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

[Microwatt]

Ну, 300 ватт даже сцепка солдат+фельдфебель-ускоритель не выдадут. Разве что, по учебно-показательной тревоге 3-5 минут.
Длительная нагрузка (ходьба налегке по ровной дороге) требует порядка 60-70 ватт. С легким пыхтением - ватт 100 будет, но еще же КПД привода и самого генератора.

[injener]

+ дополнительная проблема - стабилизация либо оборотов вала генератора (не знаю даже как), либо выходного напряжения (тут без преобразователя не обойтись). Кстати, а выходное напряжение постоянное или переменное?

[Tanya]

, в идеале 300W.

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

Боюсь, он у Вас долго не протянет. Такая мощность эквивалентна подъему дяденьки весом 100 кг со скоростью 30 см/с. Это значит, что он за час поднимется на 1200 метров. Боюсь, что это под силу далеко не каждому альпинисту. Может, и никому.

Длительная нагрузка (ходьба налегке по ровной дороге) требует порядка 60-70 ватт.

Может, это данные для любителей худеть и считать калории - затраты, а не полезная работа?

[bUg128]

Ну, 300 ватт даже сцепка солдат+фельдфебель-ускоритель не выдадут. Разве что, по учебно-показательной тревоге 3-5 минут.
Длительная нагрузка (ходьба налегке по ровной дороге) требует порядка 60-70 ватт. С легким пыхтением - ватт 100 будет, но еще же КПД привода и самого генератора.

Боюсь, он у Вас долго не протянет. Такая мощность эквивалентна подъему дяденьки весом 100 кг со скоростью 30 см/с. Это значит, что он за час поднимется на 1200 метров. Боюсь, что это под силу далеко не каждому альпинисту. Может, и никому.


Может, это данные для любителей худеть и считать калории - затраты, а не полезная работа?

Ну вообще-то по моим прикидкам 100W тренированный человек выдаст достаточно длительное время, но это грубые прикидки, может и 70. 300 - это какбы пиковая мощность, в течении нескольких минут, и как я указал выше такая возможность лишь желательна если это получится реализовать малой кровью, основное - 100W

+ дополнительная проблема - стабилизация либо оборотов вала генератора (не знаю даже как), либо выходного напряжения (тут без преобразователя не обойтись). Кстати, а выходное напряжение постоянное или переменное?

Это не важно - в любом случае электроника будет регулировать отбираемую от генератора мощность в зависимости от заданного режима (выносливости "солдата" и как он хочет крутить - легко и долго либо тяжело но по чуть-чуть и с большими переывами) и необходимого тока заряа буферного аккумулятора + некое подобие MPPT. Указанные выше 60V просто чтобы был понятен порядок напряжения.

Электронику я здесь не обсуждаю, только сам генератор.

[injener]

Так все таки, какое требование по напряжению - постоянка или переменка?

[bUg128]

Так все таки, какое требование по напряжению - постоянка или переменка?

Ну яж написал - в любом случае будет преобразователь такчто это неважно. На выходе преобразователя/контроллера - постоянка. Что даст генератор разницы нет, главное КПД. С точки зрения КПД постоянка лучше (всеравно выпрямлять) но единственный известный мне генератор выдающий постоянку - униполярный, и насколько я заню эффективность у него настолько низкая что экономия на выпрямителе ничего не даст.

[wla]

Боюсь, он у Вас долго не протянет. Такая мощность эквивалентна подъему дяденьки весом 100 кг со скоростью 30 см/с. Это значит, что он за час поднимется на 1200 метров. Боюсь, что это под силу далеко не каждому альпинисту. Может, и никому.

Может, это данные для любителей худеть и считать калории - затраты, а не полезная работа?

Суточная потребность мужчины-спортсмена 5000ккал= 21 000 000 дж.- это энергия
Мощность = энергия/ время=21 000 000/(24*60*60)=243Вт
С учетом КПД (как у ДВС=40%)
Рчел= 97Вт
Т.е долговременно с человека нельзя снимать более 100Вт
в принципе это соотносится с:
http://biomeh.ru/index.php?option=com_cont...32&Itemid=6
Если человека посадить за велосипед и заставвить крутить динамку со средней скоростью соответсвующей 15км/час, то Ватт 70 можно снять (Учитвывая КПД динамо-машины)
В качестве динамо-машины можно поставить двигатель от вентилятора радиатора ВАЗ2109-ВАЗ2110 (110Вт) через цепь
А можно поставить и собственно генератор от машины, нужно только цепь возбуждения переделать

[Tanya]

Суточная потребность мужчины-спортсмена 5000ккал= 21 000 000 дж.- это энергия
Мощность = энергия/ время=21 000 000/(24*60*60)=243Вт
С учетом КПД (как у ДВС=40%)
Рчел= 97Вт
Т.е долговременно с человека нельзя снимать более 100Вт

Ну очень несогласная. Ваш спортсмен круглосуточно работает? Он еще может совсем не есть... денек. Как раб на галерах...
И КПД, думаю, ниже. А 100 ватт - правильная оценка на пару часов только. Ошибки в разную сторону.

[wla]

Ну очень несогласная. Ваш спортсмен круглосуточно работает? Он еще может совсем не есть... денек. Как раб на галерах...
И КПД, думаю, ниже. А 100 ватт - правильная оценка на пару часов только. Ошибки в разную сторону.

100Вт- это максимальные оценки, реально все значительно хуже.. ( это из опыта разработки велоэргометров в 1992году)
Но.. будем считать, что во взводе 12 солдат.. каждому по 2 часа крутить педали.. пока заряжается командирский ноутбук, а сам он в это время смотрит телевизор.. :-)

[Guest_@Ark_*]

Возникла задача сделать генератор приводимый в действие человеком по принципу велосипеда/велотренажера - человек крутит педали вращая тем самым генератор... На выходе нужно получить не менее 100W, в идеале 300W...

В идеале, Вам нужен не человек, а лошадь. Или, хотя бы, половина лошади: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B.%D1%81.

[тау]

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

Электронику я здесь не обсуждаю, только сам генератор.

извиняюсь за офф, но к вопросу надо подходить системно.
как в видеоролике http://slil.ru/29203769 (3.5Мб)

[bUg128]

Спасибо, я надеялся что ели не ответы по делу то позитива точно получу ;-)

По делу - в том что получить с человека НЕКОТОРОЕ ВРЕМЯ 50-100 ватт вполне реально думаю не сомневается никто
Вопросы были:
1. какой тип генератора будет наиболее эффективне с учтом описанного в стартпосте
2. насколько оправдано применение вентильных и шаговых двигателей в качестве генераторов
3. может ли кто-то посоветовать конкретную модель генератора или двигателя с учетом требований в стартпосте

Спасибо всем участникам темы :-)

[314]

Такие штуки в советское время вроде бы делались серийно для армии, радиостанции питать. Наверное можно попробовать поискать готовые конструкции и узнать отзывы о проблемах эксплуатации. Просто чтоб не наступать на те же грабли.

[bUg128]

Такие штуки в советское время вроде бы делались серийно для армии, радиостанции питать. Наверное можно попробовать поискать готовые конструкции и узнать отзывы о проблемах эксплуатации. Просто чтоб не наступать на те же грабли.

Да именно такая штука и планирует делаться, проблема в том что эти штуки разрабатывались очень давно и есть сомнения в эфективности примененных там генераторов (хоть я и незнаю что конкретно там использовалось). Да и готовые не попадались (или искал плохо) только слышал о существовании.
В любом случае думаю правильнеее не от готовой конструкции а от генератора плясать.