Enfas generator

[TimPellet]

Jag vill inte kapa någon annan tråd även om det finns liknadne men jag tror mig ha en enkel fråga i brist på billiga generatorer.

Om jag bara skall värma vatten med ett vattenhjul, kan jag då lika gärna göra en en-fas generator där alla lindningarna är i serie? Jag har läst en hel massa om fördelarna med trefas men tycks vara för trög för att få rätsida på dem.

Enfas känns så bara så enkelt och tacksamt men jag vill ju inte lägga massa energi på det om det är dumt.

Tim

[JohanMossfeldt]

En 1-fasare är enkel men har sin svaga punkt i att den likriktade spänningen alltid går ned till noll och sedan upp igen. En 3-fasare ger jämnare spänning. Rätt mig om jag har fel.
Om du menar att koppla det hela mot en elpatron vet jag inte om det spelar någon större roll, skulle inte tro det men någon annan med mer kunskap får svara på det. 3-fasaren har fortfarande sina vinster gentemot 1-fasare dock.

Jobbet mellan en 1-fas och en 3-fas, är det verkligen så stor skillnad?

[TimPellet]

Tjena

Är man tillräkligt trög och fumlig är det stor skillnad

Och någon likriktare skall jag ju inte ha, som du säger skall all energi dumpas rakt ned i en elpatron och ge några hundra watt.

Är då inte en enfas likvärdig med en trefas?

Bara att göra lika många spolar som magneter och om jag förstått det rätt. Skall avståndet mellan spolarna vara så litet som möjligt eller skall det vara som en halv magnet?


Tim

[Göran]

Det blir lättare att göra en trefasare eftersom du bara behöver göra 9 spolar.
Det är inte svårare att göra en trefasare och den blir så mycket effektivare än en enfasare. Jag ska leta fram en bild på hur de 9 spolarna ska kopplas ihop, men någon annan kanske hinner före?

[Martin]

Jag håller med Göran. En 3-fasare är lättare att göra för den har färre spolar som ska kopplas ihop. När man har lagt ner spolarna i formen och ser alla tåtar som ska kopplas ihop så känns det lite hopplöst men följer man bilden och dubbelkollar innan man gjuter in så är det inte så svårt. Jag utgick från den här bilden från otherpower.

[Martin]

Vid närmare eftertanke. Om man man bygger en 3-fasare och en 1-fasare och använder exakt lika många magneter och exakt lika mycket koppar till de båda. Vad är det som säger att 3-fasaren skulle vara mer effektiv än 1-fasaren? Förutsatt att lasten är rent resistiv.

[Karro]

Jag tror samma sak. Att det är mängden koppar som ger effekten. Med en trefaslindning kan man ha tunnare tråd, vilket kan göra det enklare att linda. Med en enfaslindning har man färre varv i varje spole, vilket kan göra det enklare att linda.
Däremot tror jag en enfaslindning "kuggar" mycket mer, då en trefaslindning borde ge tre gånger så många kuggar och dessutom minskar kraften i varje kugge till en tredjedel. Så snarare fler faser, för att undvika kuggande (rätt?)

[Göran]

Karro tar upp en sak där som inte är helt oväsentlig, att det krävs grövre tråd i en enfasare.
Visst måste gången bli mjukare också när strömmen fördelas jämnare i en trefas. I en enfas ska ju allt produceras i en tredjedel så många pulser.

Bilden ovan visar ju att det inte är svårt att koppla ihop spolarna till trefas. Tvinnar man ihop punkterna ABC så har man en Y-koplad (stjärnkopplad) generator, som brukar vara det normala. Svårare än så är det inte.

Ska du värma vatten med generatorn blir det ju en tråd över med tanke på elpatronen. Hmmm...
Likriktarbryggor löser problemet, men med ca: 10% förlust vid 12 volt.

[TimPellet]

äntligen ett ord jag kan hänga upp mig på

10% förlust

Jag vet inte om det finns andra förluster i en enfas men just förlusten i likriktarbryggan bör ju vara 0% i en enfas till elpatron.

Det som Karro skriver, att den kommer kugga håller jag med om men hur stor nakdel är det i ett vattenjhul? Kommer det slita mycket på lagren? Jag har ju ett ganska högt och jämt vridmoment i vattenhjulet till skillnad från i ett typiskt vindkraftverk som jag kan tänka mig är känsligare.

Obstruerar jag bara nu eller är det inte så att i en enfasare klarar man sig helt utan att "koppla ihop spolar"? Bara att placera ut ett antal "pinnar" på en rund skiva och sen vira tråden runt första och sen dra den vidare till andra, till tredje ... för att tillslut komma till sista pinnen och då har man där sina två ändar att koppla till elpatronen.

Skall det dessutom vara grövre tråd och färre varv i en enfas gör det ju bara hela saken lättare för en stackas amatörlindare.

Detta käns lite som "global warming" det är svårt att se några tydliga bevis bortsett från det faktum att alla ni som kan något om ämnet säger att tre-fas är bättre... (... saknar en smiley som heter "confused")

[Göran]

Du verkar ha bestämt dig för enfas och får tråden plats så ska jag inte hindra dig.
Eftersom du ska in med 12 spolar istället för 9 så blir det mindre utrymme för varje spole. Lägger du alla spolarna i serie (som du tänker göra) blir det en enda lång tråd med hög resistans och det måste du kompensera det med grövre tråd, när det redan är dåligt med utrymme.
Du kanske inte får plats med den grova tråden och då måste du minska trådarean = lägre effekt = sämre än trefas (mer än 10% sämre).

[Martin]

För en given rotor så måste en 3-fasstator vara mer effektiv. Om man tänker sig en cirkel som magneterna sveper över så blir det i en 1-fasare 12 hål i cirkeln. I en 3-fasare blir det bara 9 hål.

[TimPellet]

Jag har på intet sätt bestämt mig för en enfas, men det gnager mig att jag inte förstår varför jag inte skall göra på enklaste sätt

Vad är det för tal om plats jag ser då och då i trådarna? Får det inte plats är det väll bara att öka diametern på statorn och rotorn tills spolarna får plats? No?

Magneterna som säljs i webshoppen är 46mm. Då kan man väll "lägga dem ned" och linda spolarna runt något med en innerdiameter på 46mm. Då kan man kan linda så många varv att själva trådklumpen blir 23mm bred? Då kan magneten täcka hela vänstra sidan av lindning ETT samtidigt som den täcker hela den högra sidan av lindning TVÅ om lindningarna ligger kant i kant. Eller är det inte en viktig parameter?

Stämmer ovanstående skulle en generator med 12 magneter få en omkrets på högst moderata 4,6*12*2 = 110cm om avståndet mellan magneterna var 46mm Eller är jag helt ute och vandrar i fjällen?

Tim

[TimPellet]

För en given rotor så måste en 3-fasstator vara mer effektiv. Om man tänker sig en cirkel som magneterna sveper över så blir det i en 1-fasare 12 hål i cirkeln. I en 3-fasare blir det bara 9 hål.

Jag vet inte hur man flyttar meddelanden till en annan tråd eller så och vill ju inte kapa min egen tråd men effektivitiet i samanhanget generator är ju ett väldigt intressant filosofiskt ämne

Effektivitet är ju ett ledord i energisammanhang, särskilt när det ställs som en procentandel där den resterande procenten utgör förluster. Men i detta fall är det väll ingen verklig förlust? Jag förstår ju att ingen energi genereras just när alla magneterna är i ett hål. Men samtidigt bromsas väll hjulet inte något i det läget? Altså borde det bara betyda att vatttenhjulet accelererar och ökar sin rotationsenergi för att sedan bromsas ned millisekunden senare när magneten går in över lindningarna igen?

Altså energin kommer i ojämna klumpar men innebär det verkligen någon reel förlust i total energimängd?

Tim

[Göran]

Problemet är att du har en rotorskiva med en viss diameter och magneter med en viss storlek. Med en trefasgenerator kan du uppnå högre effekt, dels därför att du får in mer koppar i den. 9 hål är mindre slöseri än 12 hål och hålen isig genererar ingen effekt, det gör koppartråden. Samtidigt slösar du bort utrymme genom att linda 12 spolar i serie, därför att resistansen blir högre då och högre resistans ger lägre effekt. För att råda bot på detta måste du linda med grövre tråd och då får spolarna inte plats. Får spolarna inte plats måste du linda dem med färre varv och då får du inte upp spänningen tillräckligt Lösningen på detta är att göra en pannkaka med större diameter, men då tycker jag att det är enklare att linda statorn för trefas.

Antalet lindningsvarv i spolarna bestämmer spänningen (även luftgapet och magneternas styrka).
Trådens area bestämmer strömmen.

Är inte magneterna tillräckligt kraftiga faller hela matematiken när generatorn belastas. För att göra en liknelse så blir det som när en tung man sätter sig på en cykel med lite luft i däcken. Det duger åt ett barn, men han får cykla på fälgarna. Det här var nog min sämsta liknelse någonsin.

[Martin]

Jag håller med mr Pellet att effektivitet kan vara lite tvetydigt i det här sammanhanget och lätt tolkas som verkningsgrad. Jag tänker mig effektivitet som ett mått på hur väl man utnytjar magneterna och koppartråden och verkningsgrad ett mått på hur mycket av den tillförda effekten som blir till elektricitet. Jag tror inte att en 3-fasare har högre verkningsgrad än 1-fasare men att en 3-fasare utnyttjar magneterna bättre för att man får in mer koppartråd under dem. Det skulle kanske gå att kompensera med en större rotor så i slutänden kanske det inte spelar så stor roll.

Och 12/24 Volts värmepatroner är dyra så det talar ju för en 1-fasare.