|
Электротехника электрогенераторы, электродвигатели и прочая электротехника |
|
Опции темы | Поиск в этой теме | Опции просмотра |
|
01.02.2013, 15:32 | #1 |
VIP
Регистрация: 16.05.2012
Адрес: Пермь
Сообщений: 641
Вес репутации: 13 |
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. |
01.02.2013, 21:53 | #2 | |
Модератор
знаток
Регистрация: 12.05.2010
Адрес: Украина г.Запорожье
Сообщений: 5,312
Вес репутации: 20 |
Всё верно за исключением:
Цитата:
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 .
__________________
"Если руки золотые - то совершенно не важно откуда они растут." |
|
02.02.2013, 13:33 | #3 | |
VIP
Регистрация: 16.05.2012
Адрес: Пермь
Сообщений: 641
Вес репутации: 13 |
Цитата:
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? |
|
02.02.2013, 16:04 | #4 |
VIP
|
Больше чего?
__________________
Не бойтесь делать то, чего не умеете. «Опыт растет прямо пропорционально числу выведенной из строя аппаратуры» |
03.02.2013, 00:35 | #6 |
VIP
|
При звезде внутреннее сопротивление генератора = 1,73 сопротивление фазы, а при треугольнике = сопротивлению фазы. Мощности на одинаковых оборотах равны, при любом соединении.
__________________
Не бойтесь делать то, чего не умеете. «Опыт растет прямо пропорционально числу выведенной из строя аппаратуры» |
03.02.2013, 01:14 | #7 |
VIP
Регистрация: 16.05.2012
Адрес: Пермь
Сообщений: 641
Вес репутации: 13 |
|
03.02.2013, 00:51 | #8 | |
Модератор
знаток
Регистрация: 12.05.2010
Адрес: Украина г.Запорожье
Сообщений: 5,312
Вес репутации: 20 |
Цитата:
Мы не работаем на активное трёхфазное сопротивление. У нас есть выпрямитель, а после него уже всё по другому...
__________________
"Если руки золотые - то совершенно не важно откуда они растут." |
|
03.02.2013, 01:12 | #9 |
VIP
|
Сергей, почитал в Википедии, ты прав.
__________________
Не бойтесь делать то, чего не умеете. «Опыт растет прямо пропорционально числу выведенной из строя аппаратуры» Последний раз редактировалось Valeriy; 03.02.2013 в 01:50. |
03.02.2013, 02:44 | #10 | |
Модератор
знаток
Регистрация: 12.05.2010
Адрес: Украина г.Запорожье
Сообщений: 5,312
Вес репутации: 20 |
Ну ребята вы и даёте!!!
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 Цитата:
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.
__________________
"Если руки золотые - то совершенно не важно откуда они растут." |
|