Un piccolo motore CC di solito * funziona direttamente o può essere fatto funzionare ma potrebbe non essere la scelta migliore. Un dispositivo che produce direttamente corrente continua viene generalmente chiamato "generatore" e un dispositivo che produce direttamente corrente continua viene definito un alternatore.
Un generatore è effettivamente un alternatore in cui la corrente alternata prodotta internamente viene rettificata in corrente continua, di solito mediante un "commutatore" meccanico - la disposizione di "segmenti" "di rame" ad un'estremità con spazzole su di esso. ciascun segmento è collegato all'estremità di un avvolgimento o avvolgimenti in modo che sia possibile accedere alla tensione prodotta. I pennelli sono disposti in modo tale che un determinato "pennello" sia sempre in contrasto con un coade della stessa polarità. Quando la polarità di un avvolgimento cambia mentre il rotore gira, una spazzola diversa viene messa in contatto in modo tale che la polarità di uscita rimanga costante. Il commutatore svolge lo stesso ruolo di un ponte raddrizzatore a diodi.
Esiste una classe di motori CC denominati "motori CC senza spazzole" (BLDCM, BLDC, ...) in cui la commutazione viene eseguita da dispositivi elettronici (generalmente transistor). In alcuni casi questi possono essere usati come generatori guidando correttamente l'elettronica di commutazione, ma l'approccio normale nell'uso di un BLDCM come produttore di energia sarebbe quello di bypassare gli interruttori e collegarsi direttamente agli avvolgimenti e usarlo come alternatore .
Quindi, gli alternatori sono ciò che di solito finirai per utilizzare come produttore di energia - o appositamente avvolto * o basato su un BLDCM (o in casi molto speciali basati su un motore a spazzole che è stato logicamente capovolto - ignora quello per ora: -)). * Come previsto, un BLDCM sarà ottimizzato per l'uso del motore.
In alcuni casi, un design che si adatta meglio alle esigenze dell'alternatore può essere realizzato riavvolgendo. Più giri di un filo più fine di quanto originariamente produrranno più volt per RPM. Inapplicabile qui, ma ad esempio, la comunità del modello RC riavvolge i motori CD con LESS di gran lunga meno giri di filo di diametro maggiore per realizzare motori compatti ad alta potenza ad alta corrente.
A seconda di ciò che è presente inizialmente, Riordinare da stella a triangolo darà meno volt per rpm ma più corrente e riordinando delta a stella darà il contrario
Se la tensione massima per giro o la potenza per le dimensioni dell'alternatore sono abbastanza preoccupanti, la sostituzione dei magneti ad anello esistenti che vengono solitamente utilizzati con magneti a terre rare ad alte prestazioni fornirà un sostanziale aumento delle prestazioni.
Inizialmente, fornire una buona descrizione di ciò che è veramente desiderato e di quali risorse sono disponibili sarà molto più utile che tentare un'analisi dettagliata di ciò che è stato scritto qui finora.
Se si tratta di un lavoro una tantum o uno parziale, probabilmente è meglio cercare un BLDCM adatto e rimuovere l'elettronica dell'interruttore. Di solito molto facile da fare. A seconda del livello di potenza, è possibile che un motore CD funzioni per te. Questi sono comunemente disponibili (di solito gratuiti in un'unità CD morta. Possono essere usati così come sono o riavvolti per soddisfare al meglio le necessità. Il riavvolgimento non è particolarmente difficile. Commenti su questo a tempo debito, se necessario.
Una sfida più grande potrebbe essere ottenere energia dal tuo "vento" disponibile. Di quanta potenza hai bisogno? Qual è il tuo ambiente? Hai libertà di posizione di montaggio? All'interno o all'esterno, ovvero qual è la fonte del vento? Questo è esposto al sole all'aperto?
Quanto segue può essere derivato dai primi principi, se necessario. La potenza disponibile dall'aria che passa attraverso l'area dell'unità A alla velocità V è
- Potenza = 0,6 x A x V ^ 3 x Z / 100 Watt
Z è efficienza% <= Z <= 100 (in realtà <~ = 59) A = area in metri ^ 2 V = velocità in metri / sec
In un sistema non canalizzato si può dimostrare che Zmax è circa del 59% (limite di Betz). Ciò può essere più elevato in un sistema canalizzato.
La potenza aumenta con la velocità al cubo. La maggior parte delle turbine eoliche (WT) sono ottimizzate per le massime prestazioni a circa 10 m / s per vari motivi che possono essere discussi se necessario. Ciò significa che a 1 m / s producono teoricamente solo 1/1000 di potenza nominale, a 2 m / s solo 1/125 della potenza nominale e anche a 5 m / s solo 1/8 della potenza nominale. [[Redattori: si prega di lasciare la frazione come mostrato]].
Il collegamento dei numeri mostrerà che un'area della turbina eolica 2 "x 2" fornirà livelli di potenza estremamente bassi per la maggior parte degli standard. Se questo è abbastanza per te dipende dalla tua applicazione e dalla velocità del vento disponibile.
2 "x 2" = 0,00258 m ^ 2 !!! Circa 1 / 400th di un metro quadrato.
Quindi potenza = 0,6 x 0,00258 x V ^ 3 x Z Watt = ~ 1,55 x ZV ^ 3 milliWatt
Nota * milli * Watt.
In pratica un'efficienza del 10% non è difficile, il 20% è raggiungibile con cura, il 30% è fattibile e il 40% è eroico. L'uso dell'efficienza del 20% è probabilmente un inizio OK.
Potenza quindi raggiungibile = ~~ 0,3 milliWatt x V ^ 3
L'accettabilità di quanto sopra dipende dalla velocità del vento disponibile e dai livelli di energia necessari. Si noti che a velocità molto basse il WT potrebbe non avviarsi a causa della "salienza" / cogging e attrito statico. I sistemi che devono iniziare a una velocità del vento molto bassa richiedono un'attenzione particolare nella progettazione.
Se questo è un sito a cielo aperto con un buon vento, ci si aspetta un mezzo di alcuni metri al secondo. Questo varia molto, molto, molto a seconda del sito e delle circostanze. Nelle situazioni del mondo reale, la media, tipica,% di tempo maggiore di x% ecc. Sono descritte da una distribuzione Weibull e si può divertire molto nel decidere quale si adatta alle proprie circostanze.
Se hai bisogno di energia e hai la flessibilità di montaggio, allora vuoi altezza, mancanza di turbolenza e spazio libero da altri oggetti. C'è un vasto corpus di materiale su questo sul web. Se non si dispone di flessibilità nella posizione di montaggio, è necessario esaminare i livelli di potenza sopra indicati e la distribuzione della velocità per la propria posizione e decidere se ciò funzionerà per voi.
Se questo è un sito all'aperto, un pannello solare potrebbe soddisfare meglio le tue esigenze. Un moderno pannello ad alta efficienza da 2 "x 2" produrrà circa 300 mW in pieno sole.
Potrei scrivere per una settimana circa su questo :-) - otteniamo un feedback per vedere quale direzione sarebbe più utile. Potresti parlarmi di offlist sulle implementazioni pratiche una volta completate le domande e risposte. MOLTO di più se / se necessario.
WINDBELT
Avrei notato la cintura antivento se sembrava essere un'aggiunta utile. Potrebbe essere, ma sfortunatamente, probabilmente non è in questa fase. Sarei desideroso di utilizzare la tecnologia Windbelt se sembrasse utile e costi competitivi. Finora sembra non essere né tranne forse in alcune applicazioni molto di nicchia.
Come si vedrà, le prestazioni nel mondo reale dei moduli dimostrativi disponibili sono inferiori al 5% di quelle del sistema di dimensioni modeste che ho affermato sopra - vale a dire ciò che si può effettivamente acquistare è molto al di sotto delle prestazioni di sistemi alternativi in quanto afferma di essere al di sopra di essi .
Windbelt [tm] ha il suo posto ed è un'idea intelligente, ma sfortunatamente una grande quantità di immondizia e molte affermazioni spurie sono state fatte e continuano ad essere fatte. Le affermazioni sull'efficienza rispetto ad altri sistemi sono o "semplicemente sbagliate" o si basano forse su circostanze speciali che non vengono mai spiegate e che sono comunque sospette.
La letteratura promozionale Windbelt afferma che hanno un'efficacia da 10 a 30 volte inferiore rispetto ai sistemi a microturbina. Dato ~ = 60% della massima efficienza possibile (limite di Betz), un'affermazione da 10 a 30 volte più efficiente rispetto alle microturbine suggerisce che si ottiene l'1% -3% di efficienza SE una cintura del vento è del 30%.
Ecco una microbelt del mondo reale
con un'area molto simile a quella sopra descritta ma l'energia CA (non CC) produce 20 o 30 volte MENO rispetto all'esempio conservativo che ho dato sopra)
Wind Turbine versus / Windbelt claimed milliWatts
1 m / s ..... 0.3 / -
2 m / s ..... 2.5 / -
3 m / s ..... 8 / 0.1
4 m / s ..... 20 / 0,5
5 m / s ..... 40 / 1.5
10 m / s ..... 300/8
Se permetti che le mie cifre calcolate siano alte di un fattore 10 (efficienza del 2% anziché del 20%), la turbina eolica (alias ventilatore di dimensioni modeste) confronta più che favorevolmente con i risultati pubblicati sulla cintura del vento.
È passato abbastanza tempo dall'annuncio originale che ti aspetteresti che appaiano alcuni sostanziali prodotti del mondo reale. Puoi effettivamente acquistare alcune piccole unità dimostrative, come le 8 mW a 10 m / s unità sopra elencate. Ma il costo è più vicino a $ 20.000 / Watt rispetto a $ 2 / Watt. Uno sguardo ai siti Web "Prossimamente" promette che le date sono scadute. Più è la vergogna. Una svolta di questo sorso sarebbe molto gradita. Ma non sembra che questa tecnologia lo consegnerà presto, ahimè. Guarda questo spazio :-).
Wikipedia
Shawn Frayne spiega la sua invenzione - con video
Funzionante a LED fai da te che alimenta la cintura antivento - ma guarda le dimensioni dell'apertura.
Tentativi di ridimensionamento: osserva i commenti della gamma di velocità del vento
