Miért helyezzen egy 3-fázisú generátort egy szélmalomra?
Sok saját készítésű szélmalmot öngeneráló generátorokkal szállítanak, amelyek rotorral állandó mágnesekkel rendelkeznek. Az interneten óriási számú példa és utasítás található arra, hogyan lehet ilyen egyfázisú generátort létrehozni. Beszéljünk egy tökéletesebb megoldásról.
A háromfázisú generátor nem más, mint egyfázisú generátor, két további tekercseléssel, amely kissé eltolódott az elsőhöz képest. Mint a fenti képeken.
Egyfázisú generátorban, minden tekercs összehangolt működéséhez, különböző irányban kell feltekercselni.
Az ábra azt mutatja, hogy a következő tekercsek mindegyike az előzővel ellentétben van. Először az óramutató járásával megegyező irányba, az óramutató járásával ellentétes irányba. Ha a rotor 8 állandó mágnest tartalmaz, akkor 8 tekercset kell használnia.
Háromfázisú generátor esetén 3 tekercset lehet egy pár mágnessel rendelkezni. Egy pár mágnes egy mágnest jelent az északi pólusnak a tekercselésre és az egyik a déli pólusra. Számos lehetőség van a tekercselésre. Például 8 mágnest és csak 6 tekercset használhat, amelyek nem átfedik egymást, vagy 3 sorozatban 4 sorba kapcsolt tekercset. Az alábbiakban egy négymágnes diagramja látható, amely bemutatja a tekercsek minden egyes elhelyezését.
Amint láthatjuk, az első fázis csak a mágnesek északi pólusaira terjed ki, és az egyik fázis minden tekercselését egy irányban irányítják. A másik két fázis megegyezik az elsővel, kivéve, hogy ezek ellentétesek. Az alábbi ábra a 4 pólusú háromfázisú generátor összes tekercsének kölcsönös elhelyezését mutatja.
A tekercseket A, B, C jelölik, a végek D, E, F. A készülék kimenetei A, C és E vezetékek. Az ok, amiért a második fázis kimenete a tekercs végén van, az, hogy amikor a mágnes áthalad a második tekercselés, az áram keletkezik az 1. és a 3. tekercsek antiphase áramában. Annak érdekében, hogy a második tekercset ne fordítsuk ellenkező irányba, egyszerűen megváltoztatjuk a bemenetet és a kimenetet.
A 3 fázisú generátorok két fázis kapcsolatot mutatnak be: "csillag" és "háromszög". A háromszög alacsonyabb feszültséget, de magasabb áramot ad. A csillag viszont - nagyobb feszültség és kevesebb áram. A számítás a 3x négyzetgyökével (kb. 1,732) egyenlő együtthatót alkalmaz. A tekercsek mindegyike a generátor fázisa. Ezért, ha megmérjük a tekercsek feszültségét, áramát vagy ellenállását, ezek egy fázis paraméterei. Ha ismeri az egyik fázis paramétereit, kiszámíthatja a "csillag" és a "háromszög" paramétereit. A mérőfeszültség eltávolítható a generátor mindhárom három kimenetéből.
Például a tesztgenerátorunkban az egyik fázis 22V-ot és 10A-ot termel, mely esetben a csillag kimenete 38.1V (22 * 1.732) és 10A. Az áram ugyanaz maradt, mint egy fázisban, mert Ha egy "csillaggal" kapcsolódik, a fázisok sorba kapcsolódnak. Amikor egy "háromszöggel" csatlakozunk, 22B és 17.32A-t (10 * 1.732) kapunk. Ha kiszámítjuk a két áramkör teljesítményét, kapunk: 22 * 17.32 = 381W és 38.1 * 10 = 381W. És mi is az egyes rendszerek előnyei?
Általában a "háromszög" ellenállása háromszor alacsonyabb, mint a "csillag" ellenállása. És azóta A tekercsek szerint a folyamok áramlik, a teljesítmény csökken. A generátor "csillagának" ellenállása 1,5 ohm, kiszámíthatjuk a kimeneti teljesítményt. 600 ford / perc sebességgel és egy "csillag" csatlakozással 38 voltot kaptunk. Ez kb. 16 fordulat / perc 1V-nál. így 1000 fordulat / percnél 62,5V-ot kapunk. Vegye le az újratölthető akkumulátor feszültségét (12,6 V), hogy 49,9 V-ot kapjon a kimeneten. 1,5 Ohm-os ellenállás esetén az áram 49,9 / 1,5 = 33,26A. így a terhelésnél a 33,26 * 12,6 = 419 W teljesítményt kapjuk. Nem olyan rossz.
Most a "háromszög". A kimeneten ugyanabban a fordulatszámban kapunk 22V-ot (kb. 27 fordulat / 1V). 1000 fordulat / percnél 37V-ot kapunk. Mínusz 12,6V az akkumulátoron, összesen: 24,4V. A "háromszög" ellenállása 0,5 Ohm, áram: 24,4 / 0,5 = 48,8A, teljesítmény: 48,8 * 12,6 = 614W. Majdnem 200 wattot.
A "csillag" előnye magasabb fordulatszámon alacsonyabb fordulatszámon, ami azt jelenti, hogy a tesztgenerátorunk az akkumulátort 12,6 V-ra töltheti 200 fordulat / perc mellett. A "Háromszög" a töltés megkezdéséhez 340 fordulat / percet kell elérnie.
De ezzel a háromszög előnye az, hogy ha nagyobb sebességgel érkezik, képes lesz nagyobb teljesítményt adni.
Most csatlakoztatni kell a kimeneteket és átalakítani az AC-t DC-be az akkumulátorok töltéséhez. A háromfázisú generátorok összekapcsolására két különböző sémát mutatunk be: "csillag" és "háromszög", valamint kétféle egyenirányító típusa: diódákra és kész diódahidakra (diódaszerelvények egyfázisú egyenirányítókhoz). Minden ábrázolt egyenirányító bármelyik fázis konfigurációhoz használható.
És végül, egy pár tény a háromfázisú áramról.
- A legtöbb modern generátor a világon háromfázisú.
- A három fázis koncepcióját Nikola Tesla kezdetben javasolták, és a többfázisúakkal szembeni fölényét bizonyította.
- Egy teljesítménytartományban három fázis jellemzően 150% -kal hatékonyabb, mint egy.
- Az egyfázisú rendszerekben a teljesítmény háromszorosára csökken a generátor fordulatánál, a háromfázisú rendszereknél a fordulatszám alatt a nullára eső teljesítmény nem fordul elő. A terhelésre alkalmazott teljesítmény bármikor megegyezik.
- Egy 3 fázisú generátorban a vezeték keresztmetszete 25% -kal kisebb lehet, mint a vezetékek keresztmetszetének egy fázisban, ugyanolyan teljesítmény mellett.
Tehát három fázis, nem sokkal nehezebb, mint egy, de sokkal hatékonyabb.
Eredeti angol nyelvű cikk a WindStuffNow.Com webhelyen