En suunnittele autogeneraattoreita, joten en voi sanoa tarkalleen mitä suunnittelupäätöksiin sisältyy. Tässä on kuitenkin joitain kohtuullisia spekulaatioita.

Laturin tehokkuus ei yksinkertaisesti ole iso juttu autossa. Moottorin voiman on annettava auton siirtämiseksi kääpiöille, mitä laturi vaatii. Jos tämä pieni osa moottorin kokonaistehosta olisi 1/3 pienempi, sillä ei ole suurta eroa. Siksi hyötysuhde voidaan vaihtaa pois muiden tärkeimpien parametrien saamiseksi. Jotkut niistä sisältävät todennäköisesti korkean luotettavuuden ankarassa ympäristössä, toiminta yli laaja lämpötila-alue ja jatka menemistä samalla, kun roiskuu vedellä, joka sisältää likaa, tien suolaa ja muuta raakaa. Volyymit ovat erittäin suuret, joten myös kustannusten pitämisen on oltava suuri halu.

Katsokaa ensin 90% tehokkaan, saman tehon generaattorin kustannukset verrattuna auton laturiin.Odotan sen olevan useita kertoja enemmän. Yritä sitten käyttää korkean hyötysuhteen generaattoria ankarassa ympäristössä, kuten auton konepellin alla, ja katso kuinka kauan se selviää. Autogeneraattorit selviävät tästä rutiininomaisesti 10-15 vuoden ajan. Useita kertoja enemmän maksavat huippuluokan tehokkaat generaattorit eivät todennäköisesti kestä kuukausia huonoissa olosuhteissa.

Kaikki riippuu siitä, mistä todella tärkeä ja tehdä sopivia teknisiä kompromisseja suunnittelussa.

Kommentit

• Toinen tekijä liittyy todennäköisesti siihen, mitä on tehtävä ylläpitääkseen vakio lähtöjännite eri nopeuksilla. Tarkoitukseen rakennetut moottori-generaattorikokoonpanot voidaan suunnitella käyttämään moottoria millä tahansa nopeudella, joka toimii parhaiten sukupolvelle. Autogeneraattoreiden on käytettävä kaikilla moottorin nopeuksilla, jotka saavat auton kulkemaan halutulla nopeudella.
• Kiitos, tiedän, että itse polttomoottori on normaalisti 25% tehokas. Kysymykseni on todella suunnittelutasolla, en miksi teollisuus menee tällä tavalla. Jotain voimme ajatella olevan mitoitetut laakerit pölyn, tärinän ja lämpötilan vuoksi. Joka tapauksessa se ei vie tehokkuutta tähän pisteeseen. Lisäksi ne ovat ilmajäähdytteisiä, kuten muutkin, en kuitenkaan ’ tiedä lämpötiloja, joita se kokee konepellissä, tämä muuttaa käämin parametreja, joten voi olla merkittävämpi tekijä. En ’ ole myöskään tällä alalla, mutta magneettisella ja mekaanisella tietämyksellä voimme spekuloida.
• @supercat jännitettä säädetään muuttamalla viritysjännitettä. Tehokkuus vaihtelee suuresti nopeuden mukaan, jos näet kaavion, alle 40% lähellä 8000 rpm: ää (luulen, ettei kukaan laita moottoriasi tähän kierrosta minuutissa).
• Korjaus, se on hihnakäyttöinen, joten se voi olla eri suhde kuin moottorin akselin kierrosluku.
• @Diego: Automoottorit eivät ole ’ t lähellä melkein 25%: n tehokasta.

Jännite: 14 voltin jännitteellä on erittäin vaikeaa olla tehokas.

• diodien menetys: auton vaihtovirtageneraattori toimii noin 14 V: n verran, kun 0,6 V jokaiselle diodipäästölle on 1,2 V: n menetys: vain tämän menetys on lähes 10%.

• käämitykset: menetät paljon voimaa käämityksen resistiiviseen häviöön käämityksen koon suuren virran takia (voit laskea tämän menetyksen käämimittarilla tietyllä virralla)

• Liitännät: muutaman prosentin hyötysuhde on helppo irrottaa tällä virralla ja jännitteellä: a 0.1 ohmin liitäntä 65 A: n kohdalla olisi 6,5 V poikki, menettää melkein 50% tehosta!

• ydinhäviö: suuremmalla nopeudella ydinhäviö on todennäköisesti yhä tärkeämpää (iso arvaus yrittää selitä kaavio)

Luulen, että voisimme saavuttaa paljon paremman hyötysuhteen pelkästään käyttämällä samaa laturia suuremmalla jännitteellä.

Kommentit

• Tervetuloa EE.SE: lle! Valitettavasti vastauksesi ei vaikuta kovin realistiselta ’. Kahden keskimmäisen pisteen huomioimiseksi: käämit on suunniteltu virroille ja liitäntöjen vastus on paljon pienempi kuin 0,1 ohm, kun ne on kiinnitetty oikein.
• Mielestäni se ’ s enemmän kompromissi (I2R-tappioista) kustannusten ja tehokkuuden välillä. Mutta mitä sanot jännitteeksi (sähköpotentiaaliksi), ei ole suoraan kysymys, se on ’ s virta I2R-häviöiden tapauksessa. Ja suuret generaattorit toimivat vielä suuremmilla virroilla ja ovat paljon tehokkaampia. Joka tapauksessa vaihtovirtageneraattorit ovat yleensä tehokkaampia, kun autoteollisuuden markkinat käyttävät enemmän sähkölaitteita.
• Unohdin asian: kaavio on suurimmalla teholla tietyllä kierrosluvulla. Luulen, että ’ miksi hyötysuhde on niin pieni ja resistiivinen häviö suuri. Jos virta on pienempi, hyötysuhde on parempi, koska resistiivinen häviö on RI2.

Autogeneraattorit ovat tehottomia, koska ne käyttävät 50 vuotta vanhaa passiivista ylikuormitussuojaa. Voit asettaa rajoittamattoman kuorman generaattorille, jonka kenttävirta on maksimi ja niin kauan kuin jännite ei laske alle 12 volttia, se ei vahingoitu. ylikuumentamalla, ainakaan heti. Käämeissä on valtava määrä harhautuvaa induktanssia. Tyhjäkäynnillä se saattaa sammuttaa 16 voltin vaihtovirran, mutta sisäisesti (jos mitataan ilman kuormaa) 28 volttia. Suurilla kierrosnopeuksilla ja 100 ampeerin kuormituksella 16 tuotetulla vaihtovirtavirtalähteellä generaattori saattaa sammuttaa sisäisesti yli 100 volttia, jos mittaisit sen ilman kuormaa. Kun kierrosluku kasvaa, harhautuva induktanssi vähentää tehokkaammin lähtövirtaa.

Jos saat 24 volttia laturista moottorin ollessa joutokäynnillä, voit saada siitä helposti 150 volttia moottoria suurella nopeudella. On selvää, että jos se tuottaa 150 volttia, mutta sinä saat siitä vain 14 volttia induktiivisen reaktanssin takia, niin tehottomuus on meneillään.

Myös staattori on erittäin häviöllinen. Jos kytket laturiin täyden kentän jännitteen, voit jopa tuntea vastuksen, jos yrität kääntää sitä kädelläsi ilman kuormitusta. Se on kaikki magneettikentän katoamisesta staattorille. Sähkövirta indusoidaan staattoriin ja se tuottaa lämpöä. Valtava määrä ilmavirtaa, jonka generaattori tuottaa pyörimällä tuhansilla kierrosluvuilla, pitää tämän lämmön hallinnassa. Jotkut ihmiset asentavat vaihtovirtageneraattorin virtakytkimen, joka aktivoituu täydellä kaasulla, jotta tuhlaa ylimääräinen hevosvoima.

Tällöin tasasuuntaaja laskee noin 2 volttia suuremmilla kuormilla. 16 voltin 14 volttiin laskeminen on 12,5% menetys lisäys kaikkeen muuhun.

Jos saat paljon enemmän virtaa vaihtovirtageneraattorista, joka pyörii suurilla kierrosnopeuksilla antamalla sille korkeamman jännitteen. Tämä tekisi myös paljon tehokkaamman. Tasasuuntaajan diodit ovat kuitenkin TVS-diodeja, joten ne ”pitävät lähdön alle 40 voltissa ja tuhoavat itsensä prosessissa tarvittaessa. Ilman TVS-diodeja, jos laturi toimi suurella kierrosluvulla ja täydellä kuormalla, ja kuorma oli yhtäkkiä katkaistu, lähtö voi nousta yli 100 Vo: iin Lts ennen säätimen säätämistä. Joten sinun on korvattava tasasuuntaaja tavallisella 3-vaiheisella tasasuuntaajalla ja tarjottava tapa käsitellä ylijännitteitä. Ohjaa sitten kenttävirtaa manuaalisesti. Lähdön antaminen 14 voltista 28 volttiin generaattorilla, joka tuottaa sisäisesti 150 volttia, melkein kaksinkertaistuu lähtöteho ja tehokkuus.

Passiivisen ylikuormitussuojan sijasta he voisivat tehostaa staattoria ja saada vain ajankohtaisen ulostulon, jotta säädin palaisi takaisin suojaamaan sitä ylikuormitukselta.

Uskon, että suuri osa heikosta hyötysuhteesta johtuu siitä, että yksittäiset kelat eivät lataa akkua, niiden jännite ylittää akun jännitteen + 2 diodipisaraa. Jos käämin huippujännite on 16 V ja pariston jännite on 12,6 V, kelasta ei virtaa virtaa ennen kuin käämin vaihtovirta-aaltomuoto ylittää noin 14,6 V (12,6 V + 1 V + 1 V). Joten kukin käämi ei tuota lainkaan virtaa, ennen kuin sen jännite on yli 14,6. Vaikka onkin totta, että on 3 vaihetta, mikä vähentää huomattavasti pariston aaltoiluvirtaa, se ei muuta sitä tosiasiaa, että kukin yksittäinen kela ei tuota lainkaan virtaa kunkin jakson suurimmaksi osaksi. Käämin niin alhaisella käyttöasteella pitäisi olla negatiivinen vaikutus kokonaistehokkuuteen.

Eli jos laturi on vakiovirtalähde eikä vakiojännitelähde …

Kommentit

• vaihtovirtageneraattoreita ei ole suunniteltu tehokkuuteen – ne on yleensä kiinnitetty noin 150 hevosvoiman moottoriin, joten kuka välittää, jos ne ottavat 10 tai 15 … Voi eivätkä ne ole myöskään vakiovirta …
• Mutta luulisin, että kun autot irtoavat kaiken mahdollisen painon, jokaisella säästetyllä HP: llä olisi mitattava ero kilometrimäärässä. Tämä näyttää alueelta, joka on kypsä elektroniikan soveltamiseen.
• Siksi jotkut laturin latauksenohjausjärjestelmät tekevät juuri niin, ts. Sovittavat lähdön tarkalleen auton ja akun tarpeiden lisäksi, paitsi että jotkut myös pyörivät myös ilmastointikuorma, mutta se riippuu paljon auton hinnasta ja laadusta: autoni latausjärjestelmä sopii hyvin kuormaan ja akun tarpeisiin, itse asiassa se latautuu jopa 15,2 voltilla joitain kohtia – ennen kuin kysyt kyllä, minulla on tarkka mittari …
• @solarmike Kyllä, jotkut ECU: t ohjaavat laturia, uskon, että ohjaamalla viritysvirtaa. Mutta 10 hv on paljon tehoa, jotkut ilmanottojärjestelmät eivät ole halpoja, on suunniteltu lisäämään tätä vähemmän. Myös nykyään, kun käytössä on enemmän elektronisia laitteita, sähkövirran kysyntä kasvaa sekä tehokkuus paranee.
• Suoritin LTSPICE-simulaation ja huomasin, että voisin lisätä tehokkuutta huomattavasti käyttämällä FET-laitteita toimimaan tehostimina , käyttämällä kelojen induktanssia muuntimen ’ induktoreina. Juoksin kytkimen noin 22 Khz: n nopeudella ja käytin synkronista korjausta.

Auton laturit ovat paljon parempia kuin Tasavirta-generaattorit, koska ne ovat tehokkaampia ja tuottavat riittävästi sähköä tarvittavan kaiken käyttämiseksi kaikilla kierroslukualueilla. Ongelmana on, että ne, kun löydät nimestä, tuottavat vaihtovirtaa, kun kaikki autossasi tarvitsee tasavirtaa. Joten tullessasi menetät jonkin verran tehokkuutta. Virta on myös vakautettava – seuraava loos. Häviöistään huolimatta, ne ovat silti parempia kuin tasavirta-generaattorit, jotka tukevasti pystyvät käyttämään auton ajovaloja. Ja kun jokin toimii hyvin, miksi korjata se?

Kommentit

• En mainosta DC-generaattoreita, mutta sanon, että DC-generaattorit tuskin voivat sytyttää ajovalot, on väärin. Oikea mitoitus voi tehdä tasavirtageneraattoreista, jotka tuottavat enemmän kuin tarpeeksi virtaa. DC-generaattorit ovat pikemminkin olleet väärässä, koska jännitteen säätö vaati kalliita ja tehottomia DC-DC-muunnoksia ja kommutointia aiheuttaa enemmän harjan kulumista kuin laturin liukurenkaat. Annettu tasavirta-tasavirta-muuntotehokkuus ja kustannukset ovat saattaneet laskea. Mutta sinulla on vielä enemmän varusteita ja sellaisten perimagneettien olemassaolo, joiden on toimittava nostettaessa lämpötilaa konepellin alla.
• Kuten Keith mainitsee sen yläpuolella, ’ ei ole totta että tasavirtageneraattori ei voi sytyttää lamppua kunnolla. Vanhemmissa autoissa oli DC-generaattori ennen generaattorijärjestelmän käyttöä. Muistan isoisäni vanhassa autossa, että se käytti tasavirtageneraattoria. Yksi syy siihen, miksi laturit yleistyivät myöhemmin, oli, kun piin tasasuuntaajien kustannukset laskivat, laturi on kevyempi (vanhat DC-geenit ovat erittäin raskaita joissakin dieselautoissa -_-), teho on paljon suurempi laturissa ja harjassa vaihtovirtageneraattorin kuluminen on vähäisempää, koska liukurenkaat ovat sileät verrattuna tasavirtageneraattorin kommutaattoriin.