windenergie en zelfbouw

Hier worden verschillende vormen van windenergie besproken

Moderator: Moderators

m.bouwer
Berichten: 683
Lid geworden op: 18 aug 2012, 20:19

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door m.bouwer » 29 jul 2018, 15:58

Met actieve wiekverstelling en starten vanuit vaanstand gaat die piek op het kleefkoppel toch wel overwonnen worden?

m.bouwer
Berichten: 683
Lid geworden op: 18 aug 2012, 20:19

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door m.bouwer » 31 jul 2018, 16:21

In Aandrijftechniek een mooi artikel over de ontwikkeling van het printen van composieten.
Wat gaat dat betekenen voor het maken van wieken?
Bijlagen
composiet printen.jpg
composiet printen.jpg (13.26 KiB) 1586 keer bekeken

m.bouwer
Berichten: 683
Lid geworden op: 18 aug 2012, 20:19

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door m.bouwer » 05 aug 2018, 14:35

Het berekenen van het geleverde vermogen van een axiale generator.
Kunnen wij daarvoor een formule opstellen?
Bijlagen
magneetringen..JPG

m.bouwer
Berichten: 683
Lid geworden op: 18 aug 2012, 20:19

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door m.bouwer » 07 aug 2018, 10:50

De nieuwe opstelling met een steekcircel van 278 mm.
Het idee is 45 spoeltjes met blikpakket in de stator.
Bijlagen
opzet  07-08.JPG
opzet 07-08.JPG (18.37 KiB) 1502 keer bekeken

Adriaan Kragten
Berichten: 283
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door Adriaan Kragten » 07 aug 2018, 12:20

m.bouwer schreef:
05 aug 2018, 14:35
Het berekenen van het geleverde vermogen van een axiale generator.
Kunnen wij daarvoor een formule opstellen?
Ik neem aan dat de generator voorzien is van een 3-fasenwikkeling die gelijkgericht wordt met een 3-fasen gelijkrichter (met zes diodes). Het geleverde vermogen hangt af van het toerental en van de weerstand R van de belasting. De DC spanning over de weerstand is U (V). De DC stroom door de weerstand is I (A). Voor het geleverde elektrische vermogen Pel geldt dat Pel = U * I (W). Voor een bepaalde weerstand R neemt het geleverde vermogen ongeveer kwadratisch toe met het toerental.

Het maximum elektrische vermogen voor een bepaald toerental wordt geleverd voor een tamelijk lage weerstandswaarde. Als je het maximum vermogen wilt bepalen voor een bepaald toerental dan moet je meten voor een reeks weerstandswaarden en voor een bepaalde weerstandswaarde is het vermogen dan maximaal voor dat toerental. Voor een ander toerental zal dit echter het geval zijn voor een andere weerstandswaarde die hoger is naarmate het toerental hoger is (zie mijn rapport KD 78 voor metingen voor diverse weerstandswaarden)

Het gevraagde mechanische vermogen Pmech is het product van het koppel Q (Nm) en de hoeksnelheid Ohmega (rad/s), weergegeven door de Griekseletter Ohmega. Het verband tussen de hoeksnelheid en het toerental n in omw/min wordt gegeven door Ohmega = pi * n / 30. Voor Pmech geldt daarom dat Pmech = Q * pi * n / 30 (W). Voor het rendement als fractie van 1 geldt: rendement = Pel / Pmech (-).

Adriaan Kragten
Berichten: 283
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door Adriaan Kragten » 07 aug 2018, 12:42

m.bouwer schreef:
20 jul 2018, 15:26
Het is een proefopstelling met 9 spoelen. Misschien kan ik een nieuwe stator maken met 18 spoelen.
Ik ben nu bezig met 2 x 10 magneten op de ringen. Dat worden er dan 2 x 20
Er is een manier om het aantal stator- en ankerpolen te verhogen zonder dat de piek op het kleefkoppel veel hoger wordt. Je moet er dan voor zorgen dat het aantal stator- en ankerpolen maar één van elkaar verschilt. Het aantal statorpolen moet deelbaar zijn door drie bij een 3-fasenwikkeling. Het aantal ankerpolen moet even zijn. Dit geeft voor het aantal statorpolen de volgende reeks: 3, 9, 15, 21, 27, 33 enz. Als het aantal ankerpolen één groter gekozen wordt dan het aantal statorpolen dan hoort hierbij de reeks 4, 10, 16, 22, 28, 34 enz.

Stel nu eens dat je kiest voor 21 statorpolen en 22 ankerpolen. Dit houdt in dat er zeven spoelen zijn van de fase U, zeven spoelen van de fase V en zeven spoelen van de fase W. De statorpoolhoek is 360°/ 21 = 17,14. De ankerpoolhoek is 360° / 22 = 16,36°. Het aantal voorkeursstanden per omwenteling is 21 * 22 = 462. De zeven spoelen van één fase liggen allemaal naast elkaar maar zijn om en om tegengesteld gewikkeld. De opgewekte spanning in één van de zeven spoelen is niet precies in fase met de ander zes maar dat is acceptabel als alle zeven spoelen met elkaar in serie geschakeld zijn.

m.bouwer
Berichten: 683
Lid geworden op: 18 aug 2012, 20:19

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door m.bouwer » 07 aug 2018, 17:53

Dank voor de informatie. Ik ben nu bezig met 45 blikpakketjes 29,5 mm lang en 2 x 46 magneten 20 x 10 x 5 dik.

Kan deze verhouding? (Ook in verband met verzadiging)
Bijlagen
blik 29,5 mm 7-08.JPG

Adriaan Kragten
Berichten: 283
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door Adriaan Kragten » 07 aug 2018, 19:33

m.bouwer schreef:
07 aug 2018, 17:53
Dank voor de informatie. Ik ben nu bezig met 45 blikpakketjes 29,5 mm lang en 2 x 46 magneten 20 x 10 x 5 dik.

Kan deze verhouding? (Ook in verband met verzadiging)
45 statorpolen en 46 ankerpolen maken deel uit van de reeks en dit zou dus moeten kunnen als er voldoende ruimte is. Maar ik vind 45 statorpolen toch wel erg veel; je krijgt dan 15 spoelen per fase naast elkaar. Bij 21 statorpolen en 22 ankerpolen heb je al 462 voorkeursstanden per omwenteling waardoor je al haast geen rimpel op het kleefkoppel meer zal waarnemen. Het lijkt mij dat meer voorkeursstanden per omwenteling geen noemenswaardige verbetering zullen opleveren.

Verzadiging is niet direct gekoppeld aan het aantal anker- of statorpolen maar aan de magneetafmetingen, de dikte van de luchtspleet en de dikte van de ankerschijven. Het controleren of er verzadiging optreedt, wordt uitgelegd in elk van mijn KD-rapporten over axial flux generatoren.

m.bouwer
Berichten: 683
Lid geworden op: 18 aug 2012, 20:19

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door m.bouwer » 08 aug 2018, 16:02

Er is ook de keuze om magneten van 10 mm dik te nemen op blikpakketjes van 6 mm dik en 39 mm lang.
Maar het is geen gesneden koek voor mij om even uit te rekenen of die pakketjes verzadigd raken.
Bijlagen
blikp.+10 mm magneten.JPG

Adriaan Kragten
Berichten: 283
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door Adriaan Kragten » 09 aug 2018, 21:24

Het controleren of er ergens in het ijzer van het blikpakket of van de ankerschijven verzadiging optreedt is niet zo moeilijk als je aanneemt dat er geen lekflux optreedt. Het gaat in twee stappen. In de eerste stap bereken je in hoeverre de remanentie gereduceerd wordt door de luchtspleet. In de tweede stap vergelijk je het magneetoppervlak met het ijzeroppervlak en bepaal je de concentratiefactor. De remantie Br hangt af van het type magneetmateriaal en is ongeveer 1,22 T (Testla) voor de goedkopere neodymium magneten. De remanentie is de magnetische veldsterkte in de magneet als die kortgesloten wordt met een ijzeren brug die niet in verzadiging gaat. De magnetische weerstand van neodymium magneten is ongeveer even groot als die van lucht.

Voor het bepalen van de invloed van de luchtspleet moet je de totale magneetdikte nemen in een magnetische lus en de totale luchtspleet in een magnetische lus. Stel dat je links en rechts van de stator een ijzeren ankerschijf hebt met aan de binnenkant magneten. Stel er zit een ijzeren kern in de statorspoelen. Stel een magneet heeft een dikte van 10 mm en de luchtspleet tussen een magneet en de ijzeren kern is 1,5 mm. Je hebt dan in een magneetlus vier magneten en vier luchtspleten. De totale magneetdikte is dan 40 mm en de totale luchtspleetdikte is 6 mm. De fluxdichtheid wordt dan gereduceerd met een factor 40 / (40 + 6) = 0,87 en wordt daardoor 0,87 * 1,22 = 1,06 T. Je verwaarloost hierbij de magnetische weerstand van het ijzer maar dat mag alleen als het ijzer niet in verzadiging gaat.

Vervolgens kijk je in hoeverre de magnetische flux in het ijzer gecomprimeerd wordt. Stel je hebt magneten van 20 mm lang en 10 mm breed. Stel te hebt een spoelkern van 20 mm lang en 6 mm breed. De magnetische flux wordt dan met een factor 10 / 6 gecomprimeerd en wordt dus 1,06 * 10 / 6 = 1,77 T. Ijzer gaat in verzadiging bij ongeveer 1,6 T en het ijzer van een 6 mm brede spoelkern gaat dus in verzadiging. Stel de spoelkern is 20 mm lang en 7 mm breed. De magnetisch flux wordt dan gecomprimeerd met een factor 10 / 7 en wordt dus 1,06 * 10 / 7 = 1,51 T en gaat dus net niet in verzadiging.

Controle van de verzadiging in de ankerschijven gaat een anders. Stel je gebruikt magneten van 20 mm lang en 10 mm breed. Het magneetoppervlak is dus 200 mm^2. De magneetomtrek is 60 mm. Stel de ankerschijf heeft een dikte van 2 mm. De magneetlijnen moeten dan door een oppervlak van 60 * 2 = 120 mm^2. De concentratiefactor is dan 200 / 120 = 1,667 en de fluxdichtheid in de ankerschijf wordt dan 1,667 * 1,06 = 1,77 T. Een 2 mm dikke ankerschijf gaat dus in verzadiging. Stel de ankerschijf heeft een dikte van 3 mm. De magneetlijnen moeten dan door een oppervlak van 60 * 3 = 180 mm^2. De concentratiefactor is dan 200 / 180 = 1,111 en de fluxdichtheid in de ankerschijf wordt dan 1,111 * 1,06 = 1,18 T. Een 3 mm dikke ankerschijf gaat dus niet in verzadiging.

Je moet er voor zorgen dat het ijzer nergens in verzadiging gaat want verzadiging reduceert de sterkte van het magnetisch veld dat door de spoelen loopt en hierdoor haalt de generator niet het maximale koppelniveau dat mogelijk is voor de gekozen magneten.

m.bouwer
Berichten: 683
Lid geworden op: 18 aug 2012, 20:19

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door m.bouwer » 10 aug 2018, 11:05

De leverancier geeft voor de remanentie Br voor de magneten 20 x 10 x 5 dik 1,305 Tesla.
Volgens jouw berekening is er bij de 20 mm blikpakketjes van 25 mm lang en 7 mm breed net geen verzadiging.
Mijn anker ring van 4 mm gaat niet in verzadiging.

m.bouwer
Berichten: 683
Lid geworden op: 18 aug 2012, 20:19

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door m.bouwer » 11 aug 2018, 10:24

Testspoel 25 gram 0,5 mm wikkeldraad met 220 windingen. Weerstand 1,2 Ω
Bijlagen
testspoel 11-08.JPG
testspoel 11-08.JPG (17.67 KiB) 1234 keer bekeken

m.bouwer
Berichten: 683
Lid geworden op: 18 aug 2012, 20:19

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door m.bouwer » 12 aug 2018, 15:16

De testspoel bevestigd tussen de magneetringen met daarop 2 magneten.
Bij 20 omw./min. meet ik 0,5 volt.
Bijlagen
bovenaanzicht spoel tussen magneetringen..jpg

m.bouwer
Berichten: 683
Lid geworden op: 18 aug 2012, 20:19

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door m.bouwer » 13 aug 2018, 09:12

Testopstelling met 32 magneten 20 x 10 x 2 dik aan weerszijden van de spoel. Bij 20 toeren ongeveer 0,6 volt.
Volgende stap 2 x 50 magneten 20 x 10 x 5 dik monteren. Om cogging te verminderen kan ik ze schuin op de magneetring plakken.
Bijlagen
testopst. 32 magneten.jpg
testopst. 32 magneten.jpg (12.69 KiB) 747 keer bekeken

m.bouwer
Berichten: 683
Lid geworden op: 18 aug 2012, 20:19

Re: windenergie en zelfbouw

Bericht door m.bouwer » 13 aug 2018, 17:44

Magneten staan hier 45 graden t.o.v. de spoelen.
Bijlagen
magneten  onder een hoek.jpg

Plaats reactie