Схема инвертерной электростанции

[WatchCat]

khach, Если не хочется связываться с оптотиристорами то можно сделать драйверы на импульсных трансформаторах. Ничего сложного в них нет,там не надо тысячи витков мотать.
Вот с аргументом про быстро меняющуюся частоту - да, готов согласиться. Ибо код того примера не изучал и не могу сказать как он к этому отнесется.
Также замечу,что есть контроллеры всяких электротранспортных мотор-колёс,в том числе и имеющие режим рекуперации,причем управляемый. Там тоже изменяемая частота. А в качестве ключей
не тиристоры а мосфеты. И ведь работает достаточно надежно. Можно схемотехнические и программные идеи оттуда заимствовать. Колесо в режиме рекуперации если чем и отличается от обсуждаемого генератора то только напряжением. Но генератор можно и перемотать - там что-то типа по 140 витков на зуб статора всего лишь намотано. Я один такой размотал,посчитал и схему намотки выкладывал в недрах Форумхауса лет десять назад. Намотать меньше витков жгутиком из нескольких параллельных поводов вполне реально.
От переразгона мотора можно легко защититься мгновенным отключением зажигания если время одного оборота станет меньше минимального установленного. Ну пропустит мотор несколько рабочих тактов,за это время дроссель успеет зарыться и зажигание можно включать. Процессы в ДВС достаточно инерционны чтобы быстродействия микроконтроллера хватило для управления ими. Можно кстати в процессе отладки померить сколько миллисекунд нужно для перевода дросселя из полностью открытого в полностью закрытое положение но так чтобы шаговый моторчик привода не терял шаги.


Про собственно ДВС могу сказать что у них ресурс на нагрузке около 400 ватт и оборотах около 3.5 тыс составляет 2.5-4 тыс моточасов в зависимости от того насколько повезет с экземпляром. Но я только на пропане эти моторы эксплуатировал,что будет на бензине не знаю. Да и не вижу смысла жечь для электрогенерации дорогой автомобильный бензин
вместо дешевого жилищно-коммунального пропана. Так как в бензине чуть ли не половина цены это транспортные налоги и акцизы.

То есть при ежедневной работе на питание автономного дома часов по 5-6 в течении темной половины года - мотора хватает на три зимовки. Была только одна неудачная модель у Кипора,самая маленькая, с движком KG140 - там нижний подшипник шатуна был не скольжения как у всех генераторных моторов,а роликовый с тонкими роликами-иголками. Вот он и рассыпался типично через тысячу часов,а то и меньше. Заменить можно было только в сборе с коленвалом. Коленвал купить было крайне трудно. Моторы побольше изнашиваются достаточно равномерно чтобы имело смысл мотор просто заменить после отработки типичного моторесурса. Но как обычно у китайцев бывают неудачные экземпляры. Может внезапно например развалиться сепаратор у подшипника коленвала со стороны ротора электромашины. Поменять не сложно,главное вовремя заметить повышенную вибрацию и изменение звука. Понятно что причина в слишком высоких оборотах - чем они выше тем больше воздействие всяких дисбалансов на подшипники.
Превентивной мерой может быть постоянное поддержание уровня масла в картере на верхнем уровне," по пробку". Потому что датчик уровня масла там хотя и есть но срабатывает поздновато,когда по звуку мотора слышно что масла ему маловато.

Сейчас,а не полтора десятка лет назад, есть агрегаты с более интересными моторами чем эти чемоданные кипоры(huter,kraton). Там тот же инверторный принцип,но мотор стоит "хондоподобный",тот же что в обычных генераторах - 154F,168F. И переделывать их надо в зарядник для аккумов,а 220в получать от параллельно подключенного китайского инвертора. Даже обычного автомобильного аккума хватит чтобы избавить мотор от резких бросков нагрузки. Было бы хорошо использовать литиевый аккум но он не может заряжаться на морозе,а значит невозможна эксплуатация в темное время года когда генератор больше всего и нужен. Ну или нужно отапливаемое техническое помещение которого в обычной сельской избе нет. А хозяевам дорогих коттеджей не нужен такой генератор.

[Бубоник]

Процессы в ДВС достаточно инерционны чтобы быстродействия микроконтроллера хватило для управления ими

Ммм.. пожалуй, не соглашусь. У меня в прошивке на каждый период синусойды от генератора считается положение дроссельной заслонки. И то мне пришлось понижать быстродействие микроконтроллера. Доходило до того что контроллер успевал отрабатывать каждый чих двигателя. У него на холостых очень не стабильные обороты. По поводу дроссельной заслонки. Время полного хода около 0.6 секунды без пропуска шагов. К тому же я заметил свыше 70% открытия дальше открывать заслонку не имеет смысла движок крутит во всю.

[WatchCat]

Бубоник, ну так если приходилось даже снижать быстродействие то значит явно его хватало чтобы мотором управлять.
Кстати,а какой контроллер использовали? А то нынче и очень быстрые попадаются...

Попутно вопрос: а чего мы вообще с этим выпрямителем на тиристорах мучаемся пытаясь выпрямлять 900 вольт? Можно же легко статор перемотать, получить напряжение в полторы-две сотни вольт, далее использовать любую подходящую из готовых схем PCF которая сделает из них 311 вольт,а уже из этого нарезать хоть меандр хоть "чистый синус" для особых ценителей синусов. Вот картинка где я статор Kipor IG1000 разматывал и витки считал. Одна фаза это шесть зубцов по 145 витков. 2х40 витков - это обмотка для питания электроники. Ну и один зуб на зажигание. На форуме любителей электротранспорта народ бодро мотает и куда более сложные обмотки. Главное провод подходящий откуда-нибудь смотать.

20131203000815.jpg

(198.57 КБ) 252 скачивания

[Бубоник]

Кстати,а какой контроллер использовали?

Да самый простенький из линеек СТМок. STM32F030F4P6. Я считаю главное грамотно распоряжаться ресурсами МК. За фотографии генератора спасибо. Теперь известно на каких оборотах работает движок. А с тириками у меня уже плата обкатана смысл что то делать другое не вижу. Если и сгорит когда нибудь то буду модифицировать на что-то другое. К тому же я использую 3 тиристора вместо 6. По поводу PFC корректора. Что я думаю. Для поднятия напряжения нужен большой ток чтобы можно было "зарядить" дроссель до необходимого напряжения. А в случае генератора его там не особо много. Даже с учетом того если перематывать толстым проводом. Как по мне, это из ряда фантастики. Да и дополнительные потери в преобразовании.

[buf99999]

Бубоник а как вы измеряете переход через 0 без средней точки генератора, я собрал стенд на ig1000 и нормально могу замерить только синус у обмотки питания для платы генератора, у меня там 400Гц плюс минус.

Шаговый двигатель похож на 28BYJ-48 5V только биполярный, правильно же?

[Бубоник]

а как вы измеряете переход через 0 без средней точки генератора

Магнитная система генератора одна. Соответственно все фазы генератора работают синхронно, как и вспомогательные обмотки. Я сигнал брал с вспомогательной обмотки и от нее уже делал синхронизацию по всем 3 фазам. Но в дальнейшем отказался от СИФУ т.к. по времени затратно. Много ситуаций нужно обдумывать в прошивке.

[WatchCat]

buf99999, Шаговый двигатель внешне очень похож на тот который упоминается обычно в примерах кода для ардуинских поделок. Но внутри устроен по-другому,поэтому ардуиновские примеры работать с ним НЕ будут,ни схемы ни код. Зато его можно запустить с микросхемой-драйвером от двигателей 3д-принтеров. Также по слухам один двигатель в другой можно переделать,но какой в какой и как именно - я не знаю. То ли внутри что-то замыкали то ли размыкали наоборот. Видел краем глаза на каком-то форуме.

А интерфейс у вас на экранчике весьма впечатляет! Хотя лучше бы не частоту с генератора показывать,а обороты двигателя. И снижать сколько получится чтобы получить наиболее экономичное питание "типично дачной" нагрузки в виде телика/ноута и пары светодиодных лампочек.

[khach]

[uquote="WatchCat",url="/forum/viewtopic.php?p=4674279#p4674279"]
Попутно вопрос: а чего мы вообще с этим выпрямителем на тиристорах мучаемся пытаясь выпрямлять 900 вольт? Можно же легко статор перемотать, получить напряжение в полторы-две сотни вольт, далее использовать любую подходящую из готовых схем PCF которая сделает из них 311 вольт,а уже из этого нарезать хоть меандр хоть "чистый синус" для особых ценителей синусов.[/uquote]
Перематывать полностью- слишком много труда, это имеет смысл только для сгорешей обмотки. ПОэтому и предлагалось в треугольник переключать концы обмоток, чтобы из 900В было хотя бы
600В. Но тогда на низких оборотах не будет хватать напряжения и надо после выпрямителя ставить Buck–boost преобразователь. Т.е еще плюс два силовых ключа и дроссель. Ну или только boost ( повыщающий) но тогда шимить мост синуса при высоких оборотах. Все это требует серьезного подхода к программированю контроллера, тем более при переходе с режима на режим.
Вопрос- к карбюраторам кто-нибудь сервомашинку от RC самолетиков ставил? Которая ШИМом управляется и намного быстрее шаговика?

[buf99999]

Бубоник а можно вашу схему глянуть, я так то по плате (что вы выкладывали) кое что вкурил, в силе абсолютно не силён (уже прилично так деталек попалил).
WatchCat спасибо, попробовал драйвер DRV8825 вроде крутит, но движок 5 вольтовый, а драйверу надо чуть больше, по крайней мере у меня 8 вольт надо и двиг греется, буду дальше ковыряться. Дисплей (Nextion) так, ради прикола для настроек подкидываю.

[WatchCat]

khach, Я потому картинку с полуразмотанной обмоткой и выложил чтобы показать что труда там как раз совсем немного. Самое сложное - найти откуда размотать подходящий провод. Раньше-то во всей бытовой технике были сетевые трансформаторы и было что разматывать. Сейчас с добыванием провода стало намного хуже.
А обороты у ДВС должны быть только одни - те,на которых у него максимальный кпд преобразования тепловой энергии топлива в механическую работу. Благо есть возможность отвязать обороты от частоты сети и не крутить мотор на трех тысячах что слишком много для процесса сгорания.
С установкой сервомашинки основные сложности будут чисто механические - обеспечить вибростойкость конструкции.

buf99999, дисплей подключить понятно что не сложно. Сложно написать графический интерфейс,с ним работающий.

[Бубоник]

а можно вашу схему глянуть,

Самой схемы пока нет. Детали подбирал по памяти. Собирал частотник на stm32 (на форуме есть ветка) там лежит схема подобная что я использовал для инвертора.

к карбюраторам кто-нибудь сервомашинку от RC самолетиков ставил? Которая ШИМом управляется и намного быстрее шаговика?

По опыту могу сказать, шаговика вполне хватает для поддержания мощности. Там не обязательно раскрывать заслонку от края до края. Обкатывал новую версию платы, но схему защиты по току не настраивал. Проверял стабильность работы. Бензик под нагрузкой. Завтра уже обкатаю полностью инвертор вместе с регулятором газа.

[WatchCat]

Бубоник, а чего такие огромные обороты? Или это минимум который нужен чтобы эту лампочку питать? Смысл-то в том,чтобы при работе на типично-дачную нагрузку в виде телика и нескольких светодиодных лампочек экономить топливо. А это не больше пары сотен ватт нагрузки. Может быть есть возможность сделать регулировку оборотов чтобы можно было под свою нагрузку снижать пока микроконтроллер не скажет "хватит"? Или чтобы сам снижал до возможного минимума. Есть же инверторные генераторы с механической регулировкой оборотов рычагом и там можно поставить самые маленькие пока электронный блок не выключится. Тут бы тоже самое сделать только электроникой,а не рычагом.

[Бубоник]

Бубоник, а чего такие огромные обороты?

А напряжение генератор номинальное не выдает поэтому столько оборотов при такой нагрузке. А пока есть проблема, не могу победить. При работе тиристоров контроллер не правильно определяет обороты. Идут помехи по плате. Возможно придется полностью гальванически отвязать силу от управления. Так инвертор проверил работает отлично выдает необходимые 50 герц подключал 300 ватт лампу на него.

[khach]

[uquote="Бубоник",url="/forum/viewtopic.php?p=4675531#p4675531"]По опыту могу сказать, шаговика вполне хватает для поддержания мощности.[/uquote]
Для поддержания- конечно хвататет, но вопрос в приемистости при резком изменении нагрузки, типа запуск компрессора холодильника или питание сварочного и поджиг дуги. По идее надо выйти на новый режим нагрузки за 0.2-0.5 секунды, пока еще инерции ротора хватает. Вот как на автомобилях для этого были ускорительные насосы в карбах для перегазовки. Хоть форсунку ставь для кратковременного обогащения смеси. Понятно, что в гибридной установке с накопительынми аккумуляторами этот режим не нужен, там все медленно и печально может происходить, все процессы переходные.
Зы. А для форсунки китайские насосы от вебасто можно приспособить? Наверно прийдется акумулятор давления делать, пока насос совершает рабочий ход. Потому что обычный автомобильный слишком большой, много жрет и имеет излишнюю производительность для такого мелкого мотора.

webastopump.jpg

(9.83 КБ) 174 скачивания

[WatchCat]

контроллер не правильно определяет обороты. Идут помехи по плате.

Вот ничуть в этом не сомневался что контроллер будет капризничать рядом с системой зажигания двс. О чем выше и писал.
Когда-то на своем мопеде с этим мучался,так и не победил.
Не просто так у армейских генераторов для питания радиоаппаратуры зажигание тщательно экранированное,даже свечи специальные с металлическим корпусом.

напряжение генератор номинальное не выдает поэтому столько оборотов при такой нагрузке.

Странно, там же лампочка всего ватт 150 на вид... В своем исходном виде такой Кипор начинал сильно задирать обороты начиная примерно с 400 ватт,а до того на примерно 3200-3500 крутился.
Тоже много,но похоже что у вас там не меньше.

вопрос в приемистости при резком изменении нагрузки, типа запуск компрессора холодильника или питание сварочного и поджиг дуги.

Сварку от инверторного генератора нормальный человек включать не будет - очень уж электронные блоки не дешевые. Компрессор холодильника -
если правильный холодильник выбрать то больше чем ватт 500 быть не должен. У меня совсем маленький холодильник так там 330 ватт.
Ну не получится совместить большие броски мощности с экономичностью на многочасовом питании типично дачной нагрузки в виде телика и пары светодиодных лампочек.
И если для мощных нагрузок генераторы есть,то вот для телика и лампочек - нет.

[Бубоник]

контроллер будет капризничать рядом с системой зажигания двс

Ну вам виднее. Но я пока останусь на своем. Сегодня подумал как можно это попробовать обойти.

Странно, там же лампочка всего ватт 150 на вид...

Там 500 ватт лампочка и цоколь E40 К тому же в последнем видео видно что контроллер держит стабильно обороты (по тому как тиристоры от генератора отключены), за исключением переходных процессов при комутации лампы ну там и заводская плата дергать оборотами будет.

но вопрос в приемистости при резком изменении нагрузки

Для таких скоростных процессов в самом генераторе просадка напряжения в 60 вольт идет, и уже сам двигатель не сможет разогнаться так быстро. Такие броски напряжения лучше оставлять на силовые электролиты большой емкости.

[WatchCat]

Там 500 ватт лампочка

А,ну тогда понятно. 500 ватт для этого мотора много. Он и в своем исходном виде начинал сильно задирать обороты при нагрузке выше 400 ватт.
Такой мелкий мотор - не для силовых нагрузок. Он нужен тогда,когда всей нагрузки один телик или ноут и пара светодиодных лампочек,как это часто
бывает у дачников по вечерам. То есть не более ватт 50-100. Потому и говорю что надо бы научить его работать на оборотах ниже 3000,обычных для мелких
генераторов. Тогда действительно будет экономия топлива. А для 500 ватт нагрузки проще вот такой генератор использовать https://loncin-moto.ru/catalog/product/ ... lc1600_js/
Без всякой капризной электроники. У меня есть похожий только от Unated Power,а не Loncin - так что это из личного опыта. Он как раз до 800 ватт нагрузку хорошо переваривает(дальше электромашина перегреваться начинает если не мороз). Он бы и для "типично дачной" нагрузки из телика и пары лампочек подошел если бы была возможность ему обороты снизить
тысяч до двух. Но у него частота тока к оборотам привязана. А у этого Кипора не привязана. И этим надо воспользоваться.

броски напряжения лучше оставлять на силовые электролиты большой емкости.

Электролиты мало помогут - у них запасаемая/отдаваемая энергия пропорциональна квадрату изменения напряжения на них.
А вот совсем мелкий аккумулятор, типа скутерного, и преобразователь как в батарейном инверторе 12->310 вольт - помогут хорошо,
учитывая что запуск холодильника процесс очень кратковременный. Идея не моя, на Форумхаусе был человек,который
пробовал объединять два источника высокого постоянного напряжения перед нарезалкой синуса.

[khach]

[uquote="WatchCat",url="/forum/viewtopic.php?p=4678963#p4678963"]А вот совсем мелкий аккумулятор, типа скутерного, и преобразователь как в батарейном инверторе 12->310 вольт - помогут хорошо,
учитывая что запуск холодильника процесс очень кратковременный. Идея не моя, на Форумхаусе был человек,который
пробовал объединять два источника высокого постоянного напряжения перед нарезалкой синуса.[/uquote]
Только не скутерный аккумулятор, а jumpstarter автомобильный, который умеет до 200А ток выдавать кратковременно. Зато имеет USB зарядник встроенный, который от того же кипора заряжаться будет. Только надо до шины постоянного тока инвертора добраться и правильно сделать блокировки, чтобы джампстартер не работал при незапущенном моторе. А инвертер 12-310 можно из любого UPS выковырять, он кратковременно работать будет, десяток секунд максимум.

[buf99999]

[uquote="WatchCat",url="/forum/viewtopic.php?p=4678963#p4678963"][quote]
Электролиты мало помогут .[/uquote]
В теории не сильно силён, но по практике скажу что Бубоник прав, я много экспериментировал (сжёг транзюлей с ирками) с EGS002 и родными DU блоками , если не хватало на запуск холодильника или даже сплита, то увеличивал ёмкость банки (подбирал под нагрузку), геннадию при этом было очень сложно вытянуть этот переход, но он не успевал захлохнуть, а сплит не вываливался в ошибку. Когда то давно собирал бесперебойник для котла на 150Вт, по принципу как на картинке, примитивно но работало!

[khach]

Увеличивать банки конденсаторов- чревато спалить тиристорный мост- там ток заряда конденсаторов ничем кроме внутреннего сопротивления гены не ограничен. И если при двух банках стандартных при фазоимпульсном управлении ток еще тиристоры выдерживают, то при 8 банках 450 мкф которых вроде достаточно для запуска холодильника, ток на переходных процессах тиристоры скорее всего зажарит.