладым. Максималды тиімділік үшін, құйынды токтарды азайту арқылы кез келген «аяқ» (катушканың әр жағы «аяқ» деп есептелуі керек) бір уақытта тек бір магнитке тап болуы керек. Егер магниттер бір -біріне жақын болса немесе көптеген жоғары шығыс ток қозғалтқыштарындағыдай жанасатын болса, онда «аяғы» магнит ағынының кері айналуынан өтетін уақытта айтарлықтай құйынды токтар пайда болады. Қозғалтқыштарда бұл маңызды емес, өйткені катушка контроллерден керекті жерде болғанда қуат алады.

Мен магнит массивін осы ұғымдарды ескере отырып өлшедім. Массивтегі сегіз магнит әрқайсысы 1 дюйм, ал олардың арасындағы кеңістік 1/2 ». Бұл магниттік сегменттің ұзындығы 1,5 дюймді құрайды және оның 3 х 1/2 дюймдік кеңістігі бар екенін білдіреді. Әрбір «аяқ» - бұл фаза, сондықтан кез келген сәтте бір аяқ бейтарап ағынды көреді, ал қалған екеуі ағын мен төмендеп келе жатқан ағынды көреді. 3 фазаның мінсіз шығуы, дегенмен бейтарап нүктеге сонша кеңістік беру арқылы (құйынды токтарды азайту үшін) және квадрат (немесе пирог тәрізді) магниттерді қолдану арқылы ағын ерте шыңға жетеді, жоғары қалады, содан кейін тез нөлге түседі. Менің ойымша, бұл шығыс түрі трапеция деп аталады және мен түсінетін кейбір контроллерлер үшін қиын болуы мүмкін. Бір құрылғыдағы 1 дюймдік магниттер шынайы синусонды береді.

Әдетте бұл үй генераторлары «катушкалар», пончик тәрізді сым байламдарының көмегімен салынған, онда пончиктің әр жағы «аяқ» болып табылады және катушкалар саны қатар, параллель қосылуы мүмкін. Пончиктер шеңберге орналастырылған, олардың орталықтары магнит жолының ортасына сәйкес келеді. Бұл жұмыс істейді, бірақ кейбір мәселелер бар. Бір мәселе мынада: өткізгіштер радиалды емес болғандықтан, өткізгіштердің көп бөлігі магнит өрісіне 90 градусқа өтпейді, сондықтан катушкаларда жылу және магнит массивінде айналуға қарсылық ретінде пайда болатын құйынды токтар пайда болады.. Тағы бір мәселе - өткізгіштер радиалды емес болғандықтан, олар жақсы жиналмайды. Шығу осы кеңістікке сыйатын сымның мөлшеріне тура пропорционалды, сондықтан шығыс радиалды емес «аяқтармен» азаяды. Мүмкін және кейде коммерциялық конструкцияларда жасалса да, үстіңгі және астыңғы жағымен біріктірілген радиалды аяқтары бар катушканы орау үшін серпентиндік орамадан екі есе көп орам қажет, мұнда бір аяқтың жоғарғы жағы жоғарғы жағымен қосылады. келесі тиісті аяқ, содан кейін сол аяқтың төменгі жағы келесі сәйкес аяққа қосылады, әрі қарай.

Бұл типтегі осьтік ағынды генераторлардың (статордың үстінде және астында айналатын магниттер) тағы бір үлкен факторы - плиталар арасындағы алшақтық. Бұл текше заңының қатынасы, өйткені сіз пластиналар арасындағы қашықтықты 1/2 азайтыңыз, магнит ағынының тығыздығы 8 есе артады. Статорды неғұрлым жұқа етіп жасасаңыз, соғұрлым жақсы!

Осыны ескере отырып, мен 4 қабатты орамалы қондырғы жасадым, шамамен 50 фут сым жіптерін өлшейтін жүйені орнаттым және қондырғыны 6 рет орап, диаметрі 6 мм болатын сым байламдарын жасадым. Мен оларды көк аралық сақинаға бекітемін, оларды саңылаулармен байланыстырамын, сымның ұштары артқы жағынан шығады. Бұл оңай болған жоқ. Бұталарды босатпау үшін оларды мұқият байлап, уақытты бөліп, сымдарды орнымен итеру үшін тегіс ағаш қалыптау құралын қолдана отырып, біраз көмектесті. Бәрін орнына байлап қойғаннан кейін, көк аралық сақина ашық жасыл пішінді ванналардың ең үлкеніне қойылды, ал қою жасыл пончик жасайтын құралдың көмегімен ашық жасыл ваннаның екінші жағына тегіс етіп қысылды. орындық вице. Бұл ваннада сымның бұралуына арналған ойық бар. Бұл 1/5 айналдыруды мұқият басқанда, басқанда, айналдырғанда және жалғастыра беру үшін уақыт пен шыдамдылықты қажет етеді. Бұл дискіні тегіс және жұқа етіп қалыптастырады, сонымен қатар соңғы орамалардың жиналуына мүмкіндік береді. Сіз менің 4 жалпақ орамның тікелей «аяқтары» бар екенін байқай аласыз, бірақ ішкі және сыртқы байланыстар дөңгелек емес. Бұл олардың жиналуын жеңілдетуі керек еді. Бұл жақсы нәтиже бермеді. Егер мен мұны қайтадан жасайтын болсам, ішкі және сыртқы орамаларды айналмалы жолдармен жүргізуге мәжбүр етер едім.

Оны тегіс және жұқа етіп алғаннан кейін, мен жиектері жиналғаннан кейін мен оны тегістеу үшін жиегін тегіс таспамен орадым, екіншісін жоғары, төмен және әр аяқтың айналасына, содан кейін оның жанына. Осыдан кейін сіз байланыстырушы сымдарды алып тастап, кішірек басу ваннасына ауыса аласыз, содан кейін вицеге қайта оралып, оны мүмкіндігінше жұқа және тегіс етіп басыңыз. Тегіс болғаннан кейін, оны пресс ваннасынан алыңыз. Қалыптарды босату қоспаларымен мұқият балауыздау мен қаптаудың күрделі процесінің орнына, әдетте, мен асханадан бірнеше қабатты қабатты қолданамын. Пішіннің түбіне бірнеше қабатты салыңыз да, шыны талшықты созылатын қаптамаға салыңыз. Содан кейін статорға монтаждау түтігін қосыңыз, ол ашық жасыл түсті ваннаның жоғарғы жағына сәйкес келеді, бірақ олардың арасында созылатын орам мен шыны талшық қабаты бар. Содан кейін статор орамасын орнына салыңыз да, шыны талшықты итеріп, статорды бекіту түтігін орнына бекітіңіз. Содан кейін вицеге оралыңыз және қайтадан тегіс басыңыз. Ваннаға жақсы бекітілгеннен кейін, созылатын орамасы мен шыны талшықтары бар, содан кейін шыны шыны мата қосылады (ортасында статорды бекіту үшін тесік бар).

Енді байланыстырушы материал құюға дайын, әдетте эпоксидті немесе полиэфирлі шайыр қолданылады. Мұны жасамас бұрын мұқият дайындалу маңызды, өйткені сіз бұл процесті бастағанда, оны тоқтата алмайсыз. Мен бұрын жасаған 3D баспа табақшасын қолдандым, оның ортасында 1 дюймдік тесік және айналасында жалпақ табақ болды. Мен 16 дюймдік 1 дюймдік алюминий түтікті қолдандым, ол статорға орнатылатын түтікке сәйкес келеді. жалпақ табаққа перпендикуляр ұсталды. Жасыл пішінді ванна, статор орамасы мен статорды бекіту түтігі тегіс пластинаға отырғызу үшін төмен қарай сырғыды. Эпоксидті араластырмас бұрын мен алдымен 4 дана шөгілетін ораманы дайындап, 5 -ші бөлікті мұқият орналастырдым. қара -жасыл пішінді пончик, сондықтан статор орамасына қарсы бетте әжімдер аз болады. Эпоксидті араластырып, оны шыны талшыққа құйғаннан кейін мен 1 дюймдік түтіктің айналасындағы ораманы мұқият салып, жасыл түске қойдым. оның үстіне сақина қалыптастырады. Мен сонымен қатар ескі тежегіш роторларды дайындадым, олар салмақ түсірді және жасыл пішінді пончикке жақсы отырды. Осыдан кейін мен тежегіш ротордың үстіне төңкерілген кастрюль қойдым, ал кастрөлдің үстіне шамамен 100 фунт жинадым. Мен мұны 12 сағатқа қалдырдым, оның қалыңдығы шамамен 4-6 мм болды.

4 -қадам: тестілеу және сенсорлар

Генератордан өлшенетін кірістер мен шығыстар бар және олардың барлығын өлшеу бір мезгілде оңай емес. Мен Vernier -ден мұны жеңілдететін құралдар алғаныма қуаныштымын. Верниер өнеркәсіптік пайдалануға сертификатталмаған, бірақ мен сияқты экспериментаторлар үшін өте пайдалы білім беретін өнімдер шығарады. Мен Vernier деректерді тіркеушісін қолданамын және қосатын датчиктерді қолданамын. Бұл жобада мен генератордың шығуын өлшеу үшін холлдық ток пен кернеу зондтарын, генератордың жылдамдығын беретін оптикалық сенсорды және крутящий кірісті өлшеу үшін жүктеме ұяшығын қолданамын. Бұл құралдардың барлығы секундына шамамен 1000 рет сынама алынады және менің ноутбукке жазылады, Vernier тіркеушісі AD өтпелі құрылғы ретінде. Менің ноутбугымда байланысты бағдарламалық қамтамасыз ету кірістің негізінде нақты уақыттағы есептеулерді жүргізе алады, момент пен жылдамдық деректерін біріктіре отырып, ватта біліктің нақты уақытын береді, ал электрлік ваттта нақты уақыттағы шығыс деректерін береді. Мен бұл тестілеуді аяқтамадым және жақсы түсінетін адамның пікірі пайдалы болар еді.

Менде бар мәселе - бұл генератор шынымен де қосымша жоба, сондықтан мен оған көп уақыт жұмсағым келмейді. Мен оны VAWT зерттеулері үшін басқарылатын жүктеме үшін қолдана аламын деп ойлаймын, бірақ мен оны турбинама тиімді сәйкестендіру үшін адамдармен бірге оны нақтылау үшін жұмыс жасағым келеді.

Мен шамамен 15 жыл бұрын VAWT зерттеулеріне кіріскенде, мен VAWT -ті және басқа да негізгі қозғалушыларды тестілеу көптеген адамдар ойлағаннан да күрделі екенін түсіндім.

Негізгі мәселе - қозғалатын сұйықтықтағы энергия оның қозғалыс жылдамдығына экспоненциалды болып табылады. Бұл ағынның жылдамдығын екі есе арттырған кезде ағынның энергиясы 8 есе артады (ол текше түрінде болады). Бұл проблема, өйткені генераторлар неғұрлым сызықтық және тұтастай алғанда, егер сіз генератордың айналу жиілігін екі есе арттырсаңыз, сіз шамамен 2 ватт аласыз.

Турбина (энергия жинайтын құрылғы) мен генератордың (біліктің қуаты пайдалы электр қуатына) арасындағы бұл түбегейлі сәйкессіздік жел турбинасы үшін генераторды таңдауды қиындатады. Егер сіз жел турбинасына 20км/сағ желден ең көп қуат алатын генераторды таңдасаңыз, ол 20-25км/сағ дейін айнала алмайды, себебі генератордан турбинадағы жүктеме тым жоғары болады.. Жел 20 км -ден жоғары болған кезде, турбина жоғары жылдамдықтағы желдегі энергияның бір бөлігін ғана алып қоймайды, турбинаның жылдамдығы жоғарылап, зақымдалуы мүмкін, себебі генератор беретін жүктеме жоғары емес. жеткілікті.

Соңғы онжылдықта басқару электроникасы бағасының төмендеуіне байланысты шешім үнемді болды. Дизайнер жылдамдықтар диапазонына сәйкес келудің орнына, құрылғы жұмыс істеуге арналған максималды жылдамдықты есептейді және энергияның мөлшеріне және турбинаның идеалды жылдамдығына сәйкес генераторды таңдайды.. Егер жүктеме қосылған болса, бұл генератор әдетте төмен жылдамдық диапазонында тым көп момент береді, ал шамадан тыс жүктелген турбина дұрыс жүктелген болса, ол барлық энергияны жинай алмайды. Тиісті жүктемені құру үшін генераторды қосады, ол турбинаның тиісті жылдамдыққа жетуіне мүмкіндік беретін генераторды электр жүктемесінен бір сәтте ажыратады, ал генератор мен жүктеме қайта қосылады. Бұл MPPT (Multi Power Point Tracking) деп аталады. Контроллер турбинаның айналу жиілігі өзгергенде (немесе генератор кернеуі жоғарылағанда), генератор секундына мың рет сол жылдамдыққа немесе кернеуге бағдарламаланған жүктемені сәйкестендіру үшін қосылады немесе ажыратылады.