Содержание
Решил провести эксперимент, по возможности использования генератора от легкового автомобиля, как тягового двигателя с прямым приводом на колесо, для велосипеда или что-либо подобного.
У меня как раз есть исправный генератор, но использовать его в автомобиль я не могу, как и некоторые другие вещи, но зато попробую провести этот эксперимент сам. В интернете на специализированных форумах есть размышления, что так не делают, что и в конструкции генератора специально особым образом подобраны формы ротора и статора, для работы его как генератора. Да и наличие отдельной катушки возбуждения усложняет конструкцию. Но из достоинств – генератор не создает практически никаких сопротивлений вращению, если на него не подан ток, и он есть за бесплатно. Заниматься самому математическим анализом реализации такой возможности, нет достаточного опыта и данных, пока (если кто разложит все по полочкам — буду признателен).
Схема подключения генератора:
Генератор был аккуратно разобран:
Из него был удален диодный мост и схема регулятора напряжения, подключены провода к обмоткам генератора, и щеточному узлу катушки возбуждения:
Затем все было собрано аккуратно и стало иметь такой вид:
Скрепка – торчащая из задней крышки генератора, фиксирует подпружиненные щетки в заглубленном состоянии, что позволяет правильно установить заднюю крышку, ничего не сломав. Затем скрепка вытягивается, и щетки упираются в коллектор.
Далее, из имеющегося блока электроусилителя руля, работающего на трехфазный мотор, изымаем блок силовых транзисторов. К сожалению, использовать его как полноценный блок управления трехфазным мотором (BLDC) нельзя.
Поэтому подключим блок силовых транзисторов к имеющейся плате 2CAN (описано ранее), через самодельную плату с драйверами управления транзисторами. А так как лето у нас короткое, то плата сделана самым простым и быстрым проверенным способом лазерной печати и утюга:
Общая схема получилась примерно такая:
Так как на плате 2CAN разведены не все выводы платы и микроконтроллера, пришлось добавить соединений навесным монтажом:
Написана простая программа управления трехфазным двигателем, используя таймер №1.Пока решил не использовать датчики положения ротора, ограничившись только регулировкой частоты вращения и заполнением ШИМ (амплитуду синусоид). Если генератор покажет оптимистичные характеристики, то тогда и усложню схему и программу. Форму напряжения выбрал синусоидальную, коэффициенты для таймера рассчитал простой программой на javascript, (позволяет писать программы в любом текстовом редакторе и запускать на выполнение любым браузером), файл sine.html (в zip) прилагаю ниже.
При открытии его браузером, можно просмотреть значения, и скопировать в буфер обмена: 
Такая конструкция получилось в итоге:
Форма результирующего напряжения двух фаз такая (осциллограф двухлучевой к сожалению):
(после простого R-C фильтра для щупа осциллографа), а так без фильтра на прямую:
В качестве источника питания был выбран аккумулятор 12В 7А, через предохранитель 30 Ампер питание подавалось на схему. Обороты генератора, которые меня интересовали, были в пределах от 0 до 420 оборотов в минуту. Исходя из того, что если на шкив генератора надеть колесо диаметром 20 см, и при этом скорость максимальную ограничить в 16км/час. Подключим генератор:
Примитивным способом оценить крутящий момент, развиваемый генератором, решили с помощью поднятия груза, подвешенного за веревку к шкиву генератора.
Далее все расчеты довольно примитивны, и возможно есть ошибки. В качестве груза выбрал две 5-литровых емкости с водой. При диаметре шкива 5,5см, генератор с уверенно поднимал этот груз при 50 % заполнении ШИМ таймера на высоту 50 см за 3 секунды. Ток от аккумулятора составлял порядка 16 Ампер, но и напряжение на нем падало до 11 Вольт (слабоват аккумулятор). Получается, гарантирован крутящий момент примерно 2,75 ньютона на метр, при 3 оборотах в секунду. Сила тяги генератора с колесом диаметром 20см, одетого напрямую на вал, составила бы 12,5 ньютона (условная скорость составила бы примерно 7км/час). Для ребёнка, стоящего на роликах может быть и хватит. Для реализации полной мощности потребовался бы аккумулятор большей емкости, и более толстые провода. Без нагрузки, генератор вращается без подачи тока на катушку возбуждения (как несинхронный трехфазный электродвигатель). По идее, учитывая, что при потребляемой мощности в 176 ватт, получаем мощность на совершение работы, очень примерно оцененной в 16 Ватт, КПД полученного устройства не радует. Даже если удастся увеличить КПД использованием датчиков положения ротора в два -три раза, тяга маловата все таки для взрослого человека. Значительная часть тока тратится на катушку возбуждения, при этом, в зависимости от нагрузки, оборотов и температуры генератора составляет это порядка 5 — 12 Ампер. Да и генератор в родном рабочем режиме крутится на горазбо более высоких оборотах (2100 — 18000 об/мин). Выходить на рабочие токи больше 30 Ампер в схеме посчитал нецелесообразным. Конечно, используя мотор с постоянными магнитами, можно значительно поднять КПД устройства. Но все равно, значительные токи в узлах схемы, при напряжении питания в 12 Вольт, не позволяют добиться приемлемых параметров при длительной работе мотора в тяговом режиме. А перематывать катушки статора генератора под другое напряжение, количество оборотов, делать ротор с неодимовыми магнитами — это уже надо быть сильно мотивированным на это. Практичнее переходить на готовые, относительно легко доступные BLDC моторы для велосипедов, скутеров и т.д. с напряжением 36 Вольт и более. Также был подключен оригинальный двигатель, и это совсем другая тема и возможности:
В автомобильных вентиляторах охлаждения, часто применяются двухфазные электродвигатели с постоянными магнитами, выдавая мощность под 300ватт (но коррозия и большие токи зачастую выводят из строя компактную схему управления, встроенную в мотор).
Других целей больше не было, остался удовлетворенным полученным отрицательным результатом 🙂
Приведу настройки таймера:
А табличные значения получаем как написано выше (редактируем имя распечатываемого на экран массива ) 🙂 Плохо что видео нельзя тут приложить, довольно забавно. Если есть вопросы – без проблем задавайте, пишите 🙂
С уважением, Астанин Сергей, ICQ 164487932.
Добавил сам проект, правда внутри много лишнего осталось от проекта общения по CAN, но мотору не мешает.
Решил провести эксперимент, по возможности использования генератора от легкового автомобиля, как тягового двигателя с прямым приводом на колесо, для велосипеда или что-либо подобного.
У меня как раз есть исправный генератор, но использовать его в автомобиль я не могу, как и некоторые другие вещи, но зато попробую провести этот эксперимент сам. В интернете на специализированных форумах есть размышления, что так не делают, что и в конструкции генератора специально особым образом подобраны формы ротора и статора, для работы его как генератора. Да и наличие отдельной катушки возбуждения усложняет конструкцию. Но из достоинств – генератор не создает практически никаких сопротивлений вращению, если на него не подан ток, и он есть за бесплатно. Заниматься самому математическим анализом реализации такой возможности, нет достаточного опыта и данных, пока (если кто разложит все по полочкам — буду признателен).
Схема подключения генератора:
Генератор был аккуратно разобран:
Из него был удален диодный мост и схема регулятора напряжения, подключены провода к обмоткам генератора, и щеточному узлу катушки возбуждения:
Затем все было собрано аккуратно и стало иметь такой вид:
Скрепка – торчащая из задней крышки генератора, фиксирует подпружиненные щетки в заглубленном состоянии, что позволяет правильно установить заднюю крышку, ничего не сломав. Затем скрепка вытягивается, и щетки упираются в коллектор.
Далее, из имеющегося блока электроусилителя руля, работающего на трехфазный мотор, изымаем блок силовых транзисторов. К сожалению, использовать его как полноценный блок управления трехфазным мотором (BLDC) нельзя.
Поэтому подключим блок силовых транзисторов к имеющейся плате 2CAN (описано ранее), через самодельную плату с драйверами управления транзисторами. А так как лето у нас короткое, то плата сделана самым простым и быстрым проверенным способом лазерной печати и утюга:
Общая схема получилась примерно такая:
Так как на плате 2CAN разведены не все выводы платы и микроконтроллера, пришлось добавить соединений навесным монтажом:
Написана простая программа управления трехфазным двигателем, используя таймер №1.Пока решил не использовать датчики положения ротора, ограничившись только регулировкой частоты вращения и заполнением ШИМ (амплитуду синусоид). Если генератор покажет оптимистичные характеристики, то тогда и усложню схему и программу. Форму напряжения выбрал синусоидальную, коэффициенты для таймера рассчитал простой программой на javascript, (позволяет писать программы в любом текстовом редакторе и запускать на выполнение любым браузером), файл sine.html (в zip) прилагаю ниже.
При открытии его браузером, можно просмотреть значения, и скопировать в буфер обмена:
Такая конструкция получилось в итоге:
Форма результирующего напряжения двух фаз такая (осциллограф двухлучевой к сожалению):
(после простого R-C фильтра для щупа осциллографа), а так без фильтра на прямую:
В качестве источника питания был выбран аккумулятор 12В 7А, через предохранитель 30 Ампер питание подавалось на схему. Обороты генератора, которые меня интересовали, были в пределах от 0 до 420 оборотов в минуту. Исходя из того, что если на шкив генератора надеть колесо диаметром 20 см, и при этом скорость максимальную ограничить в 16км/час. Подключим генератор:
Примитивным способом оценить крутящий момент, развиваемый генератором, решили с помощью поднятия груза, подвешенного за веревку к шкиву генератора.
Далее все расчеты довольно примитивны, и возможно есть ошибки. В качестве груза выбрал две 5-литровых емкости с водой. При диаметре шкива 5,5см, генератор с уверенно поднимал этот груз при 50 % заполнении ШИМ таймера на высоту 50 см за 3 секунды. Ток от аккумулятора составлял порядка 16 Ампер, но и напряжение на нем падало до 11 Вольт (слабоват аккумулятор). Получается, гарантирован крутящий момент примерно 2,75 ньютона на метр, при 3 оборотах в секунду. Сила тяги генератора с колесом диаметром 20см, одетого напрямую на вал, составила бы 12,5 ньютона (условная скорость составила бы примерно 7км/час). Для ребёнка, стоящего на роликах может быть и хватит. Для реализации полной мощности потребовался бы аккумулятор большей емкости, и более толстые провода. Без нагрузки, генератор вращается без подачи тока на катушку возбуждения (как несинхронный трехфазный электродвигатель). По идее, учитывая, что при потребляемой мощности в 176 ватт, получаем мощность на совершение работы, очень примерно оцененной в 16 Ватт, КПД полученного устройства не радует. Даже если удастся увеличить КПД использованием датчиков положения ротора в два -три раза, тяга маловата все таки для взрослого человека. Значительная часть тока тратится на катушку возбуждения, при этом, в зависимости от нагрузки, оборотов и температуры генератора составляет это порядка 5 — 12 Ампер. Да и генератор в родном рабочем режиме крутится на горазбо более высоких оборотах (2100 — 18000 об/мин). Выходить на рабочие токи больше 30 Ампер в схеме посчитал нецелесообразным. Конечно, используя мотор с постоянными магнитами, можно значительно поднять КПД устройства. Но все равно, значительные токи в узлах схемы, при напряжении питания в 12 Вольт, не позволяют добиться приемлемых параметров при длительной работе мотора в тяговом режиме. А перематывать катушки статора генератора под другое напряжение, количество оборотов, делать ротор с неодимовыми магнитами — это уже надо быть сильно мотивированным на это. Практичнее переходить на готовые, относительно легко доступные BLDC моторы для велосипедов, скутеров и т.д. с напряжением 36 Вольт и более. Также был подключен оригинальный двигатель, и это совсем другая тема и возможности:
В автомобильных вентиляторах охлаждения, часто применяются двухфазные электродвигатели с постоянными магнитами, выдавая мощность под 300ватт (но коррозия и большие токи зачастую выводят из строя компактную схему управления, встроенную в мотор).
Других целей больше не было, остался удовлетворенным полученным отрицательным результатом 🙂
Приведу настройки таймера:
А табличные значения получаем как написано выше (редактируем имя распечатываемого на экран массива ) 🙂 Плохо что видео нельзя тут приложить, довольно забавно. Если есть вопросы – без проблем задавайте, пишите 🙂
С уважением, Астанин Сергей, ICQ 164487932.
Добавил сам проект, правда внутри много лишнего осталось от проекта общения по CAN, но мотору не мешает.
после долгих дискуссий с tamp решился на эксперимент подключения генератора к генератору, чтоб снять нагрузку с генератора
еще вопрос про четвертую пару диодов, на что они влияют?
вообще вот к чему все
ГАЗ Газель 2005, двигатель дизельный 3.2 л., 150 л. с., задний привод, механическая коробка передач — электроника
Машины в продаже
ГАЗ 3110 Волга, 1997
ГАЗ Волга Сайбер, 2010
ГАЗ 24 Волга, 1990
ГАЗ 21 Волга, 1961
Смотрите также
Комментарии 81
Интересно, чем все закончилось?
Ничем, слабый он, совсем нет крутящего момента
А подключался просто к батареи 12?
Нее, там сложно всё
В качестве двигла проще будет использовать генераторы постоянного тока со старых авто, они же до сих пор применяются на всяких дрезинах, кранах и проч. У троллейбусников трамвайщиков можно поискать движки там тоже постоянка.
Из стартеров кстати делают движки на лебедки, перекомутируют обмотки для длительной работы.
А еще не рассматривали вариант с использованием в качестве воздушного компрессора компрессор кондея, где то у джиперов встречал такое. тут и крепление к двиглу и включение по электросигналу будет.
Был бы компресс от кондея я бы попробовал
если найти путевый мотор на 12 вольт то конечно проще, но найти порой бывает на много сложнее чем собрать
двигатель от ауди 100 на вентилятор радиатора, постоянка 12 вольт мощи киловата полтора и крутящий не хилый, если момент больше нужен то от редукторного генератора солнечную передачу примастить, скорость снизишь за то момент увеличишь.
В качестве двигла проще будет использовать генераторы постоянного тока со старых авто, они же до сих пор применяются на всяких дрезинах, кранах и проч. У троллейбусников трамвайщиков можно поискать движки там тоже постоянка.
Из стартеров кстати делают движки на лебедки, перекомутируют обмотки для длительной работы.
А еще не рассматривали вариант с использованием в качестве воздушного компрессора компрессор кондея, где то у джиперов встречал такое. тут и крепление к двиглу и включение по электросигналу будет.
кстати да, мысль интересная, тока как его смазывать?
есть всякие спец устройства которые подают масло, и масло отделители на выходе нужно
о вспомнил "Лубрикаторы"
тогда неплохой вариант и компактный и муфта есть
кстати да, мысль интересная, тока как его смазывать?
на всасе лубрикатор для пневмоинструмента на выкиде влагомаслоотделитель,
прочитал всё! букв много…
осилил с трудом, я наверно всётаки пошёл бы путём отбора мощьности от двигателя…
Слишком тяжелый компрессор, закрепить на двигатель на большем расстоянии и к тому же еще жестко не простое дело
может не на двигатель?
Можно, но тогда надо что то придумать с муфтой для компрессор
а компресор ставить на раму
привод с мотора
муфту электромагнитную от каролсона
а почему бы не придумать какой-нибудь вал отбора от КПП?
как кстати экспирименты с генераторами?
там видео про генератор я выложил
муфту тоже сложно придумать, натяжные ролики, короче целый механизм получиться
ну да механизм получится, видео посмотрел, так понимаю мощьности не хватает?
да, мощности очень мало, если сделать через редуктор, оборотов компресора не хватит
