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[技术] 发电机 - 风力发电机发电机 - 理论与实践的磁铁和线圈,概念

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发表于 2014-3-25 08:16:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
发电机 - 风力发电机发电机 - 理论与实践的磁铁和线圈,概念

意大利语

让我们先从磁铁:总是有两个极点(南北)和流线(线条)来自于一个极再弄。所有这一切回来的线,回来....甚至到无穷大......和所有。但他们做的这些线(流)的方式取决于什么?你看到下面的图片是在空气中的磁铁...我们将看到这些线条是如何重要,在我们的例子中,了解他们的路径是非常重要的。

风力发电机

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磁铁(几乎恒定的数量)的所有行进行封闭路径,但我们可以尝试改变自己的路径?答案是肯定的!
简化,我们可以说,这些行找到自己的方式更“舒适”(像几乎所有发生在自然界的事物)的讨论。这些生产线运行在空中...但通过一些所谓的铁磁更好的材料难度(),然后,如果有材料的身边,他们被吸引到quersto类型,即他们走这条路优先于空气中,进一步简化讨论,求最短路径,更舒适。该图显示的情况下1(磁铁在空气中),并在情况下,流线2(由铁磁体包围相同的磁铁)在线条通过不同的路线,最短和最舒适的,几乎所有的(更好的运行,以说几乎所有的)线的金属物体数据类型内部运行....不是90°弯曲,但我希望这个想法是明确的。
现在你想知道什么是在某些地方的车'流?

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 楼主| 发表于 2014-3-25 08:17:18 | 显示全部楼层
Soffermiamoci ancora sui magneti e visto che vanno tanto prendiamo in considerazione quelli al neodimio. Ce ne sono tanti e di tutti i tipi, cilindrici , rettangolari ma quali prendere? e come capire la loro 'potenza'?
Abbiamo visto che i magneti hanno delle linee (linee di forza) che escono dai poli e 100 milioni di quelle linee equivalgono ad 1 Weber.
Ma le caratteristiche dei magneti sono specificate in Tesla e che relazione c'è con i Weber (cioè con le linee)?
Allora possiamo calcolare le linee sapendo che il valore in Tesla è la densità di flusso per metro quadrato, cioè un magnete di 1 metro per un metro ha tutte quelle linee di flusso.
Se abbiamo un magnete di 1 cm x 1cm possiamo quindi ricavarci le linee di flusso o i weber.
Ecco perchè due magneti,uno piccolo ed uno grande, possono avere lo stesso lo stesso valore di Tesla...proprio perchè questo indica una densità e non le linee che ovviamente saranno di più in quello più grande.
Quindi quando prendiamo dei magneti occorre capire il numero di linee di forza che hanno...questo è il dato che ci serve sapere.


La bobina è un insieme di spire realizzate con materiale conduttore. La forma della bobina può essere cilindrica,quadrata,triangolare...etc ma la cosa fondamentale è la superficie interna...la bobina deve poter accogliere all'interno (foto con area sfumata in rosso) quanto più flusso possibile . Questa 'apertura' deve essere almeno grande quanto è grande il magnete perchè le linee di forza devono passare in un certo istante il più possibile all'interno. La produzione di energia è legata sia al numero di linee (flusso) che alla variazione di questo flusso.
Quindi è importante la scelta del magnete e più è 'forte' e meglio è...cioè genera molte linee di forza, però occorre che queste linee attraversino la bobina.
La variazione del flusso dipende dalla velocità di rotazione del generatore. Per aumentare la variazione di flusso si aumentano i magneti e si pongono in opposizione di polo...cioè, quando il rotore gira, le linee che attraversano la bobina sono in una direzione con un magnete e nella direzione opposta con il magnete successivo.

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Vediamo sotto due realizzazioni.
La prima realizzazione ha delle spire con una sezione molto larga, la secoda invece,oltre alla realizzazione di bobine tra loro differenti, le ha molto piccole il che limita la produzione di energia elettrica...per così dire non è efficiente ed è inutile avere magneti grandi.
Nella costruzione delle bobine ci sono altri aspetti importanti...vedremo anche questi.

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 楼主| 发表于 2014-3-25 08:18:16 | 显示全部楼层
Passiamo all'interazione bobina flusso magnetico...sotto riporto il disegno di profilo di un magnete e un bobina (nucleo formato da aria) fotografato nell'istante in cui sono allineati. Alcune linee di forza sono numerate (10 linee), secondo voi, quale di queste linee partecipano alla produzione di energia elettrica cioè a questo miracoloso fenomeno che ci permette di trasformare l'energia meccanica dovuta alla rotazione del magnete (o bobina)?
Attendo risposta.
Bolle
Immagine Allegata: InterazioneBobinaFluss.jpg

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Ciao Eli...speriamo non diventi una discussione a due..heheheh
vediamo cosa ne pensano gli altri.
Nell'attesa ti metto una pulce nell'orecchio...sono cattivo e infame...sei sicuro che la 5 partecipi? Di fatto siamo passati da una visione piana ad una visione spaziale della spira...i libri parlano sempre di spira...quindi il dubbio che sollevo è: le linee debbono attraversare entrambe i lati della bobina?Cioè devono sbucare dall'altra parte?
La linea 1 è una linea come tutte le altre, solo che al centro sono concentrate tante linee molto vicine tra loro, a volte viene disegnata con un colore rosso vivo o con un tratto piu' marcato per indicare che è una linea che ne rappresenta tante quindi è giusta la tua deduzione...ma una linea è sempre una linea....e vale una linea di forza. Anche la linea 5 non è solo una linea, ma tante linee di forza. Certo questo disegno è una forzatura...ma è così...me la canto e me la suono...poi sistemeremo tutto.

In attesa di qualche altra risposta proseguiamo con un poco di teoria...attribuita a Farady , Neumann e Lenz...perchè penso che ora abbiamo tutti gli strumenti per capire cosa ci hanno tramandato questi personaggi . Dicono che "la forza elettro motrice indotta in una spira, a causa di una variazione di flusso magnetico è direttamente proporzionale alla variazione di flusso e inversamente proporzionale al tempo in cui tale variazione di flusso avviene,ed ha verso tale da opporsi alla causa che l'ha generata."
Traduciamo in modo semplice semplificando i concetti:
la forza elettro motrice: non è altro che un concetto che indica una differenza di potenziale e/o una corrente che circola nella bobina.
indotta: legame particolare...
 楼主| 发表于 2014-3-25 08:19:07 | 显示全部楼层
spira: è la bobina
direttamente proporzionale: c'è un legame lineare tra due quantità più è grande una quantità tanto più grande sarà l'altra.
variazione di flusso: il flusso non è altro che l'insieme delle linee (di forza) che escono dal magnete...e la variazione indica appunto la differenza in numero di queste linee in due istanti differenti.
inversamente proporzionale: c'è un legame lineare tra due quantità più è piccola una quantità tanto più grande sarà l'altra.
tempo in cui tale variazione di flusso: tempo che intercorre tra una variazione del numero delle linee
verso tale da opporsi: ogni cosa in natura si oppone alle variazioni (anche noi...siamo restii ai cambiamenti...è un concetto per lo più filosofico).
Tutto questo viene tradotto con: più il magnete è 'potente' e più gira velocemente e più otteniamo energia.
La formula semplificata che esprime questo concetto è
Energia = VariazioneDiFlusso / TempoDellaVariazione
Analizziamo i due termini:
VariazioneDiFlusso: sappiamo ricavare quante linee possiede un magnete quindi sappiamo anche la massima variazione cioè :
TutteLeLinee=TutteLeLinee-ZeroLinee (sempre se siamo in grado di far passare tutte le linee all'interno della bobina e successivamente nessuna linea) . Quindi questa variazione di flusso è un valore conosciuto ed ha un valore massimo.
TempoDellaVariazione:In quanto tempo riusciamo a variare le linee che attraversano la bobina? Più veloci siamo e più otteniamo energia. Se siamo istantanei l'energia sarà infinita.
Tutto questo può essere tradotto con : indipendentemente dal sistema che abbiamo messo in piedi...più veloce gira il rotore e meglio è!!!

Questo si che è un disegno preciso...vediamo se ho capito, i magneti (1,2) sono due N S che si affacciano tra di loro e la parte tratteggiata(4) è un cilindro su cui poggiano i due dischi (3).
Allora il progetto si può ottimizzare ed anche parecchio...si può risparmiare sui magneti (si possono dimezzare) mi occorre sapere il materiale di 3 e 4 (in particolare se è ferromagnetico...cioè se avvicini una calamita questa rimane attaccata).
Inoltre non ho capito la disposizione dei magneti sul disegno della pianta ( a destra)....come mai sono tutti sfasati?

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 楼主| 发表于 2014-3-25 08:20:26 | 显示全部楼层
Vediamo questo generatore eolico savionus.
Si può notare la posizione dei magneti...alternati N e S, per aumentare la variazione di flusso...se fossero stati messi tutti in una direzione...la produzione di energia elettrica sarebbe stata molto inferiore...quindi vanno messi come visibili dal disegno...ed il numero ovviamente deve essere pari (preferibilmente altrimenti non combaciano il primo e l'ultimo polo). Si potevano mettere anche piu' magneti...ma non occorre esagerare.
Vediamo le bobine molto cicciotte...troppo cicciotte (verticalmente intendo)...per quale motivo bisogna evitare la realizzazione delle bobine fatte in questo modo?

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Esatto, la bobina deve essere più piatta possibile (nel caso del generatore savonius deve essere bassa). Rispondo alla domanda delle linee di forza: le linee debbono attraversare completamente la bobina (da parte a parte)altrimenti non inducono. Quindi nel disegno solo le linee 1,2,3 e 4 sono da considerarsi effettivamente utili.
Quindi riepilogando le bobine (con nucleo di aria) debbono essere sufficientemente larghe (almeno come il magnete) e molto piatte...quindi come si dice a nopoli debbono essere chiatte  !!!
Se realizziamo una bobina molto lunga...non ci dobbiamo aspettare grandi risultati.
Questo disegno dovrebbe far capire come mai si consiglia di diminuire il più possibile la distanza tra magnete e bobina più linee 'bucano' la bobina...meglio è!!!!

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 楼主| 发表于 2014-3-25 08:21:26 | 显示全部楼层
forse questa rappresentazione viene proprio da una osservazione della limatura di ferro...baaaa!! Ad esempio femm rappresenta l'intensità del flusso con dei colori che vanno dal bianco al rosso passando per l'azzurro...insomma ognuno può rappresentare queste linee (o flusso) come meglio crede...l'importante è avere presente il concetto.
Comuque sun_son mi fa venire in mente che ho trasurato un aspetto...quello tridimensionale, tutte le rappresentazioni delle linee sono disegnate sezionando un piano...ovviamente debbono considerarsi nello spazio!!!

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Ho ritrovato femm e dopo averlo istallato ho realizzato qualche disegno dei magneti. Questo è un singolo magnete, notate le linee di forza che percorso fanno.
Bolle
Immagine Allegata: FlussoSingolomagnete.jpg

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 楼主| 发表于 2014-3-26 09:28:01 | 显示全部楼层
Questa è la rappresentazione di due magneti senza cilindri metallici.
Immagine Allegata: FlussoMagneteBobinaESDM.jpg

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Questa è la rappresentazione di due magneti con le proporzioni del generatore che stiamo analizzando con i cilindri metallici.
Possiamo notare come le linee di flusso siano più concentrate...ed ovviamnete il rendimento sale.

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 楼主| 发表于 2014-3-26 09:28:51 | 显示全部楼层
Certo, molte più linee passano all'interno della bobina, quindi si ha più produzione di energia...ma c'è sempre un ma!
Abbiamo ancora molto da dire.
Intanto iniziamo a vedere cosa combinano due magneti affiancati...ovviamente con polarità opposta...cioè vedianmo cosa combinano 2 magneti del savonius...
La cosa si sta complicando? Mi seguite?
Un Saluto

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Vediamo cosa accade se sul generatore non si utilizza il mozzo (parte finale) in materiale ferromagnetico.

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 楼主| 发表于 2014-3-26 09:30:18 | 显示全部楼层
Vediamo ora come utilizzare un solo magnete invece che due...progongo un disegno dove sono visibili il campo e le linee...la struttura del materiale ferromagnetico può essere sicuramente migliorata...ad esempio si possono eliminare le sporgenze...ma l'ho lasciata così per evidenziare le differenze.

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Fino ad ora abbiamo sempre affrontato i magneti in configurazione 'singola' , presi cioè uno ad uno (oppure due nel caso del piggott). Ma cosa accade quanto i magneti sono posti su un disco di metallo? Come si comportano le loro linee di forza quando sono poste vicine? Se i magneti sono posti in opposizione cioè N/S/N etc...accade quello che si vede....molte linee si chiudono tra di loro...e ovviamente il rendimento cala drasticamente.
PSuesto disegno rappresenta il generatore postato da Eli www.otherpower.com/woodax.html, cioè i magneti sono posizionati con polarità opposta con il vicino (The polarity of the magnets around the circle alternates, so each magnet has the opposite pole up as its neighbor.)

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 楼主| 发表于 2014-3-26 09:30:57 | 显示全部楼层
vediamo cosa accade se distanziamo i magneti, la situazione migliora nettamente.Ora chi va a dire a quel tizio che forse (dico forse) avrebbe aumentato il rendimento e risparmiato soldi se avesse messo la metà dei magneti? Va anche detto che sono stato molto buono...nel disegno che ho fatto sopra un pochino i magneti li ho distanziati...lui li ha messi praticamente attaccati!!! Questo tipologia di problema accade anche nella configurazione piggott. Spero che questa serie di esempi faccia capire come basta una piccola variazione geometrica o di materiale ( altro problema di complessità non indifferente) che il rendimento va a farsi fottere...indipendentemente da trovare un sistema che ottimizzi la trasformazione meccanica in quella elettrica (per altro già trovata)!!!

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Niente di alta tecnologia bolle,solo un po di fantasia:

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qui ho fissato un pezzo ad una staffa per simulare lo statore fermo,o la sua controparte.
E qui io che tengo la bobina,in pratica ci metto una mano,ma per una prova non ci sono grossi rischi:

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Poi basta misurare col tester avvicinando la torretta si avvicina il blocco ferro bobina e si prova a muovere leggermente la bobina per vedere se si alza ulteriormente la tensione.
Hai ragione per il ferro,che si magnetizza,ma si potrebbe usare pezzi dei trasformatori che sono in lamierini che non si magnetizzano.
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