LoginRandom Images |
NagyFordulatuGeneratorGozTurbina -hoz olyan generátort érdemes készíteni, ami kihasználja a magas fordulatot. Várhatóan 1-100kW lesz a legnépszerûbb méret, természetesen kisebbel érdemes kezdeni. Tarcsankent kb. 1-2kW-os, állandómágneses gerjesztésû generátor (/dinamó) készíthetõ hihetetlen kis méretben (forgórész d=84mm, l=15mm, állórész d=115mm, l=47mm):
Kiegyensúlyozás A kiegyensúlyozáshoz 2 csatornás oszcilloszkóp kell. Az egyik csatornán a piezo jelét nézzük. A másikon az optikai jeladó jelét, amihez tudjuk viszonyítani az ütés helyét. A pontos kiegyensúlyozás nagyon fontos, mert fel sem pörög a turbina, ha üt (lefékezi magát). SikloCsapagy A tengely (kb 30cm) hossza miatt csak az egyik vegere rakunk axialis vezetocsapagyat. Kulonben a hotagulas miatt befeszulne. A tulso vegen sima radialis csapagy van. A lathatosag miatt az abrarol hianyzik a ferrit vasmagok tobbsege, a TeslaTurbina haza, es le van robbantva a csapagyhaz fele. img src="http://www.ideje.hu/images/Energy/TeslaTurbine/TeslaTurbine.jpg"
Generator menesztese: poweredracing.hu turboszakertonk szerint nem kell kulon meneszteni (a tengelyhez), elég anyával odaszorítani - persze a ragasztás is opció. Ha a rotorban axiális a mágneses mezõ, és több rotort alkalmazunk, akkor triviális módon lehet a mágneses ellenállást csökkenteni: (ennél elengedhetetlen a menesztés): img src="http://www.ideje.hu/images/Energy/TeslaTurbine/TeslaTurbine2.jpg"
Elõnye, hogy a mágneses ellenállás (a ferritek összhossza a mágnesekhez viszonyítva) lényegesen csökkenthetõ. (akár légmagosan is megvalósitható). 6 (vagy több) gerjesztõmágnesre csak 2 U ferrit jut, és 4 sokkal rövidebb es nagyobb keresztmetszetû pogácsa. A generátorokat elfordulás ellen biztositani (meneszteni) kell. Ha nem légmagos az állórész, akkor hátránya továbbá a nagyobb megmozdítási nyomaték: a fluxus abszolútértéke szempontjából igy nem sokfázisos lesz, csak (praktikusan) 3 fázis. Amikor indítómotorként használjuk, hogy frekvenciaváltóval a turbinát felpörgessük, akkor a 3 fazis nem hátrány hanem elõny. Angolul ezek a kulcsszavak jellemzik ezt az elrendezést: "Ultra-high speed permanent magnet axial gap alternator with multiple stators" United States Patent 4996457 (ez is egy "Seldom-patent", mint a szabadalmak többsége ?) img src="http://www.ideje.hu/images/Energy/NagyFordulatuGenerator/NagyFordulatuGenerator_m.jpg"
Az olajszivattyúk elég kicsik pl. 5/4" vagy akár 1" csõ vagy karmantyú méretû ( ha a generátor forgórésze d=84mm ). Alighanem legalább 4 generátor fog kelleni 1 tesla turbinához (ami CFC vagy vízgõz közeggel üzemel). Akár az egész készüléket egy (kb. d=140mm-es) köpenycsõbe lehet helyezni - pláne CFC üzem esetén ennek lehet létjogosultsága. Több generátor jobb, mint ha az átmérõt növelném, mert így a maximális fordulatszám magas marad. A +-350V -ot (DC-t, 2db 1000uF 450V-os kondiba) elõ tudja majd állítani, ezért DC-DC konverzióra nem lesz szükség. A végén fázisonként 2 IGBT kell, és mehet is a hálózatra - a hálózati trafók elintézik a többit. így mûködik sok szünetmentes is, amelyikben csak 50-60Hz-es trafó van (ugyanazt a trafót használva az akkumulátor töltésére, mint amivel maga is elõállítja a 230V~ ot).
Meretezes Ha ar / teljesitmenyre meretezunk (adott anyag eseten az ar a tomeggel kozelitheto, bar a megmunkalasi koltsegek nagyon kicsi vagy nagyon nagy meretek eseten novekednek), a kovetkezo megfigyeleseket tehetjuk:
Erezheto, hogy van egy optimalis atmero. Elozetes becslesek szerint ez 84-180 mm kozott lehet. Lathato, hogy a hossz (tobb generatorelemmel) viszont aranyosan novelheto, tobb tarcsa eseten meg kicsit javul is a helyzet. Persze praktikus korlatok itt is vannak. Mindenesetre mindegy, hogy 1000db 100kW-os vagy 1db 100MW-os kell, az ar/teljesitmeny arany hasonlo lesz. Ez csak a generatorra vonatkozik. A kazan futese, karbantartasa nagyban olcsobb.
Jó lenne egy nagy fordulatú, de kicsi olajszivattyút is csinálni (centrifugálszivattyút), ami a turbina siklócsapágyának kenését is adja. Persze ez nehéz feladat. Tesla-turbina szivattyuuzemben, vagy centrifugalszivattyu johet szoba. Azért meg lehetne próbálni, még ha elsõre nem is várható siker. A dinamóval ellentétben ez nem kell savállóból legyen, valami közönséges szerkezeti acél is megteszi. Az egyik jó kérdés, hogy mekkora fordulatot bír adott készülék. Az U vasmag h1=25.5 mm-es mérete korlátozza a saválló korong erejét, ami tartja a mágneseket (kb 8mm kell a rézhuzalnak, mondjuk 1mm légrésnek, a mágnes 10mm, azaz 5-6mm húsnak marad hely). Max 300N/mm2 -re lehet méretezni (a 1.4307 szakítószilárdsága 600 N/mm2 körül van, de jóval ezalatt már maradandó alakváltozást szenved "folyik"). Nagyon nehéz a számítás, olyasmi, mintha egy forgó nyomástartály lenne (a nyomás a savállót feszíti kifelé, a mágnesekre ható erõt reprezentálja), de annál is bonyolultabb. Nem hiszem, hogy 60000 RPM-nél gond lenne, de azért közelítõ számításokat és próbapörgetést kell végezni.
Siklocsapagy
Merevlemez motor A 3.5 GB-os (quantum) 3.5 hüvelykes (valójában d=95mm-es lemezei vannak) merevlemez 4 lemezesre kiegészítve, központnál kifúrva, kerületnél fúvókával ellátva kiváló Tesla turbinát ad. A lemezeket tavtartoval kb. 0.4mm kozzel kell elhelyezni - lehetoleg jo sokat. A keruleten jo kialakitasu fuvoka kell (ez igen fontos a hatasfok szempontjabol). Suritett levegovel is ki lehet probalni, de mas a viszkozitasa mint tulhevitett gozzel - ezert mas lesz az optimalis fordulata. A léptetõmotorja 4 kivezetéses, 3 tekercses, mindhárom tekercs ellenállása 2.4 Ohm. Kézzel megforgatva 440mV -ot mutat az AC állásban az MY-64-es multiméter, alighanem 629mV csúcsfeszt mért, és úgy jelzi ki, hogy szinusz esetén megfeleljen az RMS értéknek. Valszeg 10000 RPM körül ad 12V-ot (normál üzemben 5400 RPM-nél ennél kisebbet kell adjon, hogy 12V-ról meg lehessen hajtani a tekercseit). Várható teljesítmény és hatásfok:
Turbina es generatorok Elozetes szamitasokbol ugy tunik, hogy adott 10000..70000 RPM fordulatszam mellett egy jol kialakitott tesla turbina sokkal nagyobb teljesitmenyt lead, mint egy NdFeB magneses generator (porvasmagos alloresszel). Novelhetem az atmerot, hogy tobb magnest tudjak elhelyezni, de az a fordulatszamot korlatozza. Mivel az alloresz tekercsek szama is novekszik, azert az elso hatvannyal tud novekedni a teljesitmeny (mikozben a meret a 2. hatvannyal no, azaz a teljesitmenysuruseg csokken - de legalabbis nem igazan novekszik, meg ha tudunk szerezni optimalis U porvasmagot, akkor sem). d=120mm-es turbinahoz legalabb 4..5 db d=84mm generator fog majd kelleni. Egyelore kevesebbel fogjuk megoldani, de nem art szamolni ezzel.
Az alloresz tekercs l=47 mm U-vasmagja igencsak hosszu tengelyt jelent. Ez osszesen kb 40cm.
|
Powered by TikiWiki CMS/Groupware