Генератор на магнитах 30*10мм 32шт, 12 катушек статора

В этой статье я представляю информацию для изготовления ветрогенератора с дисковым генератором. Генератор на круглых магнитах 30*10мм, диаметр дисков 26см. В статье указаны основные размеры генератора, размеры дисков, катушек и пр. Информацию о том как соединять катушки и другую дополнительную смотрите в этом разделе - Изготовление и расчёт генераторов для ВЭУ



  • Основные данные генератора:
  • Магниты "шайбы" размером 30*10мм N52. Магнитов на дисках по 16 штук
  • Диаметр дисков 26см, толщина металла не менее 8мм
  • Толщина статора 9мм
  • Воздушный зазор между магнитов 12-14мм (под статор)
  • Катушки статора 12шт, круглые. Размеры катушек:
  • Внешний диаметр катушки 60мм, внутренний 30мм
  • В катушках по 36 витков, провод диаметром 1.56мм
  • Длина провода в фазе 20.5 метра, всего провода понадобится 61.5 метра
  • Сопротивление фазы 0.1148 Ом, в звезде сопротивление 0.23 Ом, округлим до 0.5 Ом
  • ЭДС одного витка при 60об/м 0.01944 вольта, ЭДС фазы 2.8 вольта, округлим до 3 вольта


  • Почему же я округлил сопротивление до 0.5 Ом, ну потому что провод от ветряка до АКБ тоже имеет сопротивление, также и диодный мост. В реальности сопротивление может оказаться гораздо выше, особенно если будет от ветряка идти 20 метров провода сечением 2.5кв.

    Обороты, напряжение, и мощность генератора

    При 60об/м одна фаза будет давать 3 вольта, данные примерные и этот параметр может быть как немного меньше, так и чуть больше. Это зависит от воздушного зазора между магнитами, их намагниченности и пр. Но эта цифра как правило очень близка к тому что получится в реале. В общем при соединении звездой получится 5 вольт при 60об/м. Ниже приведена таблица мощности и КПД этого генератора при работе на 12-ти вольтовый аккумулятор.

    Примерная мощность на АКБ14V при соединении звездой

    Обороты
    (об/м)
    Напряжение
    ХХ
    АКБ14V
    Амперы/Ватт*ч
    КПД%/
    нагрузка на винт Вт
    605--
    12010--
    180152А 28вт93.3% 30вт
    2402012А 168вт70% 240вт
    3002522А 308вт56% 550вт
    3603032А 448вт46.6% 960вт
    4203542А 588вт40% 1470вт
    4804052А 728вт35% 2080вт
    5404562А 868вт31.1% 2790вт
    6005072А 1008вт28% 3600вт


    Обратите внимание на последнюю колонку КПД%/ нагрузка на винт Вт. В ней указан КПД генератора, и полная нагрузка с которой генератор нагружает винт на данных оборотах. Именно с учётом этой нагрузки нужно подбирать винт, а не просто по выдаваемой мощности генератора.

    Для этого генератора я подобрал винт из ПВХ трубы 315мм, диаметр винта 2.4м трёхлопастной Этот винт наиболее хорошо подойдёт к этому генератору.

  • Ожидаемая мощность с этим винтом на ветру:
  • Начало заряда от 3.5-4м/с
  • 5м/с 200об/м 80 ватт
  • 6м/с 250об/м 170 ватт
  • 9м/с 370об/м 450 ватт
  • 12м/с 490об/м 750 ватт


  • Ниже скриншот с данными для изготовления лопастей этого винта. По расчёту и изготовлению винтов из ПВХ труб посмотрите в этом разделе Расчет и изготовление лопастей

    данные для изготовления лопасти ветрогенератора

    В данром варианте конечно хотелось бы чтобы начало заряда было с 3м/с, а желательно ещё раньше. Но тут или хорошая мощность при средних ветрах или начало заряда. Можно конечно намотать больше витков в катушки уменьшив сечение провода. К примеру по 50 витков проводом диаметром 1.32мм, начало заряда будет при меньших оборотах. Но тогда придётся ставить более мощный винт диаметром до 2.8м, который будет менее оборотистый, и в итоге при ветре от 8м/с и выше по мощности будет меньше чем в таком варианте с винтом 2.4м.

    Лопасти я привёл в пример из ПВХ трубы так как это самый простой и доступный материал подходящий для изготовления лопастей. Вы можете купить готовые профильные стеклопластиковые лопасти, или сделать их самостоятельно. С такими лопастями будет заметно лучше, а диаметр трёхлопастного винта такой же 2.4м.

    Мощность генератора и его напряжение могут значительно отличаться от приведённых в таблице. Магниты могут оказаться не N52 ,а меньшей намагниченности, китайцы так часто обманывают. Новый провод тоже может оказаться с высоким сопротивлением так как это не чистая медь а сплав непонятно из чего. Также воздушный зазор между дисков под статор тоже влияет на мощность. Чем ближе магниты между дисков друг к другу тем лучше, но часто кривые диски не дают сделать минимальные зазоры, плюс нужно оставлять зазоры на температурную деформацию. По этому лучше не менее 2мм делать зазоры между статором и магнитами.

    В аксиальных генераторах статор это слабое звено, при больших мощностях катушки статора перегреваются так как нет нормального охлаждения. В итоге перегрев и замыкание, а далее сильные вибрации вплоть до разрывания статора и заклинивания вылетевшими с дисков магнитами. В общем лучше не гнаться за большой мощностью и делать защиту от сильного начи начинающую работать от 10м/с. В принципе 500-600вт это вполне достаточно при сильном ветре с такого генератора, не нужно брать больше так как ток и так около 40А будет.