Ветрогенератор: щеточный или бесщеточный двигатель постоянного тока?

8

Я пытаюсь использовать двигатель постоянного тока в качестве генератора для ветряной турбины, но есть две возможности для двигателя постоянного тока, которые являются щеточными и бесщеточными. Какой из них более эффективен в использовании?

Я знаю, что если я использую бесщеточный мотор, мне нужно использовать 3-фазный выпрямитель, который включает в себя 6 диодов. Повлияет ли падение напряжения в этих 6 диодах на эффективность? Но если я использую щеточный мотор, мне не нужно использовать выпрямитель. Может ли это быть преимуществом перед бесщеточным мотором?

dc-motor brushless-dc-motor Электронный Любопытный
источник
Не ответ на ваш вопрос, но, возможно, соответствующий вашим интересам - вот как это делается в автомобиле с генератором переменного тока; т.е. синхронная машина.
Питер
И - я думаю, что вы правы, хотя интуиция подсказывает мне, что генератор будет работать при достаточно высоком напряжении, что потери на диодах не так уж и значительны (поскольку потери на диодах = ток на диодах * abs (падение напряжения)). Хотя это не моя область знаний, поэтому я позволю кому-то другому вмешаться.
Питер

Ответы:

6

В щеточный мотор встроен выпрямитель через коммутатор. Таким образом, вам не нужен трехфазный выпрямитель. Однако щетки и контакты коммутатора изнашиваются, и время от времени необходимо менять щетки. Все еще есть потери, связанные с коммутатором, хотя и не так сильно, как с диодным мостом. В ветровой турбине я думаю, что обслуживание может быть болезненным, поэтому вы хотели бы свести его к минимуму.

Бесщеточный мотор, как правило, гораздо надежнее и не требует периодической замены чего-либо. В зависимости от выходного напряжения (скорости и постоянной обратной ЭДС) потери выпрямителя могут быть значительными. Вы можете использовать трехфазный мост FET вместо диодного выпрямителя, но это становится намного сложнее.

Джон Д
источник
Полевой мост в ветротурбине? Лол, мне это нравится :)
Камил
Я был на презентации студенческого проекта, где один студент построил генератор ветряных турбин, используя шаговый двигатель мощностью 75 Вт в качестве генератора. Шаговые двигатели, вероятно, будут генерировать больше ЭДС, потому что магнитное поле меняется много раз за оборот, а более высокая частота позволяет легче отфильтровывать пульсации.
motoprogger
Большое спасибо всем за то, что поделились своими знаниями, это действительно помогло. Кто-нибудь может подсказать мне, если я хочу сделать небольшую ветряную турбину, какой тип лезвия я должен использовать? Я подумываю сделать небольшую ветряную турбину с диаметром ротора 10см. Как выбрать двигатель с диаметром ротора 10 см?
Любопытное электронное
4

Бесщеточный мотор намного лучше по нескольким причинам:

  • эффективность
  • надежность
  • он может работать в более тяжелых условиях (щеточные моторы имеют гораздо худшую устойчивость к влажности, пыли и т. д.)

Эффективность бесщеточного мотора лучше, потому что:

  • нет трения щеток
  • нет падения напряжения щетки
  • меньшая инерция ротора (безщеточный двигатель той же мощности меньше)
  • вообще лучше по дизайну

Малая инерция двигателя очень важна. Когда ветер останавливается или замедляется, а турбина все еще вращается - вы тратите энергию (кинетическую) на ... работу в качестве вентилятора. Вот почему турбины имеют 3 лопасти вместо 50.

Падение напряжения на диодах может быть уменьшено до 0,3 В на диод (при использовании диодов с низким падением, таких как диоды Шотки).

Обычно (по крайней мере, в моей стране) - генераторы для ветряных турбин имеют номинальное напряжение, например, 48 В. Падение напряжения на 2 диодах не более 0,6 В. Это всего лишь 1,25%.

Кроме того - слаботочное падение напряжения на диоде меньше номинального.

Камиль
источник
0

Я предполагаю, что машина в сочетании с обычным регулятором скорости (Darlington Inverter) будет хорошо работать в качестве генератора постоянного тока даже при отключенной коммутации, благодаря чему диоды обеспечивают естественное выпрямление 3-фазного выхода «DC», возможно, сглаженного выходом конденсатор до того, как ток будет отправлен на аккумулятор. Исповедь: я мех. инженер. Elec. ребята, пожалуйста, проверьте или исправьте мою оценку

Фил Барнс
источник