Axial flux generator Hefei Top Grand TGET165-0.15kW-500R
Geplaatst: 28 aug 2015, 12:02
Het Chinese bedrijf Hefei Top Grand (website: http://www.china-topgrand.com) levert een grote reeks axial flux generatoren bedoeld om te gebruiken in windmolens. Ik heb het kleinste model, de TGET165-0.15kW-500R besteld in China om hem door te meten en na te gaan of hij geschikt is voor een klein windmolentje met een diameter van 1.65 m. Deze generator zou 150 W moeten kunnen leveren bij 14 VDC en een toerental van 500 omw/min. De fabrikant levert alleen metingen van het elektrisch opgewekte vermogen voor een weerstandsbelasting en deze karakteristieken zijn totaal anders als die voor een 12 V accubelasting. De generator kost 150 USD af fabriek maar inclusief verzend- en bankkosten was ik € 283 kwijt om hem hier te krijgen. Hij kwam deze week binnen en hij ziet er goed uit. De generator heeft een huis dat rond draait en een stilstaande as. De rotor wordt aan het huis bevestigd en de as wordt in het kopframe geklemd. Het wrijvingskoppel is extreem laag (0.004 Nm) maar er moet nog een oliekeerring gemonteerd worden waardoor het wat zal toenemen. De generator heeft een 3-fasen wikkeling in ster en om een accu te laden is een externe 3-fasen gelijkrichter nodig.
Om de generator door te meten heb ik een meetopstelling ontworpen die bijna gereed is. Ik wacht momenteel op de tandwielnaven die ik laat maken. Als je het mechanische vermogen wilt meten dat er in gaat dan moet je het koppel en het toerental meten en dat is nog niet zo eenvoudig. Ik heb een 750 W, 24 V PM-gelijkstroommotor maar die draait te snel om de generator daar rechtstreeks mee aan te drijven. Daarom maak ik een vertragende kettingoverbrenging naar een hulpas met een vertraging van ongeveer een factor 3.6. Op de hulpas komt een flens waar het generatorhuis tegenaan geschroefd wordt. Op de generatoras komt een hefboom met daaraan een touwtje waar een gewicht van 5 kg aan hangt. Ik heb een zeer nauwkeurige weegschaal met een bereik van 5 kg voor vijf omwentelingen van de wijzer en het gewicht leg ik op de weegschaal zodat die 5 kg aangeeft. Als de generator koppel levert, draait de wijzer achteruit en het verschil is de trekkracht in het touwtje. De trekkracht in N maal de hefboomarm in m is het geleverde koppel in Nm. Het toerental meet ik met een lasertoerenmeter middels een reflecterend plaatje op de naaf. Het product van het koppel in Nm en het toerental in rad/s is het ingaande mechanische vermogen Pmech in W.
Ik meet de generator niet door met een echte 12 V accu maar met een spanningsregelaar met dumpload die ik afregel op de gemiddelde laadspanning van 13 V. Het product van de gelijkstroom en de gelijkspanning is het geleverde elektrische vermogen Pel. Het rendement is het quotient van Pel / Pmech.
Om de motor aan te kunnen drijven met een variabel toerental is een variabele gelijkspanning nodig. Ik heb een 1-fasen Variac die een wisselspanning tussen 0 V en 230 V kan leveren bij een maximum stroom van 5 A. Met deze spanning voed ik een 3-fasen lastrafo die de spanning met ongeveer een factor 8 verlaagt en die dus tussen 0 V en 29 V levert. De stroom neemt met een factor acht toe als het traforendement 100 % zou zijn. Deze spanning wordt gelijkgericht met een bruggelijkrichter. De gelijkgerichte spanning wordt op de motor gezet. Er komt een sterk pulserende gelijkstroom uit de gelijkrichter maar de motor loopt hier prima op.
Als de meetopstelling klaar is zal ik er foto's van maken en die komen in het (Engelstalige) meetrapport van de generator. Als de generator doorgemeten is en het meetrapport klaar is dan komt dat op mijn website en wordt het vrij verkrijgbaar. Als de generator bruikbare karakteristieken heeft dan bouw ik de rotor die ik ontworpen heb op basis van de beperkte gegevens die ik nu heb. Het geheel wordt dan getest op de bestaande kop van de VIRYA-1.8 windmolen met een paar ondergeschikte aanpassingen. Ik houd jullie op de hoogte als ik meer weet.
Om de generator door te meten heb ik een meetopstelling ontworpen die bijna gereed is. Ik wacht momenteel op de tandwielnaven die ik laat maken. Als je het mechanische vermogen wilt meten dat er in gaat dan moet je het koppel en het toerental meten en dat is nog niet zo eenvoudig. Ik heb een 750 W, 24 V PM-gelijkstroommotor maar die draait te snel om de generator daar rechtstreeks mee aan te drijven. Daarom maak ik een vertragende kettingoverbrenging naar een hulpas met een vertraging van ongeveer een factor 3.6. Op de hulpas komt een flens waar het generatorhuis tegenaan geschroefd wordt. Op de generatoras komt een hefboom met daaraan een touwtje waar een gewicht van 5 kg aan hangt. Ik heb een zeer nauwkeurige weegschaal met een bereik van 5 kg voor vijf omwentelingen van de wijzer en het gewicht leg ik op de weegschaal zodat die 5 kg aangeeft. Als de generator koppel levert, draait de wijzer achteruit en het verschil is de trekkracht in het touwtje. De trekkracht in N maal de hefboomarm in m is het geleverde koppel in Nm. Het toerental meet ik met een lasertoerenmeter middels een reflecterend plaatje op de naaf. Het product van het koppel in Nm en het toerental in rad/s is het ingaande mechanische vermogen Pmech in W.
Ik meet de generator niet door met een echte 12 V accu maar met een spanningsregelaar met dumpload die ik afregel op de gemiddelde laadspanning van 13 V. Het product van de gelijkstroom en de gelijkspanning is het geleverde elektrische vermogen Pel. Het rendement is het quotient van Pel / Pmech.
Om de motor aan te kunnen drijven met een variabel toerental is een variabele gelijkspanning nodig. Ik heb een 1-fasen Variac die een wisselspanning tussen 0 V en 230 V kan leveren bij een maximum stroom van 5 A. Met deze spanning voed ik een 3-fasen lastrafo die de spanning met ongeveer een factor 8 verlaagt en die dus tussen 0 V en 29 V levert. De stroom neemt met een factor acht toe als het traforendement 100 % zou zijn. Deze spanning wordt gelijkgericht met een bruggelijkrichter. De gelijkgerichte spanning wordt op de motor gezet. Er komt een sterk pulserende gelijkstroom uit de gelijkrichter maar de motor loopt hier prima op.
Als de meetopstelling klaar is zal ik er foto's van maken en die komen in het (Engelstalige) meetrapport van de generator. Als de generator doorgemeten is en het meetrapport klaar is dan komt dat op mijn website en wordt het vrij verkrijgbaar. Als de generator bruikbare karakteristieken heeft dan bouw ik de rotor die ik ontworpen heb op basis van de beperkte gegevens die ik nu heb. Het geheel wordt dan getest op de bestaande kop van de VIRYA-1.8 windmolen met een paar ondergeschikte aanpassingen. Ik houd jullie op de hoogte als ik meer weet.