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Convirtiendo 1-5Hz de generador lineal en 60Hz

Mi proyecto de diseño senior es un generador de viento lineal que está modelado según el Proyecto Wind Vortex.

He estado buscando una forma de aumentar internamente la frecuencia de mi subsistema de generación de mi rango de 1-5Hz a 60Hz para no tener problemas de saturación con la clasificación de frecuencia de 60Hz de mi transformador. Hasta ahora he notado que la saturación es definitivamente prevalente, las formas de onda son limpias antes del transformador y después muestran claros signos de saturación. He tenido algunos pensamientos sobre cómo abordar este problema.

El primero sería rediseñar completamente el generador de inducción para escalar el voltaje a la frecuencia. Sin embargo, esto sería bastante caro de hacer y estoy solo con unos 220 dólares en mi presupuesto. Ojalá hubiera sabido sobre esto antes del diseño inicial.

El segundo pensamiento y mi pregunta es si potencialmente podría usar un inversor VFD o DC a AC para aumentar la frecuencia de 1-5Hz a 60Hz y luego enviarlo al transformador. Recordé el concepto de inversores VFD y DC a AC de mi clase de electrónica de potencia de hace unos semestres, y busqué un poco y descubrí que la mayoría de ellos están hechos para 50-60Hz o viceversa para convertidores de frecuencia. ¿Sería factible esto para una frecuencia tan baja? Si es viable, ¿hay algún tipo específico de VFDs o inversores DC a AC ya hechos para este tipo específico de aplicación de baja frecuencia?

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hacktastical Puntos 560

1-5 Hz es casi DC. Es poco probable que un transformador práctico pueda ser útil para convertirlo.

Una idea: rectificar la corriente alterna del molino de viento a corriente continua, luego usar un inversor para elevar la corriente continua a 60Hz de corriente alterna. Eso podría ser posible con componentes de bajo costo.

Si te preocupa las pérdidas de diodo (¿quién no?), considera una técnica llamada rectificación síncrona. Con la rectificación síncrona, los diodos son reemplazados por interruptores FET que son activados de forma sincrónica con la forma de onda de entrada, por lo que no hay caída de Vf.

También hay algunas cosas que se pueden hacer en el alternador mismo para facilitar tu vida:

  • aumentar la velocidad de rotación a través de engranajes o correa
  • aumentar el número de polos
  • aumentar el recuento de vueltas (para generar un voltaje más alto)

Hacer esto en conjunto podría dar como resultado una solución con la que podrías trabajar utilizando transformadores, con menos preocupación por las caídas de IR de diodo.

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