Trasformare motore AC 220 volt in generatore 220 volt.

[tonimanero]

Salve a tutti, mi chiamo Giuseppe, sono un Perito elettronico che ultimamente si cimenta in campo elettrotecnico, per esempio, sto cercando di trasformare un motore a corrente alternata in un generatore a corrente alternata utilizzando magneti al neodimio.Il mio problema: sono riuscito nell'intento solo che se voglio raggiungere la tensione del valore di 220 volt la frequenza risulta elevata intorno ai 170 Hz,ottengo con 50Hz 50 volt in alternata con il rotore a due poli invece con quattro poli ottengo al massimo, alla massima velocitá a malapena 30 volt.Il mio intento é poter ricavare 220 V con una frequenza di 50 Hz.La mia domanda, visto che di elettrotecnica non me ne intento molto, esiste un rapporto tra il numero dei poli del rotore e quello dello statore riguardo all frequenza generata o la frequenza dipende solo dal numero di poli del rotore e dalla sua velocitá di rotazione?Cos'é che sbaglio?Allego alcune foto del motore e del rotore con diversi poli e magneti.
Grazie in anticipo per aiuti e consigli.

[Mattia01]

Ciao,

Non riesco a capire dalle foto da che tipo di motore sei partito.
Mi sembra un motore sincrono a magneti permanenti. Monofase??

In ogni caso, hai uno statore avvolto e un rotore con dei magneti. Se fai girare il rotore nello statore, ai morsetti degli avvolgimenti dello statore dovresti vedere quella che è la fem indotta (forza elettromotice).
La forma d’onda della fem indotta dovrebbe essere simile a una sinusoide (dipende da come è avvolto lo statore e come sono disposti i magneti sul rotore):

—> la frequenza della fem dipende solo dalla velocità con cui fai girare il rotore (n) e dal numero di coppie polari ( p) f = p * n / 60 (quindi dipende da quanto velocemente cambia il flusso )

—> il valore efficace della fem (quindi della tensione) ai morsetti dello statore, dipende dal flusso al traferro che dipende (per farla molto semplice) dalla quantità di magnete

Calcolare da velocità di rotazione del rotore per avere 50Hz in uscita è abbastanza semplice.
Non si puo dire lo stesso per calcolare la quantità di magnete in modo da avere i 220 V allo statore.
Ci sono molti fattori che influenzano questo fattore, uno tra tutti la geometria stessa del motore e del magnete.

[tonimanero]

Grazie Mattia per la tua risposta.Si infatti é un motore sincrono 220 V con rotore a gabbia di scoiattolo.I magneti che ho inserito sul rotore sono molto potenti N52, giá facendolo girare con le sole dita ottengo 10v, forse dovrei diminuire ancora la distanza tra rotore e statore?ho quasi 2mm !In modo che la fem indotta aumenti a paritá di velocitá?Non so purtroppo com'é costruito lo statore, ha tre fili in uscita,non so quanti poli, ho collegato il multimetro sui fili che danno piú resistenza ohmmica, arrivo anche a piú di 300V alla massima velocitá!
I magneti devono agire su piú poli dello statore contemporaneamente, o un rotore con molti poli é ancora meglio?

[Mattia01]

Grazie Mattia per la tua risposta.Si infatti é un motore sincrono 220 V con rotore a gabbia di scoiattolo.I magneti che ho inserito sul rotore sono molto potenti N52, giá facendolo girare con le sole dita ottengo 10v, forse dovrei diminuire ancora la distanza tra rotore e statore?ho quasi 2mm !In modo che la fem indotta aumenti a paritá di velocitá?Non so purtroppo com'é costruito lo statore, ha tre fili in uscita,non so quanti poli, ho collegato il multimetro sui fili che danno piú resistenza ohmmica, arrivo anche a piú di 300V alla massima velocitá!
I magneti devono agire su piú poli dello statore contemporaneamente, o un rotore con molti poli é ancora meglio?

Rispondo a qualche punto:
- se è un motore sincrono non può avere un rotore a gabbia di scoiattolo. Questo tipo di rotore è caratteristico dei motori asincroni. Di conseguenza è un motore asincrono.

- probabilmente è monofase, se misurando tra le varie combinazioni (fase 1 e fare 2, fase 1 e fase 3, fase 2 e fase 3) misuri 2 valori di resistenza diversi. Questo non rende le cose semplici, come output avrai due fasi sfasate tra di loro di 90 gradi. (Vai a vedere come funziona un motore monofase per capire cosa devi aspettarti in uscita dal tuo statore)

-per capire il numero di poli di statore dovresti applicare la solita formuletta p = 60*f/n (andando a vedere la frequenza della fem con un oscilloscopio) oppure leggi la velocità nominale n sulla targhetta del vecchio motore e applichi la formula sopra. CONOSCERE COME è AVVOLTO LO STATORE (quindi sapere quanti poli ha) è fondamentale per capire quanti poli deve avere il rotore. Nel tuo caso ne hai messi 4.

- altra considerazione, così come hai strutturato il rotore, con i magneti attaccati su un materiale che non capisco e con tanta aria tra un magnete e l’altro, non hai praticamente un circuito magnetico. probabilmente le linee di campo uscenti dal polo N del magnete si richiudono sul polo S dello stesso magnete. Riducendo notevolmente le linee di campo che vanno a concatenarsi con gli avvolgimenti di statore, perdi quindi flusso che ti serve per aumentare il valore efficace della fem.

[standardoil]

Devo purtroppo spegnere i tuoi entusiasmi

certe domande te le dovevi porre prima di smontare il motore
oramai è tardi e speriamo che non hai fatto danni e puoi rimontarlo

parlando terra terra, così sono sicuro di farmi capire:

la frequenza di un generatore è dipendente dalla velocità di rotazione, e quindi la velocità di rotazione è imposta, non puoi sceglierla a seconda di come ti viene comodo o di che tensioni ti servono

inoltre deve essere costante, non so che motore primo hai, ma se non ha una buona regolazione di velocità lascia stare e cerca un'altra strada

la tensione invece dipende dall'intensità dei campi magnetici del rotore dell'alternatore e dal carico
siccome il carico è variabile anche il campo magnetico deve essere variabile

quindi la strada dei magneti permanenti non ha alcuno sbocco

in particolare carichi induttivi (ovvero la stragrande maggioranza di tutti i carichi in alternata) riducono, anche di molto, la tensione e pertanto richiedono una "grande" capacità di regolazione del campo magnetico al rotore

e questo vale sia per gli alternatori sincroni che per quelli asincroni

inoltre carichi capacitivi (rari ma non impossibili) "alzano" anche di molto la tensione, a maggior ragione il sistema di regolazione deve essere molto "flessibile" e pronto all'intervento

quindi un alternatore sincrono non può essere a magneti permanenti e richiede un buon sistema di eccitazione
nulla di impossibile, ma credo al di fuori della portata di chi cerca di regolare la tensione cambiando la velocità

rimangono gli alternatori asincroni, che per assurdo sono più "gestibili"

un motore asincrono può funzionare da alternatore se portato oltre la sua velocità di sincronismo
per fare dei numeri di esempio, avendo un motore che ha una velocità nominale di 2800 giri avrà una velocità di sincronismo di 3000 e uno scorrimento di 200 giri (lo scorrimento dovrebbe essere percentuale, ma lasciamo stare)
se gli diamo 200 giri in più e lo portiamo a 3200 potrà erogare una potenza circa pari alla sua potenza nominale come motore (lasciamo stare perdite varie, e guardiamo al grosso)

ecco che se il tuo motore primo non può dare questa velocità già siamo fermi

normalmente un alternatore asincrono viene eccitato collegandolo in parallelo alla rete elettrica e la questione della regolazione viene risolta così

ma un alternatore asincrono può lavorare anche "in isola", come a dire da solo in un gruppo elettrogeno
lì però diventa difficile la regolazione della tensione
perché oltre allo scarso magnetismo residuo del rotore serve dare un "robusto" carico capacitivo che innalzi la tensione al valore corretto, oltre a rifasare i varii carichi che attaccherai al generatore
ora, dove lavoravo un paio di anni fa abbiamo costruito una serie di macchine da qualche kW asincrone con un carico capacitivo "attivo" che le regolava in tensione
ad onor del vero dei varii prototipi ne è sopravvissuto senza fare "fumo" uno solo
alcuni hanno fatto fumo "dopo" essere collegati al carico
alcuni "prima"
uno anche "senza" essere collegato ne al carico ne al regolatore (ma quello non conta, era un cuscinetto grippato)
ma quello che è rimasto andava (e forse va ancora, non lavoro più li)
e regolava la tensione in maniera attiva regolando il carico capacitivo

nulla che puoi fare tu da solo, la squadra che lo ha realizzato aveva più ingegneri che operai, ed anche così i problemi imprevisti erano all'ordine del giorno

però c'è un'alternativa

se tu colleghi un carico capacitivo "molto" sovrabbondante il materiale magnetico va in saturazione, e la tensione non sale più di tanto, sopratutto in saturazione la tensione tende ad essere costante

quindi cosa puoi fare?

rimonta il motore, collegalo ad un motore primo di velocità adeguata e inserisci condensatori di rifasamento in quantità sufficiente
sorveglia la tensione, se non sale troppo oltre i 230V e sopratutto rimane stabile puoi inserire un autotrasformatore sull'uscita per riportarla a 230V

se invece schizza a valori elevati non ci puoi fare nulla, cerca altre strade




Volutamente non ti ho dato dettagli
a fare queste cose senza sapere cosa si sta facendo i danni arrivano facilmente e da soli, e magari anche seri (condensatori che esplodono, avvolgimenti che si incendiano, cuscinetti che si grippano, alberi che si bloccano e cinghie che si tranciano ferendoti al viso)
quindi se sei riuscito a seguirmi hai capito che domande devi porti e come calcolare i condensatori e collegarli eccetera eccetera
se non mi hai seguito significa che questa strada è impraticabile, mi spiace: si tratta della dura realtà

comunque mi risulta che almeno un costruttore giapponese realizza gruppi elettrogeni portatili in questa maniera
quindi non è impossibile


questa è l'unica strada che vedo praticabile ad un hobbista non "elettrotecnico nel sangue"

facci sapere

[tonimanero]

Grazie Mattia e grazie a Standardoil, conosco il collegamento a isola con i condensatori e i vari problemi e so anche che al variare del carico varierá la tensione in uscita che no potró variare con magneti permanenti, mentre nei gruppi elettrogeni i rotori sono eccitati elettricamente tramite regolatori che agiscono al variare del carico.Ma qualcuno c'é riuscito usando motore asincrono con magneti permanenti incollando i magneti sul rotore originale praticando delle incalanature dove inserire i magneti, e no sembra un fake:

https://www.youtube.com/watch?v=M0p7GymMdUQ

verso la fine del video si nota sul multimetro che riesce ad ottenere ca 230V con 50/60Hz, ha usato molti poli.Io il mio rotore originale non l'ho toccato, invece ho usato prima un tubo di alluminio e poi un supporto in gomma nero(vedi foto che avevo postato prima).Il motore a quanto pare é un asincrono(vedi immagine 'Rotore Originale'), evidentemente sull'etichetta hanno scritto sbagliato, dove si legge in tedesco ''Synchronmotor 110V 1500U/min'', lo comprai ca. 15 anni fa sul sito tedesco di Pollin.de e parcheggiato in cantina fino a poco tempo fa.Adesso proveró con un tubo di ferro, che ha lo stesso diametro del rotore originale, dove praticheró dei fori ed inseriró i magneti, quindi avró all'incirca 0,5 mm tra rotore e statore.Vediamo cosa succederá, vi faró sapere.Nel frattempo ho giá provato con un altro motore da 1 kW nuovo che avevo pure in cantina mai usato, ma prima voglio almeno provare a vuoto poter ottenere 220 V con 50Hz con il motore piccolo

[Etemenanki]

Mah, in quel video di youtube c'e' qualcosa che non mi convince (a proposito, complimenti a standardoil per l'esposizione dei problemi)

Ma a te' serve per forza avere la tensione alternata generata direttamente dal motore/generatore ? ... non sarebbe meglio partire da un generatore diverso (magari anche autocostruito, se proprio si vuole fare esperimenti) raddrizzando le fasi (anche multiple) e caricandoci una batteria tampone (o gruppo di batterie, tensione piu alta = corrente piu bassa) per poi ottenere la tensione a 230V e 50Hz stabili attraverso un'inverter ?

Oppure e' solo un test che stai facendo per studio e/o curiosita' tua ?

[standardoil]

Io dico sempre: lo hai visto in un video?
Chiedi all'autore

Io per me non ci credo a quello che dice
Inoltre ha un motore primo inadeguato
Il trapano va bene per le prove, ma poi...

Serve un motore primo a giri costanti



A bassi carichi/vuoto una pila scarica accende un led bianco
Vedasi "ladro di joule"

Ma se vuoi accendere qualcos'altro...

Un tester segna anche 220
Ma se ci metti una lampadina?

[Etemenanki]

Mi ricorda un po un vecchio video dove un fuffarolo cercava di spacciare il suo "miracoloso" generatore eolico autocostruito per buono, mostrando che facendo girare a mano l'albero, un gruppo di lampadine da 220 V si accendevano lampeggiando (lampeggi che corrispondevano al passaggio dei magneti sulle bobine) ... peccato che alzando il volume al massimo, si sentiva debolmente in sottofondo il "click - click - click" di un rele' in corrispondenza dei lampeggi (il "furbastro" alimentava la bobina del rele' con l'uscita del generatore, ed il rele' attaccava le lampadine alla rete )

Quei video vanno tutti presi con le molle, ma quelle lunghe un paio di metri

[tonimanero]

Allora , per primo ho voluto soddisfare la mia curiositá, avendo visto molti video al riguardo su youtube volevo vedere se fosse veramente possibile usando un motore a 220 V a trasformarlo in un generatore solo con l'ausilio di alcuni magneti al neodimio e con mio stupore e soddisfazione ha funzionato a primo colpo superando di gran lunga i 220 V, metto un link con un video del mio primo test usando un pezzo di tubo in alluminio come rotore appiccicandovi alcuni magneti al neodimio.Qui il mio video e non é un Fake!

https://www.youtube.com/shorts/KM9ItqlND-Q

Con il secondo motore da 1 kW raggiungo con due poli ca 80V ma la frequenza é elevata purtroppo!Metteró il link con il secondo video del motore da 1Kw dove ho collegato due multimetri uno per misurare la tensione e l'altro per la frequenza.
Questo é quello che vorrei raggiungere 220 V solo con 50Hz!