Rozebrání rotoru alternátoru (Stránka 2 z 4)

Ahoj, zajímalo by mě, jak si pokročil. Já jen trochu sonduji, jelikož jsem na něco takového také myslel a zjistil jsem, že děláš také dámské přirození. Zapoměl si, že se ta eletrika vyrábí tak, že magnetické pole (proměnné, zde dosaženo otáčením rotoru) prohání skrz cívky statoru. Když vyhodíš rotorové vinutí a nalepíš magnety, bude se jejich tok uzavírat přez hřídel, což je úplně špatně. Proto musí! být hřídel magneticky přerušená (v praxi asi nejjednodušší vyrobit celou novou z nemagnetického materiálu. Přeji mnoho zdaru a těším se na pokračování konstrukce.

To máš pravdu, jenže ta cívka dělá magnet z hřídele a magnetický tok pak vystupuje z jedné poloviny "misky" do statotu a přez cívky statoru do druhé "misky". Když místo cívky nasázíš magnety, jejech mag. tok se uzavře (i kdyby si ho buchvíjak přemlouval) cestou nejmenšího mag. odporu, to jest přez hřídel a do cívek ti nepujde nic (mimo nepatrného rozptylu, jako např. u síťového trafa, to by ti také teoreticky nemělo přitahovat plech). Nejen alternátor vyrábí eletriku tak, že se mění mag. tok v cívce. Zde se to děje točením magnetu-hřídele,který i když je souosý s hřídelí, ty zubaté misky spůsobí, že ten rotor se chová tak, jako kdyby ten magnet byl kolmo! na hřídel. Když zabrzdíš rotor a budeš ho napájet pulzujícím nebo střídavým (12V) napětím, získáš tím primitivní transformátor.
P.S. Pokud vyrobíš hřídel magnetickou, je to také řešení, vpraxi se ale běžně nepoužívá

Rotor by mohl mít místo cívky jeden permanentní magnet např. prstencový jako je v reproduktoru, ale hřídel by nesměla být uprostřed magnetu  magneticky vodivá (jak psal už kaja). Podobně je řešený např motorek SMr375.

Klidně dělej pokusy, podle mne stačí základní znalosti a selský rozum:
Magnetický tok se uzavírá od jednoho pólu ke druhému - kudy poteče (budou probíhat indukční čáry), záleží na magnetickém odporu obvodu - čím lepší feromagnetický materiál (="vodič" mag. toku), tím víc půjde tudy a ne volným prostorem. V místě přerušení je mag. odpor vysoký, siločáry "vystupují" a uzavírají se prostorem - viz jak vypadají siločáry u tyčového magnetu a u podkovy.
Magnetický obvod alternátoru tvoří rotor se statorem dohromady - to nejde rozdělit!!! - tzn. cívka rotoru (nebo permanentní magnet) vytvoří jednoduchý magnetický dvojpól (zdroj) a magnetický tok se (cestou nejmenšího magnetického odporu) uzavírá od jednoho pólu ke druhému..., tzn. magnetický tok se pomocí pólových nástavců rotoru vytvaruje a přivede přes pólové nástavce do jádra statorových cívek. Cívka statoru má jádro a pólové nástavce proto, aby se opět minimalizoval magnetický odpor obvodu. Otáčením rotoru se vytvořené pole rotoru vůči statorovým cívkám pohybuje a tím se v cívkách dle známého zákona vytváří el. napětí - a po uzavření tohoto obvodu protéká cívkou a její zátěží elektrický proud.
Díky tvarování pólových nástavců rotoru se pravidelně střídá směr magnetického toku, který se uzavírá statorem a tak se z jednopólového budicího vinutí vytvoří po obvodu rotoru mnohapólový zdroj magnetického pole - a toto (vůči statoru) střídavé pole způsobuje indukování střídavého napětí.  Účinnost přeměny energie (mechanický pohon hřídele rotoru na výstupní el. výkon ze statoru) podstatně závisí na magnetické vodivosti celého obvodu rotor - stator - tj. především nutné vzduchové mezeře mezi rotorem a statorem - čím menší a přesnější, tím líp - ale dražší výroba...
Na cestu výše popsaného magnetického toku nemá hřídel alternátoru vůbec žádný vliv. 
V principu je jedno, jestli magnetické pole rotoru vytváří permanentní magnet anebo cívka napájená ss proudem. Cívka má výhodu - buzením se dá jednoduše regulovat výstup alternátoru a při stálém buzení výkon neklesá. Ale musí se přivádět budicí výkon.
Permanentní magnet časem slábne zpětným působením statorového střídavého pole na rotor...
Kdyby měly být v rotoru místo cívky nějak složené permanentní magnety (jak si možná na začátku Dohnalík představoval), tak by musely být jinak řešené pólové nástavce.

Jasně, souhlas.
Viděl jsem na netu takové pokusy, ale myslím šlo spíš o demonstraci funkce než o reálně použitelné zdroje napájení el. zařízení nebo dobíjení baterek - jak byl původní Dohnalíkův záměr. O účinností žádná zmínka - myslím, že bude bídná oproti optimalizovaným a léty prověřeným konstrukcím.
Ten továrně vyráběný rotor má jednu úžasnou přednost - rozvinutý tvar mezery mezi pólovými nástavci má vůči statorovým nástavcům cívek tvar sinusovky a v celé mezeře je prakticky konstantní intenzita mag. toku - takže ve statoru se indukuje čistá první harmonická - vyšší složky, které ruší a působí přídavné ztráty ve vinutí i v mag. obvodu statorových cívek a zvyšují nároky na usměrňovač, jsou tímto minimalizovány. To by se asi oběžným kolem se střídavě orientovanými magnety nedosáhlo.

Pro sis. Tohle všechno vím a souhlasím s tím, až na pár vyjímek, které popíši. Mezera mezi statorem a rotorem nemá přímo vliv na účinnost (mech.-el.), pouze je třeba vyšší příkon buzení (pokud je buzení vlastní, tak se celková účinnost snižuje). Pokud by hřídel nebyla součástí mag. obvodu a argumentuješ tu "jaká je technická praxe" (tento argument má u mě také velkou váhu) viděl jsi někdy mag.obvod jakéhokoliv jednofázového trafíčka, které má primár i sekundár na jednom sloupku? Dle tebe by trafoplechy byly nutné pouze vně(venku) cívky! (Kdo prostudoval pečlivě odkaz na rotor s permanentním magnetem-já tuto řeč neovládám-není tam zmínka o materiálu hřídele?-např.dost nerezů je nemagnetických.) Jak je vidět na odkazu rotoru s trvalým magnetem, tak se pólové nástavce viditelně neliší, proč by musely? Jinak supr vysvětlující příspěvky.                   P.S. Jediný rozdíl mezi námi je, že ty si myslíš, že když strčíš do mag. toroidu železnou tyč vytvoříš tyčový magnet. Dle mě ten magnet vyzkratuješ. Toto právě "umí" cívka, která to mag. pole do tyče "narve".

Millano- co je to aktivní usměrňovač?

Kolega řeší napájení chlastací víkendové chaty. Kolem teče malý potůček, takže zkonstruoval turbínu a k ní alternátor z auta (přes převod) a 12V baterku z náklaďáku. Alternátor má tak 500ot/min. 12V alternátor nic moc. Takže jsem mu poradil 12V rotor a 24V stator. Lepší, ale stále slabé, to buzení moc žere. Takže chtěl zkusit permanentní rotor. Poradil jsem mu do původního rotoru neodymový,  prstencový magnet místo cívky. Rotor jsme rozlisovali. Magnet má vnitřní průměr 42mm, hřídel má průměr 17mm. Takže jsme v původních nástavcích vytočili na soustruhu také průměr 42mm, na hřídel nalisovali kroužek z polyamidu s vnějším pr. 42mm a vnitř. pr. 17mm. A na to teprve půjdou pólové nástavce a magnet. Samozřejmě je tam ještě nějaké jištění polohy. Ten polyamid je tam proto, a to se domnívám, aby se magnetické pole z prstence nezkratovalo, ale aby bylo nuceno téct z magnetu přes pólový nástavec, přes stator a přes druhý pólový nástavec zpět do magnetu. Mezi hřídelí a nástavci je mezera 12,5mm a mezi nástavci a statorem pár desetin mm, takže předpokládám, že magnetický tok se rozhodne spíše pro cestu statorem. A ať nad tím přemýšlím jakkoliv, stále mi vychází, že prstencový magnet by se hřídelí zkratoval (i když někde výše někdo tvrdil že ne). Jiná situace by asi byla, kdyby se jednalo o plný magnet mezi pólovými nástavci, tam by ke zkratu nedocházelo. Má někdo jiný názor?

pro jarob - aktivní usměrňovač používá k usměrnění proudu aktivní prvky - např. fety - mají výhodu mnohem nižšího úbytku napětí v propustném směru, takže na usměrňovači jsou mnohem menší ztráty - to má význam hlavně při velkých proudech - v nějaké loňské PE byla na pokračování konstrukce zdroje s fety místo diod...
A k tomu "zkratování" magnetu - nevím, kdo tu kokotinu do diskuse zatáhnul - o nějakém zkratu se nedá mluvit, to není zkrat - jen se mag. siločáry uzavírají cestou menšího mag. odporu - to ale "síle magnetu" vůbec nevadí - viz např. reproduktory - tam je taky prstencový magnet - a pomocí nástavců se oba póly vedou do místa, kde je kmitačka - kde je potřeba vytvořit potřebné mag. pole.
Totéž aj u alternátoru - póly prstencového magnetu dovedou nástavce ve tvaru hvězdic před statorové cívky a pohybem střídajících se pólů (nástavců) před cívkami (otáčením rotoru) se indukuje do cívek napětí.
Takže žádné mezery, žádné izolační prstence apod . mezi prstencovým magnetem a nástavci nesmí být mezera, jinak se bude výrazně snižovat intenzita mag. toku mezi nástavci - a tam je potřeba aby byla maximální...
A 500 otáček je moc málo - alternátor z auta má plný výkon při 6000 ot.

Hm, takže aktivní usměrňovač se zamítá…
Tady o velkém proudu nemůže být řeč, baterka se musí dobít za cca 1 až 2 týdny, proto si myslím, že 24V stator by už něco mohl zvládnout i při těch 500ot/min.
Jinak pokud se podíváš na nákresy, tak já si myslím, že podle prvního obr. většina magnetických siločar poběží přes hřídel a na stator jich moc nezbude, kdežto podle druhého obr. to bude přesně naopak. Stejně jak uvádíš u reproduktoru- oba póly se vedou do místa, kde je kmitačka. ale nikde jinde není spojen sever s jihem. Samozřejmostí je žádná mezera mezi magnetem a pólovými nástavci.

BLDC motor by byl asi dobrej, ale cena. Tohle má mít značku Made in doma a cenu pokud možno zadara…

http://min.us/lGJWQH0kMKApK

http://min.us/lnWQHYqn6tA4t

http://min.us/lbunp9KSxFDbIk

http://min.us/lbfZ4pIA4O8UTH

http://min.us/luR4HC5aLNcsg