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Discussione: Magneti (supermagneti; alle terre rare, dimensionamento, ecc.): QUI TUTTE LE DOMANDE E DUBBI

  1. #23
    Seguace

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    Ciao a tutti , ho esaminato un' infinita' di alternatori autocostruiti in rete , ho fatto un riassunto e la mia idea e' un 12 magneti al neodimio , 9 avvolgimenti per fare una trifase con un circuito che puo' variare il collegamento da stella a delta e viceversa . Il mio problema e' che nei progetti che ho visto , mi sembrava che i magneti avessero delle dimensioni che corrispondevano alle dimensioni del vuoto all'interno degli avvolgimenti ( spero di essere stato abbastanza chiaro ) . Mi potete confermare se le cose stanno veramente cosi' ?? Il rotore sara' un savonius evoluto h=2m d=1,2 dovrebbe fare circa 160g/min a 10m/s circa 450w all'asse 24v vorrei accoppiare l'alternatore senza moltipliche
    :D :rolleyes: :)
    grazie

  2. #24
    Appassionato/a

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    Il mio alternatore l'ho fatto con 16 magneti al neodimio 46x30x10 e con 12 bobine da 76 avvolgimenti con filo da 1.4 mm. a 80 giri/min fa 24 volt e circa 14A. Il rotore (che devo ancora ultimare) e una savonuis h=1.5m d=2m. ho fatto tutto a naso e senza calcoli, vedremo che tira fuori!!!

    PS: per quanto riguarda le bobine, le ho fatte trapezioidali (a forma di campana) con il lato interno corto = al lato del magnete cioè 46.

  3. #25
    Seguace

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    Ciao ad177 , per caso hai provato il rendimento ? mi volevo costruire un 'avvolgitrice a mano , quali sono le dimensioni interne della bobina ?
    Il mio savonius lo sto costruendo in lamiera zincata e calandrata da 1,5 mm saldata a filo , com'e' il tuo progetto?
    ciao ciao :wacko: :rolleyes:

  4. #26
    Appassionato/a

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    O HO FATTO UNA AVVOLGITRICE ELETTRICA CON IL MOTORE DEL TERGICRISTALLO DELLA MACCHINA E CON UN INTERRUTTORE A PEDALE, UN PO GREZZA MA FUNZIONALE!! PER LE DIMESIONI DIPENDE DA QUANTE BOBINE VUOI FARE E DA CHE DIAMETRO FAI LO STATORE, COME DETTO SOPRA IO HO FATTO PRIMA IL PROGETTO A CAD E CREDO CHE TI CONVENGA FARLO ANCHE A TE, UNA VOLTA STABILITO IL LATO PIU CORTO DELLA BOBINA, IL NUMERO DI AVVOLGIMENTI E IL DIAMETRO DEL FILO, FAI UN BEL DISEGNETTO, SIMULI LA ROTEZIONE DEL ROTORE PER VEDERE COME SI COMPORTANO I MAGNETI SULLE BOBINE E POI PASSI A FARE LO STATORE.

  5. #27
    Seguace

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    Ok ha ragione , ma come si fa a calcolare il diametro del filo e il numero di spire ?
    Ho trovato una vecchia formula di furio 57 , Vmax= NxAxPxB/2
    N e' il numero di spira dell'avvolgimento
    A e' l'area chiusa dall'avvolgimento (in mq )
    R e' il numero di cicli al sec dei magneti
    P e' il numero di poli per ciclo
    B sono i tesla dei magneti
    ma non parla di diametro del filo
    ciao ;) :wacko: :blink:

  6. #28

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    Il diametro del filo dipende dalla corrente che deve circolarci. La seconda legge di ohm dice che preso un conduttore, la sua resistenza è direttamente proporzionale alla lunghezza e resistività ed inversamente proporzionale alla sua sezione. Quindi:

    R= ro * L / A

    Questo perchè idealmente all'aumentare della lunghezza aumenta il percorso che gli elettroni devono seguire, mentre all'aumentare della sezione aumenta lo spazio che gli elettroni hanno per muoversi (pensiamo ad un tubo dove scorre l'acqua).

    ro è la Resistività del Conduttore, L lunghezza e A sezione. Basta sostituire alla prima legge di ohm per ottenere la:

    V = I * ro * L / A

    con V tensione e I corrente che deve scorrere. La sezione se circolare (usiamo un filo) la si ricava dall'area della circonferenza, quindi A = pi * r^2 cioè:

    V = I * ro * L / (pi * r^2) da cui si ricava ancora:

    r^2 = (I/V) * (ro * L / pi)

    Dimensionalmente abbiamo m^2 = 1/ohm * (ohm * m * m / numero adimensionale) con ro misurata in ohm per metro e quindi m^2 = m^2 che dovrebbe garantire la correttezza nei calcoli.

    Bisogna anche ricordare che la sezione determina la potenza dissipata, ed il legame è la relazione di Joule P = I^2 * R

    La relazione che cerchi dovrebbe essere questa quindi, conoscendo corrente e tensione. La resistività dipende dal materiale usato.




    Edited by Hellblow - 11/7/2006, 20:57

  7. #29
    Seguace

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    grazie Hellblow , sei stato chiarissimo , per il resto posso usare la formuletta che ho postato prima ?
    ciao ciao

  8. #30
    Ospite

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    La formula e' corretta ... io tenterei di massimizzare B cosi' da usare meno spire possibili da cui secondo la spiegazione data da Hell meno resistenza e meno perdite Joule possibili. Per massimizzare B i magneti andrebbero posti piu' vicino possibile alla bobina che deve abbracciare un'area (nucleo) pari alle dimensioni del magnete. + o -
    Se di magneti ne hai due, uno per lato, piu' piatta e' la bobina e piu' alta sara' l'induzione dovuto al fatto che i magneti sono ravvicinati ... permettendo meno spire (meno perdite) per la stessa tensione fissata la velocita'..

    Tornando al diametro io userei un filo da 0,6 0,8 mm almeno .. su meno strati possibile ... avvolti su un supporto trapezoidale per l'avvolgimento a campana come suggerito da ADI77. Occorre prima di tutto conoscere o stimare il valore di B ....

  9. #31
    Seguace

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    Per massimizzare B i magneti andrebbero posti piu' vicino possibile alla bobina che deve abbracciare un'area (nucleo) pari alle dimensioni del magnete. + o -


    Ciao elektron , ti ringrazio ,un' ultima cosa : NUCLEO intendi l'area all'interno della bobina ( la parte vuota )?
    Lo so ho la testa dura .

    ciao ciao :) :D :P

  10. #32

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    Bhe la resistenza è un fattore secondario perchè abbiamo un I^2 e quello incide di piu'. Ad esempio per un alternatore da 12 V e 10 A mi aspetto una resistenza bassa rispetto il quadrato della corrente e quindi è la corrente che incide.
    In generale è meglio abbassare la corrente quindi. Siccome V=RI se V è costante e I diminuisce, deve aumentare R. In pratica la resistenza se sale ci abbassa la corrente. Però siccome la corrente influisce in maniera quadratica, si capisce che piu' questa è bassa meglio è. Troppa resistenza però fa male, e quindi si deve trovare un compromesso (in fondo le linee elettriche lavorano a migliaia di volt ;) )

    Regoletta per ridurre Joule: finchè R < I^2 allora è bene abbassare I. Però non bisogna esagerare se no non abbiamo la corrente che ci serve e dobbiamo ricorrere ad apparecchi esterni che dissipano anche energia.
    Quindi si dovrebbe partire credo da fissare la corrente e la tensione che vogliamo, magari sommandoci un tot % di modo da andar sul sicuro. Ad esempio 12 V e 10 A, e faccio i calcoli per un 20% in piu', per es 15V e 12 A (notare che arrotondo la tensione per eccesso e la corrente per difetto perchè quell'ampere in più, se non è necessario, mi costa un incremento bello alto dato che 12^2 = 144 e 13^2 = 169 ovvero il 17%, che ancora comunque è tollerabile) anche perchè la corrente prelevata andrà raddrizzata ecc... e quindi la tensione finale sarà un pochino piu' bassa.

    C'e' un'altra cosa. La corrente indotta produce una controcoppia che frena l'alternatore. Piu' corrente circola quindi piu' avremo questa controcoppia.
    In pratica se attacchiamo un carico che assorbe 1 A avremo meno attrito dovuto alla controcoppia rispetto a quello che abbiamo se attacchiamo un carico da 10 A. Quindi bisogna dimensionare per bene.
    Per l'applicazione in questione, si può procedere secondo me ad occhio, nel senso che magari due calcoletti ci stanno, ma senza scendere troppo nei dettagli.

    Invece usare quanti piu' avvolgimenti possibile aumenta la fem indotta. Allora, da quel che ricordo la fem indotta sulle spire è data dalla legge di Faraday, secondo la quale la fem è proporzionale al numero di linee tagliate. Quindi in generale la fem aumenta se:

    B aumenta
    N aumenta
    Sezione aumenta

    La presenza dei poli potrebbe essere vista come tanti generatori connessi fra loro, e quindi credo che complessivamente l'equazione sia corretta. Ho letto che qualcuno ha già realizzato un alternatore, potreste farvi dare le caratteristiche costruttive e provare a vedere se con i calcoli risultano gli stessi dati che si ottengono in uscita dall'alternatore.

    Per ottimizzare il tutto, direi di far cosi':

    1) Usare un magnete non troppo potente o si rischia di avere troppo attrito magnetico sotto carico
    2) Rendere il rotore quanto meno pesante è possibile dato che dobbiamo attaccarci delle pale, quindi non usate troppo materiale ferromagnetico, o non si muove, anche perchè il ferromagnetico "si attacca" ai magneti. Ad esempio usare delle materie plastiche associate agli avvolgimenti potrebbe ridurre il peso del rotore, utile in particolare quando le pale devono iniziare a girare e il sistema è a circuito aperto.
    3) Aumentando le spire, aumenta la lunghezza del filo, e quindi aumenta sia la fem indotta (piu' spire) sia la resistenza R, abbassando la corrente dalla V=RI.
    4) Troppi poli potrebbero essere controproducenti. Per un primo prototipo io ne metterei massimo 4 (io addirittura partirei da un avvolgimento e due magneti, per provare),anche perchè se aumento i poli, devo diminuire le dimensioni degli avvolgimenti a parità di dimensioni.

    Edited by Hellblow - 12/7/2006, 00:42

  11. #33

  12. #34

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    CITAZIONE (Hellblow @ 12/7/2006, 00:29)
    3) Aumentando le spire, aumenta la lunghezza del filo, e quindi aumenta sia la fem indotta (piu' spire) sia la resistenza R, abbassando la corrente dalla V=RI.

    attenzione la R che citi ogni tanto è la R dei cavi :wacko: ...ogni tanto del carico (più i cavi) :wacko: !
    Quello che hai detto parola per parola è giusto :) ma la corrente di cui parli (vedi sopra) è quella di corto circuito!!! Non quella con un carico generico R visto che per te R e quella dei cavi!

    Willy

  13. #35

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    La R a cui mi riferisco non tiene conto dei cavi, che si suppone abbiamo resistenza molto piu' bassa dell'avvolgimento. Poi c'e' da dire anche che quelli che sono sottoposti alle linee di forza sono gli avvolgimenti e non il cavo.
    Però è anche vero che se il cavo ha una resistenza alta, alla fine l'utilizzatore vedrà una resistenza che è la somma delle resistenze di cavi e indotto (se lavoriamo in continua, in alternata le cose cambiano un pochino).
    Se però ammettiamo che i cavi hanno lunghezza breve e sezione grande rispetto quella del filo del solenoide (fra l'altro anche conducibilità simile) allora possiamo dire che la R dell'avvolgimento è parecchio piu' grande di quella del cavo e quindi incide poco.

  14. #36

    Predefinito

    scusa mi sono espresso male...
    con R dei cavi intendevo dire degli avvolgimenti...

    nella formula V=RI tu metti solo la R degli avvolgimenti...
    quindi la corrente che risulta è quella di cc, che non puoi comunque raggiungere perchè arrostisci gli avvolgimenti molto prima...
    infatti già quando trasferisci il massimo della potenza al carico, un valore di potenza uguale a quella erogata al carico si trasferisce agli avvolgimeti....immagina che calore!!!Inoltre la tensione sul carico è metà di quella nominale....quindi sarai fuori specifica di sicuro!!!!

    ricapitolando...la frase che hai detto è giusta, ma non pensare di arrivare ad erogare tale corrente, se la R che conteggi è solo quella degli avvolgimenti!
    ciao
    Willy


  15. #37

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    Si ho capito cosa vuoi dire forse. Si deve considerare anche tutto il resto...insomma va adattato l'avvolgimento anche al carico...ed in effetti...un certo teoremino di elettrotecnica dice proprio questo :) Come dici di modificare allora l'equazione per calcolare questi diametri?

    Ciao e grazie :)

  16. #38
    Ospite

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    Ho fatto come hai detto, e cioè ho liberato i magneti dai relativi alloggi .
    Ho incollato uno dei magneti ad un pezzo di legno lasciando l'anello intero, ho poi praticato un buco, per contenere l'albero del rotore, recuperato da un vecchio motore G di quelli dei trenini Lima per intenderci, l'altra estremità l'ho bloccata tramite delle travesrse. Dando tensione, il rotore gira, poi l'ho fatto girare a mano tenendo i puntali del tester bloccati con dello scotch da carrozziere e ho notato produce un paio di volt di tensione, al massimo dei giri sempre azionandolo a mano. stavo pensando però oltre a lasciare gli anelli degli altri altoparlanti interi di costruire da me i rotori con relativi avvolgimenti, le dimensioni posso ricavarle da un libro sulle macchine elettriche che mi ha prestato mio zio. Per fare la navicella ho intenzione di usare degli angolari di cartone pressato, per l'elica devo ancora scegliere il materiale, ma penso che userò della balsa che poi verncierò o a mano o a bomboletta sempre a smalto.
    Per il moltiplicatore di giri acquisterò degli ingranaggi da un negozio di modellismo, la trazione a cinghia non mi sembra molto efficiente.
    Cosa ne pensi di tutto questo?
    Anche se solo a titolo sperimentale sono sulla strada giusta?
    -_- :wacko:
    Paolo.

  17. #39
    Ospite

    Predefinito

    Mmmm ... se riuscissi a farci vedere una immagine ... colgo qualcosa di positivo e qualcosa che non mi quadra ...
    Io proverei con gli avviatori ... ce ne sono gia' demoltiplicati ... albero pronto per infilarci l'elica etc...
    L'elica in balsa e' un po' deboluccia .. dipende sempre da come la realizzi, un rivestimento di stuoino di fibra e di epoxy lo vedrei bene ...

  18. #40

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    Devi metere I il valore di corrente max che ti imponi!
    In pratica usi la I max di ingresso del regolatore che hai a valle! Con quella I dimensioni la sezione degli avvolgimenti!
    Oppure procedi al contrario, ipotizzi la potenza max che riuscirai ad estrarre dal generatore, dividi per la tensione che vuoi generare e trovi una Imax che genererai. In realtà non arriverai mai a tale valore per via di tutte le perdite che hai in mezzo! E di nuovo con questa I dimensioni la sezione degli avvolgimenti ( che sarà oltretutto sovradimensionata :) )!

    Le formule usate e i ragionamenti restano cmq giusti!

    ciao
    W.

  19. #41
    Ospite

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    Si mi sembra giusto ... occorre dire che il rotore va frenato anche in corto o quasi (batteria carica ma bufera in corso) quindi il regolatore dovrebbe essere dimensionato per la massima corrente di CC .... inoltre la potenza dipende dai giri ... occorre quindi caratterizzare il comportamento del generatore in funzione del numero massimo di giri che il rotore puo' raggiungere ...
    Aggiungerei a tale proposito che il massimo accoppiamento magnete-bobina garantisce di poter frenare il rotore con la massima coppia frenante possibile (oltre a garantire il minimo numero di spire per una data tensione/giri) doppio beneficio quindi -> massima resa -> massima sicurezza

  20. #42

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    CITAZIONE (Elektron @ 17/7/2006, 13:59)
    il rotore va frenato anche in corto o quasi (batteria carica ma bufera in corso)

    mmm... <_<
    se la batteria è carica non succhia molta corrente....quindi il generatore eolico non è in corto ;) forse volevi dire "batteria scarica",
    oppure volevi dire che il rotore va frenato anche a "vuoto" (con batteria carica)...questo si che è il momento in cui le pale girano di più :P
    ...se invece il carico fosse grande (in Ampere intendo) addirittura un corto, allora la I è altissima e la coppia frenante è massima, potrebbe addirittura frenare la girante! uindi in caso di corto la girante no va frenata, frena da se!

    (scusate forse nelle mie mail precedenti ho scritto carichi grandi senza dirvi che il carico io lo intendo sempre in A e non in Ohm, deformazione professionale!!!)

    ciao
    Willy

  21. #43

    Predefinito

    CITAZIONE
    In pratica usi la I max di ingresso del regolatore che hai a valle! Con quella I dimensioni la sezione degli avvolgimenti!

    Ed io cosa avevo scritto? :) rileggi bene ;)

  22. #44
    Ospite

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    CITAZIONE (ADI77 @ 11/7/2006, 09:13)
    Il mio alternatore l'ho fatto con 16 magneti al neodimio 46x30x10 e con 12 bobine

    Scusa la mia ignoranza... ma il numero di magneti e di bobine non devono coincidere? Avendo meno bobine di magneti che vantaggi hai?

    CITAZIONE (ADI77 @ 11/7/2006, 09:13)
    80 giri/min fa 24 volt e circa 14A

    Caspita... 336W a 80 giri/min, mi sembra buono...
    Ma per 24V intendi 24V giusti giusti? Anch'io voglio costruire un alternatore per caricare batterie a 24V ma chiaramente la tensione necessaria deve essere superiore. I fotovoltaici ad esempio mi sembra "sparino" sui 32V per caricare le 24V. Il tuo Alternatore arriva a queste tensioni a quel numero di giri?

    Ho visto su un altro tuo msg che hai costruito un'avvolgitrice per fare le bobine. Nel forum si parla spesso di avere un'avvolgistrice automatica invece che farselo a mano, però non sono riuscito a capire il perchè si faccia. Nel senso, si fa l'avvolgitrice automatica perchè avvolgere a mano è una palla e ci si impiega un sacco di tempo o perchè la cosa risulta fatta meglio o perchè?

    Inoltre mi sembra che tu hai scritto che le bobine le lasci vuote. Ho letto che le bobine se riempite di polvere di magnetite mescolata con l'epoxy fanno rendere l'alternatore molto di più. Per quale motivo tu non l'hai riempite?

    Ciao e grazie

  23. RAD
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