Kysymys:
Voinko tuottaa ultrakondensaattoreita virtapulssien tuottamiseen moottorin käyttämiseksi?
user22483
2016-09-17 19:54:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Käytän 48 V: n 1500 W: n BLDC-moottoria aurinkoautossa.

Yksi kierroksista, joihin osallistun, vaatii paristojen poistamisen ja moottorin käytön yksinomaan aurinkoenergialla. Mutta tilarajoitusten takia voin käyttää vain 300 W: n 48 V: n aurinkopaneelia.

Paneelin huippuvirta on noin 7 ampeeria, mikä ei riitä tuottamaan moottorin käynnistämiseen tarvittavaa virtaa. Lasken, että tarvitsen vähintään 40-50 ampeeria moottorin käynnistämiseksi ja 30 ampeerin jatkuvaa virtaa sen käyttämiseksi. Onko mahdollista tuottaa yli 7 ampeeria suurempia virtapiikkejä 48 voltilla, jotta moottori voi käydä?

Harkitsen Maxwellin ultrakondensaattoreita 116F 32V (kaksi 58f 16v sarjaan vastaavilla vuotovastuksilla) läpi suljetun silmukan muunnin 48 V: n pitämiseksi vakiona. Riittääkö sen liittäminen rinnakkain aurinkopaneelin kanssa? Vai onko olemassa muuta vaihtoehtoista ratkaisua moottorin käyttämiseen?

Erittäin mielenkiintoinen kysymys! Voitteko kertoa meille lisää? Kuinka kauan moottorin on käytettävä? Voitko aloittaa ladatuilla kondensaattoreilla? Pitääkö moottorin käydä jatkuvasti?
On vain utelias, miksi et lisää uutta 16 V: n ultrakondensaattoria, jotta saat täydellisen 48 V: n ... näyttää siltä, ​​että se toimisi paremmin pitkällä aikavälillä ja tarjoaisi sinulle enemmän kapasiteettia. Maxwell Ultracaps ovat mahtavia pieniä laitteita. Olin jo aiemmin kysynyt [niiden käytöstä lyijyakun sijaan] (http://mechanics.stackexchange.com/q/25752/4152) moottoriajoneuvoissa.
@dlu kierroksella ilman paristoja, moottorin on pakko saada auto liikkumaan vähintään 40 metriä päästäkseen kyseiselle kierrokselle. Mutta on parempi tehdä se riittäväksi juosta vain aurinkopaneelista. Kyllä, voimme aloittaa ladatuilla kondensaattoreilla, ja kyllä, moottoreiden on toimittava jatkuvasti. Minun on jotenkin saatettava moottori toimimaan 300w 48v aurinkopaneelista, jossa nykyinen vaatimus moottorin käynnistämiseksi on vähintään 40A.
@paulster2 auto toimii periaatteessa joko lyijyhapolla tai Li-ionilla. Punnitaan enemmän litiumionia sen monipuolisten etujen ja pienemmän painon takia, mutta mielettömän kalliimpaa kuin lyijyakut. Toisella kierroksella ajattelin, voisinko vain tuottaa pulsseja ultrakondensaattoreiden avulla, jotta moottori liikkuu jatkuvasti, koska tuloni on 300 watin aurinkopaneelista (huippuolosuhteissa). Olin lukenut jonnekin, että jos pystyt hallitsemaan kondensaattoreiden purkautumista ja lataamista, voit tuottaa suuria virtapulsseja ja pitää moottorin liikkumalla omalla inertialla pois päältä -jakson aikana.
üks vastaus:
sweber
2016-09-18 04:01:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hmmm...

Moottorin

teho on 1500 W, mikä tarkoittaa, että se vetää 31A 48 V: n jännitteellä täydellä kuormalla. Käynnistysvirta voi olla suurempi, se on 40-50A. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että moottori tarvitsee 40-50A: n käynnistykseen ja 31A: n käyntiin, se on vain absoluuttinen maksimiarvo. Pienemmällä jännitteellä se upottaa pienemmän virran ja pienemmän tehon. Muista, että palamisen suurin teho on lähellä punaista viivaa, mutta sitä ajetaan harvoin tällä kierrosluvulla, jopa ei kiihdytettäessä.

Aurinko paneeli

on enintään 300 W. Mutta vain parhaissa olosuhteissa, mikä tarkoittaa, ettei pilviä, ei sumua, taivaalla mahdollisimman korkea aurinko ja paneeli osoittaa suoraan aurinkoa.
Muutamassa päivässä meillä on 21. syyskuuta, missä aurinko on täsmälleen päiväntasaajan yläpuolella, ja sijaintisi leveysaste antaa auringon ja pystyviivan välisen kulman keskipäivällä. Esimerkiksi New York on 40 ° N: ssä, joten kulma on 40 ° (tai: aurinko on 90 ° -40 ° = 50 ° horisontin yläpuolella). Jos paneeli asetetaan maahan, se antaa vain cos (40 °) * 300W = 0,77 * 300W = 230W. Ja tässä ei oteta huomioon, että valolla oli pidempi tie läpi ilmakehän ja että se on vaimennettu enemmän kuin päiväntasaajalla. (Ja on korkea keskipäivä. Ei aamu, ei iltapäivä)

Lisäksi aurinkopaneeli on vakiovirtalähde. 7,7 ohmin kuormalla se tuottaa 48 V ja 6,25 A (= 300 W). Suuremmalla kuormituksella virta on edelleen 6,25 V, mutta jännite hajoaa, mikä tarkoittaa myös toimitettua tehoa. Jos käytät pienempää kuormitusta, jännite nousee, mutta virta laskee. Jälleen teho vähenee. Joten tämä 48 V, 6,25 A on suurin teho, jonka paneeli antaa oikean kuormituksen ollessa kytkettynä. Ja 48 V on noin 80% jännitteestä, kun kuormaa ei ole kytketty, mikä on noin 60 V.

Kondensaattorit

Ensinnäkin, jos laitat kaksi korkkia sarjaan, molempien jännite voidaan lisätä, mutta kapasiteetti on

  Ctot = 1 / (1 / C1 + 1 / C2)  

mikä tarkoittaa kahden 58F-kannen yhdistelmää, jolloin saadaan 29F-korkki. Jos liität kolme korkkia sarjaan, kuten Paulster2 ehdotti, saat vain 19,3 F. Mutta tällä ei ole väliä varastoidun energian suhteen. Jokainen korkki voi tallentaa

  E = 1/2 CU²  

ja kolmen korkin yhdistelmä sarjassa antaa vain 1/3 kapasiteetista, mutta 3x enimmäisjännite. Osoittautuu, että kolme korkkia varastoi kolme kertaa enemmän energiaa kuin yksi korkki voi odottaa.

Yhden kannen enimmäisenergia on 7,4 kJ (vertailussa: 40 Ah akussa on 1728 kJ) ja se kestää noin 7400J / 300W = 25s lataamaan sen maks. aurinkopaneelin teho. Enemmän korkkeja tarvitsee enemmän aikaa latautumiseen. Tämä tekee korkkeista 1200 W, ja yksi korkki kestää 7400 J / 1200 W = 6 sekuntia.

Muutama varoitus: Korkkisi ( tämä? ) on mitoitettu 16 V: lle, ja absoluuttinen maksimijännite on 17 V, mikä ei ole paljon muuta. Älä koskaan ylitä tätä jännitettä, muuten korkki voi vaurioitua tai jopa palaa / räjähtää.
Jos kytket kolme korkkia sarjaan 48 V: n saamiseksi ja liität ne suoraan paneeliin ilman suojausta, ne ladataan avoimeen piiriin 60 V: n jännite ja BAAANG!
Seuraavaksi suurten korkkien kapasiteetti on huono. Lippisi kapasiteetti on 58-70F. Jos liität kolme sarjaan 48V: iin, joista kaksi on 70F ja yksi 58, suuret lataavat 15V ja pienet 18V - ja BAAANG!

Joten suosittelen, ettet joko laita korkkeja sarjaan - vaikka tämä johtaa suuriin virtoihin - tai lataa niitä teoreettisesti nimelliseen jännitteeseen.

Elektroniikka

Joten on selvää, ettet saa kytkeä paneelia kolmeen sarjaan, ja on myös selvää, että sinun ei pidä liittää niitä suoraan moottoriin - niiden jännite eivät vähennä enempää moottorin teho.

Tarvitset ehdottomasti joitain DC-DC-muuntimia, ja laskelmissani oletan myös tämän. Muuntimilla on aina jonkin verran tehottomuutta, joka riippuu suuresti tulo- / lähtöjännitteistä ja -virroista. Suuret virrat ovat aina hieman ongelmallisia, ja kun korkit ovat melkein tyhjät, niiden on annettava valtava virta pyydetyn tehon tuottamiseksi. En voi antaa yhtään numeroa, mutta periaatteessa sinun on otettava huomioon, että aina kun energia siirtyy paneelista korkkeihin ja kannista moottoriin, muunnin tuhlaa murto-osan.

(Ja lopuksi haluat hallita myös moottorin tehoa)

TL; DR

Vaikka moottorissasi on max. 1500 W: n teho, sinun ei tarvitse antaa 31A 48 V: n jännitteellä, ellet todellakaan halua koko 1500 W: n tehoa. Tarvitset tyypillisesti paljon vähemmän virtaa.

Paneelin enimmäisteho on 300 W, mikä on jo vähän matala, mutta sinun pitäisi odottaa saavasi siitä vähemmän.

Nämä korkit voivat varmasti auttaa puskuroimaan energiaa ja lisäämään moottoria, kun tarvitaan lisää tehoa tai joskus pilviä ilmestyy, mutta ne on ensin ladattava. Luulen, että he voisivat laskea akuksi ... kilpailussasi, ellei niitä veloiteta alusta.

  • EDIT:

    Kommenttisi on hieman hämmentävä, en ole vieläkään varma, mitä aiot tehdä. Mainitset myös akun, vaikka kysymyksessä sanotaan, että sinun on poistettava akku ...

    Joka tapauksessa: Tarvitset DC-DC-muuntimen siirtääksesi energiaa korkkeista moottoriin. Toisella puolella sinun on ladattava korkit ylimääräisellä teholla paneelista. Ja kun tarvitset max. virta ja korkit ovat tyhjät, haluat, että koko virta paneelista virtaa moottoriin, ei korkkeihin.

    Enemmän, kuten kirjoitin, kun yrität saada enemmän virtaa paneelilta kuin se pystyy tuottamaan, se tosiasiallisesti tuottaa vähemmän virtaa.

    Valitettavasti en tiedä elektroniikkaa, jota voit käyttää suoraan, vaikka se on varmasti olemassa.

  • Luulen, että se oli virhe minun puoleltani. Tarkoitin sanoa, että aion lisätä kondensaattorit rinnakkain paneelin kanssa moottorin poikki sopivalla suojapiirillä, kuten ehdotit (jota en ole kuitenkaan varma millaista). Tämä ultrakondensaattori olisi tällöin kaksi sarjaan kytkettyä maxwell 16,2 58f -hattua, jotka kytketään moottorin yli akun suuntaisesti. Ja kyllä, minäkin halusin myös muuntimen johdot pitääksesi jännitteen 48 voltilla, kun korkki purkautuu. Voinko säätää kannen lataamista ja purkamista niin, että voin tuottaa riittävästi virtapulsseja moottorin käyttämiseksi?


    Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
    Loading...