Discussione: Rotore e statore in contro-rotazione

Buongiorno a tutti,
sono assolutamente un principiante e ho da porvi un quesito sulla autocostruzione di un generatore ad asse verticale:
l'intenzione e di costruire un piccolo generatore tipo savonius e autocostruirmi un generatore con lo statore e il rotore collegati a due eliche diverse e con movimento di controrotazione in modo che girando in direzione opposta aumenterebbero virtualmente i giri del generatore.
sono indeciso se in effetti utilizzare una singola elica e ricorrere ad un invertitore di rotazione o utilizzare due eliche separate che con oppurtune "schermature" girerebbero in senso opposto (le schermature verrebbero ovviamente posizionate in direzione del vento).
Se è una follia o se è un'idea sbagliata sarei felicissimo di conoscerne i motivi, anche perchè il mio divertimento sta proprio in questa fase "teorica" di progettazione e ho sempre piacere di imparare cose nuove.

Ottima idea, se non ho capito male le due savonius dovrebbero essere montate una sopra l'altra sullo stesso asse, ma controrotanti, i due dischi con i magneti ruotano solidali alle due giranti e lo statore con le bobine rimane fermo, il numero di giri in questo modo è raddoppiato rispetto ad una singola girante, ma ci vedo un possibile problema.
I due dischi con i magneti non rimarranno sicuramente in fase e il campo magnetico rotante risulterebbe alquanto sfasato con una possibile perdita di rendimento che vanificherebbe il tutto.

Ciao

Ti ringrazio perchè nessuno mi rispondeva..sei stato molto chiaro, non avevo considerato la possibilità dello sfasamento del campo ....avevo anche pensato di collegare le savonius controrotanti rispettivamente - una solidale con lo statore e l'altra con il rotore - (ovviamente si tratterebbe di un sistema non-brushless con gli inevitabili difetti insiti nell'utilizzo di spazzole ) . Secondo te sarebbe un sistema realizzabile? esiste un sistema per realizzare un generatore del genere privo di contatti rotanti?
Grazie ancora e buona serata

Non ci avevo pensato, ma l'idea che un rotore muove le bobine e l'altro i magneti è una ottima idea, direi geniale, bisognerebbe studiare la parte meccanica un pò meglio ma credo che messa così si possa fare.
Per le spazzole non ti preoccupare sono state abolite da tempo.
Sotto... al lavoro, e facci sapere.
Ciao

Triac60, mi hai detto che il sistema a spazzole è abolito da tempo..io sono un po indietro sulla meccanica...cosa so può usare in sostituzione del collettore e relative spazzole?...

Guarda qui
http://www.webalice.it/acecere48/axial-flux.pdf

Ciao

scusa triac60, ma l'esempio che hai riportato si riferisce ad un semplice alternatore con statore fisso.
nel caso di statore (continuo a chiamarlo così per comodità) controrotante chiaramente i collegamenti delle bobine dovranno esser collegati all'esterno mediante classici contatti striscianti.
comunque quest'idea mi stuzzica: mi piaccioni le idee nuove e un po' marchingegnose, anche se sinceramente non vedo una utilità finale a tutto il lavoro:
l'energia estraibile dal vento che soffia ad una certa velocità è sempre quella (data una cert'area) , inoltre gli alternatori "convenzionali" hanno già un'elevato rendimento, complicarsi la vita con un progetto di questa fatta non credo che porterebbe a risultati migliori di quelli che potresti ottenere con un alternatore classico collegato ad un profilo alare avente la stessa area delle due pale che vorresti creare tu

Giustamente la mia può sembrare macchinosa come idea , ma è mi è nata pensando al come fare ad ottenere semplicemente + giri/alternatore a parita di vento (ovviamente di scarsa intensità) - certo è molto più semplice sovradimensionare le pale o utilizzare un generatore super efficiente, ma ripeto è un semplice esercizio di fantasia....diciamo stimolato dall' idea di generare energia con pochi spazi a disposizione e meno mezzi (e spesa) possibili.
Magari con un po di fantasia si può riuscire ad ovviare alla presenza dei contatti striscianti...anche questa una sfida divertente.
grazie per le risposte e per il vostro interessamento all'idea..se riesco a combinare qualcosa ve lo comunico..
un saluto

Originariamente inviata da tommy_sp

scusa triac60, ma l'esempio che hai riportato si riferisce ad un semplice alternatore con statore fisso.
nel caso di statore (continuo a chiamarlo così per comodità) controrotante chiaramente i collegamenti delle bobine dovranno esser collegati all'esterno mediante classici contatti striscianti.
comunque quest'idea mi stuzzica: mi piaccioni le idee nuove e un po' marchingegnose, anche se sinceramente non vedo una utilità finale a tutto il lavoro:
l'energia estraibile dal vento che soffia ad una certa velocità è sempre quella (data una cert'area) , inoltre gli alternatori "convenzionali" hanno già un'elevato rendimento, complicarsi la vita con un progetto di questa fatta non credo che porterebbe a risultati migliori di quelli che potresti ottenere con un alternatore classico collegato ad un profilo alare avente la stessa area delle due pale che vorresti creare tu

Ciao Tommy
Come ho scritto in un post precedente, la meccanica è tutta da studiare e potrebbe risultare alla fine maledettamente complicata al punto da sconsigliarne la realizzazione, e come dice captbaxeic lo vedo anche io un divertente esercizio mentale.
L'idea di raddoppiare il numero di giri a parità di vento e a parità di imgombro della turbina secondo me è abbastanza stuzzicante.
Sotto con le idee..

Ciao a tutti,
allora .....
(ciao CAPTBAXEIC...)
se l'idea é di ridurre gli ingombri (e suolo occupato)allora l'idea potrebbe andare avanti...
perché non vedo l'utilità di aumentare i giri (apparenti)se poi il generatore lo devi costruire e quindi con tutti i parametri che puoi ottimizzare in altro modo...!
Il discorso diventa diverso se devi adattare un generatore già in tua dotazione
o se vuoi sfruttare un progetto già esistente raddoppiandone la potenza...
In quest'ultimo caso vedrei bene le due pale controrotanti con asse concentrico
tipo alcuni motori di aereoplano antelitteram...
(ho capito bene di cosa stiamo parlando..?!!)
che azionano due "piatti" di magneti (quindi controrotanti),
cioè la prima idea di TRIAC60 (ciao),
mantenendo le bobine fisse (e quindi senza i problemi dei contatti striscianti)!
Tra l'altro non vedo proprio il problema dello "sfasamento"...
perché comunque si può trovare un sistema per mettere i due statori in serie(o parallelo) anche fosse dopo i ponti raddrizzatori !
Ripeto,questa soluzione avrebbe in pratica il vantaggio di raddoppiare la potenza della macchina senza aumentarne le dimensioni e il suolo occupato.
Poi se lo si vuole affinare si potrebbe mettere un centralina che distribuisca il carico
fra i due statori in modo che le pale girino alla stessa velocità anche se il "sistema"
meccanico non sia proprio identico..(tralascialdo un "inversore" meccanico sugli assi concentrici)
Ciao
Mefi

dimenticavo......
non sono di estrazione "aerodinamica" e quindi non so se le due pale controrotanti
abbiano o no una "efficenza" peggiore di una sola pala ...
ad occhio (a parità di progettazzione corretta) direi che sono meno efficienti,
dovendo, una pala, sottostare all' "ombra" dell'altra,
e che il loro pregio ultimo sia di ridurre i giri reali dell'asse
(penso che sia per questo che siano state usate sui primi aerei ...dove i motori non avevano ancora raggiunto un elevato (relativamente parlando)numero di giri)
Ciao

Buongiorno a tutti.... questo è il mio primo post. Spero di non iniziare con uno strafalcione ma ho meditato anche io a una "doppia rotazione" non appena ho compreso come lavorasse un alternatore..

Ho pensato questo: (tralasciando per il momento il fatto che dallo statore escono i fili di rame) fare di uno dei rotori un grande ingranaggio (che sia in sostanza una ruota dentata) idem per lo statore, uniti da un ingranaggo che si pone sull'asse opposto (immaginiamo nel caso di un rotore ad asse verticale, in orizzontale) dovrebbero girare in controrotazione utilizzando la stessa sorgente di "energia", la rotazione dei rotori.

Detto questo ovvio che se con la stessa energia muovi due cose, queste saranno più difficili da muovere... più gli attriti etc.... bisognerebbe fare delle valutazioni pratiche...

Vedi allegato... gli ingranaggi piccoli nel disegno dovrebbero essere un rotore e lo statore....

In questo video viene mostrato già un sistema con due assi di rotazione....

YouTube - MINH NGUYEN 's Third Members wind turbine

Scusate, ma pensavo che si intendesse raddoppiare la velocità di rotazione di una turbina ad asse verticale con rotori e statore in contro rotazione. Il video l'ho visto ma penso che il savonius si dovrebbe staccare quando soffia vento più forte altrimenti farebbe da freno. Forse con un sistema di frizioni centrifughe si potrebbe fare e si sfrutterebbe il meglio con basse velocità di vento e il meglio con alte velocità di vento.
Ma ritornando all'inizio (la controrotazione dello statore) penso senza contatti striscianti sia impossibile a meno che non ci sia un inventore che rivoluzioni il sistema di trasmissione dell'elettricità. Una cosa così penso che rivoluzionerebbe tutto il mondo.
Io lascerei perdere tutto.

Infatti dicevo, tralasciando il fatto del problema della trasmissione della corrente da un oggetto (lo statore) che ruota...

Il video era solo per mostrare il sistema di ingranaggi.

Ciao,
scusate volevo solo dire che.....
quando ho postato .....non avevo letto che si parlava di ...savonius...
e quindi i miei riferimenti agli aeroplani ante litteram....
potete ...cancellarli....(dato che si riferivano a due eliche coassiali controrotanti)
scusate ...ancora...
(un ...imbarazzato ..sic..)
Mefi

captbaxeic,
puoi trasferire l'energia a corrente alternata proveniente da un avvolgimento trifase, usando un ulteriore statore esterno. Ma perdi comunque in efficienza, hai un traferro in piu' da superare.
Che senso ha solo raddoppiare la velocita'? Puoi anche quintuplicarla, se vuoi. Allora risulta piu' semplice usare un moltiplicatore ad ingranaggi coassiali o un epicicloidale, se la velocita' non e' molto alta. Tutto sommato, costa di piu' il moltiplicatore di velocita' ma risparmi sulla taglia del generatore elettrico, che avra' meno magneti e meno rame.
Ciao
Mario

Originariamente inviata da FilippoFerrari

Vedi allegato... gli ingranaggi piccoli nel disegno dovrebbero essere un rotore e lo statore....

L'idea sembra buona, i due ingranaggi piccoli potrebbero trascinare i due dischi portamagneti di un alternatore assiale, il disco portabobine, posto all'interno, rimane fermo e non abbiamo bisogno di spazzole.
La ruota dentata grande tiene perfettamente sincronizzati i dischi portamagneti e di conseguenza anche le due savonuis controrotanti, ma bisogna vedere come si concatenato i flussi magnetici controrotanti con le bobine.
C'è da studiare, ma la strada è ancora percorribile

Ciao a tutti,
allora insisto a dire che l'idea può avere un senso solo per un ingombro minore di suolo
(sia con le (2)savonius sia con due eliche controrotanti),
ma ...che siano solo i magneti a girare !!!!
Non ha nessun senso far girare le bobine !!!!
(si avrebbero,infatti, tre contatti striscianti!!!)
nemmeno come ipotizzerebbe (?) mariomaggi (che saluto)...
infatti, anche ammettendo di mettere in corto (non vedo alternative) le bobine-giranti, per generare un campo da trasferire sul "secondo" (vero) statore ,
sarebbe una vera...Caporetto per quanto riguarda il trasferimento di energia ...!!!!
Infatti la corrente di C.C delle bobine dello "statore-girante" farebbe un grosso controcampo sui magneti
ed il flusso risultante sarebbe deviato fuori dalle stesse !!!
(un pò come accade negli alternatori in corto circuito!!!.... basta fare una "prova di corto circuito" per vedere che in questo tipo di generatori si ha una notevole reattanza di C.C.)
risultato ....trasferimento di energia minino !!!(posso ipotizzare un ridicolo 20% dell'energia meccanica!!!
senza parlare del calore prodotto e perduto e del fatto che bisogna ancora fare il vero trasferimento sul vero statore fisso!!!!
Un miglioramento rispetto a questa "catastrofe" sarebbe di aggiungere un ulteriore strato di bobine(giranti), "alimentate" dalla corrente del primo "statore-girante e solidali ad esso, che farebbero da "interfaccia" con lo statore(fisso), in questo modo lo statore-girante non sarebbe in C.C. !!!
ma quanta complicazione in più!!... e quanto peso ed inerzia e... costi..!!!
per......rimetterci.....!!!!
(con questo giochino almeno un 35% dell'energia va in fumo rispetto ad un solo canonico statore!!! )
vabbé il mondo é bello perchè é ...vario...(he!he!he!)
ciao
Mefi

P.S. per triac60...(ciao)
dimenticati di :""" ...vedere come si concatenato i flussi magnetici controrotanti con le bobine ...""" come ti ho detto in altro post bisogna considerarli (e sono) due generatori indipendenti...
che ,poi, si possono mettere in "parallelo" (od in serie) dopo il raddrizzamento !!!
Ciao

Scusami Triac60...
dimenticavo di dirti che il tuo schema ultimo (cioè due dischi di magneti controrotanti ed uno statore interno) non é corretto in quanto devi per forza .."separare".. i due flussi
infatti il flusso di un piatto di magneti frenerebbe l'altro !!!
Risultato (per me implicito) di avere due piatti di bobine e non dentro i due piatti di magneti ,ma intercalati (in modo che il piatto che chiude i circuiti dei magneti ...
isoli gli stessi dall'omonimo controrotante...)
Ciao

Concordo sui dischi contro rotanti, ma, con due statori è come avere due alternatori, dovè il vantaggio? Non si ha un aumento di numero dei giri quindi di potenza erogata.
Secondo me, l'obbiettivo era di riuscire ad ottenere un numero di giri doppio con due savonius in contro rotazione messe una sopra l'altra con in mezzo il generatore perchè... ad esmpio, nella zona non ci sono venti adeguati per il funzionamento ottimale di una turbina ad asse orizzontale. Ho capito bene? O forse sono de coccio?

Non credo si possano far controrotare due rotori.... non sarebbero accoppiati e quindi scorretto il flusso magnetico...

Qui, ipoteticamente, si volefa far ruotare i rotori in un senso e lo statore nell'altro con la forza di una rotazione questa raddoppierebbe...

Ma ci sono diversi impedimenti. Il primo fra tutti è il collegamento elettrico, lo statore è fermo e i fili di rame non si intrecciano, girando i fili si intreccerebbero...

Ci sono altri metodi per moltiplicare i giri....

Ciao ...Lele..
é la seconda che hai detto....(he!he!)...
ma come ......stiamo dicendo che ....
se fosse solo per aumentare la velocità basterebbe mettere un moltiplicatore ...???!!!
Vabbè...
é vero quello che dici e la (mia) risposta é :
che così si risparmia ingombro orizzontale della Savonius (non in verticale però e la loro differenza di "quota" ..potrebbe dare qualche problemino..)
almeno così la vedo io ...(almeno che non ci si voglia divertire .....a...costruire...così...tanto per ...sperimentare...)
Ripeto un solo statore con due rotori affacciati ad esso NON funziona!!! per quello che ho già detto !!!
Ciao
Mef

L'idea del moltiplicatore mi piace di più. In cambio di un pò di attrito può dare risultati soddisfacenti. Un adeguato dimensionamento dei rapporti rispetto al diametro della girante..... Per me potrebbe fonzionare tranquillamente ma non ricorrerei alle ruote dentate io lo farei più con cinghie e pulegge.