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Grupo de Energía eólica de pequeña escala



RELACION BOBINAS-IMANES EN GENERADOR EOLICO

JORGE
Conmutadores telefónicos ericsson
Escrito por Jorge Orbe
el 10/02/2011

Hola, soy nuevo en el grupo y estoy interesado en armar un generador... He leido alguna información y visto videos al respecto, pero no encuentro información sobre si debe de haber alguna relación en cuanto al tamaño de las bobinas y los imanes.

Pretendo construir un equipo con 2 rotores de 12 imanes de neodimio c/u.

Gracias de antemano por su ayuda..

Julio Andrade
Contador publico universidad central d...
Escrito por Julio Andrade
el 10/02/2011

Dependienco de la densidad magnética de tus imanes así cambiará el diseño de tus bobinas. Te sugiero que leas los siguientes dovumentos:

Hoja de cálculo de elementos componentes de un aerogenerador (Bobinas, alambres, imanes).

Entre los documentos de este grupo, así como en el grupo de Aerogeneradores: Preguntas y Respuestas, puede haber algun materialútil para ti.

Julio.

Jorge Orbe
Conmutadores telefónicos ericsson
Escrito por Jorge Orbe
el 10/02/2011

Hola Julio.. Te agradezco bastante tu sugerencia, además de la rapidéz de tu respuesta..

Un saludo desde Acapulco, México.

Jorge

Emeraldo Ramos
Distrito Nacional, R...
Escrito por Emeraldo Ramos
el 24/03/2011

Hola equipo.

Muy interesantes los links que les fueron ofrecidos a Jorge.

Al igual que él, yo tambien tengo la inquietud de saber cual debe ser el tamaño de los imanes en funcion del tamaño y numero de vueltas de la bobina, no vi esta informacion en los documentos.

Alguien me puede responder?

Julio Andrade
Contador publico universidad central d...
Escrito por Julio Andrade
el 26/03/2011

Emeraldo:
La relación normalente aceptada de bobinas/imanes es 4 (imanes)/ 3(bobinas) en alternadores multifásicos. Un al ternador de 12 imanes deberá tener 9 bobinas. Pueden haber dos rotores de 12 bobinas cada uno, pero considerados separadamente estamos hablando de un solo rotor. La condición "normalmente aceptada" te la menciono porque puedes cambiar la condición pero te enfrascas en problemas de muy difícil solución. Los artículos que te anexo podrían ayudarte:

Freddy Antonio
Electronica antenor orrego espinoza
Escrito por Freddy Antonio
el 04/05/2011

Hola jorge , te doy una ayuda , el diametro del nucleo de las bobinas tienen que ser igual al diametro de los imanes que vas ha usar , te repito el iman tiene que entrar facilmente al nucleo de la bobina que vas ha construir , porsupuresto tienen los imanes y las bobinas disco independientes pero esta relacion tiene que respetarse. Salusos freddy diaz de peru

Jorge Orbe
Conmutadores telefónicos ericsson
Escrito por Jorge Orbe
el 10/05/2011

Hola Freddy, Muchas Gracias por tu ayuda..

Aún estoy recopilando algunos detalles que considero de importancia y este me parece que es bastante bueno.

Julio Andrade
Contador publico universidad central d...
Escrito por Julio Andrade
el 10/05/2011

Jorge:
Como complemento a lo que te dice Freddy te copio:

La geometría de las bobinas parece estar todavía en discusión sin haberse llegado a un acuerdo. Recuerdo haber leído que el generador que mejor se acopla a la carga es el que mejores resultados dará.

Lo verdaderamente importante es la relación bobina/imán (Que te lleva a decir estator/rotor). Para obtener el máximo de voltaje de un generador es necesario permitir que los flujos magnéticos de los imanes pasen a través de las bobinas, lo que implica que la bobina ideal tendrá un agujero central del tamaño del imán. Tengo entendido que las fugas de flujo asociadas a los imanes redondos sugieren emplear bobinas elípticas de un menor número de vueltas para disminuir la resistencia. La resistencia es la que determina cuánto cobre necesitas para obtener una capacidad determinada. Esa necesidad no debe ser excedida bajo la creencia de que a más cobre más salida ya que más cobre aumenta la resistencia y por tanto la capacidad disminuye. Lo uno niega lo otro.

Por supuesto que una bobina trapezoidal trabajará igual si el imán también lo es y si el agujero de la bobina es lo suficientemente grande de modo que los flujos magnéticos no se vean interrumpidos.

Es cuestión de calcular la bobina para determinar su tamaño conveniente si es que no podemos hacerla tan grande para que el imán pase a través de su agujero (Que casi siempre será el caso) y al fabricar plantillas de papel de su tamaño y número que deseamos colocarlos de manera que apenas se alejen una de la otra al ser colocadas en el estator de manera de mantener manejables las dimensiones (Y el peso) del generador. Esto te dirá las dimensiones del estator y el o los rotores. Los imanes de 2”x1” pueden ser acomodados sobre un rotor del orden de 30 centímetros de diámetro. Corta una plantilla de papel y pruébalo. Como imagino que estarás pensando en nueve bobinas para el estator este será algo mayor pero dentro de dimensiones razonables.

Habrán otros con más autoridad que yo que no estén de acuerdo conmigo. Pregúntales.

En el Grupo de Energ'ia Eolica de Pequena Escala el profesor Navasquillo discute el flujo magnetico en cierta profundidad. Leelos. Hay ademas un par de documentos mios sobre ese tema que tambien pueden intersarte. So algo elementales.

Freddy Antonio
Electronica antenor orrego espinoza
Escrito por Freddy Antonio
el 10/05/2011

Es bueno que se pueda recibir aportes , de varios amigos, te pongo otros datos , como hay que llegar a almacenar a baterias de 12, 24 o 48 voltios , tenemos que buscar que el voltaje (v) producido sea dentro de estos valores , pero el que si nos conviene aumentar es la corriente (I) , lo mas que se pueda , en 10 , 20 y si es el caso a 50 amperios , para esto es necesario usar cables bien gruesos , numero 17, 16 15 o 12. Revisando la regla de elctronica , R. I=E , resistencia por corriente igual a voltaje , si se tiene 48 voltios y la resistencia llega 10 homios tendremos 4. 8 amperios. Y la potencia que es corriente por voltaje = 230. 4 watts. Para obtener bajos valores de resistencia se tiene que dar menos vueltas y mas gruesos los cables esto nos lleva a tener unos imanes mas grandes y potentes como son los de neodimio para transmitir este flujo magnetico a estos cables gruesos una medida aceptable seria el iman de esta medida 2" x 1" x 1/2" = 5cm de lado x 2. 5cm de lado y de espesor 1. 25cm. Como esto son trabajos de investigacion se tiene que poner el esfuerzo necesario , ver cuantas vueltas te conviene para producir 12, 24 o 48 voltios , prueva una y otra vez , tienes que ver el espacio para colocar tus bobinas con respecto a los imanes , veras que tu esfuerzo sera recompenzado. El uso del generador axial es muy variado sus resultados , aveces se trabaja con nucleos , otras no ,otros con doble disco de imanes , otros con un disco de imanes y otro disco de laminas de hierro juntas, distancia entre los imanes y las bobinas tiene que ser minima entre 2 a 3 mm o lineas esto se conoce en motores como entrehierro , en cambio en generadores de base un estator y rotor de motores , se tiene reglas de medidas exactas y uno sabe cuantas vueltas tienes que dar para determinado voltaje y corriente , es por eso que se tiene que construir de acuerdo a las pruebas que realizadas , bueno jorge estamos para ayudarte. Freddy - lima Peru.

Jorge Orbe
Conmutadores telefónicos ericsson
Escrito por Jorge Orbe
el 18/05/2011

Hola Freddy..

Gracias por tomarte la molestia de escribir para orientarme en esto del proyecto que llevo, creeme que agradezco bastante que gente como tú se tome parte de su tiempo en aportar ideas..

Y sí, bien dices que en esto se debe de llevar a cabo varias pruebas y seleccionar el resultado que mejor te convenga.

Pero en fin, el llevar a cabo y terminar algo como lo es la construcción de un aerogenerador, pues; Además del beneficio de producir energía, me sirve para hacer algo que me gusta y que me dejará muchas satisfacciones..

Gracias por la ayuda... Jorge Luis - Acapulco, México.

Jorge Orbe
Conmutadores telefónicos ericsson
Escrito por Jorge Orbe
el 18/05/2011

Hola Julio..

Que detalle de explicación.. Te aseguro que todo lo que me aconsejas lo tomaré muy en cuenta a la hora de empezar la construccion..

Gracias.. Jorge Luis
Acapulco, México

Kuman23 Fdez
Fp2 bohio
Escrito por Kuman23 Fdez
el 19/05/2011

Hola, he leido todo el post, y como Jorge yo tambien estoy maquinando hacer un aerogenerador de imanes de neodimio. Mis conocimientos de electricidad se remontan a cuando estudie hace unos 25 años, osea poca cosa, pero vuestras ayudas a Jorge, tanto de freddy como Julio, me han aclarado bastante el tema en cuanto al rotor y estator, y con las hojas de calculo, estoy seguro que se podra afinar bastante para el calculo de las bobinas.

Yo el aerogenerador, en un principio me gustaria conectarlo a la red con un inversor, y asi ahorrar algo de energia, aunque en momentos puntuales la regale. Bueno, aqui es donde me pierdo. Se que hay que rectificar la corriente del aero de CA a CC, con diodos puente, para luego pasarla por el inversor de 12/24/48 a 220v y a la red. He leido en la pagina del Dr Joaquin Navasquillo Hervas (que te recomiendo la veas Jorge, no pongo el enlace, porque no se si se puede) que a cada salida de union de bobinas, pone un puente de diodos, para finalmente unir todos los bornes, por un lado los positivos y por otro los negativos, sacando 12, 24 o 48v dependiendo del tipo de conexion que haga en las bobinas. Y digo que me pierdo porque en la pagina pone que con un hilo de 1,5 mm y 75 vueltas para cada bobina, si las pone todas en serie, supuestamente son 4v por bobina (4v*12=48v), esos voltajes seran a un nº x de rpm, no sera lo mismo que vaya a 200 rpm que a 100, o aqui solo influiria la Intensidad..

Y otra cosa que he visto en esa pagina es que al poner 2 rotores, los imanes quedan enfrentados N-S, y en medio las bobinas claro, imaginando un reloj a las 12 uno estaria en Norte y el otro rotor Sur, ¿Esto es asi?.

Bueno, seguro que me saldran mas dudas, no se si me he explicado bien, pero de todas maneras, daros las gracias de antemano y tambien por la informacion, para mi muy valiosa, y perdonar mi ignorancia.


Un saludo desde España, Cartagena

Escrito por Eloy Felipe Magaña Mendez
el 30/06/2011

Antes que nada un saludo cordial a todos los del foro.

el motivo de esta es para preguntar donde puedo conseguir imanes de neodimio a buen precio y que me los manden por paqueteria si alguien sabe de alguna empresa o alguien serio que venda en mexico les agradeceria mucho me enviaran la direccion a travez del foro sin mas por el momento mi agradecimiento.

Desde: Dzilam bravo yucatan mexico

Emeraldo Ramos
Distrito Nacional, R...
Escrito por Emeraldo Ramos
el 30/06/2011

Saludos Eloy.

Yo los he comprado en Ebay y me han resultado muy buenos, lo mejor es la gran variedad que tienen.

Escrito por Eloy Felipe Magaña Mendez
el 01/07/2011

Gracias emeraldo voy a checar y te digo trabajo en alternadores en motores marinos y me a entrado la curiosidad de modificarlos para uso eolico ya te comento cuando tenga algo
saludos para ti y para todo el foro........ Graciasl

Emeraldo Ramos
Distrito Nacional, R...
Escrito por Emeraldo Ramos
el 01/07/2011

Exitos Eloy

Jorge Orbe
Conmutadores telefónicos ericsson
Escrito por Jorge Orbe
el 02/07/2011

Hola Eloy..

Mira, los imanes que compré para el proyecto que llevo los adquirí en México a través de Internet.. La dirección es esta: https://www.imanes.com. Mx/

Te los recomiendo como una buena opción pues me dieron buen precio y atención.

Saludos desde Acapulco, México... Jorge Luis

Alfredo Avila
Chihuahua, México
Escrito por Alfredo Avila
el 15/08/2011

Hola Jorge. Espero que te sea de ayuda lo siguiente. Dices que has investigado al respecto. Probablemente ya sepas esto pero no está de mas ponerlo aquí.

Hay algunos principios básicos a tomar en cuenta al construir las bobinas:

1. - Mientras más potente el iman, tendremos mas voltaje y/o corriente. En este caso los mas potentes son los de neodimio, entonces el mas grande dara mejores resultados. Un detalle: para la misma masa de un iman, se desperdicia un poco de espacio si ponemos imanes redondos. Los rectangulares son mas estrechos.

Por lo que menciono el ancho del iman, es porque al diseñar los rotores hay que tener en cuenta que si se ponen muy pegados ( y como estarán los polos alternados) muchas lineas magneticas o energia magnetica se ira hacia el iman vecino y no al que está enfrente que es lo que se busca. En otras palabras, la energia o parte de ella se ira al iman que este mas cerca.


2. -Mientras mas espiras tengan las bobinas que se hagan, habra mas voltaje y/o corriente. Ahora, si en las bobinas se usa alambre muy delgado, habra mas espiras y por lo tanto mas voltaje, pero habra menos corriente. Lo contrario es cierto: alambre + grueso = menos espiras, menos voltaje pero mas corriente. El voltaje es directamente proporcional al numero de espiras (estamos hablando de la construccion de bobinas, porque hay otros factores que influyen en el voltaje, como son las RPM, la distancia entre rotores o sea entre los imanes de estos, etc.)

3. - Algo a tener en cuenta tambien: mientras mas rapido pasen los imanes frente a las bobinas, se producira mas corriente. De aqui sale otra verdad: de dos rotores con la misma cantidad de imanes y las mismas revoluciones por minuto, el que tenga los imanes mas alejados del centro del disco, producira mas corriente pues girara a mayor velocidad. Para entender bien esto, imaginemonos que hacemos un rotor y pegamos algunos imanes pegados al eje, y algunos en la orilla del disco. Cuales van mas despacio?

4. -Cuando un iman pasa frente un conductor, se produce en este una corriente electrica. Bueno, no siempre es así . Hay dos extremos: se producirá una máxima corriente si el iman atraviesa el conductor de forma perpendicular. No abra corriente, nada , si el iman corre a lo largo del mismo. Así que al hacer las bobinas, trataremos que los imanes atraviesen las bobinas de la forma mas perpendicular posible. De ahí que alguien del foro haya mencionado las bobinas con forma trapezoidal.

5. -Si al armar los rotores, se acomodan los imanes alternando los polos (como mencione anteriormente y que es como dan el mejor resultado) o sea un iman con el polo norte hacia arriba y el siguiente con el polo norte hacia abajo y así todos los demás, debemos asegurarnos de que un iman no pase al mismo tiempo por los dos lados de una misma bobina , esto anulará en gran manera la corriente que se produzca.

*Nadamas para aclarar, 'lados de la bobina' son el monton de espiras que vemos verticalmente al ver la bobina de frente.

La razon es la siguiente: al pasar un iman perpendicularmente frente a un conductor, se produce en este una corriente que circulara en cierta direccion por el alambre. Si hacemos el mismo movimiento pero ahora volteando el iman, es decir, pasando el otro polo frente al conductor, el movimiento de la corriente será en el sentido opuesto. Por eso si un mismo iman pasa frente a los dos lados de una bobina, las corrientes producidas en los lados de la bobina seran encontradas y se anularan.

De ahí que la bobina deba tener el centro del mismo tamaño que el iman. Y esto hablando del ancho del iman, no del largo. De largo la bobina debe ser mas grande que el iman para que los lados de la bobina sean lo mas perpendiculares posibles al paso de este. Ahora, el acomodar de esta manera los imanes, norte, sur, norte, sur, etc. Es la razon por la cual los imanes siempre son en cantidades pares, a diferencia de las bobinas, que pueden ser en cantidades pares o no.

6. - Una medida digamos estandar para calcular el tamaño y forma de las bobinas es el ancho del iman. Se sugiere que tanto el centro como el ancho de cada lado de las bobinas sean igual al ancho del iman.

Claro que no es una regla. La bobina producira corriente si el centro es mas chico o si es mas grande que el iman, solo que si es mas chico, habra anulacion de corriente, y si es mas grande se desperdiciara espacio en el rotor, o sea que cabran menos bobinas, dependiendo de lo grande que se haga el centro. Y nosotros lo que queremos es la mayor cantidad de cobre en el paso de los imanes.

6. -Se recomienda que el grueso de las bobinas no sea mas grueso que el de los imanes.

La razón es que la cantidad de lineas de fuerza magneticas, y por lo tanto la energía, que seran atrapadas por las bobinas, seran mayores mientras mas cerca esten los imanes. Hay que aclarar algo aqui: cuando se arme el generador, los imanes de los dos rotores se alinearan por si mismos y digamos, casi instantaneamente, de manera que quedaran los polo norte frente a los polo sur, y en medio de estos estaran las bobinas.

De modo que las bobinas estaran pasando en medio de fuertes corrientes magneticas que iran de un rotor a otro. Del polo norte de un iman, al polo sur del iman que quedará exactamente enfrente (eso si estan bien construidos los rotores) Ahora sí, mientras mas cerca esten los dos rotores y con esto los imanes, las corrientes magneticas seran mas potentes. Menos lineas de fuerza volveran al disco de donde proceden sin atravesar las bobinas.

Y estos son los principios basicos para la construccion de las bobinas, hasta donde sé y hasta donde me acuerdo. Si sale otra cosa por ahí en relacion a esto, escribire de nuevo. Espero no haberlos aburrido mucho.

Saludos a todos.

Como especie de posdata: al decidir el tipo de generador que se va a construir, lo peor que se puede hacer es un generador monofásico. Esto significa que habra la misma cantidad de bobinas como de imanes en cada rotor. Ej. 10 bobinas y 10 imanes en cada rotor, que en realidad son 20 imanes.

La razon de esto es que cuando un iman este frente a una bobina, en realidad seran 10 imanes frente a 10 bobinas y esto produce amarre, o como dicen los gringos, cogging. Esto se arregla hasta cierto grado al poner diferente cantidad de bobinas e imanes en cada rotor.

Jorge Orbe
Conmutadores telefónicos ericsson
Escrito por Jorge Orbe
el 18/08/2011

Oye Alfredo..

Esta es una explicación de 10...!

Muchas Gracias por tomarte la molestia de comentar tan acertadamente los tips..

Saludos desde Acapulco.... JL


Alfredo Avila
Chihuahua, México
Escrito por Alfredo Avila
el 20/08/2011

Jorge, veo que tu proyecto lo comenzaste desde febrero. Probablemente ya lo llevas muy avanzado si es que no lo has terminado aún.

Si es así, te invito a ver en las imágenes de este grupo una que acabo de subir para tratar de explicar gráficamente el porqué de las posiciones de los imanes en los rotores son con los polos magnéticos alternados.

También se debe entender la distancia de los imanes con respecto a las medidas de las bobinas para sacar mas energía de estos en el menor espacio, pero sin acercarlos demasiado que así comienza a haber pérdidas.

Y por último, creo que todos los que nos interesamos en esto, hemos visto videos en los que se hacen bobinas como en el 3er caso, tratando de poner mucho cobre, "el mas que se pueda", pero se debe hacer con ciertas reglas o bases para que nuestro generador tenga un buen desempeño con las menores pérdidas posibles.

Hay que pensar que el gasto es considerable. Y coméntanos, ya lo terminaste?

Saludos