Hur bygga låg spänning & mycket ström alternator/generator

[Fred]

Jag vill bygga en alternator eller generator som levererar exakt 2,7 volt DC, via likriktarbrygga om det behövs, under denna spänning är inget problem men över blir inget bra. Denna spänning vill jag leverera med så mycket ström som möjligt men under 7A. Eftersom alt/generatorn skall vara driven direkt av hand/fot kraft behöver den leverera vid låga varvtal, vill helst inte pyssla med så mycket utväxlingsdelar runt alternatorn. Dimensioner bör hålla sig inom 200*200mm i bredd och 100mm på höjden exkl vev/drivmekanism. Var ska jag börja? Har läst de grundläggande principerna för alternator och generator men behöver lite mer vägledning känner jag. Är det värt att försöka sig på ett borstlöst system eller hålla sig till en lösning med permanentmagneter?

En idé som gror är också att bygga systemet så att när man roterar det så känner en givare av varvtalet och kan anpassa ström ut så att det är högre så länge den som "vevar" orkar hålla varvet uppe men när det sjunker så minskar också ström ut för att minska kraftåtgången för att veva. För visst borde ström ut direkt påverka hur trögt det är att snurra alt/generatorn och borde inte detta vara piece of cake att bygga i en alternator?

/Fred

[grym]

låter inte rimligt att bygga på det sättet

jag hadde satsat på en vettig generator som klarar effketen och med betydligt högre spänning och haft en stepdown switchad del som håller spänningen rätt

att veva / trampa och tro att man kan hålla spänningen rätt är ganska menlöst

ev att man har ett batteripack emellan

ge mera inf så kan du nog få bättre svar

[blueint]

Framförallt vilken typ av elektrisk förbrukare det är frågan om.

[Fred]

Jag kanske skriver konstigt men det var inte som du skriver jag menade, att hålla spänningen via varvtalet är inte något jag vill uppnå.
Det jag menade var att man genom att justera inströmmen på alternatorn beroende på varvtalet på den så att det blir lättare om man vevar under ett visst varvtal. MEN jag vet inte om det funkar att göra så.

/fred

låter inte rimligt att bygga på det sättet

jag hadde satsat på en vettig generator som klarar effketen och med betydligt högre spänning och haft en stepdown switchad del som håller spänningen rätt

att veva / trampa och tro att man kan hålla spänningen rätt är ganska menlöst

ev att man har ett batteripack emellan

ge mera inf så kan du nog få bättre svar

[Fred]

blueint
Strömförbrukaren är i detta fall en 50F kondensator som skall laddas, så snabbt det är möjligt utan tillgång till hål i väggen eller batterier.

/Fred

[rehnmaak]

Det blir väl automatisk lättare att veva om man minskar varvtalet. Effekten är proportionell mot varvtal x vridmomement.

I fallet med att ladda en kondensator så kommer spänningsökningstakten (derivatan på spänningen) att minska om man vevar långsammare.

[Fred]

Så måste det ju vara! Ibland har man lite otur när man tänker. Problemet löser sig självt...
Satsar nog på att bygga borstlös setup med sexpulskoppling. Rippel borde väl inte vara ett problem när det bara handlar om att ladda upp en kondensator? Eller påverkar rippel laddningstiden av kondingen?
/fred

[Icecap]

Om rippeln blir stark kan det påverka kondensatorns livslängd, de är ofta specificerat till en viss maximal rippelström för att inte överhettas, detta ska stå i databladet.

Men om rippeln är i ett säkert nivå påverkar den inte laddningen.

[Nerre]

Spontant tycker jag det verkar onödigt krångligt att försöka begränsa/reglera i generatorn.

Som det har framkommit så kommer ju trögheten i trampandet vara proportionell mot uttagen effekt, så spänning och ström från generatorn är i princip irrelevant för detta så länge det är samma effekt man tar ut.

Jag förstår inte riktigt varför spänningen måste vara begränsad? Är inte tanken att lagra laddning i kondensatorn?

Q=C*U, d.v.s. laddningen är proportionell mot spänningen, man lagrar mer laddning i kondensatorn om spänningen är högre (d.v.s. laddningen i kondensatorn "räcker längre").

Jag skulle nog ladda kondensatorn upp till strax under dess märkspänning och sen reglera ner (switchregulator) spänningen EFTER kondensatorn.

För att ladda upp kondensatorn tror jag inte man behöver nån större reglering alls. Du kan ju liksom aldrig få högre spänning över kondensatorn än vad den är uppladdad till. Kondensatorn laddas med ström, inte spänning. Tänk en hink du fyller med vatten. Det är inte trycket på vattnet som styr hur hinken fylls utan flödet.

Möjligen kan man behöva nånting som bryter så man inte laddar kondensatorn över dess märkspänning, men det skulle väl kunna funka med en enkel serieregulator (dock tror jag att man kan behöva en diod mellan regulatorn och kondingen för att inte ladda ur kondingen bakvägen genom återkopplingen).

[grym]

märkspänningen lär vara just 2.7v

sedan är ju frågan om det ska vara rubust= med så lite elektronik som kan krånga som möjligt
gissar att det är fråga om reservkraft av udda slag

[Nerre]

Ah, har supercaps så låg märkspänning? Då måste de ju nästan vara på väg att bli omåkta av litiumbaserade batterier idag?

[Fred]

Det skall definitivt vara robust, tänk fältmässiga förhållanden utomhus, ingen ren miljö och ingen tillgång till elnät.
Skulle det funka med vilken bortslös motor som helst? Hur ska jag tänka angående spec på motor?
/fred

[bearing]

Det intressantaste borde ju vara motorkonstanten, alltså hur många varv per volt motorn snurrar. Har du tänkt driva motorn direkt eller via utväxling? antagligen blir urvalet väldigt begränsat ifall du inte använder utväxling, eftersom att modellmotorer generellt har hög KV, dvs behövs snurra fort för att generera 2,7V + spänningsfall över dioder. Men det kan vara en fördel med utväxling, eftersom att motorn blir mycket mindre - effektdensiteten är nämligen proportionell mot varvtalet. Dessutom måste motorn klara önskad ström.

[Icecap]

Nerre: 1 cell supercap har så låg märkesspänning, eg. 2,75V. Över den spänning är potentialen högt nog till att vatten kan spjälkas varvid kondensatorn pajar. Högre spänningstålighet fås vid att seriekoppla fler celler.

Även jag skulle föreslå att det sitter en switch-regulator så att man vevar upp till "hög" spänning som sedan matas in i SuperCap'en, då kan man reglera spänningen ordentligt. En reglerbar generator är definitivt mycket dyrare och mycket mer komplicerat och regleringen behövs ändå.

[blueint]

Kanske generatorn kan driva denna.

http://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief

Som i sin tur laddar kondensatorn?
Då borde man få konstantström iaf.