Самодельный генератор

Гипотеза, доказательств пока нет. Вот бы приспособиться вскрывать компаунд без повреждения элементов.
Кому не жалко, отдайте или даже продайте за небольшую плату мне неисправный инвертор - я за зиму покопаюсь, попробую выяснить причины неисправности и восстановить, само-собой. Пересылка за мой счет. Свой блок я раскопал неаккуратно - не восстановлю. Но зато большая часть схемы уже есть.

 

ну будем надеяться. Потому что когда продавались взорвавшиеся потом ноуты - тоже никто не думал что такое может произойти.

Из опыта жителей нашего поселка оптимально иметь примерно сотню ампер-часов (при 12в). Поэтому у нас популярны банки НК125 и НКП90.
Насколько я понимаю, чтобы набрать 12в литиевыми аккумами надо четыре банки. Предполагаю что стоить они должны тысяч 40 рублей? Я бы не сказал что это безумно дорого. Остается понять какие плюсы и какие минусы я получу и насколько их будет много в сравнении с никелевыми аккумами. Например какой будет диапазон изменения напряжения от разряженного состояния до заряженного (под током зарядки стандартной величины "емкость/10")? У никелевых аккумов получается от 10 до 17.5 вольт, а у этих сколько будет? А после трех прошедших зим сколько? Насколько быстро литиевые аккумы сдохнут до трети от паспортной емкости при ежедневной [под]зарядке? Как раз примерно 30-40ач из аккума за сутки потребляется так что если от исходной сотни ач останется треть то перестанет хватать до следующего вечера (запуска электростанции). Что будет с аккумами если их регулярно недозаряжать до упора и иногда бросать разряженными при отъезде из дома? Что будет при зарядке малыми током? Никелевым на всё это наплевать.
Вобщем, технология _слишком_ новая. Подозреваю что нет еще ни одного человека, который бы "уездил" один комплект литиевых аккумов и мог сказать что с ними происходит после например третьей зимы.
Вопросов пока что сильно больше чем ответов, а верить _рекламным_ материалам на мой взгляд несколько неразумно.
С покупкой литиевых аккумов пока нет ответа на главный вопрос - а зачем? Ну хвастаться на форуме можно, а еще?

 

Если есть _очень_ много терпения и проветриваемое помещение то вскрыть можно. Надо греть, а оно воняет, и это не эпоксидка, запах фенольный.
Я коллеге с radiokot. ru один из своих дохлых блоков от тысячного кипора подарил - и он ухитрился его аккуратно вскрыть. Дохлые детали перепаял и...пропал куда-то. Не в армию ли его загребли До испытаний похоже так дело и не дошло.

А что с ней делать? Принцип построения этой схемы и так понятен, и он неправильный. Ремонт - всё равно мало реален потому что очень уж тяжело смолу отковыривать, мало кто этим будет заниматься даже при наличии схемы.
Если делать свой блок - его надо делать несколько не так как у китайцев. Для себя - может только кто-то из радиолюбителей сделает, а они и сами справятся. На продажу - по словам знакомых электронщиков блоки в небольшой партии (десятки штук) где-то так и будут стоить как китайские готовые от YangKe.
На мой взгляд тупиковый это путь - кипоры/фубаги переделывать. Предложенная (и реализованная) тут идея перемотки генераторов на "154" движке - на мой взгляд существенно перспективнее. И сам двигатель более правильный, и повозиться с ним можно, и статор перематывать куда проще чем инверторные блоки потрошить.
А 220 получать от аккума китайским "автомобильным" инвертором который и не так часто дохнет и смолой не залит, чинится легко.
Кипор был интересный только один - KGE980Tc. Это был _самый_ маленький на тот момент четырехтактный мотор и с узкими фазами газораспределения. Вот он действительно малый расход имел. Но его больше не продают. Хотя там тоже был недостаток - нижний подшипник шатуна роликовый, а не скольжения как у двигателей побольше. Поэтому особо долго не жил.

 

Ну, такой ценник вероятно можно получить только в китае. Тут - дороже. Рискну предположить, что схема защиты (т.н. контроллер батареи) может просто не продаваться в китае.

Для LiFePO4 - минимум 2.6 вольта на банку, максимум 3.6 вольта на банку. Соответственно на 4х банках ход будет 10.4-14.4 вольт. Для чистого лития цифры другие - там 3.0 минимум и 4.2 - максимум. Это для справочки.

При разрядке в 10С у LiFePO4 заявлено 2000 циклов до 80%. При 20С - около 800. На ресурс особенно сильно влияют глубина разряда и разрядный ток. При частичном разряде и разряде малыми (менее 5С) токами - ресурс возрастает до 6000-7000 циклов.

Недозаряд некритичен. Это литий. А вот с разрядом всё печальнее. Ибо - у лития почти постоянный ток саморазряда - и "доедает" остаточный заряд довольно быстро. Однако, для LiFePO4 минимальное напряжение - 2.0 вольта, что сильно ниже эксплуатационного предела. Эти стерпят многое.

Будет долго заряжаться. Ну, и ресурс больше будет. Литий не требует больших токов для восстановления.

Ну, я вот "уездил" на моделях уже не один комплект литиевых, на заре даже успел на металгидридах погонять... А вот уездить А123 батарейки не удалось.
Говорю сразу - силовой литий сильно отличается от "гражданского", там токоотдача на сегодня больше 100С на хороших экземплярах. При сильной загрузке (как раз нагрузка в 50-60С в течении нескольких секунд и регулярно) - качество аккумулятора (именно по токоотдаче) заметно падает после ~30 циклов. Ёмкость начинает падать заметно позже. После ~100 циклов батарея не пригодна для соревнований, но отлично работает, например, в велосвете, где нет огромной токоотдачи.
А123 батарейки не прижились - хотя они и сильно лучше гидридов, но до истинного лития они не дотягивают по токоотдаче, а весят заметно больше. Их очень любят самолётчики - те, кто не крутит пилотаж и летает плавно, но много. Именно за ресурс. Ещё А123 очень популярен у бензинщиков - там размер батареи не сильно критичен, а покупать литий выходит менее выгодно - ресурс маловат.

Буржуи тестировали А123 батареи на ресурс. http://komar.bitcheese.net/ru/%D0%BE-%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%83%D1%80%D1%81%D0%B5-LiFePO4-%D0%B0%D0%BA%D0%BA%D1%83%D0%BC%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B2-A123

Из моей молодости запомнилось, что металгидриды - это постоянный геморрой с зарядкой и прочие шаманства-колдунства, а на литии народ просто ездил.

 

У мя литий в шуруповерте 2 шт просто подох по емкости через 2 года при гораздо более редкой чем ежесуточной эксплуатации. Причем особо сильной разницы по практическому ресурсу в годах с дорогими никелькадмиевыми от макиты и куплеными потом у буржуинов никельмг чуть большей емкости нету. Только литиевые существенно легче. А вот в старом 10..15 лет давности менее дорогом шуруповерте одинокий никелькадмий без особого циклирования еще и заряжается и тянет.

В телефоне литий 1.8 ач тоже в разы поплохел за около 5 лет, но из-за емкости с большим запасом еще хватает при подзарядке почаще.

В планшете стоит как раз литий с железом и фосфором но похоже фуфлокетайской емкости и его хватает на час с инетом. По ресурсу еще меньше года прошло.

 

Ох, сомневаюсь я что-то.
Кстати, у LiFePO4 есть некоторые "технологические тонкости", которые братья китайцы никак освоить не могут. Т. е. их лифешки не работают долго и счастливо.

И чуть не забыл. Ресурс силового лития - один год. После этого аккумулятор теряет токоотдачу. Причём - год с момента производства.

Литий в телефонах и прочих планшетах-компах - не силовой. При попытках "использовать" его в силовых режимах - срок службы 5-6 циклов. Это не мой опыт.

А ещё в своё время моделисты гонялись за DeWalt'овскими аккумуляторами с банками А123Systems внутри, по цене 100 баксов за аккум. Получалось почти в два раза дешевле чем через розницу брать.

 

Да, логично. Но я бы не сказал, что ковырять компаунд - очень уж сложно. Надо просто приспособиться, инструмент подобрать, место удобное.

Если за основную версию принять разные коэффициенты линейного расширения - то, может быть, схема не такая уж неправильная? Некоторым ведь везет - достаточно долго работают. И в этом случае, для предотвращения выхода из строя надо расковырять от компаунда новый блок и залить кремнийорганическим мягким компаундом. Еще его можно вынести за пределы кожуха для защиты от вибрации, лучшего теплоотвода и ничем не заливать.
Конечно, мало у кого рука поднимется ковырять новый блок, но если это обеспечит его долгую работу и все делать очень осторожно...

Если компаунд не виноват в проблемах - тогда основной причиной выхода из строя была бы силовая часть (неправильные решения защиты от перегрузок, ошибки в построении схемы), т. к. фатально ошибиться в схемотехнике низковольтной низкочастотной и примитивно-простой части части схемы очень сложно.
В этом случае можно было бы попробовать обмануть контроллер и использовать блок инвертора без силовой части. Или вообще использовать только силовой выпрямитель из него. Выпрямленное 310 В или около того поддерживается управляемым выпрямителем без участия контроллера. Далее включаем источник ATX от компьютера мощный или любой другой импульсник. Управление заслонкой для малых нагрузок - ручное фиксированное, для больших придется купить-спаять контроллер с управлением от того же выпрямленного напряжения.

Перемотка статора для меня лично процесс трудоемкий и загадочный по всем позициям. Не подскажете, в какой теме описывали? Не нашел поиском...

Я все же склоняюсь к замене-ремонту блока + мероприятия по продлению активной жизни блока, т. к. буквально неделю назад подключили линию-времянку к моему объекту строительства и генератор будет работать как аварийный в дополнение к простому китайскому prorab на 4.5кВт.

Во нафлудил-то

 

Во-первых держит слишком большие обороты мотора. Для питания типичной нагрузки в пару сотен ватт - столько не надо. Во-вторых - силовые ключи таки тоже дохнут. Судя по "наковырянному" моим знакомым с "Радиокота" - там распространенное, простой и неправильное решение - прямое управление силовыми ключами от выходов микроконтроллера (ну через драйверы понятно). Соответственно как только МК сбойнет или повиснет - из ключей идет дым. Тут даже сброс через watchdog timer не успеет. Знакомый израильский разработчик электроники объяснял мне когда-то что должен быть отдельный ШИМ-контроллер,хотябы даже распространенная TL494 из компьютерных БП, и у нее должна быть своя схема защиты по превышению тока ключей (в даташитах есть). А основной управляющий МК должен только формировать управляющий сигнал для TL494. Причем так, чтобы при повисе/сбросе МК этот сигнал уводил ШИМ в сторону закрытия ключей. Вот тогда это будет работоспособно.
Третий недостаток - концептуальный. Существующая схема плохо переносит пусковой ток холодильника потому что в качестве запаса энергии используется только то что накоплено в вращающихся деталях, а они легкие, много не накопишь. Кстати именно поэтому штатный блок держит такие высокие обороты мотора.
Если же сделать зарядку аккума, а уже от него питать нагрузку - то пусковые токи будет легко проглатывать аккум и сразу решится проблема холодильника.

Я несколько лет пользуюсь кипорами (и один Фубаг был) и менял по 2-3 блока в год. Их около десятка на полке скопилось, не считая тех что на эксперименты раздал. Так что в "везение" не верю - просто тех у кого блоки долго живут мало пользуются генератором.

Если "тепловая" гипотеза действительно верна, то достаточно вынести из блока силовые ключи и тиристоры выпрямителя. Добраться до них как раз достаточно легко - блок надо пилить _снизу_,со стороны алюминия. И тут на Радиокоте были фотографии как правильно пилить.
Я пока ограничился тем, что вынес сам блок в отдельную коробку и сделал продувку воздуха через нее ветродуем от старого компьютерного БП. И блок с февраля всё еще жив.

Приделывание импульсных преобразователей, что самодельных что из компьютерного БП - убивает и без того невысокий кпд. А вот перемотка статора позволяет обойтись без преобразования.
По части перемоток у нас тут специалист товарищ Wcreader, у него спрашивайте. Мне самому интересно как он число витков расчитывал.

 

Если использовать только силовой выпрямитель из всего блока - можно любые обороты вручную установить (только для малой нагрузки). Выпрямитель работает без контроллера и просто отключает конденсаторы от генератора при достижении порогового уровня. Обороты при этом любые можно хоть механически выставить. Поддерживать их никто не будет и при скачке нагрузки заглохнет наверняка.

В моем блоке через плис управление, вполне себе нормальная замена tl494 при грамотном использовании.

ну а третий недостаток только для случая больших нагрузок. Ваша схема с буферным аккумулятором сработает, что мешает постоянно подзаряжать аккумулятор малым током и импульсно брать с него пусковые? Про КПД - не убивает, скорее уменьшает. Хорошие DC/DC КПД 85% -90% имеют, DC/AC 81-83%

 

Витки сначала расчитываются по старым совейским книжкам. Для нч генераторов по эдс холостого хода почти сразу попадает. Дальше когда обмотки ободраны - можно ваще без особых расчетов намотать тестовые 1..3 витка в паз любым дешевым и тонким проводом и закрутить на желаемые обороты - сразу будет видна эдс на один виток. Потом на расчетное количество надо накинуть в 1.5..2 раза чтобы таки отдавался желаемый ток под нагрузкой. Потом еще есть сущесная зависимость тока с одинаковых витков от наличия и емкости ккм у выпрямителя.
Например у мя расчетно было 20 вит на фазу, в 5 пазов это четно по 4 витка. Эдс около 30в это уже при среднем возбуждении и средних оборотах дает. Потом первую версию намотчик сделал 30 вит на фазу - по 6 вит в 5 пазов. Без ккм и пр среднем возбуждении и оборотах и около 28в на батарейках это дает около 22а. Типа мало - хотелось режим 30в 30а. Вторая версия была 40 вит на фазу, она в принципе 30в 30а при поднятии возбуждения и оборотов чуть выше среднего давала. Но потом приделал ккм на 6 конденсаторах - теперь 900вт и при возбуждении с батареек идет при около 30в. А потом пришлось временно покрутить версию с 30вит на фазу с ккм - так она всего чуть хуже дает - около 28а при 28в и при среднем возбуждении. При этом ккм еще средненький - еще можно емкости добавить и побольше мощщи получить, но больше будет потерь в меди из-за реактивной части тока. А щаз генератор вообще без вентилятора чтобы кпд повыше был и нагрев очень средний и летом был.

 

Если ему достаточно только следить за _каждой_ банкой в блоке и не допускать превышения напряжения при зарядке - то такое можно собрать самостоятельно. Во всяком случае с моей квалификацией.

Вот это действительно реальный плюс - невылезание напряжения за пределы которые способны переварить среднекитайский инвертор.

То есть провалявшийся без работы пару месяцев разряженный литиевый аккум может необратимо сдохнуть? Если так то для домашнего энергоснабжения он не пригоден. А если (не дай Б-г) я в больницу попаду с серьезной травмой - что, аккум потом на выброс? Для сравнения - никелевым аккумам не делается абсолютно ничего. Или вы имели в виду что литиевый аккум лишь только быстро саморазрядится? Так это как раз не критично - задачи хранить энергию месяцами не стоит. Что происходит с литиевым аккумом если его вдруг в результате какой-то неисправности посадили почти в ноль? Сразу помирает или нет?

Я всегда восхищался людьми которые умеют Летать. Даже если на моделях. Для меня человек, способный сделать что-то способное подняться в воздух - выглядит кем-то вроде шамана Но при всем уважении - там абсолютно другой режим использования аккумов чем в домашней энергетике. Например я не представляю зачем бы мне пришлось разряжать аккум током больше 10А (при 12в),да и то очень кратковременно, если вдруг срочно что-то потребовалось включить, а бежать дергать электростанцию совсем некогда. А типичный ток порядка четырех ампер вечером пока не завел электростанцию и пара ампер в остальное вермя (круглосуточно работающий экзотический комп).

Вобщем, пока я сделал вывод, что единственное _существенное_ преимущество литиевых аккумов перед никелевыми в
меньшем диапазоне напряжения, влезающем в допустимные для китайских инверторов пределы. Это я именно со стороны домашней энергетики смотрю, а не авиамоделизма естественно. Возникает естественный вопрос что дешевле - сменить никелевый аккум на литиевый или переделать китайский инвертор чтобы он более широкий диапазон напряжений позволял. Мне пока кажется что второй вариант проще и дешевле будет.

 

По кпд и расходу щас так -За 18 дней на добычу электроэнергии сожжено 20л газу, при 24 мдж на литр кпд зарядного около 0.12 при отдаче около 800 вт, расход около 1 л в час. По счетчику в хозяйство ушло около 12.5 попугаев. Кпд по этому каналу 0.09. Еще был малый доход с сонцепанели и расход через линии 24 и 12в на вентилятор и роутер 3г-вайфай. Кпд акумуляторной системы деления около 0.7.

 

Сам я хотя и радиолюбитель, но расчетом электрических машин заниматься как-то не приходилось. Предлагаю подумать вместе. Есть размотанный дохлый статор от Кипора - вот тут я описывал его конструкцию:
https://www.forumhouse.ru/threads/68044/page-10#post-7803789
Есть некоторые результаты измерений аналогичного генератора, вот человек отчет написал.
http://www.radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=747680
У него получилось что на номинальных оборотах, которые там где-то вдвое выше чем те которые я считаю правильными для своей задачи - напряжение холостого хода аж 850 вольт.
Ну это и я могу на одном из своих кипоров повторить, что-то мне показалось многовато. Заодно померяю именно на тех оборотах которые мне и нужны.
Есть некоторое количество проволоки, не толстой, но можно в несколько раз сложить, еще и мотаться легче будет.
Хотелось бы получить например 13А при 17.5В - именно столько сейчас выдает орионовский зарядник.
Можно бы и больше ампер с учетом того, что часть пойдет в нагрузку, а остальное в аккум. Но подозреваю что в пазы этого статора просто не влезет столько меди чтобы получить порядка 20А тока.
Главный вопрос - сколько витков мотать? Какая ЭДС холостого хода должна получиться чтобы под нагрузкой было 17.5 вольт?
Проволоки хватит только на один эксперимент - именно поэтому никак не могу решиться
Неожиданно оказалось что даже в дорогом Чипе-и-Дипе достаточно толстой проволоки в наличии нет! Пытался попросить знакомых купить - и облом. А там где есть - продают только в оптовых количествах.

 

Не совсем понял, как влияет вентилятор на кпд и про какое возбуждение идет речь - там же постоянные магниты?
И еще непонятно, почему же такой низкий кпд - у самого двигателя должно быть около 30%, у генератора не менее 80% а в сумме в 2 раза ниже - 12%

 

Возьмите цифру удельного расхода из паспорта на двигатель, посчитайте по ней кпд.
Для Кипора IG1000 получается 17%. И это по данным производителя, в действительности конечно меньше.