Svenska ElektronikForumet

Har du något sätt att göra det utan att det blir varmt?

Vad?
Edit,

YngLi skrev:Fast man behöver varken stora oljevolymer eller strypningar för att reglera hydrostatiska transmissioner.

Jag har aldrig sett några stora oljekylare på en renodlad hydrostat.
Inte ens på liten åkgräsklippare, och där talar vi om snikgrejer.

Här finns data på en hydrostatisk transmission i lagom storleksklass för projektet: http://www.sauer-danfoss.com/stellent/g ... 0l0935.pdf

Max 80-83% verkningsgrad hos den bästa varianten.

Det stämmer ganska bra med min uppfattning efter att ha kört och reparerat ett antal olika maskiner med hydrostatisk transmission.
Hade verkningsgraden varit så låg som 60% vid full last så skulle transmissionen brunnit upp, men hade de närmat sig verkningsgraden hos en mekanisk transmission så hade de inte behövt aktiv kylning.

Jag gissar på att större maskiner kan ha något högre verkningsgrad, inom ett begränsat arbetsområde där transmissionen är som mest effektiv.

Generellt brukar mindre hydrostater ha fläktkylning och större använder normalt samma olja som resten av hydraulsystemet på maskinen, vilket har oljekylare.

Du kanske skulle kunna uppnå samma resultat betydligt billigare och med högre verkningsgrad med en variatordrift från till exempel en snöskoter?

Tack igen Anders,

Jag vet inte vilken det är av de variabla transmissionerna som är effektivast?
Är det Variomatic? http://en.wikipedia.org/wiki/Variomatic

Edit, Kanske är som du skriver/ föreslår Anders?

Ta en titt på en snöskotervariator.
Verkningsgraden är hög, skulle tippa uppåt 90%.

I många fall (inte alla) borde både Hydrostat och Variomatic vara effektivare än att gå via batterier.

Det måste vara många faktorer att ta hänsyn till, hur stort svänghjul, hur mycket man skall man låta det minska i hastighet, hur mycket och på vilket sätt varierar effektbehovet över tiden mm mm.

Känns som att ni går över ån för vatten.
Vad är den här lasten som är enorm och som måste ha hela effektbehovet på stört? En Railgun?

Jag skulle tro att en direktdriven dieselgenerator har inga problem för de flesta laster.
Glöm inte bort att generatorn i sig är ett svänghjul som klarar av effekttoppar länge nog för att dieselmotorn ska hinna reglera lasten.
Orolig för bränsleekonomin? Köp en modern diesel och låt den stänga av onödiga cylindrar eller låt den tända vart annan/tredje/fjärde/../ vid tomgång.

Ja det är en sån där Railgun, men den ska vi bygga sen när elverket är klart.

Edit,

Exempel,

Ett elverk drivs av en dieselmotor på hög och låg last, Över en viss belastningsnivå kan man låta elverket med variabla transmissioner övergå från att köras med variabel transmission till att köras direktdrift, som föreslagits har använts variomat, stegad variabel transmission som också har föreslagits bör kunna användas mellan dieselmotor och svänghjul.

5kW ca 6,8hk (effektuttag från generatorn vid hög last)
0,5kW ca 0,68hk (effektuttag från samma generator vid låg last)
Generator 0,8 (?, verkningsgrad?)
2xCVT = 0,9x0,9 = 0,8 säg 0,75 med svänghjulsfriktionen (variomatic CVT och svänghjulsfriktionen tagen ur luften)
Generator samt 2xCVT 0,8x0,75 = 0,6
6,8/0,8 = 8,5hk (den effekt dieselmotorn behöver utveckla vid hög last och med direktdrift)
6,8/0,6 = 11,34h (den effekt dieselmotorn behöver utveckla vid hög last och med drivning via svänghjul)
0,68/0,8 = 0,85hk (den effekt dieselmotorn behöver utveckla vid låg last och med direktdrift)
0,68/0,6 = 1,34hk (den effekt dieselmotorn behöver utveckla vid låg last och med drivning via svänghjul)

Exempel
Säg att man väljer en motor som kan avge effekten 12hk vid fulleffekt och vid t ex varvtalet 3000RPM.

Vid direktdrift behöver dieselmotorn utveckla 8,5 hp för att man skall kunna få ut 5kW från generatorn.
Vid generatorbelastningen 0,5 kW och direktdrift behöver motorn utveckla 0,85hk, vid drift via CVT svänghjul CVT behöver motorn utveckla 1,34hk.

1)
Vid direktdrift motsvarar 0,85hk under 1/10 (ca 0,071) av full belastning, om man då tittar i de diagram Anders Olsson lade in så ser man att kurvan för bränsle förbrukning går upp från ca 200gr/hkh till som det ser ut minst 500gr/hkh (definitivt över 400gr/hkh om kurvan fortsätter i samma riktning) om motorbelastningen minskas till 1/10. DVS bränsleförbrukningen ser åtminstone ut (vad jag förstår) som om den har ökat 2,5ggr/ ”tillverkad hk”
0,85hk x 500gr/hkh = 424gr/h

2)
Vid drift via två CVT och svänghjul bör man kunna sänka varvtalet på motorn så att man fortfarande kan nyttja full belastning. DVS så bränsleförbrukningen förblir 200gr/hkh, det bör ge att bränsle förbrukningen totalt sett minskar trots de ökade förlusterna genom transmissioner och svänghjul.
1,34hk x 200gr/hkh =268gr/h

Jag tycker det ser ut som om man skulle kunna spara 156gr bränsle i timmen genom att minska motorns varvtal vid låg last, trots de ökade förlusterna i transmissionen. (kanske har missat något förstås).
Svänghjulet gör att man kan hålla varvet på generatorn den stund det tar för motorn "att komma upp i varv", om inte svänghjulet fanns skulle motorn "korka" då den själv inte kan avge den energi generatorn drar vid en hastig ökning av belastningen.

Skulle vara kul att jämföra med andra alternativ och ungefär samma laster, samt vid andra laster mm.

Anders Olsson skrev:Här finns data på en hydrostatisk transmission i lagom storleksklass för projektet: http://www.sauer-danfoss.com/stellent/g ... 0l0935.pdf

Max 80-83% verkningsgrad hos den bästa varianten.

Det stämmer ganska bra med min uppfattning efter att ha kört och reparerat ett antal olika maskiner med hydrostatisk transmission.
Hade verkningsgraden varit så låg som 60% vid full last så skulle transmissionen brunnit upp, men hade de närmat sig verkningsgraden hos en mekanisk transmission så hade de inte behövt aktiv kylning.

Jag gissar på att större maskiner kan ha något högre verkningsgrad, inom ett begränsat arbetsområde där transmissionen är som mest effektiv.

Generellt brukar mindre hydrostater ha fläktkylning och större använder normalt samma olja som resten av hydraulsystemet på maskinen, vilket har oljekylare.

Du kanske skulle kunna uppnå samma resultat betydligt billigare och med högre verkningsgrad med en variatordrift från till exempel en snöskoter?

"Max 80-83% verkningsgrad hos den bästa varianten"

Ja max, men vad blir medelvärdet under driftförhålanden med varierande lastbehov? Detta hade varit relevant och intressant inte max i en perfekt setup!

@YngLi, Motorspecifikationen i hästkrafter [hk], avser den intagen mängd bränsleenergi eller avgiven mekanisk effekt?

Andy,

Om uttagen effekt är mycket låg i förhållande till den effekt motorn kan utveckla så kan det förmodligen vara bättre att gå via batterier, på något sätt.

blueint,
Det står ju motorbelastning. (bränslemängd i gr/hkh) hur många gram bränsle det går åt för att producera 1 hk i en timma.

Edit,
Om man skall ha en "omvandlare" och ingen vanlig generator så borde väl ett sätt kunna vara att göra som i skissen.
Vid hög elektrisk belastning (ut från omvandlaren) kör man direktdrift (kopplingarna), vid medium belastning kan man använda en CVT för att belasta t ex dieselmotorn lämpligt (bör ju ge mindre förluster än att gå via batteri vid medium belastning), man har då också en buffert i svänghjulet/ generatorn som gör att omvandlaren kan förses med energi om en stor last kopplas in och det utan att man behövet ta "dyr" energi från batterierna, vid låg last kör man bara på batteridrift för att minska förlusterna (när motorn är "stor" i förhållande till den elektriska effekt som belastar omvandlaren).
Jag har inte sett några små elverk med styrt svänghjul och batterier integrerade.

Ungefär lika skulle man kunna göra på varianten med vanlig generator, men då behöver man både en vanlig generator, en omvandlare och batterier.

Om elverket ska driva just en railgun så är det väl bättre att köra en rätt klen motor mot ett rätt rejält svänghjul och en rejäl generator, och låta detta driva den stora förbrukaren direkt. All småelektronik runt omkring driver man via batterispänning (+ inverter vid behov). Å andra sidan lär du väl inte köra mer än att det kvittar hur mycket soppa den drar, eller?


Observera att kurvorna i traktorboken säger att dieselmotorn inte är alls så känslig för verkningsgrad v.s. effektuttag som en förgasarmotor. Jag skulle tro att skillnaden är ännu större idag. Problemet med förgasarmotorn vid bensindrift är att man vill ha en specifik bränsleblandning vilket kräver ett spjäll som stryler luften in, medan dieselmotorn vad jag förstått körs med vidöppet luftintag konstant, d.v.s. inget motstånd på inkommande luft. Därav har dieselmotorn bättre verkningsgrad vid lågt effektuttag.

Som eson skriver så kan moderna dieselmotorer stänga av vissa cylindrar. Nån slags ventiler som konstant stryper insuget men öppnar en avluftning på hela cylindern (på samma ställe som man har t.ex. glödstift) kan stänga av en hel cylinder så att den bara snurrar med utan nämnvärt motstånd.


Om man går via en inverterlösning så kan varvtalet variera, och då kan man lägga varvtalet så att man hela tiden ligger nära max effekt. Nackdelen är att man då inte har reserv för effektuttagsökning som är snabbare än motorns varvtalsökning och ett svänghjul gör kanske inte nytta utan skada i det läget, så man behöver nog batterikapacitet för åtminstone några sekunders drift vid max effekt. Batterierna behövs då bara just när man ökar effektuttaget (snabbt), varpå verkningsgraden på batterierna i sig kanske inte spelar så jättestor roll.

En variant på detta är att köra inverterlösningen men istället för batterier kompletterar man med ytterligare en "motorgenerator" på utgången som bara går mot ett svänghjul, som tar topparna i effekthöjning.

Ytterligare en variant är väl att köra förbränningsmotor - generator med variabelt varvtal - motor med konstant varvtal - generator - utgång. Mellanledet kan vara AC, DC eller en blandning därav (AC-generator + DC-motor t.ex.). Jämför dieselelektriska lok, fast en generator på slutet istället för drivhjul. Då kan generatorn på slutet gå synkront mot önskad frekvens medan förbränningsmotorn kan gå på variabelt varvtal beroende på uttagen effekt. Svänghjul på slutet tar de snabba effekthöjningstopparna. "bara" styrströmmar behöver regleras (som förvisso kan vara skitstora, dc-magnetiseringen av en ac-generator är ju ingen jätteklen ström direkt...).

” förbränningsmotor - generator med variabelt varvtal - motor med konstant varvtal - generator – utgång”
Lite förluster i varje steg får man räkna med men det skulle säkert fungera även om jag kan tycka att det blir lite väl komplext.

Det krävs inte så väldigt stor effekt för att kontrollera en AC generator, en reglering som jag jobbat en del med använder 10 - 15 V och 1 - 2 A för att magnetisera en 100kVA generator.

MiaM,

Jag bara skojade om railgun, har inte tänkt bygga någon sådan
Jo det syns i diagrammet att dieselmotorer har en jämnare bränsleförbrukning över sitt belastningsomfång jämfört med en bensinmotor (gr bränsle/hkh vid varierande motorbelastning).

Om man driver en "stor" generator med en liten förbränningsmotor och belastar generatorn med en last som drar mer energi än förbränningsmotorn förmår att avge så kommer man att tappa hastighet på generatorn, man har ju ingen rörelse energi i reserv att "ta av".
Jag vet inte men det borde bli märkbart om det inte bara är mycket korta toppar.


Andy,

Vart i ledet nedan ligger energireserven i rörelseenergi? Är det förbränningsmotorn eller generatorn som skall ha ett variabelt varvtal, menar du förbränningsmotor med variabelt varvtal?
” förbränningsmotor - generator med variabelt varvtal - motor med konstant varvtal - generator – utgång”


Edit, Ersatte belastningsregister med belastningsomfång, passar nog bättre

Efter som jag har två passande hydrostatiska transmissioner så blir det förmodligen de jag använder, om det blir något alls.
Den ena transmissionen sitter på en åk gräsklippare (klipp aggregaten är helt slut), in och ur koppling av den hydrostatiska drivningen sker genom att en kil-rem spänns och släpps på åk gräsklipparen, det fungera bra och det är enkelt, spänn-rullen är en simpel fjäder belastad grej.
Största vinsten för mig (om det skulle bli något av bygget någon gång) skulle vara att jag skulle slippa att behöva höra en konstant full-rusande motor hela tiden även om belastningen varierar/ periodvis är relativt låg. Jag skulle kunna tänka mig att ha ett ganska tungt (några hundra kg) svänghjul som inte har ett så högt varvtal, man kan ju montera elverket på en liten vagn för att få det flyttbart, jag har för mig man kan sätta en LGF-skylt på den typen av maskiner för att få dem flyttbara (30km/h max), ungefär som det funkar med båtsläp.
Om det skulle bli relativt stort tungt och klumpigt så skulle inte det spela så stor roll för mig.

Edit,

Lägger till en bild på hur jag skulle vilja ha det.

Tack för tipsen om variator ändå, säter och Anders.

Edit,

Någon som kan ge tips på vart man kan tänkas hitta begagnade frihjulskopplingar (eller nya om de inte kostar allt för mycket)?
Samt vart man kan hitta enkla fristående friktionskopplingar (eller friktionskopplingar som enkelt kan fås fristående så de får "lagrade" axlar eller remskivor "in" och "ut"?
En mycket enkel koppling är förstås den som redan sitter på klipparen, se bild

Drivmotorn är en diesel på 9hk, motorn är varvtalsreglerad så den varvar 3000RPM vid "fullt pådrag", det går att justera och plombera max RPM. Jag testade att hänga på en rejäl byggfläkt när generatorn fortfarande var hel, frekvensen minskade då bara någon Hz från obelastad till nästan fullbelastad så motorns varvtalsreglering vid "fullt pådrag" tycker då jag verkar vara ok.

Altra har visst några olika märken av frihjulskopplingar http://www.altramotion.com/ (Tex Formsprag och Stieber), jag vet inte vad de kan tänkas kosta nya, det får inte blir för kostsamt.

Skulle tro att man kan behöva anpassa varvtalen i de delar som "körs" när belastningen på elverket är medel till låg (varvtalen beror förstås på vilken vikt, diameter och inom vilka varvtal man väljer att låta svänghjulet arbeta på, hur mycket energi man kan behöva plocka ut vid minskning från ett "högt" varvtal till ett "lågt" varvtal, samt vid vilka varvtal den hydrostatiska transmissionen får arbeta/ fungerar bäst vid olika belastningar mm mm). Kan ju bli så att man får kombinera kedjetransmission och kilremstransmission om man vill lägga kopplings funktionen i kilremstransmissionen eller av andra orsaker o s v. Tycker det borde bli billigast och enklast (men förmodligen inte bäst) att ordna koppling och olika utväxlingar med kilrem och kedjetransmissioner, så man kan bygga med standard maskinelement.