Discussione: Esperimenti con l'alternatore automobilistico

Intendevo quanto devo riavvolgerlo, comunque ho fatto i calcoli e la cosa ottimale sarebbe 20 (meglio 25 se entrano) spire con filo da 1mm, il problema che mi servono 120mt di filo e io ne ho solo 40 per ora, devo farmi mandare un altro rocchetto da mezzo kilo da brocotts.

I miei calcoli indicano che è necessario un rotore da 2.2m di diametro, TSR 6.1, riavvolgimento 20 spire filo 1mm, cut-in a circa 4,5 m/s (la velocità a vuoto è maggiore rispetto a quella indicata dal TSR ottimale di circa un 30%). In queste condizioni si sviluppano 500W a 11m/s e 600RPM (contando 30% di rendimento delle pale) con un rendimento dell'alternatore abb. scarso (55%), con 400W che se ne vanno in caduta ohmica su 900W totali...

Nel caso del non riavvolto i miei calcoli indicano che è necessario un rotore da 1.7m di diametro, TSR 6.1, rcut-in a circa 6,7 m/s . In queste condizioni si sviluppano 500W a 12m/s e 863RPM (contando 30% di rendimento delle pale) con un rendimento dell'alternatore soddisfacente (76%), con 168W che se ne vanno in caduta ohmica su 700W totali...


La moltiplica sarebbe un buon bilanciamento tra rendimento, potenza e cut-in speed, inoltre cosi posso usare dei cuscinetti robusti per il mozzo, e non appoggiarmi sui cuscinetti dell'alternatore (che sono troppo piccoli).
Devo fare i calcoli

In allegato avete i file XSLX dei calcoli fatti, prendeteli con il beneficio d'inventario, non sono assolutamente simulazioni rigorose, servono solo per matchare grossolanamente pale e alternatore, il comportamento a vuoto è simulato utilizzando un TSR fittizio (TSR massimo) diverso ovviamente da quello di lavoro (ottimale)

Ora potete partire con le critiche ;-)

Salve a tutti, questo è il mio primo post.

Premessa:
Volevo subito ringraziare il Signor15Magneti per aver condiviso la sua esperienza. Ogni tanto si perde di vista l'importanza dei risultati e dei "non risultati", che danno l'opportunità di avere il quadro più chiaro delle cose.

Premesso ciò, volevo qualche chiarimento per il mio progetto.
Per utilizzare un alternatore automobilistico è chiaro che devo farlo girare ad un numero di giri opportuno ma per quanto riguarda la corrente di eccitazione? Praticamente come si implementa in un generatore eolico?

Grazie :-)

In buona sostanza la corrente di eccitazione la devi dare quando c'e vento e regolarla in modo che la tensione non superi i 14,4V e (possibilmente) la corrente non superi 45A. Ti serve un anemometro a coppette che attiva l'eccitazione oltre una certa velocità di vento e un sistema di feedback che controlli la tensione.

Insieme ad un mio amico abbiamo montato l'anternatore su di un tornio e calcolato la reattanza sincrona ( x fase)

Ricapitolando quindi i dati sono

Tensione OCV a stella 2,2Vrms

Reattanza sincrona 0,67 ohm
Resistenza ohmica 0,07 ohm

Con questi dati posso buttare giu un po di simulazioni sotto carico ma sembra che la configurazione ottimale sia

2,2 metri diamedro rotore, TSR nominale 6.1

rendimento pale 30%

moltiplica 1:3.5

(moltipliche più grandi con pale più grandi danno troppa potenza per questo piccolo alternatore da 45A , rischiando di fondere tutto)

Con questi parametri abbiamo più o meno questi dati:

Cut in a circa 3,5 m/s

potenza a 5 m/s , 70W (12W diss) , 250 min^-1 (TSR eff 5,9)
potenza a 8 m/s , 280W (83W diss) , 380 min^-1 (TSR eff 5,5)
potenza a 10 m/s , 520W (36A) (163W diss) , 530 min^-1 (TSR eff 6,1)
potenza a 11 m/s , 670W (46A) (240W diss) , 620 min^-1 (TSR eff 6,5)

potenza a 12 m/s , 830W (57A) (350W diss) , 730 min^-1 (TSR eff 6,9) (Probabile messa in bandiera a questa velocità, dal momento che la dissipazione comincia ad essere eccessiva)

Ovviamente la moltiplica causerà attriti e ridurra la potenza in uscita

Grazie 15 Magneti per averci messo al corrente delle tue interessanti prove.
Will

Se volete posso postare il nuovo foglio di calcolo. Permette di accordare il meglio possibile le caratteristiche dell'alternatore con quelle del vento. Il TSR non è considerato un parametro fisso ma un target al quale quello effettivo deve avvicinarsi il più possibile. Con TSR effettivo intendo questo:

quanto l'alternatore non "morde" ancora l'albero (effetto freno) le pale gireranno a vuoto e tenderanno ad andare a velocità superiori a quelle operative (dettate dal TSR delle pale), si dice "in fuga". Di contro, quando l'alternatore "sovraccarica" l'albero le pale stalleranno (si spera il meno possibile, il foglio di calcolo serve a questo infatti) e il TSR effettivo scenderà

quindi ricapitolando:

TSReff = TSRpale = OK
TSReff < TSRpale = STALLO
TSReff > TSRpale = FUGA

Ovviamente questo oversemplifica il modello ma è un buon punto di partenza per fare i conti.

Davvero complimenti per l'ottimo lavoro che stai svolgendo!
Ciao

Ovviamente può darsi che questo modello sia troppo semplificato. Fatevi avanti, apprezzo un po di contraddittorio

Magari possiamo fare delle prove. Se ad esempio avete un alternatore gia accoppiato alle pale potete darmi i parametri dell'alternatore e vediamo se arrivo alle stesse conclusioni a cui siete arrivati voi, ovvero allo stesso design.



Oppure inserite i dati voi stessi e provate ad accordare

Originariamente inviata da IlSignor15Magneti

Fatevi avanti...

Volevo solo chiederti se il cogging, unito alla maggiore coppia dovuta alla moltiplica, potrebbe provocare difficoltà in fase di avviamento. Oppure è sufficiente un vento di 3,5 m/s per vicere la coppia resistente iniziale?
Ciao

Temo infatti che questo potrebbe innalzare il cut in dell'alternatore. tuttavia, una volta messo in moto, l'alternatore gira senza attriti. Cercherò di aumentare la "pancia" delle pale in modo da avere più coppia all'avvio.