[Solved] Prostownik do akumulatora

Jakie napięcie skuteczne powinien dawać transformator po stronie wtórnej, w celu zastosowania go do ładowania akumulatora samochodowego (osobowy samochód) poprzez mostek Gretza. Napięcie ładowania jak wszędzie podają do 14,4V. Akumulator (nie rozładowany w pełni) zadziała jak filtr, wiec według mnie napięcie ładowania 14,4V (pomijam spadek na diodach) powinno być napięciem maksymalnym jakie daje trafo, wiec wartość skuteczna napięcia na wtórnym wynosić powinna14,4/√2.

W skrócie zależy od prostownika i transformatora jaki tam zastosujesz poza tym to max. 16 V i nic więcej można przeładowywać czasami akumulatory

pytanie jest konkretne: prostownik składa sie z trafa i mostka, akumulator samochodowy ( nie ważna pojemność). Pominęty spadek na diodach. Jaka wartość napięcia strony wtórnej

Konkretnie 15V jeśli pomijasz spadki napięcia na mostku

Przyjmijmy spadek na mostku 1V(łatwiej liczyć), oraz że akumulator ma w tej chwili 12V.
Więc mamy napięcie wtórne 9,2V (13.01V szczyt) potem mamy mostek i spadek 1V więc do akumulatora dociera 12,01V w szczycie! To znaczy że przez ułamek sekundy , UłAMEK CZASU OKRESU, dociera napięcie większe od 12V jakie teraz jest na akumulatorze. Większe o 12,01V - 12V= 0,01V. Jaki opłynie prąd ładowania? Przez ułamek okresu rzędu mA a przy dużym akumulatorze może około 0,5A. Ale prąd ten płynie tylko w szczycie , więc za cały okres średni prąd ładowania będzie bliski 0A i tyle pokaże amperomierz włączony w obwód.

Jeśli zwiększymy napięcie wtórne do 12V (16,97V w szczycie) po mostku 15,96V, to po pierwsze czas kiedy napięcie jest większe od napięcia akumulatora jest nie ułamek okresu a np 1/5 czasu okresu , a dwa to jego wartość już nie jest wyższa o 0,01V a znacznie więcej,
W tym przypadku przez 1/5 okresu płynie prąd rzędu od miliamper do kilkunastu A w szczycie. Amperomierz pokaże średni prąd np 1A czy 2A.

Nadal zwiększamy napięcie wtórne do 15V (21,21V w szczycie) po mostku 20,21V i wówczas to już około przez połowę czasu okresu napięcie jest większe od 12V no i jego wielkość jest znacznie większa od 12V co spowoduje że amperomierz pokaże już kilka amper albo np 10A.

ale wtedy trzeba kontrolować do jakiego napięcia został naładowany akumulator. Bo możemy go wtedy naładować do napięcia maksymalnego na wtórnym?

sądzę że tak

Nie , nie jest to kondensator, a kondensator naładowałby się do szczytowego napięcia.
Akumulator ładuje się do napięcia około 14,5V jak jest już naładowany to następują reakcie które podnoszą napięcie do ponad 14,5V dość szybko i wówczas należy przerwać, widać to po gazowaniu elektrolitu w samochodowym akumulatorze, lub wzroście napięcia ponad 14,5V do około 15-15,5V zależy od stopnia zasiarczenia(zużycia)

czyli konkretnie jakie najlepsze napięcie skuteczne powinien dawać transformator, do tego najprostszego prostownika?

Do tego dochodzą zagadnienia oporu wewnętrznego i akumulatora (pośrednio związane to jest z pojemnością akumulatora, stanu naładowania, stopnia zasiarczenia), oraz oporu wewnętrznego trafo i oczywiście jaki spadek na mostku.
Przykłady z akumulatorem typowym 50Ah nowy i napięciem 15V na wtórnym :
A) mamy trafo o mocy 80VA mostek 6A o spadku 1,3V przy prądzie znamionowym(6A)
B) mamy trafo o mocy 250VA mostek 25A z diodami schotkiego o spadku 0,8V (przy 25A).

Ten sam akumulator to samo napiecie wtórne a prąd w przypadku A) jesli wyniesie 4A to w przypadku B na pewno dużo więcej.
Bo raz to widoczna różnica w spadku napięcia na mostku, dwa to spadek na uzwojeniu wtórnym w przypadku A jest dużo większy niż w przypadku B

Dodano po 4 [minuty]:

Dlatego najprostsze małe prostowniki są do konkretnych akumulatorów np pisze na prostowniku 34-45Ah i tak na początku ładuje prądem 5A a nawet 6A by zaraz spaść do 4A a po godzinie czy dwóch do 2-3 A, N końcu ładowania płynie już tylko 1-2A.

Bez porządnego regulatora napięcia i prądu ładownia nie zbuduje się porządnej ładowarki. A wywody kol. adams987 są w dużej mierze chybione wręcz momentami zabawne – prymitywne wyliczanki co niby płynie w ułamku okresu są zupełnie blednę wraz z narysowanymi wykresami – brak w nich akumulatora, który również jest źródłem.

Załóżmy akumulator 95Ah, nierozładowany w pełni, oporu wewnętrznego nie znam, można przyjąć typowy. W moim temacie nie chodzi o używanie regulatora. Jedynie trafo i mostek. Proszę więc nie wchodzić na temat regulatorów.

EAndrzej wrote:

Bez porządnego regulatora napięcia i prądu ładownia nie zbuduje się porządnej ładowarki.

Nie wiem co masz na myśli pisząc " i prądu ładownia" ale do akumulatora samochodowego wystarcza zastosować nawet tylko skokową regulacje napięcia. Oczywiście płynna regulacja jest wygodniejsza, czy bardziej praktyczna.

EAndrzej wrote:

A wywody kol. adams987 są w dużej mierze chybione wręcz momentami zabawne – prymitywne wyliczanki co niby płynie w ułamku okresu są zupełnie blednę wraz z narysowanymi wykresami – brak w nich akumulatora, który również jest źródłem.

Jeśli są dla Ciebie zabawne to się śmiej.
Ale wniosek taki że nie rozumiesz.
Fakt że nie opisałem tych wykresów starannie ,więc można ich nie zrozumieć.
Dla Ciebie raz jeszcze może przestaniesz się śmiać jak nie to trudno:
Czerwona pozioma kreska która na pierwszym wykresie prawie pokrywa się ze szczytem napiecia 12,01V oznacza 12V na akumulatorze, na drugim szczyt to już 15,96V więc czerwona kreska 12V jest niżej i podobnie na trzecim.
Prąd płynie tylko wtedy gdy napięcie zasilające jest większe od napięcia akumulatora czyli powyżej czerwonej kreski. Czerwony obszar to obszar kiedy tak jest i oznaczony punktami A i B .
Na pierwszym wykresie są one bardzo blisko siebie, a pole czerwone (proporcjonalne do prądu ładowania) jest tak małe że go nie widać.

Masz inną wizje to przedstaw może się też pośmiejemy?

Przy aku 95Ah wskazana jest regulacja skokowa np najprościej przez zrobienie odczepu na wtórnym i wtedy mamy do dyspozycji dwa (można zrobić trzy) napiecia wtórne np 14V i 16V. Moc transformatora powinna wynosić minimum 150VA ale wówczas bedzie się grzał w początkowej fazie ładowania nawet może palić bezpiecznik , lepiej 200VA a więcej też może być.

Dodano po 25 [minuty]:

Można akumulator porównać do odbiornika o zmiennej mocy i tak na początku ładowania pobierać chce np. 200VA a w miarę gdy jest coraz bardziej naładowany jego napięcie wzrasta (na wykresie czerwona kreska coraz wyżej czyli bliżej szczytu napięcia zasilającego) pobiera coraz mniej mocy (prąd ładowania spada)
Aby prąd utrzymać w określonych granicach to na początku ładowania włączamy na 14V i płynie nie ogromny prąd mimo że aku jest rozładowany , a gdy już prąd spada to przełączamy na 16V i ponownie wzrośnie by po pewnym czasie spaść .
Podobnie jak ciężki rozruch silnika , małej mocy silnik można załączyć bezpośrednio , dużej raczej już stosuje się najprymitywniej regulacje skokową.

Niestety w moim projekcie ma być jedno uzwojenie wtórne. Jak dobrać napięcie by zachować odpowiedni prąd??

A drugie pytanie: Jak powyższe rozważania mają się do ładowania w samochodzie gdzie mamy 14,4V?

Co do samochodu to alternator ma moc rzędu 500W nawet , więc może ładować prądem nawet do 30A, i tak ładuje - producent samochodu się tym nie przejmuje po za tym poczytaj "instrukcje obsługi" co to jest przegląd codzienny czy jak się tam on nazywa. Masz codziennie sprawdzić stan techniczny pojazdu zanim wyjedziesz, KTO TO ROBI??? Nikt. Założenie jest takie że akumulator jest naładowany , może nie w 100% ale w takim stopniu że przy 14,4V jest ładowany nie ogromnym prądem. A 14,4V to napięcie max, które ogranicza regulator napięcia więc nie oznacza to że cały czas takie jest (na wolnych obrotach raczej nie).

To na jednym uzwojeniu wtórnym łatwiej zrealizować odczepy i masz kilka napięć. Np na rysunku przełącznik dwupozycyjny i dwa napięcia A oraz B


Dodano po 13 [minuty]:

Skoro akumulator jest rozładowany to nie zapali , to masz go naładować prostownikiem i dopiero naładowany włożyć i użytkować w samochodzie , a wtedy napięcie w instalacji 14,4V (max) powoduje że prąd ładowania jest niski. Teoria a rzeczywistość są różne zwłaszcza w starszym sprzęcie i zdarza się palić na popych a wtedy faktycznie alternator jest mocno obciążony przez kilka minut dopóki napięcie na akumulatorze nie podniesie się i prąd ładowania nie spadnie. Cierpi też akumulator , ale tak nie powinno się robić , a robi się bo nie ma wyjścia w niektórych sytuacjach. Na szczęście tak często dzieje się jak w/w przykład a wówczas alternator jest zimny (jak i silnik) i zanim się rozgrzeje (a jest przyzwyczajony do temperatur wysokich) to prąd ładowania już spada.

Posty nie na temat usunąłem.
Mam nadzieję, że w temacie chodzi raczej o zagadnienia teoretyczne. Przy akumulatorze o tak dużej pojemności (a oporność wewnętrzna maleje wraz ze wzrostem pojemności) zastosowanie prostownika bez regulacji (i wskaźników, jeśli nie ma automatu) jest teoretycznie możliwe, ale nieciekawe do stosowania w praktyce.
Dochodzą jeszcze zmiany wartości napięcia zasilania (z sieci).
Tematyka prostowników na forum była poruszana wielokrotnie.

Dokładnie powyższe rozważania są czysto teoretyczne na potrzeby zajęć. Mimo wielu wątków na forum, wszystkie wiadomości są albo mało konkretne albo dotyczą prostowników z regulacją. W moim problemie chodzi o transformator bez odczepów, bez regulacji. Chodzi o teoretyczne dobranie napięcia transformatora, a raczej analityczne wykazanie poprawności dobranego napięcia. Próbuje liczyć punkt przecięcia linii napięcia akumulatora i podawanego z prostownika, potem liczyć napięcie średnie i skuteczne z całek, staram sie właśnie wyliczyć odpowiednie napięcie aby prąd nie przekraczał tego 1/C. Niestety nie wiem czy dobrze licze i proszę o wsparcie. takich informacji nie ma w żadnym innym temacie stąd powstał mój...
Jedynym wskaźnikiem naładowania może być albo amperomierz albo woltomierz. Żadna inna regulacja nie wchodzi w rachubę. Także odczepy...

na razie mam tyle co w załączniku, w następnej wolnej chwili biorę się za resztę więc proszę o wskazówki..

potrafi ktoś policzyć te całki? by wyznaczyć odpowiednie napięcie?

LiutenetMaria wrote:

potrafi ktoś policzyć te całki? by wyznaczyć odpowiednie napięcie?

Zacznijmy od tego, iż masz złe wzory:

Jakoś nie widać w wyrażeniu na f(x) drugiego Prawa Kirchhoffa... ... granice całkowania też są złe, a program liczy (jeśli nie ma błędów formalnych) to, co programujący mu napisze - tu, mówiąc oględnie; bzdury...

w Takim razie proszę o wskazówki, jak matematycznie wyznaczyć odpowiednie napięcie do ładowania akumulatora 95Ah...

LiutenetMaria wrote:

w Takim razie proszę o wskazówki, jak matematycznie wyznaczyć odpowiednie napięcie do ładowania akumulatora 95Ah...

Prawa Kirchhoffa tu też obowiązują, a porządna matematyka jest tylko jedna...

Quarz wrote:

LiutenetMaria wrote:

w Takim razie proszę o wskazówki, jak matematycznie wyznaczyć odpowiednie napięcie do ładowania akumulatora 95Ah...

Prawa Kirchhoffa tu też obowiązują, a porządna matematyka jest tylko jedna...

wcześniej było trochę głupot, mam nadzieje że teraz już jest lepiej. Na razie wzory na napięcia na wyjściu prostownika (połokresowy prostownik (nie jestem pewny czy dobrze) i pełnookresowy (policzone poprawnie)). Nie uwzględniony spadek na diodach.

Opór wewnętrzny:
Rw=K/Q, gdzie Q - pojemność, K współczynnik dla 25°C i 50% rozładowania wynosi 0,8,
stad Rw=0.0084Ω.
Mimo iż przyjąlem 50% rozładowania, zakładam że napięcie na akumulatorze wynosi 11V, a opór te wyliczone Rw. Postaram sie dziś policzyć dalej, ale proszę o wskazówki.

Tak z ciekawości zmierzyłem mój prostownik, jakiś zwykły bazarowy, z jedną diodą.

Dla przełącznika 12V:
Na wyjściu transformatora, bez obciążenia:
-pomiar AC: 15,34V;
-DC oczywiście zero;
Na wyjściu, za dioda bez obciążenia:
-AC:9,24V;
-DC:6,54V;

Dla przełącznika 6V:
Na wyjściu transformatora, bez obciążenia:
-pomiar AC: 7,9V;
-DC oczywiście zero;
Na wyjściu, za dioda bez obciążenia:
-AC:4,66V
-DC:3,14V

Pomiar wykonany miernikiem cyfrowym M890G wiec za wyniki nie odpowiadam....


Czy takie wartości nadają się do 95Ah i założeń jak wyżej? Bo kiedy nie wyliczę nic sensownego użyję ich...

Jeżeli chcesz najprostszy prostownik do ładowania akumulatora ołowiowego to wystarczy trafo o odpowiedniej mocy z napięciem wyjściowym po stronie wtórnej 17V, do uzwojenia pierwotnego dowijasz uzwojenie z oczepami tak żeby po stronie wtórnej był skok napięcia 0,5V do 1V do tego mostek prostowniczy i amperomierz i masz gotowca.

a te 17 wolt skutecznego napięcia możesz poprzeć jakimś wzorem? Wiem że są gotowe wzory tylko nie mam dostępu do odpowiedniej literatury, dlatego próbuje wyprowadzić je od podstaw. A żadne odczepy nie wchodzą w rachubę, tak jak pisałem to tylko teoria, akumulator tylko trochę rozładowany, więc nie trzeba sie bawić w odczepy itp...

LiutenetMaria wrote:

a te 17 wolt skutecznego napięcia możesz poprzeć jakimś wzorem? Wiem że są gotowe wzory tylko nie mam dostępu do odpowiedniej literatury, dlatego próbuje wyprowadzić je od podstaw. A żadne odczepy nie wchodzą w rachubę, tak jak pisałem to tylko teoria, akumulator tylko trochę rozładowany, więc nie trzeba sie bawić w odczepy itp...

Zanim zaczniesz cokolwiek innego robić, to zapoznaj się z Prawami Kirchhofa, ponieważ, co widać w ostatnim Twoim dokumencie, jesteś z tymi Prawami nie do końca obeznany.
W obwodzie (szeregowym) masz wymuszenie sinusoidalnie zmienne, ale też prostownik i co najważniejsze; źródło napięcia stałego, które jest tu specyficznym odbiornikiem.
Wartości skutecznej (i średniej) musisz poszukiwać, ale prądu ładowania akumulatora - ale nigdy napięcia (to nie jest tu potrzebne) - a ten płynie sobie pulsami (ale jakimi, jak nie uzwględnisz rezystancji i indukcyjności w jego obwodzie?) o kącie przewodzenia mniejszym od połówki sinusoidy - to implikuje przedziały całkowania w/w wartościach liczonych za pomocą całki oznaczonej (w sensie Riemanna).
Polecam literaturę: Luciński J., "Układy tyrystorowe", WNT - Warszawa (były trzy wydania, pierwsze chyba z 1972r.), lub podobną której wyszczególnienie mogłaby mi zająć całą stronę...

Wszytko sie zgadza, tylko że powyższe obliczenia wykonane są bez obciążenia, obwód nie jest zamknięty, stan jałowy. Policzyłem na razie wartość skuteczną i średnia napięcia dla dwóch prostowników, w myśl zasady po nitce do kłębka (choć nie jestem pewien obliczeń dla prostownika jednopołówkowego). Rezystancja akumulatora jest podana wyżej, rezystancja uzwojenia wtórnego transformatora zależy od wartości napięcia wyjściowego, a jej szukam, indukcyjność uzwojenia wtórnego myślę, że można do moich rozważań pominąć...
Zdaję sobie sprawę, że prąd ładowania zależy właśnie od granic całkowania, które są wyznaczone przez czas przewodzenia diody. Jednak wielkość napięcia wyjściowego transformatora ma tutaj znacznie, i ona determinuje wartość prądu jaki popłynie, gdyż ma też wpływ na granice całkowania. Właśnie ta konkretna wartość napięcia, która zapewnia początkowy prąd ładowania C/10, jest punktem wyjściowym do zaprojektowania (teoretycznego) transformatora...
Wiem, że w literaturze są już gotowe wzory, ale nie mogę sie ich doszukać...

Dziękuję za pomoc.