Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  kilovatio el Vie Feb 27, 2009 10:24 pm

Rebollin escribió:
kilovatio escribió:
Sobre cada punto y con centro en el mismo se pegaran los discos de Nd usando el mejor adhesivo posible de los que existen actualmente en el mercado, esto es muy importante, de la calidad del adhesivo depende el resultado de la máquina, no me atrevo a recomendar ninguno pues surgen nuevos productos cada día, lo mejor es dejarse asesorar por un establecimiento de confianza.


Creo que ese problema lo tiene superado, fijate en sus discos.


Perfecto, así no se moverán, aunque habrá que aplicarles también algun adhesivo de calidad, pero no observo los taladros necesarios para fijarlo al disco polar, ¿esta sin terminar?

.

kilovatio

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  cocodrolo el Vie Feb 27, 2009 11:24 pm

Hola kilovatio.
Perdona si he tardado en contestar. Estoy liado con tu post de alternador tipo cocodrolo e intentando llevármelo a lo que tengo hecho, te sigo con interés.
Estaba terminado para las pruebas.
Esta es la foto de como estaba.

cocodrolo

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  kilovatio el Sáb Feb 28, 2009 12:13 am

cocodrolo escribió:Hola kilovatio.
Perdona si he tardado en contestar. Estoy liado con tu post de alternador tipo cocodrolo e intentando llevármelo a lo que tengo hecho, te sigo con interés.
Estaba terminado para las pruebas.
Esta es la foto de como estaba.


Hola cocodrolo, tranquilo los jubilados nunca tenemos prisa, he visto la imagen y deseo hacerte alguna precisión sobre el camino del flujo. Lo relato cabalgando a lomos de una linea de fuerza.

Punto de partida polo N de un iman salgo de ahi atravieso una bobina como estoy girando la bobina tenderá a cortarme, pasada la bobina llego a la base de acero que supone el disco que soporta las bobinas ahi tengo dos opciones tirar hacia la izquierda o hacia la derecha en ambos casos haré lo mismo que es atravesar otra bobina y volver a un polo S de un imán paso por el imán salgo por un polo N pasando luego por el acero del disco polar llego al polo S del iman del que salí, paso el iman y llego al punto de partida, he recorrido el camino completo de una linea de fuerza que siempre son continuas cerrandose sobre si mismas.

Por ello creo que en el diseño te faltan tramos del recorrido, los caminos entre bobinas y entre imanes que suponen los discos de acero.

Una cosa es eliminar los núcleos de las bobinas para eliminar el "efecto de pegado de diente" que dificulta el arranque de los generadores, con el Nd se puede pasar sin muchas pérdidas el espacio de aire que corresponde a las bobinas, pero lo que no se puede es que todas las lineas de fuerza vayan siempre por el aire.

Ya me dirás si me logré explicar correctamente para ser comprendido.

Un saludo.

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  Rebollin el Sáb Feb 28, 2009 12:27 am

Yo le pondría plancha metálica al primer y último disco (por la cara exterior), despues, procuraría que el bobinado fuese lo mas extrecho posible a fín de acercar los imanes unos a otros y evitar que las líneas de fujo magnetico se dispersen.

Dado que tienes 8 imanes, supongo que será para trifásico con 6 bobinas en cada intercalado de imanes (12 bobinas en total).

¿que opinas Kilovatio?, ¿sería mejor colocar las 6 bobinas en grupos para un trifásico (12 en total) o sería mejor colocar 8 bobinas en serie (16 bobinas en total)?

Yo creo que el sistema trifásico dará menos problemas de perdidas térmicas al repartirse la intensidad entre 3 conductores, pero el sistema de monofasico, producirá mas tensión a menores rpm, ¿no?, ademas, las bobinas no estarán sujetas a ningun disipador térmico, pero tampoco habrá corrientes de foucault dado que los imanes girarán todos al unísono.

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  cocodrolo el Sáb Feb 28, 2009 12:56 am

Hola kilovatio.
Hola rebollin.
En post anteriores ya comente que iba a ponerle discos metálicos de 10 mm. de grueso (consejo de arcachofo), y tal como tu dices rebollin, al primer ultimo disco por la cara exterior
(arcachofo hola), se agradecerían comentarios tuyos.
También que iba ha dejar 12 mm. entre platos de imanes, y que las bobinas tendrían 10 mm de grueso, me ha dado tiempo ha hacer 2 de 85 vueltas cada una antes de dejarlo parado hasta terminar este proyecto.
Tenia idea de poner 6 bobinas por plato y hacerlas un bloque con resina epoxi
Un saludo

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  arcachofo el Sáb Feb 28, 2009 1:21 am

Cocodrolo... yo esperaría a la cosa madurara un poco más... esto por ahora se vé bastante verde y tiene que evolucionar... cuando Kilovatio llegue al punto donde está tu diseño, entonces veremos que pasa... por ahora está en el punto de montar las bobinas sobre una plancha de acero..
Dale tiempo y seguro que lo acaba entendiendo.

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  kilovatio el Sáb Feb 28, 2009 2:03 am

Hola, sobre la trifásica no creo que sea recomendable por debajo de los 3KW,

En cuanto a la disposición de Cocodrolo veo que intenta evitar que ningún disco de acero gire con respecto a los campos magneticos, eso exige que los discos anterior y posterior giren acoplados y las bobinas esten estaticas en el centro, eso puede funcionar si los imanes en alojamientos homologos tienen la polaridad inversa. De todas formas para bajas velocidades necesitará un mayor número de polos.

Tambien podria ser al reves, con imanes fijos y bobinas moviles pero en ese caso habria que colocar anillos rozantes.

No se que experimentos habréis realizado pero me parece que sobrevaloráis el par resistente que presentan los discos de acero, una cosa es el efecto de "pegada de diente" que se puede producir cuando un polo está frente a un nucleo magnetico y otra el efecto de un campo magnetico frente a una superficie lisa giratoria conductora como son los discos de acero, especialmente el acero no es un gran conductor y si la velocidad es media o baja.

Os propongo un ejercicio para comprobar el efecto "pegada de diente", coged un iman en U y presentarlo colgando de un hilo sobre una tira dentada de acero donde los dientes sean del mismo tamaño que los polos del iman, si lo bajais descentrado comprobareis que tiende a autocentrarse y posicionar los polos exactamente encima de los dientes,

Si repetis el experimento sobre una tira lisa de acero veréis que no se desvia.

Si intentais despegarlo verticalmente comprobaréis que es ligeramente mas facil hacerlo del dentado, pero si deseais deslizarlo por la superficie, en el dentado será mucho más dificil, estos fenomenos siempre se observaron en el arranque de los generadores de polos salientes cuando se conectaba el campo electromagnetico excitatriz antes del arranque, pero en el campo industrial las máquinas motrices siempre son suficientemente potentes para superar este fenomeno, que aunque conocido nunca se tuvo en cuenta antes de llegar la problematica de la microeólica.

Saludos.


Última edición por kilovatio el Sáb Feb 28, 2009 2:25 am, editado 1 vez

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  cocodrolo el Sáb Feb 28, 2009 2:17 am

Hola kilovatio.
kilovatio escribió:
colocaremos 5 ramas en paralelo en las bobinas
¿Que es eso de 5 ramas en paralelo?, que me tiene parado.
Sigo liado con tu post

Un saludo.

cocodrolo

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  kilovatio el Sáb Feb 28, 2009 2:54 am

cocodrolo escribió:Hola kilovatio.
kilovatio escribió:
colocaremos 5 ramas en paralelo en las bobinas
¿Que es eso de 5 ramas en paralelo?, que me tiene parado.
Sigo liado con tu post

Un saludo.

Se trata de que para los 450 W a 30 V , son 15 Amperios y tu deseas aprovechar tu hilo de 1.25 mm y ese hilo no soporta los 15 A. se necesitan 5 hilos de 1.25 mm para que con 15 A la maquina no caliente, por ese motivo la bobina de tres vueltas se realiza enrollando 5 hilos de 1.25 a la vez, pelando el esmalte aislante de los comienzos y los finales y estañando los 5 juntos en ambas partes para que funcionen como si fuesen un solo hilo. Luego se estañan juntas con las de la bobina siguiente que son iguales y se aisla la conexión.

Si quieres emplear el hilo de 1.25 mm para otros usos, entonces puedes emplear un hilo de 6 mm2 de sección que tiene un diámetro de 2.76 mm.

No se si te lo he aclarado bien, ya me dirás. Mañana tengo unas pruebas médicas pero a la tarde seguramente estaré por aqui.

Saludos

kilovatio

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  cocodrolo el Sáb Feb 28, 2009 3:07 am

OK kilovatio todo perfecto, lo del medico que no sea nada.

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  cocodrolo el Sáb Feb 28, 2009 3:09 am

Hola kilovatio.
He intentado ir transformando tu post a lo que tengo hecho, si tienes a bien corregirlo ta lo agradecería.

Lo que esta en negrita, es tu escrito lo otro mi corrección

Conversión a un alternador con bobinas inducidas sin núcleo magnético. (Versión Cocodrolo) para aplicaciones eólicas

Descripción y cálculo del alternador

Rueda polar (rotor)

La rueda polar constará de 24 polos, o 12 pares de polos que es lo mismo, por lo que para 50 Hz su velocidad será 3000/12 = 250 rpm. Esta máquina comenzará a proporcionar tensión desde prácticamente el principio del giro, la vamos a calcular para que dé 30 V y 20 Hz a 100 rpm, con 25 rpm dará sobre los 7.5 V.

Rueda polar (rotor) (tenemos 24 imanes)

Tenemos tres ruedas polares en paralelo que cada una constará de 8 polos, al ser tres ruedas, a la central se le aprovechan los dos polos del imán con lo cual tendríamos 16 pares de polos, por lo que para 50 Hz su velocidad será 3000/16 = 187,5 rpm. Esta máquina comenzará a proporcionar tensión desde prácticamente el principio del giro, con 19 rpm dará sobre los 24,5 V. La vamos a calcular para que dé 30 V y 20 Hz a 100 rpm, con 25 rpm dará sobre los 7.5 V.



Como excitadores disponemos de 24 imanes permanentes de Nd de tipo
S-30-10-N
Diámetro 30 mm
Grosor 10 mm
Peso 54 gr.
niquelado (Ni-Cu-Ni)
Magnetización N45

Estimamos una holgura de giro de 1.5 mm entre las zapatas polares y la superficie de las bobinas inducidas. Y una distancia total de 10 mm desde los imanes a la base metálica del inducido, lo que nos deja 8.5 mm para ubicar las espiras del devanado.

Estimamos una holgura de giro de 1.5 mm mas 1,5 mm entre los imanes y la superficie de las bobinas inducidas. Y una distancia total de 13 mm entre las caras de los imanes, lo que nos deja 10 mm para ubicar las espiras del devanado.

Se trata entonces de dimensionar la rueda polar para ubicar en ella 24 polos, con una separación de 90 mm entre los centros de los mismos para minimizar la dispersión del flujo magnético.

Se trata entonces de dimensionar las ruedas polares para ubicar en cada una de ellas 8 imanes, con una separación de 55 mm entre los centros de los mismos para minimizar la dispersión del flujo magnético.

La longitud de la circunferencia donde están los ejes de los polos será entonces de 90x24= 2160mm que se corresponde con un diámetro de 687.55 mm por lo que elegimos un disco de acero de 720 mm de diámetro y 3 mm de espesor, en el que en el diámetro calculado de 687.55 mm trazaremos una circunferencia sobre la que marcaremos 24 puntos. Separados estos puntos 90 mm entre si.

La longitud de la circunferencia donde están los ejes de los polos será entonces de 55x8=440 mm que se corresponde con un diámetro de 140,13 mm por lo que elegimos un disco de nylon de 175 mm de diámetro y 10 mm de espesor, en el que en trazaremos una circunferencia de 70 mm sobre la que marcaremos 8 puntos equidistantes.

Sobre cada punto y con centro en el mismo se pegaran los discos de Nd usando el mejor adhesivo posible de los que existen actualmente en el mercado, esto es muy importante, de la calidad del adhesivo depende el resultado de la máquina, no me atrevo a recomendar ninguno pues surgen nuevos productos cada día, lo mejor es dejarse asesorar por un establecimiento de confianza.

En cada punto y con centro en el mismo se taladraran agujeros pasantes de 30 mm de diametro que alojaran a los discos de Nd usando el mejor adhesivo posible de los que existen actualmente en el mercado, esto es muy importante, de la calidad del adhesivo depende el resultado de la máquina, no me atrevo a recomendar ninguno pues surgen nuevos productos cada día, lo mejor es dejarse asesorar por un establecimiento de confianza.

Los discos de Nd consecutivos tienen que ser de polaridad opuesta de forma que a un N le siga un S, formando circuitos magnéticos entre los polos adyacentes.

Una vez terminada la colocación de los polos magnéticos comprobaremos que las polaridades son las correctas mediante la utilización de una aguja imantada, vale cualquier brújula de bolsillo para ello.


Como la distancia estimada entre el polo del imán y la base del inductor estimada es de 1.5 mm de huelgo, más 8.5 mm de ancho de bobina, un total de 10 mm el disco de Nd nos dará una inducción para ese entrehierro del orden de 0.163 Teslas que supone un flujo de 0.030*0.030*PI*0.163= 0.000460 Weber por par de polos, y un flujo total de 0.00552 Weber.

Como la distancia estimada entre los polos de los imánes y las bases del inducido estimada es de 1.5 mm mas 1,5 mm de huelgo, más 10 mm de ancho de bobina, un total de 13 mm los discos de Nd nos darán una inducción para ese entrehierro del orden de 0.250 Teslas que supone un flujo de 0.030*0.030*PI*0.250= 0.000706 Weber por par de polos, y un flujo total de 0.011296 Weber.

Para una salida de 30 V, estimamos necesaria una E=33 V. Luego:

33=4.44* 0.00552*20*N de donde N será N=67.3 espiras a las que aplicaremos un coeficiente para compensar la dispersión de flujo y otras perdidas, por lo que adoptaremos 72 espiras que significa poner 3 espiras por polo
.

Para una salida de 30 V, estimamos necesaria una E=33 V. Luego:

33=4.44* 0.011296*20*N de donde N será N=32,9 espiras a las que aplicaremos un coeficiente para compensar la dispersión de flujo y otras perdidas, por lo que adoptaremos 36 espiras que significa poner 3 espiras por bobina.

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  arcachofo el Sáb Feb 28, 2009 4:21 am

Lo que me dice mi poca experiencia gabacha:

Cada una de las bobinas de 86 vueltas te vá a dar alrededor de 1v a 100 R.P.M.
Haz una prueba y nos cuentas...

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  Rebollin el Sáb Feb 28, 2009 5:38 am

Cocodrolo, creo que nos estamos liando mas que la pata de un romano, pero intentaré dar mi opinión por partes, empezando por kilovatio.
-----------------------------
A kilovatio:
Hola, sobre la trifásica no creo que sea recomendable por debajo de los 3KW,
Creo que has de pensar en que nos referimos a un generador para eólica, si dicho generador vá acoplado a las aspas...


... Es importante que el diámetro no sea escesivo, por lo que la occión de hacerlo trifásico, permite meter mas espiras por bobina, rectificar a la salida y obtener un mejor rendimiento para vientos variables sin esceder demasiado con la tensión y suelen hacerse para cargar baterías a 12 v. Por lo que he leido al respecto, recomiendan este tipo de producción para pequeñas eólicas de aspas aerodinámicas con rotaciones muy variables en rpm, pero quizas no sea la adecuada para sabonius dada su bajas revoluciones y mucho par que permita poder hacerlas de diametro mucho mayores. (Lo que quiero decir es que cada caso es diferente).

En cuanto a la disposición de Cocodrolo veo que intenta evitar que ningún disco de acero gire con respecto a los campos magneticos, eso exige que los discos anterior y posterior giren acoplados y las bobinas esten estaticas en el centro, eso puede funcionar si los imanes en alojamientos homologos tienen la polaridad inversa

Por supuesto, la composición es...



...Pero para reducir el diámetro, cocodrolo ha duplicado el sistema aprobechando ambas caras de los imanes centrales (tendrá que prestar buena atencion a como coloca los bobinados según su sentido para no liarse)

No se que experimentos habréis realizado pero me parece que sobrevaloráis el par resistente que presentan los discos de acero, una cosa es el efecto de "pegada de diente" que se puede producir cuando un polo está frente a un nucleo magnetico y otra el efecto de un campo magnetico frente a una superficie lisa giratoria conductora como son los discos de acero, especialmente el acero no es un gran conductor y si la velocidad es media o baja.

O no te entiendo o no lo has entendido, los discos de acero es donde van acoplados los imanes, por lo que giran al unisono con ellos, por lo que no producen ninguna resistencia al movimiento de dichos imanes, son un todo, una sola pieza girando al unisono, ¿te refieres al campo magnetico producido por las bobinas????

El resto de explicaciones van en el mismo sentido y lo entendería si los discos de acero no girasen y los imanes si, cosa que no ocurre.

------------------------
Cocodrolo, como dije antes, me estoy liando mas que la pata de un romano, al exponer dos documentos semejantes pero por párrafos intercalados, se me hace dificil la asimilación, de todas formas, quiero hacer un par de comentarios.

Veo que has entendido lo de 5 hilos en paralelo, dos fotos, una foto con 7 hilos en paralelo y otra foto con las 13 espiras terminadas...



La separación entre los imanes de un disco y los que tiene enfrente serán de 13 mm, al ser dos imanes los que comparten ese espacio, ¿no deberias calcular la distancia del flujo en la mitad para cada imán?, osea, 6,5 mm. (ojo, solo pregunto y quizás sea kilovatio quien mejor pueda responder.)

3 espiras por bobina con cable de 1,5 son unos 5 mm de grosor de bobina y 5 hilos en paralelo, son 8mm de profundidad. Me temo que arcachofo va a tener parte de razón y vas a necesitar bastantes mas vueltas, ¿puedes hacer una prueba como pide arcachofo?.

Por cierto, el generador que estamos debatiendo, ¿es para un sabonius o para un tripala aerodinámica?

(Las fotos son de www.otherpower.com)

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  cocodrolo el Sáb Feb 28, 2009 10:19 am

Hola a todos.
Creo que entiendo el diseño de Kilovatio, parte del supuesto, que poniendo todas las bobinas en serie, es fácil conseguir los 30 V. y 15 A. a 100 rpm. No se, yo lo dudo, pero Kilovatio parece muy seguro.
Pongo un ejemplo.
En una prueba que he realizado los componentes son:
Bobina de 220 vuel. de hilo 1,250 mm. a 1000 rpm. con 8 imanes por plato = 14,2 V y 3,52 A
y ahora lo extrapolo a estos datos,
Bobina de 3 vuel. de hilo 1,250 mm. a 100 rpm. con 24 imanes por plato =0,0580 V y 0,0144 A
y esto multiplicado por 24 bobinas no me da los 30 V y 15 A. ni aunque lo multipliquemos por 20 por lo mayor proximidad de los imanes

Sin embargo extrapolando a 85 vuel. por bobina y 100 rpm. me da 0,548 V y simplemente multiplicándolo por 2 por proximidad del imán ya me da los 1 V y pico que dice arcachofo, voy ha hacer una prueba y os lo comento.

Hay algún concepto o algo por ahí que se le escapa o se me escapa.
Veras rebollin yo estoy de acuerdo con lo que diciis arcachofo y tu, no por conocimientos técnicos si no por la practica, lo cual no me impide analizar toda la información de kilovatio, y como he decidido hacer ya el definitivo si resultase mejor directamente lo cambio.

rebollin escribió:
La separación entre los imanes de un disco y los que tiene enfrente serán de 13 mm, al ser dos imanes los que comparten ese espacio, ¿no deberías calcular la distancia del flujo en la mitad para cada imán?, osea, 6,5 mm.
Si ya lo he hecho rebollin, directamente en la operación.

En cuanto a lo del lío, si al final sacamos una “conclusión” definitiva con explicaciones y fotos y cierras el hilo, creo que habrá mucha gente que lo agradecerá. Incluso podrías hacer un apartado de conclusiones y hacer referencia en el al hilo donde se ha desarrollado.

P.D.. Espero no equivocarme en los numeros

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  arcachofo el Sáb Feb 28, 2009 10:39 am

Cocodrolo.. lo de 1v es muy "a ojo" y muy optimista, puede variar bastante, pero por ahí debe andar la cosa.

Por lo que he leido ultimamente parece ser que el máximo rendimiento se obtiene con una separación entre imanes (entre platos) igual que el ancho de los imanes, así que si puedes conseguir bobinas de 8 mm en vez de 10, entonces mejorará la cosa.
De todas formas al hacer el estator se prensa todo el bobinado y quizás ahí ganes algún mm.

El hilo de 1,250 aguanta de sobra 14 A.

Otra cosa referente a los anteriores diseños:
Los imanes con agujero en medio son bastante malos para esto, casi que no hace falta explicar porqué. Si no teneis otra cosa se podrían usar , pero los resultados serían muy malos.
Si no teneis más que imanes con agujero en medio, ni se os ocurra meterle un hierro en ese hueco, el resultado sería un imán practicamente inservible, ya que el hierro "cortocircuita" el imán... osea estarías uniendo los dos polos del imán con el hierro y la mayor parte del flujo se iría por ahí. Esto pasa también por el agujero sin hierro, pero en menor medida.

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  Rebollin el Sáb Feb 28, 2009 3:00 pm

arcachofo escribió:Los imanes con agujero en medio son bastante malos para esto, casi que no hace falta explicar porqué. Si no teneis otra cosa se podrían usar , pero los resultados serían muy malos.
Si no teneis más que imanes con agujero en medio, ni se os ocurra meterle un hierro en ese hueco, el resultado sería un imán practicamente inservible, ya que el hierro "cortocircuita" el imán...

Opino lo mismo.

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  Eduardo Abenia el Sáb Feb 28, 2009 6:18 pm

Rebollin escribió:¿podrías indicar qué tipo de molino te gustaría construir?, darrieus, saboius, benz, ..., otra cosa, ¿es una casa de campo y el terreno que pueda coupar no es problema?, ¿conoces la velocidad média anual del viento en tu zona?, si no es así, y nos dices (mas o menos) de qué zonas estamos hablando, podríamos buscar en algún mapa eólico.

Una cosa, si usas para bombeo y para producir electricidad, la cosa se complica, ¿no sería mejor conseguir una bomba de agua que trabaje a 12 v y dedicar la eólica solo a la producción electrica?
Muchas gracias Rebollin por tu buena disposición, te cuento que es una casa de campo, si bien no conozco las velocidades medias, está en una ladera de colina, por lo que el lugar del molino tendrá vientos muy por encima de la media. Las coordenadas son 34*30' latitud Sur y 55* longitud Oeste.
Tengo allí un horizontal cuadripala generando aire comprmido para bombear agua desde hace mas de 6 años, también un Savonius que desarmé para mejorarlo.
Verás, la falta de agua es peor que la de electricidad, ya tuve bomba electrica con paneles, el bombeo con aire comprimido es muy superior, mas fácil de mantener, mas barato, menos problemas.
El horizontal me ha dado bastantes problemas mecánicos, por eso estoy trabajando en verticales. Ahora estoy pensando construir una turbina de Lenz. La salida de potencia será una platina de diferencial automotriz, alli acoplaré mediante poleas un compresor y un alternador. Por lo que veo del hilo Uds. tienen conocimientos y recursos, por lo que buscan un diseño óptimo, a mi me alcanza con algo no tan eficiente pero que pueda construirse reaprovechando desechos que puedan conseguirse por nada o casi.
Mis dudas vienen por 2 lados, el diseño de la turbina de Lenz lo tengo en la página de su creador, no se si está autorizado poner aqui direcciones, si quieren la pongo, el punto es dimensionar la turbina a mis necesidades, que son las de una casa promedio, por eso me pareció pertinente postear en este hilo, mi otro problema es construir un alternador sencillo, de bajo mantenimiento y costo inicial, por lo que sugería modificar un motor de jaula de ardilla poniendole un rotor de imanes de parlantes o discos duros, el punto es que no se si es posible y por cierto no se hacerlo.
Toda ayuda será bienvenida y agradecida.
Me pongo a su disposición para aportar experiencia en el bombeo con aire comprimido.
Saludos
Eduardo

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  Rebollin el Sáb Feb 28, 2009 6:54 pm

Creo que debes estar cerca de Minas, Uruguay. Veo también que hay arroyos por es zona, ¿tienes acceso a algún arroyo cercano?. Ahora tengo algo de prisa por que trabajo los fines de semana, pero miraré a ver la velocidad media del viento en esa zona y seguiremos.


Me pongo a su disposición para aportar experiencia en el bombeo con aire comprimido.
Saludos
Tenemos un apartado sobre hidráulica, puedes contarnos como es tu sistema y si es posible, exponer alguna foto para comprenderlo mejor, gracias

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  kilovatio el Sáb Feb 28, 2009 9:19 pm

Sobre el tema del hilo de 1.25 mm de diámetro que supone 1.22 mm2 de sección, estás confundiendo los conductores normales con los hilos esmaltados para bobinados, (aunque el REBT no permite ni por asomo que 1.22 mm2 admitan 15 A)

De http://www.electronica2000.com/colaboraciones/rolandorivas/instrucciones.pdf

Tienes los siguientes datos sobre la densidad de corriente en devanados:

"La densidad de corriente se obtiene de la siguiente tabla:

Corriente (Amper) Densidad (A/mm2)
0.005................................2.5
0.007-319...........................3

Observando la tabla anterior vemos que a medida que aumenta la corriente eléctrica
aumenta también la densidad de corriente eléctrica.

El valor de Densidad se obtiene haciendo el cociente entre la Capacidad máxima de
corriente del alambre y la sección del mismo."


Las densidades de corriente en bobinados oscilan de 2.5 a 7 A/mm2 en función de la sección, la corriente y la refrigeración de la máquina, en el caso que nos ocupa elegí el dato más conservador de las tablas por tratarse de máquinas lentas, mal refrigeradas y con muchas pérdidas magnéticas.

Adolf Senner en Principios de Electrotecnia, página 26, situado en :

http://books.google.es/books?id=PW7jBPNU8hwC&pg=PA26&lpg=PA26&dq=densidad+corriente+bobinados&source=bl&ots=TOdteC3Hvb&sig=okZujzcSE3AW_wqKpI8W1qSlhqc&hl=es&ei=cqGpSc3dBoTHjAeKvI30Dw&sa=X&oi=book_result&resnum=3&ct=result#PPA26,M1

Establece el rango de densidades de corriente para bobinados entre 2 y 6 A/mm2


Saludos


Última edición por kilovatio el Sáb Feb 28, 2009 11:58 pm, editado 3 veces

kilovatio

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  kilovatio el Sáb Feb 28, 2009 9:52 pm

Hola Rebollin, Cocodrolo y compañia, quizás no me explique bien, me referia que al analizar el sistema de dos platos de imanes con las bobinas entre ellos, entendí que ese montaje era para evitar que las bobinas estuviesen fijas a un disco metálico estatico que recibiese el campo de unos imanes rotatorios, en la intención de evitar el par resistente suplementario que podía suponer la interacción campo/base metalica.

El sistema de Cocodrolo puede funcionar, pero es un sistema de 8 polos que exige 3 veces más velocidad que uno de 24 polos en igualdad de campo y espiras. El dato fundamental es el gap de aire que existe entre imanes, pues el que determina el campo magnetico en las bobinas y a partir de ahi se conoce la tensión generada en función del nº de espiras y la velocidad de giro del alternador.

Suponiendo que los imanes esten separados 20 mm, la inducción para un Nd grado 42 de esas dimensiones es de 0.035 Teslas (demasiado baja a mi parecer) y el flujo total de 0.000088 Weber y generaría por cada 100 espiras, girando a 750 rpm (50 Hz):

4.44*50*100*0.000088=1.95voltios.

Tendría que poner demasiadas espiras o reducir mucho la distancia entre imanes para que la máquina fuese práctica, es mi opinión.

Saludos.
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.

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  kilovatio el Sáb Feb 28, 2009 11:20 pm

Hola a todos:

Como es posible que por diversos motivos deje pronto de frecuentar este foro voy a hacer una aportación para que podáis efectuar cálculos previos y acortar el tiempo de los ensayos y experimentos.

Definiciones:

Número de polos: Es el número de imanes permanentes o bobinas excitadoras situadas en los 360º de un mismo círculo.

Frecuencia en Hz: Es igual a las revoluciones por segundo multiplicado por el número de pares de polos (polos/2),

Flujo excitador: Es el producto de la inducción (B) por la superficie de los polos y por el número de pares de polos (la unidad de medida para las superficies es el metro cuadrado)

Entrehierro o gap de aire: Distancia que recorren las líneas de fuerza por el aire debido a la ausencia de un camino magnético.

Para calcular la inducción (B), entráis en:

http://www.magnetsales.com/Design/Calc_filles/FluxDensityPlainDiscWithBackplate.asp

Y tenéis un desplegable a la izquierda que pone todos los tipos de imanes, seleccionáis el tipo de imán por ejemplo Neo 42, el diámetro, el espesor, y a la distancia que deseáis los resultados y pulsáis calculate .

Por ejemplo seleccionamos Neo42 de 30 mm de diámetro y 5 mm de espesor con un gap de aire o entrehierro de 2 mm y nos da en este caso 3251 Gauss, se divide por 10.000 y tenemos B=0.325 Teslas

Una vez que sabéis la inducción que existe a la distancia de la que están las bobinas de la cabeza del imán podéis calcular el flujo.

Ejemplo una rueda polar de 24 polos con discos de 30 mm de diámetro cada uno:

Superficie de un disco: PI*0.015*0.015= 0.0007 M2
Flujo de un disco 0.0007*0.325=0.0002275. Weber
Flujo total = 0.0002275*12=0.0033 Weber.

Ahora deseamos conocer la tensión generada a 100 rpm con 100 espiras.

Como E= 4.44*flujo*frecuencia*Número de espiras

Y la frecuencia es: 100 rpm=1.6666 rps 12*1.6666= 20 Hz. Luego:

E= 4.44*0.0033*20*100= 29.3 Voltios (eficaces de c.a.)

Como es lineal y proporcional al número de espiras y la velocidad se pueden extrapolar los resultados.

Saludos.

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  arcachofo el Dom Mar 01, 2009 1:42 am

Bueno... como la ciencia no es ciencia si los resultados obtenidos no coinciden con los calculados, pues lo más provable es que esa fórmula no esté correctamente aplicada.
Quizás haciendo el camino inverso lleguemos a una fórmula que funcione...
Lo que veo es que los cálculos se parecen a la realidad si los dividimos por el número de bobinas, o el número de polos, que sería el mismo (para monofásico)... entonces...
jugueteando un poco con la fórmula:

E= 4.44*flujo*frecuencia*Número de espiras

Vamos a descomponerla en elementos más básicos:

flujo=flujo (en cada polo)* nº de pares de polos = fl_1*NP

frecuencia = nº de pares de polos * vel. de giro (en rev. por segundo) = NP*RPS

Donde fl_1 es el flujo proporcionado por un polo
NP es el número de pares de polos
RPS son revoluciones por segundo

La misma fórmula de antes nos quedaría:

E=4.44*fl_1*NP*NP*RPS*NE

Donde NE es número de espiras

Lo que me llama la atención es que la variable: número de pares de polos está repetida y como se multiplican significa que la tensión variaría con el cuadrado (exponencialmente) del número de pares de polos... pero yo diría que debería aumentar linealmente con el número de pares de polos, así que sin más miramientos voy a quitar uno de los NP y a probar con lo que queda "a ver que pasa".. la formula gabacha resultante sería:

E=4.44*fl_1*NP*RPS*NE

Para empezar por lo sencillo, vamos a considerar un axial de dos discos de imanes.

Inducción en cada imán:0.22 Tesla a 6.5 mm(imanes de cocodrolo)
Superficie de un imán: PI*0.015*0.015= 0.0007 M2
Flujo de un imán: 0.0007*0.22=0.000154. Weber
Flujo un polo: fl_1= 2*0.000154=0.000308 Weber (2 imanes, 1 a cada lado de la bobina)
Número de pares de polos: NP=4 (discos de cocodrolo)

La tensión generada a 100 rpm con 85 espiras (una bobina de cocodrolo):
velocidad de giro: RPS=100 rpm/60=1.66 rps
E=4.44*0.000308*4*1.66*85=0.77 V

Esto se acerca mucho más a la realidad... no?
Ahora solo falta buscarle la explicación científica...

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  kilovatio el Dom Mar 01, 2009 1:56 am

Las formulas llevan sirviendo cien años a miles de proyectistas, otra cosa es que se apliquen mal.

No esta bien cálculado, el flujo es por par de polos, no por polos, el flujo que sale de un iman en la maquina de Cocodrolo entra por el otro y atraviesa una sola vez las bobinas, además has usado las rps en lugar de la frecuencia

Me has facilitado dos datos que no tenia: 85 espiras por bobina y un gap de 6.5 mm, lo voy a recalcular con esos datos y lo pongo en un próximo post.

kilovatio

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  arcachofo el Dom Mar 01, 2009 2:30 am

Kilovatio por favor léete los mensajes completos y despacito, luego detenidamente te piensas las cosas.... dos veces si es posible y cuando hayas comprendido lo que lees, entonces escribe una respuesta.

EDITO:
Si es posible que la respuesta sea construcctiva, por ejemplo:

Ahhhh.... ya veo... el error estaba en: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx, tu lo estás haciendo por lacuentalavieja, pero te sale bien porque: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx, entonces lo que habría que hacer es:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx.

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

Mensaje  kilovatio el Dom Mar 01, 2009 3:15 am

Suelo comprender lo que leo, pero estoy habituado a usar la frecuencia en Hz y no en rps*p y lo del flujo entre imanes tienes un error de concepto aunque queda compensado por otro error en el cálculo de la inducción y no creo que tu precisamente seas el tu que quejes de que yo no sea constructivo

Cálculos de Arcachofo:

Inducción en cada imán:0.22 Tesla a 6.5 mm(imanes de cocodrolo) Superficie de un imán: PI*0.015*0.015= 0.0007 M2Flujo de un imán: 0.0007*0.22=0.000154. Weber
Flujo un polo: fl_1= 2*0.000154=0.000308 Weber (2 imanes, 1 a cada lado de la bobina)Número de pares de polos: NP=4 (discos de cocodrolo)

La tensión generada a 100 rpm con 85 espiras (una bobina de cocodrolo):
velocidad de giro: RPS=100 rpm/60=1.66 rps
E=4.44*0.000308*4*1.66*85=0.77 V

Me da la impresión que el dato de la inducción es erroneo, el programa de cálculo que ya indiqué da el doble (0.45), luego cometes otro error de concepto al multiplicar por 2 el flujo del iman, lo cual curiosamente compensa ambos errores, pero no lo multiplicas por los pares de polos para obtener el flujo total.

Si aplicas la formula correctamente te dará 3.19 V por bobina a 100 rpm, si habéis obtenido en la práctica cuatro veces menos, existe algún error de posicion de imanes o de conexión de bobinas.

También pueden existir grandes diferencias de medir en carga a medir en vacio, pero en este caso existe demasiada diferencia según lo que decís.

kilovatio

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Re: Hipótesis de un generador para eólica de autoconsumo.

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