Budowa domowego zasilacza awaryjnego z silnika 3 fazowego 2,2 KW i silnika spalinowego Ripper 7 KM

Question

Witam.Urzadzenie powstało jako zabezpieczenie na wypadek braku dostawy energii elektrycznej.Projekt miał zawierać poniższe wymogi:1- zasilić podst...

adobry · Answer

To że napięcie zależy od obciążenia - oczywiste dla tego generatora, napisz jak z częstotliwością, czy stabilizujesz obroty i jak.

robokop · Answer

Coś mi tu sodomią i cudzołóstwem zalatuje. Ideą takich generatorów, jest rozpędzenie silnika elektrycznego, nieznacznie powyżej obrotów "synchronicznych" - czyli dla silnika 1440obr/min, było by to >1500obr/min, generowałby wtedy napięcie o częstotliwości w okolicach 50Hz. Silniki spalinowe takie jak ten Ripper z fotografii, moc znamionową rozwijają w okolicach 3-3,5tys. obr. Więc 2 razy za dużo, dla "prądnicy", częstotliwość prądu będzie miała wtedy ponad 100Hz - czyli 2 razy za dużo, raz dla odbiornika, dwa ze szkodą dla sprawności tej "prądnicy", bo rośnie impedancja uzwojeń.

See also:
26.01.2019 Prostownik/ładowarka akumulatorów.

atrix55 · Answer

W/g obliczeń przy prędkości obrotowej wirnika 1500 obr/min powinno być 50Hz. Na dzień dzisiejszy nie mam czym sprawdzić. Myślałem by zamontować częstotliwościomierz. Sa gotowe wskaźniki - napięcie, moc , częstotliwość. Tyle że są to wskaźniki cyfrowe. a ja mam jakoś słabość do analogowych ( wychyłkowy ).Silnik ma regulator odśrodkowy obrotów. Nawet ładnie reaguje na spadek obrotów przy obciążeniu. Zaczyna je podnosić ( otwiera przepustnicę ). Wiele agregatów jest opratych na generatorze tego typu jak silnik klatkowy. A regulacja częstotliwości i napiecia polega na regulacj obrotów wirnika generatora.Można by się pokusić o przekaźniki dołączające dodatkowe kondensatory w przypadku obciążenia. Tylko problem w tym że musiał bym je sam wykonać. Bo to przekaźnik oparty o transformator. A musi ich być trzy.

robokop · Answer

Niekoniecznie. Prostowanie prądu, tak żeby zsumować wszystkie fazy w jedną linię prądu stałego i z tego dopiero formowanie sinusa 50Hz/230V. Są chińskie falowniki do tego celu. Dodano po 51 [sekundy]:+ strata na poślizg. Czyli wirnik musi mieć ponad 1500 obr/min.

atrix55 · Answer

Wszystko Ok.Tylko że pełna moc tego silnika mamy przy 3600 obr/min. Obroty minimalne to 1500 obr/min.Dlatego zastosowałem silnik o prędkości obrotowej 1440 obr/min. A chodziło o minimalne spalanie. W przypadku silnika 2800 obr/ nim silnik Ripper musiał by krecić około 3000 obr/min. A to już około 1,5 l/h. Przy 3600 obr./min spala około 2,2 l/h.Tego typu silniki rozwijąją przy 3600 obr/min moc maksymalną a nie znamionowa. Skoro generator ma moc 2,2 KW, to silnik który go napędza też musi miec taka moc ale minimalną. Dodano po 7 [minuty]:Oczywiście że można zsumować 3 fazy do jednej stosując mostki prostownicze ( alternator ) i zastosować falownik. Tylko to już łączy się z kosztami dodatkowymi.Silnik 2,2 KW miałem . Koszt pozostałych podzespołow to około 700 zł. Robocizny nie liczyłem. Zasób warsztatowy mam swój.Napisałem 1500 obr czysto domyślnie. Silnik ma regulacje obrotów. Wyregulowany by uzyskać napięcie 230 V

zdziwiony · Answer

Napiszę za adobry. Mierzyłeś może częstotliwość przy obciążeniu i bez?

robokop · Answer

No nie. Błędne założenie. Dla utrzymania obrotów znamionowych, silnik napędzający musi mieć moc co najmniej 2 razy wyższą. Czyli żeby z generatora wyciągnąć te 2,2kW, silnik musiałby rozwijać 4,5kW żeby obroty nie spadły. Wszystkie generatory jakie naprawiałem tak miały - PAD-8 z prądnicą 10kVA ma silnik 24KM, podobnie inne (PAD 16 miał silnik s-322, o mocy 33KM). Spadek obrotów poniżej prędkości synchronicznej - brak napięcia.

atrix55 · Answer

Też się zgadzam.Ten Ripper ma 223 cm pojemności. Według jakiegoś wykresu wykresu na najniższych obrotach na coś około 2 - 2,5 KW, a przy maxie 5,2 KW. Skoro jedna faza daje około 700 W ( właściwie jakieś 80% tej mocy ). To przy pełnym obciążeniu fazy powinien skonać bo pracuje na najniższej mocy. Pracuje i jakoś nie słychać by odczuwał obciążenia. Trzeba wziąść pod uwagę że w przypadku obciązenia generatora silnik zwiększa obroty a co za tym idzie swoją moc.Dobrze że poruszyeś tą kwestie dostosowania mocy do mocy generatora.Bo przykładowo chcąc zrobić generator o większej mocy musimy zastosować silnik klatkowy o obrotach 2800. Wtedy silnik o którym mowa będzie pracował na wyższych obrotach a co za tym idzie na większej mocy. Czyli blisko maxymalnej mocy silnika spalinowego.

kortyleski · Answer

O ile nie masz urządzeń trójfazowych to pchanie się w trzy fazy trochę bez sensu. Lepiej jedna a solidna. Choć wielkie brawa za konstrukcję. Ja do tematu podszedłem trochę inaczej, wykorzystałem silnik z chińskiego skutera 4t. Do tego alternator coś 160A 12V, akumulator 100Ah złomowy ( niby) i przetwornica czysty sinus 3kW. Wyszło to grosze bo silnik dostałem razem z całym skuterem w prezencie. Stąd powstał pomysł. Alternator ze szrotu, akumulator od kolegi z warsztatu. Za 30 Zeta... Wymienił akurat klientowi dobry na nowy ( w moralność nie wnikam). Przetwornica wpadła mi w ręce uszkodzona na olx. Też za grosze. Profile kupiłem. Po złożeniu całości dostałem generator odpalany rozrusznikiem. Obroty ustawione tak by te 6 tysięcy na alternatorze było.
Przypadkiem na złomie znalazłem jakaś rozwaloną szafę sterowniczą ze sprawnym PLC Siemensa. Koleżka za flaszkę albo i kilka program napisał i teraz mam generator z autostartem, bezobsługowy. Za mniej niż tysiaka 😁 jeszcze kilka modyfikacji i smsem powie że mu się chce pić

atrix55 · Answer

Tak, tylko jak pisałem na wstepie to miała być możliwie jak najprostrza konstrukcja. Tak od strony mechanicznej jak i od strony elektrycznej. A prosta konstrukcja to najmniej awarii.Twoja konstrukcja jest konstrukcją złożoną. Awaria jednego z układów staje się awarią całego układu. W przypadku konstrukcj takiej jaką zaprezentowałem awaria od strony elektrycznej jest bardzo znikoma. Zwykłe zwarcie powoduje tylko brak magnesowania wirnika.Ponowne uruchomienie i wszystko działa jak poprzednio.Nie powiem że nie brałem pod uwagę konstrukcji agregatu Twojej koncepcji.Najważniejsze że osiągnąłeś celUrzadzeń trójfazowo zasilanych mam sporo. Z założenia miały zostać pominięte przy konstrukcji. Cel był jeden - dom, czyli jedna faza. Chociaż mam możliwość zasilania trójfazowego w domu ( czyli faza na pomieszczenie )

atrix55 · Answer

Generator wczoraj przeszedł próby tzw polowe. Zasilał betoniarkę 120l, oświetlenie 500W ( halogen ), czajnik elektryczny 1000 W. Uruchomienie betoniarki wiazało się z podniesieniem obrotów silnika, a co za tym idzie napięcia. Czuć obciążenie silnika spalinowego po obciążeniu 3 faz. W przypadku podłączenia migomatu silnik padał. Za mało mocy silnika spalinowego.Jest pewna wada tej konstrukcji w takiej postaci że silnik chodzi na najmniejszych obrotach, A co za tym idzie na najmniejszej mocy. Wyjściem było by zastosowanie przekładni pasowej silnik - generator. Podniesienie obrotów silnika spowoduje podniesienie jego mocy, a przekładnia dopasuje obroty do generatora.
tak właściwie potrzebuje tylko jednej fazy, a nie trzech. Jest możliwe przekonwertowanie generatora 3 fazowego do jedno fazowego.
W 2006 roku w departamencie inżynierii Elektrycznej w Indiach prowadzono badania nad tym zagadnieniem. W załączniku schemat układu 1 fazowego z generatora 3 fazowego.
Przeprowadziłem próby i wszystko działa. Zastosowałem kondensatory 50uf bo takowe miałem. W/g wykresu Indyjczycy zalecają zastosowanie kondensatorów - Cp - 46uF, Cs - 40 - 50 uF. Wieksze pojemności wyraźnie powodują spadek mocy generatora. Max moc generatora jaki może pracować w takim układzie to 3 KW.

Budowa domowego zasilacza awaryjnego z silnika 3 fazowego 2,2 KW i silnika spalinowego Ripper 7 KM

atrix55 · Answer

Link - https://www.researchgate.net/figure/Connection-diagram-of-the-self-regulated-self-excited-single-phase-induction-generator_fig1_251838111

paladyn · Answer

atrix55Jak sobie poradzić z regulacją napięcia w zależności od różnych obciążeń? Rozumiem, że wzrost obrotów silnika spalinowego zwiększy napięcie na zaciskach prądnicy, ale również i częstotliwość prądu? Co się stanie gdy przeciążysz prądnice? Tego typu prądnice są gdzieś powszechnie używane czy to już relikt przeszłości?

atrix55 · Answer

Regulacje napięcia i częstotliwości masz tylko i wyłącznie uwarunkowaną od obrotów wirnika.Silnik spalinowe maja regulatory obrotów. W jakimś zakresie to działa. Przy większych obciążeniach napięcie spada do 190 V. Myślę jak zrobić regulator obrotów zależny od obciążeń. jak najprostrzy w konstrukcji i najtańszy musiałby działać w oparciu o przekładnik pradowy. Gdzieś widziałem takie rozwiązanie w generatorze prądu.

kkknc · Answer

Skąd w tak paliwożernym silniki pomysł małego zużycia paliwa.

paladyn · Answer

Skoro napięcie pod obciążeniem potrafi spaść do 190V to chyba jedyne sensowe rozwiązanie to falownik, który utrzymywał by 50Hz, a silnikiem spalinowym tak sterować aby trzymać 230V w całym zakresie obciążenia.

atrix55 · Answer

A to proste i nie skomplikowane.Nie zawsze będzie zachodzć potrzeba max obciążenia. A co za tym idzie nie musi pracować na max obrotach, max mocy i max zużyciu paliwa. Tak jak pisałem pod reflektorem LED i betoniarką spalił 0,7 litra/h. To jest jeszcze w miarę zużycie .Do większych obciążeń trzeba by jako generatora użyć silnika 2800obr/min, a silnik rozbujać do około 3000obr/min. A to juz jakieś 2 litra/h. Dodano po 3 [minuty]:Jeżeli silnikiem uda się utrzymać napięcie 230V to częstotliwośc też będzie 50hz. Bo napięcie jest zalezne od prędkości obrotowej wirnika tak jak i czestotoliwość. Bezcelowe by było zastosowanie falownika.No chyba że się mylę.

paladyn · Answer

Jeśli faktycznie tak jest to użycie falownika jest bezcelowe, ja obawiałem się sytuacji, że obroty prądnicy są stałe dla wszystkich obciążeń ale np dla obciążenia 100W napięcie wynosi 230V, a np dla obciążenia 1000W będzie to już 200V.

atrix55 · Answer

Jeżeli obroty będą stałe dla róznych obciażeń to jest właśnie to o co chodzi. Własnie dlatego jest podtrzebny sprawny regulator obrotów. Bo to on bedzie robił również za regulator napięcia.
Pod większym obciążeniem obroty spadają bo wirnik zaczyna stawiać opór. Wtedy napęd musi zwiększać obroty.

kkknc · Answer

Zużycie paliwa określa się w g/kW/h a nie podłączając LED. A ten silnik ma coś w okolicach 365g/kW/hTen silnik ma pracować zawszę w okolicach max obrotów. Patrz karta charakterystyki zewnętrznej. Zresztą rozpiętość obrotów tego silnika jest niska. Bieg jałowy to 1850obr/min a max to 3600obr/min. Przy czym pełny moment obrotowy rozwija od 3000obr/min. I z taką prędkością ma pracować, a w zasadzie trochę większą. Nie podałeś też ilu biegunowy był silnik.

atrix55 · Answer

Czytaj uważnie co pisze - patrz posty wyżej.Obciążenie betoniarka + reflektor LED. Betoniarka to 1200 W, led tylko jako dodatkowe obciażenie. Znam wykres dla tego silnika. Pisałem że pełna moc dla tego silnika to 3600 obr/min. Silnik ( generator) to 1440 obr/min czyli 2 bieguny.

kkknc · Answer

Więc masz za duża częstotliwość prz podwyższonych obrotach. A musisz mieć bo bieg jałowy masz wyżej od prędkości synchronicznej. Więc wartości skuteczna napięcia się zmienia.

paladyn · Answer

Dopytam jeszcze, bo być może coś pominąłem w moim rozumowaniu. Posłużę się przykładem, może będzie łatwiej:Mamy silnik elektryczny 2,2KW o prędkości obrotowej 1440 rpm oraz spalinowy o mocy 7KM, który pracuje z prędkością obrotową np 1600 rpm, tak aby jeszcze uwzględnić poślizg silnika elektrycznego co przekłada się na generowanie 230V na zaciskach prądnicy bez żadnego obciążenia. Zakładamy, że obroty silnika spalinowego(jak i prądnicy) są stałe, nie zmieniają się choćby o 1 rpm gdy podłączymy odbiornik o mocy 1W czy 1KW.Zatem czy napięcie na zaciskach zmniejszy się gdy podłącze obciążenie 1KW ? Jeśli tak, to czy muszę kompensować obciążenie odpowiednią pojemnością kondensatorów wzbudzających silnik(prądnice)?

robokop · Answer

Jeden pyta sam nie wie o co, drugi jeszcze lepiej odpowiada. Silnik asynchroniczny klatkowy, przewidziany do pracy przy częstotliwości napięcia sieci 50 Hz, z prędkością 1440 obr/min, ma zawsze 2 pary biegunów!To właśnie wada takich generatorów. Napięcie wyjściowe silnie i nieliniowo zależne od obciążenia i prędkości obrotowej, bez możliwości stabilizacji jego wartości w całym zakresie obciążeń. Do tego niska sprawność - w uzwojeniu stojana, zawsze płynie prąd magnesujący.

Michał_74 · Answer

Witam.
Może ktoś pamięta czasy i potrafi przytoczyć sprawę. Jak to odbywało się w dźwigach budowlanych samojezdnych? Tam było napędzane silnikiem spalinowym a sam dźwig pracował na elektrycznym. (nie wszystkie) Pytam bo lata temu sąsiedzi mieli takie cudo zabudowane w budynku gospodarczym i nieźle sobie to radziło w razie "W" na 2 domy i mała gospodarkę rolną.

robokop · Answer

Wielka prądnica synchroniczna GCE74, obcowzbudna. Tzn. tak naprawdę to były dwie prądnice w jednej - głowna, trójfazowa prądu przemiennego i mała samowzbudna prądu stałego, zasilająca uzwojenie wzbudzenia głównej prądnicy.

atrix55 · Answer

Możliwości sa dwie albo kondensatory lub regulacja obrotów napędu.No nie tak do końca. Sprawnośc takich układów według badań to 85%. Mają tego typu układy prądotwórcze swoje wady i zalety

atrix55 · Answer

Zakończyłem wszystkie możliwe konfiguracje modyfikacji silnika 3 fazowego pracującego jako generator.
Wszystkie układy "delta" nie są dobrym wyjściem. Mamy niestabilną częstotliwość i napięcia.
Najlepsze efekty można uzyskać przy połaczeniach w gwiazdę. Tak silnika jak i kondensatorów wzbudzających.
W/g moich doświadczeń kondensator wzbudzający powinien mieć pojemnośc około 25uF na 1 KW mocy silnika.
Układ konwertujący 3 fazy na jedną działa. Różnic w pracy zasilanych urządzeń w stosunku do układu 3 fazowego nie zauważyłem żadnych.
Schemat układu konwertującego w moim poście z dnia 30 grudnia 2021 godź. 11:52
Jak się okazuje układ jest bardzo zbliżony do układu fabrycznej prądnicy A355LU4 prod. czechosłowackiej. W tym układzie agregat ktróry wykonałem pracuje chyba najbardziej stabilnie. Schemat pradnicy A355LU4 w załączniku do postu.
Ktoś pisał że silnik Riperr będzie miał za duże obroty w stosunku do silnika 1450 obr/min. Ma większe nieco obroty najniższe potrzebne do wzbudzenia silnika ale gołego silnika bez układu wzbudzania. Kiedy dołożymy układ wzbudzania złożony z kondensatorów, wirnika zaczyna stawiac opór i uzyskujemy obroty układu na poziomie 1590 br/min. Mamy dokładnie 50hz częstotliwośi generowanego pradu. Napięcie 240V przy zastosowaniu kondensatorów wzbudzających o pojemności 50uF. Możemy zatem połączyć bezpośrednio silnik napędowy w silnikiem - generatorem. Napięcie wyjściowe jest uwarunkowane od pojemności kondensatorów wzbudzających. Przy mniejszych pojemnościach uzyskujemy napicie na poziomie 220V. układ zaczyna generowac napięcie w poblizu 1590 obr/min. Przy większej pojemności kondensatorów zbudzanie nastepuje przy nieco niższych obrotach układu. Napięcie wyjściowe teź jest większe od 220V i przy pojemności 50uF wynosi 240V. Przy obciążeniach do wartości 1/3 całej mocy generatora napięcie spada o około 20V, a częstotliwośc do 45-47hz. By uniknąć wachań napięcia i częstotliwości zachodzi potrzeba zastosowania regulatora obrotów silnika nąpędu. Można zrobić taki regulator jako podciśnieniowy. Takie regulatory były kiedyś stosowane w silnikach gaźnikowych do regulacji przyspieszenia zapłonu. A działa to na prostej zasadzie - im większe obroty silnika tym większe podciśnienie występuje w filtrze powietrza bądź gardzieli gaźnika. Jeżeli silnik będzie chodził na określonych obrotach podciśnienie będzie miało określoną wartość. Przy obciążeniu generatora silnik będzie spadał na obrrotach i będzie spadało podciśnienie w gaźniku. I miał by tutaj zastosowanie prosty układ tłoczkowy który by sterował przepustnica silnika.

robokop · Answer

A głupoty piszesz niestety, świadczące o tym, że wcale się nie orientujesz w zagadnieniu. W tej "czeskiej" prądnicy, kondensatory mają zupełnie inne zadanie. Przede wszystkim, to prądnica obcowzbudna - z zasilanym prądem stałym uzwojeniem wzbudzenia. Dodano po 3 [minuty]:Tak też się nie da. Podciśnienie zależy od obciążenia silnika, czyli stosunku prędkości obrotowej do uchylenia przepustnicy. W Dodatku w jednocylindrowym silniku jest pulsujące. Stąd albo regulatory odśrodkowe, albo "miarkowniki ciągu" - łopatka, połączona cięgnem z przepustnicą, odchylana strumieniem powietrza z wentylatora silnika.