12V/24V-stator av mönsterkort för 2-meterstubin

[Martin]

Jag har en känsla av att aluminium är billigare än koppar så om man på något sätt kan isolera aluminium så är det intressant.

[KennethE]

Aluminium har också högre resitivitet så man måste använda tjockare tråd och då ökar magnetgapet. Dessutom är aluminium knepigare att jobba med.

Guld eller silver hade säkert varit ännu bättre, men då skjuter nog priset i höjden lite väl mycket. Undrar vad det skulle kosta extra att guldplätera kretskortet efter etsning och vilken skillnad det skulle göra i resistens? Då handlar det ju om väldigt tunna lager.

[Martin]

Jo det är sant. Det man eventuellt tjänar på billigare aluminiumlindningar förlorar man på större magneter. Ibland kan det ju bli så att en generator får för stora magnter pga av det är billigare att köpa standardstorleker och i de fallen kanske man kunde tjäna på att ha aluminium i spolerna. Förutsatt att man kan komma på något bra sätt att göra spoler av aluminium, vill säga.

[Cyklisten]

Guld har högre resistivitet än koppar, 2,21 respektive 1,72 så det blir en dålig affär. Silver har 1,59.
När USA gjorde de första atombomberna under kriget behövdes det en massa motorer till centrifugerna och då fick de ut silver från Fort Knox och gjorde silvertråd till lindningarna (under kraftig övervakning). All koppar behövdes ju till krigsmateriel.

[KennethE]

Och detonatorn bestod av tunna trådar som man skickade kraftig ström igenom så att de förångades snabbt, tryckvågen från det räckte för att detonera sprängämnet.

Jag testade i går att ladda upp en blixtkondensator till 60 volt och ladda ur den genom en tunn koppartråd, det small ordentligt.
Den klarar 400 volt så fler experiment väntar när jag orkar bygga vidare.

Jag har även en elektrolyt på 15000µF/63V och en på 37000µF/50V, dem har jag testat att punktsvetsa tunn plåt med.

Man kanske skulle försöka bygga en railgun eller nåt?

[M8e]

eller nåt!

[KennethE]

Jo, en sån har jag också funderat på.

Eller bidra till inflationen genom att krympa pengar, fast då behövs högre spänning och större kondensatorer.

[Göran]

Nu har jag gjort ett test med regulator och batteri inkopplat och klart. Jag använde 20 lindningsvarv (trefas Y-kopplad) med 9 mm luftgap och vid ca: 235-240 rpm visade multimetern laddning när batterispänningen var 12,3 volt.
Vi kan alltså säga att "cut in" ligger vid 230 rpm, alltså det varvtal som krävs för att uppnå 12 volt.

Detta låter kanske lite högt med tanke på vad som tidigare sagts, men det betyder ändå att generatorn går in vid 3 m/s om löptalet är 6.5 och bladen har diametern 2 meter. Så länge generatorn inte uppnår laddspänning och belastar finns inget som bromsar, mer än lagren i navet och turbinen spinner därför fritt med ett löptal högre än 7, ca: 25% högre. Det löptal man annars räknar på är löptal under belastning, men räknar man så här vid start är chansen större att bladen orkar runt vid svag vind. Det ger dessutom möjlighet att höja effektkurvan en liten aning uppåt utan risk för stall vid medelvind.

Ett vindkraftverk med den här generatorn skulle ge 300 watt vid parallellkoppling av ytterligare två kort (totalt fyra kort).
Resistansen hamnar på 0,47 ohm vid Y-koppling och impedansen har beräknats till 0,69 ohm.

Laddströmmen uppgår till 25 ampere vid 10 m/s, då varvtalet kommer att vara 525 rpm. Detta ger ett löptal på 5,5 mot ideella 6,5, vilket kan tyckas en aning lågt, men det är helt ok. Turbinen ger fortfarande uppemot 95% av sitt max. Generatorns Emk kommer vid detta varvtal att ligga på 30-31 volt i ett 12-voltssystem.

Tittar vi på förlusterna så orsakar likriktarna att man tappar ca: 35 watt.
I kabeln (har räknat med 40 meter 20 mm2 (finns som jordkabel 4 x 10 mm2)) blir förlusten 44 watt.
I spolarna uppgår förlusterna till 304 watt = 34 watt/spole. Utan kylning blir det varmt, men kyler gör det när det blåser, så det är inga problem. Detta gäller för övrigt vid 10 m/s. Vid lägre vindhastigheter minskar värmeförlusterna kraftigt.

Summerar vi samtliga effekter får vi 300 watt användbar energi till batterierna + 35 watt likriktarförlust + 304 watt värmeförlust i statorn + 44 watt värmeförlust i kabeln, vilket ger 683 watt och detta är vad turbinen måste producera för att orka dra runt generatorn. Detta kräver en verkningsgrad för turbinen på 36% och det är fullt realistiskt.

Verkningsgraden blir dock låg, endast 44% och detta är den bistra verkligheten utan MPPT-teknologi.
Går man upp i spänning till 24, eller 48 volt blir diodförlusterna i likriktarna procentuellt lägre, men i övrigt vinner man inget förutom att klenare och billigare kabel kan användas mellan generator och batteri. Grov kabel mellan batteri och generator gör i och för sig att förlusterna minskar, men samtidigt får man alla värmeförluster i generatorns statorlindningar, så märker man värmeproblem i statorn får man linda den för en lägre resistans och istället ta förlusterna i en underdimensionerad kabel mellan generator och batteri. Det allra bästa torde vara att även undvika förluster i kabeln och ta värmeförlusterna i ett värmeelement inne i huset. Värmeförluster är oundvikliga eftersom spänningen stiger linjärt med varvtalet, men gör man så här behöver kanske inte värmen ses som förlust.

I mina beräkningar har jag antagit en total impedans i hela kretsen på 0,69 ohm och en batterispänning på 12 volt, men den kan som bekant variera från 10 volt upp till 13,7-14,4 volt, eller mer, beroende på typ av batterier och temperatur. Jag har också räknat med en resistivitet på 0,018, men vid ihållande kraftig vind torde temperaturen kunna stiga avsevärt i statorn och påverka resultatet med upp till 25%. Det går inte att ge exakta siffror eftersom så många faktorer påverkar, så närmare sanningen än så här kommer man inte.

För att kunna minska förlusterna till förmån för mer användbar energi har jag kontaktat tyska IVT med en förfrågan gällande deras MPPT-regulatorer, men om detta återkommer jag i en annan tråd så snart jag fått svar. Om jag inte är helt ute och cyklar ska deras regulatorer kunna modifieras för att även passa vindkraftverk, utan alltför stora ingrepp.

kortstator.jpg (69.73 KB) Visad 3793 gånger

[KennethE]

Hur tjock var kopparn i spolarna? Hittade nu, 0,33mm. Man borde väl vinna en del ifall man man öka tjockleken även lite grand? Även så lite som några hundradels millimeter. Vad använder du för dioder till likriktaren? Det finns väl schottkydioder t.ex. som har lägre späningsfall? Eller det kanske är värt att konstruera likriktaren med MOSFET-transistorer i stället ifall man hittar tillräckligt kraftiga till bra pris? De är väl rent resistiva mellan source och drain har jag för mig, och lägre resistens för kraftigare transistorer så man borde komma ner i markant lägre spänningsfall vid lägre strömmar, och man kan ju ha schottkydioder parallellt med dem som tar över vid så höga strömmar att spänningsfallet blir högre än diodernas.

Eller tänker jag helt fel nu? Jag borde ju faktiskt gå och lägga mig.

[Göran]

Schottkydioder skulle spara lite och de används ibland, så det blir det kanske.

Det går att göra kopparlagret mycket tjockare, men priset stiger kraftigt så jag tittar på andra lösningar istället.

[Jernet]

Jernet, har du kontakter i vattenskärningsbranschen? Är det så jag ska tolka det hela?

Nope! Detta är en helt annan idè, faktum är att jag jobbat med detta en gång i tiden, på sätt och vis.

Ska jag rita upp en drömspole får det bli för lite större maskiner och då måste jag räkna först.

Ja men räkna fortfarande bara på ett (1) lager, för även detta bygger på "lager på lager" principen.

Då har jag testat å finner att min idè håller fullt ut (med hjälp av en elkille från fortum)
Då inget vidare intresse funnits här så kör jag detta själv.

to be continued!

ps, att göra platta spolar är inga som helst problem, och det till en mycket rimlig kostnad.
Det gäller bara att tänka en aning
Nu ska här konstrueras en "platt" generator till ett vattenkraftverk på några Kw.
Frågan är nästan om man inte ska ta ett patent på detta

[Göran]

Jernet, man måste avsluta ett projekt innan man vet vad man söker.

[KennethE]

Linda spolen med koppar i spiral och släpp ett städ på den.

[Jernet]

Jernet, man måste avsluta ett projekt innan man vet vad man söker.

Du ville väl ha "platta" spolar, enl det koncept du angivit förut?
Ett projekt avslutar man inte innan det är klart
Jag vet och förstår att allt å alla kan inte komma med ideèr och vill vara med i ett så stort projekt som erat.
Samtidigt får man ju en massa ideèr när snacket går och vill dela med sig.
Ledsen om jag "trycker på" men jag anser att ni har något på G och vill bara hjälpa till, och kräver inget tillbaks för det.
Men som jag sa förut har jag fått en idè, och den verkar hålla.
Får jag igenom den som tänk så kan jag delge den då, men då blir den inte gratis
Billigt, enkelt, å fram för allt genomförbart.
Blir lite "LEGO" om detta....
SVENSK LEGO dessutom

[Jernet]

Linda spolen med koppar i spiral och släpp ett städ på den.

Tanken är bra! Men den funkar inte tyvärr