Projeto de Aerogerador VAWT.

[Smarley]

é uma ótima substituta.
só que o inversor de frequencia e o motor eu consigo emprestado de graça na ufsm...
por isso que eu vou tentar fazer com ele.

[Goahead]

tenho que levar em conta que os do link utilizam n42 e eu vou utilizar n50.

pode ignorar a questão de diferença de fluxo n42 vs n50 pois na realidade o que acontece é que necessitas um pouco menos de voltas nas bobines e podes até mesmo meter fio mais grosso. pois o cut-in vai ser o mesmo.

o importante é saberes a resistência final do estator.
salvo erro, a eficiência do gerador podes calcula-la de forma simples:
imagina que estás a produzir 1kw, 25volts a saída ás 300rpm ou seja 40a.
imaginando uma resistência interna do estator de 1ohm..esperemos que seja mais baixa.. (podes medir isso com o multimetro), logo usando a formula de potencia.
i^2 x r = w poderias dizer que as bobines estão a dissipar 1,6kw
no total o gerador estaria a produzir 2,6kw mas com uma eficiência de 38%, a saída do gerador terás somente 1kw.


em relação ao vento as pás terão uma eficiência de 0.35 (0.56 é o limite de beltz)
gerador andará entre 50% a 80% (depende dos cálculos em cima)
eficiência na polias é cerca de 95% por rolamento no mecanismo...quantos mais rolamentos, mais perdas.
talvez os teus 90% que falas provenham somente dos rolamentos!, mas falta adicionares os outros todos.

o matching do gerador as pás tem de ser feito atravez do torque!
avizinha-se muitos cálculos caso não queiras avançar somente para testes de bancada.
muita dor de cabeça que acho que não te vai compensar.

precisas saber o torque das pás e no final das polias a 3m/s que é quando atinge o cut-in.
depois tens de saber qual o torque necessário para o gerador a medida que vai incrementando o output. (amps)
e comparas esse torque do gerador com o torque que consegues entregar depois das polias e caso seja menor, o gerador não vai sair de stall.
os testes tem de ser feitos em carga ou o gerador rodará livremente e não precisará de muito torque para o fazer.

josenir,

esse aparelho na minha opinião, não tem força suficiente para caracterizares um dual rotor axial flux directamente.
quando começar a produzir, ele vai abrandar muito e o sistema de segurança da cabeça da broca vai actuar (caso tenha..senão para mesmo até queimar o motor) deixando de rodar o gerador.

outra ideia seria usar um torno mecânico que é muito mais potente.

.........

para saberes a que rpm te encontras quando estiveres a medir, podes usar um velocímetro de bicicleta, são muito baratos e com a devida alteração da circunferência da roda (166.66cm) é possivel ver rpm em vez de km/h

goahead

[Josenir]

josenir,
esse aparelho na minha opinião, não tem força suficiente para caracterizares um dual rotor axial flux directamente.
quando começar a produzir, ele vai abrandar muito e o sistema de segurança da cabeça da broca vai actuar (caso tenha..senão para mesmo até queimar o motor) deixando de rodar o gerador.
outra ideia seria usar um torno mecânico que é muito mais potente.
para saberes a que rpm te encontras quando estiveres a medir, podes usar um velocímetro de bicicleta, são muito baratos e com a devida alteração da circunferência da roda (166.66cm) é possivel ver rpm em vez de km/h
goahead

por um acaso, o meu torno mecânico está bem ao lado da furadeira de bancada. no torno posso ajustar 6 velocidades de diferentes, e uma certa dificuldade para fixar o gerador, mas na furadeira tenho 12 velocidades e mais facilidade de suporte. na prática uso mesmo o inversor de frequência com um motor trifásico para fazer o acionamento do gerador em bancada, mas às vezes uso a furadeira. esta possui um motor de 2 cv x 1750rpm, e das 12 velocidades, apenas uma amplia a rotação do motor, as demais reduzem. assim, tenho disponível no gerador (alternador) um torque equivalente a mais que 2 cv. como em bancada meu gerador fornece em torno de 300w, e como 2 cv equivalem a aproximadamente 1400w, então jamais vai faltar potência para acionar o gerador, e é o que acontece na prática. o problema que eu tenho às vezes é que se não apertar bem a correia, com o peso, ela patina.

Torno.jpg (58.92 KiB) Visto 6517 vezes

[Smarley]

eu decidi por trazer a rotação das pás para o nível do solo.
assim que posso fazer a alteração de polias e achar o melhor conjunto.
vou realizar os testes de eficiência do gerador para tentar acertar próximo nos primeiros testes.

abraços!

[Smarley]

olá,

voltando de férias agora, vou botar a mão na massa e começar o projeto.
pois os imãs já estão chegando!

já enviei as peças para uma empresa aqui perto cortar as asas e encomendei as chapas de alumínio.
a princípio será 2x2m de tamanho. ainda posso aumentar um pouco a altura, mas creio que não farei por enquanto.

amanhã vou fazer o bobinador e comprar os fios assim que possível.

fiz uns desenhos no pc para verificar o tamanho das bobinas que terei.
tomei por base o disco do rotor com 300mm de diâmetro.
é o mesmo tamanho que tu usou neh goahead?

com um disco deste tamanho eu posso fazer as bobinas com uma área de 19,5mm x 12,7mm, o que daria aproximadamente 240mm quadrado.
com esta área eu posso aumentar o número de voltas do fio 14awg ou aumentar a bitola do fio, mantendo as voltas.


ai surgiu uma dúvida:

o que seria melhor?
colocar mais voltas de fio, para baixar o cut-in e diminuir a relação das polias(não vai eliminar o uso delas).
ou aumentar a bitola dos fios para diminuir a resistência, aumentar a corrente e eficiência.

terei que utilizar uma relação maior das polias do que o caso anterior. mas nos 2 eu tenho que utilizar polias...

[Smarley]

hoje comecei a fazer as bobinas.
e da um trabalhão trabalhar com fio duplo!

fiz com fio duplo de 16awg, 1,3m de diâmetro e 1,3mm² de área.
fiz com 16 camadas de 5 pares por cada, resultando em 90 voltas.
a bobina pesou 445gr e foi utilizado aproximadamente 36 metros de fio.

tentei fazer o mais estreito possível, mas no final deu em torno de 18mm de altura a bobina.

para ver se 90 voltas era suficiente eu desenhei um molde, para ver até quanto eu poderia aumentar a bobina.
considerei o tamanho do disco dos imãs de 300mm, e a área interna da bobina igual a área externa do imã.

em breve posto fotos, mas pela dificuldade que foi na primeira bobina, acho que vai sair 1 por dia só, hehehe

[Smarley]

desisti de fazer o "empacotamento perfeito".
comecei a fazer a segunda bobina, tomando cuidado para acertar o fio bem certo, mas me perdi na metade e cansei...
então eu resolvi enrolar até o fim para ver o que ia acontecer.
resumindo: não sei como mas eu fiz a bobina com 5gr a menos apenas, 1% do total.
a bobina ficou apenas 5mm maior no comprimento e 5mm maior na largura.

tomara que eu acerte as próximas bobinas como acertei esta segunda...
claro que eu fiz bem apertado e tentei fazer o melhor possível, só não cuidei para fazer perfeito.

tem problema se eu precisar aumentar o prato dos imãs de 30cm para 31 ou 32cm?
assim eu ganho bastante espaço para as bobinas.

abraços!

[Goahead]

não desistas!!!!

se perdeste as contas enquanto bobinas, o melhor é voltares novamente ao inicio.
esta é a parte principal do gerador (o coração da maquina)...se tiveres voltas diferentes por fase, vais ter um problema em mãos! (cog numa fase ou duas! entre outros) a pesagem no final é uma boa tecnica somente para confirmar que não te enganas-te na contagem. quanto pesa uma volta de fio (+/-100mm)?

5mm maior? ainda é um bocadito...não usas-te a mesma força na bobinagem e a anterior ficou com o fio melhor acomodado.

o meus pratos dos imans são de 350mm...pratos mais pequenos dão no problema que estás a ter...ou seja as bobines vão ter dificuldade em caber, porque os imans estão muito próximos. aumenta os pratos.

18mm de espessura da bobine? não sei como construis-te o "bobinador" mas deverias ter prensado isso para o máximo de 14mm (12,7mm ideal = espessura dos imans) ganhas uma margem de 2mm em cada lado para jogar com a distancia dos imans caso necessites de diminuir o cut-in.

se não me enganei nas contas, terás o cut-in a 24v perto dos 90rpm.

posta umas imagens de progresso

bom trabalho
goahead

[Goahead]

olá,
o que seria melhor?
colocar mais voltas de fio, para baixar o cut-in e diminuir a relação das polias(não vai eliminar o uso delas).
ou aumentar a bitola dos fios para diminuir a resistência, aumentar a corrente e eficiência.

terei que utilizar uma relação maior das polias do que o caso anterior. mas nos 2 eu tenho que utilizar polias...

essa é a questão que ninguem te consegue responder!
eu sou da opinião do 2..aumentar corrente e aumentar efficiencia...mas para a melhor relação terás de fazer trabalho de bancada.

desde o inicio que te recomendei fazeres primeiro os rotores e depois uns testes somente com uma bobine de ensaio.
com os valores de volts por rpm podias calcular o restante e saberes os torques necessarios, calculando assim o rpm em cut-in

goahead

[Smarley]

olá!
pode deixar que hoje eu vou postar fotos das bobinas sim.
se eu considerar um rotor de 350mm irá ficar com folga as bobinas, ficará bom de fazer.

fiz a terceira bobina hoje, apertando bastante o fio, deu 470gr de cobre e ficou um pouco maior que a anterior, vou tirar umas 5 voltas para melhorar o tamanho dela. só que para um rotor de 350mm ficará sobrando espaço.

eu não vejo problema em as fases ficarem desbalancedas.
a única diferença será que uma fase irá entregar um pouco mais de corrente do que as outras.
tu tem algum outro motivo?
o problema seria porque a fase que estiver com mais tensão irá impor o torque nos imãs?

abraços!

[Goahead]

olá!
pode deixar que hoje eu vou postar fotos das bobinas sim.
se eu considerar um rotor de 350mm irá ficar com folga as bobinas, ficará bom de fazer.

fiz a terceira bobina hoje, apertando bastante o fio, deu 470gr de cobre e ficou um pouco maior que a anterior, vou tirar umas 5 voltas para melhorar o tamanho dela. só que para um rotor de 350mm ficará sobrando espaço.

o peso é diferente? tens que contar as voltas com mais calma. tem que ficar todas iguais!!! ou pelo menos o total de voltas igual em todas as fases (3 bobines por fase)

sobrar espaço??? 90 voltas de 1,3mm (2 em mão) não me parece que sobre assim tanto espaço...estamos a falar junto ao centro do disco, as bobines estarão quase encostadas!..na periferia, obviamente terão mais folga.
folga,melhora dissipação de calor.
como disse no post anterior, o factor importante é a espessura da bobine...se elas tivessem 10mm verias que não sobrava grande espaço! após meteres a resisna e fibra ficaria com um total de 12,7mm, que é a medida idial (espessura dos imans)

eu não vejo problema em as fases ficarem desbalancedas.
a única diferença será que uma fase irá entregar um pouco mais de corrente do que as outras.
tu tem algum outro motivo?

[/quote]

não é a corrente mas sim a tensão!
imagina que uma fase atinge o cut-in antes das outras, então terás o gerador a fazer força numa fase e livre nas outras duas. podemos chamar a isso cog. isso faz com que a ventoinha não consiga sair do stall, pois uma das fases não deixa o gerador acelerar ao cut-in calculado pois já esta a fazer força antes das outras. podemos estar a falar de 1volt ou mais, que é uma diferença muito grande entre fases.

pede ajuda a alguem que conte as voltas contigo ao mesmo tempo que bobines.

goahead

[Smarley]

eu vou medir melhor as voltas das próximas bobinas.

eu usei um aparelho na faculdade hoje para medir indutância e resistência das minhas bobinas.
as 3 tem 0.130ohms cada uma, e a indutância delas a 10khz foi de 440uh, 445uh e 437uh.

vou optar por prato dos imãs de 35cm assim ficará mais cômodo para colocar as bobinas.
infelizmente o meu estator vai ficar em torno de 18~19mm.
pretendo deixar o menor espaço possível entre o rotor e estator.

eu vou fazer a base bem firme e alinhada para eu conseguir regular a altura do rotor com precisão.

abraços!

[Smarley]

fiz mais algumas bobinas, tomando cuidado para acertar as 90 voltas exatas.
as duas bobinas com fita vermelha, e 1 preta estão com exatas 90 voltas.
as outras estão em torno de 84~87 voltas.

eu vou fazer uma bobina pequena e colocar em um núcleo magnético que caiba os bobinas do gerador.
vou ligar um gerador de função nesta bobina, e testarei as 9 bobinas individualmente para deixar todas com a mesma tensão.

[Smarley]

já estou com o molde das bobinas pronto, só esperando chegar mais um pouco de resina.
vou utilizar quase 3kg de resina para fazer o estator.
vou tentar prensar as bobinas para deixar com 16~17mm de altura no máximo.

ontem eu recebi 12 imãs, realmente eles são muuito fortes, sem querer dexei 2 se grudarem e para separá-los deu muito trabalho.

eu peguei um imã e passei com a mão sobre uma bobina, passando rápido.
coloquei meu scoopmeter para medir a corrente e estava dando picos de 4a no curto circuito, e a tensão de circuito aberto cerca de 1v.
isso só passando o imã com a mão, imagina quando estiver com o rotor pronto.

segunda-feira da semana que vem devo receber todas as peças de aço que mandei recortar, depois tem serviço de torno e montagem.
vou tentar terminar o gerador até o final do mês.

abraços!

[tiktak]

smarley

força nesse projecto,e boa continuação.

vou seguir de perto,com atenção.

para mais tens a preciosa colaboração do nosso amigo goahead

[Smarley]

olá!

obrigado pelo comentário, é bom saber que alguém está aproveitando.
amanhã devo receber todas as peças das asas que mandei cortar.
esta semana vou finalizar o estator e semana que vem os rotores se tudo der certo.
agora o mes de março se torna turbulento para mim, não sei quando vou terminar o projeto pois quero ir com calma.
mas assim que eu tiver novidades eu vou postando por aqui.

abraços!

[Goahead]

smarley,

como disse anteriormente, não te esqueças de verificar o nº de voltas das bobines.
deves ter o mesmo nº de voltas por fase.

vê quantas gramas pesam uma volta de fio...depois pesas as bobines e a diferença não deve ser maior que o peso de uma volta.

outro pormenor é a disposição de entrada e saída do fio da bobine (as pontas).
não importa qual a perna que usas, desde que uses sempre as mesmas..
exemplo: entra pela esquerda e sai da bobine pelo meio. de seguida, esse fio que saiu pelo meio deve ligar a esquerda da bobine que pertence a mesma fase.. não baralhares pondo esse fio a entrar pelo meio da bobine seguinte.

desculpa os meus skills de paint..mas deve dar para perceber como deves ligar as bobines.

não sei como vais ligar as bobines, mas sugeria-te caso consigas, deixares também o ponto central das 3 fases disponível no exterior do estator para que possas escolher entre ligação estrela ou delta durante os testes de bancada.

vai postando progresso
goahead

[Smarley]

olá,

hoje terminei o estator.
ficou 100% alinhado todas as bobinas.

agora no feriado de carnaval vou tentar finalizar o projeto.
assim que eu tiver novidades volto aqui postar.

abraços!

[Goahead]

smarley,

bom trabalho.

necessitas isolar as soldaduras para que o estanho não fique directamente em contacto com a resina, pois ela não é 100% isolante.

qual a ideia de teres o ponto de ligação de todas as bobines no exterior? (ponto comum ligação em estrela)

para nos futuros testes teres opção de ligação em delta, necessitas teres 6 ligações exteriores...ou seja o ponto comum das 3 fases tem de estar disponíveis em separado e não soldadas no interior do stator em comum.

a quem recomende a rectificação de cada fase em separado com uma ponte rectificadora por fase (pontes menos potentes e mais baratas)

keep up the good work
goahead

[Smarley]

olá,

infelizmente não isolei as soldas dentro da resina. vamos ver o que acontece.
pelo que eu medi a resistência das fases está a mesma.
tomara que esta resina não seja condutiva.
utilizei resina poliester, eu pesquisei sobre ela e descobri que é totalmente isolante.

dexei o ponto central para fora do estator somente para medir com mais facilidade va, vb e vc e ver se as fases ficaram balanceadas.

quem está montando as pás é o meu pai, hoje ele disse que já soldou os tubos das peças.
o torneiro prometeu entregar as peças do gerador até sexta-feira.
tomara que no feriado de carnaval eu possa finalizar o projeto, mesmo que não consiga terminar a instalação, mas pelo menos terminar o gerador e as pás.

abraço!