Vamos por partes

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Vamos por partes

Mensaje  ramirotorres el Vie Nov 14, 2008 12:34 am

Bueno, yo de nuevo.
Llevo un tiempo leyendo y estudiando por todos lados, tratando de aprender, y entender lo necesario para diseñar distintos dispositivos que generen electricidad.
He descubierto que hay muchas formas de generar energía electrica (induccion, química, biológica, rozamiento, piezoelectricidad, etc), algunas mas desarrolladas y utilizadas que otras. Obviamente al que mas tiempo le he dedicado es al mas usado y mas versátil, el alternador, y me he interesado mucho en la posibilidad de fabricar uno desde cero, o por lo menos de adaptar uno a las necesidades de cada mecanismo. Pero desconozco como calcular sus distintas partes. Por eso pregunto:

1- Alguien sabe como calcular el campo magnético (o potencia, no se bien) de los imanes de neodimio (entiendo que son los mas apropiados). me imagino que depende de tres factores: pureza, dimensiones y distribución.
2- Una vez que sepamos las características del campo magnético, alguien sabe como calcular las características de un bobinado (cantidad de espiras, diametro del alambre, materiales) para generar una energía "X"?

He buscado mucho en la web, supongo que esta información debe estar, como todo solo hay que saber como buscarla.
En algun lado vi la formula para calcular la potencia mecánica y el torque necesarios para cada alternador. En cuanto la encuentre la pongo aca para el que la encuentre útil.

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Re: Vamos por partes

Mensaje  ramirotorres el Vie Nov 14, 2008 1:22 am

encontre esto
http://www.imanes-neodimio.com/

pero no se interpretarlo

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Re: Vamos por partes

Mensaje  Rebollin el Vie Nov 14, 2008 10:33 pm

Pues ya somos dos los que no sabemos.

Los cálculos, magnitudes y como interpretar estos datos, se me han resistido siempre, hasta tal punto que he desistido, solo sé que son imanes mas fuertes 6 o 7 veces (neodimio) por unidad de volumen que los de ferrita.

Para calcular un generador, lo que solemos hacer es cojer el rotor con los imanes ya instalados y en el estator ponemos solo una bobina con 100 vueltas y someterlos a prueba a unas revoluciones determinadas, de esa forma sabemos que nos dá "X" voltios y que si queremos obtener un voltaje "Y", o bién multiplicamos el numero de espiras por el factor de Y/X o bien multiplicamos las RPM en ese mismo factor.

La tensión que nos dará una bobina vá en relación al numero de vueltas que contiene dicha bobina y al numero de veces por segundo que atraviesa el campo magnético por su interior (ciclos o herzios) y a la potencia de los imanes, pero prescindimos de este último y nos adaptamos con los otros dos.

La intensidad viene determinada no solo por el campo magnético, por el numero de vueltas de la bobina y los ciclos o herzios, también influye directamente el diametro de cable empleado en la bobina, a mayor diametro, mayor intensidad ya que la bobina ofrece menor resistenca interna.

Si se dispone de un polímetro (tester o amperimetro), podemos medir tambien la intensidad que nos dá en el ejemplo anterior, con ello, sabremos si hemos de usar un cable de mayor diametro o no.

La tensión de un alternador, viene determinada por la suma de tensiones individuales de cada bobina conectadas en serie y la intensidad es igual para todas las bobinas, la que dé una de ellas, es la que dará el conjunto de ellas, otra combinación es conectar en paralelo las bobinas con lo que la tensión es igual a la que entrega una de ellas, pero la intensidad será la suma de todas las bobinas, lo normal es colocarlas en serie con un cable de diametro apropiado para la intensidad que queremos o bién hacer una combinación de serie-paralelo.

Mirate estos 8 vídeos a ver si te ayudan.

Aquí están los 8 vídeos.

Saludos.

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Re: Vamos por partes

Mensaje  arcachofo el Jue Nov 20, 2008 8:36 am

Hola Ramiro...
Pues calcular un alternador basándose solo en datos teóricos es complicadillo, aunque posible... hay por ahí varios programitas que te hacen cálculos e incluso simulaciones visuales de flujo magnético, ahora no recuerdo ninguno porque se espapan a mis conocimientos, hay que saber del tema para manejarlos.
Además los factores que influyen son muchos, por ejemplo el tipo de material del soporte de los imanes, su forma, grosor, etc. también que tipo de "nucleo", si es de hierro: de que tipo, forma, grueso de las chapas, tipo de aislante, etc. o si no lleva nucleo como los tipo axial de otherpower (ideales para eólica).
También la separación entre imanes y la separación entre imanes-bobinas, la forma y grosor de las bobinas, tipo de hilo, incluso si la forma y disposición de las bobinas ayudan a la refrigeración "natural" o si lleva refrigeración forzada.
También la forma general del generador: cuanto más alejadas las bobinas/imanes del centro mayor será la velocidad lineal de estos a la misma velocidad angular (por eso la forma de plato en vez de cilindro) permitiendo mayores potencias a menores R.P.M.

No solo hay que considerar la potencia sino también las pérdidas y otros inconvenientes, por ejemplo los nucleos de hierro permiten concentrar el campo magnético en un pequeño espacio aumentando considerablemente la potencia, pero tienen varios inconvenientes, uno son las pérdidas por corrientes parásitas, ya que en el nucleo al ser metálico también se generan corrientes eléctricas que circulan libremente, osea en cortocircuito, por eso los nucleos son de chapas aisladas y no macizos, cuanto más finas sean las chapas y mejor aisladas menores pérdidas; también están las pérdidas por histéresis debido al magnetismo residual que queda en el nucleo después de ser imantado, esto supone una "resistencia" al cambio de dirección del campo magnético, que consume cierta energía.
Pero el mayor inconveniente de los nucleos de hierro es el "cabeceo", debido a que el grosor no es uniforme, es menor donde pasan las bonias y mayor entre bobina y bobina, por tanto el imán tratará de quedarse "pegado" a la parte donde haya mas hierro, requiriendo un mayor empuje para superar este punto, esto lleva a necesitar mayor fuerza para empezar a girar y también que va a producir una vibración que puede aflojar tornillos e incluso romper piezas por fatiga del material; pero todo depende del uso, un altelnador para hidraulica que siempre va a tener potencia suficiente para arrancar y va a estar situado en el suelo permitiendo el uso de un volante de inercia que suavice el cabeceo puede perfectamente tener nucleo de hierro; pero para eólica que tiene que arrancar con fuerzas muy débiles y variables y que va a estar a bastante altura y encima tiene que girar en dirección del viento va mejor un alternador sin nucleo, en cuyo caso los imanes tienen que que ser extremadamente potentes para compensar la falta de nucleo, pero al final la eficiencia y duración son mucho mayores.

Las posiblidades son muchas, todo depende del uso que vaya a tener y de que tipo de inconvenientes se pueden aceptar y cuales no,... porque inconvenientes siempre va a haber..

Para cosas a nivel "casero" lo normal es hacerlo como explicó Rebollín,... lo mejor guiarse por experiencias anteriores como punto de partida y sobre todo tener ganas de aprender y poca prisa...

Respecto a los imanes de neomidio como indica en en enlace que pusiste los hay de distintas potencias, pero cualquiera de ellos es varias veces más potente que el más potente de los de ferrita.
Normalmente cuanta mayor potencia mejor, pero todo depende... yo me hice un pequeño generador a partir de un motor con nucleo de hierro, utilicé imanes de ferrita.. resultando no mucha potencia aunque funcionaba, lo hacía girar con la mano facilmente... entonces hice otro igual con imanes de neomidio muy potentes... resultado: no había manera de hacerlo girar y cuando lo conseguía la vibración era tan fuerte que resultó un alternador inservible para eólica.

Perdón por el ladrillo... nosé explicar las cosas sencillas...

Saludos.

arcachofo
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Re: Vamos por partes

Mensaje  ramirotorres el Jue Nov 20, 2008 3:10 pm

Wow! No habia visto esto, disculpame por no repsonder antes y te agradezco que te hayas explayado, mientras mas informacion mejor. Me imagine que esto era muy complejo, y mas sabiendo que de electricidad nunca entendí nada. Pero de a poco voy viendo que es mucho mas complejo de lo que pensaba.
Se me ocurrió otra pregunta, pero creo que no va acá asique la posteo en generales.

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Re: Vamos por partes

Mensaje  kilovatio el Sáb Feb 14, 2009 4:43 am

Los imanes de Neodimio según su grado y configuración tienen diversas densidades magnéticas, aunque los más usuales proporcionan una inducción entre 1 y 1.2 Teslas, el flujo magnético es producto de la inducción por la superficie, 1 tesla en 1 metro2 nos dará 1 weber.

La tensión inducida en un devanado es: 4.44 por el flujo (en weber) por la frecuencia (en Hz) y por el numero de espiras, en caso de máquinas rotativas la frecuencia depende del número de polos y las rpm.

No es facil calcular todo esto, te recomiendo el proceso experimental que ya te han indicado en el foro.

.

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Re: Vamos por partes

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