Аксиальный генератор (ветряк): напряжение и частота вращения начала заряда
Для самостоятельной сборки ветряков: магниты находятся на двух стальных дисках, катушки залиты смолой между ними. Инструмент оценивает напряжение на катушку и фазу, постоянное напряжение на выпрямителе и частоту вращения, с которой начинается заряд аккумулятора. Оценку можно откалибровать по собственному измерению.
Бесплатно, без регистрации
Сокращения и обозначения на этой странице (6)
- Аксиальный генератор
- Генератор, в котором магнитный поток идёт параллельно валу через плоские катушки: магниты на двух стальных дисках, катушки залиты смолой между ними (конструкция Hugh Piggott).
- об/мин
- Обороты в минуту (по-английски rpm).
- Br
- Остаточная индукция: индукция, которую постоянный магнит сохраняет в материале. Снаружи у полюсной поверхности поле меньше.
- Частота вращения начала заряда (cut-in)
- Частота вращения, при которой выпрямленное напряжение превышает напряжение аккумулятора и начинает течь зарядный ток.
- U, V, W; U1, U2
- Обозначение выводов по IEC 60034-8: U, V, W — три фазы обмотки, 1 — начало, 2 — конец.
- Мостовой выпрямитель
- Шесть диодов превращают три переменных напряжения в одно постоянное; на каждом пути тока теряется около 2 × 0,7 В.
| Индукция в зазоре (оценка) | 0,343 T |
| Частота | 40 Hz |
| Напряжение на катушку (пик) | 9,26 V |
| Линейное напряжение при 400 об/мин | 34 V |
| Постоянное напряжение (холостой ход) | 44,6 V |
| Начало заряда при 12 В | 117 об/мин |
| Сопротивление фазы | 1,626 Ω |
Формула
Индукция в середине зазора: два противостоящих магнита-параллелепипеда (формула supermagnete.de) B ≈ 2 · B_блок(зазор ÷ 2). Скорость v = 2π r · об/мин ÷ 60. Напряжение на катушку (пик) ≈ 2 N B l v (две активные стороны). Катушки одной фазы последовательно; звезда: U_линейное = √3 · U_фазное. Постоянное напряжение ≈ 3/π · U_линейное,пик − 2 × 0,7 В. Частота f = об/мин ÷ 60 · магниты ÷ 2.
Пример
12 магнитов 46 × 23 × 10 мм (Br 1,2 Тл) на диск, 9 катушек по 70 витков, зазор 16 мм, радиус 100 мм, звезда: при 400 об/мин около 34 В между двумя выводами, заряд 12-вольтового аккумулятора начинается примерно при 117 об/мин. Грубая оценка, калибруйте измерением.
Примечания
- Оценка не учитывает поток рассеяния и стальные диски; возможны отклонения ±50 %. Введите измерение (напряжение холостого хода при известных оборотах), и инструмент будет считать дальше с этим коэффициентом.
- Обычно генератор рассчитывают так, чтобы напряжение начала заряда примерно соответствовало напряжению аккумулятора; выше аккумулятор удерживает напряжение и ограничивает обороты (форум solar-electric.com).
- Число катушек кратно 3 (три фазы). Hugh Piggott в одном из примеров рекомендует соединять катушки каждой фазы последовательно, а три фазы — звездой.
- Сильные магниты на стальных дисках притягиваются с огромной силой: собирайте только с помощью шпилек и дистанционных втулок; вращающиеся роторы и зарядный ток опасны.