Högeffektiv liten elgenerator sökes

#1 » 23:07:06, 26-07-2017

För ett ev framtida projekt så sökes en högeffektiv liten elgenerator i storleken 50-200 W.
En bilgenerator vore inte så dumt, men de har visst dålig verkningsgrad, på typ 60 % (har jag läst någonstans).
Likspänning eller växelspänning kvittar, då spänningen ska ev likriktas och därefter förhoppningsvis växelriktas upp till 230 V AC.
Någon som har några ideer ?
Tanken är att utnyttja vattenflödet i en bäck för elgenerering på sommaren.

#2 » 23:15:42, 26-07-2017

Kolla på permanent magnet generatorer på ebay (PMG / PMA), är samma sort som sitter i dom flesta små vindkraftverk numera.

#3 » 23:24:04, 26-07-2017

En bilgenerator har dålig verkningsgrad när den belastas fullt, pga stora kopparförluster. Verkningsgraden blir betydligt bättre om man inte belastar den till mer än kanske 25 % av märkström, och så bör man inte köra den med onödigt högt varvtal heller (det ger onödigt mycket virvelströmsförluster i järnkärnan).
Varvtalet bör dock vara så högt att man inte måste dra på full magnetisering för att den ska hålla spänningen uppe, dels för att spara på magnetiseringsström och dels för att slippa mättning i järnkärnan som också ger tomgångsförluster.
Välj gärna en 24 V-generator, så att den nyttiga spänningen är hög relativt diodspänningsfallen.
Ska man belasta generatorn mycket måttligt och omgivningstemperaturen inte är för hög, så kanske man kan ta bort kylfläkten och bli av med ännu lite mer tomgångsförluster och oljud på det sättet.

En allvarlig nackdel med permanentmagnetgeneratorer är att de går med full magnetisering och därmed maximala tomgångsförluster hela tiden, även då man inte behöver ta ut full effekt ur dem. Det slipper man när man har en generator med fältlindning som man kan reglera.
Spänningsregleringen på permanentmagnetgeneratorer är ofta mycket ineffektiv, det kan t ex röra sig om triacar som kortsluter lindningarna under en del av varje period när spänningen börjar stiga för högt.

Om du vill ha trefas 230 V men frekvensen inte spelar någon större roll, så är det nog en bättre affär att ta trefas växelspänningen direkt från generatorns statorlindning och transformera upp den, än att först likrikta och sedan växelrikta.
Bilgeneratorer brukar ju vid normalt varvtal ge frekvens i storleksordningen några hundra Hz (12-polig synkronmaskin och typiskt kanske 3000-4000 r/min, max 8000-10000 r/min).

#4 » 07:05:31, 27-07-2017

Här har du ett av mina haschexperiment med uttag av högfrekvent trefas från bilgenerator, det kanske intresserar i alla fall forsman :mrgreen:

[Allmänt] Test av högfrekvensmotor

#5 » 08:32:07, 27-07-2017

Med så lågt uttag som 200W finns det en uppsjö olika MC-generatorer, permanentmagnet, att välja mellan på MC-skrotarna världen över.

Jag skulle utan tvekan välja 90-120A modern Bosch bilgenerator med inbyggd fläkt, trots det höga priset för ny regulator/kol - de är överlägset de bästa jag testat i min "provbänk":

dc_lindberg @ [Trädgårdsmaskiner] husqvarna rider skillnad
90A har ett lägre rullmotstånd än 120A, men (!) väl aktiverat kraftfält ger högre effekt vid samma motstånd för 120A jmf med 90A. Båda modellerna är mycket trevligare att dra runt än de gamla med extern fläkt; o om du väljer de gamla så rekommenderar jag lilla hus från Saab med 70A - det var den bästa äldre kompromissen; 45-55 gav inte riktigt bra effekt och 90A (största som fanns då) hade för högt rullmotstånd.

Att generatorn kan leverera 1200-1400W mer än vad du tänker dig att ta ut spelar ingen roll, kanske möjligen snarar så att generatorn mår riktigt bra av att endast få jobba på "tomgång" ;-)

Se'n, som du säkert sätt på YouTube, så är det många som specialtillverkar sina egna generatorer vid sådana där byggen. Stora diametrar ger hög effekt till lågt motstånd antar jag (inte sett någon test som visar på krafter som krävs för att driva dem).

Rådet blir att inte göra saker för krångligt, då intresset att slutföra projekt avtar med dess tilltaganade komplexitet ;-)

#6 » 21:48:23, 27-07-2017

Om man utgår från effektekvationen där effekten P = ½mv2, och vattenflödeshastigheten v uppskattar jag till 1 m/s, och om bladen är 1 m breda och går ner 1 dm, så är massan m = 10 dm x 10 dm x 1 dm x 1 kg/dm3 = 100 kg (per sekund).
Enligt formeln ovan då får man max effekten = ½*100 * 1 x 1 = 50 W.
Jag funderar på ett drivverk typ "omvänd" flodångare.

https://www.google.se/search?q=flodång ... V4Av0JlQ_M:

Så 3 fas är uteslutet och effekten räcker bara till att driva några LED belysningar inomhus.
Bäcken är inte så bred, ca 1,5-2 m och kanske 3-4 dm djup, så det finns inte så mycket att spela med, men den rinner stadigt hela sommaren.

Hmm... jag funderar på om jag tänker rätt där angående energin som finns i vattenflödet... :klia:

för att ta ut all energi så måste ju vattnet i princip bromsas till stillastående... eller... för någon fallhöjd är det ju inte... :klia:

#7 » 21:57:26, 27-07-2017

Med en så liten effekt kan man lika gärna börja med en elmotor med permanentmagneter och köra den som generator och se om uträkningen stämmer... Sen skaffa en tex Paris-Roene alternator som är borstlös (roterande transformator till magnetiseringen), den håller i princip hur länge som helst... Men skapa en spänning och sen göra om till en annan är nog ganska energikrävande, av 50 Watt så blir det väl inte så mycket mer än hälften kvar, exklusive drivförlusten mellan vattenhjulet och generatorn, men det är himla intressant att testa!!

#8 » 09:58:42, 28-07-2017

50W är väl lite, men räcker.
Du kan nog driva en 90A på det o få ut 2-3A.

Här är lite idéer från YouTube på att tillverka egna generatorer/växel- o likströmmare:
https://www.youtube.com/watch?v=NKDYeyu0R30

#9 » 10:04:33, 28-07-2017

Steg-motorer är ganska bra generatorer redan vid låga varv. Upp växlingen är nog det
som kommer ge dig mest att fundera över då utväxlingar 1:5 eller mer per steg
ofta medför problem med pulsation i varvet.
För att få en användbar spänning och ström kör med en mptt-regulator för solpaneler.
dom klarar inspänning med stor variation, 12 till 50-100VDC är vanligt. Den och ett batteri
så blir generator valet enklare. :thumme:

**#10** » 10:22:41, 28-07-2017

50W är ju ungefär vad det brukar gå åt till fältmatningen på en normal bilgenerator.

**#11** » 10:56:06, 28-07-2017

http://www.24volt.eu/vattengeneratorkonstruktion.php
Om nu det intressanta är att få ut mesta möjliga energi ur bäcken!

**#12** » 11:03:45, 28-07-2017

ord bind skrev:Steg-motorer är ganska bra generatorer redan vid låga varv. Upp växlingen är nog det
som kommer ge dig mest att fundera över då utväxlingar 1:5 eller mer per steg
ofta medför problem med pulsation i varvet.
För att få en användbar spänning och ström kör med en mptt-regulator för solpaneler.
dom klarar inspänning med stor variation, 12 till 50-100VDC är vanligt. Den och ett batteri
så blir generator valet enklare.

Det är just det jag också tänkt göra, dvs använda en sådan regulator.
Uppskattning av primärvarvtal:
antag bladen är 1 dm djupa, och vattnet verkar i snitt på 5 cm djup, och med en axeldiameter på 20 mm, bli radien ca 6 cm.
Omkretsen blir 2 x 6 x pi = 37,7 cm.
Med ett vattenflöde på 1 m/s = 100 cm/s, får man ett varvtal på ca 100 / 37,7 = 2,65 varv/s = 159 varv/min.
dvs väldigt lågvarvigt... en växel stjäl effekt.. knepigt och få ihop det.

**#13** » 11:05:46, 28-07-2017

ÅÄÖ skrev:http://www.24volt.eu/vattengeneratorkonstruktion.php
Om nu det intressanta är att få ut mesta möjliga energi ur bäcken!

Ok, tack för länken :thummar:

Jag får kolla in det där.

PÅ tuben verkar man kunna hitta allt... någonting sådant här är tänkvärt.

https://www.youtube.com/watch?v=jwmZEXp9kLU

Den hät nissen använder en elmotor från en tvättmaskin. Är det likartade motorer i svenska tvättmaskiner ?

**#14** » 11:30:01, 28-07-2017

Norpan skrev:50W är ju ungefär vad det brukar gå åt till fältmatningen på en normal bilgenerator.

Om man kör den för fullt, ja. Men om man väljer ett högre varvtal så minskar behovet av magnetiseringsström snabbt.

**#15** » 11:31:57, 28-07-2017

ord bind skrev:Steg-motorer är ganska bra generatorer redan vid låga varv. Upp växlingen är nog det
som kommer ge dig mest att fundera över då utväxlingar 1:5 eller mer per steg
ofta medför problem med pulsation i varvet.
För att få en användbar spänning och ström kör med en mptt-regulator för solpaneler.
dom klarar inspänning med stor variation, 12 till 50-100VDC är vanligt. Den och ett batteri
så blir generator valet enklare.

Stegmotorer har ju samma problem med tomgångsförluster som alla andra permanentmagnetmaskiner - det går tungt att dra runt en sådan även då den är obelastad. Det slipper man om man har en generator med fältlindning som man inte behöver magnetisera så hårt att förlusterna i järnkärnan börjar bli bekymmersamma.