Jak w przypadku turbiny wiatrowej 2kW zmniejszyć obroty i zwiększyć napięcie?

Posiadam turbinę wiatrową kupioną jako używaną jako 2kW brak tabliczki znamionowej. Turbina wiatrowa jest połączona do 2 falowników wiatrowych każdy 2kW. Przy bardzo silnych wiatrach turbina w porywach osiąga ponad 3000W.Mój problem polega na tym iż falownik mają zakres pracy 48-90V a wiatrak potrzebuje bardzo dużych obrotów aby osiągnąć 48V. A co za tym idzie strasznie huczy. Praktycznie jest obciążony tylko przy dużych wiatrach.Przy normalnym wietrze cały czas się kreci lecz falownik pokazuje 25-30V a to mało aby go obciążyć. zastanawiam się nad wymianą magnesów. Na rotorze mam 10 magnesów na przemian o wymiarach 85x35x10 mm, może są za słabe. Stojan ma 42 żłobki. Proszę o radę jak tu zmniejszyć obroty a zwiększyć napięcie. bo ja nie mam zielonego pojęcia.

Taka konstrukcja prądnicy nie wydaje się zła. Z załączonych zdjęć trudno określić rozmiar a przede wszystkim profil łopat. Skrócenie łopat albo zmiana ich kąta zaklinowania podniesie obroty turbiny.

Inna opcja to zmiana inwertera na taki który działa od 40V i można w programować charakterystykę P(u) albo P(n).

Skrócenie łopat obniży i tak niewielką moc tej turbiny.
Zmiana kata natarcia przy malej prędkości wiatru tez chyba nie pomoże?
Istotne jest zwiększenie obrotów wirnika prądnicy, a to można osiągnąć tylko przekładnia.
Aby zachować współosiowość wirnika i śmigła najlepsza by była przekładnia planetarna.
Np.: https://www.eldar.biz/przekladnia-planetarna-eldar-wad
Druga ewentualność to wymiana falownika.

Śmigło od wiatraka ma długość 180 cm i są 3 sztuki, maszt 8m. Myślałem nad wymianą tych 10 magnesów na 20 na przemian i zachować mniejsze przerwy miedzy nimi. Zastanawia mnie to czy coś pomoże. Czy tylko pozostaje mi przekładnia lub wymiana falownika.

patrykwiki86 napisał:

Myślałem nad wymianą tych 10 magnesów na 20 na przemian i zachować mniejsze przerwy miedzy nimi. Zastanawia mnie to czy coś pomoże.

Zwiększy to częstotliwość ale nie zwiększy napięcia. Jeśli już to można próbować przezwoić stojan na większą liczbę zwojów.

Koderr napisał:

rościej byłoby wyprostować te 48V, zastosować falownik np. z UPS-a i mamy na wyjściu stabilne 230V~ 50Hz.

Tak, ale to już wymieniono w opcji "wymiana falownika".

patrykwiki86 napisał:

Czy tylko pozostaje mi przekładnia

A czy mylisz, że we wielkich wiatrakach wirniki prądnic obracają się tak wolno jak śmigi?
Obroty wirnika prądnicy nieovciazonej powinny być stosunkowo duże. Obroty te znacząco spadną przy oddawaniu energii - obciążeniu prądnicy.

Dodano po 3 [minuty]:

Zupełnie inaczej te obroty się zachowują gdy prądnica synchroniczna pracuje na sieć.
Tam pod wpływem obciążenia zmienia się kąt wyprzedzenia magnetycznego pola wirującego.
Aż do zerwania synchronizacji.

Jeśli jest to generator trójfazowy i dostępne są końce uzwojeń można zmienić sposób połączenia cewek aby uzyskać wyższe napięcie. W przypadku generatora jednofazowego można zbudować coś na kształt powielacza napięcia i podnieść bez większych trudności napięcie dwukrotnie.

Może transformator ( autotransformator ) .

patrykwiki86 napisał:

Myślałem nad wymianą tych 10 magnesów na 20 na przemian i zachować mniejsze przerwy miedzy nimi. Zastanawia mnie to czy coś pomoże.

SEM indukowana w uzwojeniu jest proporcjonalna do wielkości zmian strumienia magnetycznego i szybkości tej zmiany dΦ/dt.
Zwiększeniem ilości magnesów zwiększysz częstotliwość zmiany strumienia w uzwojeniach - OK. Ale zmniejszysz wielkość tej zmiany.
W/g mnie efekt będzie żaden.
Transformator, przy zmiennej i raczej malej częstotliwości to będzie raczej strata , i tak już niewielkiej, mocy.
Jezeli uzwojenie jest połączone w trójkąt to można je przełączyć w gwiazdę. Wzrost napięcia o √3. Ale wątpię aby było połączone w trójką. Generatory łączy się w gwiazdę.
Inne sztuki z połączeniem uzwojeń nie mają sensu. "Gdyby miały toby były".
Jedynie przekładnia pozwoli Ci osiągać, przy przeciętnych wiatrach, takie obroty rotora aby dało się prądnicę obciążyć rozsądna mocą.

W jaki sposób te cewki podłączyć aby uzyskać wysze napięcie?

patrykwiki86 napisał:

W jaki sposób te cewki podłączyć aby uzyskać wysze napięcie?

Połączeń czołowych cewek chyba nie będziesz zmieniał?
Pokaż zdjęcie wyprowadzeń do skrzynki zaciskowej prądnicy.

W jaki sposób te cewki podłączyć aby uzyskać wysze napięcie?

Kombinujecie z wszystkim poza (łopatami) skrzydłami. Ze zdjęć trudno ocenić kształt/profil ale (przepraszam autora) wyglądają jak wystrugane z deski...

patrykwiki86 napisał:

wiatrak potrzebuje bardzo dużych obrotów aby osiągnąć 48V. A co za tym idzie strasznie huczy.

Autor nie chce dużych obrotów śmigła, tylko wyższego napięcia.
A zmiana profilu łopat idzie w stronę podwyższenia ich obrotów.

patrykwiki86 napisał:

W jaki sposób te cewki podłączyć aby uzyskać wysze napięcie?

Jeśli uzwojenie połączone jest w gwiazdę i jest możliwość rozpięcia jej środka można każdą z faz podłączyć do osobnego czterodiodowego mostka prostowniczego a te mostki połączyć szeregowo.

m4me napisał:

eśli uzwojenie połączone jest w gwiazdę i jest możliwość rozpięcia jej środka można każdą z faz podłączyć do osobnego czterodiodowego mostka prostowniczego a te mostki połączyć szeregowo.

Bez sensu.

patrykwiki86 napisał:

W jaki sposób te cewki podłączyć aby uzyskać wysze napięcie?

Zostaw te cewki w spokoju i magnesy także, wyższe napięcie nic ci nie da bo spadnie prąd więc moc zostanie ta sama, Ty musisz zoptymalizować falownik żeby lepiej wykorzystał energię którą dostaje, jak na razie masz go na zbyt wysokie napięcie, trzeba kupić drugi na na niższe, wtedy też pod obciążeniem obroty spadną, może wtedy trzeba będzie zoptymalizować kąt łopat żeby dawały odpowiednią moc. Możesz oba zostawić rzaem przy małych obrotach będzie pracował jeden a przy silnym wietrze włączy się drugi.

No ciekawy pomysł. Brawo!

jozgo napisał:

Pokaż zdjęcie wyprowadzeń do skrzynki zaciskowej prądnicy.

Teoretycznie napięcie po połączeniu trzech mostków jednofazowych byłoby wyższe.

Janusz_kk napisał:

wyższe napięcie nic ci nie da bo spadnie prąd więc moc zostanie ta sama

Prąd nie spadnie bo przy obecnie osiąganym napięciu go po prostu nie ma!!!
Zmiana falownika to byla pierwsza propozycja. Druga to przekładnia zwiększająca obroty wirnika prądnicy.
Łopata ma 1,8 m. Czyli rozpiętość śmigla to 3,6 m.
Jeden obrót na sekundę to prędkość obwodowa końców łopat 11,3 m/s czyli 41 km/h.
Widac z tego, że obroty nie powinny być większe niż 2, 3 obr/s bo to będzie ten hałas o którym pisał Autor. (80 - 120 km/h).
Tylko, że takie obroty śmigła to w tym układzie też wirnika prądnicy. Prędkość 2, 3 obr/s to 120 - 180 obr/min.
I tu jest błąd konstruktora.
To są zbyt male obroty. Nawet dla tak wielobiegunowej prądnicy.
Powinny być przynajmniej dwukrpotnie większe.
Chyba z powodu tego błędu ją sprzedał.

Dodano po 2 [godziny] 22 [minuty]:

Dziesięć magnesów to 5 par biegunów.
Dla takiej prądnicy obroty znamionowe (synchroniczne przy 50 Hz) to 600 obr/min.
Czyli 10 obr/s. To prędkość obwodowa końców łopat rzędu 400 km/h.
Nierealne.

Dziękuje wam za pomoc. Postanowiłem generator złożyć bez żadnej zmiany tak jak jest. Spróbuje go go podłączyć do innego falownika który ma zakres pracy to DC 22-65V 1000W oraz drugi DC 48-90V 2000W. Jeden z falowników z falowników wymienię. Zrobię tak jak zaproponował jeden z was. Zobaczę jakie będzie się sprawował. Jeśli to nie pomoże to to spróbuje z przekładni 1 do 2. Odezwę się jak wyszło. Dziękuje wszystkim za pomoc.

patrykwiki86 napisał:

Jeśli to nie pomoże to to spróbuje z przekładni 1 do 2.

Wydaje się, że to będzie za mało.
Takie przełożenie może da oczekiwane napięcie ale przy biegu jałowym - bez obciązenia.
Myślałem o przełożeniu rzędu 1 : 5. Dlaczego?
Tak na czucie ta prądnica wygląda na Nn = ok 600 obr/min czyli 10 obr/sek.
Czyli przy takiej przekładni obroty śmigła to 2 obr/sek. Trudno sobie wyobrazić aby dla śmigła o rozpiętosci prawie 4 m wyzsze obroty byly uzasadnione.
To nie wiatraczek z odpustu.

jozgo napisał:

Myślałem o przełożeniu rzędu 1 : 5.

Popatrz na 3 zdjęcie, gdzie ty tam widzisz miejsce na przekładnię? jeśli już to planetarną ale nie znajdzie takiej gotowej a zrobienie tanie nie będzie.

Do autora, jak masz mostek diodowy przed tymi falownikami to zmień diody na schotkiego, takie 20A 100V no i falownik na mniejsze napięcie startu jak pisałeś.

Janusz_kk napisał:

jeśli już to planetarną

Przecież napisałem, że planetarną!

jozgo napisał:

Aby zachować współosiowość wirnika i śmigła najlepsza by była przekładnia planetarna.

Ok, nie zauważyłem Ale i tak mam marne szanse taką znaleźć, o zrobieniu nawet nie mówię.
Poprawka--------------------------^ 'ma'

Janusz_kk napisał:

Ale i tak mam marne szanse taką znaleźć,

Ale dlaczego Ty masz szukać?

jozgo napisał:

Ale dlaczego Ty masz szukać?

Autor jedno 'm' za dużo i tyle domysłów

Nie przygladalem się temu, ale jest?>
https://pl.aliexpress.com/item/32962811110.ht...rmsg=do_not_replacement&device=c&gclsrc=aw.ds

Dodano po 3 [minuty]:

Trzeba poszukac moze 1 : 5.