Проектирую энергосистему бесперебойного питания для велосипеда с литиевым аккумулятором в качестве накопителя энергии. Для неё мне нужен генератор выходной электрической мощностью около 15 Вт, работающий при частоте вращения ротора от 1000 до 8000 об/мин, с напряжением, управляемым в пределах от 3 до 5 Вольт. По всей видимости, для этого придётся приспособить коллекторный электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением (переделать на независимое). А какой мощности должен быть двигатель? И какой двигатель можно взять?

Двигатель, главное, с высоким КПД. Мощность - в 1,5-2 раза мощнее 15 Вт, зависит от ном. оборотов. Можно считать, что мощность падает пропорционально оборотам. Есть ли такие с параллельный возбуждением - не знаю. Мож., придется взять коллекторный и приделать к нему повышающий имп. стабилизатор. От миксера можно попробовать, однако они на втулках с толстой осью, трение большое. И обмотку возбуждения перематывать.

Мож, шаговик гибридный или pmsm от капстана видака поможет?

А зачем с возбуждением? Может проще с постоянным магнитом? У Вас же велосипед в одну сторону вращать будет его?

Он явно хочет возбуждением регулировать напряжение. Насчет миксера я был неправ, тот мотор на высокое напряжение. Мотор с постоянными магнитами позволяет сэкономить энергию возбуждения. 15 Вт с параллельным возбуждением - я о таких не слышал, тем более на 3-4 В.

С чего вы все решили, что двигателю оборотов мало будет?
Предположим, предельная скорость движения 10 м/с (36 км/ч), что близко к истине, и двигатель при этом совершает 8400 об/мин (140 об/с), тогда оборот двигателя соответствует 7,14 см пути. Воздьмём минимальную скорость движения 1,5 м/с (5,4 км/ч), тогда двигатель будет совершать 21 об/с, 1260 об/мин. Вроде у коллекторных у многих номинальная мощность при оборотах около 1500 об/мин?
Возбуждение - да, именно для регулировки напряжения. Кстати, а реально ли сделать "анти-возбуждение" на двигателе с постоянными магнитами - поместить на магниты обмотки и пропускать по ним ток, создающий магнитное поле, направленное против магнитного поля постоянных магнитов?

Какой-то (как это почти по юго-осетински звучит...) Вы странный велосипед придумываете для своего велосипеда....
Зачем регулировать магнитное поле статора? Вредно будет влиять на Ваш велоКПД. И скорость упадет. и обмотка будет греть окружающий зеленый Мир. Легче понижать (повышать... или что хотите) электронным преобразователем после генератора.

Насчет оборотов - мало будет, если обороты будут меньше номинальных. Регулировать магнитное поле статора трудно, в общем. Требует такой мощности, что не имеет смысла. Маломощные моторы с ном. 1500 и даже 1000 об/мин действительно есть.

Ну хорошо, двигатель, последовательно с ним ключ, дроссель, получится понижающий импульсный преобразователь без гальванической развязки (ибо не нужна ) но если учесть, что после него идёт ещё один, повышающий (от 3,7-4,2 Вольта мало что запитаешь), мне кажется, КПД будет ещё ниже, чем с "антивозбуждением" ))
После повышающего от 3,6-4,2 до 15 Вольт преобразователя (с какой-нибудь простейшей стабилизацией) предполагаю установить:
1) конечные стабилизаторы на 12; 9; 6; 5: 4,5; 3,6; 3; 1,5 Вольта. Естественно, импульсные
2) драйверы светодиодов освещения и внешних световых сигналов. Естественно, тоже импульсные
Что от этого будет работать:
1) Индикатор заряда батареи и зарядного/разрядного тока
2) Цифровой спидометр
3) Возможно, зарядное устройство для телефона (прямо 4,5 ему в гнездо, плюс индикация - есть зарядка, нет зарядки)
4) Светодиоды освещения и световых сигналов
5) MP3-плеер, с наружным микрофоном и интеллектуальным микшированием наружных звуков с музыкой (в разработке)
6) На отдалённую перспективу - устройство связи между соседними велосипедами (в разработке).

Сообщение отредактировал motoprogger - Aug 21 2008, 16:29

Понижать с макс. 40 вольт(5..40) до аккумулятора - потери получаются от 10 до 20%, основные потери - на обратном диоде чоппера. На 40 вольт шотке падает 0,5 вольта. Основное время по шоссе велосипед едет 22-24 км/ч(если я на нем сижу ). При этом можно рассчитывать на 15% потерь. Ну ежели найдется подходящий мотор - мож., будет лучше. Кстати, повышать до неиспользуемых 15 В не имеет смысла. Вроде 12 В надо - так до них, а с них питать все остальное.

Да уж, планы наполеоновские.
Тогда для начала надо ставить акумулятор с подзарядкой от генератора.

Тогда ужесточаются требования к стабилизации

Вроде бы MOSFET-транзисторы (типа IRF540) в открытом состоянии отлично проводят (с одинаковым сопротивлением) как в прямом, так и в обратном направлении, хотя не проверял. Правда, обратное напряжение они держат небольшое (<1 В), но параллельно транзистору всегда можно включить импульсный диод, чтобы в момент переключения транзисторов на нём не оказалось обратного напряжения. Это позволит сократить потери.

Так и собирался - сначала спроектировать преобразователь от генератора, совмещённый с устройством управления зарядом аккумулятора, и запитать какую-нибудь лампочку прямо от акума, собрать, потестировать, погонять... если будет работать, следующий шаг - второй преобразователь, после него - остальные. А потом уже всё, что от них работать будет.

вообще-то в MOSFET всегда существует паразитный обратный диод =)

Да, уже посмотрел. И в IRF540 он может пропускать больше, чем канал =)

Это уже синхронный выпрямитель. Усложняется схема, чтобы подобрать 5-7% КПД. А что касается ужесточения требований - 34063 отлично держит напряжение(пока может). Скажем, в пределах 3-5%, а обычно 1%.