Самодельный генератор

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Хотя общие принципы построения этих блоков известны, но в импульсной технике "дьявол в мелочах" - от того они и дохнут, а не потому что элементы плохие. Повторять китайский блок один к одному смысла нет - будет дохнуть точно также.
Разработать схему правильного блока - не уверен что у меня хватит квалификации. То есть родить что-то работающее я способен, но не факт что оно не будет дохнуть также как китайское.
Есть мысль превратить один из моих Кипоров в "тупой зарядник" для аккумуляторов, а 220в получать от инвертора, который и надежнее и смолой не залит, то есть вполне ремонтопригоден в отличие от блоков электроники Кипора.

 

Сегодня был очередной "подход к снаряду"
И я таки нашел почему капризничал блок от YANGKE. Оказалось, в разъеме подключения обмоток генератора был плохой контакт. Там разъемы в плату впаяны, вот кривовато и впаяли. Многократные втыкания и подгибания позволили заставить блок работать. А когда заработал - оказалось что он совсем не такой как штатный блок от Кипора. Ну во-первых у него на выходе классическая "прямоугольная синусоида" с паузой в нуле, амплитуда около 230 вольт судя по тому что показал мой антикварный осциллограф С1-55. При этом антикварный китайский мультиметр (родом из 90х) показывает как раз эти 230 вольт. Меня такое прямоугольное электричество устраивает так как зависимых от синусоиды нагрузок у меня для Кипора нет, а компьютерам, видикам и музыке понятное дело пофиг - они же от не менее китайского инвертора нормально работают.
Есть предположение, что блок, формирующий "прямоугольник",должен быть надежнее чем пытающийся изобразить синусоиду с помощью ШИМ - так как частота работы силовых ключей ниже. Опыт использования KGE980Tc с первыми версиями блоков это вроде как подтверждает - они самые долгоживучие оказались.

А вот еще приятные особенности: блок yangke держит _значительно_ более низкие обороты чем штатный IG1000. Измерять было лень, но на слух около 2800-3000. Это при включенном "экономичном режиме". Если выключить - то около 5тыс,примерно как у штатного блока "экономичный режим". Алгоритм регулирования оборотов тоже другой - при увеличении нагрузки обороты не растут, дроссель приоткрывается лишь ровно настолько чтобы они не падали.
Да, это приводит к снижению максимальной допустимой мощности. В частности в "экономичном режиеме" нагрузка ограничена 350-400 ватт, но это у меня при питании пропаном, на бензине может быть чуть больше будет. Зато на типичной для моего дома нагрузке порядка 150-200 ватт расход газа упал так, что пришлось топливную аппаратуру перенастраивать на меньшую подачу. Также из-за снижения оборотов явно должен увеличиться моторесурс двигателя. Шум кстати тоже уменьшился, хотя из сарая его и так не особо слышно. Вот разве что с газовой топливной аппаратурой придется повозиться - разрежение, создаваемое двигателем, и так мало, а тут еще меньше стало, в результате подача топлива немного нестабильна и обороты двигателя иногда слегка покачиваются, что, впрочем, смущает меня чисто эстетически, потому что на вырабатываемое электричество это не влияет вообще никак.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что Kipor IG1000 с блоком от YangKe превращается почти в тот самый "генератор 200-300 ватт" который искали в одной из соседних тем. Лишь бы электронный блок попался нормальный, а не как у меня случилось. Кстати - вспомнилась мелочь: почему-то у yangke полярность присоединения индикаторных светодиодов отличается от штатного блока Кипора. Если хочется чтобы они работали - надо поменять местами контактики в разъеме.

 

Генератор какой был ? А зимой как отапливал - через водяной контур ?

 

Непомню, какой-то промышленный.

да

 

А сколько он тепла давал ? Стоит это в расчет вообще принимать ?
И сколько жрал при нагрузке в 1-2 кВт ?

Сейчас думаю - стоит или нет заморачиваться с Оковским движком. Или просто гену купить 4-5кВт.
Мне в принципе 1.5-2 кВт хватит с резервом до 4-5 на пусковые.

Но движок еще и греет. Понять бы еще сколько с него тепла.

 

На самом деле тепла не очень много.
Маленький, хорошо утепленный гараж, впринципе согреет. но тут вопрос в том, что он должен при этом молотить круглосуточно.

 

Я не замерял, сколько он ест без нагрузки, но по ощущением не очень много меньше.

Вообще, это не самый экономичный вариант на самом деле.
Просто мы его собрали из того, что валялось в гараже.
А уж для 1-2-х киловатт однозначно дороговато будет.

 

Понял.

 

Как раз это понять просто. Точно посчитать это можно через теплотворную способность топлива, съеденное его количество и количество энергии, потребляемой в виде электричества (в час или в день). Неочевидная тонкость - тот факт, что при бытовом потреблении вся электрическая энергия в конце концов переходит в тепло, и если она потребляется внутри дома (а не для уличного освещения) то она дом греет.
В приближенных расчетах можно считать теловую мощность генератора с ДВС как грелки примерно втрое больше чем на нем написано мощности электрической. То есть киловаттный генератор способен быть отопительным прибором мощностью 3квт если всё электричество потребляется внутри дома и теплообменниками хорошими двигатель обвешан для улавливания тепла выхлопа.
Тепловая мощность топки среднеобычной домашней дровяной печки - киловатт 20. Тоже через расход дров за час посчитать можно легко, только учтите что дрова у вас сырые и внесите поправку в справочные данные по их теплотворной способности так как она для сухих дров написана.
Это значит, что учитывая несовершенство теплообменников, можно пытаться использовать как отопительный прибор двигатель электростанции паспортной мощностью киловатт 10.
Это означает, что если вы и так имеете средства на отопление дизтопливом или газом - то можете сжигать то или другое в ДВС, получая не только тепло но и электричество как полезный побочный продукт, в отличие от сжигания в котле, который электричества не дает, только тепло. Если же ДВС применяется только для электроснабжения - то очень немного тех, кому нужно 7-10квт электроэнергии в длительном режиме и у кого есть столько лишнего топлива. А ДВС меньшей мощности дом особо не натопит. Разве что весной/осенью как дополнительный маломощный источник тепла.
Знаю человека, который в октябре-ноябре еще живет на своей даче и топит ее газовыми обогревателями. Большой баллон пропана уходит за три дня. А мои домашние маленькие Кипоры съедают такой же баллон дней за десять, а то и две недели.
То есть в качестве отопительного средства они смысла не имеют.

 

Завтра мне для экспериментов привезут Kipor IG1000 со сгоревшим инвертором. Пока основная мысль: перемотать силовые обмотки, так чтобы на выходе трехфазного моста получить примерно 60 В постоянки (по моим прикидкам для этого нужно количество витков уменьшить в 5 раз). Это нужно для работы на зарядку 48В батареи аккумуляторов и далее на инвертор 48V->220V. Хочется полностью заменить штатный электронный блок управления карбюратором, и новый сделать на Arduino.
Вот примерное техническое задание, как я его вижу:
1) Обеспечить регулировку напряжения на выходе генератора путем управления штатным шаговым мотором заслонки карбюратора. Для этого использовать стандартный драйвер шагового мотора типа L293D.
2) Обеспечить индикацию на экране (lcd 16x2) напряжения, тока (напряжение Arduino измерять умеет, ток измерять через ACS756), частоты вращения коленвала (arduino умеет), моточасов, температуры в разных точках агрегата (размещаем датчики DS18B20).
3) Защиту от перегрузок по току, напряжению, резкому снижению оборотов мотора и перегреву путем отключения нагрузки или мотора при этих событиях.
Из необязательных, но возможных функций, можно повесить на микроконтроллер управление зажиганием и обеспечить оптимальное опережение, и можно прикрутить к контроллеру SD карточку для сбора статистики.
Это программа-минимум, с ней более менее все ясно и проблем быть не должно, т. к. по отдельности в различных проектах эти функции я уже реализовывал, и осталось их собрать воедино.
Однако очень хочется в генераторе иметь стартер. Вариант установки стартера от мопеда кажется сложным, поэтому появилась идея использовать сам генератор как стартер. Для этого предполагается параллельно диодному 3-фазному мосту поставить транзисторный з - фазный мост с управлением от того же контроллера (через драйверы IR2111), с питанием от тех же аккумуляторов 48В и с помощью этого моста крутануть генератор (нагрузка генератора при этом, естественно, должна быть отключена, а то вечный двигатель получится). Главный вопрос: может ли это сработать? Может кто-то пробовал уже?
Если это получится, то функционал генератора можно будет значительно расширить: можно сделать автозапуск прямо на этом же контроллере (нужно только добавить привод заслонки подсоса), можно сделать запуск по расписанию, по уменьшению напряжения аккумуляторов и т. д. И тогда генератор станет просто мечтой автономщика.

 

Обитаемые сараи у граждан имеют очень разные теплопотери. Иногда гражданам хватает электроотопления которое с электростанции с кпд обычно меньше 20 процентов выходит. Поэтому если еще в 2..3 раза мощнее тепла будет - это мож и с избытком получится и придется регулировать широтноимпульсной модуляцией мощщу отопления.

 

У синхронного двигателя нулевой пусковой момент. Гы. Но можно использовать как вентильный - там уже будет побольше нуля. Но для вентильного надо добавлять датчики положения ротора. Конечно на микроконтроллере это все решается, но когда он заглючит - транзисторное хозяйство эпически погорит, возможно вместе с обмотками.

 

Чтобы это стало мечтой малоимущих - оно должно иметь кпд выше 20..30 процентов при мощще около 200..500 ваттов или меньше. А для этого двигатель того кипора подходит имхо достаточно слабо. Потому что он сделан чтобы быть легким двигателем мелкой электростанции для развлечения многоимущих (и генератор там тоже такой же). А им пофиг на кпд достаточно сильно.

Всяко его надо сильно тормозить - при этом напряжение само сильно упадет - а при этом перематывать обмотки может будет безсмыслено - лучше на заряднике акб просто принимать чуть повышеное напряжение (от этого мож и кпд повыше будет).

 

Малоимущие топят газом - а при этом закрытие заслонки без надобности.

 

У меня тоже несколько лет назад была идея сделать управление Кипором на микроконтроллере Atmega16,тем более что оно у меня есть и программировать такое я хорошо умею. Основной проблемой в условиях сельского радиолюбительства оказалось измерение тока так как микросхемные датчики на небольшие токи (10-20А) весьма труднодоставаемы, а использование токоизмерительных шунтов - дело довольно заморочное.
Вместо штатного шагового двигателя хотел использовать авиамодельную сервомашинку Hitec (тоже есть в наличии),потому что у шагового двигателя встроенный редуктор имеет неприлично большой люфт и к тому же нет обратной связи по фактическому положению заслонки.
Однако потом оказалось, что действительно экономичные двигатели Кипор KG40 перестали производить, а KG140 и KG144 отличаются хреновым КПД, как совершенно верно заметил AndreyNS. И переделка этих двигателей затруднена тем, что цилиндр и головка это у них _одна_ деталь, следовательно уменьшить камеру сгорания весьма сложно.
Разумеется, это всё не отменяет возможности вышеописанной переделки Кипора, но вот "мечтой автономщика" он увы не станет. Уж слишком низкий КПД.

Возможных варианта вижу два:
- использовать двигатель 168FE,возможно повесив на него генератор от Кипора. Уменьшить (сильно) размер камеры сгорания и повернуть распредвал в сторону позднего открытия-закрытия клапанов. Получится некоторое приближение к циклу Аткинсона-Миллера и есть шанс что расход будет достаточно мал.
- использовать двигатель от четырехтактного скутера, опять же поменяв его генератор на кипоровский, ну и отрезав ему "ногу". Кстати, добыть картер с разбитой "ногой" весьма не сложно. Здесь в плюсе - небольшой объем цилиндра и очень доступные запчасти. В минусе разве что внешний вид и вероятно необходимость аргоновой сварки для переделывания двигателя в стационарный.

В обоих случаях вероятно придется обмотки генератора перематывать чтобы избавиться от ненадежного инверторного блока и заряжать аккумы напрямую. Током зарядки рулить меняя обороты двигателя.