La "RESA" di un alternatore....

[atomax]

Non capisco il concetto di resa elettrica nel caso in cui la resistenza interna è zero, è una situazione che non esiste.

Ciao Emilio, ho omesso un parametro sbagliando il risultato. Il massimo trasferimento di potenza si ha quando la resistenza di carico è pari a 1,4 ohm.
Allego un foglio Excel dove si evincono due grafici; uno relativo alla potenza erogata al carico e uno relativo al rendimento elettrico dell'alternatore, sempre al variare del carico. Le formule usate sono le stesse del mio post precedente (questa volta senza errori...Spero )
Riguardo alla resistenza interna nulla, era solo un esempio per semplificare il fenomeno (un ragionamento per estremi). E' chiaro che realizzare un avvolgimento in rame con resistenza nulla è impossibile. Lo stesso ragionamento lo si trova quando si parla di corto circuiti in elettrotecnica, in realtà corto circuiti reali non esistono per lo stesso motivo che ha indotto la tua domanda.
Ciao a tutti e soprattutto buona sperimentazione!

[gino33]

.... Per aumentare il rendimento elettrico è necessario aumentare la resistenza di carico accontentandosi di assorbire una potenza inferiore a quella nominale dalla macchina...

Certo, ma poichè il rendimento che conta è quello che deriva dal rapporto fra watt all'albero e watt elettrici generati, a un certo punto questo rendimento, al crescere della resistenza di carico, comincia a calare perchè ci sono le "perdite a circuito aperto" che sempre più incidono su di una potenza calante.

Se quindi il rendimento è prioritario occorre ridurre al minimo quelle perdite che dicevo.

Visto che sei del mestiere, ne sai nulla di queste perdite "a circuito aperto"? C'è della teoria al riguardo? Ci sono dei simulatori?

Ciao

[atomax]

Ciao gino33, ma il tuo alternatore non è del tipo "senza ferro"? Gli avvolgimenti statorici non sono avvolti su un nucleo ferromagnetico, o mi sfugge qualcosa?
Ciao

[gino33]

Ciao gino33, ma il tuo alternatore non è del tipo "senza ferro...

Esatto, c'è solo un po' di ferro nel rotore.

Però facendo girare l'alternatore sul banco con il circuito dello statore "aperto", si misura ugualmente una coppia resistente.
Queste perdite non possono essere meccaniche, lo statore è solo rame e vetroresina quindi deve trattarsi di correnti che gironzolano nel rame.

Sono quasi sicuro che siano vortici nello SPESSORE del filo e non da un punto all'altro del filo. Lo dico perchè questo fenomeno risultò intensissimo in un birotore dove avevo fatto le bobine con della piattina 1x7 mm; togliendo uno dei rotori il fenomeno RADDOPPIAVA d'intensità.

Perciò io ho pensato con un singolo rotore la differenza di pontenziale fra il rame vicino ai magneti e quello più lontano (7 mm) fosse maggiore rispetto al bistatore dove metà piattina (3,5 mm) sarebbe soggetta al fenomeno.

In altre parole con due rotori la differenza di potenziale nell'altezza della piattina (7 mm) sarebbe minore che con un solo rotore.

[gino33]

PS. Aggiungo che oggi c'era un bel vento sui 10 m/s (era ora)

Il mio Savonius elicoidale da 4 mq mi dava sui 350 watt e questo corrisponde ai 100 watt mq dichiarati dalla Windside (all'albero) visto che il mio alternatore renderebbe circa il 90%.

Invece il mio Darrieus elicoidale (cm 150x150 = 2,25 mq x 200 watt mq = 450 x 80% = 360 watt che dovrebbe fornire -ha un alternatore più scasso-) rendeva la bellezza di 50 watt.

Quindi direi che il mio Darrieus è proprio scazzato.

[atomax]

Queste perdite non possono essere meccaniche, lo statore è solo rame e vetroresina quindi deve trattarsi di correnti che gironzolano nel rame.

Si, in effetti dovrebbe trattarsi di correnti di Focault. Per ridurre questo fenomeno puoi provare a realizzare gli avvolgimenti con più conduttori di sezione più piccola, messi in paralello. Faccio un esempio: se ciascun avvolgimento è realizzato con un unico conduttore della sezione di 1,5mmq, questo avrà un diametro pari a circa 1,4mm. La stessa sezione potrai raggiungerla usando 5 conduttori del diametro di 0,6mm appaiati. Penso che già sapete il perchè, ma lo dico per chi non lo sapesse...
In un'unico conduttore di grossa sezione la resistenza è più bassa rispetto ad un conduttore di sezione inferiore, quindi la corrente parassita che si induce a causa di un campo magnetico variabile è elevata. Le perdite di potenza dipendono dal quadrato di queste correnti. In un conduttore di sezione inferiore, la corrente indotta avrà un valore piccolo e le perdite saranno inferiori. Siccome tali perdite variano con il quadrato della corrente, aumentando il numero di conduttori, la somma delle varie perdite su ciascuno di essi sarà inferiore alla perdita di potenza che si manifesta su un unico conduttore di sezione uguale.
Ciao

[gino33]

...la somma delle varie perdite su ciascuno di essi sarà inferiore alla perdita di potenza che si manifesta su un unico conduttore di sezione uguale.
Ciao

Parrebbe una buona idea.

C'è però il problema che un avvolgimento cosiffatto è problematico, almeno con attrezzature amatoriali. Io ho provato con due fili, ma i fili mi s'interecciavano e perdevo volume utile ...

Forse conviene usare il filo più sottile possibile relativamente al voltaggio accettato dall'inverter (un voltaggio alto riduce anche le perdite dovute ai diodi). Bisognerebbe progettare un inverter specifico, anche perchè gli MTTP per un eolico devono essere degli adattamenti alla boia d'un cane .

Comunque un rimedio consiste nell'aumentare un po' il traferro (1-2 mm): ho visto che il rendimento aumenta (per poi rimanere costasnte per molti mm). Credo dipenda dal fatto che, all'aumentare del traferro, le pertite a circuito a perto diminuiscono più rapidamente di quanto non calino i volt.

Certo con 2 mm di traferro in più la potenza cala di un 20% ... botte piena e moglie ubriaca ...

[atomax]

Io ho provato con due fili, ma i fili mi s'interecciavano e perdevo volume utile ...

In effetti c'è un fattore di stipamento che comporta un inevitabile aumento del volume richiesto dallo statore. Io di solito uso questo sistema quando realizzo i trasformatori o gli induttori ad alta frequenza per gli inverter switching. Chiaramente devo sovradimensionare il rocchetto (e anche il nucleo) ma il miglioramento del rendimento è assicurato.
Saluti

[gino33]

...devo sovradimensionare il rocchetto (e anche il nucleo) ma il miglioramento del rendimento è assicurato.

Grazie, alla prox occasione proverò.

Però sono perplesso, già ora sfrutto tutto il volume (ipotizzato che abbia definito il volume ottimale, cosa per me difficilissima dovendo procedere per tentativi).
Se ora da questo volume ricavo meno volt (essendo minore il rame ivi contenuto) è possibile che l'ipotetica ottimizzazione vada a pallino.

Un bel casino questa elettricità

Saluti a tutti

PS. Automax, fabbrichi-progetti inverter? In proprio o per una dittà? Anche per eolico? Di bassissima potenza e magari con ingresso di un ampio intervallo di volt e con un mppt rapidissimo?

[atomax]

fabbrichi-progetti inverter? Anche per eolico? Di bassissima potenza e magari con ingresso di un ampio intervallo di volt e con un mppt rapidissimo?

Ho progettato e realizzato diversi inverter, soprattutto per impianti fotovoltaici ad isola per ottimizzare la ricarica degli accumulatori. Si tratta di realizzazioni hobbistiche, ma i risultati ottenuti sono abbastanza soddisfacenti.
Un paio di anni fa sono stato coinvolto nella realizzazione di un inverter da corredare ad un alternatore sincrono ad eccitazione indipendente per una turbina eolica ad asse verticale da 3 kW, per conto di uno studio di progettazione.
Per velocizzare l'MPPT avevo trovato una soluzione abbastanza semplice; in pratica rilevavo la velocità istantanea del vento tramite un anemometro e ad ogni velocità veniva misurata la coppia massima all'asse della turbina. Nella memoria di un micro-controllore venivano mappati tutti i valori velocità del vento-coppia massima e il micro provvedeva (tramite dispositivo di potenza switching) ad erogare la giusta corrente di eccitazione al fine di far erogare all'alternatore la massima potenza fornitagli dalla turbina. Per ora la turbina completa ancora non è stata terminata a causa di problemi meccanici.
Comunque con i micro-controllori attuali o con i DSP che lavorano a velocità estremamente elevate, credo che si possa ottimizzare un buon algoritmo MPPT anche per l'eolico, senza alcun sistema di misurazione del vento.
Saluti

[gino33]

.... Ho progettato e realizzato diversi inverter

Molto interessante e complimenti.
Se mai farai qualcosa di adatto alle mie ventolacce famme sapè ...
Ciao
Gino

[atomax]

Ciao Gino, non credo che le tue siano "ventolacce" e in più ti funzionano pure!!!
Purtroppo dove abito non ho la possibilità di istallare una pala eolica e quindi è molto difficile sperimentare sul campo un buon inverter MPPT. L'unica alternativa è quella di conoscere qualcuno come te che abita dalle mie parti e che mi lascia condurre qualche prova su una sua turbina.
Ciao e complimenti a te!

[gino33]

.... conoscere qualcuno come te che abita dalle mie parti e che mi lascia condurre qualche prova su una sua turbina.

Peccato la distanza. Certo che qui il vento non tira mai: ho aspettato 6 mesi per vedere 10 m/s. E con delle raffiche belle forti che hanno messo alla prova i telai.
Hanno resistito benino direi, salvo una cazzata immane che ho fatto con una "crocetta" stile albero da barca. Le crocette servono a far lavorare gli alberi a compressione e loro stesse devono lavorare a compressione, ma io ci ho attaccato anche un filo che l'ha messa in oscillazione. Risultato: tubo di ferro snervato e crocetta penzoloni.

Però l'albero ha resistito.

Ciao

[Cesarino]

Tutto fermo? Dopo quasi 2 anni nessuno ha continuato?

[gino33]

Tutto fermo? Dopo quasi 2 anni nessuno ha continuato?

puoi vedere qui
http://www.energeticambiente.it/asse...licoidali.html

[Cesarino]

Grazie, letto tutto di un fiato, come sempre del resto.. ma mancano anzi, vi sono solo accenni, ai dati del generatore che poi è il fine a cui si deve tendere..

[gino33]

Hai ragiopne, mi ripromettevo di riferire ma poi mi sono stoppato visto lo scarso interesse ricevuto col post seguente
http://www.energeticambiente.it/asse...ei-rotori.html

Al momento sono fermo, vorrei fare delle prove perchè non riesco a capire coma mai aumentando anche grandemente il traferro il rendimento resti quasi costante (ovviamente la potenza cala parecchio).

Comunque, in sintesi, si può arrivare ad un rendimento superiore al 90%

PS: non so se è il caso di leggere "tutto d'un fiato"

[Cesarino]

Letto anche questo, ma credo che le prove andrebbero fatte mettendo un carico uguale in tutti e due i casi ,es. una resistenza, altrimenti così mi sa' che servono a poco, mia personalissima opinione...

[gino33]

E' vero che quanto ad elettricità io sono un orecchiante, però non capisco la necessità di un carico.

Naturalmente i test li faccio con un pacco di resistenze variabili per identificare con quanti ohm ho il massimo di rendimento e con quale potenza, però i volt a vuoto, a parità di resistenza delle bobine, mi dicono già cosa succederà. Ad esempio, se con la stessa quantità e diametro di filo faccio una bobina di forma diversa e, a parità di rotore e di giri, i volt a vuoto aumentano, sono sicuro che la nuova forma è migliore (i volt poi giocano al quadrato in termini di potenza) magari ci potrebbero essere maggiori perdite a circuito aperto (per vortici nello spessore del filo, ma in genere sono variazioni piccole).

Il caso proposto è più complicato, però è sicuro che raddoppiando il diametro i volt raddoppiano, certo raddoppiano anche le perdite nel rame però se il rendimento fosse anche solo del 80% e le perdite fossero anche tutte perdite nel rame, la perdita in watt raddoppierebbe ma l'aumento dei volt compenserebbe abbondantemente.

Per le prove fatte se a vuoto un birotore ti desse 100 volt e 33 volt togliendo uno dei rotori, facendo un solo rotore con gli stessi magneti (quindi di diametro doppio) e raddoppiando ovviamente le bobine, posso affermare che potenza e rendimento restano molto simili.

Oltre al birotore con le dette caratteristiche, ho provato un'altra configurazione dove il rapporto diventa 100 a 45 e in questo caso il monorotore diventa enormemente più conveniente.

Però le diverse possibili configurazioni sono tantissime (modificando forme e spessore tanto nei magneti quanto nelle bobine) e non è certo sicuro che le configurazioni che ho provato io siano ottimali. Quelle ottimali (come birotore) potrebbero avere un rapporto 100 a meno di 33: in tal caso il birotore sarebbe conveniente.

Ecco perchè ho chiesto dati agli altri sperimentatori, purtroppo con scarsi riscontri.

[Cesarino]

Gino, io non voglio entrare nel merito poichè c'è chi lo ha fatto prima e meglio di noi o almeno di me senz'altro, ma cio' che penso io e che con due gruppi di magneti e quindi due rotori che viaggiano assieme funziona meglio poichè il flusso magnetico sarebbe generato da un rotore e richiuso sull'altro e via di seguito fino a completare il giro dei magneti. Quello che mi stuzzica è che se invece di usare una lamiera per fissarci i magneti e così canalizzare i flussi si usassero dei lamierini tipo quelli dei trasformatori con la forma ad U e alle estremità si fissassero i magneti, senz'altro i flussi sarebbero più canalizzati rispetto ad una singola lamiera.. ma forse il gioco/costo non ne vale la pena.. ma in linea teorica credo possa funzionare Che ne pensi, anzi che ne pensate tutti voi che leggete quiesto post...

[gino33]

CESARINO: ...due rotori che viaggiano assieme funziona meglio poichè il flusso magnetico sarebbe generato da un rotore e richiuso sull'altro e via di seguito fino a completare il giro dei magneti.

Giustissimo, ma quel che conta sono le misure e le mie misure dicono che se usi i magneti e le bobine di un birotore che non rende più di 2/3 di quanto rende lo stesso oggetto privato di uno dei rotori, allora il monorotore di diametro doppio (che usa quindi gli stessi magneti, ma il doppio delle bobine) è più conveniente. A Lele183 pareva che il rapporto, nei suoi alternatori, fosse metà a metà (e in tal caso non ci sono dubbi). Esperienze di altri non ne ho sentite.

Quello che mi stuzzica è che se invece di usare una lamiera per fissarci i magneti e così canalizzare i flussi si usassero dei lamierini tipo quelli dei trasformatori con la forma ad U e alle estremità si fissassero i magneti, senz'altro i flussi sarebbero più canalizzati rispetto ad una singola lamiera.. ma forse il gioco/costo non ne vale la pena.. ma in linea teorica credo possa funzionare Che ne pensi,

Giustissimo, nel disco di ferro pieno girano terrificanti correnti di Focault. Io non uso i lamierini perché sarebbe un casino farli fare, adopero invece dei blocchetti di ferro dolce isolati elettricamente fra loro e rispetto ai magneti (altrimenti non servirebbero a niente): cosi facendo si guadagna parecchio in rendimento, usare i lamierini sarebbe certamente meglio ancora (ma addirittura ad U mi pare eccessivo, anche perché sono già a rendimenti superiori al 90% e costanti almeno da 50 a 200 giri -cosa che fatico a comprendere, ma le misure dicono questo-).

anzi che ne pensate tutti voi che leggete quiesto post...