Ветроэнергетика и альтернативная энергетика.  

Вернуться   Ветроэнергетика и альтернативная энергетика. > Технический раздел > Электротехника

Электротехника электрогенераторы, электродвигатели и прочая электротехника

Ответ
 
Опции темы Поиск в этой теме Опции просмотра
Старый 01.02.2013, 15:32   #1
BenGunn
VIP
 
Регистрация: 16.05.2012
Адрес: Пермь
Сообщений: 641
По умолчанию 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.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 1.jpg
Просмотров: 634
Размер:	8.1 Кб
ID:	9086  
Вложения
Тип файла: xls Расчет работы ген. на АКБ.xls (27.5 Кб, 521 просмотров)
Тип файла: xls Расчет работы ген. на АКБ2.xls (29.5 Кб, 456 просмотров)
BenGunn вне форума   Ответить с цитированием
Старый 01.02.2013, 21:53   #2
Сергей
Модератор
знаток
 
Аватар для Сергей
 
Регистрация: 12.05.2010
Адрес: Украина г.Запорожье
Сообщений: 5,312
По умолчанию

Всё верно за исключением:
Цитата:
Сообщение от BenGunn Посмотреть сообщение
преимущество большого винта в том, что зарядка АКБ начинается раньше, чем у маленького.
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 .
__________________
"Если руки золотые - то совершенно не важно откуда они растут."
Сергей вне форума   Ответить с цитированием
Старый 02.02.2013, 13:33   #3
BenGunn
VIP
 
Регистрация: 16.05.2012
Адрес: Пермь
Сообщений: 641
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от Сергей Посмотреть сообщение
Планирую этим летом всё таки сделать понижающий ДС-ДС и без всяких переключений понижать сопротивление гены.
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?
BenGunn вне форума   Ответить с цитированием
Старый 02.02.2013, 16:04   #4
Valeriy
VIP
 
Аватар для Valeriy
 
Регистрация: 28.02.2010
Адрес: Санкт-Петербург
Сообщений: 1,293
Отправить сообщение для Valeriy с помощью Skype™
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от BenGunn Посмотреть сообщение
При звезде Uxx больше в 1,7 раза, а сопротивление больше в 3 раза.
Больше чего?
__________________
Не бойтесь делать то, чего не умеете.
«Опыт растет прямо пропорционально числу выведенной из строя аппаратуры»
Valeriy вне форума   Ответить с цитированием
Старый 02.02.2013, 16:45   #5
BenGunn
VIP
 
Регистрация: 16.05.2012
Адрес: Пермь
Сообщений: 641
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от Valeriy Посмотреть сообщение
Больше чего?
Чем при треугольнике или трех параллельных мостах.
BenGunn вне форума   Ответить с цитированием
Старый 03.02.2013, 00:35   #6
Valeriy
VIP
 
Аватар для Valeriy
 
Регистрация: 28.02.2010
Адрес: Санкт-Петербург
Сообщений: 1,293
Отправить сообщение для Valeriy с помощью Skype™
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от BenGunn Посмотреть сообщение
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.
__________________
Не бойтесь делать то, чего не умеете.
«Опыт растет прямо пропорционально числу выведенной из строя аппаратуры»
Valeriy вне форума   Ответить с цитированием
Старый 03.02.2013, 00:51   #7
Сергей
Модератор
знаток
 
Аватар для Сергей
 
Регистрация: 12.05.2010
Адрес: Украина г.Запорожье
Сообщений: 5,312
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от Valeriy Посмотреть сообщение
сопротивление генератора = 1,73 сопротивление фазы, а при треугольнике = сопротивлению фазы
Valeriy, нет, нет, НЕТ!
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."
Сергей вне форума   Ответить с цитированием
Старый 03.02.2013, 01:12   #8
Valeriy
VIP
 
Аватар для Valeriy
 
Регистрация: 28.02.2010
Адрес: Санкт-Петербург
Сообщений: 1,293
Отправить сообщение для Valeriy с помощью Skype™
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от Сергей Посмотреть сообщение
У нас есть выпрямитель, а после него уже всё по другому...
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.
Valeriy вне форума   Ответить с цитированием
Старый 03.02.2013, 01:14   #9
BenGunn
VIP
 
Регистрация: 16.05.2012
Адрес: Пермь
Сообщений: 641
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от Valeriy Посмотреть сообщение
Мощности на одинаковых оборотах равны, при любом соединении.
Мощности при КЗ будут равны, а вот если подключить одинаковую нагрузку, то при разных соединениях получится разная мощность.
BenGunn вне форума   Ответить с цитированием
Старый 03.02.2013, 02:44   #10
Сергей
Модератор
знаток
 
Аватар для Сергей
 
Регистрация: 12.05.2010
Адрес: Украина г.Запорожье
Сообщений: 5,312
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от BenGunn Посмотреть сообщение
Мощности при КЗ будут равны
Ну ребята вы и даёте!!!
Откуда может взяться мощность, если при КЗ нет напряжения???

Цитата:
Сообщение от BenGunn Посмотреть сообщение
а вот если подключить одинаковую нагрузку
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:
Сообщение от BenGunn Посмотреть сообщение
Я тоже думал о преобразователях, вот только пока не понимаю, как посчитать систему с ними.
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.
__________________
"Если руки золотые - то совершенно не важно откуда они растут."
Сергей вне форума   Ответить с цитированием
Ответ

Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Вкл.

Быстрый переход

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Индекс цитирования
Flag Counter

Часовой пояс GMT +4, время: 19:29.


Powered by vBulletin® Version 3.8.2
Copyright ©2000 - 2018, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot
Copyright © 2010 Windpower Russia