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 ;-)
Полная версия этой страницы: Генератор для установки мощностью в одну солдатскую силу
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Электрические машины, Электропривод и Управление
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.
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.
+ 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?
Цитата(bUg128 @ May 25 2010, 18:22) 
, в идеале 300W.
Просьба покритиковать выбор и по возможности предложить что-то лучшее и объяснить критерии ;-)
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.
Цитата(Microwatt @ May 25 2010, 18:42)
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?
Цитата(Microwatt @ May 25 2010, 17:42)
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.
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.
Цитата(Tanya @ May 25 2010, 18:06)
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?
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
Цитата(injener @ May 25 2010, 17:46)
+ 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.
Так все таки, какое требование по напряжению - постоянка или переменка?
Цитата(injener @ May 25 2010, 19:23)
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.
Цитата(Tanya @ May 25 2010, 19:06)
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?
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
Цитата(wla @ May 25 2010, 20:47)
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
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.
Цитата(Tanya @ May 25 2010, 21:08)
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.
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.. :-)
Цитата
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.
Цитата(bUg128 @ May 25 2010, 18:22)
Просьба покритиковать выбор и по возможности предложить что-то лучшее и объяснить критерии ;-)
Цитата(bUg128 @ May 25 2010, 20:21)
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)
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 :-)
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 :-)
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.
Цитата(314 @ May 25 2010, 23:22)
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.
Цитата(bUg128 @ May 25 2010, 23:53)
В любом случае думаю правильнеее не от готовой конструкции а от генератора плясать.
А попробуйте все-таки поплясать на обычном велосипеде с коллекторным двигателем через цепную передачу.
После пары часов в седле и решения созревать быстрее будут.
Потом потратите время и деньги, сделаете генератор супер-вупер. Но характеристики системы вырастут всего процентов на 20. Больше полкиловаттчаса в смену вряд ли выкачать.
Цитата(Microwatt @ May 26 2010, 02:50)
А попробуйте все-таки поплясать на обычном велосипеде с коллекторным двигателем через цепную передачу.
После пары часов в седле и решения созревать быстрее будут.
Потом потратите время и деньги, сделаете генератор супер-вупер. Но характеристики системы вырастут всего процентов на 20. Больше полкиловаттчаса в смену вряд ли выкачать.
После пары часов в седле и решения созревать быстрее будут.
Потом потратите время и деньги, сделаете генератор супер-вупер. Но характеристики системы вырастут всего процентов на 20. Больше полкиловаттчаса в смену вряд ли выкачать.
Уже пробовал, с вентильным двигателем. 100W электрической мощности + ехать - тяжело и недолго но поучается, это при том что физ форма у меня никакая + потери. Но экспериментировать в лоб с разными типами генераторов накладно и долго, вот и решил спросить совета дабы сузить куг. Насчет полкиловатта в "смену" на большее я и не рассчитываю
Обычный вентильный движок на постоянных магнитах в роторе. Ватт на 300. И то только потому, что сейчас коллекторы нормальные делать разучились. НО редуктор все-равно нужен будет. Желательно ременный, а то шестерни жужжат. Выпрямитель синхронный на полевиках. Ну и стабилизатор отбираемой можности, желательно с простейшим указателем для человека, а то оптимальный режим обороты-усилие уж очень индивидуален. Маховик незабыть, а то зависание педалей в мертвой точке будет очень некомфортным.
Цитата(khach @ May 26 2010, 12:23)
.... Ну и стабилизатор отбираемой можности, желательно с простейшим указателем для человека, а то оптимальный режим обороты-усилие уж очень индивидуален.
Имхо стабилизатор отбираемой мощности доставит много дискомфорта солдатику. Чем больше устал - тем медленнее будет крутить и тем сильнее нужно нажимать на педали (если стабилизатор стоять будет ) . А надо с точностью до наоборот: устал - покрути медленнее с меньшим усилием, но крути. В качестве буфера - аккумулятор или большой маховик , килограммов на 200. имхо
Цитата(тау @ May 26 2010, 13:37)
А надо с точностью до наоборот: устал - покрути медленнее с меньшим усилием, но крути.
Смены тогда надо не часами отмерять, а киловатт-часами. Чтобы не халявничали.
То есть, либо крутишь от души 2 часа, либо вполсилы, но 4 часа. А то и больше, если характеристика нелинейная.
Цитата(khach @ May 26 2010, 11:23)
Обычный вентильный движок на постоянных магнитах в роторе. Ватт на 300.
Ну субъективно я так и подумал и собственно такой вариант пробовал, но оптимальный режим при значительно бОльших оборотах, и вопрос чем именно вентильный в режиме генератора будет отличаться от шагового?
Редуктор отпадает однозначно - потому и думаю про шаговый - есть впечатление что можно при прочих сравнимых данных получить требуемую мощность при меньших оборотах и большем моенте на шаговом. Только аот обосновать или опровергнуть такое свое впечатление не могу.
Цитата(bUg128 @ May 26 2010, 14:08)
Ну субъективно я так и подумал и собственно такой вариант пробовал, но оптимальный режим при значительно бОльших оборотах, и вопрос чем именно вентильный в режиме генератора будет отличаться от шагового?
Редуктор отпадает однозначно - потому и думаю про шаговый - есть впечатление что можно при прочих сравнимых данных получить требуемую мощность при меньших оборотах и большем моенте на шаговом. Только аот обосновать или опровергнуть такое свое впечатление не могу.
Редуктор отпадает однозначно - потому и думаю про шаговый - есть впечатление что можно при прочих сравнимых данных получить требуемую мощность при меньших оборотах и большем моенте на шаговом. Только аот обосновать или опровергнуть такое свое впечатление не могу.
Напряжение будет зависеть как производная от потока. А так как в шаговом двигателе полюсов больше (или в BLDC двигателе с большим числом пар полюсов), и за один оборот поток будет менятся большее количество раз, то нужное напряжение можно получить при меньшей скорости вращения..
Можно этот же поток увеличить силой магнитов..
Например в ВАЗовский генератор в обмотку возбуждения закачать больший ток, и выходное напряжение увеличится при той же скорости..
Как пример можно взять ВАЗовский генератор и аккумулятор, и зацепить все это через ремень.. Чем сильнее солдатик крутит, тем быстрее заряжается аккумулятор, слабо крутит- будет дольше крутить. А производительность оценивать в количестве заряженных за смену аккумуляторов. :-)
to bUg128: Вы такими темами окончательно отобъете у молодежи желание служить в армии... 
Купите маленькую мобильную электростанцию, например такую:
http://www.techel.ru/view_item.php?item=7079&mtype=1
По мощности - та же лошадь, только бензин вместо овса... 0,5 кВт/ч выдаст минут за 40.
Кружка бензина легко заменит напряженную работу взвода солдат в течении дня...
Купите маленькую мобильную электростанцию, например такую:
http://www.techel.ru/view_item.php?item=7079&mtype=1
По мощности - та же лошадь, только бензин вместо овса... 0,5 кВт/ч выдаст минут за 40.
Кружка бензина легко заменит напряженную работу взвода солдат в течении дня...
Цитата(@Ark @ May 26 2010, 14:48)
Кружка бензина легко заменит напряженную работу взвода солдат в течении дня...
Вы упускаете из вида воспитательный момент... Опора на собственные силы.
Цитата
Вы упускаете из вида воспитательный момент... Опора на собственные силы.
С такими воспитательными подходами, боюсь, скоро не кого воспитывать будет... Придется товарищу полковнику самому педали крутить, для просмотра интернета через командирский ноутбук...
Цитата(wla @ May 26 2010, 13:26)
Напряжение будет зависеть как производная от потока. А так как в шаговом двигателе полюсов больше (или в BLDC двигателе с большим числом пар полюсов), и за один оборот поток будет менятся большее количество раз, то нужное напряжение можно получить при меньшей скорости вращения..
Спасибо, практически первое сообщение по теме ;-)
Если рассматривать вариант без внешнего возбуждения (нужна возможность начала работы при полностью разряженном аккумуляторе) то кроме вентильного/шагового и коллекторного какие еще варианты есть? Ну еще и кроме униполярного ;-)
Кстати если кто-то посоветует толковые книжки не очень заумно с точки зрения физики/математики написанные то буду признателен, ато я тут больше флейм развожу ;-)
Тихоходные дорогие и громоздкие генераторы имеют частоту вращения 200-300об/мин.
Сделать генератор на 40-50 об/мин можно только в качестве технического курьеза.
Так что от мультипликатора не отказывайтесь, прямой привод сделать не получится..
Сделать генератор на 40-50 об/мин можно только в качестве технического курьеза.
Так что от мультипликатора не отказывайтесь, прямой привод сделать не получится..
Разбирал с целью ремонта немецкий велотренажер.
Там диск, вращаемый педалями через ремень, приводит в движение автомобильный генератор с самовозбуждением (BOSCH).
Соотношение 1:10 примерно. Все это нагружено на резистор 150Вт. Плюс Есть добавочный резистор с меньшим сопротивлением для формирования нагрузки при помощи ШИМ. Мерял напряжение - стабильно 13,5 В при вращении. Нагружал одной лампой 55Вт - работало. Больше нагружать - крутить уже невозможно.
Там диск, вращаемый педалями через ремень, приводит в движение автомобильный генератор с самовозбуждением (BOSCH).
Соотношение 1:10 примерно. Все это нагружено на резистор 150Вт. Плюс Есть добавочный резистор с меньшим сопротивлением для формирования нагрузки при помощи ШИМ. Мерял напряжение - стабильно 13,5 В при вращении. Нагружал одной лампой 55Вт - работало. Больше нагружать - крутить уже невозможно.
Вот передо мной лежит серийный BLDC стартер-генератор. Диаметр 60мм, ширина статора 20мм. Выдает 350вт при 6000 об/мин. напряжение- 48 вольт.
весит 380г.
Для того чтобы его вращать его со скоростью 60 об/мин надо диаметр увеличить в 10 раз. Получите диск 600мм диаметром и весом под 15 кг. Оно надо?
Поставьте все-таки повышающий редуктор.
весит 380г.
Для того чтобы его вращать его со скоростью 60 об/мин надо диаметр увеличить в 10 раз. Получите диск 600мм диаметром и весом под 15 кг. Оно надо?
Поставьте все-таки повышающий редуктор.
Цитата
Есть в спортивной медицине такой термин ПВЦ-170. Это когда человечий организм на тренажер сажают и заставляют педали крутить, чтоб сердце аж 170 ударов в минуту выколачивало, а сами время засекают – сколько до «больше не могу» испытуемый выдержит. Министерство Медицинской Промышленности хороший титановый «велосипед» сделало – полную копию того, что на ВДНХ в «Салюте-6» вверх тормашками висел. Позвали педальки покрутить на этом велосипеде какого-то чемпиона СССР по велогонкам. Ну тот пришел утречком, на велик сел, покрутил, быстренько вышел на 170 ударов в минуту, а потом с таким сердечным ритмом так и сидел до конца рабочего дня. Затем слез, утер пот и сказал, что договор с ним на пятьдесят рублей за пять часов. Вот он пять часов открутил, давайте мне полтинник, а крутить задаром он не хочет. Ну наша военно-медицинская братия от такого результата слегка опухла – из обычных курсантов никто больше пятнадцати минут ПВЦ-170 не выдерживал. Вот были спортсмены в советское время! И ведь без допингов. Когда настоящих летчиков-космонавтов на тренажер привозили, то результаты не сильно курсантские превышали – такую пытку мало кто до получаса выносил. Пришлось требования к сердечной нагрузке значительно понизить, чтоб на три-пять часов ежедневной космической тренировки выйти…
Цитата(Serj78 @ May 29 2010, 13:06)
Поставьте все-таки повышающий редуктор.
Редуктор - штука дорогая и тяжелая(если генератор будет в носимом исполнении). В место него я бы поставил зубчатый ремень. У передачи такого типа механические потери заметно меньше чем у клиновых ремней. Для экспериментов можно использовать ремонтный набор от электорубанка или другой подобной техники, куда входят два алюминиевых зубчатых шкива и зубчатый ремень .
zltigo, похоже именно эту ручную мясорубку (Э348М) я когда-то и крутил в походе. Шахтерские коногонки заряжали.
Ну, минут 15-20 еще сносно...
Ну, минут 15-20 еще сносно...
Цитата(bUg128 @ May 25 2010, 16:22)
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
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
Нету, наверное, таких моторов, генераторов, то есть. Велосипедных мотор-колёс с рекуперацией.
Примерно так бы выглядел:
http://canadianwind.e-earth.ca/images/ebik...bike_parts5.jpg
Только статор и ротор наоборот
Самому намотать катушки на болты и намагнитить магнит
http://imlab.narod.ru/Energy/Gen_18_19/Gen_18_19.htm
Цитата(perfect @ May 29 2010, 21:32)
Самому намотать катушки на болты и намагнитить магнит
http://imlab.narod.ru/Energy/Gen_18_19/Gen_18_19.htm
http://imlab.narod.ru/Energy/Gen_18_19/Gen_18_19.htm
Ох, сколько ж их, упертых, технически неграмотных самопальщиков дурью маются с тихоходным генератором! Просто какая-то навязчивая идея.
Вдумайтесь, 18 неодим-боровых магнитов, 6 килограмм меди и стали и что в итоге? На выходе 7 вольт и ток КЗ 600 мА. Ватта 2.5-3 максимум? Встречались умельцы и по 50 полюсов мотали два месяца от зари до зари...
Да любой серийный двигатель через нехитрый мультипликатор будет в 10-20 раз дешевле, проще, эффективнее.
Мультипликатор не умеем нарезать? Берите велосипед и фрикционный ролик к колесу. Та же велосипедная "динамка" только раз в пять помощнее. Или бабушкина швейная машинка - великолепный ременный мультипликатор с ножным приводом.
Цитата(Microwatt @ May 29 2010, 23:06)
Вдумайтесь, 18 неодим-боровых магнитов, 6 килограмм меди и стали и что в итоге? На выходе 7 вольт и ток КЗ 600 мА. Ватта 2.5-3 максимум?
Впечатляет.
Послушать бы ещё профессионалов не столько использующих электромоторы, а рассчитывающих.
Но, перевелись, наверное. Моторов всяких готовых - пожалуйста. Но с редуктором. - Лишняя запчасть
.
попалось
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.
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.
Странно, что никто не спросил у топикстартера, за какое время он хочет снять требуемые мощности. А то человек может за 2-3 минуты выдать киловатт. Более точные данные можно поискать в статьях, посвященных летательным аппаратам, приводимым в действие мускульной силой человека (не махолеты, а классические винтовые схемы, только мотор суть человек, крутящий педали).
Неочень по теме интереса топикстартера, но как-бы есть познавательный интерес про электромобили.
Логично, чтобы они были существенно упрощены заменой механики очень хитрой эффективной электроникой.
Механически вращающимся оставить лишь колёса и руль
Дык, и AC/AC, ведь, как раньше делали? - Механически - мотор - генератор.
Совсем оффтопик.
Для городских одно-две-жеппо-возок получается экологическая ниша лайт автомобильчиков. Нечто вроде 4-колёсной рамы, обтярутой плащевиной.
Не, небезопасно. Хоть им там и небыстро лётать по пробкам. Тогда, рамы с перманентно надутыми эрбэгами (Ну, ладно, и не без ещё надуваемых при коллизии.)
Да, во, так и теплоизоляция лучше железяки. Обычный автомобиль достаточно имеет чем греться, а где электромобилю брать обогрев? - Тогда хоть вставить его в термос.
Никуда он, - прогресс, не денется. Заменит железо супер-пупер материалами. Очень быстро, причём. За несколько лет. Потому что, ну не зря же сегодня делают автомобили именно с таким сроком жизни.
А ближе к теме - вот такой вот нагуглился:
Онсюда.
Обороты совпадают с пожеланиями, мощность, вольты не совпадают и что это - мотор.
Логично, чтобы они были существенно упрощены заменой механики очень хитрой эффективной электроникой.
Механически вращающимся оставить лишь колёса и руль
Дык, и AC/AC, ведь, как раньше делали? - Механически - мотор - генератор.
Совсем оффтопик.
Для городских одно-две-жеппо-возок получается экологическая ниша лайт автомобильчиков. Нечто вроде 4-колёсной рамы, обтярутой плащевиной.
Не, небезопасно. Хоть им там и небыстро лётать по пробкам. Тогда, рамы с перманентно надутыми эрбэгами
(Ну, ладно, и не без ещё надуваемых при коллизии.) Да, во, так и теплоизоляция лучше железяки. Обычный автомобиль достаточно имеет чем греться, а где электромобилю брать обогрев? - Тогда хоть вставить его в термос.
Никуда он, - прогресс, не денется. Заменит железо супер-пупер материалами. Очень быстро, причём. За несколько лет. Потому что, ну не зря же сегодня делают автомобили именно с таким сроком жизни.
А ближе к теме - вот такой вот нагуглился:
Онсюда.
Цитата
Номинальная мощность, Вт 120
Номинальное частота вращения колеса,мин-1 60
Максимальный пусковой ток, А 20
Максимальный пусковой момент, Н.м 35
Номинальный потребляемый ток, А 12
Номинальный вращающий момент, Нм 20
Масса мотор-колеса, кг 10,5
Номинальное частота вращения колеса,мин-1 60
Максимальный пусковой ток, А 20
Максимальный пусковой момент, Н.м 35
Номинальный потребляемый ток, А 12
Номинальный вращающий момент, Нм 20
Масса мотор-колеса, кг 10,5
Обороты совпадают с пожеланиями, мощность, вольты не совпадают и что это - мотор.
Нечто похожее на требуемый генератор, http://www.small-generator.com/Small%20Alt...20(YAF-80B).htm .
Правда оборотов там побольше так что без редуктора не обойтись. Мои друзия которые занимаются ветряками и соответственно тихоходными генераторами в один голос утверждают что при запрашиваемых скоростях получится "чудище" примерно 0.5м диаметром и килограм 10 веса.
Правда оборотов там побольше так что без редуктора не обойтись. Мои друзия которые занимаются ветряками и соответственно тихоходными генераторами в один голос утверждают что при запрашиваемых скоростях получится "чудище" примерно 0.5м диаметром и килограм 10 веса.
Цитата(SSerge @ May 30 2010, 11:24)
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?
Цитата(bUg128 @ May 30 2010, 23:57)
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?
Школьная физика мешает.
Проводник движется в магнитном поле.
Е=BLs (cos альфа).
В-индукция, L-длина проводника, s- скорость, косинус - учитывает направление.
Можем иметь какую-то конечную индукцию (качество магнита и магнитопровода, зазор), можем впихнуть какую-то обмотку с конечным сопротивлением, можем двигать проводник строго поперек поля. И ничего хорошего не получим при малой скорости. Увеличив количество полюсов с 2 до 20 при тех же оборотах получим в 10 раз большую скорость изменения потока в зазоре. Только так можно повысить отдачу тихоходного генератора при разумных его размерах.
На Красноярской ГЭС гидрогенератор делает , кажется, даже менее одного оборота в секунду. Так там ротор много метров и полюсов несчитано....
В габаритах трехлитровой банки делают 100-200 ватт тихоходные генераторы со скоростями 180-200 об/мин. Так они стоят - проще ведро батареек таскать или бензогенератор на тачке.
Ладно, с техникой вопроса более-менее всё понятно:- либо супер навороченный тихоход, либо редуктор к множеству имеющихся вариантов генераторов.
Вообще-то, теперь хочется задать главный вопрос- сколько всё это должно стоить?
И стоит ли овчинка выделки?
Вообще-то, теперь хочется задать главный вопрос- сколько всё это должно стоить?
И стоит ли овчинка выделки?
Цитата(Microwatt @ May 31 2010, 01:02)
Школьная физика мешает.
Проводник движется в магнитном поле.
Е=BLs (cos альфа).
Проводник движется в магнитном поле.
Е=BLs (cos альфа).
Спасибо но вопрос в токе, с напряжением, как я уже писал выше, ясно.
Как я понимаю ток будет зависеть ТОЛЬКО от площади сердечника катушки полюса и зазора, плюс ограничения по диаметру провода и насыщению сердечника. Это правильно? Ничего не забыл?
Цитата(bUg128 @ May 31 2010, 10:26)
Спасибо но вопрос в токе, с напряжением, как я уже писал выше, ясно.
Как я понимаю ток будет зависеть ТОЛЬКО от площади сердечника катушки полюса и зазора, плюс ограничения по диаметру провода и насыщению сердечника. Это правильно? Ничего не забыл?
Как я понимаю ток будет зависеть ТОЛЬКО от площади сердечника катушки полюса и зазора, плюс ограничения по диаметру провода и насыщению сердечника. Это правильно? Ничего не забыл?
Это закон Ома для полной цепи.
Максимальную мощность генератор развивает при КПД 50%. Однако, кому такой рекорд нужен? Нам же не мощность вообще нужна, а полезная мощность. Стараются, чтобы потери в меди были ну, не более 10% хотя бы.
Отсюда следует, что генератор нужно делать возможно высоковольтнее и с меньшим током.
Насыщение же сердечника от нагрузки никогда не будет. Это вытекает из первой формулы о трансформаторе - сумма магнитных потоков в магнитопроводе всегда равна нулю. Формулу нигде и никто не использует в расчетах, но для понимания принципа она очень важна.
Цитата(wla @ May 31 2010, 06:43)
Вообще-то, теперь хочется задать главный вопрос- сколько всё это должно стоить?
И стоит ли овчинка выделки?
И стоит ли овчинка выделки?
Наиболее эффективно человек может совершать работу (отдавать энергию) на так наз. эллиптических тренажерах - там и руки и ноги работают. Так вот. Эти штучки весят... за 50 кг. Внутри там спрятан тяжелый маховик с редуктором.
Приличные модели стоят больше 1000 долларов. Купить и переделать...?
Цитата
И стоит ли овчинка выделки?
Смотря что понимается под овчинкой. Если разрабатывается тренажер для учебно-тренировочных и воспитательных целей, с возможностью попутного получения небольшого количества электричества, то может быть и стоит. А если чисто для получения электроэнергии - не стоит в любом случае. Тому, кто будет крутить педали, потребуется дополнительное усиленное питание. На приготовление доп. котла каши потребуется доп. топливо (газ, солярка, электричество...). Если посчитать, с учетом этого топлива, общий КПД системы и себестоимость выработанного киловаттчаса - результат будет плачевным. С технической точки зрения - идея просто не состоятельна.
Цитата
Ну наша военно-медицинская братия от такого результата слегка опухла – из обычных курсантов никто больше пятнадцати минут ПВЦ-170 не выдерживал.
Цитата
Наиболее эффективно человек может совершать работу (отдавать энергию) на так наз. эллиптических тренажерах - там и руки и ноги работают. Так вот. Эти штучки весят... за 50 кг. Внутри там спрятан тяжелый маховик с редуктором.
Приличные модели стоят больше 1000 долларов. Купить и переделать...?
Приличные модели стоят больше 1000 долларов. Купить и переделать...?
В общем по поводу мощности - Короче у меня есть этот самый эллиптический тренажер. Стараюсь заниматься более-менее регулярно. Смысл в нем действительно вывести на 160-170 уд/минуту и держать в таком ритме(есть даже датчик пульса). Я около 40 мин держусь. Потом пот просто ручъем течет. В итоге средняя мощность получается 97Вт - это сам тренажер показывает. Можно и больше, ноя я не выдержу.
Вес там за 50кг в основном изза маховика, чтобы сделать более-менее равномерную нагрузку. Так что это не показатель. Тормозит за счет индуктивной связи - точно не скажу не разбирал, но резистора там 100% нету, может в сеть отдает?
А по поводу двигателя - посмотрите современные электро-велосипеды. Их счас в Германии навалом. В каждом есть рекуперация энергии торможения в аккумулятор. Мощность небольшая, но без всяких редукторов.
Также можно по энергетическим выставкам походить. По крайней мере в Германии почти на каждой я видел стенд с великом, где любой желающий мог педали покрутить и энергию сгенерировать за приз. Там тоже было без редуктора. Жалко я характеристики на взял.
Цитата(syoma @ Jun 1 2010, 12:45)
В общем по поводу мощности - Короче у меня есть этот самый эллиптический тренажер.
А какая модель и сколько весит?
Режим нагрузки на педали в зависимости от их положения можно же-ж сделать электронным способом, без маховика.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.