Zelf een generator maken van een Brushless DC motor

  • Topicstarter Topicstarter harm1985
  • Startdatum Startdatum
Hmm... naar nu blijkt is de motor niet geschikt als generator, de windingen zijn niet op de juiste manier verbonden om er een efficiënte generator van te maken.

Ik gooi het nu over een andere boeg: een stepper motor die een condensator oplaadt via een diodebrug. Morgen waarschijnlijk even wat tests doen...
Net als Ron vraag ik me af waarom een bepaalde borstelloze motor niet goed zou zijn om als generator gebruikt te worden. Jouw idee om een stappenmotor te gebruiken is juist een minder goed idee. Een stappenmotor zal een heel hoogfrequente wisselspanning opwekken omdat deze motoren heel veel polen hebben. Tweehonderd polen is vrij normaal en meer komt ook voor! Juist door die hoge frequentie gaat het rendement achteruit, de inductie verliezen zijn dan behoorlijk groot. Als je de generator langzaam laat draaien zal die frequentie niet zo hoog zijn. Het probleem is dan dat de spanning niet hoog genoeg zal zijn. Een extra probleem is dat de inwendige weerstand van veruit de meeste stappenmotoren veel te hoog is om een beetje redelijke stroom te kunnen leveren.

Gebruik gewoon een borstelloze motor en gebruik de kv om te bepalen welke spanning je bij welk toerental zal krijgen. Hoe de motor intern in elkaar steekt zal zo goed als niets uitmaken. Wil je een optimale opbrenst? Dan zal je een echte generator moeten gebruiken. Niet één met permanente magneten zoals een borstelloze motor maar één met een regelbare elektromagneet. Dat is echter een heel ander verhaal. ;)
 
Ik kwam op het idee via deze links:
Electricity with Stepper Motors - Wind
PVC Wind Turbine Blades - Wind

We hebben nu een motor gebruikt uit een printer: een Mitsumi M49SP-2K http://www.mitsumi.co.jp/latest/Catalog/pdf/motor_m49sp_2k_e.pdf

De opstelling is als volgt: elke fase is aangesloten op een diodebrug, de output voltages worden bij elkaar opgeteld en door een RC gestuurd om de rimpel uit de output te halen (om deze brug te checken gebruiken we een LED om de condensator (van zo'n 3 microFarad) te ontladen). Daarna gaat het signaal naar een DC-DC converter, die van 24 Volt 12 Volt maakt (anders blazen we de batterij-lader op) en gaat de output naar een tweede RC (waar de condensator 650 microFarad is).

We kunnen niet alleen het voltage meten dat uit de DC-DC converter komt, maar ook direct uit de motor. Met een paar draaien aan de motor kunnen we de grote condensator al tot 50 volt opladen en krijgen we al een stroom van 250 mA.

Het circuit dat we hadden gebouwd voor de brushless (een 3 fase gelijkrichter) hebben we uitgebreid met een spoel en weerstand om de load te simuleren, maar zelfs op zo'n 3000 toeren kwam er maar bar weinig uit (zo'n 3 Volt). Daarna, als test, uit een oude boormachine een 18 Volt DC borstel motor gehaald, deze aan een multimeter gehangen en het voltage gemeten, maar bij 3000 toeren kwam daar ook maar 3 volt uit. Hierna kwamen we tot de conclusie dat de brushless wellicht niet geschikt was als generator.
 
Laatst bewerkt door een moderator:
Net terug van een eerste test, we hadden aanvankelijk een 10x7 (inch) prop gemonteerd en dat ding begon dus pas te spinnen bij zo'n 60 at 70 km/h. De output bij 80 km/h was echter al zo'n 30 Volts. Ampères konden we niet meten in deze opstelling.

Toen we een 13x9 prop probeerden maakte dat behoorlijk veel lawaai (leek wel een Harley). Eerst dachten dat er een aerodynamische oorzaak aan ten grondslag lag, maar het bleek later dat de motor een beetje los was gaan zitten. Deze prop leek een stuk beter te werken, hij begon al bij zo'n 40 a 50 km/h te spinnen en bij 80 km/h leverde hij makkelijk 30-40V.

We hebben daarna de multimeter aangesloten op de output van de DC-DC converter, zodat we ook de stroom konden meten. Met een 13x10 prop hadden we bij 60 km/h al ruim 1.5A.

Met andere woorden, we genereerden reeds bij lage snelheden al zo'n 50W. De volgende stap is de glijlagers vervangen door kogellagers en het hele systeem wat beter monteren, het zou een beetje jammer zijn als de motor stuk zou gaan of de prop eraf zou vliegen. Dat ding draait toch zeker op 4000 rpm en daar kun je je flink aan verwonden.
 
Logisch dat het bij hoge snelheden pas begint, een prop is namelijk voor vliegtuigsnelheden ontworpen. Wil je met lagere snelheden werken dan zul je met grotere diameter en minder spoed/pitch moeten gaan werken.
 
Laatst bewerkt:
windtunnelvisie

Net terug van een eerste test, we hadden aanvankelijk een 10x7 (inch) prop gemonteerd en dat ding begon dus pas te spinnen bij zo'n 60 at 70 km/h. De output bij 80 km/h was echter al zo'n 30 Volts. Ampères konden we niet meten in deze opstelling.

Toen we een 13x9 prop probeerden maakte dat behoorlijk veel lawaai (leek wel een Harley). Eerst dachten dat er een aerodynamische oorzaak aan ten grondslag lag, maar het bleek later dat de motor een beetje los was gaan zitten. Deze prop leek een stuk beter te werken, hij begon al bij zo'n 40 a 50 km/h te spinnen en bij 80 km/h leverde hij makkelijk 30-40V.

We hebben daarna de multimeter aangesloten op de output van de DC-DC converter, zodat we ook de stroom konden meten. Met een 13x10 prop hadden we bij 60 km/h al ruim 1.5A.

Met andere woorden, we genereerden reeds bij lage snelheden al zo'n 50W. De volgende stap is de glijlagers vervangen door kogellagers en het hele systeem wat beter monteren, het zou een beetje jammer zijn als de motor stuk zou gaan of de prop eraf zou vliegen. Dat ding draait toch zeker op 4000 rpm en daar kun je je flink aan verwonden.



Harm,

IN MIJN UITEENZETTING GA IK ERVAN UIT DAT JE VLIEGTUIGPROPELLERS GEBRUIKT, IK KAN DIT NIET CONTROLEREN.
ALS DAT NIET ZO IS GEEF HET AAN DAN ZAL IK DE TEKST AANPASSEN, DE WAARSCHUWING BLIJFT DAN WEL GELDIG!!


Ik ben instrumentatietechnicus en daarom in staat tevens propellers zelf te ontwerpen en te maken.
Op de foto zie je twee door mij gemaakte propellers, een voor aandrijving en de ander om energie op te wekken.
full


Om het verschil duidelijk te maken heb ik de leading edge , "neuslijst" even met een rode streep en stip geaccentueerd.

De bovenste, voor energieopwekking heeft een bladhoek die contra is aan de propeller voor voortstuwing.

Je kunt een propeller die is ontworpen en gemaakt voor voortstuwing theoretisch niet gebruiken voor energieopwekking, doe je het wél dan met een zeer laag rendement en zeer laag "aanloopkoppel", het is alsof je met een vliegtuig met a-symmetrisch profiel "op z'n rug vliegt"!

De propeller op de foto voor voortstuwing, de onderste, is gemaakt naar oud ontwerp van de NACA (jaar kruik!!).

Het aanloopkoppel om de generator te starten wordt in hoofdzaak geleverd door het bladoppervlak nabij de as, daar is de bladhoek het gunstigst om rotatiekracht op te wekken bij nog stilstaande generator. Het is daarom ook gunstig om daar een breed bladoppervlak te kiezen, eigenlijk zoals de "oude NACA prop" heeft op de foto.

WAARSCHUWING


Doordat je een (zeer) veelpolige generator hebt moet er een propeller op met relatief veel spoed hetgeen gunstig is voor het aanlopen, levensduur en veiligheid van de generator. Een grote spoed resulteert in een lager toerental en groter aanloopkoppel.
Pas op met proefnemingen met een propeller met grotere diameter en minder spoed, niet doen!!!!!!!
(Na aanlopen op pas nog hogere snelheid door de ongunstigere bladhoek kan hij bij enig onbalans en het hoge toerental de proefopstelling vernielen!)

Logisch dat het bij hoge snelheden pas begint, een prop is namelijk voor vliegtuigsnelheden ontworpen. Wil je met lagere snelheden werken dan zal je met grotere diameter en minder spoed/pitch moeten gaan werken.[/QUOTE]
Mocht het je niet geheel duidelijk zijn dan moet je eens een ritje maken met je generator naar een plaatselijke windmolen en "visueel" vergelijken.

Een klein deel van de aanloop perikelen kunnen ook nog voortkomen uit het feit dat je motor/generator eigenlijk geen axiaal lagering heeft hetgeen is opgelost als je kogellagers monteert.

Cees
 
Laatst bewerkt door een moderator:
Verzoek aan moderatorteam

Heren,

Gaarne de situatie voorleggen aan een externe deskundige die bekend is met energieopwekking middels windaangedreven generatoren, alvorens een reactie te plaatsen.

Cees
 
Welcome to OTHERPOWER.COM
niet dat je daar heel veel aan hebt voor een toepassing in een vliegtuig. (dat was 't toch?)
Wat mij ook een leuk punt lijkt om te onderzoeken is of die 100 watt * inefficiëntie niet te veel drag geeft voor een glijvlucht? Hoeveel Watt is daar voor nodig, dan wel hoe veel verminderd jou generator de glijhoek? Is het dan niet handiger om gewoon een accu te gebruiken?
 
Veiligheid en hoe daarmee om te gaan?

Voor mijn werkzaamheden word ik nogal eens met veiligheidsaspecten geconfronteerd, dikwijls betrekking hebbend op roterende werktuigen en daarop van toepassing zijnde machinebeveiligingen.
Ontwerp, engineering en toepassing van deze delen rond machines behoren in feite tot de belangrijkere (deel)aspecten van mijn vakgebied.

Met betrekking tot veiligheid was ook post 26 en voor mij niet zonder reden, ik ken nog steeds het verhaal over een windmolen van een van de leden bij onze modelvliegvereniging. Het blad van deze windmolen vloog door het ontbreken van afdoende veiligheid door de wand van het clubhuis!!!
(Laat me eens weten of er nog lezers zijn die het verhaal ook kennen!)

Met dat in gedachten en het feit dat ik nog geen enkele serieuse reactie heb vernomen breng ik het draadje nog eens onder de aandacht.
Heeft de draadstarter, harm1985 mijn post 26 gelezen, is hij op de hoogte wat er kan gebeuren als hij het verkeerde advies van eerdere post 25 opvolgt?

Gaarne een reactie.

Cees
 
Laatst bewerkt door een moderator:
Back
Top