Работа генератора на зарядку АКБ
 

Хочу обсудить такую важную тему, как работа генератора на зарядку АКБ. Долго пытался понять, как ведет себя генератор при зарядке АКБ, как меняется КПД при повышении оборотов и т.д. Вроде все просто, но только недавно я построил для себя окончательную картину данного процесса. На удивление пришел к достаточно интересным выводам, которые до этого на форуме не встречал.
Рассмотрим упрощенную схему подключения генератора к АКБ (см. картинку). Генератор и АКБ можно представить в виде источников ЭДС, у которых есть некоторое внутреннее сопротивление (у генератора Rген, у АКБ Rакб). ЭДС генератора равно Uxx, а ЭДС АКБ Uакб (напряжение АКБ при отключенной нагрузке).
Когда Uxx меньше Uакб, зарядка генератора не происходит, а из-за диодов, которые обычно ставят, ток не течет от АКБ к генератору.
Когда Uxx становится больше Uакб, появляется действующее напряжение (термин придумал сам, если он не правильный, сильно не ругайтесь).
Uдейств=Uxx-Uакб
Uдейств порождает зарядный ток Iобщ=Uдейств/(Rген+Rакб).
Напряжение, которое мы измеряем на АКБ становится равным Uакб+Iобщ*Uакб.
Тогда при увеличении оборотов генератора, увеличивается Uxx, следовательно, увеличивается Iобщ, что будет приводит к увеличению напряжения, измеряемого на АКБ. Так как внутренне сопротивление АКБ обычно мало, то напряжение растет медленно. Это совпадает с реальными наблюдениями.
Как же распределяется мощность.
Рген = Rген*Iобщ^2 – мощность, которая выделяется на обмотках в виде тепла, т.е. теряется.
Pакб = Uакб*Iобщ – мощность, которая идет на зарядку АКБ.
Iобщ линейно зависит от Uxx, следовательно, при увеличении оборотов полезная мощность растет линейно, а потери квадратично. Поэтому, при увеличении оборотов КПД генератора падает.
Теперь рассмотрим такую важную вещь, как сопротивление обмоток генератора. Обычно, при расчетах намотки генератора, уделяют внимание получению Uxx при некоторых оборотах, а на сопротивление генератора, которое при этом получается, особого внимания не обращают. А как оказывается, зря.
Для примера рассмотрим генератор из 4АМА100S4, который сделал Сергей. Данные брал из сообщения
http://www.windpower-russia.ru/forum...&postcount=108
Сделал две таблички расчета, первая для звезды, вторая для трех мостов.
При звезде Uxx больше в 1,7 раза, а сопротивление больше в 3 раза.
На удивление получилось очень хорошо согласовать генератор с винтом, но не это главное. Хотя при подключении звездой напряжение больше, но из-за большого сопротивление генератора КПД оставляет желать лучшего. При подключении же в виде трех мостов, напряжение меньше, но из-за меньшего сопротивления генератора соответствующий зарядный ток мы получаем при меньшем Uxx.
В итоге во втором случае, туже полезную мощность мы получаем при большем КПД, что приводи к уменьшению необходимой механической мощности. Это позволяет взять винт меньшего диаметра. При той же быстроходности этот винт дает большие обороты.
В результате для получения 450Вт полезной мощности при 8м/с, в первом случаи нам требуется винт диаметром 3,25м, а во втором 2,7м. Единственное преимущество большого винта в том, что зарядка АКБ начинается раньше, чем у маленького.
Таким образом, уменьшив внутренне сопротивление генератора, мы получили туже мощность, но при меньшем диаметре винта.
Конечно, в своих рассуждениях, я немного упростил ситуацию. В реальности сопротивление АКБ будет уменьшаться при увеличении зарядного тока. А при достижении некоторого напряжение, АКБ начнет кипеть.

Всё верно за исключением:
оно не то что-бы начиналось раньше, а что-бы по мощнее на ветре 4-5м/с.
Только для этого нам и нужна звезда.
Дальше винт всё равно получается недогруженным и три моста дают такой-же ток что и звезда.
А уже после 8м/с явное преимущество трёх мостов.
Мощности на винте хоть отбавляй, а сопротивление гены уменьшить уже не чем.
После того как мой винт 2,3м выдержал во время урагана 1000об/мин, то 500об/мин можно считать номиналом
и не бояться отпускать его на такие обороты. (Раньше я от 400об/мин шарахался).
Планирую этим летом всё таки сделать понижающий ДС-ДС и без всяких переключений понижать сопротивление гены.
Думаю, что потери на КПД преобразования, будут не больше чем потери в проводах плюс на трёх мостах.
А токи там не малые, а провода длинные, так что есть над чем подумать .

Я тоже думал о преобразователях, вот только пока не понимаю, как посчитать систему с ними.
Например, у нас есть гена с сопротивлением 1Ом и Uxx=30В и 12В АКБ. Какое напряжение нам надо получить после преобразователя и какая мощность и КПД у нас при этом будут?

Больше чего?

Чем при треугольнике или трех параллельных мостах.

При звезде внутреннее сопротивление генератора = 1,73 сопротивление фазы, а при треугольнике = сопротивлению фазы. Мощности на одинаковых оборотах равны, при любом соединении.

Valeriy, нет, нет, НЕТ!
Мы не работаем на активное трёхфазное сопротивление.
У нас есть выпрямитель, а после него уже всё по другому...

Сергей, почитал в Википедии, ты прав.

Мощности при КЗ будут равны, а вот если подключить одинаковую нагрузку, то при разных соединениях получится разная мощность.

Ну ребята вы и даёте:crazy:!!!
Откуда может взяться мощность, если при КЗ нет напряжения???

А зачем подключать одинаковую нагрузку?
Возьми да и подключи нагрузку равную сопротивлению генератора.
Или 50% от сопротивления генератора.
Тогда и мощность будет одинакова.

Добавлено через 45 минут
Я тоже это туго понимаю, но в моём представлении это как плавный переход со звезды в треугольник.
Можно выразиться по другому:
Это равносильно тому, что в процессе повышения оборотов мы увеличиваем сечение провода генератора и уменьшаем количество витков.
Я уже писал, что на 7-8м/с три моста превосходят звезду, но нет зарядки на 4м/с.

Я про всю мощность, а не про полезную. При КЗ напряжение есть, только оно все в обмотках остается.

Да, если подключать нагрузку взятую относительно сопротивления генератора, то мощность будут одинаковой. Но ведь в реальности мы берем одну и туже нагрузку, например, АКБ.

Вот мне и хочется точно понять, как будет работать генератор с DC-DC преобразователем. Только я хочу использовать не понижающий, а повышающий преобразователь, что бы при 4м/с с параллельных мостов получить достаточное напряжение для начала зарядки АКБ. Ток при этом будет не большой, и преобразователь получится дешевле.

При разных подключениях генератора нагрузка разная на акб (при одних и тех же оборотах), проблема в том, что сопротивление акб уменьшается линейно от оборотов и быстро достигает отметку равную внутреннему сопротивлению генератора, а кпд генератора уменьшается (полезная) и мы начинаем греть генератор

Добавлено через 12 минут
Этот девайс вам конечно поможет но мизерно.

Добавлено через 45 минут
Просто надо подобрать аккумуляторы под минимальное напряжение (благо выбор большой), и оптимальный максимальный ток зарядки для обмотки генератора, потом всю батарею (четное количество) соединить последовательно до нужного конечного напряжения и управлять по току и напряжению или подбором оборотов генератора не баластом а переключением зарядки аккумуляторов, например возьмем 4 акб по 12 вольт с током зарядки до 6А, в свою очередь провод в генераторе позволяет дать ток в 6А, подключаем надежно их последовательно и используем 48 вольтовую систему, а от общего минуса(например) подсоединяем через ключи и диоды на минусы каждого акб, сначала заряжаем все паралельно до 6А, как только наступит критическое значение по току отключаются два крайних дополнительных зарядных соединений, получится уже 2е пары в паралель, при этом ток упадет в 2 раза, как только и здесь значение превысит номинал отключается последний ключ и зарядка идет полностью при последовательном соединении акб, как то так.

Мы уже где-то обсуждали похожую идею, только вместо переключения АКБ предполагалось по разному соединять обмотки генератора. Проблема в том, что получается слишком большой шаг по напряжению.
Рассмотрим такой пример.
У нас АКБ соединены последовательно и напряжение на них 12В. Сопротивление генератора 1Ом. Тогда при 24В на генераторе мы получим КПД, равное 50%. При этом генератор будет потреблять 288Вт механической мощности. Если мы в этот момент переключим АКБ на параллельное соединение с напряжением 24В, то ток станет равен 0. Что бы генератор стал снова потреблять 288Вт, напряжение на нем должно подняться примерно до 33В. Т.е. обороты должны возрасти на 37%. В итоге, после переключения мы получим резкое ускорение ветряка и выход его за пределы оптимальных оборотов. Да и КПД у нас при этом увеличится всего до 72%.

Да я ее тоже давно мусолю, мои данные генератора внизу, там видно, что если я буду использовать 24 вольтовую систему то при 230 об/мин моя обмотка будет на пике, это грубо 1100 ватт эл. , значит на винте должно быть уже 2200 ватт, возьму максимальный ветер 7 м/с (потом отвод) винт получается 5,8 м диам. скорость вращения винта на 30% должна быть больше без нагрузки, получаем, что при 7 м/с без нагрузки винт будет иметь 300 об/мин, соответственно чтобы получит начало зарядки (120 об/мин.)ветер должен иметь скорость 2,8 м/с при этом мощность на винте будет 141ватт, но ампер там нет (начало зарядки) переключаю на 12 вольтовую систему и снимаю порядка 80-90 ватт ( при этом обороты упадут примерно до 100 об/мин)это уже плюс, идем дальше, при 7 м/с переключаем на 48 вольтовую систему имеем увеличение оборотов до 280-290 ( на 50-60 об) не критично что при этом получаем примерно1250-1300 ватт ( если считать что ток зарядки акб привышает в 1,5 раза значения на генераторе) в итоге получаем на 200 ватт больше а нагрузку на проводку меньше и что характерно обратно надо переключать не при 230 об/мин а при 250 и обороты упадут до 200 до 210, и не резко, и еще один плюс в том, что ветряк отводить надо будет при 10 м/с, а не при 7, в итоге при минимальном ветре берем 100 ватт и ветряк может работать при 10 м/с при максимальном заборе мощности. вот так как то. ни каких там резких скачков не предвидится просто нужен диапазон переключения для этого случая 20-40 об/мин. Данные генератора не теоретические а реальные и квадратичность очень хорошо прослеживается, силу тока высчитывал от сопротивления нагрузки (могут быть не большие неточности, хотя нихром толщиной 2мм в воде и снимались данные в течении 2-3 секунд, могут быть небольшие неточности с изменением сопротивления, но точно я не уверен что нихром так быстро может нагреться.

Чисто на аккумулятор грузить ветряк не есть правильно. И очень нехорошо. Нужно ставить преобразователь. Генератор делать на относительно высокое напряжение, а затем down converter, который и занимается зарядкой. И в этом конвертере реализовать функции стабилизации как напряжения, так и тока. Чтобы на разряженной батарее не слишком разгоняло ток, если у ветряка дури хватит - а её может хватать при сильных ветрах. А режим стабилизации напряжения должен начать действовать тогда, когда батарея полностью заряжена и кормить её дальше в том же духе - только суп из неё вываривать. В виде гремучего газа...
А всё, что не съела батарея - гоним в балласт. В балласт можно отдавать прямо с выпрямителя через ключи на мощных полевиках, которыми управляет контроллер.
Собственно, по этому пути пошёл Sercat. У него преобразователем работает сам МК, управляя мощными ключами на полевиках и измеряя ток заряда и напряжение батареи. Можно, конечно, обойтись и без МК, сделать преобразователь на чём-то другом, хотя понятно, что на МК намного удобнее.
Никакой особой логики тут искать не нужно. Достаточно сделать, чтобы он работал в диапазоне напряжений генератора от примерно пятнадцати вольт и до, скажем, ста. На МК, правда, можно сделать от 30-ти до 300 и выше. Ну, для начала - пусть от 15-ти до ста. Сам генератор делаем с учётом этого условия, естественно.
Далее.
Ограничиваем верхний порог напряжения в соответствии с типом применяемой батареи и настраиваем ограничение тока некими разумными рамками. Тоже зависит от батареи.
Теперь, если это хозяйство подключить к ветряку через, хотя бы, простейшее пороговое устройство, которое будет отключать нагрузку при снижении скорости винта ниже установленного предела, скажем, в данном случае, если напряжение на нём упадёт до 15-ти вольт, то уже можно будет, как минимум, поддерживать батарею в заряженном состоянии и даже что-то иногда от неё отъедать...
И вот, когда это всё заработает самым простейшим способом, тогда можно начинать пристраивать к живой системе различного рода алгоритмы. Только так. На бумаге всё до конца не получится просчитать - где-нибудь, но косяк вылезет.
Тот же самый, вышеупомянутый Sercat - шёл как раз этим самым путём. Ну или почти им. Начал он с того, что сперва построил ветряк и тот начал вращаться. После чего и была начата работа по электронике для него. Но никак не наоборот...

Так и будет. Просто я быстроходность не считаю константой, а немного изменяю (пример в файлах).

Забил данные в файлик. Параллельное соединение имитировал уменьшением числа катушек и увеличением сечения провода. У меня получилось, что у винта диаметром 2,1м быстроходность должна быть около 7 (файл ген2). Под быстроходность 6 нужен винт диаметром 1,95м (файл ген2_4).
Посчитал ещё случай, когда соединяем по две звезды последовательно, а потом эти три пары в параллель. Получился винт диаметром 1,7м и быстроходностью 5,5-6, причем полезная мощность осталась прежней (файл ген2_3)


Александр, я просто хочу понять, как характеристики генератора будут влиять на КПД. Давайте для наглядности разберем пример.
Есть 12В АКБ и генератор с внутренним сопротивлением 1Ом. Раскрутили генератор до оборотов, при которых его Uxx равно 30В и настроили преобразователь так, что на АКБ ток равен 10А. Какой при этом ток будет в обмотках генератора? Будем считать, что преобразователь работает по принципу ШИМ.

Да очень просто. КПД= 100*Rнагрузки/(Rгенератора+Rнагрузки)
И если у нас 12-ти-вольтовый генератор имеет сопротивление 1 Ом, то чтобы получить КПД в 90 процентов, мы должны грузить его на сопротивление 10 Ом. А вообще-то, для такого низковольтного генератора сопротивление должно быть, как минимум, на порядок меньше. У меня 300-вольтовый генератор имеет сопротивление 2,9 Ома.
Чтобы работать с высокой эффективностью (а только это и имеет смысл), грузить генератор нужно не на равное ему сопротивление, что все пытаются упорно делать, а на сопротивление в восемь, как минимум, раз большее, чем внутреннее генератора. А для этого генератор должен быть соответствующим. Не нужно пытаться нагрузить выше всяких мыслимых пределов не подходящий для этого генератор, а затем удивляться его низкой эффективности.
Выбрасывайте из употребления постулат об условиях передачи максимальной мощности от источника к нагрузке. Этот теоретический постулат неприменим в силовой электротехнике. Он применяется исключительно в высокочастотной технике и имеет тому разумное объяснение. Мало где-то прочитать некую теорию. Нужно её ещё и хорошо понимать, в том числе и границы её применимости. Что же касается генерирующих энергию устройств, то тут никто и никогда не оперирует понятием "максимальная мощность". Здесь применяется понятие "номинальная мощность" или, что то же самое в англоязычной литературе, - "Rated Power". А номинальная мощность, как раз и определяется из условия нагрузки таким образом, чтобы КПД был разумным (обычно не ниже 80%, если он ниже - то это уже не разумно) и уж никак не составлял 50%.
Это приобретает исключительную важность для ветряка, где каждый ватт даётся очень дорого как в смысле затрат денежных, так и в смысле затрат труда. Поэтому, если уж и тратить труд и деньги, то тратить их нужно правильно. И поэтому не нужно экономить на генераторе - эта мнимая экономия потом вылезет боком.
Теперь про ШИМ.
Если у нас на батарею подаётся 10 ампер при, скажем, 12-ти вольтах, а с генератора идёт, скажем, 120 вольт и КПД преобразователя 98% (что вполне реально для таких мощностей), то ток в обмотках будет на два процента больше, чем один ампер.

Добавлено через 33 минуты
Тут, пожалуй, стоит упомянуть ещё и о линии передачи. Она ведь тоже не их сверхпроводника. И не имеет нулевой длины. Это обычно метров 30 провода с вполне разумным сечением. И имеющей вполне реальное сопротивление. И гнать по этой линии 10 - 20 - 30 ампер при 12-ти вольтах, согласитесь, неразумно. Сколько упадёт на линии? Да до половины, если только у вас не будут протянуты сварочные провода... Вот это ещё один аргумент в пользу высокого напряжения генератора, которого, непонятно почему, но все так боятся...
Ну, у себя я тоже несколько раз во время осенних штормов наблюдал ток на выходе выпрямителя в 10 ампер. Правда, напряжение чуточку просело - до 240 вольт. На линии потерялось около пары вольт. Но согласитесь, потеря двух вольт при общем напряжении в 240 - это одно, но та же самая пара вольт при общем напряжении в 12 - это нечто совсем другое...
Сейчас на дворе 21-век с его высокими технологиями, в том числе и в области источников питания на основе высокоэффективных преобразователей. И широкий доступ к деталям и схемам имеется благодаря Интернету. А мы всё пытаемся применить технологии сороковых - пятидесятых годов прошлого века...

Полностью согласен... применительно к стационарным ветроустановкам доступным для обслуживания. Но так бывает не всегда. Примерял этот принцип к своему ветряку - увы, мне не годится. Мобильная ветроустановка для яхты просто обязана одним щелчком переключаться с контроллера на прямую зарядку. В противном случае, придётся стать заложником сложного электронного устройства которое не подлежит ремонту в антисанитарных условиях.

Я вот намедни подумал: А зачем обязательно подключать балласт? Есть и второй вариант - отключать генератор тем же могучим ключом. Единственное видимое неудобство - более высокое напряжение на ключе.

Ну это понятно.

Полностью с вами согласен. Я то же считаю, что надо рассчитывать систему так, что бы КПД генератора был не ниже 80%.

У меня в табличке сопротивление проводов то же учитывается.

Я только За. Вот только знаний не хватает, поэтому и задаю вопросы.

Можно про ШИМ чуть по подробнее, для таких чайников, как я. Как я понял, понижающий DC-DC преобразователь с ШИМ состоит из ключа, дросселя и конденсатора. Давайте для начала уберем дроссель и конденсатор и прицепим генератор к АКБ, через ключ. Тогда меняя скважность ШИМ, мы будем изменять потребляемую мощность. Но при этом при замкнутом ключе, ток в обмотках будет таким же, как и ток на АКБ, следовательно, КПД так же, как и при прямо подключении, будет зависеть от сопротивления генератора.
Александр, можете объяснить (или дать ссылку на литературу), как добавление дросселя и конденсатора приводит к тому, что ток на обмотках генератора становится значительно меньше, чем ток на АКБ.

Имеется ввиду полное отключение генератора от нагрузки? Если да, то такой вариант плох тем, что без нагрузки винт наберет значительные обороты, что нежелательно.

Илья МГУ, Это сложное устройство не настолько сложно для маленького ветряка яхты, чтобы его нельзя было сделать абсолютно герметичным. Ремонтировать его "в антисанитарных условиях" не нужно - достаточно иметь запасной комплект, тем более, что весит он, от силы, граммов сто, занимая места, примерно, с гранёный стакан. И заложником тут никто не станет.
Если не хочется гнать в балласт, хотя в стационарных условиях балласт вполне себя оправдывает (у меня при ветрах более пяти метров в секунду ветряк умудряется отапливать помещение площадью около 30-ти квадратов, да так, что температура в нём держится на уровне +19 градусов, при этом все остальные источники тепла можно просто отключить).
Замыкание генератора мощным полевиком можно делать, но нужно это делать через дроссель с большой индуктивностью и малым сопротивлением. Тогда в момент короткого замыкания дроссель начинает намагничиваться, при этом ток через него нарастает достаточно плавно, постепенно тормозя генератор. Когда дроссель полностью намагнитится - ток достигнет максимальной величины, но винт при этом уже почти остановится. Про таком способе торможения не возникает удара по винту и остановка происходит очень плавно, но в то же самое время достаточно быстро. Я у себя один раз, в порядке эксперимента, попробовал тупо закоротить фазы при вращающемся винте. И хоть винт вращался совсем не быстро, было такое ощущение, что какой-то дурак (возможно, даже и я) со всей дури в винт воткнул лом...:shok: После чего я дал себе слово так больше не делать. :))

Прибавка оборотов, судя по применимым углам атаки, будет ерундовой.

Когда будем бояться разноса, на сильном ветру? Так разгруженный ротор создаёт большее сопротивление чем нагруженный и раньше начнёт уходить от ветра.
Я рассматриваю только ветряк с защитой поворотом ротора вдоль ветра.

Нет, Илья, видимо, имел ввиду замыкать генератор накоротко для остановки. Как это делать - я рассказал выше.


Теория линейных электрических цепей. Не советую заниматься её изучением, (хотя сам, в своё время, её изучал и даже сдавал соответствующий экзамен, да и не только её...). Дело не в этом.
Это можно даже на пальцах объяснить. Даже и без дросселя можно обойтись, конечно, но конденсатор обязателен. Что он делает? Он в себе накапливает энергию от генератора. Затем, когда ключ на короткое время откроется и затем захлопнется, то некоторое количество этой энергии от конденсатора будет перенаправлено в нагрузку. А поскольку сопротивление конденсатора весьма мало, то импульс тока будет значительным. Однако, ток от генератора, который потечёт для восстановления заряда будет невелик и будет соответствовать отобранной энергии. Поэтому, если мы в коротком импульсе, допустим, 1/10 от макимума, взяли ток в 50 ампер, то от генератора на ёмкость потечёт ток всего в 5 ампер. Главное, чтобы ключ был рассчитан на величину такого импульсного тока. А чтобы этот импульсный ток не приобретал такую зверскую величину, ставится дроссель, который, грубо говоря, размазывает этот импульс по времени намагничиваясь, и затем возвращает запасённую энергию нагрузке (через импульсный диод, стоящий из точки соединения ключа и дросселя на землю) размагничиваясь. При этом ток в нагрузке имеет некоторые пульсации, но они относительно невелики. А по отношению к самому генератору - сопротивление конденсатора при его заряде будет определяться степенью его разряженности и иметь вполне благоприятное значение, что не позволит генератору работать с низким КПД.

Нет, Бен всё правильно понял. Именно отрубать гену от нагрузки. Такая вот оппортунистическая идея. Почему бы и нет?

Илья МГУ, Для Вашего ветряка можно и так, а можно и замыкать. Ключи не боятся высокого напряжения. Я у себя применяю IRFP460, он рассчитан на постоянный прямой максимальный ток 20 ампер и максимальное напряжение 500 вольт, имеет сопротивление канала в открытом состоянии 0,27 Ома, максимальный импульсный ток 80 ампер. Пока мне не удалось его сжечь, хотя и пытался...;%

Зависит от винта. Винт быстроходностью 5 без нагрузки может разогнаться до быстроходности 9-10.

Нет. Разгруженный ротор создает меньшее сопротивление. Сопротивление зависит от отбираемой винтом энергии. После прохождения точки максимального КИЭВ, при увеличении оборотов сопротивление винта уменьшается.

Получается так, генератор небольшим током заряжает конденсатор, а тот потом выдает большой ток на нагрузку. Правильно?
Получается, что за счет такого преобразователя, мы можем заставить генератор работать на разные нагрузки с одним и тем же КПД, так?

Я попутно рассматриваю возможность использовать могучий полевик в качестве балласта. Т.е. не делать ТЭН а рассеивать на полевике всю ненужную мощность. Есть вот такое чудовище: http://www.chipdip.ru/product/irfp4668pbf/, так на него можно отвести аж полкило. У меня столько и не будет :) И управление балластом становится простейшим, без всякой генерации. Поставить его на радиатор, пусть ветром охлаждается. Получится?

Да. Или почти да. КПД генератора немного будет изменяться, но эти изменения будут небольшими и не выйдут за рамки допустимого при условии, что генератор имеет более высокое напряжение, чем того требует нагрузка. И чем он выше, тем меньший ток будет через обмотки и линию передачи при большом токе в нагрузке.

Добавлено через 1 минуту
Всё-таки, лучше бы хоть небольшой резистор поставить. Хоть кусок толстого нихрома, где-то на 0,25 - 0,5 ома.

Лениво собирать аргументы, но по-моему это не так. У автожира точно снижается подъёмная сила при отборе мощности. Большой разницы в ветроколесом я не вижу.

BenGunn, если у Вас получается, что разгруженный ротор уменьшает сопротивление потоку, значит, где-то в расчёты вкралась серьёзная ошибка. Илья абсолютно прав.

Убедился в этом на собственном еще небольшом опыте: поскольку мой генератор ветряка выдает 14 вольт только хорошо разогнавшись, решил попробовать сделать наоборот, т.е. сначала даю ему раскрутиться без нагрузки до открывания полевика(около 4в), который включает балласт(нихром сопротивлением 4*Rген) и ветряк спокойно работает на эту нагрузку при слабом ветре. При усилении ветра и достижения напряжения превышающего напряжение АКБ, идет зарядка и АКБ является неплохим тормозом от чрезмерного разгона. Пробовал всякие удвоители, повышатели, эффект не тот. Следующий генератор буду делать более высоковольтным.

Получится, у меня такая хрень полгода на даче отработала без нареканий
Как вы метко заметили: провода идущие от ветряка имеют какое-то сопротивление, полевик душит напругу возле акб, а для ветряка нагрузка сразу после моста получается, если конечно мост вверху возле генератора, вот и получается, что генератор на к.з. не работает, а тупо греет провода.

Добавлено через 2 минуты
BenGunn, Спасибо за расчёт, у меня примерно также получалось, погоняю гену, и определюсь с винтом окончательно.

А в чем разница, если я намотаю проводом 3 кв.мм и получу 30 Вольт и 10А или намотаю проводом в 0,3 кв. мм и получу 300 вольт и 1А, только для того чтобы провода потоньше спустить?, а потом преобразовать в 10А чтобы получить эти 300ватт.

Потери меньше, поэтому у нас все ЛЭП высоковольтные.

roman8301, Посчитайте потери на проводах при малом напряжении генератора и большом токе и всё станет ясно. Преобразователь решает две задачи - он ещё и позволяет реализовать оптимизацию режима работы ветряка. Если для многокрыла или вертикалки это не сильно важно, поскольку у них большой стартовый момент и меньшая зависимость мощности от скорости вращения, то для быстроходников горизонтального типа это весьма актуально. А здесь решается задача оптимизации именно быстроходника. Другой альтернативы нет. Без электроники, управляющей отбором энергии и её распределением по нагрузкам, быстроходники можно почти выкинуть в мусорник, поскольку получить от них высокую эффективность будет почти невозможно. Работать как-то будут, конечно, но Ваша вертикалка их сделает конкретно. Но как только появляется сложная электронная хрень, оптимизирующая работу ветряка, то появляется весьма ощутимая выработка, за которой вертикалке и многокрылу уже никак не угнаться.
Почему ещё выгоден преобразователь? В наше время преобразователи весьма широко распространены, имеют при больших мощностях КПД далеко за 90 (обычно 95 - 98%) и если сравнивать их цену с ценой провода для линии передачи, которая позволила бы передать энергию с такими же потерями, то провод может обойтись дороже. Не знаю, как там у Вас с ценами, но в нашей республике - не просто дороже, а в разы дороже!
Задача не стоит в том, чтобы убедить лично Вас в том, что такой преобразователь Вам жизненно необходим. Это Вам самому решать. И каждый из ветроловов сам решать должен, что ему нужно, а что - нет. И если задача возникла - мы её здесь будем решать, вне зависимости от того, как кто о ней думает. А примеров достаточно. Хотя бы взять ветряки Сергея Ветрова и Серката, в которых стоят, кстати, преобразователи. Да теперь и у нашего Павла тоже.
Теперь разница по проводам.
Когда Вы мотали свой генератор - Вы совершили реальный подвиг, за что, бесспорно, достойны уважения. Это было далеко непросто сделать, не так ли? А более тонким проводом мотать было бы в разы проще. Далее. При очень толстом проводе появляется нежелательный эффект - вихревые токи в самом массивном проводнике становятся весьма значительными. Настолько значительными, что начинают ощущаться при измерении момента страгивания. Поэтому с практической точки зрения выгоднее мотать более тонким проводом. А если всё-же нужно большое сечение, то лучше мотать в два параллельных провода.

Как я понял большинство согласно, что надо делать умный контроллер. Так как спаять большую плату я не сумею, предлагаю все делать на ардуино. Будем продолжать обсуждение контроллера в этой теме или оживит эту?
http://www.windpower-russia.ru/forum...read.php?t=170

Чтобы до конца прояснить вопрос о том, что лучше - высокое напряжение на генераторе с относительно малым током, или низкое, но с большим током, вынужден напомнить, что мощность потерь определяется квадратом тока. Если кто формулу вычисления мощности не помнит, то напомню: мощность равна произведению квадрата тока на сопротивление нагрузки. В данном случае, нас интересует мощность потерь, или сколько и чего до нас не дойдёт. Значит, в формулу подставим сопротивление потерь и произведём небольшие вычисления.
Итак, пусть общее сопротивление линии передачи и генератора равняется двум омам. Ну, к примеру. И пусть ток в цепи составляет 1 ампер. ампер в квадрате, как ни крути, - это единица. Даже в Африке... Умножаем единицу на два ома и получаем величину потерь всего два ватта.
Теперь поднимем ток в цепи до десяти ампер. Десять в квадрате всегда было сто. Теперь умножаем сто на два ома и получаем двести ватт потерь. После чего громко возмущаемся, что ветряк плохой и ничерта не даёт, и ветер никудышний, и вообще, - все ветряки - говно на палочке.
А если, всё-таки, подумать? И сообразить, что при увеличении тока всего в десять раз - потери возрастают в сто раз? Или ещё непонятно кому?


BenGunn, я думаю, что нужно делать всё методом последовательных приближений. Сперва можно в этой самой теме создать несложный источник питания для заряда батарей, в котором учтены все те аспекты, о которых здесь говорилось. Сама схемотехника не особо сложная. Небольшие осложнения могут возникнуть с определением параметров дросселя, но эту проблему мы как-то решим. Пусть и не за один день. Сперва определим техническое задание - каким должен быть диапазон входных напряжений и выходных токов. Ну и всякие параллельные мелочи. После чего начнём думать над схемотехникой. А оживлять или не оживлять вышеуказанную тему - решим по ходу дела. Конкретная аппаратная реализация не имеет значения. Каждый может создавать на том, что у него имеется, что он изучил и к чему привык. Этот аспект никак особо не влияет, поскольку здесь практически для любых МК правила общие. А перевести текст программы с одного машинного языка на какой-нибудь другой - не такая у и великая проблема, было бы желание и отсутствие страха напрягать мозги.
Короче, что-то примерно в этом духе...

Вложение 9118 Как я понял обсуждается такой девайс? Тогда объясните, почему входной С будет заряжаться током в 1/10 от забранного? :bum: Ведь R кондёра ничтожно мало по сравнению с R гены. Есть ли действующие схемы?

jeriho, хитрость в том, что эквивалентное сопротивление конденсатора зависит от степени его разряженности. Ну и, соответственно, всё происходит в соответствии с законом сохранения энергии. Схема очень близка, но некоторые отличия имеются. Несколько иначе включается диод и дроссель. Как вариант - возможно сделать вместо дросселя на трансформаторе. Но суть останется. Схему нужно создавать. А для этого нужно определиться, на каком напряжении генератора предполагается работать.

Добавлено через 3 минуты
Кстати, заряд будет не 1/10 от забранного, а тем, который получается при усреднении забранного тока за период времени между соседними импульсами ШИМ.

С этим ясно. Предположим нам нужно заряжать аккум. 12В 100А/ч. U с гены 50 В. На выходе мы имеем 14В. 10А. Значит ток с гены 2.8А. Обороты увеличились в 2 раза. U поднялось до 100В. А что мы имеем на аккуме? те же 14 В. и 10А? Т.е. по сути мы стабилизировали мощность! А нам её нужно поднимать. Т.е.нужен какой-то алгоритм, а не тупой DC-DC конвертор со стабилизированным выходным напряжением.

Вот что бы получился на тупой DC-DC конвертор и надо ставить МК.

Параметры, думаю, должны быть такими:
1) Uinmax = 4Uinmin – т.е. допустим ветряк начинает заряжать АКБ при 3м/с, а защита срабатывает при 10м/с, плюс небольшой запас. Каким взять Uinmin надо подумать.
2) Uout – должно переключаться 12/24/48В.
3) Ioutmax = 40А – думаю, нам столько за глаза хватит.

Что я хочу от контроллера.
1) Умная зарядка АКБ.
2) MPPT контроллер.
3) Сбор информации о выработанной энергии и запись её на SD карточку.