De ce a pus un generator de 3 faze pe o moară de vânt

Multe mori de vânt fabricate în mod individual sunt alimentate cu generatoare autofabricate cu rotor pe magneți permanenți. Pe Internet există un număr mare de exemple și instrucțiuni privind modul de realizare a unui astfel de generator cu o singură fază. Să vorbim despre o soluție mai perfectă.

Un generator trifazat nu este altceva decât un generator monofazat cu două înfășurări suplimentare ușor deplasate față de primul. Ca în imaginile de mai sus.

Într-un generator cu o singură fază, pentru acțiunea coordonată a tuturor înfășurărilor, acestea trebuie să fie înfășurate alternativ în direcții diferite.

Figura arată că fiecare dintre următoarele înfășurări este înfășurată opusă celei anterioare. Primul în sensul acelor de ceasornic, al doilea în sens antiorar. Dacă rotorul conține 8 magneți permanenți, ar trebui să aveți 8 înfășurări.

Într-un generator trifazat, puteți avea 3 înfășurări per pereche de magneți. O pereche de magneți înseamnă un magnet îndreptat spre polul nord la înfășurări și unul la polul sudic. Există multe opțiuni pentru lichidare. De exemplu, puteți utiliza 8 magneți și numai 6 înfășurări care nu se suprapun unul pe celălalt sau pot pune 3 seturi de 4 înfășurări conectate în serie. Mai jos este o diagramă a 4 magneți care ilustrează plasarea fiecărui set de înfășurări.

După cum puteți vedea, prima fază acoperă numai polii de nord ai magneților și toate înfășurările unei faze sunt înfășurate într-o singură direcție. Celelalte două faze sunt identice cu cele din prima, cu excepția faptului că acestea sunt compensate. Următoarea diagramă arată plasarea reciprocă a tuturor înfășurărilor unui generator trifazat cu 4 poli.

Pornire înfășurări sunt A marcat, B, C, se termină - D, E, F. Ieșirile din această unitate vor fire A, C și E. Motivul pentru care a doua priză de fază este la capătul înfășurării, este că, atunci când un al doilea magnet trece curent de înfășurare este generată în primul opus curenților de fază și a treia înfășurare. Pentru a nu înfășura cea de-a doua bobină în direcția opusă, schimbăm pur și simplu intrarea și ieșirea din ea.

Există două scheme de conexiune de fază în generatoarele trifazate: "stea" și "triunghi". Triunghiul oferă o tensiune mai mică, dar un curent mai mare. Steaua este invers - tensiune mai mare și mai puțin curent. Calculul utilizează un coeficient egal cu rădăcina pătrată de 3x (aproximativ 1732). Fiecare set de înfășurări este faza generatorului. Prin urmare, atunci când măsurați tensiunea, curentul sau rezistența unui set de înfășurări, acestea vor fi parametrii unei singure faze. Când știți parametrii unei singure faze, puteți calcula parametrii "stea" și "triunghi". Tensiunea de măsurare poate fi eliminată din oricare două din cele trei ieșiri ale generatorului.

În testul nostru generator, de exemplu, ieșiri singură fază 10A și 22B, în acest caz, producția „de stele“ va 38,1V (22 * 1.732) și 10A. Curentul a rămas același ca într-o fază, pentru că Când sunt conectate printr-o "stea", fazele sunt conectate în serie. La conectarea "triunghiul", obținem 22B și 17,32A (10 * 1.732). Dacă se calculează puterea celor două circuite, obținem: 22 * ​​17,32 = 381W și 38,1 * 10 = 381W. Și care sunt avantajele fiecărei scheme?

În mod tipic, rezistența "triunghiului" este de 3 ori mai mică decât rezistența "stelei". Și de atunci Conform fluxurilor de curent ale înfășurărilor, va exista o pierdere de putere. Rezistența starului generatorului nostru este de 1,5 ohmi, putem calcula puterea de ieșire. La 600 rpm și o conexiune "stea", am primit 38 de volți. Aceasta este de aproximativ 16 rpm la 1V. astfel la 1000 rpm putem obține 62,5V. Reduceți tensiunea bateriei reîncărcabile (12,6 V) pentru a obține o putere de 49,9 V la ieșire. Cu o rezistență de 1,5 Ohm, curentul va fi de 49,9 / 1,5 = 33,26A. astfel pe sarcină obținem puterea de 33,26 * 12,6 = 419 W. Nu așa de rău.

Acum pentru "triunghiul". La ieșire obținem 22 V la aceeași viteză (aproximativ 27 rpm la 1V). La 1000 rpm vom obține 37V. Minus 12,6 V pe baterie, total: 24,4V. Rezistența "triunghiului" este de 0.5 Ohm, Current: 24.4 / 0.5 = 48.8A, și putere: 48.8 * 12.6 = 614W. Aproape 200 de wați mai mult.

Avantajul "star" la o tensiune mai mare la turații mai mici, ceea ce înseamnă că generatorul nostru de teste va putea să înceapă încărcarea acumulatorului la 12.6V deja la 200 rpm. "Triunghiul" pentru a porni încărcarea va trebui să atingă 340 rpm.

Dar, cu acest lucru, avantajul triunghiului este că, după ce a atins o viteză mai mare, va fi capabil să dea o putere mai mare.

Acum trebuie să se conecteze ieșirile și conversia de curent alternativ la putere DC pentru a încărca bateriile. Următoarele scheme prezintă doi compuși diferiți de generator de 3 faze, „stea“ și „triunghi“ și două tipuri diferite de redresoare pentru ele: pe diode și poduri cu diode finite (pentru asamblare redresor cu diode cu o singură fază). Oricare dintre redresoarelor prezentate pot fi utilizate pentru fiecare configurație de fază.

Și în final, câteva fapte despre curentul trifazat.

- Majoritatea generatoarelor moderne din lume sunt cele trifazate.
- Conceptul celor 3 faze a fost inițial propus de Nikola Tesla și el și-a dovedit superioritatea față de cele monofazate.
- Într-o gamă de putere, trei faze sunt de obicei cu 150% mai eficiente decât una.
- În sistemele monofazate, puterea scade la zero de 3 ori pe rotație a generatorului, în sistemele trifazate, scăderea puterii la zero în timpul reviziei nu are loc. Puterea aplicată încărcăturii este aceeași în orice moment.
- Într-un generator cu 3 faze, secțiunea transversală a firului poate fi cu 25% mai mică decât aria secțiunii transversale a firelor într-o singură fază cu aceeași putere.

Deci, trei faze, nu este mult mai dificil decât unul, dar mult mai eficient.

Articolul original în limba engleză pe site-ul WindStuffNow.Com

Articole similare

• Germanator - de ce a pus un generator de 3 faze pe o moară de vânt

• Un generator trifazat de încercare și eroare, o moară de casă la dacha și cum fac totul

Trimiteți-le prietenilor: