Alternator dan Dynamometer Flux Axial Printed 3D: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

BERHENTI !! BACA PERTAMA INI !!! Ini adalah rekod projek yang masih dalam pembangunan, jangan ragu untuk menawarkan sokongan.

Tujuan akhirnya saya adalah jenis motor / alternator ini boleh menjadi reka bentuk sumber terbuka yang berparameter. Seorang pengguna harus dapat memasukkan beberapa parameter, seperti tork, kelajuan, arus, volt / rpm, ukuran magnet biasa dan mungkin ruang yang tersedia, dan rangkaian fail pemotongan.stl dan.dxf 3D yang boleh dicetak harus dihasilkan.

Apa yang telah saya buat adalah membuat platform yang dapat mengesahkan reka bentuk simulasi, yang kemudian dapat dikembangkan menjadi peranti yang lebih optimum oleh masyarakat.

Sebahagiannya, ini adalah salah satu sebab saya menetapkannya dengan dinamometer. Dinamometer mengukur tork dan kelajuan untuk membolehkan hp, atau poros Watt diukur. Dalam kes ini, saya telah membina alternator dengan melewati, poros pegun, yang menjadikan penyediaan sistem dinamometer lebih mudah, dan oleh itu ia dapat dikonfigurasi untuk digerakkan sebagai motor oleh RC ESC (saya harap), dan torsi diukur pada output, serta kelajuan, V dan Amps, yang membolehkan kecekapan motor ditentukan.

Untuk tujuan saya, ia dapat didorong oleh motor berkelajuan berubah (lebihan dari gerudi tanpa wayar, dengan gear ke bawah), dan input tork poros diukur, serta V dan Amps keluar, yang membolehkan kecekapan sebenar dihasilkan, dan turbin yang dimuat untuk disimulasikan.

Dalam mod ini, saya berharap dapat menggunakan RC ESC yang mampu melakukan brek regeneratif, dan mungkin Arduino untuk mengawal beban yang dibawa oleh VAWT saya untuk mencapai MPPT (Multi Power Point Tracking).

MPPT digunakan di solar dan juga kawalan turbin angin, tetapi agak berbeza untuk angin. Dengan kekuatan angin masalah besar adalah kerana kelajuan angin meningkat dua kali ganda dari 10km / jam hingga 20km / jam, tenaga yang tersedia dari angin meningkat dengan kiub, sehingga 8 kali ganda. Sekiranya 10W tersedia pada 10km / jam, maka 80W tersedia pada 20km / jam. Senang mempunyai lebih banyak tenaga, tetapi output alternator hanya berganda sebagai kelajuan dua kali ganda. Oleh itu, jika anda mempunyai alternator yang sempurna untuk angin 20km / jam, muatannya mungkin sangat kuat sehingga pada 10km / jam ia bahkan tidak dapat dimulakan.

Apa yang MPPT lakukan ialah menggunakan suis keadaan pepejal tugas berat, untuk memutuskan sambungan dan kemudian menyambung semula alternator dengan cepat. Ini membolehkan anda menyesuaikan berapa banyak beban yang dibawa oleh alternator, dan Multi, dari MPPT, bermaksud anda dapat menetapkan beban yang berbeza untuk kecepatan yang berbeza.

Ini sangat berguna, kerana semua jenis turbin mengumpulkan tenaga maksimum apabila beban dipadankan dengan tenaga yang ada, atau kelajuan angin.

JADI

Ini bukan resipi, walaupun saya percaya ia dapat disalin dari apa yang saya siarkan, dan dengan senang hati akan memberikan maklumat lebih lanjut tetapi saya mencadangkan bahawa pilihan terbaik adalah mencadangkan penambahbaikan kepada saya, sebelum peraduan Litar dan Sensor berakhir, supaya saya dapat mempertimbangkan, memberi respons, dan mungkin memperbaikinya.

Saya akan terus mengemas kini, menyemak semula dan menambah maklumat, jadi jika menarik sekarang, anda mungkin ingin mendaftar masuk sebentar lagi, tetapi saya harap dapat menyelesaikannya sebelum pertandingan Sensors berakhir pada 29/19 Julai.

Juga, saya bukan binatang sosial, tetapi saya suka tepukan di belakang sekarang, dan itulah salah satu sebab saya berada di sini:-) Beritahu saya jika anda menikmati melihat karya saya, dan ingin melihat lagi, sila:-)

Projek ini berlaku kerana saya mahukan beban yang dapat dikawal untuk menguji reka bentuk turbin saya, dan saya mahu ia dapat dihasilkan semula dengan mudah, sehingga orang lain juga dapat menggunakannya. Untuk tujuan ini, saya mengekang diri untuk merancang sesuatu yang boleh dibina hanya dengan pencetak FDM, tidak diperlukan alat mesin lain. Nampaknya tidak ada banyak produk komersial yang memenuhi kebutuhan untuk torsi tinggi, kelajuan rendah, alternatif yang tidak menyumbat, walaupun ada beberapa dari China. Secara umum tidak banyak permintaan kerana sistem gear sangat murah dan elektrik sangat murah.

Yang saya mahukan adalah sesuatu yang menghasilkan sekitar 12V pada 40-120 rpm, dan sekitar 600-750W pada 120-200rpm. Saya juga mahu ia serasi dengan pengawal 3-fasa PMA yang murah dari dunia RC (ESC's Electronic Speed Controller). Syarat terakhir ialah pelari keluar (casing atau shell dengan magnet berputar, sementara poros dengan stator, tidak bergerak), dengan poros yang melewati sepanjang casing, dan stator yang mengepit poros.

Instruksional ini adalah kerja yang sedang berjalan, dan saya menyiarkannya agar orang ramai dapat melihat prosesnya, tidak banyak kerana saya fikir mereka harus menyalinnya. Perkara utama yang saya ubah ialah plat sokongan wayar yang saya bina tidak cukup kuat untuk menyalurkan medan magnet di sekitar gelang dengan betul, jadi banyak fluks magnet yang dibayarkan pada magnet tersebut terbuang di belakang. Apabila saya membuat semula reka bentuk, yang akan saya buat sebentar lagi, saya mungkin akan menjadikannya plat sokongan magnetik sebagai plat keluli potong cnc. Baja akan cukup murah, lebih kuat, dan akan memudahkan sebahagian besar binaan ini. Sangat menarik untuk membuat komposit FDM / wayar / plaster seperti yang telah saya gambarkan di sini, dan dengan PLA yang dimuatkan dengan besi, semuanya juga akan berbeza. Walaupun begitu, saya memutuskan bahawa saya mahukan sesuatu yang akan bertahan lama, jadi plat keluli.

Saya telah membuat kemajuan yang baik pada versi ini, yang akan saya gunakan untuk menguji VAWT ini. Saya belum cukup dari segi prestasi voltan rendah. Saya rasa Wattage / Torque saya berada di tempat permainan yang betul, saya akan mengemas kini seiring kemajuannya tetapi pada ketika ini apa yang saya dapat mempunyai peluang yang baik untuk menjadi beban terkawal yang saya perlukan. Apabila mati dipendekkan nampaknya dapat memberikan sedikit daya tahan daya kilas, lebih dari cukup untuk menguji turbin. Saya hanya perlu menubuhkan bank rintangan terkawal, dan saya mempunyai rakan yang menolong saya.

Satu perkara yang akan saya sebutkan secara ringkas adalah bahawa seperti banyak orang sekarang, saya telah menggunakan pencetak 3D (FDM-menggunakan PLA) selama beberapa tahun, yang mana saya mendapat 20-30kg kesenangan. Saya sering merasa kecewa kerana bahagian dari ukuran / kekuatannya mahal dan sangat lambat untuk dicetak, atau murah, cepat dan tipis.

Saya tahu berapa ribu pencetak 3D ini di luar sana, sering tidak melakukan apa-apa kerana memerlukan masa yang lama, atau terlalu banyak kos untuk membuat bahagian yang berguna. Saya telah menghasilkan penyelesaian yang menarik untuk bahagian yang lebih cepat yang lebih kuat dari pencetak dan PLA yang sama.

Saya menyebutnya "struktur yang dicurahkan", di mana objek dicetak (terdiri daripada 1 atau lebih bahagian bercetak, dan kadang-kadang galas dan poros), dibuat dengan lompang yang dirancang untuk dituangkan penuh dengan pengisi cecair pengeras. Tentunya beberapa pilihan yang jelas untuk isi yang dicurahkan adalah seperti epoksi yang dimuatkan dengan serat kaca cincang helai pendek, yang dapat digunakan untuk pemasangan kekuatan tinggi dan ringan. Saya mencuba beberapa kos yang lebih rendah, idea yang lebih mesra alam juga. Bahagian lain dari susunan "struktur yang dicurahkan" ini, adalah bahawa rongga atau kekosongan yang akan anda isi, boleh mempunyai elemen tegangan tinggi berdiameter kecil, dirangkai dengan tegangan pada "acuan / palam" yang dicetak, yang menjadikan struktur yang dihasilkan komposit dalam bahan, dan dalam struktur, bahagian Stressed Skin (sarung PLA), tetapi dengan teras tegakan mampatan tinggi yang merangkumi elemen kekuatan tegangan tinggi juga. Saya akan membuat arahan kedua yang memaparkan ini, jadi akan membincangkannya di sini, hanya untuk merangkumi bagaimana ia berkaitan dengan binaan ini.

Langkah 1: Senarai dan Proses Bahan

PMA terdiri daripada 3 rakitan, setiap perakitan mengandungi atau menggunakan pelbagai bahagian dan bahan.

Dari atas (bahagian galas) ke bawah (sisi stator), 1. Pembawa Bearing dan Array Bearing Atas

2. Pemegun

3. Array Magnet Bawah

1. Pembawa Bearing dan Array Magnet Teratas

Untuk ini saya menggunakan bahagian bercetak 3D yang disenaraikan di atas

1. 150mm8pole mag dan bearing sokongan CV5.stl,
2. plat dalaman sisi galas
3. plat luar sisi galas
4. 1 "ID self-aligning bearing (seperti yang digunakan dalam blok bantal standard ++ tambahkan pautan internet),
5. 25 'dawai keluli tergalvani 24g
6. 15 'dawai keluli tergalvani 10g
7. 2 gulung bulu keluli kasar

Secara pilihan, dawai keluli berat dan bulu keluli dapat diganti dengan plat sokongan keluli, pemotongan jet laser / air, atau plat sokongan magnetik bercetak 3D mungkin (tetapi beberapa dawai keluli berat masih merupakan idea yang baik kerana ia akan menentang ubah bentuk plastik masa). Saya telah mencuba meletakkan plat sokongan dengan epoksi yang dimuatkan dengan serbuk oksida besi dan berjaya. Memperbaiki gandingan fluks antara magnet dalam susunan secara lateral dengan menggunakan plat sokongan yang lebih berkesan akan meningkatkan Volt pada putaran rendah. Adalah baik untuk diingat bahawa ini adalah komponen struktur utama, dan plat belakang memindahkan daya dari magnet ke tiang penyangga. Daya magnet yang menarik plat ke arah satu sama lain boleh beratus-ratus lbs, dan daya meningkat secara eksponensial (Cubed, ke daya ketiga) ketika plat saling berdekatan. Ini boleh menjadi sangat berbahaya, dan penjagaan mesti dilakukan dengan alat dan objek lain yang mungkin tertarik ke pelat yang dipasang atau ia kembali!

Saya menggunakan kira-kira 300 kaki wayar magnet bersalut 24g dalam belitan yang akan saya bahas secara terperinci kemudian.

Langkah 2: Pembuatan Plat Magnet

Dalam alternator fluks paksi ini, untuk mengurangkan cogging, dan memaksimumkan output, saya menggunakan dua susunan magnet, satu di setiap sisi gegelung stator. Ini bermaksud bahawa tidak ada teras magnet yang diperlukan untuk menarik medan magnet melalui belitan tembaga, seperti yang dilakukan oleh kebanyakan geometri motor / alt. Terdapat beberapa reka bentuk fluks paksi yang menggunakan teras ferris, dan saya mungkin akan mencuba beberapa eksperimen seperti itu pada masa akan datang. Saya ingin mencuba beberapa bahan besi yang boleh dicetak 3d.

Dalam kes ini, saya telah memilih susunan magnet 8 tiang dalam bulatan sekitar 150mm, menggunakan magnet nadir bumi 1 "x1" x0.25 ". Ukuran ini adalah untuk memastikan bahawa semua bahagian akan sesuai pada cetakan cetak 210mm x 210mm. Secara amnya saya mengukur alternator ini terlebih dahulu dengan memahami bahawa diameternya lebih besar, lebih baik dari segi voltan per rpm, jadi menjadikannya sebesar yang sesuai dengan tempat tidur cetak saya dengan selesa. FYI, ada lebih daripada satu sebab lebih besar adalah lebih baik: lebih banyak ruang untuk magnet, semakin jauh magnet dari pusat, semakin cepat mereka bergerak, dan ada lebih banyak ruang untuk tembaga! Semua perkara ini dapat bertambah cepat! Tetapi kesimpulan yang saya sampaikan adalah bahawa dalam julat ukuran ini, konvensional sistem fluks mungkin merupakan kediaman yang lebih baik. Rotor kecil tidak mempunyai banyak ruang, dan keadaan boleh menjadi agak ketat, terutamanya jika anda melakukan poros melalui seperti yang saya lakukan dalam reka bentuk ini. Juga jika magnet anda (panjang radial) kecil berbanding dengan diameter pemutar anda, seperti yang satu ini, (kira-kira diameter 6 "hingga 1" magnet), maka angin ng menjadi agak pelik dengan hujung belitan bahagian dalam hanya kira-kira 1/2 panjang bahagian luar.

Kembali kepada pengajaran! Cara saya memasang plat magnet alternator ini adalah terlebih dahulu merekatkan plat magnet (hijau) ke bebibir merah / plat sokongan. Saya kemudian meletakkan plat magnet pada beberapa lapisan papan lapis nipis (tebal kira-kira 0,75 ), dan meletakkan kedua-duanya pada plat keluli yang berat, untuk membolehkan magnet menjepit pemasangan di tempatnya. Kemudian saya melilitkan wayar keluli, ke belakang plat magnet. Ini tidak berjalan seperti yang saya harapkan. Medan magnet yang kuat menarik wayar ke arah pusat magnet, dan saya tidak berjaya membengkokkan setiap baris, wayar agar sesuai dengan tempat seterusnya, tanpa membuat bungkus pertama. Saya harap saya hanya boleh memasukkan wayar ke dalam, dan fluks magnet akan menguncinya. Seterusnya saya mencuba memotong cincin dawai, dan ini lebih baik, tetapi masih jauh dari yang saya mahukan berharap dapat memperoleh plat sokongan yang konsisten dari wayar. Kaedah yang lebih rumit untuk menyelesaikannya adalah mungkin, dan mungkin bernilai percubaan masa depan. Saya juga mencuba menggunakan bulu keluli, dipadatkan di medan magnet, sebagai plat sokongan, atau fluks jalan kembali. Ini nampaknya berfungsi, tetapi ketumpatan besi sebenarnya nampaknya tidak terlalu tinggi, jadi saya di tidak menguji keberkesanannya, sebahagiannya kerana saya percaya struktur wayar penting bagi beban mekanikal pada plat magnet. Bulu keluli juga mungkin patut disiasat pada masa akan datang, namun plat keluli pemotong jet air mungkin merupakan pilihan seterusnya yang akan saya cuba.

Seterusnya, saya mengambil bahagian bercetak 3D oren, dan melilit wayar melalui dan di sekelilingnya, di sepanjang yang saya anggap sebagai arah beban tertinggi, bolt ke bolt, dan bolt ke tengah beberapa kali di setiap sudut. Saya juga meletakkannya di sekitar lubang bolt di mana semua batang benang melintas sebagai tiang penyangga untuk menjaga dan membuat jarak antara pinggan yang boleh disesuaikan.

Setelah berpuas hati bahawa plat magnet dan bebibir cukup baik, dan plat sokongan berwarna jingga dililit dengan baik dengan dawai penguat, saya menggabungkan kedua-duanya dengan gam. Penjagaan perlu diambil kerana sendi lem ini mesti kedap air, atau dekat. Saya mengalami kebocoran dua kali pertama, dan ini berantakan, membuang banyak plaster, dan lebih banyak tekanan daripada yang anda perlukan. Saya akan mengesyorkan menyimpan beberapa lekapan biru atau permen karet lain seperti pelekat yang tidak kekal untuk memperbaiki kebocoran dengan cepat. Setelah bahagiannya digabungkan, isi dengan bahan pengukuhan pilihan anda. Saya menggunakan plaster keras, diubah suai dengan gam PVA. Plaster sepatutnya mencapai 10, 000 psi mampatan, tetapi tidak banyak ketegangan (dengan demikian wayar). Saya ingin mencuba epoksi dengan kaca cincang, dan cabosil, atau konkrit dan campuran.

Satu perkara yang berguna mengenai plaster, adalah bahawa apabila ia menendang, anda mempunyai banyak masa di mana ia sukar, tetapi rapuh dan bocor atau gumpalan dapat dengan mudah dikikis atau dihancurkan.

Dalam reka bentuk ini, terdapat dua plat magnet. Seseorang mempunyai bantalan, unit penjajaran diri blok bantal 1 standard. Saya memasukkan lombong ke larik magnet sejak awal. Untuk aplikasi yang saya reka, galas kedua akan terletak di turbin di atas alternator, jadi saya hanya menggunakan satu bantalan penjajaran diri. Ini sedikit menyakitkan pada akhirnya. Bahagian-bahagian ini juga boleh dipasang dengan setiap plat magnet mempunyai galas, jika wayar keluaran dari stator dipimpin secara dalaman melalui batang yang dipasang. Ini akan membenarkan propeller berputar kontra dipasang ke batang / tiub biasa yang tidak berputar.

Langkah 3: Membuat Stator

Sesuai dengan tema saya untuk cuba menjelaskan apa yang telah saya lakukan, dan mengapa ia seperti idea yang baik pada masa itu, stator akan memerlukan sedikit lebih banyak ruang.

Dalam PMA, biasanya belitan tidak bergerak, sementara unit magnet berputar. Ini tidak selalu berlaku, tetapi hampir selalu. Dalam pemasangan fluks paksi, dengan pemahaman tentang "peraturan tangan kanan" yang asas, difahami bahawa mana-mana konduktor yang menghadapi medan magnet berputar, akan menghasilkan arus dan voltan di antara hujung wayar, dengan jumlah arus yang berguna berkadar ke arah padang. Sekiranya medan bergerak selari dengan wayar (contohnya, dalam lingkaran di sekitar paksi putaran), arus yang berguna tidak akan dihasilkan, tetapi arus eddy yang signifikan akan dihasilkan, yang menentang pergerakan magnet. Sekiranya wayar berjalan tegak lurus, voltan dan arus keluaran tertinggi akan tercapai.

Generalisasi lain adalah bahawa ruang di dalam stator, di mana aliran fluks magnetik semasa berputar, untuk output watt maksimum, harus diisi dengan tembaga sebanyak-banyaknya, semua diletakkan secara radiasi, mungkin. Ini adalah masalah untuk sistem fluks paksi berdiameter kecil, kerana dalam kes ini, kawasan yang tersedia untuk tembaga berhampiran poros adalah pecahan kawasan di tepi luar. Ada kemungkinan mendapatkan tembaga 100% di kawasan paling dalam yang dihadapi oleh medan magnet, tetapi dalam geometri ini yang hanya membawa anda mungkin 50% di pinggir luar. Ini adalah salah satu sebab paling kuat untuk menjauhkan diri dari reka bentuk fluks paksi yang terlalu kecil.

Seperti yang telah saya katakan sebelumnya, arahan ini bukan mengenai bagaimana saya akan melakukannya lagi, lebih-lebih lagi menunjukkan beberapa arah yang nampaknya menjanjikan, dan mempamerkan beberapa lubang yang dapat dicapai di jalan ini.

Dalam merancang stator, saya ingin menjadikannya sekerap mungkin dari segi voltan output per rpm, dan saya mahu ia menjadi 3 fasa. Untuk kecekapan maksimum, dengan meminimumkan arus eddy yang dihasilkan, setiap "kaki" (setiap sisi gegelung harus dianggap sebagai "kaki") hanya akan menemui satu magnet pada satu masa. Sekiranya magnet berada berdekatan, atau menyentuh seperti yang berlaku pada banyak motor rc output tinggi, pada masa "kaki" melalui pembalikan fluks magnetik, arus eddy yang signifikan akan dikembangkan. Dalam aplikasi motor ini tidak begitu penting, kerana gegelung digerakkan oleh pengawal ketika berada di lokasi yang tepat.

Saya menyusun susunan magnet dengan mempertimbangkan konsep-konsep ini. Lapan magnet dalam array masing-masing berukuran 1 ", dan jarak di antara keduanya adalah 1/2". Ini bermaksud segmen magnet panjang 1.5 ", dan ia mempunyai ruang untuk kaki 3 x 1/2". Setiap "kaki" adalah fasa, jadi pada setiap titik, satu kaki melihat fluks netral, sementara dua yang lain melihat fluks yang semakin meningkat dan fluks yang menurun. Output 3 fasa yang sempurna, walaupun dengan memberikan titik neutral ruang ini (untuk mengurangkan arus eddy), dan menggunakan magnet persegi (atau berbentuk pai), fluks hampir memuncak pada awal, tetap tinggi, kemudian turun ke nol dengan cepat. Jenis output ini saya rasa disebut trapezoid, dan sukar bagi sesetengah pengawal yang saya fahami. Magnet bulat 1 "dalam alat yang sama akan memberi lebih banyak gelombang sinus yang benar.

Umumnya alat ganti rumah ini telah dibina dengan menggunakan "gegelung", ikatan dawai berbentuk donat, di mana setiap sisi donat adalah "kaki" dan bilangan gegelung dapat dilampirkan bersama, secara seri atau selari. Donat disusun dalam bulatan, dengan pusatnya diselaraskan dengan pusat jalur magnet. Ini berjaya, tetapi ada beberapa masalah. Satu masalah adalah bahawa kerana konduktor tidak radial, sebilangan besar konduktor tidak melintas pada 90 darjah ke medan magnet, jadi arus eddy dihasilkan, yang muncul sebagai haba dalam gegelung, dan tahan terhadap putaran pada magnet array. Masalah lain ialah kerana konduktor tidak radial, mereka tidak berkumpul dengan baik. Output berkadar langsung dengan jumlah wayar yang anda boleh muat di ruang ini, jadi output dikurangkan oleh "kaki" yang tidak radial. Walaupun mungkin dan kadang-kadang dilakukan dalam reka bentuk komersial, untuk menggulung gegelung dengan kaki "radial, bergabung atas dan bawah, memerlukan belitan hujung 2x lebih banyak seperti belitan serpentin di mana bahagian atas satu kaki bergabung ke bahagian atas kaki yang sesuai seterusnya, dan bahagian bawah kaki itu disambungkan ke kaki yang sesuai seterusnya, dan seterusnya dan seterusnya.

Faktor besar lain dalam alternator fluks Paksi jenis ini (magnet berputar di atas dan di bawah stator), adalah jurang antara plat. Ini adalah hubungan undang-undang kubus, kerana anda mengurangkan jarak antara plat sebanyak 1/2, kepadatan fluks magnetik meningkat sebanyak 8x. Semakin nipis anda boleh menjadikan stator anda, semakin baik!

Dengan ini, saya membuat jig berliku 4 lobed, menyiapkan sistem untuk mengukur kira-kira 50 kaki helai wayar, dan membungkus jig 6 kali, membuat ikatan dawai dengan diameter 6mm. Ini saya pasangkan pada cincin jarak biru, mengikatnya melalui lubang sehingga hujung wayar keluar dari belakang. Ini tidak mudah. Ia sedikit dibantu dengan merapatkan bungkusan dengan teliti sehingga tidak longgar, dan dengan meluangkan masa saya dan menggunakan alat pembentuk kayu yang halus untuk mendorong wayar ke tempatnya. Setelah semuanya diikat di tempatnya, cincin jarak biru diletakkan di dalam tiub pembentuk hijau muda yang paling besar, dan dengan bantuan alat pembentuk donat hijau gelap, di seberang tab hijau muda, ditekan dengan hati-hati naib bangku. Tabung pembentuk ini mempunyai alur agar tali dasi berpusing untuk duduk. Ini memerlukan masa dan kesabaran semasa anda memutar dengan teliti sekitar 1/5 putaran, tekan, putar, dan terus berjalan. Ini membentuk cakera rata dan nipis, sambil membiarkan belitan akhir menumpuk. Anda mungkin menyedari bahawa belitan 4 lobed saya mempunyai "kaki" lurus tetapi sambungan dalaman dan luaran tidak bulat. Ini semestinya memudahkan mereka menumpuk. Ia tidak berfungsi dengan baik. Sekiranya saya melakukannya lagi, saya akan membuat belitan hujung dalam dan luar mengikuti jalan bulat.

Setelah membuatnya rata dan nipis, dan tepinya dibungkus, saya melilitkan pita rata di sekitar pinggir untuk mengetatkannya, dan satu lagi di atas, bawah dan di sekitar setiap kaki dan kemudian ke sebelah di sebelahnya juga. Setelah selesai, anda boleh melepaskan wayar dasi dan beralih ke tab penekan yang lebih kecil, dan kembali ke alat naib dan tekan setipis dan setip mungkin. Setelah rata, kemudian keluarkan dari tab mandi. Daripada proses kompleks pembuatan wax dan pelapisan cetakan seperti ini dengan sebatian pelepas, secara amnya saya hanya menggunakan beberapa lapisan bungkus regangan (dari dapur). Letakkan beberapa lapisan di bahagian bawah acuan dan letakkan kaca gentian ke bungkus regangan. Seterusnya tambahkan tiub pelekap stator, yang sesuai dengan bahagian atas tabung hijau muda, tetapi mempunyai lapisan bungkus regangan dan kaca gentian di antara. Kemudian masukkan belitan stator ke tempatnya untuk menolak bungkus regangan dan kaca gentian dan kunci tiub pelekap stator ke tempatnya. Kemudian kembali ke wakil dan tekan rata lagi. Setelah dipasang dengan baik ke dalam tab mandi, dengan bungkus regangan dan gentian kaca yang dipasangkan, kemudian kain gentian kaca ditambahkan (dengan lubang di bahagian tengah tiub pemasangan stator).

Sekarang sudah siap untuk mencurahkan bahan ikatan, epoksi, atau resin poliester yang biasa digunakan. Sebelum ini dilakukan, persiapan yang teliti adalah penting kerana sebaik sahaja anda memulakan proses ini, anda tidak boleh berhenti. Saya menggunakan plat asas bercetak 3D yang saya buat sebelumnya, dengan lubang 1 "di tengah dan plat rata di sekelilingnya. Saya menggunakan tiub aluminium 16" sekeping 1 ", bahawa tiub pemasangan stator akan sesuai dan menjadi dipegang tegak lurus ke plat rata. Tabung pembentuk hijau, penggulungan stator, dan tiub pelekap stator diluncurkan ke bawah untuk duduk di atas pinggan rata. Sebelum mencampurkan epoksi, saya mula-mula menyusun semula 4 helai bungkus pengecutan, dan meletakkan kepingan ke-5 dengan hati-hati donat yang membentuk hijau gelap, sehingga kedutan minimum pada wajah terhadap penggulungan stator. Setelah mencampurkan epoksi dan mencurahkannya pada kain gentian kaca, maka saya dengan hati-hati meletakkan bungkus regangan di sekitar tiub 1 ", dan meletakkan hijau membentuk cincin di atasnya. Saya juga menyediakan beberapa rotor brek lama, yang memberikan sedikit berat, dan duduk dengan baik di atas donat hijau. Selepas ini saya meletakkan periuk terbalik di atas rotor brek, dan di atas periuk saya menumpuk kira-kira 100 paun barang. Saya membiarkannya selama 12 jam, dan tebalnya kira-kira 4-6mm.

Langkah 4: Ujian dan Sensor

Terdapat sebilangan input dan output yang dapat diukur dari alternator, dan mengukur semuanya, pada masa yang sama tidak mudah. Saya sangat bernasib baik kerana mempunyai beberapa alat dari Vernier yang menjadikannya lebih mudah. Vernier membuat produk peringkat pendidikan, tidak diperakui untuk kegunaan industri, tetapi sangat membantu untuk eksperimen seperti saya. Saya menggunakan logger data Vernier, dengan pelbagai sensor plug and play. Pada projek ini saya menggunakan probe arus dan voltan berdasarkan dewan, untuk mengukur output alternator, sensor optik untuk memberi kelajuan alternator, dan sel beban untuk mengukur input tork. Semua instrumen ini diambil sampel kira-kira 1000 kali sesaat dan direkodkan ke komputer riba saya, menggunakan logger Vernier sebagai peranti penembusan AD. Pada komputer riba saya, perisian yang berkaitan dapat menjalankan pengiraan masa nyata berdasarkan input, menggabungkan data tork dan kelajuan untuk memberikan daya aci input masa nyata dalam Watt, dan data output masa nyata dalam Watt elektrik. Saya belum selesai dengan ujian ini, dan input daripada seseorang yang mempunyai pemahaman yang lebih baik akan sangat membantu.

Masalah yang saya hadapi ialah pengganti ini benar-benar merupakan projek sampingan, dan oleh itu saya tidak mahu menghabiskan lebih banyak masa untuk melakukannya. Seperti sekarang, saya rasa saya dapat menggunakannya untuk beban terkawal untuk penyelidikan VAWT saya, tetapi akhirnya saya ingin bekerjasama dengan orang-orang untuk memperbaikinya, sehingga sesuai untuk turbin saya.

Ketika saya memulakan penyelidikan VAWT kira-kira 15 tahun yang lalu, saya menyedari bahawa menguji VAWT dan penggerak utama lain lebih kompleks daripada yang disedari oleh kebanyakan orang.

Isu utama adalah bahawa tenaga yang ditunjukkan dalam cecair bergerak, adalah eksponensial terhadap kadar pergerakannya. Ini bererti bahawa ketika anda menggandakan kelajuan aliran, tenaga yang terkandung dalam aliran meningkat 8x (dadu). Ini adalah masalah, kerana alternator lebih linear dan secara amnya, jika anda menggandakan rpm alternator, anda mendapat sekitar 2x watt.

Ketidakcocokan asas antara turbin (alat pengumpul tenaga), dan alternator (daya poros ke tenaga elektrik yang berguna) menyukarkan memilih pengganti untuk turbin angin. Sekiranya anda memilih padanan pengganti untuk turbin angin anda yang akan menghasilkan tenaga paling banyak yang tersedia dari angin 20km / jam, ia tidak mungkin mula berpusing hingga 20-25km / jam kerana beban pada turbin dari alternator akan terlalu tinggi. Dengan padanan alternator itu, apabila angin berada di atas 20km, turbin tidak hanya akan menangkap sebahagian daripada tenaga yang terdapat pada angin dengan kecepatan yang lebih tinggi, turbin mungkin melampau, dan rosak kerana beban yang diberikan oleh alternator tidak tinggi cukup.

Dalam dekad terakhir, penyelesaian menjadi lebih ekonomik kerana kejatuhan harga elektronik kawalan. Sebagai pengganti untuk mencocokkan pelbagai kelajuan, pereka menghitung kelajuan maksimum yang dimaksudkan untuk beroperasi pada perangkat, dan memilih alternatif berdasarkan jumlah tenaga dan kelajuan ideal untuk turbin pada kelajuan itu, atau sedikit di atas. Alternator ini jika disambungkan ke bebannya, biasanya akan memberikan tork terlalu banyak pada julat kelajuan rendah, dan turbin yang terlalu banyak tidak akan menangkap semua tenaga yang dimilikinya jika dimuat dengan betul. Untuk membuat beban yang betul, alat kawalan ditambahkan yang sesaat melepaskan alternator dari beban elektrik, yang memungkinkan turbin untuk mempercepat dengan kelajuan yang betul, dan alternator dan beban disambungkan semula. Ini dipanggil MPPT (Multi Power Point Tracking). Pengawal diprogramkan sehingga apabila kelajuan turbin berubah (atau voltan alternator meningkat), alternator disambungkan atau terputus, seribu kali sesaat atau lebih, untuk menyamai beban yang diprogramkan untuk kelajuan atau voltan tersebut.