Tema: Motor de imanes permanentes

Hola amigos:

Ha caído en mis manos el motor de una mesa de arranque de coches de radiocontrol. Es de imanes permanentes y las medidas son de unos 15 cm de largo x 6 de diámetro. Aunque es un motor de continua usa escobillas (que para mí es lo de menos).

No tiene especificaciones por ningún sitio a pesar que es nuevo en su caja, pero es "bulk", o sea, que viene en una caja de cartón marrón sin ninguna inscripción ni nada, por lo que no puedo saber nada sobre sus especificaciones.

Simplemente sé que conectándolo a 12v. funciona y tiene mucha fuerza (para arrancar un coche de 1/8 radiocontrol debe tener mucha).

Mi pregunta es si alguien sabe algo sobre estos motores y si se podrían usar en eólica, porque puede ser que metiéndole 12v. funcione, pero lo que no se sabe es si admite mas voltaje (con lo que generaría mas de 12v.).

O decidme que pruebas puedo hacer con el para ver si se puede hacer algo.

Gracias y saludos.

P.D. He encontrado una foto del motor. Es idéntico a este:



Pero no he sido capaz de localizar especificaciones técnicas.

Hola Fossy,

lo más inmediato sería hacerlo girar con un taladro y medir si dá voltaje en los cables. Hadlo y nos dices cuanto y a que rpm aproximadamente.

Un motor que es más largo que su diámetro está más diseñado para revoluciones, a la inversa, luego no tiene buena pinta ya que en eólica se buscan motores lentos que giren al compás de las palas, pero como ejercicio seguro que es interesante.

Gracias por tu respuesta Robinson.

Me da miedo hacerlo girar con un taladro no vaya a ser que se queme, porque al no saber nada de este motor igual no soporta las revoluciones del taladro y se funde. También en realidad no sé cuantas revoluciones suele tener un taladro, o sea, igual hacer este ejercicio es algo inofensivo para el motor..., ¿me aconsejas entonces que lo haga?.

Lo que sí he probado es a ponerle un led y darle un "pellizco" al rotor, y con tan sólo hacer esto el led se enciende bastante bien y fuerte además.

Bueno, si me confirmas lo del taladro, lo hago y mido el voltaje, pero aún así no sé como podría medir la intensidad que ofrece a esas revoluciones, ¿hay alguna forma que no sea conectándole un aparato y medir el consumo con el polímetro?.

Gracias y saludos.

Mira este video

YouTube - Permanent Magnet Motor Used as a Generator Dynamo

verás que tu motor se parece mucho en la forma alargada, es un PM DC Motor (motor de imanes permanentes).

Es factible hacer lo que quieres pero las revolucione necesarias para conseguir los 14V son muy altas.

Coge un polímetro y al girar a mano mira el voltaje, aunque con el LED ya has verificado que da tensión. Ahora necesitas darle más revoluciones y lo más fácil es con un taladro que además sulen dejar graduar las revoluciones.

Peligro, si vas poco a poco no cre que haya ninguno.

El tema de porque hacen falta tantas revoluciones es porque al tener poco diámetro tiene pocos polos, y de estos depende el voltaje versus revoluciones.

saludos,

Pues tenías razón..., he hecho girar el motor a 1.300 RPM y solo puedo sacarle 3,4 v., por lo que necesitará al menos 7.500 RPM para poder sacarle los 12v., o sea..., motor descartado.

Pues ya me quedo a dos velas..., no sé en que aparato, electrodoméstico o vehículo adquirir un motor de C.C. en condiciones que me pueda dar unos 400w. a bajas revoluciones. ¿Sabes de algún aparato donde poder recuperar uno que me sirva?.

He visto en Ebay que venden los AMETEK, que a 250 RPM ya te dan 20v. con mas de 10 A., y a los 1.000 RPM te dan unos 100v. con 15 A., pero los venden caro, sólo en USA y los gastos de envío son desorbitados (100 euros), y encima para pare el motorcito aduanas y te haga pagar impuestos.

Debe haber algún aparato o máquina de donde poder sacar uno similar, pero no tengo ni idea dónde..., si sabes de alguno te agradecería enormemente que me lo dijeras.

Gracias y saludos.

Si eres manitas y tienes tanto interes como veo entra en windpower.org.za y veras fotos y planos de uno muy sencillo que te podrías hacer.

Otra opción es coger un alternador de coches, y el rotor hacérlo con imanes en vez de los bobinados que tiene.

que necesidad real tienes y donde lo vas a montar que viento dispones.

Gracias Robinson:

Creo que al final lo mas "sencillo" va a ser realizar el rotor y estator a mano, porque creo que tiene mas trabajo adaptar el alternador de coche que realizar uno de 1 Kw. con 24 imanes (12 por rotor) y un estator con 6 bobinas de hilo de 1.5.

Yo la necesidad que tengo en realidad es poca (valga la redundancia), porque yo con conseguir 400w. ya me viene de fábula, y los iba a poner en placas solares, pero es para un campo donde ya se han dado robos por la zona (o sea, que a otros vecinos les han robado las placas), y salvo alguno que otro que vive allí, el resto son todo gente que van los fines de semana, y alguno ya se ha llevado la sorpresa.

Mi intención es entonces de fabricar un generador cuyo coste sea el mas barato posible, y reciclar todo lo que se pueda, porque aunque mi intención sería instalar una pequeña torre para el molino (con la consiguiente dificultad para robarlo), si finalmente llegan a robarlo al menos que solo me haya costado trabajo y poco dinero.

El viento que sopla allí tal vez pueda decirlo mejor que yo el compañero y paisano Ramos, que vive cerca de donde yo estoy, aunque si es cierto que yo estoy en una cota bastante mas alta y con viento constante incluso en verano. A ojo te diría que la velocidad habitual puede ser de unos 8 mps, pero en rachas y bastantes ocasiones lo habitual puede ser 15 mps, y en mal tiempo y rachas fuertes seguro que habría que frenar el aerogenerador, porque allí llegado a este extremo, todo lo que dejes fuera sale volando (incluso una caseta de obras el año pasado de 3 metros).

Un saludote.

Fossy, yo no he hecho ninguno pero como verás el tema me interesa.

Si tienes buen viento y quieres gastarte muy poco, yo usaría un alternador de coche de desguace que ya viene con regulador incorporado. el rendimiento no es el mejor pero como ya lleva el regulador todo es muy sencillo de hacer. Solo te haría falta una desmultiplicadora y un interruptor cinético para que no descargue la batería por la excitación cuando no hay viento. Recuerda que el rotor de este es exitado y no por imanes

Si optas por construir el tuyo desde cero, no te hará falta desmultiplicadora y el sistema tendrá mejor rendimiento por llevar imanes, pero te hará falta un regulador específico que deberás comprar nuevo.

En ambos casos yo me apunto a ayudarte.

De momento, lo que he visto y que se contradice con tu texto, es que para 12 bobinas se ponen 9 imanes.

Uno que se apunta a este hilo, ando pensando en hacer uno pero de eje vertical.

El tu caso, ¿como has calculado las rpm? ¿o el numero de imanes y bobinas que necesitas?

Gracias.

Bueno, os comento que no son 12 bobinas y 9 imanes, sino 24 imanes y 6 bobinas (también se puede hacer con 9 bobinas), o sea, que iría así:

Rotor 12 imanes - estator 9 bobinas - Rotor 12 imanes.

A las bobinas les atacan los imanes por delante y por detrás para que nos entendamos.

Respecto al cálculo de RPM y demás, me hago un lío con las matemáticas, pero en esta web hay documentación y tutoriales muy interesantes:

joaquin

Por cierto, al maestro Joaquin acabo de enviarle un e-mail para ver que me aconseja para vientos de 5 rpm, lo que me diga os lo comento.

Pues nada, a ver si de este hilo sacamos algo que nos sirva con bajos vientos y sacarle todo lo que se pueda, mas que nada por hacer una inversión segura, porque los tutoriales que hay en la red son buenísimos, pero lógicamente calculados para un viento estándar y una generación de potencia estándar en base al viento y RPM..., a ver si conseguimos calcular el nuestro propio.

Un saludote.

Iniciado por Fossy

Rotor 12 imanes - estator 9 bobinas - Rotor 12 imanes

Aqui tenemos que aclararnos, yo he visto documentos donde es justo al revés. La explicación sería así:

El hueco interior de la bobina debe ser igual que la superficie del imán, luego la superficie total de una bobina siempre es ligéramente mayor que la del imán, entonces, según tu propuesta las bobinas estarían espaciadas dejando huecos innecesarios entre medias y aumentando el diámetro sin necesidad.

Adjunta tu link y lo estudiamos.

Gracias.

Sin problema, yo en cambio eso no lo sabía, entonces vamos a contrastar información...

Los links que voy a poner a continuación pertenecen al famoso generador de 1Kw. de "10 pies", y digo famoso porque hay un montón de gente que lo ha realizado y da fe de su buen funcionamiento y rendimiento...

Directorio principal:
10' diameter wind turbine construction

Estator de 9 bobinas:
10' diameter wind turbine stator

Rotor (2 rotores) de 12 imanes:
10' diameter wind turbine magnet rotors


Aquí hay otro un poco chapuza con imanes de altavoces y 6 bobinas, donde parece ser que el tamaño del imán y el número (son 8 imanes) no suponen un problema:
http://www.uv.es/~navasqui/OtrosAero...erogenferr.pdf


Y aquí otra práctica con 8 imanes y 6 bobinas:
http://www.uv.es/~navasqui/OtrosAero...gen-casero.pdf


Yo la verdad es que no había leído nada sobre el equilibrado de imanes respecto a bobinas, pero esto hay que investigarlo entonces o buscarle una explicación.

Un saludo.

Hola,

el tema de la relación entre imanes y bobinas es bastante simple. Cada vez que un polo (un imán o una pareja enfrentada de imanes) pasa sobre una bobina se genera una onda senoidal completa. Cuando entra por un lateral se produce un semiciclo pasando por cero en el centro y generando el semiciclo opuesto en el otro lateral.

Si por defecto de construcción tenemos que polos de igual signo están sobre ambos laterales de la bobina entonces las tensiones generadas se contrarrestan. Éste es el principal motivo por el cual el hueco interior de la bobina ha de ser del tamaño del imán, para que no esté sobre los dos laterales a la vez ya que entonces tendremos una merma en la eficiencia porque se restan las tensiones inducidas en cada lateral.

En un generador monofásico tal y como su nombre indica todas las bobinas han de estar en fase, generando la misma onda, por lo que la relación polos:bobinas ha de ser 1:1 o lo que es lo mismo igual número de polos que de bobinas.

En un generador trifásico tenemos tres ramas o fases entre las que ha de haber un desfase, concretamente de 120º, y en este caso la relación es de 4 polos por cada 3 bobinas: 4p-3b, 8p-6b, 12p-9b, etc.

En el caso que comentabas de poner 12 polos con 6 bobinas estarías en una relación 2:1 por lo que habría que espaciar las bobinas de forma que no coincidiesen polos de distinto signo sobre un mismo lateral produciéndose en este caso también una anulación proporcional de la onda y un incremento del tamaño poco acorde con la eficiencia obtenida.

Un saludo.

Iniciado por OS CASTROS

En un generador trifásico tenemos tres ramas o fases entre las que ha de haber un desfase, concretamente de 120º, y en este caso la relación es de 4 polos por cada 3 bobinas: 4p-3b, 8p-6b, 12p-9b, etc.

Gracias Os Castros, una magnífica aclaración. Yo había visto un video donde decía esa relación de más polos que bobinas pero no tan bien explicado.

Fossy, muy interesante los links.

saludos,

Unos cuantos datos respecto al hilo del foro:
Un generador eólico no es mas que un aparato que trasforma la energía dinámica del viento en electricidad, como tenemos poco viento para conseguir el aporte necesario de empuje necesitaremos mas superficie de pala(mejor a lo largo que ancho) y un angulo determinado de ataque para esas condiciones.
La tensión de carga de una bateria no son 12v si no 13.7
Para evitar retornos de corriente simplemente con instalar un diodo está conseguido
Las baterias necesitan carga flotante para compensar las perdidas internas, osea nada que desconecte el sistema cuando esten cargadas.
La tension (voltios) que da el generador es proporcianal al nº de bobinas que tenga y a la fuerza del campo magnetico que atraviesen.
El problema de arranque en generadores que tienen bobinas en vez de imanes se soluciona colocando un iman que crear la primera corriente una vez en marcha el mismo se autoescitara.(Una manera de obtener buenos imanes para ello es sacarlos de brazo posicinador de un disco duro de ordenador)
Por ultimo tener en cuenta un sistema de franado de las élices para cuando soplen vientos fuertes o toda saldrá volando.
Suerte y ya me contareis yo también estoy haciéndome uno pero de momento pequeño para esperimentar.

Bueno, pues comentaros que ya me ha contestado el maestro Joaquín, y me ha dado una lección magistral para ganar la máxima potencia a vientos flojos.

Me recomienda usar un motor de 15 cv y seguir este tutorial suyo:
http://www.uv.es/~navasqui/aero/Motor15cv.pdf

Ese motor bien hecho como indica el tutorial es capaz de generar 600w. con sólo 120 RPM, de los cuales 200w se pierden debido a la eficiencia (resistencia de bobinas, consumo de los puentes rectificadores, etc.) todo está calculado para que al final nos queden 400 w. finales de carga!!, una pasada amigos!!. En el tutorial explica todos los cálculos de pérdidas y lo que nos queda, para ser mas exactos: 20v. - 396 w.

Según mis cálculos, una casa de campo que consuma 3.500w/día (que ya es bastante), y use baterías con un total de 12v. - 400A, el aerogenerador es capaz de llenarlas a tope en 10 horas, todo esto suponiendo que dejemos las baterías a un 20% de su capacidad y le conectemos el molino para cargarlas, pero en la práctica y la realidad es que el molino va a estar siempre conectado, por lo que en base a la potencia de consumo anterior, el consumo que vayamos teniendo el la casa casi que se va reponiendo sobre la marcha, salvo que le demos un buen "chupetón" a las baterías con algo de mucho consumo, pero aún así considero que nunca sobrepasaremos las baterías a menos del 50%.

Por supuesto sé que si no hay aire no hay carga, pero en mi zona es habitual tener un viento de al menos 8 mps, vamos, que a mi este generador me viene de fábula.

Joaquín me desaconseja el uso de un rotor y estator hecho a mano debido a su elevado coste (imanes) y la baja eficiencia, y me da una buena razón que desconocía..., y es que resulta que bobinando sobre ferrita (caso del motor de 15 cv) se le gana mas del doble de eficiencia que a un bobinado sin nada (caso de un estator hecho a mano), además los imanes que se usan son de menor capacidad y tamaño y por lo tanto el coste es mucho mas barato, además de encontratelo ya todo hecho, que simplemente cerrándolo y montándole las palas ya tenemos el generador hecho, mientras que de la otra forma hay que andar con tubos, cojinetes, soldando piezas, realizando platos redondos, etc.

Bueno, yo me he decidido ya por hacerlo con el motor de 15 cv., así que en esta semana iré a algún desguace a ver si encuentro alguno. Lo que no sé es a que precio lo venderán..., espero que no sea muy caro.

Por cierto Os Castros, buen aporte de información, es interesante saberlo.

Un saludote.

Buena decision,llevate en la mano un polimetro y comprueba en ese instante si las bobinas tienen continuidad,y que resistencia total tienen.
Tambien sabras el numero de polos segun su velocidad,a mas polos mas interesante para el alternador.

A menos velocidad,mas numero de polos.

Iniciado por Fossy

Joaquín me desaconseja el uso de un rotor y estator hecho a mano debido a su elevado coste (imanes) y la baja eficiencia, y me da una buena razón que desconocía...,

Pues sí que es interesante,

yo tengo otra inquietud que seguro te afectará y que poco se habla. Se trata del matrimonio entre el generador y las palas.

Digamos quieres 400w a 8mps, entonces la energía que es capaz de coger el molino en función del área es según esta fórmula: 1/2*area*densidad*velicidad al cubo*rendimiento del aereo (p.e. 20%).

w=1/2*(3.14*D^2/4)*1.2*8^3*0.2, que despejando el D nos quedaría
D=(w*2*4/(3.14*1.2*8^3*0.20)^0.5
D=(400*8/385.84)^0.5
D=2.87m o palas de 1.43 m, dejémoslo en 1.5 m de pala para redondear.

Ahora bien, según el perfil de las palas, el TSR o velocidad en la punta de estas será entre 6 y 10 para aéreos de 3 palas. Digamos que el perfil da un TSR de 8. Esto quiere decir que a una velocidad de viento de 8 mps, la punta de la pala irá a 64 mps (limite máximo menor de 100). Si el radio es de 1,5 metros, entonces la rpm del aéreo son 407.

Mi duda es como equilibrar el momento de resistencia que ejerce ese generador al giro, para que las palas puedan girar cercanas al TSR proyectado.

Ha veces he visto molinos que giran con mucha resistencia interna y parece que no consiguen alcanzar las TSR de su diseño y hacen un zumbido característico.

Es un poco espeso pero creo que es clave este buen matrimonio.

Ramos:

Con eso que has dicho me pierdo un poco..., precisamente acabo de llamar a Hierros España y me han dicho que vaya para allá a elegir un motor. Me llevaré un polímetro y comprobaré la continuidad y resistencia, pero los polos no sé calcularlos o mirarlos..., dime que puedo hacer en ese instante para elegir un motor que venga bien para el generador, dime que debo medir o que debo mirar. Gracias.

Robinson:

El tema de las palas no lo tenía calculado, pero tenía pensado precisamente hacerle palas de PVC de 1,5 metros (mira por donde), y dado su bajo coste y la poca mano de obra que es necesaria, se podría ir probando con longitudes. De todos modos un generador con esa eficiencia a bajas RPM está claro que arrancará a una velocidad un poco mas alta de la de mantenimiento, pero calculo que tal vez con un viento que venga de 12 mps lo arranca y lo mantiene incluso bajando a 6 mps, vamos, que la resistencia no creo que sea mucha.

Esto es como todo amigo..., la teoría es buena porque te da ideas y mas o menos te ayuda a contruir algo eficiente, pero luego en la práctica los que tenemos que afinar somos nosotros a base de pruebas dejando ya de lado un poco la teoría, además en esto de los aerogeneradores cada zona es un mundo, cada motor también, incluso las propias palas, como una pese unos gramos mas que otra ya tienes problemas de vibración y pérdida de RPMs..., pero bueno, ¿y lo bien que se lo pasa uno con estas cosas?, jejejeje.

Un saludote.

Los motores de jaula de ardilla pueden girar a tres velocidades diferentes: 2930,
1450 y 760 revoluciones por minuto:
- Los que giran a 2930 rpms se dice que son de dos polos, porque las bobinas de cada
fase abarcan la mitad del estator.
- Los que giran a 1450 rpms son de cuatro polos, porque las bobinas de una fase
abarcan aproximadamente la cuarta parte del estator.- Los que giran a 760 rpms son de ocho polos porque las bobinas de una fase
abarcan aproximadamente la octava parte del estator.

Palabras textuales de Joaquin.Asi que mirando la placa del motor veras a las revluciones que trabaja y podras saber cuantos polos tiene.

No te recomiendo hacer las palas de pvc con una longitud de mas un metro,son fragiles.

El tema de las palas no lo tenía calculado, pero tenía pensado precisamente hacerle palas de PVC de 1,5 metros (mira por donde), y dado su bajo coste y la poca mano de obra que es necesaria, se podría ir probando con longitudes. De todos modos un generador con esa eficiencia a bajas RPM está claro que arrancará a una velocidad un poco mas alta de la de mantenimiento, pero calculo que tal vez con un viento que venga de 12 mps lo arranca y lo mantiene incluso bajando a 6 mps, vamos, que la resistencia no creo que sea mucha.

Sabes a cuantos Km/h son 12mps?? si a esa velocidad es mejor parar el molino...¡¡¡¡

12 m/s son 43 km/h. A esa velocidad de parar el molino nada de nada, cuantas más horas así mejor.

El tema que abre robinson sobre la relación rotor/generador es clave para obtener los resultados esperados, y muy poca gente lo tiene en cuenta, sólo se mira al generador.

cuando vayas a ver el motor fíjete en las olguras de los rodamientos intentando mover el eje (no girandolo).

Creo que ver la continuidad de las bobinas así como el número de polos no es importante ya que tendrás que revovinar el estator según tu diseño y rebajar en torno el diámetro del rotor para que te encaje después cuando pegues los imánes.

Una vez tengas hecho el rotor, buscaría la forma de hacerlo girar a distintas revoluciones para entender cuál será su curva de potencia. En función de esta información proyectaríamos que palas te van mejor. A lo mejor resulta que buscar una solución con 5 palas donde el TSR sea menor te es más interesante por menor revoluciones así como menor ruido.

Un aéreo con TSR de 1 quiere decir que la punta de la pala gira a la misma velocidad que el viento. Si el TSR es de 10, la diferencia es de 10 veces, es decir que a 12mps de viento la punta de la pala va a 120 mps o 432 km/h.

Es un riesgo usar un TSR alto si nuestro sistema de emergencia o frenado no es muy eficiente en caso de vientos fuertes como 12 o más mps.

Si vas a usar palas de PVC y quieres saber cuál es su TSR haz lo siguiente. Monta las palas sobre un eje libre sin ligar a ningún generador. Lo pones al viento y mides dos cosas, por un lado la velocidad del viento y por otro las revoluciones de las palas. Este ratio siempre será el mismo y te permitirá saber el TSR.

Si el valor es bajo (4 o 5) yo propondría usar 5 palas por ejemplo.

12 m/s son 43 km/h. A esa velocidad de parar el molino nada de nada, cuantas más horas así mejor.

El tema que abre robinson sobre la relación rotor/generador es clave para obtener los resultados esperados, y muy poca gente lo tiene en cuenta, sólo se mira al generador.
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Perdon,habia mutiplicado por 6000 segundos la hora,se me fue la pinza y me arrojo 72Km/h

cuando vayas a ver el motor fíjete en las olguras de los rodamientos intentando mover el eje (no girandolo).

Los rodamientos son faciles de cambiar y no son muy caros.

Creo que ver la continuidad de las bobinas así como el número de polos no es importante ya que tendrás que revovinar el estator según tu diseño y rebajar en torno el diámetro del rotor para que te encaje después cuando pegues los imánes.

Si lo piensas rebobinar,no te tienes ni que molestar en mirar.
Si intentas conservar las bobinas,por que te pueden valer,pues tu mismo.