Bobinamento de Geradores - Básico e Avançado

[Elias_NP]

enfim, talvez não seja interessante você estar tentando "inventar a roda". se aproveite da minha experiência, que já bati muito a cabeça com este problema e já cheguei à conclusão segura de que três vezes o número de espiras é o limite para um bom desempenho, tanto para geração em baixa rotação quanto para aproveitamento da potência máxima. se você usar mais que isso vai conseguir gerar com menos rotação, mas vai ficar com a potência reduzida. se usar menos precisará de mais que 300 rpm para a partida.

muito obrigado mais uma vez pelas explicações detalhadas.
mais uma coisa. sendo o bobinamento original constituido por meias bobines com 11 pares de fio(22 espiras no total), pela regra do triplo das espiras, quantas espiras deverei aplicar tendo em conta que vou passar para bobines completas?

1- isto é, esqueço os meia bobinas e contabilizo a 22 espiras x 3 o que dá 66 espiras a instalar no novo bobinamento?

2- ou, pelo facto do bobinamento original ser feito por meias bobines, devo contabilizar apenas metade das espiras (11 neste caso), o que pela regra do triplo daria 33 espiras a instalar?

[Josenir]

muito obrigado mais uma vez pelas explicações detalhadas.
mais uma coisa. sendo o bobinamento original constituido por meias bobines com 11 pares de fio(22 espiras no total), pela regra do triplo das espiras, quantas espiras deverei aplicar tendo em conta que vou passar para bobines completas?
1- isto é, esqueço os meia bobinas e contabilizo a 22 espiras x 3 o que dá 66 espiras a instalar no novo bobinamento?
2- ou, pelo facto do bobinamento original ser feito por meias bobines, devo contabilizar apenas metade das espiras (11 neste caso), o que pela regra do triplo daria 33 espiras a instalar?

se o bobinamento é feito com dois ou mais fios em pararelo não se pode considerar que as espiras são multiplicadas pela quantidade de fios. os fios em pararelo forma um só condutor, e por isso contam uma só espira. o termo "meia bobina" se aplica a uma outra situação que existe em bobinamentos, e se refere à situação de duas bobinas diferentes compartilharem o mesmo canal do estator. logo, se você contou 11 espiras, deve bobinar com 33. e nem precisa lembrar que deve procurar o fio mais grosso possível de modo a ocupar o máximo do espaço disponível em cada canal do estator.

[Elias_NP]

se o bobinamento é feito com dois ou mais fios em pararelo não se pode considerar que as espiras são multiplicadas pela quantidade de fios. os fios em pararelo forma um só condutor, e por isso contam uma só espira. o termo "meia bobina" se aplica a uma outra situação que existe em bobinamentos, e se refere à situação de duas bobinas diferentes compartilharem o mesmo canal do estator. logo, se você contou 11 espiras, deve bobinar com 33. e nem precisa lembrar que deve procurar o fio mais grosso possível de modo a ocupar o máximo do espaço disponível em cada canal do estator.

ok. eu estava a referir "meia bobine" no bobinamento original porque nestas o fio não formava uma volta completa, isto é serpenteava (formando s's) pelos canais do estator. nesse caso, como se denomina esta formação ?

[Josenir]

ok. eu estava a referir "meia bobine" no bobinamento original porque nestas o fio não formava uma volta completa, isto é serpenteava (formando s's) pelos canais do estator. nesse caso, como se denomina esta formação ?

é comum algum mal entendido neste sentido, pois todos nós estamos acostumados a ver uma espira sempre formar um circulo. esta forma construtiva foi desenvolvida pela indústria automotiva e tem o mesmo efeito que teria se formasse um circulo, com a evidente vantagem de usar menos fio. em geral só é utilizada nos alternadores automotivos e em algum gerador eólico de ímãs permanentes. só é viável em geradores com pequeno número de espiras, pois dá mais trabalho para ser feito. não sei lhe dizer que nome é dado a essa forma construtiva, mas para efeito de classificação do bobinamento, é um bobinamento concêntrico, feito por pólos consecutivos, trifásico, com 12 pólos.

[Elias_NP]

fiquei esclarecido em relação em relação às meias voltas do fio no bobinamento original. entretanto, já coloquei as bobines das três fases no estator respeitando o sentido do enrolamento para obter 12 polos. chegou a altura de efectuar a ligação das fases em estrela e aí surgiu outra dúvida, tendo em conta que o sentido de enrolamento é fundamental para a obtenção de 12 polos, qual a ponta de cada fase que deve ser utilizada na ligação central em estrela?

isto é, devo usar a ponta que sai no mesmo sentido de enrolamento de todas as fases (conforme o desenho que fiz em baixo) ou devo utilizar outra configuração de ligação?

[Josenir]

fiquei esclarecido em relação em relação às meias voltas do fio no bobinamento original. entretanto, já coloquei as bobines das três fases no estator respeitando o sentido do enrolamento para obter 12 polos. chegou a altura de efectuar a ligação das fases em estrela e aí surgiu outra dúvida, tendo em conta que o sentido de enrolamento é fundamental para a obtenção de 12 polos, qual a ponta de cada fase que deve ser utilizada na ligação central em estrela?
isto é, devo usar a ponta que sai no mesmo sentido de enrolamento de todas as fases (conforme o desenho que fiz em baixo) ou devo utilizar outra configuração de ligação?

veja na figura abaixo a representação do bobinamento trifásico. desenhei apenas metade para simplificar. cada fase terá 6 bobinas. observe que deve haver um espaço de 2 canais livres entre o inicio e o final de cada bobina, e também 2 canasi livres entre cada bobina. a segunda fase (em ciano) começa no segundo canal livre internamento à primeira bobina da primeira fase. a terceira fase (em vermelho) começa no segundo canal livre interno à primeira bobina da segunda fase. essa é uma regra básica a ser obedecida.
sendo feito o enrolamento desta forma, a ligação em estrela consiste em apenas juntar os três inicios ou os três finais em uma ligação comum e isolar. então ligam-se as três pontas restantes na ponte retificadora do alternador.

bob_tri.JPG (14.11 KiB) Visto 9378 vezes

[sobrinhomario]

boas pessoal

josenir,

pelo que entendi, o bobinamento tem que ser feito:
fase 1= 1-4-7-10-etc...
fase 2= 3-6-9-12-etc...
fase 3= 2-5-8-11-etc...

seria essa a sequencia? eu não sabia desse pormenor... eu teria começado a fase 2 no canal 2... ainda não tinha visto isso... mas, por curiosidade, o que aconteceria se o fizesse?
todo enrolamento tem que ser assim?

grato

antonio

[Josenir]

boas pessoal
josenir,
pelo que entendi, o bobinamento tem que ser feito:
fase 1= 1-4-7-10-etc...
fase 2= 3-6-9-12-etc...
fase 3= 2-5-8-11-etc...
seria essa a sequencia?

é quase isso.
fase 1= 1-4-7-10-etc...
fase 2= 3-6-9-12-etc...
fase 3= 5-8-11-14-etc...

eu não sabia desse pormenor... eu teria começado a fase 2 no canal 2... ainda não tinha visto isso... mas, por curiosidade, o que aconteceria se o fizesse?
todo enrolamento tem que ser assim?
grato
antonio

se você fizesse como está dizendo não haveria o defasamento de 60º entre fases característico dos geradores trifásico. é provável que o gerador apresente um comportamento parecido como um gerador monofásico, e não poderia se auto-excitar. os bobinamentos trifásicos já foram inventados com essa característica, e não há como fugir disso, sempre vai ser necesário esse defasamento físico entre as fases.

[kraftwerk]

excelente matéria, josenir e pessoal

pergunto:
em vez de fazer um sanduiche de ímãs de neodímio, bobinas e imãs de neodímio, poderia eu fazer bobinas, imãs de neodímio e bobinas?

o motivo é que o neodímio é mais caro que o cobre. penso em aproveitar o campo magnético que ficaria disperso, colocando as bobinas por fora e o neodímio por dentro. será viável?

[Josenir]

excelente matéria, josenir e pessoal
pergunto:
em vez de fazer um sanduiche de ímãs de neodímio, bobinas e imãs de neodímio, poderia eu fazer bobinas, imãs de neodímio e bobinas?
o motivo é que o neodímio é mais caro que o cobre. penso em aproveitar o campo magnético que ficaria disperso, colocando as bobinas por fora e o neodímio por dentro. será viável?

infelizmente essa não é uma boa ideia. a razão de se usar dois discos com ímãs e um com bobinas no meio é para concentrar o campo dos ímãs. se você tiver apenas um disco com ímãs não vai haver como concentrar as linhas de força do campo dos ímãs. com campo disperso o rendimento vai ser muito baixo, e a economia não vai trazer ganho.

[kraftwerk]

em ambiente com ventos de média 4 m/s, penso em utilizar savonius ou savonius modificado (ainda não conheço sistema melhor que esse para ventos fracos, aceito sugestões).

se desejo extrair 200w com vento de 4 m/s, usando bobinas + neodímio, o que é ideal? pequeno diâmetro (digamos 50cms) com grande altura (4metros) (penso em aumentar a rotação) ou grande diâmetro (2 metros) com pequena altura (1metro) ?? obs: essas dimensões não são calculadas, apenas sugerem a proporção.

penso que o maior diâmetro permite inserção de um grande número de polos, compensando a baixa rotação, enquanto que pequenos diâmetros permite menor número, mas compensado pela rotação mais alta. dá na mesma?

a de pequeno diâmetro teria alguma economia em material elétrico e magnético, acredito ser esta a vantagem.

[kraftwerk]

existe algum cálculo prático que possamos determinar qual a tensão gerada para determinada velocidade periférica em função do número de espiras e a indução dos imãs de neodímio?

[Josenir]

existe algum cálculo prático que possamos determinar qual a tensão gerada para determinada velocidade periférica em função do número de espiras e a indução dos imãs de neodímio?

existem sim, mas são cálculos complexos, e eu acredito que não se justificam para geradores experimentais como os sugeridos aqui. e, mesmo fazendo cálculos, testes práticos sempre serão necessários para confirmar os resultados.

[sr Matos]

josenir

fiz as ligações conforme me indicou e cortei as trilhas
mas agora nao estar a gerar tensao nenhuma, testei com o multimetro todas as soldas e bobinas estao todas ligadas
o que sera que pode estar ocorrendo ?
segue uma imagem da ligaçao

obrigado pela atençao
assim que der certo vou posta um tutorial passo a passo

meu caro você não entendeu muito bem.

quando ele disse para vc ligar en estrela , que dizer que vc tem que ligar todos os pontos do centro juntos. e ligando as três bobinas como ligou sobran três pontos , que estes serão suas fazes.
como se vc estivesse ligando baterias em paralelo , vc tera três fazes com dua bobinas em paralelo cada.

[daniel espadeti]

boa tarde, pessoal gostaria de uma ajuda, estou precisando de um gerador eolico para ajudar o painel solar que tenho. tenho 10 tores de transmiçao internet em interir nos altos morros que so estão ficando ligadas de 7 da manha até as 23 da noite (estão desligando a noite), tenho baterias 150a com painel 85 wats. (sendo que na epoca do verão isso não acontecia) mais como tempo chove muito aqui o painel não da conta, então eu precisada add um gerador eolico para ajudar este painel pois não querio colocar outro painel, precisaria algo não tão grande, as torres tem 6 a 12 metros altura em um cano estaiado, pelo tenho visto tem muita gente aqui entende bem do assunto de energia.

[ogleari]

olá a todos, depois de ler todo o tópico gostaria de fazer algumas perguntas.
qual a diferença de geração de energia na seguinte situações:

bobina fio awg 32, 100 voltas, diâmetro de 5 cm, altura 1,5 cm
potência do ímã 1,38 tesla
rotação 300 rpm

situação 1:
girando radial um ímã dentro da bobina.
situação 2:
girando axial 4 ímãs, sendo acima e abaixo das bordas.

qual a voltagem e potência em uma unica bobina em ambos os casos?

esta formula poderia ser aplicado nestas duas situações, axial e radial?
v=n.a(2.pi.rpm/60).b
n= número de voltas -----> 100
a=área da bobina na armadura -----> 0,00196 m2
rpm= velocidade de rotação do induzido -----> 300 rpm
b=campo magnetico -----> 1,38 tesla
neste exemplo o resultado seria 8,52 volts

como conjugar as duas formulas. a da abertura do tópico e esta acima descrita, para construir um gerador?
rpm = 120 x f / np
rpm - rotações por minuto
f - freqüência (em hertz ou pulso por segundo)
np - número de pólos

dá para montar uma planilha onde podemos definir o , radial ou axial, nº de polos, nº voltas, bitola, área da bobina, potência dos ímãs, rotação mínima e máxima, etc... e prever quantos volts e corrente o gerador deveria produzir, pelo menos em teoria????

que tipo de gerador é mais eficiente, axial ou radial?

[Josenir]

olá a todos, depois de ler todo o tópico gostaria de fazer algumas perguntas.
qual a diferença de geração de energia na seguinte situações:
bobina fio awg 32, 100 voltas, diâmetro de 5 cm, altura 1,5 cm
potência do ímã 1,38 tesla
rotação 300 rpm
situação 1:
girando radial um ímã dentro da bobina.
situação 2:
girando axial 4 ímãs, sendo acima e abaixo das bordas.
qual a voltagem e potência em uma unica bobina em ambos os casos?
esta formula poderia ser aplicado nestas duas situações, axial e radial?
v=n.a(2.pi.rpm/60).b
n= número de voltas -----> 100
a=área da bobina na armadura -----> 0,00196 m2
rpm= velocidade de rotação do induzido -----> 300 rpm
b=campo magnetico -----> 1,38 tesla
neste exemplo o resultado seria 8,52 volts
como conjugar as duas formulas. a da abertura do tópico e esta acima descrita, para construir um gerador?
rpm = 120 x f / np
rpm - rotações por minuto
f - freqüência (em hertz ou pulso por segundo)
np - número de pólos
dá para montar uma planilha onde podemos definir o , radial ou axial, nº de polos, nº voltas, bitola, área da bobina, potência dos ímãs, rotação mínima e máxima, etc... e prever quantos volts e corrente o gerador deveria produzir, pelo menos em teoria????
que tipo de gerador é mais eficiente, axial ou radial?

não é fácil comprovar que um dos dois tipos de gerador (radial ou axial) apresente rendimento muito superior ao outro. o que acontece que são duas construções diferentes, cada uma com suas vantagens e desvantagens. cada um possui várias possibilidades diferentes de ser construido, o que cria vários outros modelos derivados, e só experimentando, conforme a necessidade, para concluir qual deles se adequa melhor a cada situação.

uma situação semelhante seria perguntar: o que é melhor, uma motocicleta, um automóvel ou um caminhão? da mesma forma não haveria uma resposta imediata. teriamos que verificar as nossas necessidades para avaliar qual dos veículos nos atenderia melhor.

eu prefiro não enveredar por cálculos complexos, acho melhor fazer alguns experimentos e tirar minhas conclusões. acredito que fazer exaustivos cálculos pode levar a algum objetivo sim, mas na área de bobinamentos de geradores cálculos simples como o da rotação/frequencia em relação à quantidade de pólos já nos dão bons subsídios para chegar a uma construção satisfatória. o resto se resolve com poucos experimentos. no final das contas, após qualquer cálculo, simples ou complexo, sempre vai ser necessário montar um protótipo para conferir, então prefiro por logo a mão na massa.

[Josenir]

olá a todos, depois de ler todo o tópico gostaria de fazer algumas perguntas.
qual a diferença de geração de energia na seguinte situações:
bobina fio awg 32, 100 voltas, diâmetro de 5 cm, altura 1,5 cm
potência do ímã 1,38 tesla
rotação 300 rpm
situação 1:
girando radial um ímã dentro da bobina.
situação 2:
girando axial 4 ímãs, sendo acima e abaixo das bordas.
qual a voltagem e potência em uma unica bobina em ambos os casos?
esta formula poderia ser aplicado nestas duas situações, axial e radial?
v=n.a(2.pi.rpm/60).b
n= número de voltas -----> 100
a=área da bobina na armadura -----> 0,00196 m2
rpm= velocidade de rotação do induzido -----> 300 rpm
b=campo magnetico -----> 1,38 tesla
neste exemplo o resultado seria 8,52 volts
como conjugar as duas formulas. a da abertura do tópico e esta acima descrita, para construir um gerador?
rpm = 120 x f / np
rpm - rotações por minuto
f - freqüência (em hertz ou pulso por segundo)
np - número de pólos
dá para montar uma planilha onde podemos definir o , radial ou axial, nº de polos, nº voltas, bitola, área da bobina, potência dos ímãs, rotação mínima e máxima, etc... e prever quantos volts e corrente o gerador deveria produzir, pelo menos em teoria????
que tipo de gerador é mais eficiente, axial ou radial?

não é fácil comprovar que um dos dois tipos de gerador (radial ou axial) apresente rendimento muito superior ao outro. o que acontece é que são duas construções diferentes, cada uma com suas vantagens e desvantagens. cada uma possui várias possibilidades diferentes de ser construida, o que cria vários outros modelos derivados, e só experimentando, conforme a necessidade, para concluir qual deles se adequa melhor a cada situação.

uma situação semelhante seria perguntar: o que é melhor, uma motocicleta, um automóvel ou um caminhão? da mesma forma não haveria uma resposta imediata. teriamos que verificar as nossas necessidades para avaliar qual dos veículos nos atenderia melhor.

eu prefiro não enveredar por cálculos complexos, acho melhor fazer alguns experimentos e tirar minhas conclusões. acredito que fazer exaustivos cálculos pode levar a algum objetivo sim, mas na área de bobinamentos de geradores, cálculos simples como o da rotação/frequencia em relação à quantidade de pólos já nos dão bons subsídios para chegar a uma construção satisfatória. o resto se resolve com poucos experimentos. no final das contas, após qualquer cálculo, simples ou complexo, sempre vai ser necessário montar um protótipo para conferir, então prefiro por logo a mão na massa.

[ogleari]

não é fácil comprovar que um dos dois tipos de gerador (radial ou axial) apresente rendimento muito superior ao outro. o que acontece é que são duas construções diferentes, cada uma com suas vantagens e desvantagens. cada uma possui várias possibilidades diferentes de ser construida, o que cria vários outros modelos derivados, e só experimentando, conforme a necessidade, para concluir qual deles se adequa melhor a cada situação.

obrigado pela resposta objetiva.
pela sua experiência qual as prós e contras de cada sistema? (axial e radial)

[Josenir]

não é fácil comprovar que um dos dois tipos de gerador (radial ou axial) apresente rendimento muito superior ao outro. o que acontece é que são duas construções diferentes, cada uma com suas vantagens e desvantagens. cada uma possui várias possibilidades diferentes de ser construida, o que cria vários outros modelos derivados, e só experimentando, conforme a necessidade, para concluir qual deles se adequa melhor a cada situação.

obrigado pela resposta objetiva.
pela sua experiência qual as prós e contras de cada sistema? (axial e radial)

dentro da minha modesta experiêcia, penso que poderia citar algumas vantagens e desvantagens dos dois tipos de geradores:

o radial
vantagens
1) menor gasto com ímãs
2) menor gasto com fio esmaltado
3) existência de núcleo ferroso para concentrar o campo magnético
4) medidas mais compactas

desvantagens
1) dificuldade (ou impossibilidade) de construção do gerador completo de forma caseira
2) existência de cogging, o que diminui o rendimento mecânico

o axial
vantagens
1) inexistência de cogging
2) possibilidade de construção do gerador completo com materiais de baixo custo

desvantagens
1) muito trabalho para a construção
2) falta de estudos científicos que comprovem a melhor relação entre ímãs e bobinamento
3) maior gasto com ímãs (quantidade em dobro em relação ao radial)

é claro que se for feito um estudo mais detalhado, com certeza outras vantagens e desvantagens aparecerão para cada um, o que talvez torne ainda mais difícil concluir qual dos dois é melhor. o que me chama mais a atenção é a falta de trabalhos científicos sobre geradores e motores axiais. parece que a indústria também não vê com simpatia estes motores/geradores.