Схема инвертерной электростанции

[WatchCat]

Проблемы с смазкой и износом возникают при существенно более низких оборотах (ниже тысячи) чем способен устойчиво работать двигатель с таким маленьким маховиком. Ниже полутора-двух тысяч он работать не будет.
Рассуждения такие: максимальная мощность у этого двигателя 1квт на 6 тыс оборотов. Мощность - это произведение крутящего момента на обороты. В целях увеличения ресурса и повышения кпд используем половинный крутящий момент- мощность будет 500 ватт. Обороты уменьшаем втрое,до 2 тыс - получается мощность 160 ватт. Для питания ноутбука и светодиодных лампочек - в самый раз. А эти потребители работают дольше всего и потребляют самое больше количество энергии (кВт-ч).

[Staska]

Имхо, ккм на 300-500 ватт вещ довольно простая и будет всегда стабильное напряжение на выходе.

[WatchCat]

Имхо, ккм на 300-500 ватт вещ довольно простая

Увы - никто еще не сделал,хотя дохлых Кипоров у народа на руках достаточно много.
Я вот поставил эксперимент - очередному электронному блоку обдув вентилятором приделал. Два месяца - пока работает. Интересно когда сдохнет?
Причем такого блока у меня еще небыло - обычно если уж ушел в защиту то надо мотор глушить и снова запускать. А этот сам сбрасывает защиту как только обороты у мотора восстанавливаются.

[newalex]

Имхо, ккм на 300-500 ватт вещ довольно простая и будет всегда стабильное напряжение на выходе.

А что такое ККМ?

[WatchCat]

ККМ - корректор коэффициента мощности.
В данном случае предлагается использовать его в качестве стабилизатора напряжения.

[Staska]

Для примера: http://www.st.com/web/en/resource/techn ... 001174.pdf

Делал на такой же базе до 500 ватт. Если не помехи в сеть - то довольно простое решение.

[newalex]

ККМ - корректор коэффициента мощности.
В данном случае предлагается использовать его в качестве стабилизатора напряжения.

И этой штукой управлять оборотами? Или обороты выставлены жестко, а эта штука управляет потребляемой мощностью шунтируя неиспользуемую?

[Staska]

У генератора на постоянных магнитах максимум выходного напряжение при макс оборотах. При боле низких - оно ниже. Ккм как раз и поднимет до нужного напряжения.
Для управления дросселем можно снят разность напряжения по входе/выходе ккм. Но там без мк не получится, а с мк можно и боле умные алгоритмы делать.

Пс. Прицепил схему инвертора310/220, содранного из инвертора на 1500 ватт. Схема добротная, повторял, имею и плату, имеет защиту по перегрузке и ограничение мощности, без дефицитных деталей и мк. Мащтабируется и на боле низкие мощности пропорциональным увеличением Р102.

Ккм и моя схема дают на выходе инверторный генератор. Только бы добавить управление дросселем.

[newalex]

У генератора на постоянных магнитах максимум выходного напряжение при макс оборотах. При боле низких - оно ниже. Ккм как раз и поднимет до нужного напряжения.
Для управления дросселем можно снят разность напряжения по входе/выходе ккм. Но там без мк не получится, а с мк можно и боле умные алгоритмы делать.

Ага. Значит ККМ - это устройство, которое управляет оборотами двигателя. Значит в стандартной схеме кипора есть такой девайс. В этом случае - это идеальное решение.
Но, я вот вряд ли могу такое соорудить. Максимум, что я мог бы сделать - это попробовать зашунтировать выход какими-нибудь стабилитронами-тиристорами (я не совсем понимаю, как они работают), чтобы при понижении мощности нагрузки и соответствующего увеличения напряжения, нагружать питание и, таким образом, не давать двигателю раскручиваться, создавая постоянную мощность нагрузки. Но, повторюсь, я это представляю весьма туманно и потому на сегодняшний день гоняю через день генератор, заряжая АКБ и регулирую мощность подключаемыми нагрузками и отверткой.

[WatchCat]

Проблема в том,что на выходе генератора легко может случиться и выше 400 вольт при отключении нагрузки так как мотор не мгновенно сбрасывает обороты. Хотя конечно можно этот выброс на большом резисторе гасить - выброс короткий,сильно не нагреется.

Вообще,с этими электростанциями проблема в значительной степени "идеологическая".
Как мне кажется, требования такие:
- энергия должна по максимуму идти прямо в нагрузку,без "перекачки" через аккумуляторы. То есть электростанция должна быть способна работать на малой мощности. Сам мотор вполне способен выдавать полторы сотни ватт на оборотах порядка 1500.
- пиковые токи типа запуска холодильника должен обеспечивать аккумулятор. По расходу энергии это немного,соответственно аккумулятору не обязательно быть монстрообразным. Нужно лишь обеспечить мгновенное его подключение при недостатке мощности мотора.
- сам аккумулятор должен быть легко добываемым,то есть стандартного напряжения,
лучше всего 12в,в крайнем случае 24в.
- должна быть возможность питания нагрузки от аккумулятора в тех случаях когда она меньше осмысленной для работы двигателя(единицы-десятки ватт).
- максимальная долговременная мощность нагрузки не более 400 ватт - это ограничение мотора по ресурсу. Если нагружать больше то долго не проживет.
- на выходе достаточно иметь "прямоугольное" электричество. При правильном выборе домашнего электрооборудования всё работает нормально. Кому нужен синус - идут покупать Хонду за 45тыс. Или таки выбрасывают/переделывают то что к синусу критично(кривые платы управления котлов одной известной фирмы). А то компьютеры работают от меандра,холодильники даже работают(!),а какие-то котлы глючат:-)

Вот исходя из этих требований предлагаю для начала нарисовать блок-схему электронного блока. Тогда будет понятно какие и где схемные решения применить.

Я уже писал что успешно размотал один генератор - намотка там хреновая,провод тонкий. Но без выработки так сказать концепции - не могу определиться на какое напряжение новую обмотку мотать. Сначала хотел ориентироваться на прямую зарядку аккумуляторов - но показалось что ток при 12 вольтах великоват получается и провод слишком толстый будет нужен. Хотя может быть показалось - давайте думать вместе. С моей стороны - _практический_ опыт автономного энергоснабжения частного дома(не особняка или коттеджа,именно дома). Готов делиться цифрами.

Но там без мк не получится

А что МК? Если это конечно не ARM какой-нибудь навороченный в BGA корпусе то не проблема. Вот, только что пришлось попаять и попрограммировать,хотя и на другую тему:
viewtopic.php?p=1915646#p1915646

Только бы добавить управление дросселем.

Вот уж совершенно не проблема. Хотел было прямо сейчас попробовать дросселем порулить несмотря на то что зима на улице,но в хламовнике не нашлось подходящей микросхемы драйвера ШД,а паять его на дискретных транзисторах пока что лень.

[Staska]

Мк - микроконтроллер.

По заданию - еще бы добавить СБ с байпасом и зарядку от СБ.

И все сводится к тому что покупаете такое: http://www.ebay.co.uk/itm/Durite-Invert ... 25896f77b3

Или аналог от durite/sinegex, у них схемы одинаковые. На нужную мощность. И такое http://www.ulmart.ru/goods/153334 или аналог на нужную Вам мощность с двойным запасом. Ккм из блока перестраивает на 275 вольт для данного инвертора и подаете через диод на конденсаторы в инвертор. Вход ккм на перемотанный генератор, который выдает при максимуме оборотов и без нагрузки примерно 250 вольт. Также на выход ккм через диод можно подключить зарядку для основной акб.

Как это работает: Если работает генератор и ккм поднимает напряжение до 275 вольт, штатный преобразователь инвертора не работает и от аккумулятора получаем нулевое потребление. Если есть скачок нагрузки - то ккм дает столько сколько может, остальное дает штатный преобразователь инвертора через аккумулятор, так как он стабилизирует напряжение на уровне 270 вольт. И параллельно подзаряжаем аккумулятор. Через другой ккм можно подключить и СБ. Но там нужна боле глубокая модификация ккм.

Когда не работает генератор - весь ток идет от аккумулятора.

Имею такой же инвертор, данное проверял и на макете и на живой нагрузке - от дрели до холодилника. Вместо генератора - латр и ккм с ограничением тока.

[newalex]

Вообще,с этими электростанциями проблема в значительной степени "идеологическая".

Да, тоже полагаю так же.
При этом, не уверен, что энергия должна идти напрямую без перекачки. Я думаю, что идеология здесь зависит от схемы энергопотребления.

У меня энергопотребление очень ... вариативное. Из 12 часов того времени, когда я им пользуюсь (остальное время обычно сплю), около 8-10 часов потребление составляет 15-30 Вт. Час-два в сутки возрастает до 50-70. Выходит что-то около 300-400 Вт в сутки максимум.

В моем представлении для меня самое выгодное - это единовременно выработать максимальный объем энергии, который можно сохранить в АКБ и далее использовать. 100Аh АКБ АГМ можно заряжать 30А в жестком режиме и это два часа заряда на сутки пользования. Если заряжать щадящим током 10А, то это 6 часов примерно (плюс во время зарядки АКБ пользуюсь электричеством от генератора). Тут дальше упираемся в стоимость АКБ и зарядное устройство.

Если генератор выдает 300-400 Вт и есть одна-две-три АКБ по 100 Ah и зарядка на 30А или около, то несколько часов работы генератора дают энергии в АКБ, которой я могу пользоваться несколько дней.

[WatchCat]

Солнечные батареи это конечно хорошо,но зимой они не работают,так что давайте для начала всё же с электростанцией разберемся. :)

Если в случае солнечных батарей аккумулятор это именно накопитель энергии,то в случае электростанции - это фактически "делитель мощности". Причем сам по себе он имеет кпд не выше 50%,учитывая и электрохимические процессы и два преобразования - в низкое напряжение и обратно в высокое переменное.

При потреблении порядка 30 ватт вероятно действительно имеет смысл использовать аккумулятор в качестве "делителя мощности". Просто из соображения наличия готовых изделий. Хотя если есть желание поконструировать то на такую небольшую мощность можно даже элементов Пельтье в печку поставить - она же всё равно зимой топится.
Вон,продают же печку "Индигирка" мощность 50 ватт электричества - интересно, а можно ли купить от нее блок электрогенерации без самой печки?(которая весьма убогая по конструкции - это исходя из моего печного опыта).

Я вот тоже использую мало кушающий комп на ARM-процессоре и светодиодный монитор,в результате всё это тоже ватт в тридцать укладывается. Но это хорошо если повезло жить одному. А у меня вот старушка-матушка телевизор смотреть любит(а чем ей еще заниматься-то?) - в результате вместе со спутниковым телеприемником и парой светодиодных лампочек потребление уже до 100-120 ватт поднимается.
Ну или другой вариант - включить паяльник,осциллограф, лабораторный источник питания и освещение рабочего стола. Тоже сотня ватт наберется. Не всё же только носем в комп сидеть.

Впрочем,все эти рассуждения _не_противоречат_ использованию аккумуляторов в качестве делителя мощности. Я же четко написал - энергия должна идти прямо в нагрузку _по_возможности_. Если нагрузка 30 ватт - значит просто в данный момент возможности нет. Если 120 - то уже есть,учитывая что у мотора нижний порог где-то 150,а еще надо аккумы заряжать. Главное следствие прямой передачи энергии в нагрузку - отсутствие необходимости в _монстрообразных_ дорогих аккумуляторах и уменьшение необходимости их циклирования,что продлевает срок службы.
С вышеупомянутым потреблением 400 ватт-часов в сутки справятся даже два дешевых автомобильных аккумулятора,включенных параллельно. Или щелочные,списанные с погрузчика/троллейбуса/жд вагона - сам много лет ими пользуюсь.

Насчет идеи подавать высокое стабилизированное напряжение "в середину" схемы инвертора - это безусловно хорошо придумано. И мне кажется что нужное место можно легко найти в более доступных здесь инверторах,не связываясь с покупками на Ebay. Всё же в провинции найти грамотного посредника для совершения этих торговых операций трудно,а в мегаполисах и инверторы не нужны:)

Существенно хуже с переделкой компьютерного блока питания. Схемы у современных БП сложные,монтаж плотный,с платы схему не срисуешь. А без схемы лично я не полезу ККМ переделывать. Хотя идея хорошая,тем более что оставшийся понижающий преобразователь можно было бы переделать в зарядник для АКБ.

В этом варианте решается и вопрос с перемоткой генератора - действительно, заставить его выдавать вольт 250,тогда и провод в обмотке сильно толстый не нужен.

Возникает вопрос: видел ли кто-нибудь схемы компьютерных блоков питания с ККМ и на мощность порядка 500 ватт,причем таких которые реально найти в продаже?
Лично я видел схемы только старых БП еще стандарта АТ. Их и переделывал не раз,но ни в одном ККМ небыло.

[Staska]

Увы, с инвертором могу помочь только печаткой. Данное - ккм и инвертор делалось для переделки тойта приус как резервного источника питания для дома. От чего все довольно простое и дубовое. Все что видел других производителей - или отвратная печатка, где дорожки сразу отваливаются или схема с МК и не терпит таких издевательств.

Ккм'а схему я показал. Ну нету там ничего сложного, благо и печатка есть. Могу пересчитать на 500 ватт, как дроссель там пойдет комплект из 3 сердечников от ат/атх блоков с зазором. У самого рекорд на 1800 ватт постоянной мощности. Схему от атх блоков можно поискать. Также - если ограничится в 150-200 ватт, можно делать на основе автогенератора, как в дежурке от тех же атх блоков. Если делать три такие, на каждую фазу - то все довольно просто и мощность сразу будет по 100 ватт на каждый и дроссель из одного сердечника от атх блока с зазором. Считать ? Все детали будут из дежурки атх (если она с мосфетом), только диод нужно будет поискать. Кусок печатки тоже будет можно от ней вырезать.

[WatchCat]

Перенастроить обратную связь на 275 вольт в готовом ККМ из компьютерного БП - я бы еще взялся при наличии схемы. Но делать настоящий мощный ККМ полностью с нуля в сельских условиях - задача слишком сложная.
Достаточно заглянуть в любой блок питания компьютера чтобы понять невозможность сборки этого проводками на макетной плате. А настоящую печатную плату тут заказать просто негде. И руками на текстолите рисунок такой сложности тоже не нарисовать.

Ккм'а схему я показал. Ну нету там ничего сложного,

Так то что там нарисовано - оно на 80 ватт. Не удивительно что ничего сложного.
Что-то сильно сомневаюсь я что по этой схеме можно сделать 500 ватт и оно будет работать. Глядя в схемы настоящих компьютерных блоков питания - сомнения возникают. Будь оно так просто - китайцы давно бы уже сделали:)
Это не говоря уже о том что такую микросхему я не то что здесь, в Питере и то сходу не найду:(
Вот идея купить и переделывать компьютерный блок питания была действительно хороша - в первую очередь потому что его просто купить.
Я всё же считаю что ориентироваться надо на доступные детали потому как не я один захочу такое собрать,и желающие будут из сельских радиолюбителей так как горожанам оно просто не нужно.

[newalex]

Вон,продают же печку "Индигирка" мощность 50 ватт электричества - интересно, а можно ли купить от нее блок электрогенерации без самой печки?(которая весьма убогая по конструкции - это исходя из моего печного опыта).

Питерская фирма, что производит эти блоки, в прошлом году еще продавала их отдельно от печи. В этом году я уже не нашел информации об этом. Цену печи они снизили (можно найти за 26т) и повысили мощность до 60-ти ватт. Блоки отдельно кто-то продает, то хотят что-то за 20 тысяч.
Если бы тысяч 5, то я бы еще раскошелился, а так выходит генератор+Акб+зарядка+инвертор стоит дешевле.

А так конечно, ввиду того, что отапливаю землянку печкой кирпичной, которую сам клал, то мог бы в нее вмонтировать блок генерации. Хотя, с другой стороны, печка, если не буржуйка, топится всего несколько часов сутки, остальное время отдает тепло в помещение и не уверен, что будет достаточный нагрев обеспечивать этому модулю. А ставить буржуйку вместо печки - это значит заниматься вдвойне заготовкой дров и топкой буржуйки. Я уж лучше генератор заведу и пусть дырчит.

[Staska]

схема на 1 кв, такая же база : http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8179-D.PDF

Ну платы то можно и тонким маркером рисовать. Хоть - есть ли хоть доступ к лазерному принтеру ?

Я бы такую плату и навесным монтажом делал. Главное - все силовые земли звездой на входной конденсатор, а не силовые - на конденсатор питания микросхемы..

[WatchCat]

Лазерный принтер есть,старый HP1100 но с новым фирменным картриджем(отпечатано хорошо если пару десятков листов). Но нет ламинатора,нет специальной бумаги и нет опыта с изготовлением плат с помощью лазерного принтера. Еще есть фирменная прозрачная пленка для лазерных принтеров Zweckform 3552 и баллончик фоторезиста positiv 20. Но нет УФ-лампы ,химии для проявки и опять ноль опыта.

Зато на чердаке лежат десятки компьютерных блоков питания. Все не более 300 китайских ватт и без ККМ. Те что вскрывал - на TL494 и аналогах,самые простые.
Есть один 400вт модель EUCLID 300XX,вот в него много чего напихано, надо отчистить от пыли и посмотреть какие там микросхемы.

Собственно,а так ли нужна какая-то специальная микросхема для ККМ? Ведь в данном случае мы фактически просто повышающий преобразователь делать собрались,а такие схемы и на TL494 не редкость,разве что на небольшое напряжение и небольшую мощность.

[Staska]

Вот вариант на основе дежурки от атх блока питания:

При входном напряжению 220 - мощность до 200 ватт. При 150 - до 100 ватт. Плохо, что нету защиты от низкого напряжения. Иногда на модельке были проблемы с незапуском при низком напряжению.

[newalex]

Можно, кстати, попробовать организовать схему управления дросселем через компьютер. Какой-нить вольтметр подключить к компьютеру или через вход микрофонный подать сигнал, проанализировать. А схем подключения через юсб разных штук должно быть уже много. Шаговым двигателем управлять легко будет программно. Конечно, все это может быть уж очень странно, но как вариант решения, особенно если есть комп, который стоит и все время включен.