Principiile de baza al unui Alternator Flux Axial facut de dvs

Principiile de baza al unui Alternator Flux Axial facut de dvs

Daca sunteti novice in ceea ce priveste construirea unor Alternatoare Magnetice Permanente, atunci aceasta este pentru tine! Scopul meu este sa ajut oamenii sa invete despre DIY turbina de vant care castiga in popularitate. Conceptele de baza sunt prezentate aici, dar depinde de dvs sa le cititi; acest hobby fiind multidisciplinary. Pentru fiecare subiect puteti gasi o multitudine de informatii aditionale- Sper sa pot sa va urnesc in directia buna. Acestea cu sugestii si corectii, sunt binevenite sa ajute.

O turbina de vant de success de 17' proiectata de Dan Bartmann (www.otherpower.com)

Manualul de proiectare a lui Hugh Pigott (www.scoraigwind.com)

Magnetii

Magnetul Neodimium este o cheie dezvoltata tehnologic care permite sa fie construiti atlternatori eficienti si practici. Rezistenta ridicata a acestui magnet este un motiv care face ca hard driverele unui computer sa fie atat de compacte. Acum, acest tip de material este disponibil dpdv comercial pentru toate scopurile. Multe marimi sunt disponibile si sunt perfecte pentru a fi utilizate la constructia alternatorilor. Mai jos sunt imagini ale marimilor utilizate in mod frecvent:

   

2" x 1" x 0.5" 1" Diameter x 0.5" Circular Arc

"Campul Magnetic" este termenul tehnic care descrie liniile fortei care sunt deseori desenate ca symbol al campului magnetic din jurul magnetului. Intensitatea campului magnetic este masurat in Teslas (dupa inventatorul Nikola Tesla) sau in Gauss (dupa mathematician).Simbolul B este folosit pentru a descrie intensitatea campului (ca de ex F pt forta si W pentru greutate). Intensitatea B devine mai puternica odata cu apropierea de magnet, de vreme ce liniile campului se apropie unele de altele.

Intotdeauna este un Pol Nord si un Pol Sud. Magnetii, pe care preferam sa ii folosim, au acesti poli pe fetele cu aria cea mai mare. De exemplu, magnetii pe care i-am ilustrat sunt mai plati intr-o singura parte: polii sunt pe cea mai larga fata. Unele tipuri de magneti sunt mai lungi pe axele polarizate, dar un alternator cu fluz axial este mai efficient si mai usor cand magnetii sunt suficienti de mari pentru scopul nostru si nu mai mari decat trebuie.

Cand magnetii sunt construiti, polii magnetici sunt "inghetati" cu un electromagnet extern pe masura ce metalul se raceste. Daca magnetul devine prea fierbinte, puterea lui va slabi.

Principiile de baza al unui Alternator de Flux Axial, facut de dvs.

Cateva imagini va vor ajuta sa intelegeti cum sunt manipulate campurile magnetice. Cand magnetii sunt atrasi de obiectele metalice, atractia poate fi observata ca o distorsionare a liniilor campului pe care il vedem mai jos. Liniile sunt atrase de acel obiect in aceeasi masura in care obiectul in sine este atras de magnet. Cu cat magnetul se apropie de platou (in text se refera la o farfurie metalica), liniile campului trec peste platou si devin mai puternice. Numarul crescand de sagetile din diagrama ilustreaza acest aspect.

magnet

    platou metalic

Linii de Flux printr-un obiect    Linii de flux printr-un obiect in contact

care este atras de un magnet    cu un magnet

Cand un platou este in contact cu un magnet, liniile campului pot deveni foarte concentrate in platou. Acestea se concentreaza in platou, si daca platoul este destul de gros, foarte putine unde scapa afara pe cealalta parte. Prin magnetul neodymium insasi, puterea magnetica nu se schimba mult.

Intr-un sens, sa tii un magnet langa platoul de fier este ca si cum ai tine o minge deasupra solului. Mingea cade datorita gravitatii, si va ajunge sa se opreasca la o energie potentiala mai mica. La fel cu bucata de fier; odata in contact cu magnetul, energia potentiala scade.

Campul magnetic al magnetilor este manipulate in acest mod. Urmatoarele imagini arata doi magneti care vin in contact unul cu celalalt. Daca aceeasi poli sunt apropiati, atunci liniile sunt divergente, si efectul resimtit este de respingere. Daca polii opusi sunt alaturati, atunci liniile converg (atractie). Pe masura ce se apropie, mai multe linii se apropie impreuna,rezultand un camp mai intens.

   

Respingere magnetica Atractie magnetica Magneti alturati

Linii de camp dense.

Cum concentram Energia Magnetica

Campul magnetic este manipulate in avantajul nostrum, atunci cand facem alternatoare magnetice permanente. Prin concentrarea fluxului magnetic dintre 2 magneti cu poluri opuse si capturam fluxul in platourile de fier care in caz contra ar fi risipite, dirijam cat de multa energie putem cuprinde intre fete (fetele platourilor).

Produsul final de obicei arata ca acesta:

Rotorii unui Alternator Magnetic Permanent - marime mica

Acest set de rotori au caracteristica din magneti rotunzi. Acest lucru este obisnuit pe un alternator cu flux axial mai mic, dar pe masura ce devine mai larg, este de obicei mai parctic sa se foloseasca magneti rectangulari, care sunt disponibili in marimi mai mari, si reteaua de sarme (cred ca bobina) mai compacta. Este important ca rotorii sa fie facuti din otel sau fier, astfel incat fluxul magnetic sa fie dirijat de ei. Magnetii sunt aranjati intr-o serie de Nord-Sud-Nord-Sud imprejurul circumferintei rotorului.Polii opusi sunt fata in fata. Daca se urmareste linia fluxului, aceasta se transmite de la o fata a magnetului direct catre magnetul cu fata opusa, apoi prin paltoul rotorulului de fier catre urmatorul magnet si apoi inapoi peste golul - gapul rotorului. Reteaua de sarma-bobina    din gaura rotorului acumuleaza energia acelor linii de camp magnetic.

   

Fluxul liniilor urmarite intr-un Alternator Magnetic Permanent Rotor Dual

Parte verde reprezinta platoul rotorului

Partea albastra reprezinta magnetii

Liniile fluxului reprezinta gaura, golul- Gapul

Calea campului magnetic ar trebui sa fie mai clara in diagram de deasupra. Fluxul a fost concentrat prin limitarea dintre platouri. Fluxul alterneaza de asemenea intre nord si sud. Un compass inauntrul acestui gol pe masura ce rotorii s-ar intoarce, ar oscila inapoi si inainte in mod frenetic. Un compass in afara platourilor nu ar fi afectat, pentru ca, campurile au fost limitate in interior.

Cum stocam Energia Magnetica

Acum am ajuns sa vorbim despre umila bobina-sitem de sarme. Nu face multe singura dar in prezenta campului magnetic se intampla lucruri interesante. O singur lat din sarma include a anumita arie. Campul care trece prin aceasta arie este un "camp magnetic". Este masurat in Webers. Nu se intampla mai nimic cand campul magnetic inconjurator este inactive, dar cand se pune sitemul in miscare, un potential voltaj este produs. Cu cat se schimba mai redepede campul magnetic(indifferent ca este mai intens sau mai slab), cu atat mai mult voltaj este generat. De fapt nu conteaza cum se schimba acest camp pentru ca sa aiba loc fenomenul. Poti avea magneti care sa se apropie unul de celalalt, care osclieaza inainte si inapoi, care se lovesc usor, sau poate care nu se misca deloc dar in schimb misca bobina inainte si inapoi.

In dispozitivul nostrum, bobinele din sarma sun tinute nemiscate, in timp ce magnetii se rotesc peste rotori. Pentru ca magnetii sunt aranjati Nord-Sud-Nord-Sud, directia campului oscileaza de fiecare data cand magnetul trece peste rotor. Fiecare bobina recunoaste un camp magnetic in miscare si atunci se creaza electricitatea. Cand campul revine din miscare, un puls opus de voltaj se creeaza. In acest caz bobina produce voltaj alternative.

Mai jos este descris un set de 9 bobine care au fost facute pentru Alternator Magnetic Permanent. Sunt toate aceeasi marime si au acelasi numar de rotiri. Sarmele din care sunt facute au diferite marimi. Diamentrul sarmei determina cantitatea maxima de current pe care o pot transfera. Sarma mai groasa poate transfera mai mult current decat sarma mai subtire. Constructorul trebuie sa selecteze o marime a sarmei care sa ii permita curentul de care are nevoie pentru proiectul propriu dar nu mai mare. Daca un singur lat de sarme captureaza un anumit voltaj intr-un camp magnetic aflat in miscare atunci mai multe laturi de sarma vor captura mai mult voltaj. Constructorul ar trebui sa faca multe rasuciri ale sarmei pe cat posibil astfel incat sa se asigure ca reuseste sa capteze cat mai mult voltaj. Acest obiectiv contravine cu cel prin care se permite mai mult traffic de current din cazua faptului ca sarma mai groasa si mai grea ocupa mai mult spatiu. Ca atare se recomanda mai putine bobinari ale sarmei mai groase si mai multe a celei mai subtiri.

Balanta este data de catre constructor astfel incat sa isi atinga scopul. Constructorii experimentati stiu cum sa ajunga la bobina ideala. In ceea ce priveste novicii uneori acestia se afla in fata unui mister. Din fericire diagrama de la finalul acestui document va adduce lamuriri si va da o mana de ajutor.

Bobina intr-un stator (statorul este partea care se misca dintr-un motor)

Daca    o sarma izolata este folosita pentru a forma bobine, o gramada de spatiu va fi risipit in mantaua de plastic. O solutie a fost gasita acum ceva timp si se pt achizitiona sarma invelita intr-un material nonconductive si subtire.

Cand se formeaza bobine din sarma invelita, fiecare rasucire a sarmei este izolata de cealalta sarma si se formeaza un maximum de soliditate. Sa conectam bobinele de sarme ridica un important semn de intrebare in proiectarea alternatorului magnetic permanent. Vor fi 3 faze distincte sau doar 1 singura faza?

Alternatorii simplii de o faza sunt usor de facut, toate bobinele sunt legate in serie, una de cealalta, si toate vor functiona impreuna ca sa produca un puls intens in acelasi timp. In timp ce acest lucru e simplu, motorul va experimenta un avant brusc pentru fiecare pulsare. Acest lucru poate atenua performanta motorului si cauza vibratii daunatoare. Constructorii inca folosesc aceasta modalitate de contructie intr-o singura faza atunci cand e convenabil si adapteaza proiectul a.i acesta sa reziste vibratiilor. De asemenea, este mai complicat sa depasesti ineficienta atunci cand se rectifica voltajul     necesar intro baterie DC dar totusi se poate face.

O solutie mai eleganta este sa se aseze bobinele intr-o combinatie de 3 faze. In orice moment, numai 1/3 din alternator se afla la apogeul maxim de putere, celelalte doua treimi aflandu-se ori in momentul scaderii sau cresterii inainte ori dupa urmatorul moment de varf.