Aerodrive brushless verticale

[Righetz]

Salve a tutti, è da parecchio tempo che seguo il forum e questa sera vi presento il mio primo generatore ad asse verticale, assemblato in poche ore ieri pomeriggio.
Allego una foto... è bruttino ma la soddisfazione di vederlo girare e grande.
Sono bene accetti consigli per migliorarne le prestazioni.
Come generatore ho utilizzato un motere brushless per aerei elettrici modificando gli avvolgimenti per ridurne il numero di giri.
In seguito posterò maggiori gettagli con i risultati dei test fatti al banco.
Saluti by Righetz

[blackbombay]

a occhio sembra deboluccio.

[triac60]

Molto bello, semplice e ben fatto, ma anche secondo me è deboluccio, tenere tutto con l'alberino del motore mi sembra troppo ottimistico, e il vento alle volte è una brutta bestia.

[vimek]

mi aggiungo al resto dei commenti.. hai fatto una Darreius se nn erro !..
ma che motore hai usato ?? sopratutto dove l'hai trovato ??
ciao.

[mariomaggi]

Righetz,
noto la sproporzione fra potenza eolica disponibile all'asse e potenza elettrica generabile.
Quello che non capisco di molti autocostruttori e' la partenza sempre da zero, come se le esperienze gia' fatte dagli altri non esistano. Il forum riporta molti esempi di autocostruzione, sul forum vecchio trovi anche le vecchie foto.

Ciao
Mario

[Eli-sir]

Righetz,
noto la sproporzione fra potenza eolica disponibile all'asse e potenza elettrica generabile.
Quello che non capisco di molti autocostruttori e' la partenza sempre da zero, come se le esperienze gia' fatte dagli altri non esistano. Il forum riporta molti esempi di autocostruzione, sul forum vecchio trovi anche le vecchie foto.

Ciao
Mario

Sicuramente le esperienze altrui sono un buon punto di partenza, si impara anche dagli sbagli degli altri, ma è anche vero che a volte è giusto sbagliare per rendersi conto di come va realmente una cosa...

magari il nostro amico ha deciso di partire con un piccolo generatore per valutare se con quella girante valga la pena o meno comperare o costruire un generatore più grande...

[Righetz]

Salve a tutti, vi ringrazio per l'attenzione, premetto che c'è molto ancora da migliorare. questa girante l'ho assemblata in un paio d'ore.
Al momento del collaudo il mitologico dio del vento Eolo mi ha abbandonato. Sono due giorni che non si muove una foglia.
Comunque, per rendere l'idea elenco alcune dimensioni di massima:
altezza totale motore+pale 1100 mm
diametro 1000 mm
diametro pala 200 mm
barre filettate M10
barra in nylon alta 820 mm diametro 36 mm con un foro filettato M12 avvitato direttamente sull'albero motore.
Il motore è un brushless con 12 bobine da 55 spire l'una con 14 poli.
Le tre fasi sono disposte sullo statore in modalità distribuited LRK
Le dimensione dello statore sono d=65mm per H=50mm molto piccolo.
A 200 giri eroga 12,2 volt gli ampere sono sconosciuti (al momento della prova su banco lo strumento a mia disposizione era guasto)
A 600 giri eroga 32,87 volt. appena mi arriva il multimetro nuovo, smonto tutto e rifaccio le prove al banco per misurare anche gli ampere.

Sicuramente non raggiungerà un numero elevato di giri quando avrò la possibità di provarla direttamente sul campo e qui entra in gioco il forum per trovare i consigli giusti per migliorare la girante e ottenere un miglioramento del rendimento.
A presto by Righetz.

[Righetz]

Ciao Vimek, per quanto riguarda il motore l'ho preso usato da un costruttore di aeromodelli, il suo modello ad una esibizione era precipitato riportando gravi danni, motore compreso.
Per le caratteristiche tecniche ho fatto una ricerca in rete e ho trovato una marca che ha le stesse caratteristiche. Il mio è etichettato come turnigy su questo sito lo trovi con il marchio HTX
Foamyjets UK - HXT 80-100-B 130Kv Brushless Outrunner (eq: 70-55) (Powered by CubeCart)
Il mio nel ripararlo ho dovuto modificare gli avvolgimenti per abbassargli il numero di giri, di conseguenza sono cambiate le caratteristiche rispetto l'riginale.
Spero di esserti stato utile.
Satuti, Righetz.

[Elektron]

In effetti l'etichetta e' strana ... non c'e' nessun Turnigy 130 Kv che io sappia ... riguardo alle osservazioni di Mario ... e' pur vero che potrebbero uscire 6,5 Kw dal quell'affarino .. potenza che la girante non sara' in grado di erogare. E' anche vero che ha un'albero in acciaio da 12 mm ... super super ... se consideriamo lo sbalzo notevole era un must!. Veramente ottimo lavoro, riguardo al Dio Eolo ... mmm ... e' normale. Appendilo al chiodo e fuori si scatena sicuramente una bufera.
Riguardo alle spire ... intendi dire che hai avvolto PIU spire delle originali?

[blackbombay]

Sembra stretto.
comunque "è megl' o' stuort' tuoje co' e' deritt' e' 'llat'" (è meglio il fatto male tuo che il ben fatto degli altri)
potresti mettere un fulcro anche sopra così guadagni in resistenza.

[triac60]

potresti mettere un fulcro anche sopra così guadagni in resistenza.

Concordo, la leva è notevole, e senza un fulcro sopra, i cuscinetti del motore non ce la faranno per molto tempo.
La potenza del mostriciattolo è veramente notevole, se i dati del sito sono corretti, mi devo ricredere, le pale a questo punto sono anche sottodimensionate.

[Elektron]

Senza fulcro, si potrebbero ad esempio disporre tre cuscinetti sulle barre filettate inferiori, basta bloccarli con due viti. Il generatore viene ingabbiato in un cilindro, anche dello stesso PVC rosso delle pale, i cuscinetti rotolano sulla circonferenza superiore del cilindro alleviando lo sforzo sul perno di non poco.

[Righetz]

Ciao A tutti rieccoci per un nuovo aggiornamento.
Innanzitutto volevo fare una precisazione riguardo al motore. La casa costruttrice dichiara che con 8 spire con collegamento a triangolo (verificato da me stesso quando l'ho smontato per rifargli gli avvolgimenti) applicandogli una tensione di 48 volt con assorbimento di 130 ampere si hanno a disposizione 6240 Watt. Il dato più importante da controllare è la costante kv.
Qui mi sono fatto una cultura su questi brushless. 130 kv significa che per 1 volt fa 130 giri di conseguenza 48 volt x 130 kv = 6240 giri, tantini per un generatore eolico a presa diretta, a meno che uno non si costruisca un costoso moltiplicatore di giri come questo:
tm685 monster TORCMAN Brushless Motoren

P.S. Oggi mi è arrivato un nuovo multimetro con pinza amperometrica, ho smontato tutto per provarlo sul banco con l'avvitatore, ecco i dati:
600 giri 43,3 volt con 29,90 ampere misurati dopo il ponte raddrizzatore trifase.... mica male!
Le misurazioni fatte precedentemente con il vecchio multimetro mal funzionante non sono da considerarsi attendibili...
saluti alla prossima by Righetz

[triac60]

Ciao Righetz


Il mostriciattolo è moltro intrigante.

[Righetz]

Ciao Triac60, vedo che il "mostriciattolo" ti stuzzica la fantasia.
Se hai intenzione di acquistarne uno ex novo il prezzo è "abbastanza" contenuto, 90 sterline sono circa 120 €.

Devi prendere in considerazione una cosa, questi brushless hanno lo statore avvolto in maniera particolare e non come il tradizionale trifase come da immagine allegata,
usano un sistema chiamato LRK o distribuited LRK(seconda immagine, schema che ho usato io, ottimizzato per collegamento sia a stella che triangolo).

Credo che questi schemi di avvolgimento si possano applicare anche agli alternatori assiali autocostruiti con riduzione di ingombri, meno magneti e meno spire e di conseguenza costi più contenuti.

Ti rimando a questo link in inglese dove viene spiegato con relative formule matematiche.
Why it is is rotating so slow?

Allego anche qualche foto della fase di riavvolgimento del mio brushless (pensavo di non averle più a disposizione).

Altri link dove attingere informazioni per varie tipologie di statori LRK
da 9 a 12 a 18 e 24 bobine con le più disperate combinazioni.

tabella per il calcolo delle combinazioni in base al numero dei poli e bobine
http://babelfish.altavista.com/babel...nstabelle.html

Qualche informazione utile
powercroco turn pattern read

Qui il vero divertimento... una miniera di informazioni
powercroco stators wind

buona lettura by Righetz

[triac60]

Ciao Righetz
Molto interessanti i link e le immagini, non si finisce mai di imparare..
Il mostriciattolo è sempre più interessante, 1,5Kg di peso, 6000W a 120€, non ci posso credere.

[Eli-sir]

Domanda: il kv di un motore di questo tipo indica quanti giri il motore fa per ogni volt, e fin qui ok, ma usando il motore come generatore il kv è reversibile?
In pratica avendo un kv=100 il motore ad un volt fa 100 giri, ma se io faccio fare 100 giri al motore in uscita ho 1 volt?

Teoricamente si, volevo sentire il Vostro parere...

[Righetz]

Ciao Eli-sir la tua deduzione è esatta 1 volt=100 giri e viceversa 100 giri=1 volt

Di conseguenza come citavo in un post precedente o ci si costruisce un moltiplicatore di giri come quello da immagine allegata, oppure su sostituiscono gli avvolgimenti mettendo filo più sottile e aumentando ll numero di spire come ho fatto io.

L'originale 8 spire con 96 fili di 0,16 mm di diametro in parallelo contro le 55 spire che ho fatto io con filo da 0,7 mm viste le dimensioni è anche un buon compromesso.

Questa mattina ho fatto un'altra prova sul banco, ieri per la foga di vedere i risultati non mi ero accorto che l'avvitatore aveva la batteria scarica, e questi sono i risultati a vuoto
giri 600= 51 volt con 34,85 ampere.
kv= giri/volt tradotto in numeri 600/51=11,76 giri per ottenere un volt (sempre senza carico)

Cosa ne pensate? può andare bene?

Volendo ce ne sono di più grossi (prezzo compreso)
Hovering.it

[triac60]

=Righetz;118837700]
L'originale 8 spire con 96 fili di 0,16 mm di diametro in parallelo

Questo non lo capisco, non mi è chiaro.

.. non mi ero accorto che l'avvitatore aveva la batteria scarica, e questi sono i risultati a vuoto
giri 600= 51 volt con 34,85 ampere.

Circa 1777W con un avvitatore?

kv= giri/volt tradotto in numeri 600/51=11,76 giri per ottenere un volt

Eccezionale, complimenti.

Proverei a collegarci una batteria di auto per fare qualche misurazione reale.

[Elektron]

C'e' un po' di confusione triac. 8*96 sono 8 spire fatte con 96 fili in parallelo, + o - tutti i motori per modellismo oltre una certa potenza sono avvolti cosi' per minimizzare la resistenza interna. 96*8 e' comunque un limite ... estremo.
PEr l'avvitatore penso si riferisca solo alla corrente assorbita ... la tensione detta e' quella in uscita dal brushless, e' la procedura usuale per misurare il kv usata dai modellisti (me compreso). Il dato significativo e' quindi la tensione a vuoto per un certo numero di giri (...dell'avvitatore ... che assorbiva quello che assorbiva)

[Righetz]

Ciao Elektron, esattamente come di ci tu.
Comunque questa mattina ho fatto un po di prove.
Al banco con una batteria da scooter da 12 V 9Ah ho ottenuto questi dati:

tensione 13,4 V con 2,7 A e i giri dell'avvitatore sono calati in modo considerevole.

[drRoss]

Righetz, hai provato a fare il collegamento a stella invece del triangolo? Che tensione esce fuori a parità di giri?

[Righetz]

Ciao drRoss, un particolare che avevo dimenticato a segnalare è che adesso è collegato a stella .

Inizialmente era collegato a triangolo solo che per raggiungere la tensione nominale per batterie da 12 volt doveva girare 1,73 volte + veloce.

Ciao by Righetz

[drRoss]

Ciao drRoss, un particolare che avevo dimenticato a segnalare è che adesso è collegato a stella .

Inizialmente era collegato a triangolo solo che per raggiungere la tensione nominale per batterie da 12 volt doveva girare 1,73 volte + veloce.

Ciao by Righetz

...immaginavo, funziona proprio come un motore asincrono trifase.
Appena c'hai vento facci sapere se riesce a farlo girare.

[Wilmorel]

Alcune considerazioni di carattere prettamente meccanico.
Come qualcuno ha già fatto osservare, la intera struttura di sostegno è sicuramente inadeguata. Te ne sarai accorto.... Immagino che quella che hai mostrato sia una soluzione provvisoria.
-Prolungherei l'albero centrale, meglio se in tubo di metallo, oltre la sommità delle pale, inserendo un cuscinetto/boccola di supporto, al fine di reggere la sommità della girante con cavi o controventature. Vedi anche i progetti commerciali su Yu Tube.
-Svincolerei il motore dalla funzione di sostegno e supporto dell'albero, demandandola ad apposito cuscinetto/supporto. Ne trovi di orientabili, muniti di fori per il fissaggio per pochi euro presso grandi magazzini di ferramenta o ricambi industriali e forse su EBay.
-Collegherei l'albero motore all'albero della girante tramite coppia di puleggie e cinghia dentata, reperibili sempre presso i detti magazzini.
Con questo sistema puoi ottenere degli elevati rapporti di moltiplicazione dei giri, con limitati attriti e perdite di rendimento.
Volendo ad ogni costo, al fine di valutare i rendimenti, collegare direttamente l'albero motore all'albero della girante, adotterei un semplice giunto in tubo di gomma serrato da fascette stringitubo da idraulica.

In ogni caso, la tua costruzione è interessante, specialmente considerato il poco tempo impiegato nella costruzione. Bravo!

[Eli-sir]

L'originale 8 spire con 96 fili di 0,16 mm di diametro in parallelo contro le 55 spire che ho fatto io con filo da 0,7 mm viste le dimensioni è anche un buon compromesso.

Questa mattina ho fatto un'altra prova sul banco, ieri per la foga di vedere i risultati non mi ero accorto che l'avvitatore aveva la batteria scarica, e questi sono i risultati a vuoto
giri 600= 51 volt con 34,85 ampere.
kv= giri/volt tradotto in numeri 600/51=11,76 giri per ottenere un volt (sempre senza carico)

Non mi torna una cosa, oppure stò prendendo un abbaglio: 96 fili da 0,16 mm (di diametro suppongo) in parallelo hanno una sezione totale di 1,92 mmq e quindi sopportano una corrente di circa 8 A, prendendo come riferimento i canonici 4 A/mmq.
Riavvolgendo il tutto con filo da 0,7 mm (sempre di diametro suppongo) si ha una sezione utile di 0,38 mmq. Se prendiamo sempre come riferimento i 4 A/mmq questo avvolgimento sopporterà una corrente di circa 1,5 A.
Ora, se potenza è uguale a tensione per corrente, come si fa a tirare fuori tanta potenza da un avvolgimento così fatto senza cuocere il tutto? Molta tensione e poca corrente... ma se il tutto è progettato per 12 o 24 V la corrente sale di brutto!
Oppure si possono prendere margini più ampi dei 4 A/mmq?
Non riesco a capire dove mi sono perso...

Anche usato come motore questo aggeggio mi sembra strano che dia 6 Kw, va bene che in questo caso sarebbe anche raffreddato dall'elica del modello...

[drRoss]

Nei motori brushless si può arrivare a densità di corrente superiori a 12A/mm^2 specie per i modellini di aerei, basta forzare tanta aria per raffreddare lo statore. Ho anche io un motore brushless relativamente più piccolo ma con assorbimenti in corrente abbastanza alti, al vederlo non si direbbe.

Per la struttura della turbina ad asse verticale l'ideale è costruire attorno una sorta di gabbia come fa questa azienda: Bienvenue sur le site de GUAL Industrie
Con un cuscinetto reggispinta posto alla base e un classico radiale sopra risolvi la stabilità meccanica, per il moltiplicatore di giri (se calcoli a "spanne" i giri del rotore ponendo che la velocità periferica delle pale sia uguale a quella del vento potrai già vedere che non farà tanti giri) fai delle prove col motore diretto e poi calcolerai il rapporto di trasmissione. Per il moltiplicatore consiglio sempre quelli a ruote dentate a denti dritti che hanno un rendimento vicino al 98% e se devi moltiplicare molto scegli un epicicloidale.

[Eli-sir]

Chiaramente raffreddando lo statore si può alzare la densità di corrente per mmq, ma come nel caso di Righetz che ha riavvolto lo statore e magari non ha la possibilità di raffreddare il tutto che valore di corrente si considera per mmq? Vanno bene i 4 A/mmq? A questo punto se come motore il componente in questione può fornire 6 Kw perchè raffreddato, come generatore la potenza decade di brutto, soprattutto dopo averlo riavvolto con un filo di diametro molto minore.
Non ho mai trovato nulla di preciso riguardo a questo argomento, e pensandoci bene i fattori che influiscono possono essere molti...ad esempio il generatore che lavora d'estate sotto il sole con 35° ambiente e magari è a flusso assiale con statore ricoperto da resina che sicuramente rallenta la dissipazione di calore prodotto dagli avvolgimenti.

[Righetz]

Ciao a tutti, finalmente domenica mattina è arrivato il vento e fatto alcune prove.
Posto anche i dati di una centralina meteo che dista a pochi Km da casa mia beccata in rete

Il giorno 11/05/08 velocità massima del vento 33.8 kmh. velocità media 6,2 kmh.......
Premetto che il vento nella mia zona soffia "forte" per 5/6 ore al mattino, al pomeriggio soffia una leggera brezza marina e alla sera calma piatta!!

Torniamo ai test,

la girante parte anche con leggera brezza e qui mi va anche bene, il punto dolente che non raggiunge il numero di giri sufficiente per una tensione pari a i 12 volt nominali per le batterie.
Il voltaggio ottenuto era di circa 6-6,5 volt con circa 4 ampere circa 80 giri al minuto.

Nonostante il piccolo basamento in legno provvisorio era decentemente stabile. Sicuramente come altri utenti del forum hanno fatto notare con venti più forti la stabilità sarà compromessa a discapito anche dei cuscinetti.

La mia considerazione finale è quella di tornare ai piani originali.
La girante verticale fatta, ovviamente con una struttura + solida, con un alternatore assiale con flange di metallo da 310 mm di diametro e spessore 7 mm recuperate dal ferro vecchio, statore da 18 o 24 bobine con filo da 1,32 mm avvolte con uno di questi due schemi allegati.
Valuteremo in seguito cosa ne uscirà.

Il mostriciattolo passa al progetto turbina orizzontale, provata sempre domenica mattina assemblata provvisoriamente a tempo di record......

Con pale in pvc da 920 mm, senza carico, mi ha dato una tensione costante da 29 a 31 volt (circa 350 giri)con un amperaggio superiore ai 20 ampere con vento che ormai era in fase calante.

Il dato degli ampere potrebbero essere stati 22 come 27 prendo per buoni 20 ampere, in quel momento mi hanno comunicato che nel prossimo futuro divento papà
dalla felicità non ho capito più niente...........e ho combinato solo che casini!!!!!!!!!!!

A presto by Righetz

[triac60]

Tanti auguri al prossimo Papà.
E benvenuto tra gli appassionati dell'asse orizzontale.
MI piacerebbe vedere come l'hai realizzata, se puoi posta delle foto e qualche dato in più.
Ciao