Автономная система электроснабжения своими руками (АКБ+инвертор+генератор)

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

10 это в конце разряда. Под зарядным током должно быть уже больше 12..13 на 10 элементной никелевой системе.

Для защиты от перегрева при кз на выходе или подключении сильно разряженой или маловольтной батареи делается защита - например из релюшки на напряжение около 5в или меньше паралельно регулирующему ток транзистору. При срабатывании релюшки отключается питание затвора и транзистор закрывается. Получается триггерная схема с гистерезисом. Для сброса надо прервать ток в цепи заряда ниже тока удержания реле (с учетом тока в шунте).

Для протекания начального зарядного тока в таком случае - транзисторы шунтируются мощным резистором (типа куском нихрома на керамике или др) который дает ток около десятой части номинала зарядного. При этом если акб еще живая - постепенно наберет напряжение и релюшка защиты отключится при падении напряжения ниже удержания и включится заряд номинальным током.

Вместо релюшки защиты можно ставить еще транзисторы снимающие напряжение с регулирующего основного транзистора и использующие для принятия решения о выключении тока через основной регулирующий. получается типа схема автоматического предохранителя от превышения номинального тока в цепи с самовосстановлением после снятия перегрузки. Для удобства гальваноразвязки между токоограничительно-тестовой цепью и решающей имхо можно пользовать оптрон.

 

Я находил б/у тяговые свинцово-кислотные с/на погрузчик. Стоят они примерно как новые хорошие автомобильные, но обычно довольно старые - от 5-6 лет.
Продавцы таких акков говорят что они "отремонтированные" и дают гарантию 3-6 месяцев.
Не знаю, стоит ли с ними связываться. Небольшая батарейка 500А*ч 48В стоит где-то 2,5-3к$.

 

Пристроил к сараю короб на около 2 куб м под хранение примерно 2т угля - размеры получились достаточно скромные - 0.8х0.8х3 м где-то. Впечатлило че-то мало.

 

AndreyNS, Батарейку строите?

 

Пока только топливохранилище. Если очень захочется возможно зимой электростанцию на угле попробую сделать.

 

После очень позитивных ночных тарахтений на пониженых оборотах появился выбор:

1. Или взять гг1300 с уп154 и от него получать около 500 ваттов подобрав оптимальные обороты. По баблу и весу это почти равно гг2000. Минусы:
1.1. Там дешевый генератор имхо с компаундным возбуждением и еще более худшим кпд при 500 ваттах чем имеющийся генератор в гг2000.
1.2. У уп154 вроде самый большой удельный расход топлива из текущей серии китайских мелких двс. Че-то сайт юнайтед пауэр в. де подох - а там были нормальные таблицы с параметрами уп двигателей. Похоже юп окончательно ушло в подполье в евразйской зоне. а перепродавцы топливной техники в папуасиях ограждают население от технознаний.
Плюсы - будет в хозяйстве электростанционная версия уп154 (конусный выход и стабилизатор оборотов) на эксперименты.

2. Или докупить генератор от гг3300 и прикрутить его к имеющемуся уп168.
Седня сказали, что в 3300 номерах бензиновых электростанций тоже стоит уп168 (в более мощной версии похоже, хотя по таблицам техники юп там уже уп170 должен быть) и к ней есть запчасть в продаже - щеточный синхронный генератор в сборе (возможно авр туда входит) за 7200 руб.
Минусы - при очень сильном завале снимаемой с генератора с самовозбуждением мощщи и завале оборотов кпд генератора тоже падает из-за повышеных потерь на возбуждение (они растут при снижении оборотов и снимаемой мощщи). Но возможно в диапазоне 1000..3000 об в мин это еще относительно слабо выражено. Но был бы генератор с авр - можно было бы померять ток возбуждения на разных оборотах и прикинуть величину ухудшения потерь на увеличение возбуждения при снижении оборотов. Но в принципе это частично обходится пониженым уровнем возбуждения т. к. допустимо и падение напряжения.
Плюсы - генератор с заведомо большей площади железом без насыщения и повышеных потерь и по слухам более эффективной системой возбуждения.
Возможные минусы варианта - т. к. уп168 и уп154 отличаются по номинальной мощще более чем в 2 раза, то для снятия 500 ваттов надо валить обороты у уп168 почти до 1000, а у уп154 всего до 1600 примерно. При этом при 1000 оборотах может уже ухудшиться стабильность тарахтения и влияние мехпотерь. Какое будет отношение кпд у этих двс при снятии 500 ваттов на оптимальной энергии одного пыха - нет данных.

Еще более теоретический вариант - уп154 с генератором от гг3300, эти компоненты надо все покупать и потом похоже делать мехпереходник для стыковки бо у них могут быть уже разные размеры конусов.
Целевая задача преобразований - получить кпд от топлива до электромощщи в зарядник акб выше 10..12 процентов при величине мощщи порядка 500 ваттов (где-то 300..800).

 

AndreyNS, а если исключить преобразования и крутить ДВСом автомобильный генератор? У нас есть ноу-хау по ним. генераторы в штатном исполнении с повышенной мощностью.

 

Есть у мя автогенератор - оказалось у него очень отстойный кпд. Бо это автототехника (дешевая постсовковая) и вспомогательная железяка - она должна быть легкой. Имхо его кпд сравним с кпд дешевых генераторов с компаундным возбуждением или даже хуже. Он даже хуже генераторов от кипоров-фубагов с излишними дорогими преобразователями энергии - у статора автогенератора пластины около 1 мм толщиной. И сопротивление обмоток заметное.

По слухам есть автогенераторы с высоким кпд с возбуждением от постоянных магнитов - но их имхо долго искать и стоят они караул как много имхо.

Преобразования тута имеют полезный промежуточный этап - энергия с генератора прокидывается паралельно с акб. А у дорогих легких электростанций такого нету - они просто дорогие и малонадежные.
А прокидывание паралельно с акб дает много бонусов - и меньшую среднюю мощщу двс и отсутствие обязательности слежения за режимом двс сложной автоматикой и возможность долгих пауз в тарахтении двс - до суток и более без прерывания электроэнергоснабжения важных потребителей. И модульность системы с высокой ремонтнопригодностью хотя бы агрегатной заменой на широкораспространенные стандартные модули (модуль топливоэлектрической конверсии, модуль адаптера-зарядника акб, модуль акб, модуль адаптера-преобразователя с акб потребителям). А у кипора-фубага как че подохнет (один строго специфичный интегральный модуль) - так сразу ой - все электричество кончается.

 

Повышеная мощность нужна имхо многоимущим чтобы громче гудело и дальше светило. А малоимущим нужен повышеный кпд чтобы меньше платить за топливо.

Если щас у импульсных преобразователей напряжения заявляется кпд выше 0.9 (у орионов имхо поменьше - около 0.8 и ниже) - то можно поставить такой с обычным высококпдшным тяжелым генератором от электростанции.

Есть у вас ноухау по высококпдшным генераторам для авто ? Хотя бы 0.8 в диапазоне 1000..2000 об в мин и мощще около 500 ваттов. Имхо там на кпд генератора так сильно пофиг что комерчески тратить бабло на повышение кпд нет смысла. А генераторы гибридных автосистем стоят совсем другие бабки и делаются на совсем далекую от односемейного хозбыта мощщу в десятки киловат и более.

Подсказываю самый главный признак генератора (электромашины) с высоким кпд - у него нету принудительного охлаждения. И нету заметного нагрева.

Генератор в гг2000 при отдаче около 400 ваттов греется статором до около 60 градусов при принудительном продувании отдельным вентилятором - отстойно.

У автогенератора большой вентилятор обычно - тоже для стационара и экономии бабла мало подходит - сдувает бабло на ветер. Когда закрутил автогенератор от двс с родным вертилятором на около 5000 об в мин - вокруг ураган ветровой существенный был и бензин из бака кончался очень быстро.

 

AndreyNS, Вы правы. Наши доработки нацелены на:

 

Про отстойный КПД автомобильных генераторов - подтверждаю. Тоже экспериментировал.
Когда-то давно сделал электростанцию из моторчика от бензопилы Дружба и генератора от какого-то легкового советского авто (80х годов выпуска). Генерило, но с хреновым кпд. Впрочем - мне тогда лет 16 было, а китайских электростанций небыло, были только монстрообразно-военные,которые кушали еще больше.
Более приличные генераторы постоянного тока я видел от тепловозов и еще была такая военная электростанция АБ-1-П-30, для питания какой-то радиоаппаратуры. Двигатель там был жручий двухтактный (2СДв),а вот генератор весьма ничего.
Исходно там возбуждение регулировалось конструкцией из больших проволочных резисторов и генератор выдавал порядка 35 вольт. После снижения оборотов мотора до примерно 1500 и замены резисторов на самодельную схему (по типу автомобильных реле-регуляторов,но с возможностью ручной подстройки) этим агрегатом стало возможно заряжать большие АКБ с относительно пристойным КПД, по расчетам у меня что-то около 16% получилось несмотря на двухтактный мотор. Но на мощности около киловатта, что явно много. Если использовать АКБ как "делитель мощности" то получим опять всё те же 10% КПД.

Возможность изготовления экономичной электростанции на основе переделки серийного китайского ДВС я расписал в соседней теме, но нужен выход на людей с хорошим станочным оборудованием (изготовление кулачков распредвала).
Пока я таких людей найти не смог.

 

AndreyNS, действительно обратите своё внимание на АБ-1/П30 или АБ-1/П28,5, этот генератор частенько предлагается на АВИТО, цены в среднем 3...5 т. рублей + пересыл взависимости от состояния, часто бывают новые. Расчитаны на самый низкооктановый бензин, расход где-то 0,7...0,8 л, но я смотрю ВЫ не белоручка и любитель эксперимента. С электрикой по моему ничего делать не надо, а урезать аппетит вполне можно, на токарном станке аккуратно в центрах снимается 1..1,5 мм и чуть выступ внутри камеры сгорания, что бы после сборки поршень не молотил об головку, прокладку из аллюминия 0,6...0,8 или от мотоцикла МИНСК, разбераем карбюратор, экспериментальным путём понижаем уровень в поплавковой камере, тоесть обедняем смесь, ужимаем глушитель /выпускное сечение уменьшаем тоже экспериментально/, переходим на 92 бензин+ 1:30 масло, я использую от КАМАЗов, благо доступно, в итоге до 0,5 л расход. Но двигатель довольно капризен, прийдется повозится, генератор щёточный, их на 2500 часов хватает свободно, выдаёт от 24 до 36 вольт постоянки, регулируется в ручную, ток до 33 -35 А, для щелочных аккумуляторов, то-что нужно. И генератор является элекростартёром, тоже удобно..., ну где-то так, ятак уже переделал себе три /один на 230 в и два на 24-36 в/ и два знакомым. С уважением Владимир.

 

В хозяйстве образовалась еще одна электростанция с двигателем уп168 и обнаружилось целых два честных синхронных генератора с авр.

На один генератор заявлено 1.5 киловата номинально, на второй 2 киловата номинально. Внешне отличий между ними нету. Сопротивление обмотки ротора около 30 ом одинаковое, на авр указано 2 киловата одинаково. Оба генератора пока подвешены на двигатели и готовы к экспериментам.

Случилось следущее - взял в хозяйство еще дде гг2700, а там оказывается такой же генератор как и на уже живущей почти год в хозяйстве уп гг2000. Когда зимой один раз снимал крышку с генератора гг2000 плохо разглядел и подумалось там конденсатор и нету щеток. Оказывается там честный мелкий блок авр и щетки.

Из выявленых уже краткими тестами проблем:

1. Сопротивление обмотки ротора у имеющихся генераторов около 30 ом. При 3000 об в мин и без нагрузки авр отдает туда около 19в возбуждения. Расход мощщи на возбуждение получается около 12 ваттов. При нагрузке 1 киловат и 3000 об в мин возбуждение около 25..30в. Расход мощщи на возбуждение все еще порядка десятка ваттов.

2. При завале оборотов и частоты к 33 гц - авр все еще удерживает напряжение на выходе генератора (дде гг2700) около 220в, но при этом напряжение возбуждения около 60..70в. Это уже расход мощщи на возбуждение около 150..200 ваттов. Плохо. И кпд худшеет и уже имхо опасность перегрева роторной обмотки.

На блоках авр есть торчащая крутилка подстроечного резистора - попробую выяснить на что влияет. Имхо это установка выходного напряжения.

Мысли про кпд генератора на малых оборотах -

1. Надо потестить соотношение мощщи возбуждения и выходного напряжения для наилучшего кпд. Возможно выгоднее поднимать выходное напряжение к требуемому автотрансформатором чем отдавать больше 100 ваттов на возбуждение. Или потреблять какое получится выходное напряжение прямо - например на заряд акб через подобраный понижающий трансформатор.

2. Для принципиальной экономии энергии - продумать вариант установки в ротор постоянных магнитов - типа тонких плоских в выфрезерованые канавки. Ротор там явнополюсный и куда ставить хорошо видно.

 

Не перестарайтесь У меня приятель-байкер,весьма рукастый, поставил магниты в генератор антикварной явы. Только вот магниты взял из чего-то редкоземельного, в результате генератор генерирует вольт так 30-60 и теперь приятель думает как из этого получить 12
Кстати, утапливать магниты в железо - плохо, у них магнитный поток тут же через это железо и замыкается, ему так проще чем через воздушный зазор в статор. Надо или чтобы торчали или чтобы вокруг металл был немагнитный.

Обратить-то можно, но их двигатель 2СДв или 2СД-М1 (зависимо от года выпуска) - двухтактный и от того высоким кпд не страдает. Один плюс - слонячий моторесурс и детали от мотоцикла минск подходят.
Все равно сколько не возись, на типичной "домашней" нагрузке порядка двух-трех сотен ватт расход меньше поллитра в час не будет. Вот если взять собственно генератор и пристыковать к нему четырехтактный китайский моторчик - может получиться нечто интересное. Но у генератора вал не конусный, а цилиндрический со шпонкой - требуются довольно точные станочные работы чтобы хорошую муфту сделать. Еще и переходный фланец придется точить чтобы корпуса генератора и мотора соединить. У меня пара этих генераторов (без моторов) лежит, пожалуй могу одним поделиться если желающие экспериментировать найдутся (самовывоз естественно). Ксати, от них можно получать и 14 вольт для зарядки АКБ подключив тракторный реле-регулятор РР362 по штатной схеме, только надо мощный транзистор из этого реле вынести на нормальный радиатор, ток возбуждения несколько ампер, греется сильно. А еще в этот РР можно впаять переменный резистор и рулить напряжением, регулируя зарядный ток. Получится готовый заряжатель АКБ, только без функции стабилизации тока (раз в час ходить подстраивать). А 220 получать через китайский инвертор.

 

Перестараться с напряжением на малых оборотах трудно. Магниты ставятся в помощь родной обмотке возбуждения вместо полной ее замены. Там получается так - при отсутствии тока в обмотке возбуждения поле тонких магнитов (частично утопленых в ротор или заподлицо) частично замыкается через окружающее железо ротора (имхо полностью замкнуться нет возможности бо тогда индукция или че там магнитное будет выше положеного у углов магнита). А когда в обмотку ротора подан ток - поле обмотки противодействует обратному полю замыкания магнитов и оно уходит таки через магнитопровод статора. По такому принципу описана возможность повышения кпд автогенераторов (уменьшение потерь на возбуждение при малых оборотах) - но там из-за сложной формы ротора просто добавлять магниты трудно (рядом с запрессованой между клювополюсами обмоткой) и поэтому их предлагается ставить вообще снаружи и подключать к системе ротора дополнительными магнитопроводами.

Предположительно добавкой магнитов можно где-то уполовинить расходы электроэнергии на возбуждение. Но при этом полезно оставлять запас на управляемость - например чтобы использовать генератор как управляемый электромагнитный усилитель для регулировки тока заряда акб. Вместо малонадежных полупроводников на большой зарядный ток.