3D iliyochapishwa Axial Flux Alternator na Dynamometer: Hatua 4 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

ACHA !! SOMA HII KWANZA !!! Hii ni rekodi ya mradi ambao bado uko katika maendeleo, tafadhali jisikie huru kutoa msaada.

Lengo langu la mwisho ni kwamba aina hii ya motor / alternator inaweza kuwa muundo wazi wa chanzo wazi. Mtumiaji anapaswa kuingiza vigezo kadhaa, kama torque, kasi, sasa, volts / rpm, saizi za kawaida za sumaku na labda nafasi inapatikana, na safu ya faili za kukata za 3D zinazoweza kuchapishwa na.dxf zinapaswa kuzalishwa.

Kile nilichofanya ni kuunda jukwaa ambalo linaweza kudhibitisha muundo ulioiga, ambao unaweza kubadilishwa kuwa kifaa bora zaidi na jamii.

Kwa sehemu, hii ni sababu moja ambayo nimeweka hii na dynamometer. Dynamometer hupima kasi na kasi kuruhusu hp, au shimoni la Watt kupimwa. Katika kesi hii nimejenga njia mbadala na kupitisha, shimoni iliyosimama, ambayo inafanya kuanzisha mfumo wa baruti rahisi, na kwa hivyo inaweza kusanidiwa kuendeshwa kama motor na RC ESC (natumai), na kipimo kilichopimwa juu ya pato, pamoja na kasi, V na Amps, ikiruhusu ufanisi wa magari kuamua.

Kwa madhumuni yangu inaweza kuendeshwa na motor ya kasi inayobadilika (ziada kutoka kwa kuchimba visivyo na waya, na kushuka chini), na pembejeo ya wakati wa shimoni, na V na Amps nje, ikiruhusu ufanisi wa kweli kuzalishwa, na mizigo ya turbine inayotarajiwa kuigwa.

Kwa hali hii ninatumahi kutumia RC ESC inayoweza kutengeneza brakti ya kuzaliwa upya, na labda Arduino kudhibiti mzigo ambao VAWT yangu hubeba kufikia MPPT (Multi Power Point Tracking).

MPPT hutumiwa katika umeme wa jua na vile vile udhibiti wa turbine ya upepo, lakini ni tofauti kidogo kwa upepo. Kwa nguvu ya upepo suala kubwa ni kwamba kadiri kasi ya upepo inavyoongezeka maradufu 10km / hr hadi 20km / hr, nguvu inayopatikana kutoka upepo huongezeka na mchemraba, kwa hivyo mara 8. Ikiwa 10W zinapatikana kwa 10km / hr, basi 80W zinapatikana kwa 20km / hr. Ni nzuri kuwa na nguvu zaidi, lakini njia mbadala huongeza mara mbili tu kama kasi inavyoongezeka mara mbili. Kwa hivyo ikiwa una kibadilishaji bora kwa upepo wa 20km / hr, mzigo wake unaweza kuwa na nguvu sana kwamba kwa 10km / h hata haitaanza.

Kinachofanywa na MPPT ni kutumia swichi nzito ya hali ngumu ya ushuru, kukatiza na kisha unganisha mbadala haraka sana. Inakuwezesha kurekebisha mzigo ubadilishaji unaobadilishwa, na Multi, ya MPPT, inamaanisha kuwa unaweza kuweka mizigo tofauti kwa kasi tofauti.

Hii ni muhimu sana, kwani kila aina ya turbine hukusanya nguvu zao za juu wakati mzigo unalingana na nishati inayopatikana, au kasi ya upepo.

HIVYO

Hii sio kichocheo, ingawa ninaamini inaweza kunakiliwa kutoka kwa kile nilichochapisha, na ningefurahi kutoa habari zaidi lakini ninashauri kwamba chaguo bora itakuwa kupendekeza maboresho kwangu, kabla ya mashindano ya Circuits na Sensors kumalizika, ili niweze kuzingatia, kujibu, na labda kuboresha hii inayoweza kufundishwa.

Nitaendelea kusasisha, kurekebisha na kuongeza habari, kwa hivyo ikiwa ni ya kupendeza sasa, unaweza kutaka kuingia tena kwa muda kidogo, lakini natumaini kupata kidogo kabla ya mashindano ya Sensorer kumaliza tarehe 29/19.

Pia, mimi sio mnyama haswa wa kijamii, lakini napenda kupigapiga mgongoni mara kwa mara, na hiyo ni sababu moja wapo hapa:-) Niambie ikiwa unafurahiya kuona kazi yangu, na unataka kuona zaidi,, tafadhali:-)

Mradi huu ulitokea kwa sababu nilitaka mzigo unaoweza kudhibitiwa kwa kujaribu miundo yangu ya turbine, na nilitaka izalishwe kwa urahisi, ili wengine waweze kuitumia pia. Ili kufikia mwisho huu, nilijizuia kubuni kitu ambacho kinaweza kujengwa na printa ya FDM tu, hakuna zana zingine za mashine zinazohitajika. Haionekani kuwa na bidhaa nyingi za kibiashara ambazo zinajaza hitaji la mwendo wa kasi, kasi ya chini, kibadilishaji kisichobaki, ingawa kuna chache kutoka China. Kwa ujumla hakuna mahitaji mengi kwa sababu mifumo ya gia ni ghali sana na umeme ni rahisi sana.

Nilichotaka ni kitu kilichozalisha karibu 12V kwa 40-120 rpm, na karibu 600-750W saa 120-200rpm. Pia nilitaka iweze kuendana na watawala wa gharama nafuu wa 3A wa PMA kutoka ulimwengu wa RC (Watawala wa kasi wa kielektroniki wa ESC). Sharti la mwisho lilikuwa kwamba iwe mkimbiaji wa nje (kesi au ganda na sumaku huzunguka, wakati shimoni na stator, imesimama), na shimoni ambayo hupita kupitia kesi hiyo, na stator ambayo inashikilia kwenye shimoni.

Hii ya kufundisha ni kazi inayoendelea, na ninaituma ili watu waweze kuona maoni ya mchakato huo, sio sana kwa sababu nadhani wanapaswa kuiiga. Jambo muhimu ningebadilisha ni kwamba sahani ya kuunga mkono waya niliyoijenga haina nguvu ya kutosha kupitisha uwanja wa sumaku karibu na pete, kwa hivyo utaftaji mkubwa wa sumaku uliolipwa kwa sumaku hizo hupotea nyuma. Ninapofanya upya muundo, ambao nitakuwa nikifanya hivi karibuni, ningeweza kuifanya sahani za kuunga mkono za sumaku kama cnc iliyokata sahani za chuma. Chuma itakuwa ya bei rahisi, yenye nguvu zaidi, na ingerahisisha ujenzi huu. Ilikuwa ya kupendeza kufanya mchanganyiko wa FDM / waya / plasta kama nilivyoonyesha hapa, na kwa chuma iliyobeba PLA, mambo yangekuwa tofauti pia. Niliamua ingawa ninataka kitu ambacho kitadumu kweli, hivyo sahani za chuma.

Nimefanya maendeleo mazuri kwenye toleo hili, ambalo nitatumia kupima VAWT hii. Siko hapo kabisa kwa suala la utendaji wa chini wa voltage bado. Nadhani Wattage / Torque yangu iko kwenye uwanja wa kulia, nitasasisha kadri mambo yanavyoendelea lakini kwa wakati huu kile ninacho kina nafasi nzuri ya kuwa mzigo unaoweza kudhibitiwa ninaohitaji. Wakati wafu wamepunguzwa inaonekana kuwa na uwezo wa kutoa upinzani kidogo wa wakati, zaidi ya kutosha kujaribu turbine. Ninahitaji tu kuanzisha benki ya upinzani inayodhibitiwa, na nina rafiki ambaye ananisaidia na hiyo.

Jambo moja nitashughulikia kwa kifupi ni kwamba kama watu wengi sasa, nimekuwa na printa ya 3D (FDM-kutumia PLA) kwa miaka michache, ambayo nimefurahiya kutoka 20-30kg. Mara nyingi mimi huona inafadhaisha ingawa kama sehemu za saizi / nguvu yoyote ni ghali na polepole sana kuchapisha, au bei rahisi, haraka na hafifu.

Najua ni maelfu ngapi ya printa hizi za 3D huko nje, mara nyingi hawafanyi chochote kwa sababu inachukua muda mrefu, au hugharimu sana kutengeneza sehemu muhimu. Nimekuja na suluhisho la kupendeza la sehemu zenye nguvu zaidi kutoka kwa printa moja na PLA.

Ninaiita "muundo uliomwagika", ambapo kitu kilichochapishwa (kilicho na sehemu 1 au zaidi zilizochapishwa, na wakati mwingine fani na shafts), hufanywa na voids iliyoundwa kutiliwa kamili ya kijazo cha kujaza kioevu. Kwa kweli, chaguzi zingine zilizo wazi za kujaza hutiwa kama epoxy iliyobeba nyuzi fupi za glasi iliyokatwa, ambayo inaweza kutumika kwa nguvu kubwa na mikutano ya uzani mwepesi. Ninajaribu gharama ya chini, wazo la urafiki zaidi pia. Upande wa pili wa mkutano huu "uliomwagika", ni kwamba patupu au utupu utakayojazwa, inaweza kuwa na kipenyo kidogo cha vitu vikali, vilivyopigwa tayari kwenye "mold / kuziba" iliyochapishwa, ambayo hufanya muundo unaosababishwa muundo wa vifaa, na muundo, sehemu iliyosisitizwa Ngozi (ala ya PLA), lakini ikiwa na kiini cha juu cha kukandamiza ambacho kinajumuisha vitu vyenye nguvu nyingi. Nitafanya kufundisha kwa pili nikiwa na hii, kwa hivyo nitazungumza juu yake hapa, tu kufunika jinsi inavyohusu ujenzi huu.

Hatua ya 1: Orodha ya Vifaa na Mchakato

PMA inajumuisha makusanyiko 3, kila mkutano una au unatumia sehemu na vifaa anuwai.

Kutoka juu (upande wa kuzaa) hadi chini (upande wa stator), 1. Kuzaa Vimumunyishaji na Mpangilio wa Juu wa Kuzaa

2. Stator

3. Mpangilio wa Sumaku ya Chini

1. Kubeba kubeba na safu ya Juu ya Sumaku

Kwa hili nilitumia sehemu zilizochapishwa za 3D zilizoorodheshwa hapo juu

1. 150mm8pole mag juu na msaada wa kubeba CV5.stl,
2. kuzaa upande sahani ya ndani
3. kuzaa upande sahani ya nje
4. 1 "ID inayojiweka sawa (kama inavyotumiwa katika vizuizi vya kawaida vya mto ++ ongeza kiunga cha mtandao),
5. 25 'ya 24g waya wa chuma
6. 15 'ya 10g waya wa chuma
7. 2 rolls pamba coarse chuma

Kwa hiari waya mzito wa chuma na sufu ya chuma inaweza kubadilishwa na sahani za kuunga mkono chuma, kukatwa kwa ndege ya laser / maji, au sahani ya kuunga mkono ya magnetic iliyochapishwa ya 3D inaweza kuwa inawezekana (lakini waya mzito wa chuma bado ni wazo nzuri kwani itapinga deformation ya plastiki juu ya wakati). Nimejaribu kutupa sahani ya kuunga mkono na epoxy iliyobeba na poda ya oksidi ya chuma na kufanikiwa. Kuboresha uunganisho wa flux kati ya sumaku kwenye safu baadaye kwa kutumia sahani ya kuunga mkono inayofaa inapaswa kuongeza Volts nje kwa rpms za chini. Pia ni vizuri kuzingatia kwamba hii ndio sehemu kuu ya kimuundo, na bamba la nyuma huhamisha vikosi kutoka kwa sumaku hadi kwenye machapisho ya jacking. Nguvu za sumaku zinazovuta bamba kwa kila mmoja zinaweza kuwa mamia ya lbs, na nguvu huongezeka kwa kasi (Cubed, hadi nguvu ya tatu) kadri sahani zinavyokaribiana. Hii inaweza kuwa hatari sana, na utunzaji lazima uchukuliwe na zana na vitu vingine vyovyote ambavyo vinaweza kuvutiwa na sahani iliyokusanyika au imerudi!

Nilitumia karibu 300ft ya waya ya sumaku iliyofunikwa 24g kwenye vilima ambavyo nitashughulikia kwa undani baadaye.

Hatua ya 2: Uzushi wa Sahani za Sumaku

Katika kibadilishaji hiki cha axial flux, kupunguza kuziba, na kuongeza pato, ninatumia safu mbili za sumaku, moja kwa kila upande wa coil za stator. Hii inamaanisha kuwa hakuna msingi wa sumaku unahitajika kuteka uwanja wa sumaku kupitia vilima vya shaba, kama vile jiometri nyingi za motor / alt. Kuna miundo kadhaa ya axial flux ambayo hutumia cores za ferris, na naweza kujaribu majaribio kadhaa kwa njia hiyo baadaye. Ningependa kujaribu vifaa vyenye kubeba chuma vya 3d.

Katika kesi hii, nimechagua safu ya sumaku 8 kwa karibu mduara wa 150mm, nikitumia sumaku adimu 1 "x1" x0.25. Ukubwa huu ulikuwa kuhakikisha kwamba sehemu zote zinatoshea kwenye kitanda cha kuchapisha cha 210mm x 210mm. Kwa ujumla nilipima kibadilishaji hiki kwanza kwa kuelewa kuwa kipenyo kikubwa, ni bora kwa suala la volts kwa rpm, kwa hivyo ilifanya iwe kubwa kama inavyostahili kitanda changu cha kuchapisha. FYI, kuna sababu zaidi ya moja kubwa ni bora: nafasi zaidi ya sumaku, mbali sumaku zinatoka katikati, wanasafiri kwa kasi zaidi, na kuna nafasi zaidi ya shaba pia! Vitu hivi vyote vinaweza kuongeza haraka! Walakini hitimisho ambalo nimekuja ni kwamba katika safu hii ya ukubwa, kawaida mfumo wa mtiririko unaweza kuwa ujenzi bora wa nyumba. Rotors ndogo hazina nafasi kubwa, na vitu vinaweza kubana sana, haswa ikiwa unafanya shimoni kama nilivyofanya katika muundo huu. Pia ikiwa sumaku yako (urefu wa radial) ni ndogo ukilinganisha na kipenyo chako cha rotor, kama hii, (takribani sumaku 6 "kwa 1"), kisha windi ng inashangaza kidogo na mwisho wa ndani kuwa karibu urefu wa 1/2 tu wa nje.

Rudi kwa kufundisha! Njia ambayo nimekusanya sahani za sumaku za alternator hii ni kwanza gundi sahani ya sumaku (kijani) kwenye bamba nyekundu / sahani ya kuunga mkono. Kisha nikaweka bamba la sumaku kwenye tabaka nyembamba chache za plywood (kama unene.75 nene), na kuziweka zote mbili kwenye sahani nzito ya chuma, ili kuruhusu sumaku kubana mkutano mahali hapo. Kisha nikajaza waya wa chuma, kwenye nyuma ya mabamba ya sumaku. Hii haikuenda kama vile nilivyotarajia. Uga wenye nguvu wa sumaku ulivuta waya kuelekea katikati ya sumaku, na sikufanikiwa kuinama kila safu, ya waya ili kutoshea mahali pengine., bila kushinikiza kanga ya kwanza. Nilitumaini kwamba ningeweza tu kung'oa waya ndani, na mtiririko wa sumaku ungeifunga. Halafu nilijaribu kukata pete za waya, na hii ilikuwa bora, lakini bado mbali na kile ningependa nilitarajia katika suala la kupata sahani nzuri ya kuungwa mkono kutoka kwa waya. Njia ngumu zaidi za kufanikisha hii zinawezekana, na zinaweza kuwa na majaribio ya baadaye. Nilijaribu pia kutumia sufu ya chuma, iliyofungwa kwenye uwanja wa sumaku, kama sahani ya kuunga mkono, au mtiririko. Njia ya kurudi. Hii ilionekana kufanya kazi, lakini wiani halisi wa chuma haukuonekana kuwa juu sana, kwa hivyo mimi di sikujaribu ufanisi wake, kwa sehemu kwa sababu niliamini muundo wa waya kuwa muhimu kwa mizigo ya mitambo kwenye sahani za sumaku. Pamba ya chuma pia inaweza kuwa na thamani ya uchunguzi wa siku zijazo, hata hivyo ndege ya maji hukata sahani za chuma kuna uwezekano chaguo jingine nitajaribu.

Ifuatayo, nilichukua sehemu iliyochapishwa ya rangi ya machungwa ya 3D, na nikasokota waya kupitia na kuzunguka, kando na kile kilichoonekana kwangu kuwa mwelekeo wa mzigo wa juu zaidi, bolt kwa bolt, na bolt kuweka mara chache kila kona. Pia nilijifunga karibu na mashimo ya bolt ambapo fimbo yote ya nyuzi hupita kama machapisho ya kuweka na kuweka nafasi kati ya mabamba.

Baada ya kuridhika kuwa bamba la sumaku na flange zilitosha vya kutosha, na sahani ya kuunga mkono ya rangi ya machungwa ilikuwa imefungwa kwa kuridhisha na waya wa kuimarisha, nilijiunga na hizo mbili na gundi. Utunzaji unahitaji kuchukuliwa kwani kiunga hiki cha gundi kitahitaji kuwa na maji nyembamba, au karibu. Nilikuwa na uvujaji mara mbili za kwanza, na ni fujo, hupoteza plasta nyingi, na ni dhiki zaidi kuliko unahitaji. Ningependekeza kupendekeza kuweka rangi ya samawati au fizi nyingine ya Bubble kama adhesive isiyo ya kudumu karibu na kuziba uvujaji haraka. Sehemu zinapojumuishwa tu, jaza na nyenzo ya kuimarisha ya chaguo lako. Nilitumia plasta ngumu, iliyobadilishwa na gundi ya PVA. Plasta hiyo inapaswa kufikia 10, 000 psi compsi, lakini sio sana katika mvutano (kwa hivyo waya). Ningependa kujaribu epoxy na glasi iliyokatwa, na cabosil, au saruji na viambatisho.

Jambo linalofaa juu ya plasta, ni kwamba mara tu itakapopiga teke una wakati kidogo ambapo ni ngumu, lakini dhaifu na uvujaji au matone yanaweza kufutwa au kubanjuliwa kwa urahisi.

Katika muundo huu, kuna sahani mbili za sumaku. Moja ina kuzaa, kiwango cha 1 mto wa kuzuia kitengo cha kujipanga. Nilibonyeza yangu kwenye safu ya sumaku mapema. Kwa programu ambayo nimeiunda, kuzaa kwa pili kutapatikana kwenye turbine juu ya alternator, kwa hivyo mimi ilitumia kubeba moja tu ya kujipanga. Hii ilikuwa maumivu kidogo mwishowe. Sehemu hizi pia zinaweza kukusanywa na kila sahani ya sumaku ikiwa na kuzaa, ikiwa waya za pato kutoka kwa stator zingeongoza ndani kupitia shimoni lililowekwa. ruhusu propellors zinazozunguka kupandikizwa kwenye shimoni / bomba la kawaida, lisilozunguka.

Hatua ya 3: Kuunda Stator

Kwa kuzingatia mada yangu ya kujaribu kuelezea kile nilichofanya, na kwanini ilionekana kama wazo nzuri wakati huo, stator itahitaji nafasi zaidi.

Katika PMA, kwa ujumla vilima vimesimama, wakati mikusanyiko ya sumaku inazunguka. Hii sio wakati wote kesi, lakini karibu kila wakati. Katika mkutano wa axial flux, na uelewa wa "kanuni ya mkono wa kulia" ya msingi, inaeleweka kuwa kondakta yeyote atakayekutana na uwanja unaozunguka wa sumaku, atakuwa na umeme wa sasa na wa umeme kati ya ncha za waya, na kiwango cha sasa kinachofaa ni sawa kwa mwelekeo wa shamba. Ikiwa uwanja unasonga sambamba na waya (kwa mfano, kwenye duara kuzunguka mhimili wa mzunguko), hakuna sasa muhimu itazalishwa, lakini mikondo muhimu ya eddy itazalishwa, ikipinga harakati za sumaku. Ikiwa waya inaendesha kwa njia moja, basi voltage ya juu na pato la sasa litafikiwa.

Ujanibishaji mwingine ni kwamba nafasi iliyo ndani ya stator, kupitia ambayo mtiririko wa sumaku hupita wakati wa kuzunguka, kwa kiwango cha juu cha utaftaji wa maji, inapaswa kujazwa na shaba nyingi, zote zimewekwa kwa kadiri iwezekanavyo. Hili ni suala kwa mifumo ndogo ya axial flux flux, kama katika kesi hii, eneo linalopatikana kwa shaba karibu na shimoni ni sehemu ya eneo kwenye ukingo wa nje. Inawezekana kupata shaba 100% katika eneo la ndani zaidi lililokutana na uwanja wa sumaku, lakini ndani ya jiometri hii ambayo inakupa tu labda 50% kwenye ukingo wa nje. Hii ni moja ya sababu kali za kukaa mbali na miundo ya axial flux ambayo ni ndogo sana.

Kama nilivyosema hapo awali, mafundisho haya sio juu ya jinsi nitafanya tena, zaidi ni kuelekeza kwa njia zingine ambazo zinaonekana kuahidi, na kuonyesha mashimo kadhaa ambayo yanaweza kufikiwa kwenye njia hii.

Katika kubuni stator nilitaka kuifanya iwe rahisi iwezekanavyo kwa suala la volts pato kwa rpm, na nilitaka iwe 3phase. Kwa ufanisi wa hali ya juu, kupitia kupunguza mikondo ya eddy inayotengenezwa, "mguu" wowote (kila upande wa coil inapaswa kufikiriwa kama "mguu") inapaswa kukutana na sumaku moja kwa wakati mmoja. Ikiwa sumaku ziko karibu pamoja, au zinagusa kama ilivyo katika motors nyingi za pato kubwa, wakati "mguu" unapitia ubadilishaji wa magnetic flux, mikondo muhimu ya eddy itatengenezwa. Katika matumizi ya gari hii haijalishi sana, kwani coil inapewa nguvu na mtawala wakati iko katika maeneo sahihi.

Nilipunguza safu ya sumaku na dhana hizi akilini. Sumaku nane katika safu hiyo ni 1 "kote, na nafasi kati yao ni 1/2". Hii inamaanisha kuwa sehemu ya sumaku ni 1.5 "ndefu, na ina nafasi ya 3 x 1/2" "miguu". Kila "mguu" ni awamu, kwa hivyo wakati wowote, mguu mmoja unaona mtiririko wa upande wowote, wakati wengine wawili wanaona mtiririko wa kusisitiza na kupungua kwa mtiririko. Pato kamili la awamu ya 3, ingawa kwa kutoa nafasi ya upande wowote nafasi hii (kupunguza mikondo ya eddy), na kutumia sumaku za mraba (au umbo la pai), mtiririko unakaribia kilele mapema, unakaa juu, kisha huanguka hadi sifuri haraka. Aina hii ya pato nadhani inaitwa trapezoidal, na inaweza kuwa ngumu kwa watawala wengine ninaoelewa. 1 "sumaku za mviringo katika vifaa sawa zitatoa zaidi wimbi la sine la kweli.

Kwa ujumla hizi njia mbadala zilizojengwa nyumbani zimejengwa kwa kutumia "koili", vifungu vya waya vilivyo na umbo la donut, ambapo kila upande wa donut ni "mguu" na nambari za coils zinaweza kushikamana pamoja, kwa safu au sambamba. Donuts hupangwa kwa duara, na vituo vyao vikiwa vimefuatana na katikati ya njia ya sumaku. Hii inafanya kazi, lakini kuna maswala kadhaa. Suala moja ni kwamba kwa kuwa makondakta sio radial, sehemu kubwa ya kondakta haipiti kwa digrii 90 kwenda kwa uwanja wa sumaku, kwa hivyo mikondo ya eddy hutengenezwa, ambayo huonekana kama joto kwenye coil, na upinzani wa kuzunguka kwenye safu ya sumaku. Suala jingine ni kwamba kwa sababu makondakta sio radial, hawapaki pamoja vizuri. Pato ni sawa sawa na kiwango cha waya unaoweza kutoshea katika nafasi hii, kwa hivyo pato hupunguzwa na "miguu" isiyo ya radial. Ingawa ingewezekana na wakati mwingine hufanywa katika miundo ya kibiashara, ili upinde coil na miguu ya radial, iliyounganishwa juu na chini, inahitaji urefu wa 2x kama upepo wa nyoka ambapo sehemu ya juu ya mguu mmoja imeunganishwa juu ya mguu unaofaa unaofuata, halafu chini ya mguu huo umeunganishwa kwa mguu unaofuata unaofaa, na kuendelea na kuendelea.

Sababu nyingine kubwa katika ubadilishaji wa Axial flux wa aina hii (sumaku zinazozunguka juu na chini ya stator), ni pengo kati ya sahani. Huu ni uhusiano wa sheria ya mchemraba, kwani unapunguza umbali kati ya sahani na 1/2, wiani wa magnetic flux huongezeka kwa 8x. Nyembamba unaweza kufanya stator yako, bora!

Kwa kuzingatia hili nilitengeneza jig yenye vilima vinne, na kuweka mfumo wa kupima karibu 50ft ya nyuzi za waya, na kuifunga jig mara 6, na kuunda vifurushi vya waya karibu na kipenyo cha 6mm. Hizi nazitoshea kwenye pete ya nafasi ya samawati, kuzifunga chini kupitia mashimo ili waya inaisha ikatoka nyuma. Hii haikuwa rahisi. Ilisaidiwa kidogo kwa kushika vifurushi kwa uangalifu ili isiwe huru, na kwa kutumia muda wangu na kutumia zana laini ya kutengeneza mbao kushinikiza waya ziingie. Mara zote zilipofungwa, pete ya nafasi ya bluu iliwekwa kwenye neli kubwa zaidi ya kutengeneza kijani kibichi, na kwa msaada wa chombo cha kutengeneza kijani kibichi, upande wa pili wa nuru ya kijani kibichi, ilisisitizwa kwa uangalifu na makamu wa benchi. Bafu hii ya kutengeneza ina gombo la waya zilizopindika kukaa. Hii inachukua muda na uvumilivu unapozunguka kwa uangalifu karibu zamu moja, bonyeza, zungusha, na endelea. Hii inaunda diski gorofa na nyembamba, huku ikiruhusu vilima vya mwisho kujazana. Unaweza kugundua kuwa vilima vyangu vyenye lobed 4 vina "miguu" ya moja kwa moja lakini unganisho la ndani na nje sio duara. Hii ilitakiwa kuifanya iwe rahisi kwao kubaki. Haikufanya kazi vizuri. Ikiwa ningeifanya tena ningefanya vilima vya ndani na nje vya mwisho vifuate njia za duara.

Baada ya kuifanya iwe gorofa na nyembamba, na kingo zimejaa chini, nilijaza Ribbon tambarare pembeni ili kuibana, na nyingine juu, chini na kuzunguka kila mguu halafu kwa ile iliyo karibu nayo pia. Baada ya hii kufanywa unaweza kuondoa waya za kufunga na ubadilishe kwenye bafu ndogo ya kubonyeza, na urudi kwenye makamu na ubonyeze kama nyembamba na gorofa iwezekanavyo. Mara tu ni gorofa, kisha uondoe kwenye bafu ya waandishi wa habari. Badala ya mchakato mgumu wa kutia nta kwa uangalifu na kufunika kama hii na misombo ya kutolewa, kwa ujumla mimi hutumia safu kadhaa za kunyoosha (kutoka jikoni). Weka tabaka kadhaa chini ya ukungu na uweke glasi ya nyuzi kwenye kifuniko cha kunyoosha. Ifuatayo ongeza bomba inayopanda stator, ambayo inafaa juu ya bomba la kijani kibichi, lakini ina safu ya kunyoosha na glasi ya nyuzi kati. Kisha ongeza stator ikirudi mahali kushinikiza kufunika kwa kunyoosha na glasi ya nyuzi na kufunga bomba linalopanda stator mahali. Kisha kurudi makamu na bonyeza gorofa tena. Mara tu inapofaa ndani ya bafu, na kitambaa cha kunyoosha na glasi ya nyuzi iliyowekwa ndani, kisha kitambaa cha glasi ya nyuzi huongezwa (na shimo katikati ya bomba linalopanda stator).

Sasa iko tayari kumwaga nyenzo za kushikamana, epoxy, au resini ya polyester hutumiwa kawaida. Kabla ya hii kufanywa kwa uangalifu ni muhimu kwani mara tu unapoanza mchakato huu huwezi kuacha kabisa. Nilitumia sahani ya msingi iliyochapishwa ya 3D niliyotengeneza hapo awali, na "shimo 1 katikati na bamba iliyoizunguka. Nilitumia" kipande cha 1 "cha bomba la aluminium, ambayo bomba la mlima wa stator lingetoshea na kuwa iliyoshikwa sawasawa na bamba. Bati la kutengeneza kijani, stator vilima, na bomba linalopandishwa la stator ziliteremshwa chini kukaa kwenye bamba. Kabla ya kuchanganya epoxy, nilisoma kwanza vipande 4 vya kanga ya kusinyaa, na nikaweka kipande cha 5 kwa uangalifu kijani kibichi kutengeneza donut, kwa hivyo itakuwa na mikunjo ya chini usoni dhidi ya upepo wa stator. Baada ya kuchanganya epoxy na kumimina kwenye kitambaa cha glasi ya glasi, basi niliweka kwa makini kanga ya kunyoosha kuzunguka bomba la 1, na kuweka kijani kutengeneza pete juu yake. Ningependa pia kuandaa rotors kadhaa za zamani za kuvunja, ambazo zilipa uzito, na nikakaa vizuri kwenye kibichi cha kutengeneza kijani. Baada ya hayo niliweka sufuria iliyogeuzwa juu ya rotors za kuvunja, na juu ya sufuria niliweka karibu lbs 100 za vitu. Niliiacha hii kwa masaa 12, na ikatoka kwa unene wa 4-6mm.

Hatua ya 4: Upimaji na Sensorer

Kuna pembejeo na matokeo kadhaa yanayoweza kupimika kutoka kwa kibadilishaji, na kuzipima zote, wakati huo huo sio rahisi. Nina bahati kubwa kuwa na zana kadhaa kutoka kwa Vernier ambazo hufanya iwe rahisi zaidi. Vernier hufanya bidhaa za kiwango cha elimu, ambazo hazijathibitishwa kwa matumizi ya viwandani, lakini inasaidia sana kwa majaribio kama mimi. Ninatumia logger ya data ya Vernier, na sensorer anuwai ya kuziba na kucheza. Kwenye mradi huu mimi hutumia uchunguzi wa msingi wa ukumbi na wa sasa wa umeme, kupima pato la alternator, sensa ya macho kutoa kasi ya ubadilishaji, na seli ya kupimia kupima pembejeo ya wakati. Vyombo hivi vyote vinachukuliwa sampuli karibu mara 1000 kwa sekunde na vimerekodiwa kwenye kompyuta yangu ndogo, kwa kutumia kibarua cha Vernier kama kifaa cha kupitisha AD. Kwenye kompyuta yangu ndogo, programu inayohusiana inaweza kutumia mahesabu ya wakati halisi kulingana na pembejeo, kuchanganya wakati na data ya kasi kutoa nguvu ya kuingiza wakati wa kweli katika Watts, na data ya pato la wakati halisi katika Watts za umeme. Sijamaliza na upimaji huu, na maoni kutoka kwa mtu ambaye ana uelewa mzuri yatasaidia.

Suala ambalo ninao ni kwamba kibadilishaji hiki ni mradi wa kando, na kwa hivyo sitaki kutumia muda mwingi juu yake. Kama ilivyo, nadhani ninaweza kuitumia kwa mzigo unaoweza kudhibitiwa kwa utafiti wangu wa VAWT, lakini mwishowe ningependa kufanya kazi na watu kuiboresha, ili iwe mechi inayofaa kwa turbine yangu.

Nilipoanza katika utafiti wa VAWT miaka 15 iliyopita, niligundua kuwa kupima VAWT na wahamasishaji wengine wakuu ni ngumu zaidi kuliko watu wengi wanavyofahamu.

Suala la msingi ni kwamba nishati inayowakilishwa kwenye maji ya kusonga, ni muhimu kwa kiwango cha harakati. Hii inamaanisha kuwa unapozidisha kasi ya mtiririko, nishati iliyo kwenye mtiririko huongeza 8x (ni cubed). Hili ni shida, kwani mbadala ni laini zaidi na kwa ujumla, ikiwa unazidisha rpm ya mbadala, unapata karibu 2x watts.

Ukosefu huu wa kimsingi kati ya turbine (kifaa cha kukusanya nishati), na mbadala (nguvu ya shimoni kwa nguvu inayofaa ya umeme) inafanya kuwa ngumu kuchagua mbadala wa turbine ya upepo. Ikiwa utachagua mechi ya ubadilishaji wa turbine yako ya upepo ambayo itazalisha nguvu zaidi inayopatikana kutoka 20km / upepo wa hr, haitaweza hata kuanza kugeuka hadi 20-25km / hr kwani mzigo kwenye turbine kutoka kwa alternator itakuwa kubwa sana. Na mechi hiyo ya ubadilishaji, mara tu upepo uko juu ya 20km, sio tu kwamba turbine itachukua tu sehemu ya nishati inayopatikana katika upepo wa kasi zaidi, turbine inaweza kuzidi kasi, na kuharibika kwani mzigo uliotolewa na alternator sio juu ya kutosha.

Katika miaka kumi iliyopita suluhisho limekuwa la kiuchumi zaidi kwa sababu ya kushuka kwa bei ya vifaa vya umeme vya kudhibiti. Badala ya kujaribu kulinganisha kasi anuwai, mbuni anahesabu kasi ya juu ambayo kifaa kinamaanisha kufanya kazi, na anachagua mbadala kulingana na kiwango cha nguvu na kasi inayofaa kwa turbine kwa kasi hiyo, au juu kidogo. Mbadala huu ikiwa umeunganishwa na mzigo wake, kawaida ingeweza kutoa torque nyingi kwa kiwango cha chini cha kasi, na turbine iliyojaa zaidi haitachukua nguvu zote ambazo ingekuwa nazo ikiwa ingebeba vizuri. Ili kuunda mzigo mzuri, kidhibiti kinaongezwa ambacho hukatisha alternator kwa muda kutoka kwa mzigo wa umeme, ikiruhusu turbine kuharakisha kasi inayofaa, na mbadala na mzigo umeunganishwa tena. Hii inaitwa MPPT (Multi Power Point Tracking). Mdhibiti amepangwa kama vile kasi ya turbine inavyobadilika (au voltage ya alternator inapoongezeka), alternator imeunganishwa au kukatwa, mara elfu kwa sekunde au hivyo, ili kulinganisha mzigo uliowekwa kwa kasi hiyo au voltage.