Windkraftanlagengenerator: gebürsteter oder bürstenloser Gleichstrommotor?

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Ich versuche, einen Gleichstrommotor als Generator für eine Windkraftanlage zu verwenden, aber dann gibt es zwei Möglichkeiten für den Gleichstrommotor, die gebürstet und bürstenlos sind. Welches ist effizienter zu bedienen?

Ich weiß, dass ich, wenn ich einen bürstenlosen Motor verwende, einen 3-Phasen-Gleichrichter mit 6 Dioden verwenden muss. Wird der Spannungsabfall in diesen 6 Dioden den Wirkungsgrad beeinflussen? Aber wenn ich den Bürstenmotor benutze, muss ich den Gleichrichter nicht benutzen. Kann dies der Vorteil gegenüber dem bürstenlosen Motor sein?

dc-motor brushless-dc-motor Elektronisch neugierig
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Keine Antwort auf Ihre Frage, aber möglicherweise relevant für Ihre Interessen - so wird es in einem Auto mit Lichtmaschine gemacht; dh: eine Synchronmaschine.
Peter
Und - ich denke, Sie haben Recht, obwohl mir die Intuition sagt, dass eine Lichtmaschine mit einer Spannung betrieben wird, die hoch genug ist, dass die Diodenverluste nicht wirklich signifikant sind (da Diodenverluste = Diodenstrom * abs (Spannungsabfall)). Es ist jedoch nicht mein Fachgebiet, also lasse ich jemand anderen einschalten.
Peter

Antworten:

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Bei einem Bürstenmotor ist der Gleichrichter über den Kommutator eingebaut. Sie brauchen also keinen 3-Phasen-Gleichrichter. Die Bürsten und Kommutatorkontakte nutzen sich jedoch ab und die Bürsten müssen von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden. Mit dem Kommutator sind immer noch Verluste verbunden, wenn auch nicht so stark wie mit einer Diodenbrücke. In einer Windkraftanlage würde ich denken, dass die Wartung schmerzhaft sein könnte, daher sollten Sie sie so weit wie möglich minimieren.

Der bürstenlose Motor ist in der Regel viel zuverlässiger und erfordert keinen regelmäßigen Austausch. Abhängig von der Ausgangsspannung (Drehzahl und Gegen-EMK-Konstante) können die Gleichrichterverluste erheblich sein. Sie könnten eine 3-Phasen-FET-Brücke anstelle eines Diodengleichrichters verwenden, aber das wird viel komplizierter.

John D.
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FET-Brücke in Windkraftanlage? Lol, ich mag das :)
Kamil
Ich war bei einer Projektpräsentation eines Studenten, bei der ein Student einen Windkraftanlagengenerator mit einem 75-W-Schrittmotor als Generator baute. Schrittmotoren erzeugen wahrscheinlich mehr EMF, da sich das Magnetfeld mehrmals pro Umdrehung ändert und die höhere Frequenz es einfacher macht, die Welligkeit selbst herauszufiltern.
Motoprogger
Vielen Dank an alle für das Teilen Ihres Wissens, es war wirklich hilfreich. Kann mir jemand vorschlagen, wenn ich eine kleine Windkraftanlage bauen möchte, welche Art von Blatt sollte ich verwenden? Ich denke darüber nach, eine kleine Windkraftanlage mit einem Rotordurchmesser von 10 cm herzustellen. Wie wähle ich den Motor mit einem Rotordurchmesser von 10 cm?
Electronic Curious
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Der bürstenlose Motor ist aus wenigen Gründen viel besser:

  • Effizienz
  • Verlässlichkeit
  • es kann unter härteren Bedingungen arbeiten (gebürstete Motoren haben eine viel schlechtere Toleranz gegenüber Feuchtigkeit, Staub usw.)

Der Wirkungsgrad des bürstenlosen Motors ist besser, weil:

  • Keine Bürstenreibung
  • Kein Bürstenspannungsabfall
  • kleinere Rotorträgheit (bürstenloser Motor mit gleicher Leistung ist kleiner)
  • im Allgemeinen besser durch Design

Kleine Motorträgheit ist sehr wichtig. Wenn der Wind aufhört oder langsamer wird und sich die Turbine noch dreht, verschwenden Sie Energie (kinetisch), um ... als Lüfter zu arbeiten. Deshalb haben Turbinen 3 statt 50 Schaufeln.

Der Spannungsabfall an Dioden kann auf 0,3 V pro Diode reduziert werden (durch Verwendung von Dioden mit geringem Abfall, wie Shottky-Dioden).

Typischerweise (zumindest in meinem Land) haben Generatoren für Windkraftanlagen eine Nennspannung von 48V. Der Spannungsabfall an 2 Dioden beträgt nicht mehr als 0,6 V. Das sind nur 1,25%.

Außerdem ist der Spannungsabfall der Diode mit geringem Strom kleiner als der Nennwert.

Kamil
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Ich vermute, dass die Maschine in Verbindung mit einer typischen Drehzahlregelung (Darlington Inverter) auch bei ausgeschalteter Kommutierung als Gleichstromgenerator gut funktioniert, wobei die Dioden eine natürliche Gleichrichtung des dreiphasigen "Gleichstrom" -Ausgangs ermöglichen, der möglicherweise mit einem Ausgang geglättet wird Kondensator, bevor Strom an die Batterie gesendet wird. Geständnis: Ich bin ein Mech. Ingenieur. Elec. Jungs, bitte überprüfen oder korrigieren Sie meine Einschätzung

Phil Barns
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