Посоветуйте симулятор просчитывающий характеристики генератора

[GenaVetrov]

Приветствую Форумчан!
Необходимо вычислить число оборотов генератора исходя из генерируемой им частоты.
Подскажите есть ли какой он-лайн симулятор либо корректно работающая опция в навороченных подобных Proteus, Multisim, что безспорно дадут искомый результат.
Например для расчета оптимальной схемы намотки обмоток есть: http://bavaria-direct.co.za/scheme/calculator/ , в который задаешь число магнитов-плюсов число зубцов и получаешь искомый результат.

Замерять частоту генерируемого напряжения могу достаточно точно. Но вот пересчет полученного результата(Гц) в обороты-в-минуту в конкретном конструктиве вызвал затруднение.
Используя формулу: F=P*(N/60), где F-частота в герцах, N-число оборотов в минуту, Р-число полюсов – неясно какую величину указывать для «Р».
В википедии, в частности, говориться, что: "...Если генератор имеет число пар полюсов Р, то соответственно этому частота электродвижущей силы такого генератора будет в Р раз больше частоты электродвижущей силы двухполюсного генератора..."
(ссылка на оригинал статьи):
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%...E%D0%BA%D0%B00 (Генератор переменного тока)

Я предполагаю Р=30-либо-15,неясно что принимать за "пару полюсов" в моем конкретно случае.
За помощью в решении возникшей проблемы уже обращался на других специализированных форумах.
Пока ясного ответа не получил. Величина Р в ответах на мой вопрос варьируется в диапазоне 15-30-60.

Попытки проверить на практике результат вычислений с тем или иным значением Р, измеряя обороты механическим тахометром пока не увенчались успехом. Взятый у знакомых сомнительный тахометр показал явно неверные величины.
Знаю, что есть современные лазерные бесконтактные тахометры, но такового в доступном окружении нет. А покупать ради одного замера нецелесообразно.

Описание конструктива генератора:
Ротор 30 пластинк-магнитов, каждый из которых намагничен N-S так что всего получается 30N(северных) и 30S(южных).
Статор - 27 зубцов.
Прилагаю изображения конструктива и схемы исходной намотки(отображена одна фаза)

[DanilinSA]

...
Я предполагаю Р=30-либо-15
...

Неправильно.

Смотри внимательно на схему обмоток. Обычная звезда. Представь внутри постоянный магнит. И он делает 1 оборот.

Условно возьмем фазу А. Группы 1-3, 10-12, 19-21 считай за одну обмотку.
Итого - за один оборот на выходе 3 периода.

Т.е. частота на выводе А будет в 3 раза больше частоты вращения.


Для понимания:
Замкнем на А группы 10-12, 19-21. Перемычкой. Начнем крутить. Так как обмотка одна, то и частота будет равна частоте вращения. При прохождении N и S будет формироваться + и - синусоиды. Классика.
Разкоротим еще одну обмотку(группу). Начнем крутить. Частота будет в 2 раза больше. Ибо каждая обмотка будет формировать синусоиду. Отдельно.
С 3 обмотками - аналогично.

И ты не там искал ... Смотри по группам и обмоткам по запросу "Двигатель синхронный". Там больше информации.

И ... частоту будешь мерить сразу после обмотки? Или после выпрямителя?

[GenaVetrov]

Неправильно.

Смотри внимательно на схему обмоток. Обычная звезда. Представь внутри постоянный магнит. И он делает 1 оборот. ...
Ибо каждая обмотка будет формировать синусоиду. Отдельно.
С 3 обмотками - аналогично.

И ты не там искал ... Смотри по группам и обмоткам по запросу "Двигатель синхронный". Там больше информации.

И ... частоту будешь мерить сразу после обмотки? Или после выпрямителя?

В изображенном на схеме моем конструктиве электрической машины магнитов/полюсов несколько больше нежели один, соответственно и за один оборот будет генерироваться частота несколько большая.
При этом не важно сколько фазная схема намотана в данном конструктиве.
Я предполагаю и 9 фазный вариант пробовать. Измеренная частота от этого не измениться.
После выпрямителя получается постоянное напряжение, на нем частоту замерять бесполезно.
В этом разделе создал тему чтобы хотябы понять существуют ли симуляторы подобные рroteus, Multisim и т.п. просчитывающие подобные задачи..
Теоретические моменты применения приведенной формулы уже обсудил на специализированных форумах. Результат Р=15(скорее всего), что и хочу проверить в симуляторе.

[DanilinSA]

После выпрямителя получается постоянное напряжение, на нем частоту замерять бесполезно.

После выпрямителя будет пульсирующее напряжение. Автомобильные тахометры уверенно меряют частоту по пульсациям бортовой сети.

[kreking]

...В этом разделе создал тему чтобы хотябы понять существуют ли симуляторы подобные рroteus, Multisim и т.п. просчитывающие подобные задачи...

Всё верно. Раньше сложность в создании устройств ограничивалась схемотехникой и выбором серийно выпускаемых деталей. Сейчас, с внедрением станков ЧПУ и 3D принтеров, задачи внедрения "самопальных" устройств и агрегатов переносятся в область проектирования с нуля сложных взаимодействий магнитных, электрических, электромагнитных полей с механическими взаимодействиями. В пакете ANSYS расчётные модули взаимодействуют друг с другом. Процесс создания моделей может быть выполнен в других программах, например в SolidWorks или Компас. Есть и другие программы, все они сложны в освоении. Для взаимодействия, вышеперечисленных физических явлений, расчёты проводятся методом конечных элементов или другим способом (численное решение). При выборе программ следует руководствоваться описанием возможностей и принимать решение об использовании. На рисунке в 2D ротора и статора, нет полной картины взаимодействия магнитных, электрических и механических сил. По данной картинке невозможно вычислить коэффициент скольжения, момент вращения и сил, препятствующих вращению.
P.S.
Расчёт подобных конструкций ведётся с использованием сложных программ или в нескольких программах.

[akegor]

Автомобильные тахометры уверенно меряют частоту по пульсациям бортовой сети.

Сомнительное утверждение. Величина пульсаций зависит от внутреннего сопротивления аккумулятора, от степени заряженности, от наличия мощных потребителей (помеха)...
Проще брать с фазы, не надо воевать с ветряными мельницами.

[GenaVetrov]

После выпрямителя будет пульсирующее напряжение. Автомобильные тахометры уверенно меряют частоту по пульсациям бортовой сети.

Из моего 10ленего опыта общения с автомобильной электроникой - автомобильные тахометры берут управляющий сигнал либо с импульсов системы зажигания либо с вывода переменки одной фазы генератора. А это не замерять сглаженные пульсации после выпрямителя. На выходе 3х фазных выпрямителей даже без сглаживаний конденсатором либо аккумулятором в нагрузке(как в автомобиле) пульсации существенно ниже чем в однофазном(классический диодный мост), где пульсации равны всей полуволне.

[GenaVetrov]

...На рисунке в 2D ротора и статора, нет полной картины взаимодействия магнитных, электрических и механических сил. По данной картинке невозможно вычислить коэффициент скольжения, момент вращения и сил, препятствующих вращению.
P.S.
Расчёт подобных конструкций ведётся с использованием сложных программ или в нескольких программах.

Коэффициент скольжения, момент вращения и сил, препятствующих вращению и подобные параметры мне сейчас неважны. Это сложно вычисляется и требует множества входных данных, которых для данного конструктива я не найду, не спорю.
У меня проще задача стоит: симулировать вращение модели электрической машины(генератора) на некоторых известных/задаваемых/изменяемых в задаваемом диапазоне оборотах и просчитать просто выходную частоту генерируемого напряжения на известном/вводимом количестве магнитов/полюсов, зубцов статора, расположенных обмоток. Это значительно проще нежели вычислить даже величину получающегося напряжения, для вычисления которого потребуется входные данные намагниченности полюсов, магнитной проницаемости железа, геометрических зазоров и т.п.

[kreking]

...симулировать вращение модели электрической машины(генератора)...

Вам нужна анимированная модель генератора? Если да, то такие модели встраиваются в виде динамических библиотек в симуляторы LTspice (SWCad), MicroCAP, NI Multisim, OrCAD и подобные PSpice симуляторы. Решение можно выполнить используя собственные модели. Для примера, на сайте "силовая электроника", есть цикл статей "Опыт моделирования систем силовой электроники в среде OrCAD 9.2". На сайте В. Володина можно задать вопрос по созданию модели генератора. Можно самому поискать модели на англоязычных сайтах.

[Alekcander]

Судя по картинке p=15.