Jak zasilić dwa silniki asynchroniczne 3 kW w drezynie z generatorem 230 V 6 kW?

Buduję drezynę kolejową na wycieczki po nieczynnych szlakach. O ile konstrukcja mechaniczna nie stanowi dla mnie problemu to zastanawiam się nad jej napędem. Chcę do tego celu wykorzystać generator 230 V o mocy około 6 kW, który napędzać będzie dwa silniki asynchroniczne o mocy 3 kW (po jednym na oś) poprzez przekładnie łańcuchowe. Po załączeniu stycznika 1 oba silniki są połączone w szeregu co winno skutkować 50% mocą napędu. Kolejnym krokiem będzie wyłączenie stycznika 1 a załączenie styczników 2+3 co połączy silniki równolegle dając maksymalna moc.
Czy układ elektryczny z załączonego schematu zda egzamin ?

Nie będzie działać, wraz z obniżeniem napięcia zmniejsza się też prąd więc i moc ale w kwadracie.
Nie wiem też czy w ogóle dojdzie do rozruchu przy tak niskim napięciu.
Przy dwóch silnikach 3kW generator 6kW jest na pewno niewystarczający.

Czyżby jedynie zastosowanie falownika umożliwiło rozruch ?
Ewentualnie mogę zastosować silniki trójfazowe ale czy połączenie trójkąt gwiazda umożliwi ciężki rozruch ?

Dla jednofazowych silników może być ciężko (dostępność) z falownikiem.
Jeśli falownik to zdecydowanie silnik trójfazowy.

Digitrax napisał:

Ewentualnie mogę zastosować silniki trójfazowe ale czy połączenie trójkąt gwiazda umożliwi ciężki rozruch ?

Ten typ rozruchu musi być przeprowadzony bez obciążenia, ale jeśli będzie falownik to nie ma problemu, bo on realizuje rozruch. Kolejny plus zastosowania falownika to płynna regulacja prędkości. Zwróć też uwagę przy doborze silnika, że im niższa prędkość znamionowa tym wyższy moment.

Brałem pod uwagę silniki do 1500 obrotów. I tak będę musiał wykonać przekładnie o stosunku około 3:1 aby uzyskać na max 530 obrotów na minutę. Przy średnicy koła 40 cm zapewni mi to jazdę z prędkością 40 km/h. Dzięki przekładni także moment obrotowy się zwiększy na obwodzie koła i silniki będą mniej obciążone. Bardziej mi zależy na uciągu drezyny niż na prędkości. Czy falownik trójfazowy np o mocy 7,5 kW jednocześnie dwa silniki trójfazowe o mocy 3 kW każdy jest w stanie wysterować ? Czy muszą być dwa falowniki ?

Możesz podłączyć dwa takie same silniki pod jeden falownik, ale sterowanie będzie wspólne dla obydwu silników.

Oba silniki będą napędzać koła o takich samych średnicach więc nie będzie różnic w ich obciążeniu.

Falownik rozwiązuje problem sterowania silnikami ale tani nie jest. Czy można zastosować autotransformator ?

Digitrax napisał:

Chcę do tego celu wykorzystać generator 230 V o mocy około 6 kW, który napędzać będzie dwa silniki asynchroniczne

. Nie brałeś pod uwagę napędzania silnikiem spalinowym ? Widziałem takie pojazdy ale mniejsze , czy na ulicach z benzyniakami.

Brałem pod uwagę lecz ma to mankamenty:
- obroty w jedną stronę czyli jazda wyłącznie w jednym kierunku
- dużo więcej elementów mechanicznych
- ograniczona możliwość regulacji obrotów bez skrzynki biegów
- w połączeniu ze skrzynią biegów wzrasta masa

Skrzynia biegów i tak będzie lżejsza od prądnicy, dwóch silników i falownika. Skoro robisz taki pojazd to chyba dasz sobie radę z prostą mechaniką.

Agregat już posiadam, więc koszt odpada. Przy bezpośrednim napędzie silnikowym musiałbym zakupić silnik + skrzynie biegów. Tanie i lekkie to nie będzie. Myślałem o napędzie z gokarta. Silnik 13 KM, obroty nominalne 3000, maksymalne 3600. Dołączając sprzęgło ośrodkowe z reduktorem 1:2 obroty zmaleją o połowę a i tak będą 3 x za duże. Zmniejszając nadal obroty przekładnią stałą o kolejne 1:3 zejdę do obrotów w zakresie 500-600. Nie jestem pewien czy przy mniejszych obrotach taki silnik będzie miał wystarczająco mocy by ruszyć ciężką drezynę z miejsca.

Digitrax napisał:

obroty w jedną stronę czyli jazda wyłącznie w jednym kierunku
- dużo więcej elementów mechanicznych
- ograniczona możliwość regulacji obrotów bez skrzynki biegów

Skrzynia automatyczna? Ile drezyna waży z załadunkiem ?

Posiadam agregat dualny na 3 fazach jest 7,5 kW a na jednej 7 kW więc nic straconego.
Masa drezyny około 400 kg + pasażerowie, myślę, że jedną tonę trzeba przyjąć.
Prędkość maksymalna 40 km/h. Koła posiadają średnicę 33 cm.

Po drugie nie wiadomo jak będą się falownik zachowywał z tak małym generatorem.
Czy spadek napięcia nie wywoła zablokowania falownika. Jeśli już to wektorowy.
I czemu 2 silniki a nie jeden?

PO kolejne generator 230V to mało trzeba 400V.

400 V jest a silniki dwa ponieważ lepiej napędzać dwie osie a nie jedną. Będzie więcej punktów przyczepności i poślizg na śliskim torze nie będzie tak bardzo odczuwalny. Proszę mi wierzyć, ale nawet "pompując" drezyną ręczną bardzo łatwo wprowadzić koła w poślizg, co skutkuje utrudnionym ruszeniem z miejsca tak lekkiego pojazdu. Kontakt koło szyna jest bardzo mały.

Wiesz mając agregat nie musisz falownika mieć .
Po prostu regulujesz napięcie z agregatu.

Przy trakcji kolejowej potrzebny jest duży moment rozruchowy przy ciężkim rozruchu i szeroki zakres zmiany obrotów. Dlatego zwykle w kolejnictwie przekładnia między silnikiem spalinowym a kołami to bezstopniowa hydrauliczna skrzynia biegów albo przekładnia elektryczna, tzn. silnik spalinowy -> prądnica z regulatorem -> elektryczne silniki trakcyjne (szeregowe). Silnik asynchroniczny prądu zmiennego czy bocznikowy prądu stałego, z racji charakterystyk - są tu bezużyteczne. Nawet falownik tu nie pomoże.
Z elementów przekładni elektrycznej masz już silnik spalinowy i prądnicę w agregacie. Do tego jakiś regulator, np tyrystorowy układ napędowy i dwa silniki szeregowe prądu stałego z układem sterowania (styczniki) który umożliwi rozruch przy połączeniu szeregowym i przejście w miarę wzrostu obrotów do pracy równoległej. Silniki muszą być przystosowane do pracy w szerokim zakresie obrotów, czyli wentylator je chłodzący musi mieć własny silnik.
Przy podanej mocy napędu i masie pojazdu, jechać to będzie, ale na wgniatające w siedzenia przyspieszenie nie licz...

Sądząc po nicku masz jakieś kontakty z modelarzami kolejowymi, poszukaj wśród nich kogoś o specjalności "pojazdy trakcyjne".

Digitrax napisał:

Buduję drezynę kolejową na wycieczki po nieczynnych szlakach.

Ile km jeden kurs i ile ich dziennie - może warto akumulatorowy ? KGHM wyprzedaje wózki akumulatorowe .

Digitrax napisał:

Masa drezyny około 400 kg + pasażerowie, myślę, że jedną tonę trzeba przyjąć.

- to mało a mój silnik + skrzynia 3tony pociągnie .

Zastanawiam się czy stosując sprzęgło odśrodkowe na wale silnika i przekładnię 3:1 na osi napędzającej ułatwię start silnika elektrycznego. Jak wiadomo sprzęgło zacznie działać od pewnych obrotów, wraz ze wzrostem obrotów będzie mocniej łączyć i pojazd zacznie jechać. Po starcie nastąpi obniżenie prędkości obrotowej silnika co skutkować będzie poluzowaniem sprzęgła i silnik powoli będzie rozpędzać pojazd. Chłopaki z Piaseczna wykorzystali sprzęgło ale przy silniku spalinowym https://youtu.be/8iztAxU9a9E?t=3m43s

Dobromir pomysłowy napisał:

Ile km jeden kurs i ile ich dziennie - może warto akumulatorowy ? KGHM wyprzedaje wózki akumulatorowe . ... mój silnik + skrzynia 3tony pociągnie .

W akumulatory nie chcę się bawić, tam gdzie będę śmigał nie zawsze jest gdzie je naładować a odległości mogą być znaczne nawet 100 km podczas wycieczki. O jakim silniku ze skrzynią piszesz ?

Chyba tu nie mogę więc wyślę na PW.

Digitrax napisał:

nie zawsze jest gdzie je naładować

- To podstawa ale może 2 zestaw na podmianę Aku też u mnie by się znalazły

Digitrax napisał:

autotransformator ?

Nie w obwodzie głównym. Za to, jak Koledzy radzą, zastosować szeregowe silniki DC (np. 2 szt albo nawet 4 po jednym na każde kolo np. 48 woltowe), prad przemienny z generatora wyprostować i zrobić układ a'la Leonardo, czyli sterować prędkość wzbudzeniem prądnicy, a to już naprawdę jest proste.

A tu jak ( od 5min.)zmieniają kierunek jazdy - dobre dla turystów https://www.youtube.com/watch?v=faptF_qbhf8

Silniki prądu stałego o mocy kilku kW to wydatek kilku tys zł Grzebanie w nowym agregacie w celu regulacji prądu wzbudzenia a co za tym idzie mocy z generatora odpada. Utracę gwarancję na urządzenie. Chyba będę się musiał przestawić na na napęd bezpośrednio spalinowy np kupując silnik od quada ze skrzynią biegów. Pozostaje pytanie, jakiej mocy (pojemności) i skrzynia ręczna czy automatyczna.

Ja tu widzę tylko silniki 3fazowe sterowane za pomocą falownika. Zasilanie może być zasilany z jednej fazy. Rozruch twardy regulowany potencjometrycznie. Nie wiem ile by ważyła ta drezyna?

cooltygrysek napisał:

Ja tu widzę tylko silniki 3fazowe sterowane za pomocą falownika. Zasilanie może być zasilany z jednej fazy. Rozruch twardy regulowany potencjometrycznie. Nie wiem ile by warzyła ta drezyna.

Rozruch twardy regulowany potencjometrycznie ? Coś nowego Poza tym popraw ortografie, bo

A to niby dlaczego ? Może mi wyjaśni kolega czemu się " upiłem "

Krzysztof Kamienski napisał:

...Za to, jak Koledzy radzą, zastosować szeregowe silniki DC (np. 2 szt albo nawet 4 po jednym na każde kolo np. 48 woltowe), prad przemienny z generatora wyprostować i zrobić układ a'la Leonardo, czyli sterować prędkość wzbudzeniem prądnicy, a to już naprawdę jest proste.

Panowie czy dysponuje ktoś z Was schematem elektrycznym generatora dualnego "genezo" model AN-9000FDP ?

Digitrax napisał:

skrzynia ręczna czy automatyczna

Tym zestawem co podałem na PW jeździłem i na lodzie i błocie ma bardzo łagodny rozruch więc lepiej, łatwiej itd. automat. A jak z mechaniką ogólnie dasz radę to tylko spalinówka ew. z gazem ?

Rozważam dwie wersje. Pierwsza to silnik DC plus prostownik i sterowanie obrotami. Druga to napęd silnikiem spalinowym z quada ze skrzynią automatyczną lub silnik od karta z przekładnią 2:1. Napęd ma być lekki więc nie chce tam instalować silnika od auta ze skrzynią biegów. Tym bardziej nie wyobrażam sobie na drezynie instalacji LPG. W handlu są dostępne fajne silniki spalinowe np od zagęszczarek o mocy nawet 20 KM. Preferuję silniczek diesla ze względu na większy moment obrotowy w stosunku do benzyniaka i kilkukrotnie mniejsze zużycie paliwa. Na napęd mogę przeznaczyć kwotę do 3 tyś. zł. W przypadku zasilania prądem nie wliczam do tej kwoty kosztu generatora bo ten już jest.