Самодельный генератор на постоянных магнитах Самодельный ветряк с лопастями из шпона Статья о древесных гранулах и сравнении их с другими видами топлива Самодельная ветроустановка с вертикальной осью вращения Самодельный трех лопастный ветряк с автомобильным генератором переделанным на постоянные магниты Самодельный автоматический котел на древесных гранулах Самодельный ветряк с лопастями из алюминиевой трубы с самодельным генератором Схема электрическая тихоходного ветряка Самодельный ветряк с самодельным генератором Теория идеального ветряка или в чем ошибка Владимира Сидорова Перевод инструкции к программе Profili Старинный ветряк, сохранившийся в курском областном музее. Расчет минимального ветра, необходимого для страгивания ветряка Концентраторы ветрового потока Оптимальный угол атаки в ветряке Поляры плоской пластины и желобков, а также GOE417A Как изготовить деревянные лопасти для ветряка Программа для трансформации профилей Идеальный коэффициент использования энергии ветра. Г. X . САБИНИН ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНОГО ВЕТРЯКА Программа для расчета потерь напора Вертикальный ветряк, как двигатель судна Самодельная мини гидроэлектростанция Кимкетовых Принцип работы гидротарана и расчетные формулы. Статья из довоенной технической энциклопедии про гидротаран. Самодельная микро ГЭС. Часть 1. Напорная установка Теория и расчет напорной микро ГЭС Теория и расчет пропеллерной проточной микро ГЭС Турбина Пельтона. Физика работы и основные формулы. Сложности при изучении магнетизма. Как измерить характеристики неизвестного магнита? Расчет магнитного поля в железе генератора. Расчет бандажа для постоянных магнитов Электрогенераторы ВИНДЭК для ветряков и микро ГЭС Электрические характеристики велосипедного генератора Электрические характеристики генератора Г303В Определение внутреннего сопротивлениия генератора Устройство автомобильных генераторов __________
|
|
 |
 |
 |
Фото Н.Снигирева
Составим уравнение для этого магнитопровода:
2J1w1 = (2 Lзубца/(Sзубцаμзубцаμ0) +2 Lнаконечн./(Sμнаконечн.μ0) + Lротора/(Sротораμротораμ0) + Lспинки/(Sспинкиμспинкиμ0))Ф
В формуле площадь спинки равна поперечному сечению двух параллельных ветвей магнитопровода. Конкретно в данной задаче удобнее пользоваться просто законом полного тока. (Приведенная выше формула, тот же закон полного тока, просто расписанный по другому)
Существуют две разные задачи:
- Известны ампер-витки в катушке, надо найти магнитную индукцию
- Известна магнитная индукция в воздушном зазоре, надо найти ампер-витки
Эти задачи решаются почти одинаковым методом.
1. Известны ампер-витки в катушке, надо найти магнитную индукцию
Ампер витки = 280 витков х 1,7 А = 476 ампер-витков в каждой катушке
952 ампер-витка в обеих катушках.
Составляем уравнение по закону полного тока.
2Jw = 2Hвозд. L возд. + 2HзубцаLзубца + 2Hнаконечн.Lнаконечн + HротораLротора + HспинкиLспинки
Оно говорит о том, что сумма ампер-витков во всех катушках равна сумме произведений напряженности в воздушном зазоре на толщину воздушного зазора плюс напряженность в зубце умножить на длину зубца плюс...
Эта задача решается методом последовательного приближения, иначе говоря просто подстановкой произвольных значений, до тех пор, пока сумма в правой части не станет равной 952. Железо нелинейно и вывести аналитическую формулу нельзя.
Зададимся индукцией в воздушном зазоре, равной 0,9 Тл.
Площадь воздушного зазора 0,07 х 0,069 = 0,00483 м2
Магнитный поток Ф = BS = 0,9 х 0,00483 = 0,00435 Вб Поток одинаков во всех сечениях магнитной цепи. Находим индукции для участков. И сразу же по таблице смотрим соответствующие этим индукциям напряженности. Зубец у нас пусть будет сделан из стали 2013. Ротор тоже из этой стали, а спинка из листовой стали Ст.3. Напряженность для воздуха будем вычислять по формуле
Hв = B в * 796 000 = 0,9*796 000 = 716 400 А/м
Зубец B = 0.00435/0,049*0,069 = 1,29 Тл По таблице находим Н = 250 А/м
Где:
0,00435 - это магнитный поток,
0,049 и 0,069 - размеры зубца.
Наконечник B = 0,00435/0,07*0,069 = 0,9 Тл Н = 104 А/м
Ротор. В роторе находятся пазы с проводами, поэтому будем считать, что сечение железа равно сечению зубца B = 0,00435/0.049*0,069 = 1,29 Тл Н = 250 А/м
Спинка. Длина генератора 230 мм, толщина спинки 7 мм, площадь 2*0,23*0,007 = 0,00322 В = 0,00435/0,00322 = 1,35 Тл Н = 2200 А/м
Тперь можно найти ампер-витки, котрорые требуются чтобы поддержать заданный поток 0,9 Тл в этом магнитопроводе.
2Hвозд. L возд. + 2HзубцаLзубца + 2Hнаконечн.Lнаконечн + HротораLротора + HспинкиLспинки =
2*716400*0,0005 + 2*250*0,011 + 2*104*0,004 + 250*0,068 + 2200*Pi*0,114/2 =
Где:
2 - количество воздушных зазоров,
716400 - напряжение в воздушном зазоре,
0,0005 - длина воздушного зазора, и.т.д.
=723 + 5,5 + 0,8 + 17 + 394 = 1140 А
У нас же имеется ток 952 ампер-витка. Поэтому надо снизить индукцию в расчетах. Проведем тот же расчет для индукции в воздушном зазоре 0,8 Тл.
Магнитный поток 0,8*0,00483 = 0,00386 Вб
Воздух Н = 0,8*796000 = 636800 А/м
Зубец Bзубца = Ф/Sзубца = 1,15 Тл, Н смотрим по таблице = 150
Наконечник В = 0,8 Тл, Н = 93
Ротор В = 1,15 Тл, Н = 150
Спинка В = 1,2 Тл, Н = 1430
2Hвозд. L возд. + 2HзубцаLзубца + 2Hнаконечн.Lнаконечн + HротораLротора + HспинкиLспинки =
2*636800*0,0005 + 2*150*0,011 + 2*93*0,004 + 150*0,068 + 1430*Pi*0,114/2 =
637 + 3,3 + 0,7 + 10,2 + 256 = 907 А. (задано 952 ампер-витка)
Т.е. индукция будет немного болше 0,8 Тл.
Обратите внимание, что даже при зазоре в 0,5 мм катушка на 70% работает только на то, чтобы преодолеть воздушные зазоры. При миллиметровом зазоре пришлось бы катушку делать раза в полтора больше.
2. Задана необходимая индукция в воздушном зазоре, надо найти ампер-витки в катушке возбуждения.
В этом случае варианты просчитывать не надо.
Допустим нам захотелось увеличить индукцию в зазоре в полтора раза до 1,2 Тл, чтобы получить от генератора в два раза большую мощность.
Площадь воздушного зазора 0,07 х 0,069 = 0,00483 м2
Поток равен Ф = В*S = 1,2*0,00483 = 0,0058 Вб
Воздух Hв = B в * 796 000 = 1,2*796000 = 955 200А/м
Зубец Bзубца = Ф/Sзубца = 1,7 Тл, Н смотрим по таблице = 5 000
Наконечник В = 1,2 Тл, Н = 170
Ротор В = 1,7 Тл, Н = 5 000
Спинка В = 1,8 Тл, Н = 14 800
2Hвозд. L возд. + 2HзубцаLзубца + 2Hнаконечн.Lнаконечн + HротораLротора + HспинкиLспинки =
2*955 200*0,0005 + 2*5000*0,011 + 2*170*0,004 + 5000*0,068 + 14800*Pi*0,114/2 =
955 + 110 + 1,4 + 340 + 2650 = 4056 А
Ток катушек надо увеличить в 4,2 раза. Основные потери приходятся на корпус статора. Он должен быть толще. И катушки придется делать другие, большего размера. И как поведет себя ротор? Не будет ли греться?
В,Тл |
Сталь 2013. Основная таблица намагничивания. Н А/м |
Сталь 2211 и 2312. Основная таблица намагничивания. Н А/м |
Сталь 2411. Основная таблица намагничивания. Н А/м |
Сталь 3411 Таблица намагничивания для полюсов Н А/м |
Листовая сталь Ст. 3 толщиной 1 - 2 мм . Основная таблица намагничивания. Н А/м |
Литая сталь Ст.3 Толстые листы, поковки. Н А/м |
0 |
40 |
|||||
0,1 |
120 |
|||||
0,2 |
200 |
|||||
0,3 |
280 |
|||||
0,4 |
60 |
73 |
72 |
360 |
||
0,5 |
67 |
81 |
83 |
275 |
443 |
|
0,6 |
74 |
91 |
99 |
320 |
535 |
|
0,7 |
83 |
118 |
119 |
375 |
632 |
|
0,8 |
93 |
165 |
147 |
440 |
745 |
|
0,9 |
104 |
215 |
187 |
520 |
850 |
|
1,0 |
117 |
270 |
252 |
190 |
630 |
1004 |
1,1 |
132 |
350 |
344 |
240 |
760 |
1187 |
1,2 |
170 |
460 |
460 |
320 |
940 |
1430 |
1,3 |
250 |
730 |
860 |
430 |
1260 |
1810 |
1,4 |
430 |
1300 |
1750 |
600 |
1750 |
2440 |
1,5 |
1130 |
2350 |
3540 |
850 |
3050 |
3430 |
1,6 |
2500 |
4700 |
7120 |
1500 |
5250 |
4870 |
1,7 |
5000 |
10 600 |
12 500 |
2500 |
9320 |
|
1,8 |
10 000 |
16 400 |
19 100 |
5900 |
14 800 |
|
1,9 |
16 500 |
27 800 |
30 000 |
19 000 |
23 500 |
|
2,0 |
30 000 |
49 800 |
36 100 |
|||
2,1 |
95 000 |
104 000 |
104 000 |
|||
2,2 |
170 000 |
184 000 |
194 000 |
|||
2,3 |
250 000 |
264 000 |
374 000 |
|||
2,4 |
330 000 |
344 000 |
464 000 |
Розин М.Н.
12 марта 2007г