Tema: calcular imanes y bobinas

buenos dias:

os explico estoy construyendo un aerogenerador savonius y he llegado al punto complicado para mi, los calculos, el generador va a ser axial, la instalacion que tengo es de 24v, tengo una pila de imanes de neodimio de 40x25x6 asi que estoy con el follon de cuantos polos necesitare para unas 100 vueltas por minuto las bobinas de cuantas vueltas el tamaño de las mismas el grosor del cable.... he encontrado por ahi un monton de enlaces con formulas pero no he entendido si son lo que me hace falta ni como usarlas, (tengo solo el graduado escolar y gracias) as ique agradeceria mucho si alguien me supiera decir cuantos polos poner, numero de espiras necesarias para sacar 24v tamaño de las bobinas.. etc etc ... en fin casi todas las medidas de generador, imanes de la medida tengo 110 disponibles asi que ya digo que le puedo poner todos los polos que hagan falta...

muchas gracias, aunque sea solo por leer el toston XDDD

Hola kachyto, yo también ando metido en la construcción de un aerogenerador de eje vertical. Pinchando en lo anterior vas al tema que tengo sobre él y donde a partir del mensaje 19 expongo la recopilación teórica sobre el diseño del generador.

Los cálculos son bastante sencillos, sobre todo una vez que tienes las fórmulas en hoja de cálculo, aunque algo engorrosos. De todas formas, haría falta algo más de información. Me explico.

Para empezar, hablas de 100 rpm. pero no especificas si esa velocidad angular es la de inicio de carga o a la que quieres la potencia nominal, potencia que es otro dato clave ya que es el que determinará el grosor necesario del hilo.

Los imanes están en buena cantidad pero son algo finos por lo que puedes considerar la opción de ponerlos dobles porque, salvo que pongas bobinas extremadamente finas, la separación que habrá entre ellos disminuirá mucho la densidad de flujo magnético.

Ésto último no son más que cábalas, una vez que sepamos las velocidades y la potencia nominal que quieres ya se podrá comenzar con el diseño.

El tema de los polos también lo dejaría hasta tener toda la información necesaria.

Un saludo.

hola, permiso, me sumo a la charla. estoy tambien en la construccion de un savonius, y si bien falta para llegar al paso de armar las bobinas aprovecho este post.

Castros: En una parte de tu post, hablabas sobre la velocidad a la que comineza a cargar o la velocidad de regimen.

y me quede pensando en esto.. yo tenía pensado construir el molino, y estudiarlo durante un tiempo, hasta calcular una velocidad "promedio". pero se que si no le pongo carga, es decir no le anexo un alternador, o un disco lleno de imanes, girará mucho mas rapido!.
entonces??... como conviene determinar las RPM tanto de inicio de carga, como de regimen??.

no se si he llegado a explicarme bien... cualquier cosa avisen.
saludos!!

OsCastros!! me he quedado leyendo mucho de lo que escribiste en este otro foro, y wow!!! han tratado el tema de los generadores horiontales muy profundamente!! genial!!
Aerogenerador - Foro de InfoJardín

puedo hacer una consulta sobre las dimensiones que les daran o les han dado a sus molinos??. he abierto este tread, si quieren pueden contestarlo aqui, para no mezclar bobinas con molinos....
http://www.solarweb.net/forosolar/en...-savonius.html



saludos..

Hola,

rastita, te explicas perfectamente y espero conseguirlo yo también . Por un lado, resulta que la velocidad de inicio de carga es la que necesita el generador para alcanzar la tensión de carga. Como no hay apenas par (torque) a la turbina le costará muy poco alcanzarla siempre y cuando no sea muy elevada para su constitución.

La velocidad de régimen o nominal es un decir y depende de cada uno, verás que cada fabricante da una potencia nominal a sus aerogeneradores y con variaciones en la velocidad del viento a la que la alcanzan, que no se corresponde con la realidad particular de cada usuario y por ello hay tantos defraudados. Muchos miniaerogeneradores se venden proclamando una potencia que en bastantes casos está tomada a incluso 15m/s, que viene a ser 54 km/h. y que no alcanzaremos con frecuencia.

En la fase de diseño del generador hay que tener sore todo en cuenta tanto esta velocidad de inicio como la de máxima potencia, a partir de la cual podría peligrar la integridad del generador, así como el margen entre ellas. Yo, por ejemplo, me he hecho dos tablas para calcular el tamaño de la turbina para cubrir mis necesidades eléctricas. Una es la de rpm-potencia del generador y la otra es de km/h viento-potencia entregada por la turbina.

Por supuesto que la turbina sin carga girará mas rápido pero poca variación habrá a bajas velocidades porque al haber poca potencia el par es pequeño. La diferencia se incrementa con la velocidad del viento pues a mayor potencia mayor torque.

La velocidad de inicio es un compromiso entre efectividad y economía. Cuanto más baja sea esa velocidad inicial, más cobre e imanes necesitaremos aumentando el volumen del generador, y los problemas derivados del aumento de resistencia interna por esa mayor cantidad de cobre.

El material necesario va en relación directa con la velocidad de inicio de carga entre varios factores. A doble velocidad e igualdad de polos e imanes necesitaremos menos de la mitad de cobre aunque lo correcto es disminuir tanto imanes como cobre. La razón es que a menos vueltas de cobre por fase menor rango de velocidad de funcionamiento y lo dicho justo antes, a más vueltas más resistencia.

Normalmente se utiliza como referencia la velocidad a la que gira la turbina sin carga a 3m/s para que con el generador instalado empiece a generar a partir de 3-5m/s dependiendo del par mínimo que suele ser muy poco.

Más correcto que la velocidad media de la turbina sin carga sería hacer su curva de rpm/velocidad del viento para así adecuar el rango del generador.

Saludos.

P.D. Nos hemos cruzado, tengo previsto hacer una turbina, en principio, de 4m² de área de barrido en dos tramos de 2m². El área de barrido en este caso es el doble del área de cada pala.

bueno creo que ya tengo mis respuestas, os comento por si a alguien le sirve, para que una bobina saque el maximo rendimiento necesita que pasen 3000 polos por minuto por delante de ella, por lo cual si dividimos 3000 por el numero de polos que usemos sabremos las rpm necesarias para sacar el maximo rendimieto a nuestro generador ejemplo:
generador de 24 polos, 3000/24 = 125 rpm

las vueltas de las bobinas se sacan de dividir el numero de voltios que queramos sacar por 0,03 ese numero lo dividimos entre el numero de bobinas por fase y ya tenemos las vueltas necesarias ejemplo:
24 v / 0,03 = 800 vueltas / 8 bobinas = 100 vueltas por bobina (sobre dimensionar siempre un poco)

bueno, si me he colado en algo corregidme sin problemas, pero esto es a mi forma de ver una simplificacion para los que no tenemos estudios, que no somos capaces de entender ni una formula de las que usais

Hola de nuevo, esas simplificaciones serán válidas para un caso concreto del que las habrás sacado pero no para alguien que quiere construirse su generador.

El tema de las espiras es para nada simplificable porque y sin entrar en fórmulas hay otros cinco factores que inciden directamente y proporcionalmente en el cálculo que son: área de los imanes, grosor de los imanes, separación entre pares de imanes y grado de magnetización. Con estos cuatro factores en la mano y a igual número de polos y bobinas, con esas cien vueltas tu generador dará un voltaje distinto al mío que los lleva de otro tamaño.

El quinto factor son las rpm a las que quieras que funcione, por ejemplo, un generador de 24V que empiece a cargar a 300 rpm. podrá funcionar como generador de 12V girando a 150 rpm. de velocidad inicial. Para variar la velocidad a la que quieras que cargue tendrás que cambiar los parámetros que afectan tanto a las bobinas como a los imanes.

Podrás hacer alguna simplificación pero entonces tendrás que tener unos ciertos parámetros constructivos fijos que las permitan. En mi caso, lo puedes ver en el enlace que puse al que estoy desarrollando, tengo un factor constructivo fijo que adopto en todos los cálculos de generadores y es que la separación pares de imanes es igual a la suma del grosor de ambos.

Con ésto y el grado de magnetización que aporta el fabricante tengo unas cifras que corresponden a la densidad de flujo magnético que atraviesa las bobinas y al igual que las espiras y para una misma cantidad, a mayor densidad mayor voltaje. El cálculo puro y duro de esta densidad en muy farragoso.

Yo me estoy construyendo un generador trifásico con 32 polos y 24 bobinas aunque no pasará de la fase de diseño hasta que no haya acabado la turbina y compruebe su respuesta para calcular el número exacto de espiras. Del correcto balance entre turbina y generador es de donde sacamos el máximo rendimiento no de un número determinado de rpm.

De todas formas, en todo lo que pueda ser útil estoy a tu disposición.

Por cierto, rasita, me alegra mucho el que te gustase el tema. Espero que tenga buen y pronto fin.

Saludos.

se agradece toda informacion, pero lo que me digo yo, los que no tenemos mas que el graduado escolar y un par de etiquetas de anis del mono todas esas formulas son mision imposible, aunque no sea exacta , mi cuenta de las vieja creo que sirve, yo por lo menos ni siquiera me he planteado el rendimiento, con que cargue a 24 voltios me conformo y si supero los 10 A hora me doy con un canto en los dientes, ya te digo soy incapaz de entender esas formulas que usais, despues de una hora con un amigo ingeniero indistrial esas son las concluciones claras que he conseguido sacar, el resto... pues no se usarlo.. una lastima de conocimiento desaprovechado

pero gracias a todos por la informacion compartida he ideas expuestas XD

Hola, discúlpame si peco de pesado pero no quiero que te lleves una decepción en vez de la satisfacción que tanto nos gustaría lograr.

Con esas medidas fijas y dependiendo de las rpm., los imanes que pongas, la separación entre ellos y cuatro detalles más igual ni alcanzas la velocidad inicial de carga o la alcanzas demasiado pronto trabajando con el aerogenerador forzado.

Incluso lo de dar 10A es relativo, dependiendo del viento en tu zona y del tamaño de la turbina. Quieres que sea la intensidad media o la de pico.

Yo te recomendaría que antes de abordar el generador tengas claros como mínimo otros dos parámetros: la potencia media que quieres obtener y la velocidad del generador, ambas dependientes y relacionadas con la turbina.

Una vez construida y con un anemómetro haces la correspondencia de las rpm a las que gira según la velocidad del viento. Con ésto y lo anterior podremos llegar a aprovechar el material del que dispongas para que sea lo más eficiente y satisfactorio posible dentro de nuestras limitaciones.

He hecho una hoja de cálculo en la cual metes unos cuantos datos y ella te devuelve al instante todos los parámetros constructivos y de rendimiento, hasta el diámetro mínimo necesario para los discos de imanes o la potencia perdida-disipada en el rectificador. La estoy puliendo para que sea totalmente automática y comprobar que todo es correcto pero de entrada ya no hay que hacer cálculos.

Así que si te apetece me cuesta menos meterle los datos a la hoja y obtener los resultados que escribir este mensaje, como gustes.

E insisto en que cuanto más claros sean los datos de entrada la respuesta se acercará más a la realidad.

El verdadero problema está en lo finos que seamos en la construcción porque aquí podemos desbaratar todo lo demás.

Un saludo.

OS CASTROS, eres un crack,estoy deseando ver como funciona esa hoja de calculo,para dimensionar un alternador que quiero construir.