Последние записи
В контакте

Расчёт генератора и винта для ветряка 0.8-1.6кВт при 10м/с 14/28/56 вольт

Здесь представлено несколько вариантов намотки статора для изготовления генератора, а так-же рассчитаны несколько винтов из ПВХ трубы диаметром 315мм для заряда аккумуляторов 14,28,56 вольт.

Первый с шести-лопастным винтом диаметром 2.8м сделан для тех кому нравятся тихоходные винты. Статор намотан проводом 2мм. Так-же подойдет для зарядки АКБ 28 вольт, при этом мощность будет немного выше. Второй вариант с трёх-лопастным винтом диаметром 3.3м. С этим винтом мощность значительно выше, и так-же он подойдет для зарядки АКБ 28 вольт.

Так-же для генератора рассчитаны ещё несколько винтов. Ниже в статье предлагается три варианта намотки статора, проводом 2 мм для АКБ 14в, проводом 1,5мм для 28 вольт, и проводом 1мм для зарядки АКБ 56 вольт.

Параметры аксиального генератора для ветряка мощностью 150-500ватт

Наименованиеданные
Металлические дискиДва диска, диаметр 250мм, толщина дисков 10мм
Магниты (12+12)24шт, размеры: 50*30*10мм, намагниченность N50-52
Статор и катушкиДиаметр статора 30см, толщина статора 8мм. 18 катушек, площадь сечения для укладки витков катушки 12мм*8мм
СтупицаРазмеры ступицы, подшипников и другие детали генератора на ваше усмотрение (как вам удобнее)


статор генератора и катушки

Вариант 1, намотка статора проводом 2мм

Расчёт ЭДС генератора производился по этой методике. При диаметре дисков 25см и по 12 магнитов 50*30*10мм на каждом диске сектор магнитов 30градусов. Расстояние между магнитами на диске в самом близком месте получилось 10мм. Катушек 18шт., по 12 катушек на фазу. Внешний диаметр статора 30см, толщина 8мм, площадь сечения катушки для укладки витков получилась 8*12мм. По расчёту в катушку должно войти 22 витка медным проводом 2мм (можно мотать двойным 1мм, или в четыре жилы 0,5мм). Средняя длинна витка 16см, значит 22*12*0.16*3=126.72м. в итоге провода нужно как минимум 127 метров + небольшой запас.

При расчёте ЭДС генератора я брал магнитную индукцию действующую на катушки равной 0.8Тл, при этом по чертежу генератора видно что что примерно 33% витков всех катушек не попадают под магниты, по этому расчетная ЭДС генератора будет на 33% ниже расчётной. В итоге ЭДС генератора при 60об/м и соединении фаз в звезду составила примерно 8вольт. Сопротивление генератора при звезде получилось 0.5ом, плюс 0.3ом на различные потери и того при расчёте учитывалось сопротивление 0.8ом.

Ниже таблица с данными по мощности и оборотам генератора. Скорость ветра (м/с) с двумя винтами, при которой достигаются обороты и мощность генератора.

Таблица мощности генератора на АКБ 14 вольт

Обороты (об/м)Напряжение ХХТок на АКБ 14вМощность Ватт Ветер м/с, винт 6d2.8z5t315 Ветер м/с, винт 3d3.3z7t315
10012--2.52.2
120163.7523.53.1
1802422.51755.24.5
24032223156.45.6
30040324557.56.5
36048425958.47.2
42056527359.37.9
4806462875108.6
54072721000-9.3
60080821160-9.8
6408892.51295-10.4
Шести-лопастной винт винт 2.8м, исходный файл винта - 6d2.8z5t315.zip. Ниже скриншот с координатами для вырезания лопасти из трубы.

Расчет винт ветрогенератора диаметром 2.8м

Трёх-лопастной винт диаметром 3.3м - 3d3.3z7t315.zip. Ниже скриншот с координатами для вырезания лопасти из трубы.

Расчет винт ветрогенератора диаметром 3.3м

Вариант 2, статор намотан проводом 1,5 мм

Далее расчёт генератора и его параметры меняются так-как здесь намотка статора выполнена проводом 1.5мм. Получилось по 40витков в катушках. Расчётная длинна провода 230.4 метра. Сопротивление фазы 0.76ом, при соединении звездой получается 1.3ом, плюс 0.3ом на всякие потери, и того будем считать сопротивление генератора как 1.6ом. Напряжение генератора при 60об/м 17 вольт.

Под этот генератор рассчитан новый пяти-лопастной винт из 315-й трубы диаметром 4 метра. Исходный файл винта - 3d4z7t315.zip

Расчет пяти-лопастной винт  диаметром 4 метра

Таблица мощности генератора на АКБ 14 вольт, обмотка проводом 1,5мм

Обороты (об/м)Напряжение ХХТок на АКБ 14вМощность Ватт Ветер м/с, винт 3d4z7t315
4512--2
60172.5322.5
1203412.51754.2
18051233235.3
24068334726.3
30085446217.2
360102557708
420119659189
4801367610679.8
54015386121610.3
60017097136511
Далее таблица с данными при работе этого генератора с этим винтом на АКБ 28 вольт

Таблица мощности на АКБ 28 вольт, обмотка проводом 1,5мм

Обороты (об/м)Напряжение ХХТок на АКБ 28вМощность Ватт Ветер м/с, винт 3d4z7t315
10012--2,5
120343,71053.6
1805114.34025,5
24068257006.8
30085359978
3601024713008
42011956159210
48013667189010.7
54015378218711.5

Вариант 3, статор намотан проводом 1мм

В этом варианте генератор намотан проводом 1мм для зарядки аккумулятора 56(48)вольт. По расчёту в катушку должно войти 96 витков, всего провода потребуется 552 метра. Сопротивление фазы получается 4.12ом, при соединении звездой получится 7.01ом, в итоге прибавляем 0.3ом на различные потери и получаем 7.31ом. Напряжение генератора при соединении звездой получается при 60об/м 41 вольт.

Винт остаётся прежним пяти-лопастным 3d4z7t315, с ним мощность ветрогенератора при 10м/с 1.8 кВт. Так-же внизу под таблицей добавлен шести-лопастной винт 6d3.2z5t315 диаметром 3.2м. Этот винт менее мощный, но и менее быстроходный, и работает с высоким КИЭВ.

Таблица мощности на АКБ 56(48) вольт, обмотка проводом 1мм

Обороты (об/м)Напряжение ХХТок на АКБ 56вМощность Ватт Ветер м/с, винт 3d4z7t315 Ветер м/с, винт 6d3.2z5t315
6041--22
906015633.2
120824.12134.24.7
1801239.15135.86.4
24016414,782877.6
30020520.4114389
3602462614569.210
4202873117721011
48032837205010.712
54036942.824011212.8
Шести-лопастной винт 3.2м шесть лопастей - 6d3.2z5t315.zip

Расчет винт ветрогенератора диаметром 3.2 метра 48 вольт