science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Gebruik van een loopbandmotor voor een windgenerator

Loopbandmotoren zijn populair voor kleine windgenerators omdat ze robuust zijn, overal verkrijgbaar en goedkoop in aanschaf. Het zijn permanente-magneetmotoren, wat betekent dat ze werken als generators wanneer ze worden gedraaid en gelijkstroom leveren die vervolgens kan worden gebruikt om batterijen op te laden. Hoewel deze motoren doorgaans worden gewaardeerd op meer dan één pk, is die score op enkele duizenden tpm. Kleine windgeneratoren draaien meestal met een maximale snelheid van enkele honderden tpm, zodat de uitvoer daalt tot 200 of 300 watt.

Zoek een geschikte loopbandmotor. Loopbandmotoren worden gekenmerkt door nominale gelijkspanning, nominaal toerental en nominale stroom. De ideale motor heeft een hoge spanning, lage snelheid en hoge stroom, in die volgorde van belangrijkheid. Een vuistregel voor de selectie van spanning /snelheid is dat de verhouding tussen snelheid en spanning minder dan 20 moet zijn. Verdeel de snelheid door de spanning. Dit is de motorsnelheid die 1V genereert. Voor een verhouding van 20 genereert de motor 15V bij 300 tpm. Dit gaat over de ondergrens voor het opladen van de batterij, dus idealiter is een lagere ratio of een sneller draaiende windturbine nodig. Nadat de spanning is berekend, geeft de nominale stroom keer de spanning de kracht.

Bepaal de fysieke opstelling van de windgenerator. Loopbandmotoren zijn niet weersbestendig, dus worden ze vaak ter bescherming in pvc-buizen geplaatst. Koeling van de motor moet verzekerd zijn en de bladen van de windturbine moeten bevestigd zijn.

Sommige loopbandmotoren hebben een vliegwiel waaraan de turbinebladen kunnen worden bevestigd. Anderen hebben een as met schroefdraad, waarmee een hub kan worden gemonteerd waaraan messen kunnen worden vastgeschroefd. Sommige ontwerpers hebben hiervoor een zaagblad gebruikt dat tussen twee moeren op de as is gemonteerd.

Loopbandmotoren in windmolens draaien ver onder hun nominale snelheid en produceren daarom veel minder stroom dan ze konden. Om de rotatiesnelheid te verhogen, gebruiken sommige ontwerpen katrollen en riemen. Een grote katrol gemonteerd op een afzonderlijke windturbine-as met een riem die een kleine riemschijf op de motoras van de loopband aandrijft, zal de rotatiesnelheid van de motor aanzienlijk verhogen. De snelheidsverhoging is hetzelfde als de verhouding van de diameters van de poelies. Een as met een 4-inch riemschijf rijdt een as met een 1-inch riemschijf met vier keer de snelheid.

Sluit de windgenerator aan op de batterijen. Loopbandmotoren genereren DC met een voltage dat geschikt is voor het opladen van batterijen. De stroom van de batterijen kan vervolgens door een omvormer worden geleid om huishoudelijke verlichting en kleine verbruikers te voeden. Het systeem heeft ook een diode nodig om te voorkomen dat de batterijen de windturbine als motor laten draaien als er geen wind is en als een middel om overtollig vermogen te dumpen. Een manier om voor deze vereisten te zorgen, is door een spanningsregelaar te installeren, die de spanning regelt en de batterijen beschermt tegen overbelasting. Deze kleine motorgeneratoren op de loopband zijn goed in het opladen van batterijen en het uitvoeren van kleine ladingen, maar produceren niet genoeg stroom om het de moeite waard te maken om ze op het net aan te sluiten.