3D տպված առանցքային հոսքի փոփոխիչ և դինամոմետր. 4 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

ԿԱՆԳՆԵԼ !! ԿԱՐԴԱ ԱՅՍ ԱՌԱԻՆ !!! Սա դեռ մշակման փուլում գտնվող նախագծի ռեկորդ է: Խնդրում ենք ազատ զգալ առաջարկել աջակցություն:

Իմ վերջնական նպատակն այն է, որ այս տիպի շարժիչ/այլընտրանք կարող է դառնալ պարամետրացված բաց կոդով դիզայն: Օգտվողը պետք է կարողանա մուտքագրել որոշ պարամետրեր, ինչպիսիք են ոլորող մոմենտը, արագությունը, հոսանքը, վոլտ/պտույտ/րոպե, ընդհանուր մագնիսի չափսերը և գուցե առկա տարածքը, և պետք է ստեղծվեն մի շարք 3D տպագրության համար: stl և.dxf ֆայլեր:

Այն, ինչ ես արել եմ, ստեղծել է հարթակ, որը կարող է վավերացնել մոդելավորված դիզայնը, որն այնուհետև համայնքի կողմից կարող է վերածվել ավելի օպտիմալ սարքի:

Մասամբ սա պատճառներից մեկն է, որ ես այն դինամոմետրով եմ տեղադրել: Դինամոմետրը չափում է ոլորող մոմենտը և արագությունը, ինչը թույլ է տալիս չափել hp կամ լիսեռ Watt- երը: Այս դեպքում ես կառուցել եմ այլընտրանքային միջանցք ՝ անշարժ լիսեռով, ինչը դինամոմետրերի համակարգի տեղադրումն ավելի պարզ է դարձնում, և այնպես, որ այն կարող է կազմաձևվել, որ շարժիչով շարժվի RC ESC- ով (հուսով եմ), և պտտվող պահը չափվի ելքի վրա, ինչպես նաև արագությունը, V և ամպեր, ինչը թույլ է տալիս որոշել շարժիչի արդյունավետությունը:

Իմ նպատակների համար այն կարող է վարվել փոփոխական արագության շարժիչով (անլար փորվածքից ավելցուկ, հետընթաց շարժիչով), և առանցքի ոլորող մոմենտի ներածման չափում, ինչպես նաև V և ուժեղացուցիչների ելք, ինչը թույլ է տալիս արտադրել իրական արդյունավետություն և տուրբինի ակնկալվող բեռներ: մոդելավորվել:

Այս ռեժիմում ես հույս ունեմ օգտագործել RC ESC, որն ընդունակ է վերականգնման արգելակման, և գուցե Arduino- ն ՝ վերահսկելու իմ VAWT- ի բեռը MPPT (Multi Power Point Tracking) հասնելու համար:

MPPT- ն օգտագործվում է ինչպես արևային, այնպես էլ քամու տուրբինների կառավարման մեջ, բայց դա մի փոքր այլ է քամու համար: Քամու ուժի հետ կապված մեծ խնդիր է այն, որ քանի որ քամու արագությունը կրկնապատկվում է 10 կմ/ժ -ից մինչև 20 կմ/ժ, քամուց հասանելի էներգիան ավելանում է խորանարդով, այնպես որ 8 անգամ: Եթե 10 Վտ հասանելի էր 10 կմ/ժ արագությամբ, ապա 80 Վտ հասանելի է 20 կմ/ժ: Հիանալի է ունենալ ավելի շատ էներգիա, բայց այլընտրանքների ելքը միայն կրկնապատկում է արագությունը: Այսպիսով, եթե դուք ունեք 20 կմ/ժամ քամու կատարյալ այլընտրանք, դրա բեռը կարող է այնքան ուժեղ լինել, որ 10 կմ/ժ արագությամբ այն նույնիսկ չսկսվի:

Այն, ինչ MPPT- ն անում է, ծանր պինդ վիճակի անջատիչն է, որն արագորեն անջատում և ապա նորից միացնում է այլընտրանքային ցանցը: Այն թույլ է տալիս կարգավորել, թե որքան բեռ է կրում այլընտրանքը, իսկ MPPT- ի Multi- ն նշանակում է, որ տարբեր արագություններ կարող եք սահմանել տարբեր բեռներ:

Սա շատ օգտակար է, քանի որ բոլոր տեսակի տուրբինները հավաքում են իրենց առավելագույն էներգիան, երբ բեռը համընկնում է առկա էներգիայի կամ քամու արագության հետ:

ԱՅՍՊԵՍ

Սա բաղադրատոմս չէ, չնայած ես հավատում եմ, որ այն կարող է պատճենվել իմ տեղադրածից և ուրախ կլինեմ տրամադրել լրացուցիչ տեղեկություններ, բայց ես առաջարկում եմ, որ լավագույն տարբերակը կլինի ինձ համար կատարելագործումներ առաջարկելը ՝ նախքան Circuits and Sensors մրցույթի ավարտը:, որպեսզի կարողանամ դիտարկել, արձագանքել և, թերևս, կատարելագործել այս խրատականը:

Ես կշարունակեմ թարմացնել, վերանայել և ավելացնել տեղեկություններ, այնպես որ, եթե հիմա հետաքրքիր է, գուցե ցանկանաք մի փոքր անց նորից գրանցվել, բայց ես հույս ունեմ, որ բավականին կավարտվեմ մինչև սենսորների մրցույթը կավարտվի հուլիսի 29/19 -ին:

Բացի այդ, ես առանձնապես սոցիալական գազան չեմ, բայց երբեմն-երբեմն մեջքին հարված եմ սիրում, և դա այստեղ գտնվելու պատճառներիցս մեկն է:-) Ասա ինձ, արդյոք ձեզ դուր է գալիս իմ աշխատանքը տեսնելը և ցանկանում եք տեսնել ավելին, խնդրում եմ:-)

Այս նախագիծը ծագեց այն պատճառով, որ ես ցանկանում էի վերահսկելի բեռ ունենալ իմ տուրբինների նախագծերը փորձարկելու համար, և ես ուզում էի, որ այն հեշտությամբ վերարտադրելի լիներ, որպեսզի մյուսները նույնպես կարողանային օգտագործել այն: Այդ նպատակով ես ինձ կաշկանդեցի նախագծել մի բան, որը կարող էր կառուցվել միայն FDM տպիչով, այլ մեքենայական գործիքների կարիք չկար: Թվում է, թե առևտրային շատ ապրանքներ չկան, որոնք լրացնում են բարձր ոլորող մոմենտի, ցածր արագության և չփակվող այլընտրանքի անհրաժեշտությունը, չնայած Չինաստանից մի քանիսը: Ընդհանրապես, մեծ պահանջարկ չկա, քանի որ փոխանցման համակարգերն այնքան էժան են, և էլեկտրաէներգիան այնքան էժան:

Այն, ինչ ես ուզում էի, այն էր, որն արտադրում էր 12 Վ լարման սահմաններում ՝ 40-120 պտույտ / րոպե, և մոտ 600-750 Վտ ՝ 120-200 պտույտ / րոպե արագությամբ: Ես նաև ցանկանում էի, որ այն համատեղելի լինի RC աշխարհից եկող 3 փուլով PMA կարգավորիչների հետ (ESC- ի արագության էլեկտրոնային կարգավորիչներ): Վերջնական պահանջն այն էր, որ այն դուրս գա (մագնիսներով պատյան կամ պատյան պտտվում է, իսկ լիսեռը ՝ ստատորի հետ, անշարժ է), առանցքով, որը ամբողջ ճանապարհով անցնում է պատյանով, և ստատոր, որը սեղմվում է լիսեռին:

Սա ուսանելի աշխատանք է, որն ընթացքի մեջ է, և ես այն տեղադրում եմ, որպեսզի մարդիկ կարողանան պատկերացում կազմել գործընթացի մասին, ոչ այնքան, որովհետև կարծում եմ, որ նրանք պետք է պատճենեն այն: Հիմնական բանը, որ ես կփոխեի, այն է, որ իմ կառուցած մետաղալարերի կողային ափսեն այնքան էլ ամուր չէ, որ օղակի շուրջ մագնիսական դաշտերը ճիշտ ուղղորդի, ուստի մագնիսական հոսքի մեծ մասը, որը վճարվում է այդ մագնիսներում, մսխվում է հետևից: Երբ ես վերափոխեմ դիզայնը, որը շուտով կանեմ, ամենայն հավանականությամբ դա կանեի մագնիսական օժանդակ թիթեղներով, քանի որ cnc կտրված պողպատե թիթեղները: Պողպատը կլիներ բավականին էժան, շատ ավելի ամուր և կպարզեցներ այս շինության մեծ մասը: Հետաքրքիր էր անել FDM/մետաղալար/գիպսային կոմպոզիտներ, ինչպես ես նկարազարդել եմ այստեղ, և երկաթով բեռնված PLA- ի դեպքում ամեն ինչ նույնպես այլ կերպ կլիներ: Չնայած որոշեցի, որ ուզում եմ ինչ -որ բան, որն իսկապես հարատևի, այնպես որ պողպատե թիթեղները:

Ես լավ առաջընթաց եմ գրանցել այս տարբերակի վերաբերյալ, որը կօգտագործեմ այս VAWT- ի փորձարկման համար: Quiteածր լարման կատարման առումով ես դեռ այնտեղ չեմ: Կարծում եմ, որ իմ հզորությունը/ոլորող մոմենտը գտնվում է ճիշտ դաշտում, ես կթարմացնեմ, երբ ամեն ինչ առաջ կընթանա, բայց այս պահին այն, ինչ ես ունեմ, լավ հնարավորություններ է ունենում լինել ինձ անհրաժեշտ վերահսկելի բեռը: Երբ մահացածները կարճանում են, թվում է, թե նա կարող է ապահովել մեծ ոլորող մոմենտ ստեղծող դիմադրություն, ավելի քան բավարար տուրբինը փորձարկելու համար: Ես պարզապես պետք է ստեղծեմ վերահսկվող դիմադրության բանկ, և ես ունեմ ընկեր, որն ինձ օգնում է այդ հարցում:

Մի բանի, որին ես հակիրճ կանդրադառնամ, այն է, որ ինչպես շատերն այժմ, ես մի քանի տարի ունեի 3D (FDM- օգտագործող PLA) տպիչ, որից ես վայելում էի 20-30 կգ: Ինձ հաճախ դա հիասթափեցնում է, չնայած որ ցանկացած չափի/ուժի մասեր կամ թանկ են, և շատ դանդաղ են տպագրվում, կամ էլ էժան են, արագ և թուլացած:

Ես գիտեմ, թե քանի հազարավոր այս 3D տպիչներից կան այնտեղ, որոնք հաճախ ոչինչ չեն անում, քանի որ դա երկար է տևում կամ չափազանց թանկ արժե օգտակար մասեր պատրաստելու համար: Ես հետաքրքիր լուծում եմ գտել նույն տպիչից և PLA- ից ավելի ուժեղ արագ մասերի համար:

Ես այն անվանում եմ «թափված կառույց», որտեղ տպագրված առարկան (բաղկացած է 1 և ավելի տպագիր մասերից և երբեմն առանցքակալներից և առանցքներից) պատրաստված են բացվածքներից, որոնք նախատեսված են լցնել կարծրացուցիչ հեղուկ լցոնիչով: Իհարկե, թափված լցոնման համար ակնհայտ որոշ ընտրություններ կլինեն էպոքսիդի պես կարճ բարակ թակած ապակե մանրաթելով բեռնված, որը կարող է օգտագործվել բարձր ամրության և թեթև քաշի հավաքույթների համար: Փորձում եմ ավելի ցածր գնով, ավելի էկոլոգիապես մաքուր գաղափարներով: Այս «թափված կառուցվածքի» հավաքման մյուս կողմն այն է, որ այն խոռոչը կամ դատարկությունը, որը դուք պատրաստվում եք լցնել, կարող է ունենալ փոքր տրամագծով բարձր առաձգական տարրեր, որոնք նախապես լարված են տպված «բորբոս/խրոցակի» վրա, ինչը դարձնում է ստացված կառուցվածքը: կոմպոզիտ նյութերի և կառուցվածքի մեջ, մաս ՝ Սթրեսային մաշկ (PLA պատյան), բայց բարձր ճնշման ուժգնությամբ միջուկով, որը ներառում է նաև առաձգական ուժի բարձր տարրեր: Ես կանեմ երկրորդ հրահանգը, որը կներկայացնի սա, ուստի դրա մասին կխոսեմ այստեղ, միայն լուսաբանելու համար, թե ինչպես է այն վերաբերում այս շինությանը:

Քայլ 1: Նյութերի ցուցակ և ընթացք

PMA- ն բաղկացած է 3 հավաքից, որոնցից յուրաքանչյուրը պարունակում կամ օգտագործում է մի շարք մասեր և նյութեր:

Վերևից (կրող կողմից) դեպի ներքև (ստատորի կողմ), 1. Bearing Carrier և Top Bearing Array

2. Ստատոր

3. Ստորին մագնիսական զանգված

1. The Bearing Carrier և Top Magnet Array

Դրա համար ես օգտագործեցի վերը թվարկված 3D տպագիր մասեր

1. 150 մմ 8 բևեռի վերին մագնիս և կրող աջակցություն CV5.stl,
2. կրող կողմի ներքին ափսե
3. կրող կողմի արտաքին ափսե
4. 1 "ID ինքնասպասարկման կրող (ինչպես օգտագործվում է ստանդարտ բարձերի բլոկներում ++ ավելացնել ինտերնետային հղում),
5. 25 գ ցինկապատ պողպատից մետաղալար 25 '
6. 15 գ 10 գ ցինկապատ պողպատից մետաղալարով
7. 2 գլան կոպիտ պողպատե բուրդ

Ptionանկության դեպքում ծանր պողպատե մետաղալարը և պողպատե բուրդը կարող են փոխարինվել պողպատե թիթեղներով, լազերային / ջրի շիթով կտրվածքով կամ հնարավոր է 3D տպագրված մագնիսական թիկնոցով (բայց որոշ ծանր պողպատե մետաղալարեր դեռ լավ գաղափար են, քանի որ դիմակայելու են պլաստիկ դեֆորմացիային) ժամանակ): Ես փորձել եմ երկաթե օքսիդի փոշով բեռնված էպոքսիդով օժանդակ ափսե գցել և որոշ հաջողության եմ հասել: Magnանգվածի մագնիսների միջև կողային հոսքի կողային բարելավումը `ավելի արդյունավետ հենակետային թիթեղ օգտագործելով, պետք է վոլտերը բարձրացնի ավելի ցածր ռ / վ արագությամբ: Նաև լավ է հաշվի առնել, որ սա հիմնական կառուցվածքային բաղադրիչն է, և հետևի ափսեը ուժերը մագնիսներից փոխանցում է դեպի ճակատի դիրքերը: Թիթեղները միմյանց ձգող մագնիսական ուժերը կարող են լինել հարյուրավոր ֆունտ, և ուժերն աճում են երկրաչափականորեն (խորանարդված ՝ մինչև երրորդ հզորություն), երբ թիթեղները մոտենում են իրար: Սա կարող է շատ վտանգավոր լինել, և պետք է զգույշ լինել գործիքների և ցանկացած այլ առարկայի հետ, որը կարող է գրավել հավաքված ափսեն կամ հետ է եկել:

Ես ոլորապտույտների մեջ օգտագործել եմ մոտ 300 ֆտ 24 գ պատված մագնիսալար, որը մանրամասն կանդրադառնամ ավելի ուշ:

Քայլ 2. Մագնիսական թիթեղների պատրաստում

Այս առանցքային հոսքի այլընտրանքում, խցանումը նվազագույնի հասցնելու և ելքը առավելագույնի հասցնելու համար ես օգտագործում եմ երկու մագնիսական զանգված, մեկը `ստատորի կծիկների յուրաքանչյուր կողմում: Սա նշանակում է, որ մագնիսական միջուկը անհրաժեշտ չէ մագնիսական դաշտը պղնձի ոլորունների միջով քաշելու համար, ինչպես դա անում են շարժիչային/բարձրադիր երկրաչափությունների մեծ մասը: Գոյություն ունեն որոշ առանցքային հոսքի նախագծեր, որոնք օգտագործում են լաստանավի միջուկներ, և ես կարող եմ ապագայում նման փորձեր կատարել: Ես կցանկանայի փորձել եռաչափ տպագրվող երկաթով բեռնված նյութ:

Այս դեպքում ես ընտրել եմ 8 բևեռ մագնիսների զանգված ՝ 150 մմ շրջանագծով ՝ օգտագործելով 1 «x1» x0.25 »հազվագյուտ մագնիսներ: Այս չափը պետք է ապահովեր, որ բոլոր մասերը տեղավորվեին 210 մմ x 210 մմ տպագրական մահճակալի վրա: Ընդհանուր առմամբ, ես չափեցի այս փոխարկիչը նախ ՝ հասկանալով, որ ավելի մեծ տրամագիծը, այնքան ավելի լավ է վոլտ / պտույտ / րոպե, այնպես որ այն դարձա այնքան մեծ, որքան հարմար կլինի տեղավորել իմ տպագիր մահճակալը: մագնիսներ, որքան հեռու են մագնիսները կենտրոնից, այնքան արագ են նրանք շարժվում, և պղնձի համար նույնպես ավելի շատ տեղ կա: Այս ամենը կարող է արագ ավելանալ: Այնուամենայնիվ, ես եզրակացրել եմ, որ այս չափի տիրույթում սովորական Հոսքային համակարգը կարող է լինել ավելի լավ տուն կառուցելու համար: Փոքր ռոտորները շատ տեղ չունեն, և ամեն ինչ կարող է բավականին սեղմվել, հատկապես, եթե դուք կատարում եք միջանցք, ինչպես ես արել եմ այս նախագծում: Նաև եթե ձեր մագնիսը (ճառագայթային երկարություն) փոքր է ձեր ռոտորի տրամագծի համեմատ, ինչպես այս դեպքում, (մոտավորապես 6 "տրամագծից մինչև 1" մագնիս), ապա քամին ng- ն մի փոքր տարօրինակ է դառնում, քանի որ ներքին ծայրը ոլորվում է արտաքինի ընդամենը 1/2 երկարությամբ:

Վերադառնալ հրահանգին: Այս այլընտրանքի մագնիսական թիթեղների հավաքման եղանակն այն է, որ մագնիսական թիթեղը (կանաչ) սոսնձեմ կարմիր եզրին/կողային ափսեին: Այնուհետև ես մագնիսական ափսեը դրեցի նրբատախտակի մի քանի բարակ շերտերի վրա (մոտ.75 հաստությամբ) և երկուսն էլ տեղադրեցի ծանր պողպատե ափսեի վրա` թույլ տալով, որ մագնիսները ամրացնեն հավաքածուն տեղում: Այնուհետև ես պողպատե մետաղալար կապեցի մագնիսական թիթեղների հետևում: Սա այնպես չանցավ, ինչպես ես հույս ունեի: Ուժեղ մագնիսական դաշտը մետաղալարը քաշեց դեպի մագնիսների կենտրոնը, և ես չհաջողվեց թեքել յուրաքանչյուր տող ՝ մետաղալարեր, որպեսզի կատարյալ տեղավորվի հաջորդ տեղում: Առանց առաջին փաթաթման: Ես հույս ունեի, որ կարող եմ պարզապես մետաղալարը ներս փաթաթել, և մագնիսական հոսքը կփակվի այն: Հաջորդը ես փորձեցի կտրել մետաղալարերի օղակները, և դա ավելի լավ էր, բայց դեռ շատ հեռու այն բանից, ինչ ուզում էի: Հուսով եմ, որ մետաղալարից ստացվում է գեղեցիկ հետևողական ափսե: Դա անելու ավելի բարդ եղանակներ են հնարավոր, և գուցե արժեն ապագա փորձարկումներ: Ես նաև փորձեցի օգտագործել պողպատե բուրդը, որը մագնիսական դաշտում սեղմված է, որպես թիկունքի ափսե կամ հոսք: Սա, կարծես, աշխատում էր, բայց երկաթի իրական խտությունը, կարծես, այնքան էլ բարձր չէր, այնպես որ ես դի մի փորձեք դրա արդյունավետությունը, մասամբ այն պատճառով, որ ես կարծում էի, որ մետաղալարերի կառուցվածքը կարևոր է մագնիսական թիթեղների մեխանիկական բեռների համար: Պողպատե բուրդը նույնպես կարող է արժանի ապագա հետաքննության, սակայն, հավանաբար, ջրային շիթով կտրված պողպատե թիթեղները հաջորդ տարբերակն են, որ ես կփորձեմ:

Հաջորդը, ես վերցրեցի նարնջագույն 3D տպագիր հատվածը և մետաղալար հյուսեցի դրա միջով և դրա շուրջը, այն, ինչ ինձ թվում էր, որ ամենաբարձր բեռի ուղղություններն են, պտուտակ առ պտուտակ և պտուտակ ՝ մի քանի անգամ յուրաքանչյուր անկյունում: Նաև այն փաթաթեցի պտուտակների անցքերի շուրջը, որտեղ ամբողջ թելի ձողն անցնում է որպես ճարմանդաձողեր `թիթեղների միջև տարածությունը պահելու և կարգավորելի դարձնելու համար:

Այն բանից հետո, երբ համոզվեցի, որ մագնիսի ափսեն և եզրը բավականաչափ լավն էին, և նարնջագույն երեսպատման ափսեն բավարար չափով ամրացված էր ամրացնող մետաղալարով, ես երկուսին միացրի սոսինձով: Պետք է զգույշ լինել, քանի որ այս սոսինձը պետք է լինի ջրակայուն կամ փակ: Առաջին երկու անգամ արտահոսքեր ունեի, և դա խառնաշփոթ է, շատ գիպս է վատնում և ավելի շատ սթրես է, քան անհրաժեշտ է: Խորհուրդ կտամ շուրջը պահել կապույտ գույնի կամ այլ պղպջակների մաստակ, ինչպես ոչ մշտական սոսինձ, որպեսզի արագ կարկատվի արտահոսքը: Մասերը միացնելուց հետո լցրեք ձեր նախընտրած ամրացնող նյութով: Ես օգտագործեցի կոշտ սվաղ, փոփոխված PVA սոսինձով: Ենթադրվում է, որ գիպսը հասնում է 10 000 psi սեղմման, բայց ոչ շատ լարվածության մեջ (այդպիսով ՝ մետաղալարը): Ես կցանկանայի էպոքսիդ փորձել թակած ապակիով և կաբոսիլով, կամ բետոնով և հավելումներով:

Սվաղի գործն այն է, որ այն հարվածելուց հետո բավական քիչ ժամանակ ունեք այնտեղ, որտեղ դժվար է, բայց փխրուն և արտահոսքերը կամ բլթները հեշտությամբ կարող են քերծվել կամ թակվել:

Այս դիզայնի մեջ կան երկու մագնիսական թիթեղներ: Մեկը ունի առանցքակալ, ստանդարտ 1 բարձի բլոկի ինքնահավասարեցման միավոր: Ես իմը մղել եմ մագնիսների զանգվածի մեջ վաղաժամկետ: theրագրի համար, որի համար ես այն նախագծել եմ, երկրորդ կրողը տեղակայված կլինի այլընտրանքի վերևում գտնվող տուրբինում, այնպես որ ես օգտագործեց միայն մեկ ինքնակառավարվող առանցքակալը: Սա վերջում մի փոքր ցավ պատճառեց: Այս մասերը կարող էին հավաքվել նաև յուրաքանչյուր մագնիսական ափսեի հետ առանցքակալ ունենալու դեպքում, եթե ստատորի ելքային լարերը ներսից տանում էին տեղադրված լիսեռի միջով: թույլ տվեք հակադարձ պտտվող շարժիչները ամրացնել ընդհանուր, ոչ պտտվող լիսեռին/խողովակին:

Քայլ 3: Ստատորի ստեղծում

Իմ թեմային համապատասխան ՝ բացատրել այն, ինչ ես արել եմ, և ինչու էր այն ժամանակ լավ գաղափար թվում, ստատորը մի փոքր ավելի շատ տարածք կպահանջի:

PMA- ում ոլորուններն ընդհանուր առմամբ անշարժ են, մինչդեռ մագնիսական հավաքածուները պտտվում են: Սա միշտ չէ, որ այդպես է, բայց գրեթե միշտ: Առանցքային հոսքի հավաքման ժամանակ, հասկանալով «աջ ձեռքի կանոնը», հասկացվում է, որ պտտվող մագնիսական դաշտի հանդիպող ցանկացած դիրիժոր կունենա հոսանքի և լարման գեներացում լարերի ծայրերի միջև, իսկ օգտակար հոսանքի քանակը `համաչափ: դեպի դաշտի ուղղություն: Եթե դաշտը շարժվում է մետաղալարին զուգահեռ (օրինակ ՝ պտույտի առանցքի շուրջը), ապա օգտակար հոսանք չի առաջանա, այլ կարևոր պտտվող հոսանքներ կստեղծվեն ՝ դիմադրելով մագնիսների շարժմանը: Եթե մետաղալարն աշխատում է ուղղահայաց, ապա կհասնի ամենաբարձր լարման և ընթացիկ ելքի:

Մեկ այլ ընդհանրացում այն է, որ ստատորի ներսում տարածությունը, որի միջով մագնիսական հոսքը անցնում է պտտվելիս, առավելագույն հզորության հզորության համար պետք է լցվի հնարավորինս շատ պղնձով, ամբողջը ճառագայթայինորեն դրված: Սա խնդիր է փոքր տրամագծի առանցքային հոսքի համակարգերի համար, քանի որ այս դեպքում լիսեռի մոտ պղնձի համար հասանելի տարածքը արտաքին եզրին գտնվող տարածքի մի մասն է: Հնարավոր է 100% պղինձ ստանալ մագնիսական դաշտի հանդիպած ամենաերջանի տարածքում, բայց այս երկրաչափության սահմաններում դա միայն 50% -ը կստանա արտաքին եզրին: Սա առանցքային հոսքի նախագծերից հեռու մնալու ամենաուժեղ պատճառներից մեկն է, որոնք չափազանց փոքր են:

Ինչպես արդեն ասացի, այս խրատը ոչ թե այն բանի մասին է, թե ինչպես ես դա կանեի նորից, այլ ավելի շատ այն ուղղություններով, որոնք խոստումնալից են թվում և ցույց տալ որոշ անցքեր, որոնց կարելի է հասնել այս ճանապարհին:

Ստատորի նախագծման ժամանակ ես ցանկանում էի այն հնարավորինս ճկուն դարձնել վոլտերի թողունակությունը մեկ պտույտ / րոպեի ընթացքում, և ես ուզում էի, որ այն լինի 3 փուլ: Առավելագույն արդյունավետության համար, նվազագույնի հասցնելով առաջացած պտտվող հոսանքները, ցանկացած «ոտք» (կծիկի յուրաքանչյուր կողմը պետք է համարել որպես «ոտք») պետք է բախվի միայն մեկ մագնիսի հետ միաժամանակ: Եթե մագնիսները միմյանց մոտ են կամ դիպչում են, ինչպես դա տեղի է ունենում շատ բարձր ելքային rc շարժիչների դեպքում, ապա այն ժամանակ, երբ «ոտքը» անցնում է մագնիսական հոսքի շրջադարձի միջոցով, զգալի պտտվող հոսանքներ կզարգանան: Շարժիչային ծրագրերում դա այնքան էլ կարևոր չէ, քանի որ կծիկն ուժ է ստանում վերահսկիչի կողմից, երբ այն գտնվում է ճիշտ վայրերում:

Ես չափեցի մագնիսների զանգվածը ՝ այս հասկացությունները նկատի ունենալով: Eightանգվածի ութ մագնիսները յուրաքանչյուրը 1 "լայնքով են, իսկ նրանց միջև տարածությունը` 1/2 ": Սա նշանակում է, որ մագնիսական հատվածը 1,5 "երկարություն ունի, և այն ունի տարածք 3 x 1/2" "ոտքերի" համար: Յուրաքանչյուր «ոտք» փուլ է, ուստի ցանկացած պահի մեկ ոտքը տեսնում է չեզոք հոսք, իսկ մյուս երկուսը տեսնում են աճող հոսք և նվազող հոսք: Կատարյալ եռաֆազ ելք, չնայած չեզոք կետին այսքան տարածություն տալով (պտտվող հոսանքները նվազագույնի հասցնելու համար) և քառակուսի (կամ կարկանդակի տեսքով) մագնիսներ օգտագործելով, հոսքը գրեթե վաղ հասնում է գագաթնակետին, մնում բարձր, այնուհետև արագ զրոյի: Կարծում եմ, որ այս տիպի ելքը կոչվում է trapezoidal և կարող է դժվար լինել ինձ համար հասկանալի որոշ վերահսկիչների համար: Նույն սարքի 1 "կլոր մագնիսները ավելի շատ իսկական սինուս ալիք կտային:

Սովորաբար այս տնական կառուցված այլընտրանքները կառուցվել են «կծիկներով» ՝ բլիթի տեսքով մետաղալարերի կապոցներով, որտեղ բլիթի յուրաքանչյուր կողմը «ոտք» է, և կծիկների քանակը կարող է կցվել իրար ՝ շարքով կամ զուգահեռ: Պոնչիկները դասավորված են շրջանաձև, կենտրոնները հավասարեցված են մագնիսական ուղու կենտրոնին: Սա աշխատում է, բայց կան որոշ խնդիրներ: Հարցերից մեկն այն է, որ քանի որ հաղորդիչները ճառագայթային չեն, դիրիժորի մեծ մասը 90 աստիճանով չի անցնում մագնիսական դաշտ, ուստի առաջանում են պտտվող հոսանքներ, որոնք կծիկում հայտնվում են որպես ջերմություն, իսկ մագնիսական զանգվածում պտտման դիմադրություն:. Մեկ այլ հարց է, որ քանի որ հաղորդիչները ճառագայթային չեն, նրանք այնքան էլ լավ չեն փաթեթավորվում: Ելքը ուղիղ համեմատական է այն քանակությամբ մետաղալարերի, որոնք կարող եք տեղավորել այս տարածքում, ուստի ելքը նվազում է ոչ ճառագայթային «ոտքերով»: Թեև դա հնարավոր էր և երբեմն արվում է առևտրային ձևավորման մեջ, ճառագայթային «ոտքերով» ոլորվող ոլորուն, որը միացված է վերևին և ներքևին, պահանջում է 2 անգամ ավելի շատ ոլորուն, քան օձաձև ոլորուն, որտեղ մեկ ոտքի գագաթը միացված է վերևի գագաթին: հաջորդ համապատասխան ոտքը, այնուհետև այդ ոտքի ստորին հատվածը միացված է հաջորդ համապատասխան ոտքին և շարունակաբար:

Այս տեսակի առանցքային հոսքի այլընտրանքների (պտտվող մագնիսներ ստատորի վերևից և ներքևից) մյուս մեծ գործոնը թիթեղների միջև բացն է: Սա խորանարդի հարաբերություն է, քանի որ ափսեների միջև հեռավորությունը նվազեցնում եք 1/2 -ով, մագնիսական հոսքի խտությունը մեծանում է 8 անգամ: Որքան բարակ կարող եք դարձնել ձեր ստատորը, այնքան լավ:

Հաշվի առնելով սա, ես պատրաստեցի 4 շերտավոր ոլորուն ոլորահատ սարք, ստեղծեցի համակարգ, որը չափում էր մոտ 50 ոտնաչափ մետաղալարեր և 6 անգամ փաթաթեցի այն ՝ ստեղծելով մոտ 6 մմ տրամագծով մետաղալարերի կապոցներ: Սրանք ես տեղավորվում եմ կապույտ տարածության օղակի վրա ՝ դրանք կապելով անցքերի միջով, որպեսզի մետաղալարերի ծայրերը դուրս գան հետևից: Սա հեշտ չէր: Դա մի փոքր օգնեց ՝ կապոցները զգուշորեն ամրացնելով, որպեսզի դրանք չամրացվեն, և ժամանակս վերցնելով և օգտագործելով փայտե հարթ ձևավորման գործիք ՝ լարերը տեղում դնելու համար: Երբ դրանք բոլորը կապվեցին տեղում, կապույտ միջանցքը տեղադրվեց բաց կանաչ ձևավորվող լոգարաններից ամենամեծում, իսկ մուգ կանաչ բլիթ ձևավորող գործիքի օգնությամբ ՝ բաց կանաչ լոգարանի մյուս կողմում, զգուշորեն սեղմված նստարանային փոխնակ: Այս ձևավորող լոգարանն ունի ակ, որի մեջ կարող են նստել փողկապի ոլորումները: Սա ժամանակ և համբերություն է պահանջում, երբ ուշադիր պտտում եք մոտ 1/5 պտույտով, սեղմում, պտտում և շարունակում: Սա ձևավորում է սկավառակը հարթ և բարակ, մինչդեռ թույլ է տալիս վերջնական ոլորունները կուտակվել: Դուք կարող եք նկատել, որ իմ 4 շերտավոր ոլորուն ուղիղ «ոտքեր» ունի, բայց ներքին և արտաքին կապերը կլոր չեն: Ենթադրվում էր, որ դա նրանց համար ավելի դյուրին կդարձնի կուտակումը: Այդքան էլ լավ չստացվեց: Եթե ես դա նորից անեի, ես կստիպեի ներքին և արտաքին ծայրերի ոլորուններին հետևել շրջանաձև ուղիներով:

Այն հարթ և բարակ դարձնելուց և եզրերը փաթեթավորվելուց հետո եզրին փաթաթեցի հարթ ժապավեն ՝ այն սեղմելու համար, և մեկ այլ ՝ վերև, ներքև և յուրաքանչյուր ոտքի շուրջը, այնուհետև կողքին գտնվողը: Դա անելուց հետո կարող եք հանել փողկապի լարերը և անցնել ավելի փոքր սեղմիչ լոգարան, և վերադառնալ դեպի փոխնակ և սեղմել այն հնարավորինս բարակ և հարթ: Երբ այն հարթ է, ապա հանեք մամլիչ լոգարանից: Այսպիսի ձևերը զգուշորեն էպիլյացիայի և ծածկույթների ազատման միացություններով բարդ գործընթացի փոխարեն, ընդհանրապես, ես պարզապես օգտագործում եմ մի քանի շերտ ձգվող փաթաթան (խոհանոցից): Կաղապարի ներքևի մասում դրեք մի քանի շերտ և ապակեպլաստիկը դրեք ձգվող փաթաթայի վրա: Հաջորդը ավելացրեք ստատորի ամրացման խողովակը, որը տեղավորվում է բաց կանաչ ձևավորվող լոգարանի վերևում, բայց դրա միջև ընկած է ձգվող փաթաթայի և ապակյա մանրաթելերի շերտը: Այնուհետև նորից ավելացրեք ստատորի ոլորուն իր տեղը, որպեսզի ներքև մղեք ինչպես ձգվող փաթաթանը, այնպես էլ ապակեպլաստիկը և կողպեք ստատորի ամրացման խողովակը տեղում: Այնուհետև վերադարձեք փոխնակ և նորից սեղմեք հարթ: Երբ այն լավ տեղավորվում է լոգարանի մեջ, ձգվող փաթաթան և ապակեպլաստե սենդվիչով ամրացված են, այնուհետև ավելացվում է ապակեպլաստե կտոր (կենտրոնում `ստատորի ամրացման խողովակի համար անցքով):

Այժմ պատրաստ է լցնել ամրացնող նյութը, որը սովորաբար օգտագործվում է էպոքսիդ կամ պոլիեսթեր խեժ: Մինչև դա անելն ուշադիր պատրաստվելը կարևոր է, քանի որ երբ սկսում ես այս գործընթացը, իսկապես չես կարող կանգ առնել: Ես օգտագործեցի նախկինում պատրաստած 3D տպագիր բազային ափսե, որի կենտրոնում 1 դյույմ էր և դրա շուրջը ՝ հարթ ափսե: Ես օգտագործեցի 16 դյույմ 1 դյույմանոց ալյումինե խողովակ, որի վրա ստատորի ամրացման խողովակը կհամապատասխանի և կլինի Ուղղահայաց հարթ ափսեի վրա: Կանաչ ձևավորող լոգարանը, ստատորի ոլորումը և ստատորի ամրացման խողովակը սահեց ներքև ՝ հարթ ափսեի վրա նստելու համար: Նախքան էպոքսիդին խառնելը, ես նախ պատրաստեցի 4 կտոր փոքրացող փաթաթան և զգուշորեն տեղադրեցի 5 -րդ կտորը: մուգ կանաչ գույնի բլիթ, որը դեմքի վրա կունենա նվազագույն կնճիռներ ստատորի ոլորման դեմ: Էպոքսիդին խառնելուց և այն ապակեպլաստե կտորի վրա լցնելուց հետո ես զգուշորեն պառկեցի 1 դյույմանոց խողովակի շուրջը և կանաչը տեղադրեցի դրա վերևում կազմող օղակ: Ես պատրաստել էի նաև մի քանի հին արգելակային ռոտորներ, որոնք որոշակի քաշ էին տալիս և գեղեցիկ նստել կանաչ ձևավորող բլիթի վրա: Դրանից հետո ես շրջված կաթսա դրեցի արգելակի ռոտորների վերևում, և կաթսայի վերևում ես հավաքեցի մոտ 100 կգ իրեր: Ես սա թողեցի 12 ժամ, և այն դուրս եկավ մոտ 4-6 մմ հաստությամբ:

Քայլ 4: Փորձարկում և տվիչներ

Գոյություն ունեն փոփոխիչի մի շարք չափելի մուտքեր և ելքեր, և դրանք բոլորը չափելը, միևնույն ժամանակ, հեշտ չէ: Ես շատ բախտավոր եմ, որ ունեմ որոշ գործիքներ Vernier- ից, որոնք դա շատ ավելի հեշտ են դարձնում: Վերնյեն պատրաստում է կրթական մակարդակի արտադրանք, որը չի վավերացված արդյունաբերական օգտագործման համար, բայց շատ օգտակար է ինձ նման փորձարարների համար: Ես օգտագործում եմ Vernier տվյալների գրանցիչ ՝ միացման և նվագարկման տարբեր սենսորներով: Այս նախագծի համար ես օգտագործում եմ սրահի վրա հիմնված հոսանքի և լարման զոնդեր `չափելու համար այլընտրանքային ելքը, օպտիկական տվիչը` ալտերնատորի արագությունը տալու համար, և բեռնախցիկը `ոլորող մոմենտը: Այս բոլոր գործիքները վերցվում են վայրկյանում մոտ 1000 անգամ և գրանցվում են իմ նոութբուքում ՝ օգտագործելով Vernier անտառահատը որպես AD passthrough սարք: Իմ նոութբուքի հետ կապված ծրագրակազմը կարող է իրական ժամանակի հաշվարկներ կատարել `ելնելով մուտքերից, միավորելով ոլորող մոմենտի և արագության տվյալները` իրական ժամանակում մուտքագրելով լիսեռի հզորությունը Watts- ում, և իրական ժամանակի ելքային տվյալները `էլեկտրական Watt- ով: Ես չեմ ավարտել այս թեստավորումը, և ավելի լավ ըմբռնումից մեկի ներդրումը օգտակար կլիներ:

Մի խնդիր, որն ունեմ, այն է, որ այս այլընտրանքն իսկապես կողմնակի նախագիծ է, ուստի ես չեմ ուզում շատ ավելի շատ ժամանակ ծախսել դրա վրա: Ինչ վերաբերում է դրան, ես կարծում եմ, որ այն կարող եմ օգտագործել վերահսկվող բեռի համար VAWT հետազոտության համար, բայց, ի վերջո, ես կցանկանայի աշխատել մարդկանց հետ այն ճշգրտելու համար, որպեսզի դա արդյունավետ համընկնի իմ տուրբինի հետ:

Երբ ես սկսեցի զբաղվել VAWT հետազոտությամբ մոտ 15 տարի առաջ, ես հասկացա, որ VAWT- ի և այլ հիմնական շարժիչների փորձարկումն ավելի բարդ է, քան կարծում են շատերը:

Առաջնային խնդիրն այն է, որ շարժվող հեղուկում ներկայացված էներգիան էքսպոնենցիալ է իր շարժման արագության նկատմամբ: Սա նշանակում է, որ կրկնապատկելով հոսքի արագությունը, հոսքի մեջ պարունակվող էներգիան ավելանում է 8 անգամ (այն խորանարդավորված է): Սա խնդիր է, քանի որ այլընտրանքներն ավելի գծային են, և ընդհանրապես, եթե դուք կրկնապատկում եք փոփոխիչի պտույտը րոպեում, ստանում եք մոտ 2x վտ:

Տուրբինի (էներգիա հավաքող սարք) և այլընտրանքի (լիսեռի հզորությունը օգտակար էլեկտրական հզորության) միջև այս հիմնարար անհամապատասխանությունը դժվարացնում է հողմատուրբինի համար այլընտրանքի ընտրությունը: Եթե դուք ընտրեք այլընտրանքային լուցկի ձեր հողմային տուրբինի համար, որը կստանա առավելագույն հզորություն 20 կմ/ժ քամուց, ապա այն, ամենայն հավանականությամբ, չի սկսի պտտվել մինչև 20-25 կմ/ժ, քանի որ այլընտրանքից տուրբինի բեռը չափազանց մեծ կլինի:. Այլընտրանքային համընկնումով, երբ քամին 20 կմ -ից բարձր է, տուրբինը ոչ միայն կլանի ավելի մեծ արագությամբ քամու հասանելի էներգիայի մի մասը, այլև տուրբինը կարող է գերազանցել արագությունը և վնասվել, քանի որ այլընտրանքային էներգիայի բեռը մեծ չէ: բավական.

Վերջին տասնամյակում լուծումն ավելի տնտեսապես դարձավ ՝ վերահսկիչ էլեկտրոնիկայի գնի անկման պատճառով: Փոխանակ մի շարք արագությունների համընկնելու, դիզայները հաշվարկում է այն առավելագույն արագությունը, որով սարքը պետք է աշխատի, և ընտրում է այլընտրանք ՝ ելնելով էներգիայի և իդեալական արագության տուրբինի համար այդ արագությունից, կամ մի փոքր ավելի բարձր:. Այս այլընտրանքը, եթե միացված է իր բեռին, սովորաբար ցածր արագության տիրույթում ապահովում է չափազանց մեծ ոլորող մոմենտ, իսկ գերբեռնված տուրբինը չի գրավի ամբողջ էներգիան, որը կարող էր ունենալ, եթե այն ճիշտ բեռնված լիներ: Պատշաճ բեռ ստեղծելու համար ավելացվում է վերահսկիչ, որը վայրկենապես անջատում է հոսանքի հոսանքը էլեկտրական ծանրաբեռնվածությունից ՝ թույլ տալով, որ տուրբինը արագանա համապատասխան արագությամբ, իսկ փոփոխիչը և բեռը նորից միացվեն: Սա կոչվում է MPPT (Multi Power Point Tracking): Կարգավորիչը ծրագրված է այնպես, որ երբ տուրբինի արագությունը փոխվի (կամ փոխարկիչի լարումը բարձրանա), փոփոխիչը միացված կամ անջատված է, վայրկյանում հազար անգամ կամ ավելի, որպեսզի համապատասխանի այդ արագության կամ լարման համար ծրագրված բեռին: