Alcune delucidazioni su dimensionamento turbina (piggott system)

[samg42]

Salve a tutti!
Volevo chiedere alcune delucidazioni su come piggott dimensiona,in linea di massima,i suoi generatori eolici.
Prima di iniziare vorrei capire una cosa.Piggott (P.)dice che per ogni bobina presente nello statore,ci servono 1,33 magneti.

Esempio:

Nel suo libro,il modello con 9 bobine,seguendo il rapporto,dovrebbe avere solamente 12 magneti (magneti=1,33 x bobine),ma perchè allora usa 24 magneti divisi in due rotori?
Nel file Axial Flux how it works (presente nel sito dell ing.Antonio Cecere) al paragrafo "Accoppiamento di Bobine e Magneti" c'è scritto:
"Allo stesso tempo variando il rapporto tra magneti e bobine si va incontro a rogne"

A questo punto mi sorge una domanda.Mettendo 24 magneti,disposti su due rotori,noi non abbiamo variato il rapporto tra magneti e bobine?!?

Questa è la prima delucidazione.

La seconda questione è questa:
per il calcolo del numero di spire(per fase) lui usa la seguente formula:

n.spire = ((Vcc+1,4)*11)/(A * B * n.giri)

dove Vcc = tensione voluta in uscita ad un determinato n.giri
A=area dei magneti in m^2
B=densità di flusso

Ora quando usa questa formula per dimensionare le spire degli avvolgimenti,prende in considerazione l'area totale dei magneti,però di un singolo rotore.....mi sorge spontanea questa domanda:ma l'area dei magneti non è il doppio,essendoci due rotori?

Per adesso è tutto.
Ringrazio tutti per l'eventuale risposta.

[Lele183]

Ciao Samg e benvenuto, la tua affermazione è esatta ovvero moltiplicare l'are di ciascun magnete per 12. Si moltiplica solo per 12 perchè su un doppio rotore è come se fosse un singolo rotore ma con magneti più forti quindi 12 è il numero dei poli dell' alternatore.
Ciao e se non ci sentiamo ti porgo i miei auguri.

[samg42]

Ah ok,capisco.Quindi noi andiamo a considerare i poli,cioè una coppia di N-S,e non i singoli magneti in pratica.......

per esempio,se noi moltiplichiamo l'area dei magneti per 12 e poi per 2,il numero delle spire dello statore vanno a diminuire....non so se risulta essere uno svantaggio,perchè alla fine,nel dimensionamento del numero di spire (indicato al 1° messaggio),implicihamo una tensione fissa (24 volt per esempio),però se l'area dei magneti è doppia,il numero di spire si riduce di molto......

non so se mi spiego....

[Lele183]

Si infatti più i magneti sono grandi pardon più l'area totale dei magneti è maggiore più tensione verrà indotta a parità di pire.

[samg42]

Ok ok,ho capito il dilemma!
In pratica Pigott,e vero che dimensiona le spire per uno statore,pero ne mette un altro per garantirsi una tensione sufficente gia ad giri un po iu inferiori di quelli standard.......

domanda!

Se io invece vado a considerare anche l area degli altri magneti,il numero di spire diminuisce,pero la macchina produrra lo stesso?cioe la sua tensione sara soddisfacente?

[Lele183]

Se ad esempio per raggiungere una tensione di 13V (adesso mettiamo da parte i magneti) con 180 spire per fase serve che i rotori girino a 100 giri al minuto, con 90 spire per fase per raggiungere la stessa tensione i rotori dovranno girare più forte ma lo statore avrà una resistenza minore che è meglio ma tutto ciò si adatterà alla turbina? Dipende dalla turbina, dalle sue caratteristiche e dalla ventosità del sito dove andrà posizionata; ecco perchè prima si fà la turbina poi un alternatore che gli calzi come un guanto il più possibile.

[samg42]

Ok si ho capito il tuo discorso.

Voglio fare un esempio:

dimensionamento alternatore da 200 W come da manuale di piggott:

il presente alternatore ha 8 magneti e 6 bobine.La dimensione del magnete è di 46 x 30 mm (considero questo) con induzione residua di 0,3 Tesla (ha un solo rotore,nel caso di due rotori considera metà dell'induzuzione residua cioè 0,62 Tesla)

Ok,adesso procedo al dimensionamento delle spire:

n.spire = ((Vcc+1,4)*11)/(A * B * n.giri)

Vcc=24 v
A = ((46 * 30)/1000^2))*8 (il num. dei magneti)
B= 0,3
n.giri=300 g/min (lui considera così)

n.spire=((24+1,4)*11)/(0,011 * 0,3 * 300) = 282 spire per fase circa 140 spire a bobina

Ora faccio l'altro calcolo considerando due rotori,e quindi il doppio dell'area dei magneti,con un induzione,come dice Piggott,di circa la metà,considero 0,62,quindi:

n.spire = ((24+1,4)*11)/(0,022 * 0,62 * 300) = 70 spire per fase ,cioè 35 spire per bobina.

Ora mi chiedo,realizzando una cosa così,facendo finta che il vento ha la velocità desiderata,l'alternatore funzionerebbe?
Conti alla mano dovrebbe funzionare,ma è così?

(considero anche che le pale siano fatte a doc)

[Lele183]

Si è così. Attenzione però se non ricordo male quel tipo di generatore sul manuale è mi sembra per l'elica da 1,2 metri di diametro. Se Piggott ha fatto questa scelta è per limitare il peso delle masse in movimento che si aumentano l'inerzia una volta partita ma c'è inerzia anche per partire e raggiungere il regime. Cioè con un rotore solo è possibile che funzioni meglio di due rotori anche se ci occorre più rame per lo statore; se ci si scosta dai progetti già sperimentati occorre valutare tutte le variabili e se occorre scegliere le migliori soluzioni magari scendendo a compromessi.