Магнитчики есть?

Можно ли рассчитать оценочно мощность генератора на современных круглых магнитах? В смысле оптимизировать генератор по весу. Вот например наборы магнитов. Не дорого

magnit96.com

Задача собрать генератор минимального веса. Обороты 3000 .. . 5000 об/мин. Ватт на 300 при 40 вольтах. Понятно, диаметр больше - лучше. Но вопрос из чего делать ротор? Чтоб не порвало? Где искать методику расчета?

Originally posted by ag111:

Где искать методику расчета?

У Хью Пиготта.

Originally posted by ag111:

Задача собрать генератор минимального веса.

РАН РФ. Академики работаю, всего мира, а вы с понталыку хотите на кривой козе в рай въехать? Вы оптимист.

Lokki:

РАН РФ. Академики работаю, всего мира, а вы с понталыку хотите на кривой козе в рай въехать? Вы оптимист.

формулы то элементарны, постоянные для магнитов есть, просто их надо найти. Опять же рекомендации по материалам уже проработаны. Речь то идет об оптимизации бюджетного генератора, а не генератора для заброски на Марс.

Originally posted by ag111:

формулы то элементарны, постоянные для магнитов есть, просто их надо найти.

Originally posted by jim hokins:

У Хью Пиготта

http://www.scoraigwind.com/
http://scoraigwind.co.uk/

Originally posted by ag111:

Вот например наборы магнитов. Не дорого

Недорого на алиэкспрессе, а по ссылке - спекулянты с двойной накруткой.

Originally posted by ag111:

постоянные для магнитов есть, просто их надо найти

Это из серии "я не потерял, просто не помню, куда дел". Если не найдены - значит их нет.

Originally posted by ag111:

Ватт на 300 при 40 вольтах.

mirenergii.ru

Originally posted by ag111:

Где искать методику расчета?

Вам при БП понадобиться таки расчет или генератор? Сделайте сначала хоть какой-нибудь, потом будете думать, как оптимизировать.

Взять готовый и заменить в нём магниты на более сильные с Алиэкспресса (соблюдая полярность)?

Originally posted by SЁM:

Взять готовый

Где?

ScrewDriver78:

Где?

Как то так делается youtube.com но расчетов там никаких, только практическое исполнение. Или так полностью самостоятельная сборка youtube.com

Но я думаю ТС это видел, раз уж задает вопрос по расчетам? А вот мощность генератора будет зависеть в большей мере от катушек я думаю, ну при условии если он уж совсем коряво не собран. Так как регулировать мощность постоянных магнитов вы все равно не можете.

ЗЫ что касается методик расчета, мое ИМХО - любая самая идеальная схема на практике работает не так как на бумаге

ЗЫЫ еще один ответ на вопрос - где взять готовый что бы прямо совсем не парится? Мотор-колесо от электровелосипеда, безредукторное крайне желательно, с рекуперацией + контроллер с того же комплекта. Я думаю это будет намного проще и в конечном счете дешевле чем самому такой генератор ваять. А мотор на 0.5-1 КВт в режиме рекуперации как раз и даст необходимую ТСу мощность генерации при пожалуй минимальном весе. Вряд ли на коленке получится склепать что то компактнее, надежнее и мощнее.

Я вообще не очень понимаю, о каких "расчетах" может идти речь, если совершенно неизвестна изначальная конструкция генератора, которых, на самом деле, херова туча вариантов.
Ну и по магнитам - как что можно рассчитать, если совершенно неизвестно, что там из китая приедет, с какой индукцией. Это вообще нигде не указано и никем не гарантируется.

Originally posted by lv333:

Как то так делается

Да как делается, этого навалом в интернетах. И все на магнитах с алиэкспресса. SЁM же готовый предлагает взять где-то.

Originally posted by SЁM:

и заменить в нём магниты на более сильные

Если бы всё было так просто, можно было бы бесконечно мощность наращивать. А если с алиэкспресса придут более слабые?

Originally posted by lv333:

Так как регулировать мощность постоянных магнитов вы все равно не можете.

Можно регулировать зазор между магнитами и катушкой, например.

ScrewDriver78:
Я вообще не очень понимаю, о каких "расчетах" может идти речь, если совершенно неизвестна изначальная конструкция генератора, которых, на самом деле, херова туча вариантов.
Ну и по магнитам - как что можно рассчитать, если совершенно неизвестно, что там из китая приедет, с какой индукцией. Это вообще нигде не указано и никем не гарантируется.

Если бы всё было так просто, можно было бы бесконечно мощность наращивать. А если с алиэкспресса придут более слабые?

Дописал пост, по поводу мотор-колес.

Originally posted by lv333:

Я думаю это будет намного проще и в конечном счете дешевле

Проще - наверняка, хотя я вот не знаю, например, где такое колесо купить можно отдельно. Наверное выйдет эффективней и надежней, чем самоделка, как и любая промышленная разработка. А вот дешевле - точно не выйдет.

Originally posted by ScrewDriver78:

я вот не знаю, например, где такое колесо купить можно отдельно

ecoelectro.com.ua

Originally posted by ScrewDriver78:

А вот дешевле - точно не выйдет.

Если сами сможете токарить,-дешевле однозначно.Если нет,-скорее всего тоже будет дешевле.

ScrewDriver78:
А если с алиэкспресса придут более слабые?

Более слабые чем какие? Если "для опытов" взять генератор от какого-нибудь старья 60х-70х годов, то скорее всего магниты с Али будут сильнее.

Originally posted by SЁM:

Если "для опытов" взять генератор от какого-нибудь старья 60х-70х годов

Где именно вы предлагаете его "взять"?

Originally posted by jim hokins:

Если сами сможете токарить,-дешевле однозначно.Если нет,-скорее всего тоже будет дешевле.

На киловатт там колесо неслабо стОит. В самодельном генераторе платим только за магниты и подходящую готовую автомобильную или велосипедную ступицу с подшипниками, это будет существенно дешевле, и токарить ничего не надо. Катушки мотаются на картонных каркасах и заливаются в монолит эпоксидкой, да, вот за эпоксидку еще деньги. Проволоку же настоящий вышивальщик обязан найти в своих запасах.

3000-5000 оборотов
да Вы батенька оптимист однако

Делал ради интереса разные генераторы из неодимовых магнитов
вроде и работают но мощей всеравно маловато получаются
для генераторов мощностью Ватт на 300 надо много магнитов

у меня 40 магнитов по 20мм в диаметре
ставил диод на 14 вольт, более 100 ватт так и не удалось достигнуть, но ошибка была в обмотке как я думаю (длина проволоки, диаметр колец, количество витков, диаметр самой проволоки) на такие вопросы даже обмотчики превильно не ответят.
Забил на создание генератора именно по той причине что не было рядом гуру который мог подсказать техническую часть по обмоткам виткам и так далее.

Конструкция генератора задается условием оптимизации массы. Теоретически чем больше скорость, тем больше мощность на единицу массы. Пока ротор не порвет. А вот какая катушка оптимальна для магнита и заданной скорости наверное кто-то умеет оценивать? Магнит наверное можно контролировать по силе отрыва.

Ветрогенераторщики боятся залипания, при большой скорости ротора это не критично. Сердечники катушек себя окупают? По массогабаритной отдаче?

Как крайний случай. Просто как пример. Например генератор 3 магнита и 6 катушек, и генератор 6 магнитов и 3 катушки. Оптимизированный по мощности каждый. Какой будет легче?

Originally posted by ag111:

Например генератор 3 магнита и 6 катушек

По-моему вы не можете произвольно менять количество магнитов и катушек. Оно должно быть согласовано, иначе у вас или токив разных катушках будут противонаправлены, или половину времени катушки будут простаивать.

Originally posted by ag111:

Теоретически чем больше скорость, тем больше мощность на единицу массы.

Ничего подобного; у катушек сильно ненулевая индуктивность, особенно у катушек с сердечником, и ток в них не может меняться мгновенно. Значит, для конкретной конструкции катушек (диаметр, количество витков) будет предельное значение изменения внешнего магнитного поля, при котором ток не будет успевать меняться вслед за ним, произойдет насыщение и токоскоростная характеристика завалится в горизонталь. Можете посмотреть токоскоростные характеристики автомобильных генераторов, по физическому принципу работы они такие же, только ротор не на постоянных магнитах, а подмагиченная катушка.

ScrewDriver78:

Ничего подобного; у катушек сильно ненулевая индуктивность, особенно у катушек с сердечником, и ток в них не может меняться мгновенно. Значит, для конкретной конструкции катушек (диаметр, количество витков) будет предельное значение изменения внешнего магнитного поля, при котором ток не будет успевать меняться вслед за ним, произойдет насыщение и токоскоростная характеристика завалится в горизонталь. Можете посмотреть токоскоростные характеристики автомобильных генераторов, по физическому принципу работы они такие же, только ротор не на постоянных магнитах, а подмагиченная катушка.

Совершенно верно. Тут просто есть такой момент от чего отталкиваться при расчетах? Те цифры которые можно вставлять даже в те же простые формулы которые хочет получить ТС, не пишут на китайских магнитиках. Кроме того когда мотаешь катушки на коленке, очень сложно предугадать их параметры в конечном итоге. В итоге можно долго и нудно сидеть и считать потом потратить кучу сил, денег и сварганить фигню которая даже примерно не будет давать желаемые результаты. Конечно можно пойти путем "повторенья мать ученья" и в конечном итоге в енной по счету модели и будут нужные характеристики. Это тоже путь конечно, и может он и кому то подойдет.. . Поэтому я и говорю на что проще, и в конечном счете дешевле купить готовый генератор с мотор колеса. Но как говорится - хозяин барин.

ScrewDriver78:

Ничего подобного; у катушек сильно ненулевая индуктивность, особенно у катушек с сердечником, и ток в них не может меняться мгновенно. Значит, для конкретной конструкции катушек (диаметр, количество витков) будет предельное значение изменения внешнего магнитного поля, при котором ток не будет успевать меняться вслед за ним, произойдет насыщение и токоскоростная характеристика завалится в горизонталь. Можете посмотреть токоскоростные характеристики автомобильных генераторов, по физическому принципу работы они такие же, только ротор не на постоянных магнитах, а подмагиченная катушка.

Кто мне мешает менять число катушек, найду - убью Шутка.

Если подпитывать сильнотоковые аккумуляторы, то наверное мне неважно, постоянный или пульсирующий ток. Кстати, от самодельного генератора наверное сборку лучше подпитывать по слоям, каждый слой 4.2 или 3.6 Вольта от своих катушек.

Формула то действительно простая, индукция * длину * скорость. Индукция по максимуму 1 Тесла. Длина - длина магнита с поправкой на неравномерность поля, Оцениваем длину импульса зарядного тока по оси времени. Теоретически вроде понятно.

Originally posted by ag111:

Оцениваем длину импульса зарядного тока по оси времени.

Очень много неучтенного. А форма катушки? Вы ведь не линейный проводник проводите в поле. Часть витков ближе к максимуму поля, часть дальше. А форма магнита? А зазор между катушкой и магнитом? А индуктивность катушки? А активное сопротивление катушки? Это всё электротехнические параметры, а дальше если рассматривать оптимизацию массы, возникает ряд вопросов - как быть с толщиной магнитов, какая оптимальная? А сколько будет весить ступица такой конструкции, чтобы она была достаточно механически прочной? А сердечники в катушках нужны или нет? Они повышают отдачу - но настолько же и увеличивают индуктивность, то есть ограничивают сверху зону эффективных оборотов. А катушки сами каким проводом мотать? Тонким - меньше масса, но растет активное сопротивление и потери на тепло в катушках, толстым - потери падают, КПД растет, но растут и габариты и вес статора, и растут размеры самих катушек с заданным количеством витков - значит, надо увеличивать диаметры магнитов, чтобы взаимодействие было эффективным.
Вы чувствуете, сколько я уже разменов между оптимальными характеристиками вам накидал? А это только то что на поверхности. И как такое можно формализовать?

А вот еще: http://www.physicstoys.narod.r... Generator1.html - звезда и треугольник. У треугольника при прочих равных существенно выше КПД на высоких оборотах, но на малых оборотах низкое напряжение, у звезды напряжение достигает достаточного для заряда АКБ с мЕньших оборотов, но на высоких оборотах больше уходит в тепло. Какой выбрать - зависит от применения.

В принципе я в проблему врубился, всем спасибо. Надо сделать оценочные расчеты, тогда станет ясно. Но считать разумно пока не могу, на работе всякая фигня все соки выпивает. Врубаюсь в проблему в порядке отдыха.

Originally posted by ag111:

Надо сделать оценочные расчеты

Они будут абсолютно бесполезными. Надо делать экспериментальный образец, снять его характеристики и потом уже искать пути уменьшения или хотя бы неувеличения массы при увеличении мощности - если именно это вам критично.
Но я уверен, что необходимые элементы конструкции - валы, подшипники, диски, корпусные элементы - будут определять массу, а не магниты и катушки. Магнитов и катушек надо просто стремиться впихнуть максимум в выбранные размеры. А потом масштабировать удачный образец.

Если тема интересна, буду выкладывать промежуточные расчеты. Для начала выберем радиус положения магнита 0.1 м. При 3000 об/м, 50 об/с, получим линейную скорость порядка 30 м/с. Эт че, уже 900 g ? При массе магнита 7.31 гр вес порядка 7 кгс? Оргстекло на ротор не пойдет?

Originally posted by ag111:

Оргстекло на ротор не пойдет?

Алюминий адназначна и даже не в центробежной силе дело. В алюминии можно делать отверстия для посадки магнитов внатяг и магниты в них запрессовывать без дополнительного крепления. А в оргстекле вы не сможете достаточно жестко и надежно их закрепить, и от неизбежной вибрации всё разболтается и потрескается - или отверстия под магниты, или крепление оси.

Неиспользуемую площадь ротора можно будет облегчить перфорированием.

И балансировка потребуется, статическая хотя бы.

Originally posted by ag111:

Оргстекло на ротор не пойдет?

при

Originally posted by ag111:

3000 об/м

?

А откуда 3000 оборотов? Вы редуктор еще мастерить будете?

terranin:
А откуда 3000 оборотов? Вы редуктор еще мастерить будете?

вообще то в начальном топике:

Задача собрать генератор минимального веса. Обороты 3000 .. . 5000 об/мин. Ватт на 300 при 40 вольтах.

И вроде как ничего не написано о том что ТС собрался кукой за ось крутить этот генератор...

Привод от ДВС сравнимой мощности. С использованием вала ДВС на собственных подшипниках. Для малых движков 3000 это немного больше холостых. Или низкие средние.

ag111:
Привод от ДВС сравнимой мощности. С использованием вала ДВС на собственных подшипниках. Для малых движков 3000 это немного больше холостых. Или низкие средние.

А в чем тогда фича строить гену самому? При наличии в продаже недорогих заводских высокоскоростных генераторов, с оптимизированными параметрами? Обычно этой муйней занимаются ловцы ветра, там, как раз скорости маленькие и покупные гены дороговаты.

Если никто не возражает продолжим. Одиночный магнит 2 см пролетая мимо одиночного проводника 2 см при 1 Тесла 30 м/с создаст ЭДС 0.6 В амплитудных в пике длительностью 0.0007 с. Правильно?

Теперь чего я не знаю. Какой ток будет в проводнике, если его закоротить? Отрицательная полуволна будет? Вроде нет. Как решить задачу на оптимум полученной электроэнергии на внешней нагрузке? Для этого акта элементарного взаимодействия. От фонаря предполагаю, что на внешнем сопротивлении напряжение в пике должно быть 0.3 В. А какой будет ток?

terranin:

А в чем тогда фича строить гену самому? При наличии в продаже недорогих заводских высокоскоростных генераторов, с оптимизированными параметрами? Обычно этой муйней занимаются ловцы ветра, там, как раз скорости маленькие и покупные гены дороговаты.

Относительно простой покупной генератор стоит скажем на Вятке. При мощности порядка 50 Вт не всякий штангист оторвет его от Земли. Всякие остальные либо имеют обмотки возбуждения, либо не подходят по напряжению, мощности, и все очень тяжелые. Хочется понять, где потребителя ная... вают.

Originally posted by ag111:

Какой ток будет в проводнике, если его закоротить?

А вам зачем одиночный проводник? У вас не проводник, а таки катушка с определенным количеством витков и определенной индуктивностью. И определенной, кстати, добротностью, определяющей КПД и потери. На нее воздействует переменное магнитное поле. По сути это трансформатор с воздушным сердечником, его и надо считать.

Originally posted by ag111:

Всякие остальные либо имеют обмотки возбуждения, либо не подходят по напряжению, мощности, и все очень тяжелые.

Дело в том, что производители промышленных генераторов стремятся сделать их механически прочными, защищенными от внешних воздействий и с надлежащим теплоотводом. Вы же эти факторы в расчет оптимизации веса включать не планируете?

Originally posted by ag111:

Какой ток будет в проводнике, если его закоротить?

ЭДС делить на сопротивление проводника.

Originally posted by ag111:

Отрицательная полуволна будет?

А как же? Сначала магнитное поле нарастает, потом становится постоянным, потом спадает. Ток, соответственно, появится, потом спадет до нуля, потом появится обратный.

ScrewDriver78:

ЭДС делить на сопротивление проводника.

Не может быть. Не верю. (с)

В указанных условиях легко поставить проводник скажем в сотую ома. И что, 60 А будет?

как мне представляется, ток в проводнике сам создает противодействующее магнитное поле.