Генератор для установки мощностью в одну солдатскую силу, Выбор типа и и конкретного генератора (двигателя) Опции

[bUg128]

Добрый день!

Возникла задача сделать генератор приводимый в действие человеком по принципу велосипеда/велотренажера - человек крутит педали вращая тем самым генератор.
Помогите плз определиться с типом (и возможно конкретной моделью) генератора для данной задачи при следующих условиях:

1. Скорость вращения генератора 10-80об/мин, номинальная - 60 об/мин. Никаких редукторов. Генератор должен иметь выход вала на обе стороны, шатуны с педалями крепятся прямо на вал.
2. На выходе нужно получить не менее 100W, в идеале 300W. Желательно, если это возможно, получить напряжение 60V при номинальной частоте вращения, но не ценой снижения КПД - тогда проще преобразовать до нужного значения.
3. Максимально возможный КПД

Незнаю даже как определиться какая схема генератора будет наиболее эффективна - знаний нехаватает. Есть только мысль попробовать вентильный или шаговый двигатель - первое что приходит в голову, из-за отсутствия коллектора КПД должен быть выше чем у коллекторого двигателя/генератора....

Просьба покритиковать выбор и по возможности предложить что-то лучшее и объяснить критерии ;-)

Сообщение отредактировал bUg128 - May 25 2010, 14:25

[SSerge]

За неимением можно заслушать спецов по трансформаторам.
Факторы, ограничивающие мощность трансформаторов, по сути те же самые что и для моторов и генераторов.
Мощность пропорциональна частоте, размаху индукции и сечению магнитопровода, сечению меди (площадь окна под обмотку) и допустимой плотности тока в проводе.

Плотность тока ограничена перегревом обмотки и сильно зависит от условий охлаждения.
Индукция ограничена применяемыми материалами, в данном случае - полем, которое могут создать постоянные магниты.
При повышении частоты растут потери в магнитопроводе, опять всё сводится к охлаждению.

Но в целом повышение частоты за счёт скорости вращения и увеличения числа пар полюсов выгодно, т.к. позволяет уменьшить объём и вес конструкции.

Редуктор тоже вносит свои потери, но в целом представляется что оптимум где-то в районе 400 - 1000 Герц (дальше сильно растут потери в железе) и эту частоту нужно обеспечить за счёт редуктора и числа полюсов.

[bUg128]

Редуктор тоже вносит свои потери, но в целом представляется что оптимум где-то в районе 400 - 1000 Герц (дальше сильно растут потери в железе) и эту частоту нужно обеспечить за счёт редуктора и числа полюсов.

Чем ограничивается частота сверху это какбы ясно. Неясно какие проблемы возникают при низких оборотах и малом числе полюсов. Уменьшается напряжение - это тоже понятно. Но что мешает получить требуемую мощность за счет бОльшего тока. Неужели дело только в активном сопротивлении обмоток?