Самодельный генератор

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Свеча то расчитана на номинальную мощщу горения в цылиндере инженеграми. А вот температуру у плохих проводников тепла толстых повешеных в цылиндере надо экспериментально смотреть. По слухам даже мелкий кусок нагара раскаленный висящий на свече уже могет давать калильное зажигание.

 

Генератор (Fubag Ti1000) разобран, при измерении сопротивления силовых обмоток обнаружилось замыкание между выводами двух обмоток статора. При изучении статора обнаружилось замыкание в результате пробоя изоляции обмоточного провода, но большой беды не случилось: обмотки в целом живые, и удаллось восстановить статор раздвигатем проволок и изоляцией эпоксидным лаком. Возможно именно это замыкание и убило инверторную часть. Статор выглядит вот так:

Всего 21 катушка, ротор с 14 магнитами. Верхние 3 катушки содержат служебные обмотки: зажигания, зарядки 12В и вспомогательное питание инверторного блока. Соответственно 18 катушек на силовые обмотки, по 6 последовательно соединенных катушек на фазу. Для переделки принято решение разделить фазные обмотки по 2, и сделать 3 параллельно соединенных звезды. У данного решения есть ряд недостатков:
1) соединения будут выполнены пайкой и, возможно, окажутся недостаточно надежными с учетом вибраций и высоких температур.
2) При перемотке можно было бы использовать более качественныый провод, уже имевшийся случай пробоя изоляции указывает на низкое качество китайского провода. Кроме того, диаметр провода 0,6мм, и катушки далеко не полностью заполнены. Явно сэкономили медь. При оптимизации обмоток можно было бы увеличить КПД
3) Параллельное соединение "звезд" может привести к перекосам по напряжению и значительному току холостого хода в обмотках - это еще дополнительные потери и снижение КПД.

Но перекоммутировать обмотки значительно проще, чем перематывать, так что пока я решил пойти по более простому пути, пока обмотки не сгорят.

 

Имхо там главная проблема принципиальная - железо слишком толстое под те частоты. Поэтому при переделке на повышеный кпд надо менять железо.

Если заполнить до конца - перестанут продуваться и сгорят нафиг.

 

ЭДС генератора около 300 вольт (в моем случае 325),значит если эти 6 катушек соединить параллельно то получится
около 50 вольт. А их можно подать на инвертор 48-220 и избавиться от ненадежного залитого смолой китайского блока.

На мой взгляд железо это далеко не первоочередная задача. На железе можно сэкономить несколько процентов КПД, а переделкой двигателя - поднять кпд аж вдвое. Выдавал же KG40 целых 16% только за счет других фаз газораспределения, даже без увеличения степени сжатия. Основная работа с генераторной частью - это повышение надежности. Надо чтобы дохнуть каждые несколько сотен часов престала, а еще неплохо бы сделать параллельное подключение буферного аккума чтобы пусковые токи всяких холодильников держало.
Интересно, у 48в инверторов какие допустимые пределы по входному напряжению?

 

Ну вот - первые боевые потери. При попытке тренировки наплавки ляминия как-то дуга малостабильная. Вспомнил что говорили напряжения надо побольше - включил последовательно еще акб на 12в. Стало вроде получше, но после залипания электрода (которое очень хорошо происходит и намного лучше чем на стали) подох преобразователь сварочный. Оказывается у него нет возможности терпеть ток кз от внешнего источника в сварной цепи.

Зато это тема поменять сварной преобразователь - вот пока присмотрел ергус б 81 - у него заявлено напряжение холостого хода целых 85в. Суициидальное конечно если варить в сырости, но должно быть оптимально для алюминиевых электродов.

 

Железо там не такое и плохое: 40 пластин на 14 мм, т. е. 0,35 мм. С другой стороны, я не смог придумать как экспериментально определить потери в железе. Так что сказать "большие/маленькие" потери тоже не решусь.

А вот относительно оммических потерь - могу точно сказать, что они существенные. На холодном статоре сопротивление меду фазными выходами было 10Ом, т. е. 5Ом на каждый луч звезды, при стандартном распределении тока в 3-фазном включении сопротивление 7,5Ом, ток при 1 кВт примерно 4,5А, потери около 150Вт. При этом в работе статор подогреется, и его сопротивление еще возрастет процентов на 20. И потери увеличатся до 200Вт.

Я перед разборкой генератора гонял его в ручном режиме почти холостого хода (3000rpm) без нагрузки и увидел, что напряжение было около 280В. Но получить напряжение "впритык" к 48В как-то не хотелось. Поэтому и остановился на варианте уменьшения в 3 раза. Хотя наверное лучше бы в 5 раз. Я не знаю пока на какое оптимальное напряжение следует переделывать генератор. Хочу попробовать так, посмотреть как генератор будет вести себя под нагрузкой, какой профиль "обороты-мощность-напряжение-расход", тогда и скорректировать. Вообще про параллельное соединение катушек у меня все больше и больше сомнений. Гляда на китайсткую обмотку как-то не верися, что китайцы точно угадали с количеством витков на катушку. На трех фазах при последовательном соединении это в общем не важно, а в параллель... А если виток туда, виток сюда? На этом перекосе паразитных токов будет больше, чем в плохом железе. Надо наверное все таки перематывать...
Насчет инверторов - не знаю. У меня в качестве инвертора бесперебойник Best Power Fortress 2250. Тоже не лучший вариант по КПД, но достался "за так" и надежность у него выше всяких похвал. Но он кругом защищен от всяких "проблем", и боюсь, что ниже 48В и выше 60В он работать не будет. Выдаст ошибку и все. Но буферный аккум вроде решает проблему ограничения напряжения.
Для контроля за расходом пропана нашел ротаметр польского производства с такими характеристиками: максимальное давление 0,4МПа, температурный диапазон 5-50гр. расход 160л/ч. Хватит ли его?

 

0.35 мм это хорошее железо для 50 гц. А потери растут пропорционально квадрату частоты. При типовом тарахтении той системы там имхо около 300 гц или больше.

Экспериментально можно потестить в режиме двигателя - подать сначала 50 гц с напряжением чтобы в обмотках были номинальные токи. Померять расход мощщи без мехнагрузки. Потом подать 300 гц или скоко тама при 3000..5000 об в мин и опять выставить напряжение чтобы токи в обмотках были номинальные и померять расход электромощщи. После подачи напряжения чтобы раскрутить надо чем-то внешним подкручивать почти до синхронной частоты - потом само начинает крутиться после втягивания в синхронизм.

 

Да, я тоже обратил на это внимание. В моем случае было 9.2 ома по китайскому мультиметру.

Делим пополам так как у меня потребление примерно 150 ватт в дом и 200 ватт на зарядку аккумов.
Но все равно потерь получается многовато.
К тому же моторы эти при максимальной мощности долго не проживут. Ему и при 500 ватт уже явно тяжеловато.

Да, это было бы интересно. Вобщем-то достаточно "обороты-мощность-расход",а напряжение можно любое сделать если катушки перемотать. Еще для перемотки неплохо бы узнать число витков на один вольт напряжения при оптимальных с точки зрения расхода оборотах.

Однозначно.
Но для экспериментов с мотором и определения его оптимального режима сойдет и такой генератор.

48-60 это маловато. С буферным аккумом увы есть проблемы, во всяком случае в 12-вольтовых системах.
Наиболее оптимальные (щелочные) аккумы имеют диапазон изменения напряжения больше чем терпит китайский инвертор.
В частности у меня десять банок ТНЖ-250 в разряженном состоянии 10 вольт (без разрядного тока, под током даже меньше), а под зарядным током 12.5А напряжение доползает до 17.1 вольт и еще не факт что это полный заряд, зимой вон 17.5 получалось, но это может быть и температурная зависимость. А инвертор больше 16.5 не терпит, выключается.
В случае если набрать 48 банок чтобы в разряженном состоянии было 48в, под зарядным током будет около 80 вольт.

Ну мне же отсюда не видно какой у вас там расход.
Кубометр смеси пропана и бутана (50/50,"жилищно-коммунальная") при атмосферном давлении будет весить примерно 2.2кг,что опять же примерно соответствует 4.5л жидкого газа. У меня с штатным электронным блоком кипора и с моей нагрузкой расход был около 0.4л жидкого газа в час что в газообразном виде составит примерно десятую часть кубометра без учета давления (оно после редуктора маленькое). Десятая часть кубометра это 100л,так что ваш ротаметр должен более-менее подойти.

К сожалению, в данном случае ни мотор ни генератор нельзя назвать хорошо подходящими для создания действительно экономичной энергоустановки. Я тоже лет пять назад хотел переделками заняться, но когда осмотрел и обмерил конструкцию, понял что взять от нее можно разве что ротор с магнитами и статор под перемотку толстым проводом.
Мотор нужен другой. Вот, посматриваю в сторону китайско-скутерного (с отпиливанием лишнего).

 

Там 14 полюсный генератор. При 3000 оборотах 350Гц.
Подключить его в режиме двигателя не получится: генератор конструктивно - это часть двигателя (общая ось, фланец двигателя является крепежной площадкой статора). Пока лучщая мысь по этому поводу - использовать способ испытания короткозамкнутого трансформатора: повесить на каждую из катушек короткозамкнутые витки, а на любую пару фаз подать синус и посмотреть силу тока в зависимости от частоты и напряжения.

 

Их вредно полностью заряжать и по кпд и по ресурсу. После около 80 процентов заряжености кулонометрическая эффективность заряда заметно падает, энергометрическая из-за повышения напряжения тоже и графит быстрее выгорает и падает проводимость активных масс (опять потери кпд и ресурса) и портится электролит карбонатом. И полностью их заряжать нет надобности как свинцокислотные.

 

Достаточно опыт холостого хода - фиговое железо это и есть кз витки с потерями.

Причем сначала с ротором, а потом без ротора - ротор тама вроде тоже на полупроводящих магнитах без шихтовки. Но без ротора индуктивность сильно меньше будет и напряжение сильно меньше надо.

3000 это вроде минимальные обороты малой мощщи - а номинально вообще около 5000 и больше.

 

Что такое полупроводящие магниты я не знаю. Магниты там типа редкоземельных (судя по силе), как бы не размагнитить их таким тестом. Думаю, что нужно без ротора тестировать. Наверное такой тест в любом случае полезен будет, особенно после перемотки: посмотреть возможные межвитковые замыкания.

 

Может поэтому у меня все щелочные АКБ так хорошо и работают? Зарядить до упора такую емкость затруднительно, поэтому они у меня всегда "полупосаженные".
Вчера возился с новым зарядником от Ориона,"Выпмел-50". Выставил ограничение тока 12.5А и предельное напряжение 16.4 вольта. В результате китайский инвертор не отключается по превышению напряжения. Теперь надо выяснить насколько при этом аккумы зарядились.

Больше всего на бариевый феррит похоже. И он не проводящий, это керамика.
Настоящие редкоземельные были бы сильнее и вид у них более "металлический".

 

Без ротора все будет сильно другое - сильно большее магнитное сопротивление в цепи из-за огромного воздушного зазора. Намного меньше индуктивность и намного меньше магнитный поток и др.
От проблемы больших потерь страдают генераторы авто - у них при больших оборотах (больше 2000 об в мин примерно) потери на возбуждение уже совсем малы, а кпд опять падает. А падает уже из-за потерь в железе. И очень хорошо так падает - в результате кпд автогенератора с похожим количеством полюсов и частотами генерируемыми максимум около 50..60 процентов во всем диапазоне частот вращения.

 

Обмазка электродов есаб ок96. по алюм сплавам весьма гигроскопична. За три дня валяния в сарае под крышей напитывается водой до лужи. В комнате лежат получше. Но потм после прокаливания в стальном стакане на газплите горят тоже терпимо.

Вообщем сварочный преобразователь поменялся на ергус б 81 с заявлеными 85в. Но это указано максимальное. Тестером замеряется только около 77в, но возможно напряжение повышается при функции хот старт при розжиге дуги до 85в. Электроды 96. от него горят вполне терпимо. 2.5 мм при токе около 45а по указателю от электростанции гг2000. Сваривать че-то тонкое типа как сталь 1.5 мм электродом 2 мм конечно очень трудно или надо много опыта, но просто наплавлять слоями с зачисткой вполне нормально. Наплавляется сразу достаточно большое поле около 5..7 мм шириной.

Эксперименты с заплавкой камеры сгорания пока отложены бо идет процесс накрытия кровли землянки с помощником в которой возможно придется зимовать - так что времени на тесты пока мало.