Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

MEW-prądnica z magnesami a jakość prądu-jaka przetwornica?

lechowiec 01 Feb 2011 22:54 8542 11
  • #1
    lechowiec
    Level 10  
    Witam wszystkich. Planuję złożyć sobie mikro elektrownię wodną w oparciu o prądnicę trójfazową na magnesach neodymowych. Chciałbym uzyskać moc 2,5kW i prąd jednofazowy o dobrej jakości tj. sinus 230 V 50 Hz aby można zasilać wszystkie odbiorniki. Problem stanowi sama prądnica, tj. Wysokość napięcia zależy od przyłożonego do zacisków obciążenia oraz prędkości obrotowej. Jeden z producentów prądnic na magnesach podaje:



    1) Dopuszczalna odchyłka napięcia przy obciążeniu znamionowym od wartości deklarowanej na tabliczce znamionowej to ±10%;
    2) Dopuszczalna zmiana napięcia na zaciskach prądnicy do 25%, przy zmianach obciążenia w granicach od biegu jałowego do obciążenia znamionowego;

    Przy zadeklarowanych parametrach prądnicy 2,5 kW 230 V 50 Hz w zależności od obciążenia i obrotów uzyskamy dość szeroki zakres napięć na zaciskach prądnicy. Potrzebuje zatem urządzenia, które przetwarzałoby uzyskany prąd na sinus 230 V 50 Hz bez względu na obciążenie w zakresie od 0 - 2500 W. Myślałem nad zastosowaniem UPS z mechanizmami AVR. Rozwiązanie byłoby ciekawe z uwagi na możliwości dostarczania energii również z akumulatorów w trakcie powiedzmy awarii czy konieczności przełączenia na sieć. Jednak zakres wytwarzanych napięć na zaciskach prądnicy może być zbyt szeroki dla UPS-a, ponadto dochodzi problem z możliwymi wahaniami obrotów czyli zmianami częstotliwości generowanego prądu. Niestety nie wiem też, czy mechanizmy AVR lub inne w które wyposażone są UPS-y potrafią korygować częstotliwości prądu wejściowego. Dodatkowo zastosowanie UPS dyskwalifikuje fakt, iż prądnica ma być trójfazowa. Należałoby zatem prostować i sumować generowane przebiegi i dopiero prąd wyprostowany przetwarzać na przemienny 230V 50 Hz.

    Czy w związku z powyższym mógłby ktoś wskazać jakiś kierunek w którym powinienem podążać wybierając odpowiednie urządzenie przetwarzające, ewentualnie wskazać jakieś stosowane dotychczas rozwiązania? Skazany jestem raczej na jakieś gotowe urządzenia, zresztą przetwornice to już wyższa szkoła jazdy i budowa w warunkach domowych jest nieopłacalna.
  • #3
    retrofood
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Polecam stronę http://www.mew.pl/
    Tam znajdziesz odpowiedzi.

    Dodano po 1 [minuty]:

    lechowiec wrote:
    Witam wszystkich. Planuję złożyć sobie mikro elektrownię wodną w oparciu o prądnicę trójfazową na magnesach neodymowych.


    To zły kierunek. Skąd takie zamiary?
  • #4
    lechowiec
    Level 10  
    retrofood wrote:
    Polecam stronę http://www.mew.pl/
    Tam znajdziesz odpowiedzi.

    Dodano po 1 [minuty]:

    lechowiec wrote:
    Witam wszystkich. Planuję złożyć sobie mikro elektrownię wodną w oparciu o prądnicę trójfazową na magnesach neodymowych.


    To zły kierunek. Skąd takie zamiary?


    Jeśli zły to jaki byłby lepszy? Chcialbym uzyskać prąd o dobrych parametrach i wiem, że to będzie kosztowało, ale aspekt ekonomiczny brany jest też pod uwagę.

    Prądnicę z magnesami biorę pod uwage gdyż powinna być trwała, praktycznie bezobsługowa i uzyskać wysoką sprawność. Do tego łatwo dostać urządzenie wolnoobrotowe. Oglądałem pewien czas temu agregaty prądotwórcze z prądnicami inverterowymi. Inverter ma rzekomo usprawnić działanie takiego agregatu w szerszym zakresie pobieranej mocy, gdyż przy małym obciążeniu silnik może sobie pyrkać a elektronika i tak zapewnia odpowiednią jakość prądu. Dlatego też wybrałem prądnicę wysokosprawną na magnesach, lecz problem jest z dobraniem urzadzenia które będzie przetwarzało prąd. Wiem, że to co uzyskamy na wyjściu prądnicy z magnesami nadaje się w zasadzie jedynie do zasilania grzałek i to pod warunkiem, że napięcie nie przekroczy pewnego tolerowanego progu.

    Czy znacie jakieś gotowe przetwornice, invertery, które nadawałyby się do mojego zastosowania? Myślałem o prostowaniu i sumowaniu energii z 3 faz i zasilaniu tym przystosowanego falownika, który przetwarzałby DC/AC, ale falownik wymaga symetrycznego obciązania poszczególnych faz.
  • #5
    retrofood
    VIP Meritorious for electroda.pl
    lechowiec wrote:

    Jeśli zły to jaki byłby lepszy? Chcialbym uzyskać prąd o dobrych parametrach i wiem, że to będzie kosztowało, ale aspekt ekonomiczny brany jest też pod uwagę.


    Podałem Ci linka do najbardziej fachowej strony. Spróbuj poczytać. Rozwiązanie jest zaskakująco proste. Prąd o dobrych parametrach daje... zwykły silnik indukcyjny.
  • #6
    lechowiec
    Level 10  
    Forum mew znam, dzięki. Pisałem na elektrodzie bo potrzebuje pomocy bardziej w zakresie elektroniki. Silnik indukcyjny nie będzie pracował na wydzieloną sieć gdyż musi mieć napięcie. Silnik ułatwia jedynie mechanizm synchronizacji z siecią. Sam silnik bez prądu w sieci nie odda ani jednego wata. Ją chcę mieć prąd w wydzielonej niezależnej sieci.
  • #7
    mosfetkiler
    Level 21  
    Nie wim, czy Kolega przeglądał ten watek:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic400975-0.html
    Dyskusja burzliwa ale widać, że zastosowanie silnika klatkowego jako prądnicy jest możliwe i stosowane w praktyce.
    Dziwi mnie trochę chęć zastosowania przy tak małej mocy prądnicy trójfazowej - będzie stały problem z równomiernością obciążenia faz...
    Z tego co pamiętam z tego opisu to w agregatach prądotwórczych bywają stosowane prądnice asynchroniczne jednofazowe skonstruowane tak jak silnik jednofazowy z kondensatorem pracy.
  • #8
    lechowiec
    Level 10  
    Z tą nierównomiernością obciążenia to masz rację. Dlatego trzeba by prostować i sumować przebiegi z wszystkich faz. Wtedy na 100% potrzebna jakaś przetwornica DC/AC. Prądnica trójfazowa gdyż nie widziałem jednofazowej z przerobionego silnika, ale tu masz racje i może warto poszukać jednofazowej. Nie wiem dlaczego robione są 3 fazowe, ale być może wynika to z ograniczeń konstrukcyjnych stojana??

    Wątek wskazany czytałem. Zabawa z silnikami indukcyjnymi i kondensatorami itd raczej odpada. Moim priorytetem są niskie obroty prądnicy i mała wrażliwość układu na zmianę obciążenia. Nie bardzo widzę możliwość, aby spełniło to moje oczekiwania. Chciałym, aby była możliwość podtrzymania napięcia w sieci z akumulatora. To wymusza zastosowanie przetwornicy lub jakiegoś UPS który w dość szerokim zakresie napięć wejściowych pracowałby w trybie AVR a po zaniku napięcia byłaby praca bateryjna. UPS musiłby mieć na wyjściu sinus.

    Czyli zakładając że zdobędę prądnicę wolnoobrotową synchroniczną jednofazową 230V 50 Hz znamionowe na magnesach neodymowych i spinając to z jakąś przetwornicą/UPS mogłoby to dać dobry efekt i zapewnić prąd dobrej jakości? Niestety nie mam wiedzy odnośnie konstrukcji dostępnych UPS/przetwornic. Kuszący jest zakup używanego UPS, jednak bez zaglądnięcia pod blachę nie mogę ocenić czy to ma szanse oddać powiedzmy 2kW bezawaryjnie w dłuższym okresie czasu, przy temperaturach panujących w lecie. Nie chcialbym też kupić coś, co przy pierwszych oględzinach okaże się pomyłką, niepotrzebną stratą gotówki i czasu.

    Czy ktoś mógłby polecic jakieś konkretne urządzenie które będzie:
    1. W możliwie najszerszym zakresie napięć wejściowych pracować w trybie AVR i jednoceśnie nie będzie wrażliwe na zmiany częstotliwości prądu wejściowego,
    2. Po zaniku napięcia wejściowego lub poniżej/powyżej progów zadanych w pkt 1. przełączałby się na tryb bateryjny (taką funkcję mają UPS-y),
    3. Prąd wyjściowy dobrej jakości (sinus) 230V 50 Hz, czyli to co mamy w gniazdkach,
    4. Bezobslugowa i bezawaryjna praca z moca znamionową jakieś 2 kW.

    Żeby namierzyć urządzenie spełniające te 4 punkty brakuje mi rozeznania w konstrukcjach tego co jest dostępne na rynku. Bez znajomości schematu choćby blokowego nie wiadomo jakie są możliwości urządzeń. Prosiłbym o pomoc, jeśli ktoś jest na tyle zorientowany aby mógł zweryfikować które powiedzmy konstrukcje UPS mają szanse spełnić punkt nr 1, zwłaszcza pod kątem pracy avr przy zmiennej częstotliwości prądu wejściowego.
  • #9
    lechowiec
    Level 10  
    Odgrzewam temat. Udało mi się ustalić, że wolnoobrotowe trójfazowe prądnice z magnesami nie mają na wyjsciu nic wspólnego z sinusem. Będą praktycznie kwadraty, prąd nadaje się jedynie do zasilania grzałek. Trzebaby to wyprostować i przepuścić przez dobrej jakości przetwornicę. Chcąc mieć częstotliwość i napięcie na stałym poziomie przy zmiennym obciążeniu możnaby wykorzystać UPS, ale nadaje się tylko urządzenie z tzw. "podwójnym przetwarzaniem" czyli drogie. Podsumowując: wybieram prądnicę z magnesami żeby dla małych obrotów mieć dużą sprawność. Niestety prąd jest złej jakości i trzeba przetwarzać. Układ się komplikuje, dochodzą straty przy samym przetwarzaniu i prawdopodobnie niweczą wysoką sprawność prądnicy. Zastanawiam się więc, czy nie szukać małej prądnicy synchronicznej z regulacją wzbudzenia i układem avr. Macie może jakieś doświadczenia z podobnymi układami w skali mikro?
  • #10
    lamer1
    Level 21  
    lechowiec wrote:
    Odgrzewam temat. Udało mi się ustalić, że wolnoobrotowe trójfazowe prądnice z magnesami nie mają na wyjsciu nic wspólnego z sinusem. Będą praktycznie kwadraty, prąd nadaje się jedynie do zasilania grzałek.

    Tak wygląda napięcie w jednej z moich prądnic wolnoobrotowych trójfazowych z magnesami:
    MEW-prądnica z magnesami a jakość prądu-jaka przetwornica? MEW-prądnica z magnesami a jakość prądu-jaka przetwornica?
    Faktycznie nie ma nic wspólnego z sinusem.
  • #11
    lechowiec
    Level 10  
    Info mam od producenta podobnych urządzeń.

    Prądnice da wiatraków dają przebieg zbliżony do prostokąta aby moment zaczepowy był mniejszy. W Pana urządzeniu prawdopodobnie potrzebna będzie większa siła aby ruszyć wirnikiem.

    Dałoby radę wykonać taką prądnicę 1-fazową aby zakres zmian napięć w funkcji obciążenia nie przekroczył zakresu akceptowalnego przez układy avr dostępnych UPS? Prostowanie 3 faz i stabilizacja napięcia na 48 V za pomocą przetwornicy, później zasilanie z tym UPS to szereg urządzeń które obniżą bardzo sprawność.
  • #12
    lamer1
    Level 21  
    lechowiec Prądnica kręci się bardzo lekko, moment zaczepowy jest bardzo mały, praktycznie nie wyczuwalny.

    lechowiec wrote:

    Dałoby radę wykonać taką prądnicę 1-fazową aby zakres zmian napięć w funkcji obciążenia nie przekroczył zakresu akceptowalnego przez układy avr dostępnych UPS?


    Wykonanie takiej prądnicy prawdopodobnie jest możliwe, ale nie mam doświadczenia w prądnicach 1-fazowych, dlatego nic konkretnego nie jestem w stanie powiedzieć.

    Ale poważniejszym problemem będzie utrzymanie prądnicy na stałych obrotach, bo wiadomo moment obrotowy prądnicy będzie się zmieniał wraz ze zmianą obciążenie.