La Taberna del Puerto

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-   -   Bricobarco ¿Hacemos un hidro-generador? (https://foro.latabernadelpuerto.com/showthread.php?t=66761)

Zalata 20-02-2011 07:44

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Cita:

Originalmente publicado por olaje (Mensaje 1009677)
[...]acabo de comprar el motor en HobbyKing por 98€ portes incluidos (http://www.hobbycity.com/hobbycity/store/uh_viewItem.asp?idProduct=5139&Product_Name=Turnig y_80-100-A_180Kv_Brushless_Outrunner_(eq:_70-55) [...]
Así, motor y diodos van refrigerados por el agua de mar.

Sólo nos faltaría el tema del diseño de la hélice, que seguro que encontraremos la solución, una vez que esté claro las revoluciones a las que ha de trabajar el generador.

Pedazo de motor. De la descripcion de las caracteristicas del motor, antes de probarlo ya te puedes hacer una idea. Se usa para motorizar grandes aviones que necesitan mucho caballaje. Va a muy bajas revoluciones y produce un gran torque. El problema que tiene, es que al trabajar como generador, esas mismas caracteristicas se convertiran en problema. Para hacer girar en parado el motor se necesitara un gran torque, que a pocos nudos requerira una gran helice (e.d. tendremos mucha resistencia hidrodinamica). Para mi gusto, y es una opinion, vendria mejor un motor mas revolucionado a menos voltaje para ajustar el punto de operacion optimo al rango de 3 a 5 Kn de velocidad.

Se pueden hacer unos pequeños calculos. Directamente de la pagina del fabricante:

Model: TR80-100-A
Turns:
6
Maximum Power: 7000W
Resistance: 17ohm
Idle Current: 3.5A
ESC: 150A
Input Voltage : max. 48V
Kv : 180 rpm/V
Weight: 1570g
Shaft: 12mm
Voltage Range: 20-48v
Non Load Current: 3.3A
Equivalent: 60-80cc Gas Engine

Esta pensado para operar entre los 20 y los 48 V, entiendo que el fabricante lo da por ser el rango mas eficiente. En los aviones de aeromodelismo prima la eficiencia electrica. Digamos que partimos de un regimen de 20V a 3 kn de velocidad. El eje debera girar sobre 3600 rpm. Este deberia ser el punto de partida. Lo siguiente seria medir el torque necesario para girar a esa velocidad. De forma casera se puede "aproximar" usando un grifo y una palas planas transversale unidas al eje (vamos, una turbina como la de las bombas de los motores). Se abre el grifo hasta dar el voltaje, y despues se calcula la fuerza que esta ejerciendo el agua. Algo similar hacemos en el laboratorio con las correderas. Por ultimo, con todos esos datos y una tabla de helices se sacan los parametros basicos.

Lo mas barato y practio es irse a helices de series comerciales, y, todo lo mas, rectificar el eje y el cono para darles continuidad hidrodinamica con el cuerpo. Hacer un desarrollo especifico de una helice es costoso en tiempo, y muy caro de fabricar.

Por cierto, y es una recomendacion y no una critica, primero se diseña y desarolla la planta generatriz (e.d. helice, motor, rectificadores, y reguladores), se estudia la profundidad de trabajo (si la helice va colocada muy cerca de la superficie habra ventilacion), y por ultimo se diseña y calcula la estructura que va a soportar el conjunto. Para ello hay que saber cual es el angulo de ataque en el que operara. Aunque parezca natural, el ataque NO es cero grados, ya que le va a afectar el downwash del timon y en menor cantidad el de la quilla. Lo suyo es seleccionar un perfil cuyo punto de mas baja resistencia este sobre los 4 grados. Y con un espesor suficiente para que quepa la parte estructural que rigidice el conjunto. En este caso (construccion amateur baraja) lo suyo sera utilizar un nervio de aluminio, a mayor seccion transversal menor flexion.

Ya se que siempre se puede poner mucho material de mas y curarnos en salud, pero si el tocho pesa 15 kilos, despues quien los mueve por popa !!!

Cafes y donuts

Amelius 20-02-2011 08:32

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Zalata, eres el diseñador del programa de diseño naval JSDN ?
si es asi, alguna vez hablamos por tfno a proposito
de ese programa :adoracion::adoracion::adoracion::adoracion::adora cion:
que placer contar con tus comentarios

efectivamente eso se desprende de esos datos del motor
y la cuestion es buscar alguno mas adecuado
aunque lo que veo industrial es mas caro...:cagoento:
estoy de acuerdo en lo de diseñar primero el interior y luego la carcasa-carena o detalles menores, pero reconozco ser un culo inquieto,,...
cambiar las dimensiones finales es rapido, y para mi sencillo
repito que soy imaginativo, pero no tecnico...

e plasmado un poco mas las dimensiones reales del motor en estos dibujos
que mando, repito es una idea a pulir
para las pruebas y ates de posibles moldes se puede meter todo el conjunto en un tubo de alu facil de mecanizar
incluso podria ser esta una forma de acabado, los "plagiados" lo
hacen asi todo el montage es de alu a escepcion del soporte-perfil naca
que es probablemente de composites
a partir de aqui, se necesita de un tecnico mecanico que
aporte "la mecanica correcta", rodamientos, cuantos,
esa camara de aceite, (esta ya en el esquema)
entre 2 rodamientos, los diodos necesarios, como se rectifica una
salida trifasica, en una continua
el regulador de carga ya lo tenemos
incluso quien los vende, sobre 35 euros... con datos en display de todo

repito, es un esbozo, a partir de ahora, los gurus de la mecanica
teneis la palabra.

Amelius 20-02-2011 09:08

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
alguna cosa mas
el motor elegido tiene un eje de 12 mm
largura del cuerpo 82mm
largura entre tope de ejes 122mm
y un grosor de 55mm
segun el vendedor

habra que prolongar el eje
como?
la helice
si observamos el modelo copiado
es un cono de diametro igual a la carena de motor (sobre 67mm en nuestro caso)
y las palas de la helice (diametro 22cmts en el original)
son 3 palas de acero inox fijas con un tornillo en el cono
en el modelo cruiser
moviles en el modelo racer, ""controlado desde el exterior""

podriamos basarnos en algo parecido (si copiamos, copiamos de verdad):cunao:
un cono del mismo diametro que el cuerpo, y las palas
cuyo tamaño y angulo de ataque etc, se varian rapidamente
asi incluso cada usuario-barco puede modificarlo rapidamente
a sus variables-nauticas

Zalata, lo del angulo del conjunto, te refieres a que actualmente
esta puesto paralelo al agua, 90 grados del perfil vertical
esos 4 grados seria
que la parte de popa del generador, (helice) estaria 4 grados mas abajo?

modificarlo es 2 minutos

Zalata 20-02-2011 09:14

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Cita:

Originalmente publicado por Amelius (Mensaje 1009728)
Zalata, eres el diseñador del programa de diseño naval JSDN ?
si es asi, alguna vez hablamos por tfno a proposito
de ese programa :adoracion::adoracion::adoracion::adoracion::adora cion:
que placer contar con tus comentarios

efectivamente eso se desprende de esos datos del motor
y la cuestion es buscar alguno mas adecuado
aunque lo que veo industrial es mas caro...:cagoento:

Si, el mismo :D

Los motores de hobbie, en particular los de gama alta, suelen tener precios muy muy competitivos porque el volumen de fabricacion es muy grande, y tambien las calidades. Es como todo, buscar lo mas adecuado ... un gran filosofo dijo " busque, compare, y si encuentra algo mejor ... comprelo"

Por cierto, el modelo CAD te esta quedando muy bien. Lo de culo inquieto ya me lo habia imaginado :D, lo cual no es malo.

Zalata 20-02-2011 09:19

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Cita:

Originalmente publicado por Amelius (Mensaje 1009733)
Zalata, lo del angulo del conunto te refieres a que actualmente
esta puesto paralelo al agua, esos 4 grados seria
que la parte de popa del generador estaria 4 grados mas abajo?
modificarlo es 2 minutos

Esto, lo que significa, es lo siguiente. El montaje ha de ir paralelo a crujia. Es casi obvio. Lo normal es tener un solo generador en crujia, aunque los BWR montan uno en la banda que va apoyada (son muy muy muy anchos de popa). Lo natural es pensar que si van en crujia alineados, el flujo de agua les entre a 0 grados, e.d. justo paralelo a crujia. Pero esto no es asi, ya que tanto la quilla como el timon desvian ligeramente el flujo a sotavento (se llama downwash), y por tanto, el perfil del soporte, para que tenga la minima resistencia, hay que calcularlo teniendo en cuenta esto. El angulo depende de la configuracion del barco, pero en 4 grados estaran la mayoria. Resumiendo: esto solo afecta al perfil, y por tanto, a la relacion cuerda (e.d. largo) grosor (e.d. ancho).

Amelius 20-02-2011 09:25

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
encantado Zalata
te llevo siguiendo con tu programa una decada..
chapeau
pillado lo de los 4 grados
pero si te e entendido bien
y por aquello del downdash que no conocia (la ignorancia siempre es atrevida) :cunao:
esos 4 grados varian si vamos amurados a babor o estribor
es asi?
lo del perfil naca me *ode un poco mas ya que asi no curraba tanto
mi amigo tiene 2 moldes de antiguas timones u orzas de algun cata lijero
no puedo precisar el codigo del n naca
estarias hablando que seria no un perfil simetrico sino uno asimetriico
intrados-extrodos
gracias

Zalata 20-02-2011 09:49

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
una decada .. mas o menos lo que lo llevo haciendo :pirata:

Bueno, lo del perfil, puede ser NACA, y ademas conviene que sea simetrico, porque si no habria que ir cambiandolo dependiendo de la amura. Pero, incluso usando perfiles NACA, hay varias series. Las tipicas de perfiles marinos son las 0009 a 0012 y las 65-009 a 65-012. A ver si saco un hueco y calculo un par de perfiles

Amelius 20-02-2011 10:48

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
gracias Zalata

me sigo comiendo el coco
alguien conoce alguna empresa de calculo bobinado y
construccion de motores de estos?
porque?
si un motorcito de estos,entrega lo que entrega
y hay que hacer una acople de ejes
podria ser interesante diseñar un motor doble
es decir un eje con 2 juegos de rotores de imanes de neodmio
y una carcasa que agrupe 2 estatores en paralelo
se que seria caro pero.... nos evitamos mecanizados de ejes
duplicariamos la potencia, (al estilo de motorizaciones electricas
tipo Salomon que ponen 2 motores electicos en un mismo eje)
los calculos de bobinado serian para esta aplicacion,
con revoluciones especificas y demas parametros
se que en el mercado hay muchas potencias
pero en nuestro caso prima la finura del conjunto

lo digo porque e visto a un argentino en una pagina de aeromodelismo
construirse el mismo motores brushless (no somos los unicos chalados)
era una idea
considerar tambien que el sistema y cambiando la helice
podria funcionar como aerogenerador (sigo en mi afan de copia
total ya hay alguien que lo fabrica...)

olaje 20-02-2011 12:36

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Efectivamente, el motor es grande, pero mi idea inicial era precisamente ir a un motor potente para obtener potencia apreciable a bajas vueltas, pensando que el torque necesario para moverlo va en función de la potencia que genere.

Yo pensaba en trabajar en torno a 300-500 RPM, aprovechar menos del 10% de la potencia del motor y por esto usar uno hermosillo, regulando la demanda de potencia electrónicamente. Sin carga, el motor ha de girar suavemente, así que será el regulador el que endurecerá el giro del motor extrayendo más o menos potencia cuando gire.

Por eso decía de, una vez con el generador en nuestro poder, ver cuantas revoluciones necesitaremos para que,por ejemplo, genere 100W (unos 7 A a 13,5V) y entonces calcular (ni idea de cómo se hace) la hélice (carenado, ángulo, etc.) adecuada para que con esa carga gire a las RPM's necesarias el eje a unos 6 nudos, aparte de diseñar el perfil de la caña y el alojamiento de generador más eficaces para que ofrezcan la mínima resistencia, algo que ya veo que tenéis dominado y sobre lo que no tengo conocimientos como para opinar, salvo sobre la estética del conjunto :cunao:.

Retenes, por lo que he visto en webs de suministros industriales y preguntadoen mecánica de fluidos (.com), parece que no hay ningún problema en conseguir.

Luego la cosa es fácil. Se hace un regulador que limite la carga a 10A, de forma que a más de seis nudos (nada habitual a vela en mi buque, por cierto :D) limitemos la potencia del generador a unos 150W máximo.

Por otra parte, cuando las baterías estén cargadas, el regulador no demandará corriente al generador, con lo que la hélice girará con libertad y ofrecerá un mínimo de resistencia al avance de nuestro bonito :velero:.

Todo esto es teoría, hasta que no probemos el generador,y lo mismo no sirve y hay que cambiarlo por otro. Edison creo que probó dos o tres tipos de filamentos hasta que dió con una lámpara aceptable :burlon:.

Las únicas pruebas que he hecho son con unos motores de viejas disketeras de 5 1/4", que son los únicos brushless que tenía a mano. 70mA consume a 12V para girar a 300RPM con su regulador de velocidad, es decir sobre 8,5W y a 300 RPM genera prácticamente la misma potencia. Mejor imposible, si la cosa se parece con un motor más grande :mono:.

Por último, y por aquello de 'donde fueres haz lo que vieres', a la vista de los alternadores que emplean los electrodomésticos que arrastran una hélice con un cabo por popa, capaces de entregar 100A, pero que sólo aportan 6-8 a vela, pues pensé, antes de calcular nada, en algo similar pero más pequeño para que entrara en un cilindro de diámetro aceptable para sumergirlo :rolleyes:. a ver qué sale :pirata:.

Salu2. Carmelo ( O L A J E )

:brindis:

davideolo 20-02-2011 16:18

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Buenas ideas, pero no seria mas fácil dejar el motor fuera, es decir como una batidora, la hélice que fuese similar a los equipos de viento, de cazoleta así se podría meter y sacar en el agua, y no importaría tanto la estanqueidad :brindis::brindis:por el proyecto y sus diseñadores

Amelius 21-02-2011 06:01

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
buenos dias al personal

Olaje, acabo de leerte de nuevo, y veo un concepto que no conocia
el de la resistencia del generador segun la demanda de potencia pedida
que explicas en tu ultima intervencion
extraigo que a mayor potencia extraida por el sistema de regulacion
p.e. baterias bajas, hace que el rotor este mas"duro"
y por el contrario, si no hay demanda, baterias cargadas y todo apagado
el rotor se queda casi sin resistencia ?

es un concepto nuevo para mi,
esto ocurre en los brushless, en los alternadores, en todo ?
nunca me lo habia planteado :eek: (la ignorancia es atrevida )

resumamos donde estamos....

--tenemos claro el concepto de la forma y sistema a utilizar
--el motor-generador esta pedido
--el molde del perfil naca ya lo tenemos (al menos para pruebas)
tambien valdria un tubo vertical..... je je pero seamos pofesionales
-- necesitamos rodamientos estancos
-- diodos
--sistema de rectificacion (no se que corriente entrega el generador)
--tenemos regulador de carga de 30 A
--el concepto de la helice no esta claro
--donde hacer las pruebas electricas del sistema
--donde hacer el montaje (yo me e ofrecido por facilidades del entorno)
--donde y en que barco hacer pruebas

añadir cosas que falten....

Amelius 21-02-2011 06:59

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
por mas que le doy vueltas...:D

no tengo claro lo de la helice comercial
me da, y solo es una impresion, que nos costara encontrar
una aceptable.... por aquello del tamaño, y forma
quizas seria interesante hacer una especie de entrenador de helices
un eje con la posibilidad de montar diversos tipos de palas y
diferentes angulos de ataque
partiriamos de un calculo de pala, se puede hacer en materiales sencillos
aluminio, y probar, ya que el tema prueba-error sera muy utilizado

pongo la idea

Zalata 21-02-2011 06:59

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
1 Archivo(s) adjunto(s)
Cita:

Originalmente publicado por olaje (Mensaje 1009855)
Efectivamente, el motor es grande, pero mi idea inicial era precisamente ir a un motor potente para obtener potencia apreciable a bajas vueltas, pensando que el torque necesario para moverlo va en función de la potencia que genere.

Yo pensaba en trabajar en torno a 300-500 RPM, aprovechar menos del 10% de la potencia del motor y por esto usar uno hermosillo, regulando la demanda de potencia electrónicamente. Sin carga, el motor ha de girar suavemente, así que será el regulador el que endurecerá el giro del motor extrayendo más o menos potencia cuando gire.
[...]

Buenas,

A lo que me referia es a que algunos motores sin carga tienen una "resistencia" de giro alta, e.d. se necesita un gran torque para ponerlos en marcha. Y no se si precisamente ese que has visto le ocurre, ya nos diras (que por cierto es un outrunner segun las especificaciones, y hay que tenerlo en cuenta en el diseño de la bancada - el eje es solidario a la carcasa cilindrica -).

Otra cosa en la que no habia caido, es que creo que el motor es de imanes permanentes, lo que lo hace menos eficiente como generador. Pero para probar y barato, es buena opcion. Buscando en Internet he encontrado el esuematico basico del circuito de regulacion. Lo incluyo porque es interesante para ver el diseño (no se si ya tienes un circuito de carga pensado). Lo unico es meterle diodos Schottky que aguanten el amperaje y diseñar las cargas para que cuando la bateria llegue arriba no se queme el conjunto.

Zalata 21-02-2011 07:03

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Cita:

Originalmente publicado por Amelius (Mensaje 1010230)
por mas que le doy vueltas...:D

no tengo claro lo de la helice comercial
me da, y solo es una impresion, que nos costara encontrar
una aceptable.... por aquello del tamaño, y forma
quizas seria interesante hacer una especie de entrenador de helices
un eje con la posibilidad de montar diversos tipos de palas y
diferentes angulos de ataque
partiriamos de un calculo de pala, se puede hacer en materiales sencillos
aluminio, y probar, ya que el tema prueba-error sera muy utilizado

pongo la idea

Creeme, hay series de helices para aburrir. Y hacer una a mano, o es muy ineficiente o muy muy cara ... y en un hydrogenerador la eficiencia es casi imprescindible

Amelius 21-02-2011 09:00

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
gracias Zalata
el que sabe sabe
lo de la helice es solo una idea
me parece mas rapido y mas barato recortar palas de aluminio
y darles forma, que andar pidiendo a distribuidores,
salvo que se vaya a tiro hecho, con un modelo exacto , calculado
ese es un tema que no tengo ni repajolera

lo de barato lo hago considerando mi estado de tiempo libre (obligado)
si trabajara otro gallo nos cantara.... (coño otro pareado)
siempre es posible implicar a un distribuidor y que nos deje alguna
pero mal asunto, si no ven posibilidades de comercializacion,,,
quien sabe:sip:

Amelius 21-02-2011 09:09

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
ayer vi un motorcito de estos mas pequeño, pero muy estrecho
a 24 v
llevaba delante un desmultiplicador,
montado como una caja de cambios:cid5:

podriamos aplicar el mismo principio para que generara mas revoluciones
si no coge suficientes en las pruebas
claro que esas revoluciones tienen un gasto en potencia necesaria
aparte del economico....:nop:

hibrido 21-02-2011 09:27

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
1 Archivo(s) adjunto(s)
Hola, no me prodigo mucho escribiendo pero sí leyendo (No hables si no tienes nada que decir):sip:
Lo primero una cervecita:brindis: que pago yo.
Me vuelvo a presentar por si las moscas

Varón, raza humana, Sevillano, 50 años, sin título, sin barco, con ganas, sin dinero.:sip:


Me he leído este hilo y parece interesante, y por si sirve de ayuda, he preparado una hoja de cálculo en que se obtiene la potencia en Watios y la intensidad en Amperios (suponiendo un voltaje de 12 V) que contiene una corona circular de agua desplazándose a una velocidad dada.

Si cambiáis abajo donde dice diametro exterior e interior, podemos simular el flujo de una helice de diametro igual a diametro exterior con un eje igual a diametro interior.

Decir que esto es para calcular con eficiencia del 100 % lo que no es cierto, pero eso ya es problema de optimizar y definir un rendimiento aceptable.

Sobre el tema del generador, lo normal es que trabajen con un buen rendimiento sobre las 3000 rpm, que es un poco alta para la hélice, pero se podría colocar un planetario multiplicador para multiplicar (por ejemplo por tres) las revoluciones de la helice.

Saludos

Amelius 21-02-2011 09:47

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
e estado jugando con tu tabla y es muy muy interesante
gracias por tu aportacion
es el momento de los TECNICOS de verdad

una preguntilla
dando los diametros ex y del eje, la potencia que resulta
en watios,es el maximo que se saca de la energia del agua
en movimiento, habra que ir descontando eficiencias del
generador y de la helice
es correcto?
gracias de nuevo

hibrido 21-02-2011 09:59

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Efectivamente, como digo en el primer mensaje es la energía por unidad de tiempo, es decir, la potencia que contiene el flujo de agua que pasa a través de la corona circular a una velocidad determinada.

Esa energía para extraerla y convertirla en electricidad tendrá perdidas que dependerán del sistema empleado.

Si te fijas, no se presupone ningún método. Podría ser una hélice o un tubo con una turbina o una hélice sin eje con piñones en el perímetro... o cualquier cosa que se te ocurra.

La hélice perderá rendimiento, los engranajes también, el propio generador desperdiciará energía en forma de calor, etc.

Para evaluar el rendimiento podrías meter los valores del generador comercial y ver que potencia real da comparada con la teórica. no tengo los diametros exterior e interior de ese sistema, si no lo haría yo :sip:

:brindis:
Saludos

Hay 10 clases de personas, las que entienden código binario y las que no

olaje 21-02-2011 12:28

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Esto marcha :sip:

Es fantástico el nivel técnico del personal, así que no cabe duda de que, entre todos, podemos abordar casi cualquier cosa :cid5:.

La próxima vez, podemos apuntar un poco más alto y abordar el proyecto LTPSAT, un pájaro en órbita para descargas de metéo y mensajería gratuitos con un par de pases útiles al día en cualquier mar :burlon:.

A ver, en lo que a mi me atañe hasta el momento:

· El motor ha de rodar suave sin carga, salvo que venga con una reductora -no es el caso- en que siempre costará algo más moverlo, pero pienso que mejor usar una hélice con más paso que ganar RPM's en el generador a base, de engranajes, que tendremos mejor rendimiento. Si el motor no gira suave sin carga cuando llegue, habrá que usarlo para mover la bici y buscar otro :cagoento:, pero no creo.

· He elegido un motor Outrunner, pero esto no significa que la carcasa gire (motores tipo HUB) solidaria al eje, sino que ofrecen su par máximo a bajas revoluciones y el propulsor va FUERA (hélice externa). Los Inrunner giran mucho más rápido y se emplean en turbinas tipo Ducted Fan para modelos de maquetas de aviones a reacción o turbina. Hay un pequeño informe de este tipo de motores en: http://www.brushless-rc.com.ar/Caracteristicas.html

http://www.electrifly.com/ductedfans...69-hypammo.jpg

· Amelius, la energía se transforma como siempre, y el alternador se pone muy durillo cuando carga. Seguro que has escuchado el chirrido que hacen las correas del alternador en los coches (o en el barco) si están poco tensadas o en mal estado cuando acaba de arrancar el motor o le das un susto como encender los faros estando al ralentí. El chirrido no es más que el ruido que hace la correa al patinar sobre la polea del alternador, que al tener una gran demanda de carga se resiste a girar. Por esto hay que calcular la hélice teniendo en cuenta el régimen de giro que necesitamos y la resistencia que ofrecerá. Tengo un 'invento' con un alternador de coche y un motor de 2T de una motosierra para cargar baterías de cuando subía a los picos a hacer concursos de radio de V-UHF. Antes de conectar el alternador a las baterías había que acelerar bastante el motorcito, por que si no se calaba en el acto :eek:.

· El regulador a emplear puede ser en principio uno para placas solares. No es necesario que sea del tipo MPPT con convertidor DC-DC porque en nuestro caso sólo obtendríamos algo de carga extra a muy baja velocidad, y precisamente si no hace viento no nos interesa frenar en nada el lento avance de nuestro buque por poco que sea. Perder medio nudo a 7 de velocidad no importa mucho, pero perder un par de décimas de nudo si nos arrastramos a un par de nudos porque no hay viento ... mejor no. No obstante, y una vez la parte mecánica esté clara y funcionando todo, pensaba hacer un regulador programable a dedida de nuestro aparatillo y con un display que nos de info variada sobre A/h generados, datos instantáneos de carga, estado del generador (cargando o en reposo), etc. e incorporarle una salida NMEA con los datos para telemetría.

· Creo que para generar corriente a bajas revoluciones es mejor usar un generador de imanes permanentes, sobretodo porque es la técnica que emplean todos los electrodomésticos que conozco, tanto hidro como aerogeneradores, pero también porque al hablar de pequeñas potencias no se si nos interesa perder energía excitando el rotor, y además nos obligaría a usar escobillas.

... a la espera del paquete con el motorcito de marras, navegaremos lo que podamos :patron:.

Salu2. Carmelo ( O L A J E )

:brindis:

Pámpano 21-02-2011 12:49

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
En cuanto a las hélices (hablo sin tener conocimientos tecnicos), ¿podrian servir las de Vetus de las helices de proa que vienen adaptadas con sus ánodos?.
Como he dicho desconozco su rendimimiento en este tipo de aplicaciones.
Y no os olvideis que algunos barcos funcionamos con 24 voltios.

Saludos y ánimos al personal para seguir con este desarrollo que va pintando estupendamente.

Amelius 21-02-2011 13:00

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
tuti conformi
esta mañana e recuperado los moldes de mi amigo del perfil naca
los e limpiado, pulido y encerado
solo el grande el otro esta deformado
es de 1,6 mts, mas que suficiente
no es perfecto, tiene un defectillo proviniente del modelo
pero nada grave, esta tarde y despues de otro encerado
dare gelcoat (de color indefinido....) y si seca bien hoy mismo
una capita de mat con lo que podriamos tener el soporte-aleron
(bueno su exterior) preparado para modificaciones y ajustes

por cierto el que quiera darle look carbono existen rollos de
vinilo (de rotulacion) con el dibujo de imitacion de carbono
negro y de colores muy chulos en youtube hay muchos videos del tema
saludos

Zalata 21-02-2011 13:33

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Cita:

Originalmente publicado por olaje (Mensaje 1010373)
· He elegido un motor Outrunner, pero esto no significa que la carcasa gire (motores tipo HUB) solidaria al eje, sino que ofrecen su par máximo a bajas revoluciones y el propulsor va FUERA (hélice externa). Los Inrunner giran mucho más rápido y se emplean en turbinas tipo Ducted Fan para modelos de maquetas de aviones a reacción o turbina. Hay un pequeño informe de este tipo de motores en: http://www.brushless-rc.com.ar/Caracteristicas.html

Cierto, pero, insisto, en los outrunner la carcasa gira solidaria al eje!!! En los inrunner la carcasa no gira. Es mas, eso mismo pone en la referencia que has pasado y que transcribo "Lo que gira en los outrunner es la parte exterior, donde están pegados los imanes, quedando en su interior los bobinados fijos, que suelen ser de alambre de cobre grueso, pocas vueltas por bobina, todo muy sólido.". Por cierto que tengo un motor de estos en uno de mis helicopteros RC

AL3JANDRO 21-02-2011 14:03

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Amelius me ha despertado esta mañana con el tema... lo tenéis enganchado, así que vamos a aprovecharnos de los amigos....
Mi granito de arena... ¿sería posible hacer un hibrido hidrogenerador/aerogenerador?... me explico, cambiando la hélice que haga las dos funciones....
Pues eso, que si necesitáis que os eche una mano en el tema electrónico, avisar (se algo de microcontroladores)
:cid5::cid5::cid5::cid5:

Amelius 21-02-2011 14:51

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
si profe
saludos Alejandro,
pido de nuevo escusas publicamente ya que esta mañana
los e despertado intempestivamente:sip:
doy fe que es un autentico experto en el tema
de microprocesadores y demas chips
todo se andara ya abusaremos de ti, ya

en lo referente a un hibrido aero.hidro es posible claro
solo habria que ambiar la helice por palas...
aunque el motor-generador no sea el mas conveniente
ya que en medios aereos no hay tanto problema de tamaño
como era aquello de que el tamaño no importa?:santo:

ex-pi 21-02-2011 15:54

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
A mí no me acaban de salir las cuentas.
Para que ese generador cargue baterías de 12 V (a 13'5 V) debería trabajar a 24 V mínimo en vacío, lo que exige un régimen de RPM=Kv x V=180rpm/v x 24V=4320RPM para sacar unos 600 W, porque con una resistencia interna de 17 miliOhms y una ddp de 10'5V (24-13'5) me salen unos 600W (no he contado las pérdidas).
O sea, que el invento minipimer no vale, porque 4320 RPM me parecen muchas RPMs
Ese motor tiene que ir demasiado revolucionado.

Saludos

Amelius 21-02-2011 18:50

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
no puedo comentarte nada porque los calculos no son mi fuerte
segun carmelo pretendemos que de 100-120 watios

y lo de los 24v minimo no lo tengo claro y repito yo no
e calculado nada, aunque en placas solares, de las que nominalmente
se obtienen 15-18 volts 60w por placa obtengo sin problemas 13,8
que da el regulador cargador solar, el cual me testea ciclicamente
voltios de entrada, de salida, amps que chupa la bateria y otro
dato de intensidad que no recuerdo:santo:
repito, no pongo en duda tus calculos solo es una comparativa con mi placa que la conozco bien por resultados no por calculos
aparte de lo que me dice el regulador, yo mido por mi cuenta con tester
y son clavados, incluso la placa sin carga me da 17v ma o meno
al sol se entiende, si es verano, y mediodia sube un poco mas pero
nunca llega a 20v
seria interesante tocar este tema mejor, y ver los puntos malos del sistema, de todas formas al final y con el tiempo se lograra un
motor-generador mas optimo, no me cabe duda

Por cierto la primera pieza del soporte mañana a la tarde estara
totalmente laminada, sera solo un prototipo hueco para ir puliendo
pondre fotos

olaje 22-02-2011 02:49

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Cita:

Originalmente publicado por Zalata (Mensaje 1010425)
Cierto, pero, insisto, en los outrunner la carcasa gira solidaria al eje!!! En los inrunner la carcasa no gira. Es mas, eso mismo pone en la referencia que has pasado y que transcribo "Lo que gira en los outrunner es la parte exterior, donde están pegados los imanes, quedando en su interior los bobinados fijos, que suelen ser de alambre de cobre grueso, pocas vueltas por bobina, todo muy sólido.". Por cierto que tengo un motor de estos en uno de mis helicopteros RC

La verdad es que sólo tengo la documentación que he citado y hasta que no me llegue el paquete no tengo más imágen que la de la foto y pensaba que los de las bicis ecléctricos (Hub's) eran los que tenían los imanes en el exterior, pero tampoco supone inconveniente si funciona, ya que habría que montar una cuaderna en la que alojar el motor y otra con un cojinete que soporte y centre el conjunto eje motriz/cuerpo del motor, y luego los retenes de salida al exterior del eje con la hélice :rolleyes:.

A ver si llega pronto :pirata:

Salu2. Carmelo ( O L A J E )

:brindis:

Zalata 22-02-2011 06:43

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Cita:

Originalmente publicado por olaje (Mensaje 1010934)
La verdad es que sólo tengo la documentación que he citado y hasta que no me llegue el paquete no tengo más imágen que la de la foto y pensaba que los de las bicis ecléctricos (Hub's) eran los que tenían los imanes en el exterior, pero tampoco supone inconveniente si funciona, ya que habría que montar una cuaderna en la que alojar el motor y otra con un cojinete que soporte y centre el conjunto eje motriz/cuerpo del motor, y luego los retenes de salida al exterior del eje con la hélice

Obviamente, yo ese motor no lo he visto, pero lo dice la documentacion. Por cierto, que sea inrunner o outrunner no depende de donde vayan colocados los imanes, ya que estos van en la carcasa. Depende de si lo que gira es el cuerpo de los imanes o el bobinado. En los inrunners el bobinado tiene mas espiras y revolucionan mucho mas. En los outrunners el bobinado tiene menos espiras y revolucionan mucho menos.

Lo de que sea outrunner condiciona un par de detalles, que no son los mas criticos, pero que se han de tener en cuenta:

a) efectivamente la bancada debe de llevar dos cuadernas para soportar el motor, con dos rodamientos de bolas a ambos lados del eje (si no recuerdo mal el eje es pasante de extremo a extremo, precisamente para poder mantener alineado el bloque por el torque que puede producir)

b) el cilindro que lo contiene debe de tener un clareo suficiente, no solo para que no toque en estatico, sino que cuando la estructura flexe no llegue a rozarlo. 2-3 mm podrian ser suficientes

c) la refrigeracion ha de ser por aire, ya que de otro modo se complicaria mucho mucho el sistema. Con los regimenes a los que trabajara no creo que sea mayor problema. Sabiendo las perdidas en calor en su regimen maximo seria muy facil aproximar la temperatura que tendria la camara (por debajo de 50C no habria ningun problema)

Zalata 22-02-2011 07:36

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
1 Archivo(s) adjunto(s)
Cita:

Originalmente publicado por ex-pi (Mensaje 1010519)
A mí no me acaban de salir las cuentas.
Para que ese generador cargue baterías de 12 V (a 13'5 V) debería trabajar a 24 V mínimo en vacío, lo que exige un régimen de RPM=Kv x V=180rpm/v x 24V=4320RPM para sacar unos 600 W, porque con una resistencia interna de 17 miliOhms y una ddp de 10'5V (24-13'5) me salen unos 600W (no he contado las pérdidas).
O sea, que el invento minipimer no vale, porque 4320 RPM me parecen muchas RPMs
Ese motor tiene que ir demasiado revolucionado.
Saludos

No se de donde te sacas estos valores, pero creo que no se ajustan al problema, como comenta Amelius. El proceso para hacer el analisis es el siguiente:

a) por un lado hay que definir que energia se quiere extraer del conjunto en promedio, que es lo que cargara la bateria. Aqui no depende del voltaje o la intensidad por separado, sino de ambos a la vez. Pero de eso se encargara el cargador (que aceptemos que no vamos a diseñar, al menos de momento). Incluyo un diagrama del proceso de carga "optima" de baterias de plomo. Digamos que queremos un minimo de 4A a 12V. P=VI lo que da que el conjunto debe de entregar 48 W efectivos. Esto cargaria una bateria de 70Ah en unas 18 horas. Entiendo que la idea no es cargar completamente la bateria, sino mantener suministro para que no se descargue.

b) por otro lado hay que saber las condiciones en las que el generador puede proporcionar esa energia. Esto es relativamente facil de calcular. P = V2/R. Asumamos un 75% eficiencia electrica, por lo que calcularemos para 60W. Esto nos da que el regimen de trabajo del generador ha de ser capaz de suministrar poco mas de 1 V, 180 rpm aprox.

c) por ultimo hay que ver si la parted hidrodinamica es capaz de funcioanr al regimen requerido, que son unas 180 rpm a unos 3 kn. Para ellos solo hay que ver una helice que sea compatible. Pero aqui lo fundamental es ver que el regimen mecanico sea aceptable, para no incurrir en muchas perdidas mecanicas (sobre todo en la bocina). El regimen de 180 rpm parece aceptable. Si no lo fuera (p.e. nos saliera un punto de operacion de 1500 rpm, habria que incluir en el sistema una reductora planetaria, que trabaje sin mantenimiento, y contabilizar su perdida mecanica, que no es muy elevada. Son caras, pero es lo que hay. Maxon fabrica unas muy buenas que usamos habitualmente en nuestros robots).

En el razonamiento seguido, cambiando los valores de trabajo, nos daria otras situaciones de operacion. Espero no haber metido el remo en las operaciones. He asumido que toda la operacion es en corriente continua, cosa que no es del todo cierta, ya que el generador brushless nos proporciona una corriente trifasica. Pero con el circuito de carga que subi el otro dia (es solo un ejemplo), lo pasamos a continua "a lo bruto" incurriendo en las perdidas minimas de los diodos Schotky

Perdon por el ladrillo, pero es que he tenido algun proyetco que otro de estas cosicas, y se me van los dedos

Tranes 22-02-2011 12:29

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Cita:

Originalmente publicado por Zalata (Mensaje 1010425)
Cierto, pero, insisto, en los outrunner la carcasa gira solidaria al eje!!! En los inrunner la carcasa no gira. Es mas, eso mismo pone en la referencia que has pasado y que transcribo "Lo que gira en los outrunner es la parte exterior, donde están pegados los imanes, quedando en su interior los bobinados fijos, que suelen ser de alambre de cobre grueso, pocas vueltas por bobina, todo muy sólido.". Por cierto que tengo un motor de estos en uno de mis helicopteros RC


Ciertamente, los outrunner (carcasa giratoria) se emplean en aviones de helice y en aviones de turbina( Ducted Fan) al igual que los inrunner. Y solo van sujetos por una bancada en uno de sus extremos
http://www.littlescreamers.com/id72.html

los dedicados a turbinas giran sobre las 40.000 o 50.000 rpm

Aunque supongo que se podra encontrar el modelo ideal para este tema


:brindis:

ex-pi 22-02-2011 14:36

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Cita:

Originalmente publicado por Zalata (Mensaje 1010948)
No se de donde te sacas estos valores, pero creo que no se ajustan al problema,...

b) por otro lado hay que saber las condiciones en las que el generador puede proporcionar esa energia. Esto es relativamente facil de calcular. P = V2/R. Asumamos un 75% eficiencia electrica, por lo que calcularemos para 60W. Esto nos da que el regimen de trabajo del generador ha de ser capaz de suministrar poco mas de 1 V, 180 rpm aprox.

Perdón por no entender y por presuponer cosas (sí, 600W son demasiados para mantener una batería de 70 Ah).

Pero sigo sin entender cómo se mantiene una batería de 12 V con 1 V de salida del alternador. ¿Con un transformador trifásico? ¿Con un regulador elevador basado en convertidor DC/DC?

Si quieres, por ejemplo, 5 A a 14 V (no a 12 V, porque a 12 V no se carga una batería de Plomo) el alternador tendrá que dar más de 14 V (14 V a 180rpm/V son 2520 RPM)

¿Un motor de 7 KW para dar 60W como alternador?

Perdón por no aportar más que dudas.

Saludos

jiauka 22-02-2011 15:04

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Cita:

Originalmente publicado por ex-pi (Mensaje 1011222)
Pero sigo sin entender cómo se mantiene una batería de 12 V con 1 V de salida del alternador. .... ¿Con un regulador elevador basado en convertidor DC/DC?

Sí, hoy en día con muy eficientes, con rendimientos por encima del 95%. Para esta aplicación se puede hacer uno inteligente por 4 euros que suministre corriente constante hasta cierto nivel de carga/voltaje y luego mantenga la batería o mejor aún que siga la curva de carga recomendada por el fabricante. Vengo siguiendo este post desde el principio, y me ofrezco para lo que sea en el tema electrónica/control.

Zalata 22-02-2011 17:08

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Cita:

Originalmente publicado por ex-pi (Mensaje 1011222)
Pero sigo sin entender cómo se mantiene una batería de 12 V con 1 V de salida del alternador. ¿Con un transformador trifásico? ¿Con un regulador elevador basado en convertidor DC/DC?

Para hacer un diseño de este tipo, hay que empezar desde arriba, e.d. elementos generales, y luego ir definiendo los detalles. En un sistema de generacion-almacenamiento, una opcion muy comoda es diseñar los elementos principales desde el punto de vista de la energia. En este sentido cada modulo se define por sus requerimientos de potencia (en watios), y cuando este ya claro, se ve como hacer el transporte o la adaptacion. Y hay muchas formas de hacerlo, en funcion del coste, de la eficiencia, etc.

En este caso en concreto, debido a que la generacion es trifasica, a bote pronto parece adecuado elevar la tension mediante transformador (que es muy barato, sencillo y relativamente eficiente) y despues rectificar a continua mediante puente de diodos. El mecanismo global no es muy eficiente, pero es simple y barato

Por otro lado, se puede pasar todo a continua y elevar la tension mediante un commutador DC-DC, que son muy eficientes energeticamente, pero son caros y como efecto secundario producen ruido electrico. En el caso de las baterias no habra ningun problema.

Ejemplo didactico. Agua y mangueras. Necesitamos un caudal (litros/hora) y podemos conseguirlo usando una manguera de gran seccion con poca presion o una manguera estrecha con mucha presion. Pues es una relacion similar a voltaje, intensidad y potencia. Cuestion de enchufar mangueras. Pero a nivel de diseño global (por el que se va ahora en el asunto del hidrogenerador) de momento lo que interesa es saber potencias y estimar perdidas. Una vez que estan estas definidas, en la ingenieria de detalle y atendiendo a diversos criterios (eficiencia, peso, coste, ...) se escoge la solucion adecuada.

Amelius 22-02-2011 18:44

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
laminados ya los 2 semicarenas del soporte vertical
con perfil naca, de codigo indefinido.... je je
mañana lo desmoldeare asi se aprecia mejor su finura
en el monde no
este lo hare en formato cascara, es decir dos semicascaras
como es un prototipo de momento sirve para poder meter
cables etc.
despues a esperar al motor y preparar un protocolo de
pruebas en seco para tener resultados fiables y comparables

1 pruebas de revoluciones - obtencion de corriente
incluyendo electronica, reguladores
2 pruebas de montaje mecanico optimo y estanco
3 pruebas en el agua (estanque o aguas confinadas)
para elegir helice´
4 pruebas finales en el mar

si alguien quiere proponer puntos adelante es solo mi apreciacion

alber 22-02-2011 21:24

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Me encantan estos temas!

Ronda vitalicia para las cabezas pensantes.:brindis:

dunic 22-02-2011 22:17

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Hace tiempo ya le dije lo mesmo ..(tema revisión balizas ..)

Mucho esta tardando en montar una SL para comercializar este "cacharrro"
Aqui tiene Vd. un accionista y un comprador :D

olaje 07-03-2011 13:38

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Ya tengo el motor :mono:

Esta semana haré las pruebas, pero parece que servirá y que no necesitará muchas RPM's para generar los 150W que desde un principio hemos planteado.

Ya girándolo a mano suavemente da una buena chispa uniendo los hilos de cualquiera de las fases y corticircuitándolas está muy muy duro para lograr girarlo, o sea que ahora a probarlo en con una carga controlada y a ver cómo va.

También a simple vista, parece que con un motor más pequeño será suficiente, pero ya que tenemos este ... lo probaremos.

Para hacer un potente aerogenerador también parece un buen candidato :sip:. Pero esa es otra historia :cunao:.

Salu2. Carmelo ( O L A J E )

:brindis:

Pámpano 07-03-2011 14:40

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Pues adelante con las pruebas, que en el mar hay energia para dar y tomar.
Una vez conseguido habrá que pensar como llevarla a tierra:nosabo:, que como esto siga a sí nos vamos a dar golpes por los watios.:pirata:

Saludos para todos.

nanoelcapi 15-03-2011 12:05

Re: ¿Hacemos un hidro-generador?
 
Immmmpresionante.

En 25 días de inicio del proyecto lanzado por Olaje....
Lo avanzado que está, esto si que es eficiencia.
Seguiremos el hilo con mucho interés.


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