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.