Радиолоцман Электроника en
расширенный поиск +
  

Почему в обмотках мощных бессердечниковых генераторов нельзя использовать толстый провод

Ответ
 
Опции темы Поиск в этой теме Оценить тему
Старый 25.02.2017, 17:51 #1
Сашун
Гуру
 
Регистрация: 12.09.2006
Адрес: Одесса
Сообщений: 4,909
Репутация: 667
Сашун ЭкспертСашун ЭкспертСашун ЭкспертСашун ЭкспертСашун ЭкспертСашун Эксперт
Эксперт
764 4
141 1
По умолчанию Почему в обмотках мощных бессердечниковых генераторов нельзя использовать толстый провод

Смотрим вот это видео - https://www.youtube.com/watch?v=eO4wMFyMKOg (50 секунд).

Что тут показано?
Мужик изготовил ротор аксиального генератора мощностью несколько сот ватт и изучает воздействие переменного магнитного поля на провода обмотки.
Он подвесил параллельно плоскости ротора 3 разных проводника с длиной, равной радиальной стороне катушке с диаметрами проводников:

- 1,1 мм; - минимальное сечение
- 3*0,71 мм;
- 8*0.43 мм

и наблюдает и нам показывает, как магниты ротора действуют на эти проводники. Самый левый провод с самым малым сечением, но самого большого диаметра дрыгается-шевелится сильнее остальных двух.

Выяснилось, точнее, подтвердилось, что переменное магнитное поле вызывает в проводниках (а медь обладает роскошной поводимостью) вихревые токи (токи Фуко), которые, ясное дело, протекая по проводникам, вызывают в генераторе потери, нагревая провода (не путать с нагревом от активного сопротивления провода обмотки).

Долго считали-подсчитывали измеряли и выяснили что потери пропорциональны:
- квадрату частоты вращения ротора;
- квадрату числа магнитов;
- квадрату индукции в воздушном зазоре;
- общему числу витков статора;
- длине магнита (длине радиальной части витка);
- четвертой степени диаметра провода.

И составляют для статоров со средней частотой вращения, имеющих, обычно, 500-1500 витков в обмотках - несколько десятков ватт - чем провод толще и чем вертится быстрее - тем потери на вихревые токи больше.
Оно, кстати, на этих токах индукционные электроплитки работают - токи Фуко дно сковородки греют.
Цитата:
Количество тепла, которое выделяется токами Фуко пропорционально квадрату частоты изменения магнитного поля. По закону Ленца, токи Фуко выбирают такие направления, чтобы своим воздействовать причину, которая их вызывает. Значит, если проводник движется в магнитном поле, то он должен испытывать сильное торможение, которое вызвано взаимодействием токов Фуко и магнитного поля.
Информация взята с https://author24.ru/spravochniki/fiz...iya/toki_fuko/ .

Поэтому использование обмоточного провода диаметром 0,8 мм (сечение 0,5 кв.мм.) в обмотке сечением 4 кв. мм., т.е. намотка в 8 проводов вместо одного провода диаметром 2,24 мм (того же сечения), позволяет
снизить потери в (2,24/0,8)^4 = 61 раз.

Теперь смотрим вот этот ролик с 1-й минуты - https://www.youtube.com/watch?v=kqmy1gBz-F0 и начинаем понимать, почему этот мужик мотает катушку в 6 проводов диаметром 0,9 (суммарное сечение 3,8 кв.мм) вместо одного провода диаметром 2,2 * с сечением тоже 3,8 кв.мм.

Наверное, что-то знает - уже обжегся на толстых проводах...
Сашун вне форума  
Оценка +1
Старый 25.02.2017, 18:43 #2
DmitriyVDN
Гуру
 
Аватар для DmitriyVDN
 
Регистрация: 08.11.2009
Сообщений: 1,902
Репутация: 483
DmitriyVDN СпециалистDmitriyVDN СпециалистDmitriyVDN СпециалистDmitriyVDN СпециалистDmitriyVDN Специалист
Специалист
455 98
17 8
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от Сашун Посмотреть сообщение
Долго считали-подсчитывали измеряли и выяснили что потери пропорциональны:
- квадрату частоты вращения ротора;
- квадрату числа магнитов;
- квадрату индукции в воздушном зазоре;
- общему числу витков статора;
- длине магнита (длине радиальной части витка);
- четвертой степени диаметра провода.
горе от ума... все это описывается одним словом: скин-эффект
и зависит оный только от частоты смены магнитного поля....
однако есть еще один не маловажный факт, при использовании параллельных проводников на первое место вылазит способ их укладки без соблюдения которого все преимущества окажутся боОльшим гемороем из-за разницы длины оных...
DmitriyVDN вне форума  
Оценка 0
Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями
Руководство Брюса Трампа(Texas Instruments), посвященное практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки.
Старый 25.02.2017, 19:26 #3
Romkashig
Знаток
 
Регистрация: 28.12.2009
Сообщений: 42
Репутация: 26
Romkashig Новичок
Новичок
16 0
0 0
По умолчанию

Сашун мотал шинкой 3мм2 - можно немного "устать" при намотке катушек. Вероятно и берут 6х0,5мм - гнуть проще, но плотность меди в окне будет меньше. При работе моего генератора катастрофических потерь которые можно было уменьшить в 61раз я не увидел. У нас генераторы не на кГц вращаются.
Так что не засоряем форум - берем и мотаем как и все кто что то сделал.
Romkashig вне форума  
Оценка +4
Старый 25.02.2017, 20:05 #4
hrpankov
Гуру
 
Аватар для hrpankov
 
Регистрация: 21.04.2012
Адрес: южнее Дуная
Сообщений: 3,970
Репутация: 330
hrpankov Знатокhrpankov Знатокhrpankov Знатокhrpankov Знаток
Знаток
461 347
135 0
По умолчанию

Доказать скин еффект на частоте ниже 100Гц достойно Нобеля или госнагради...
И право почетного гражданина по местообитанию, или столици, ежедневно обедать безплатно за счет Мера, имхо!
__________________
.....две основние правила демократии: сомневайся во всем и во всем сомневайся........
hrpankov вне форума  
Оценка +1
Старый 25.02.2017, 20:19 #5
DmitriyVDN
Гуру
 
Аватар для DmitriyVDN
 
Регистрация: 08.11.2009
Сообщений: 1,902
Репутация: 483
DmitriyVDN СпециалистDmitriyVDN СпециалистDmitriyVDN СпециалистDmitriyVDN СпециалистDmitriyVDN Специалист
Специалист
455 98
17 8
По умолчанию

а его нечего доказывать оный и на 50Гц есть, и даже толщина слоя известна
DmitriyVDN вне форума  
Оценка 0
Старый 25.02.2017, 20:26 #6
РемЭл220
Гуру
 
Регистрация: 30.03.2015
Адрес: Таганрог Ростовской обл.
Сообщений: 2,480
Репутация: 412
РемЭл220 СпециалистРемЭл220 СпециалистРемЭл220 СпециалистРемЭл220 СпециалистРемЭл220 Специалист
Специалист
390 463
7 186
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от Сашун Посмотреть сообщение
т.е. намотка в 8 проводов вместо одного провода диаметром 2,24 мм (того же сечения), позволяет
снизить потери в (2,24/0,8)^4 = 61 раз.
Точно горе от большого ума...
Токи ФукО (а не фУко, как говорит Алексей Е-ветерок) действительно возникают в любом проводнике, находящимся в переменном магнитном поле. Причём, независимо от того, есть какой-то другой ток в этом проводнике или нет. То есть, получается, что, например, бессердечниковый генератор на ХХ (без нагрузки) должен иметь какое-то сопротивление вращению, и ещё должен греться провод от этих токов.
Ну, лично я, такого эффекта (аж в четвёртой степени) не обнаружил. Думаю, если бы Сашун крутанул самолично изготовленный генератор, то тоже бы особых потерь не заметил.
Ну пусть ещё выскажутся спецы с богатой практикой, например, Владимир 74, Дзен, Каа78, ну и другие...
Скин-эффект, думается, всё таки из другой темы...
__________________
Куплю тесламетр Б/У, недорого.

Последний раз редактировалось РемЭл220; 25.02.2017 в 20:31.
РемЭл220 вне форума  
Оценка +1
Старый 25.02.2017, 20:53 #7
РемЭл220
Гуру
 
Регистрация: 30.03.2015
Адрес: Таганрог Ростовской обл.
Сообщений: 2,480
Репутация: 412
РемЭл220 СпециалистРемЭл220 СпециалистРемЭл220 СпециалистРемЭл220 СпециалистРемЭл220 Специалист
Специалист
390 463
7 186
По умолчанию

Сашун, почему на том видео, левый широкий проводник НЕ УВЛЕКАЕТСЯ за магнитами, а просто "дребезжит", колеблется? Ведь по закону Ленца он должен увлекаться за магнитами или тормозить диск с магнитами.
__________________
Куплю тесламетр Б/У, недорого.
РемЭл220 вне форума  
Оценка 0
Старый 25.02.2017, 21:04 #8
РемЭл220
Гуру
 
Регистрация: 30.03.2015
Адрес: Таганрог Ростовской обл.
Сообщений: 2,480
Репутация: 412
РемЭл220 СпециалистРемЭл220 СпециалистРемЭл220 СпециалистРемЭл220 СпециалистРемЭл220 Специалист
Специалист
390 463
7 186
По умолчанию

Подождём немного, щас Сашун пересчитает и скажет, что на счёт 4-й степени он ошибся
__________________
Куплю тесламетр Б/У, недорого.
РемЭл220 вне форума  
Оценка 0
Старый 25.02.2017, 21:25 #9
Сергей. А
Эксперт
 
Регистрация: 22.12.2015
Сообщений: 901
Репутация: 56
Сергей. А Новичок
Новичок
55 262
39 9
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от Сашун Посмотреть сообщение
чем провод толще и чем вертится быстрее - тем потери на вихревые токи больше.
.....вы наверное хотели сказать "чем тоньше провод- потери больше" с этим я согласен, и не в 61 конечно раз. Но на практике убедился- есть рациональное зерно и поле деятельности для экспериментов и улучшение результатов.....
Сергей. А вне форума  
Оценка 0
Старый 26.02.2017, 13:55 #10
Garrekiv
Специалист
 
Регистрация: 18.03.2010
Адрес: Якутия г. Мирный
Сообщений: 240
Репутация: 47
Garrekiv Новичок
Новичок
37 28
0 3
По умолчанию

Глупый опыт из первого поста не чего не доказывающий для любителя ветролова.
Будь вместо огрызка проводов хотя бы катушка с одним витком спаянная в рабочую схему и через интервал времени после прокрутки померить температуру, тогда да, а так не о чем.
А мотать в несколько тонких просто легче и укладка плотнее, да место из центра катушки на тонкие провода уйдет меньше чем на толстый.

Сплошная практика и не надо теорию из пальца высасывать, хотя смысл теоретику что то говорить, уже не раз говорилось а толку ноль.
Garrekiv вне форума  
Оценка 0
Ответ
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск
Оценка этой теме
Оценка этой теме:
Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход
Часовой пояс GMT +3, время: 20:22.
Powered by vBulletin® Version 3.8.8
Copyright ©2000 - 2018, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot
Срезы портала ↓
Лазерный дальномер Leica Disto D1
Дальномер Leica Disto D1
Дальность измерения: 0.2 - 40 м
Цена: от 4 999 руб.
Доставка: Россия
Датчики влажности и температуры ДВТ-03
Датчики влажности и температуры ДВТ-03
Цена: от 3 168 руб.
Доставка: Россия и страны СНГ
Осциллограф Rohde Schwarz RTB2002
Осциллограф Rohde&Schwarz RTB2002
Цена: от 128 тыс. руб.
Доставка: Россия
Рейтинг@Mail.ru