Akumulatory połączone szeregowo i równolegle równocześnie?

Mam 4 akumulatory połączone szeregowo (4 x 12V 55Ah) regulator ładowania na 48V oraz przetwornicę DC/AC 12V 1000W. Planowane obciążenie to 300-watowy odbiornik, więc jakieś 25A.

Problem polega na tym, że chciałbym mieć te akumulatory połączone szeregowo (na potrzeby ładowania) oraz równolegle (dla poboru prądu) równocześnie.
Można coś takiego zrobić (może na diodach?), czy bez transformatora/konwertera DC/DC się nie obejdzie?
Pół dnia próbuję w pewnym programie zaprojektować jakiś sensowny obwód, ale niczego działającego jeszcze nie zmontowałem. Przeszukiwanie internetu również nie przyniosło efektu.
Za wszelkie pomysły z góry dziękuję.

Można tradycyjnie na przekaźnikach/stycznikach ale koszt będzie wysoki, na tyrystorach pewnie jeszcze wyższy. Najprościej sprzedać regulator albo przetwornicę i skompletować na jedno napięcie.

Hmm, żebym to jeszcze wiedział jak one działają Jak bardzo jest to skomplikowane? Podszkolę się w wolnej chwili.
O jakiego rzędu wydatkach mowa przy wysokim koszcie? Orientacyjnie.

Co do wymiany elementów; mam generator, z kt., z racji uzyskiwanych prądów i napięć, współpracuje wspomniany regulator, do kt. z kolei mam dobrane aku. Ponadto przetwornica 48V za sporo ponad tysiąc niezbyt szeroko się do mnie uśmiecha, zważywszy, że obecna kosztowała jakieś 250. Po prostu wolałbym wykorzystać posiadane urządzenia.
Niemniej dziękuję za podpowiedzi.

test012 napisał:

Hmm, żebym to jeszcze wiedział jak one działają

Przekaźniki? łączą i rozłaczają, styczniki to samo tylko większe prądy. Przy prądach jakie podałeś można pokusić się o przekaźnik o obciążalności styków 10A DC. Ważne - odbiornik (25A) będzie załączony dopiero po przestawieniu akumulatorów z połączenia szeregowego w równolegle. Nie ma możliwości jednoczesnego ładowania akumulatorów w połączeniu szeregowym i odbierania z nich energii w połączeniu równoległym.

No właśnie; a przydałby się układ, kt. pełni obie role na raz. Niepocieszające.

Na razie instalacja wygląda tak:

Diody owszem, "przepuszczają" prąd w jedną stronę, ale napięcie też. Czy są jakieś ustrojstwa, kt. robią to samo z ograniczeniem napięcia? Może dioda Zenera? Sprawdzę później.

Teoretycznie można wyobrazić sobie takie rozwiązanie: Diody sterowane czyli tyrystory przełączane z dużą częstotliwością ale taki układ byłby prawdopodobnie droższy od przetwornicy na 48V. Diody Zenera nic nie dadzą, najwyżej odetną przepływ prądu z akumulatora do odbiornika.

Zrobiłem sobie schemat z diodą Zenera i wg programu założony cel osiągnąłem:

Mam w związku z tym dwa pytania:
Jak to się ma do rzeczywistości?
Czy istnieją diody Zenera o mocy liczonej w setkach W?

Nawet gdyby były takie diody (a pewnie nie ma) to bedziesz wykorzystywał moc z jednego akumulatora, a 3 pozostałe będą pracować na 900W diodową grzałkę. To już lepiej wyrzucić 3 akumulatory i używać tylko jednego wyjdzie na to samo a układ będzie 3 razy bardziej energooszczędny.
Nie kombinuj tak, bo tanio się nie da. Przerób przetwornicę na 48V albo prostownik na 12V.
Bez sensu obniżać napięcie 4 razy a potem je podwyższać 20 razy.

Właśnie chyba jednak spróbuję przerobić przetwornicę. Najpierw ją zdemontuję i zobaczę co i jak w środku.
Myślałem też o zamontowaniu obrotowego przełącznika, kt. przełączałby przetwornicę między kolejnymi akumulatorami, ale wydaje mi się to mało sensownym rozwiązaniem.

Czy w razie czego znalazłby się tu ktoś, kto dałby radę podpowiedzieć, co i na co wymienić w fabrycznej przetwornicy? Czy koszty przeróbki takiej 12V 1kW zamkną się w pięciu setkach?

test012 napisał:

Czy w razie czego znalazłby się tu ktoś, kto dałby radę podpowiedzieć, co i na co wymienić w fabrycznej przetwornicy? Czy koszty przeróbki takiej 12V 1kW zamkną się w pięciu setkach?

Zapewne trzeba będzie zapewnic elektronice zasilanie 12V, wymienić tranzystory na takie o wyższym napięciu i mniejszym prądzie (będą tańsze niż oryginalne, no chyba że oryginalne mają wystarczające napięcie, to zostają) Przewinąć uzwojenie w trafo. Myślę że 200zł to maksymalnie co będzie trzeba dołożyć. Wszystko zależy od tego czy łatwo da się zrysować schemat tej przetwornicy.
Rozkładaj na części i wrzuć zdjęcia.

test012 napisał:

Zrobiłem sobie schemat z diodą Zenera i wg programu założony cel osiągnąłem:

Nie osiągnąłeś bo w tym układzie ładujesz i rozładowujesz szeregowo a nie takie było założenie. Czesiu wytłumaczył dokładnie co zrobiłeś i jaki byłby efekt zastosowania tego rozwiązania.

Tak, już się zorientowałem. Myślałem, że te diody działają "sprytniej" niż zwyczajna grzałka.

Plan się zmienił. Jako generator mam tzw. "amerykankę" dwufazową z ośmioma cewkami. Zmieniłem połączenie cewek z szeregowego (1+1+1+1) na każdej fazie na szeregowo-równoległe (2+2). Dzięki temu napięcie zostało obniżone do 24V kosztem zwiększenia natężenia. Pozostaje wymienić regulator i przetwornicę na odpowiednie.

Pytanie trochę poza tematem; czy dwie cewki o takim samym kształcie oraz zrobione z takiej samej ilości miedzi, ale różniące się grubością drutu i ilością zwojów dadzą tyle samo mocy w takich samych warunkach?
Wiem, że ilość uzwojeń odbija się na napięciu, a jak to się ma do natężenia? Czy cewka z drutu o np. dwukrotnie większym przekroju wytwarza dwukrotnie większe natężenie przy mniejszym napięciu (bo mniej zwojów)?

Problem został rozwiązany, więc temat zakończę na dniach, jeśli nic nowego nie dojdzie.

test012 napisał:

Plan się zmienił. Jako generator mam tzw. "amerykankę" dwufazową z ośmioma cewkami. Zmieniłem połączenie cewek z szeregowego (1+1+1+1) na każdej fazie na szeregowo-równoległe (2+2). Dzięki temu napięcie zostało obniżone do 24V kosztem zwiększenia natężenia. Pozostaje wymienić regulator i przetwornicę na odpowiednie.

A gdyby równoległe połączenie cewek a nie mieszane? Miałbyś 12V.

Cewka wytwarza napięcie zależne od ilości zwojów cewki i prędkości obrotowej magnesów a pobierany prąd zależy od obciążenia jakie podłączysz do prądnicy. Z kolei moc prądnicy zależy od prędkosci wiatru, im mocniej wieje tym większa moc. Teoretycznie największy prąd zyskasz zwierając końce cewki na krótko co przy odpowiednio dużej mocy doprowadzi do "spalenia cewki".
Przekrój drutu z którego nawinięta jest cewka ma znaczenie o tyle że możesz czerpać prąd o większym natężeniu bez obawy przegrzania i zniszczenia izolacji.

Czyli wychodzi na to, że generator może wytworzyć tyle mocy, ile wytrzyma drut?

Można by tak zrobić, ale, po pierwsze, obecnie mam drut 1mm średnicy, a po drugie, przy blisko maksymalnej wartości natężenia mogę zwiększać napięcie bez obawy spalenia drutu.
Wg tabeli taki drut wytrzymuje 14A i do tylu go sprawdziłem właśnie zwierając. Przy tych samych obrotach krótkotrwale podłączony bez regulatora do czterech (raczej naładowanych) aku osiągnął ok. 70V i ok. 9A.
Czy większa ilość akumulatorów zwiększałaby natężenie wyjściowe (i tym samym osiągniętą moc prądnicy)?

test012 napisał:

Czyli wychodzi na to, że generator może wytworzyć tyle mocy, ile wytrzyma drut?

Dokładnie - możesz pobrać z generatora tyle mocy ile wytrzyma drut, generator może wytworzyć mniej lub więcej w zależności od siły wiatru.
Z 1mm2 nie ryzykowałbym 14A. Z jakiej tabeli to wziąłeś?

test012 napisał:

Czy większa ilość akumulatorów zwiększałaby natężenie wyjściowe (i tym samym osiągniętą moc prądnicy)?

Akumulatory powinny pobrać tyle prądu ile mogą bez narażenia ich na uszkodzenie. Jeżeli uzyskałeś 70V czyli 17,5V na akumulator to nieźle je przeciążyłeś, dobrze że krótkotrwale bo pewnie by się zagotowały. Do ładowania 4 akumulatorów 55 Ah połączonych szeregowo wystarczy prąd 5A (ładowanie normalne) do 10A (przyspieszone) a napięcie ładowania nie powinno przekroczyć 60V (optymalnie 57,5-58 V)

vodiczka napisał:

Z 1mm2 nie ryzykowałbym 14A. Z jakiej tabeli to wziąłeś?

Np. z tej:
http://www.hal.trzepak.net/faq/winxp/obciazalnosc.htm
Obecna wersja i tak będzie pracować na maksymalnym obciążeniu do 12A (w porywach), ale wolałem sprawdzić margines bezpieczeństwa.

Wiem jak to jest z ładowaniem; chodzi mi o to, czy np. 10 aku 50Ah połączonych równolegle będzie "próbowało wyciągnąć" 50A z prądnicy?

Jeszcze jedna rzecz; docelowo zamierzam budować baterie akumulatorów w ten sposób:

Czy wszystkie aku w zestawie muszą/powinny być takie same (tej samej serii), czy wystarczy, że te w parach będą równe?
Czy wymianie podlegałyby wszystkie naraz, czy można by je wymieniać parami?
Czy stopniowa rozbudowa takiej baterii miała by szkodliwy wpływ na żywotność wcześniej włączonych sztuk?

test012 napisał:

Np. z tej:

Tak sądziłem, jest zasadnicza różnica między przewodem rozciągniętym w powietrzu lub położonym w tynku a drutem zwiniętym w cewkę i zabudowanym w prądnicy. Tu warunki oddawania ciepła są dużo gorsze. Na forum jest dużo publikacji o amerykankach, poczytaj.

test012 napisał:

Wiem jak to jest z ładowaniem; chodzi mi o to, czy np. 10 aku 50Ah połączonych równolegle będzie "próbowało wyciągnąć" 50A z prądnicy?

Nie obraź się ale gdybyś wiedział to nie zadałbyś tego pytania.
Oczywiście im więcej podepniesz akumulatorów (równolegle) tym większy będzie prąd ładowania. A ile prądu będą próbowały wyciągnąć zależy od tego jakie ustawisz napięcie ładowania i w jakim stopniu będą rozładowane. O ładowaniu akumulatorów i łączeniu w baterie też powinieneś trochę poczytać.

To, że wiem, nie znaczy, że jestem pewien działania takiego zestawu. Dotąd nie używałem większych zestawów akumulatorów, więc nie zaszkodziło się dopytać.
Poszukam i poczytam.