Generatore eolico: motore DC spazzolato o brushless?

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Sto cercando di utilizzare un motore a corrente continua come generatore per una turbina eolica, ma ci sono due possibilità per il motore a corrente continua che sono spazzolate e senza spazzole. Quale è più efficiente da usare?

So che se uso un motore brushless allora devo usare un raddrizzatore trifase che include 6 diodi. La caduta di tensione in questi 6 diodi influirà sull'efficienza? Ma se uso il motore spazzolato, non ho bisogno di usare il raddrizzatore. Questo può essere il vantaggio rispetto al motore brushless?

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— Curioso elettronico
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Non una risposta alla tua domanda, ma forse rilevante per i tuoi interessi: ecco come è fatto in un'auto con un alternatore; vale a dire: una macchina sincrona.

— Peter,

E - penso che tu abbia ragione, anche se l'intuizione mi dice che un alternatore funzionerà con una tensione abbastanza alta che le perdite del diodo non sono poi così significative (poiché le perdite del diodo = corrente del diodo * abs (caduta di tensione)). Non è la mia area di competenza, quindi lascerò entrare qualcun altro.

— Peter

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Un motore spazzolato ha il raddrizzatore incorporato tramite il commutatore. Quindi non è necessario il raddrizzatore a 3 fasi. Tuttavia, le spazzole e i contatti del commutatore si consumano e le spazzole devono essere sostituite di volta in volta. Ci sono ancora perdite associate al commutatore, anche se non tanto quanto con un ponte a diodi. In una turbina eolica penserei che la manutenzione potrebbe essere dolorosa, quindi si vorrebbe minimizzarla il più possibile.

Il motore brushless è in genere molto più affidabile e non richiede la sostituzione periodica di nulla. A seconda della tensione di uscita (velocità e costante EMF posteriore) le perdite del raddrizzatore potrebbero essere significative. È possibile utilizzare un ponte FET trifase invece di un raddrizzatore a diodi, ma questo diventa molto più complicato.

— Giovanni D.
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Ponte FET nella turbina eolica? Lol, questo mi piace :)

— Kamil

Sono stato a una presentazione del progetto degli studenti in cui uno studente ha costruito un generatore eolico usando un motore passo-passo da 75 W come generatore. È probabile che i motori passo-passo generino più campi elettromagnetici perché il campo magnetico si alterna più volte per giro e la frequenza più elevata semplifica il filtraggio dell'ondulazione da solo.

— motoprogger

Grazie mille a tutti per aver condiviso le tue conoscenze, è stato davvero di grande aiuto. Qualcuno può suggerirmi se voglio fare una piccola turbina eolica che tipo di lama dovrei usare? Sto pensando di realizzare una turbina eolica su piccola scala con il diametro del rotore di 10 cm. Come scelgo il motore con diametro del rotore di 10 cm?

— Electronic Curious,

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Il motore brushless è molto meglio per alcuni motivi:

efficienza
affidabilità
può funzionare in condizioni più difficili (i motori spazzolati hanno una tolleranza molto peggiore per umidità, polvere, ecc.)

L'efficienza del motore brushless è migliore perché:

nessun attrito sui pennelli
nessuna caduta di tensione delle spazzole
inerzia del rotore più piccola (lo stesso motore brushless di potenza è più piccolo)
generalmente meglio dal design

La piccola inerzia motoria è molto importante. Quando il vento si ferma o rallenta e la turbina continua a girare - stai sprecando energia (cinetica) in ... lavorando come ventilatore. Ecco perché le turbine hanno 3 pale anziché 50.

La caduta di tensione sui diodi può essere ridotta a 0,3 V per diodo (utilizzando diodi a bassa caduta, come i diodi Shottky).

Tipicamente (almeno nel mio paese) - i generatori per turbine eoliche hanno una tensione nominale come 48V. La caduta di tensione su 2 diodi non è superiore a 0,6 V. Questo è solo l'1,25%.

Inoltre, la caduta di tensione del diodo a bassa corrente è inferiore a quella nominale.

— Kamil
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Immagino che la macchina in combinazione con un tipico controllo della velocità (Darlington Inverter) funzionerà bene come un generatore DC anche con commutazione disattivata, per cui i diodi forniscono una rettifica naturale dell'uscita "DC" trifase, forse livellata con un'uscita condensatore prima che la corrente venga inviata alla batteria. Confessione: sono un mech. ingegnere. Elec. ragazzi per favore verifica o correggi la mia valutazione

— Phil Barns
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