Nem tervezem autógenerátorok, így nem tudom pontosan megmondani, mi megy bele a mérnöki döntésekbe. Itt van azonban néhány ésszerű spekuláció.

A generátor hatékonysága egyszerűen nem nagy probléma egy autóban. Az erő, amelyet a motornak ki kell adnia az autó mozgatásához, eltörpül amire a generátornak szüksége van. Ha a motor teljes teljesítményének ez az apró hányada 1/3-mal kevesebb lenne, akkor nem lenne nagy különbség. Ezért a hatékonyságot el lehet cserélni más fontosabb paraméterek megszerzéséhez. Ezek egy része valószínűleg magas megbízhatóságot jelent zord környezetben, a működtetés széles hőmérsékleti tartomány, és haladjon tovább, miközben szennyeződéseket, közúti sót és egyéb nyerseket tartalmazó vizet fröcsköl. A mennyiség nagyon magas, ezért a költségek csökkentése is nagy vágynak kell lennie.

Először is nézze meg 90% -os hatékony generátor költsége, ugyanolyan teljesítménnyel, mint egy autós generátor. Várakozásom szerint többszöröse lesz. Ezután próbáld meg működtetni a nagy hatásfokú generátort zord környezetben, például egy autó motorházteteje alatt, és nézd meg, meddig Az autós generátorok rendszeresen túlélik ezt 10-15 évig. A csúcskategóriás hatékony generátor, amely többszöröse kerül, valószínűleg rossz körülmények között nem fog egy hónapig tartani.

Minden arról szól, hogy mi nagyon fontos, és megfelelő mérnöki kompromisszumokat köt a tervezés során.

Megjegyzések

• Egy másik tényező valószínűleg arra vonatkozik, hogy mit kell tennie az állandó kimeneti feszültség fenntartása érdekében különböző sebességeken. A rendeltetésszerűen épített motor-generátor egységek úgy alakíthatók ki, hogy a motort a generáció számára legmegfelelőbb sebességgel működtessék. Az autóipari generátoroknak olyan motorfordulatszámmal kell működniük, amely a kívánt sebességgel haladja az autót.
• Köszönöm, tudom, hogy maga a belső égésű motor általában 25% -os hatékonyságú. A kérdésem valóban a tervezés szintjén áll, és nem az, hogy az ipar miért jár így. Feltételezhetjük, hogy a por, a rezgés és a hőmérséklet miatt a méretezett csapágyak túl vannak. Mindenesetre ez nem fogja elérni a hatékonyságot idáig. Szintén léghűtésesek, mint a másik, egyébként sem tudom, hogy ‘ nem tudom, hogy milyen hőmérsékleteket tapasztalt a motorháztetőben, ez megváltoztatja a tekercselési paramétereket, és így jelentősebb tényező lehet. Nem ‘ vagyok ebben az iparágban is, de mágneses tudással és némi mechanikai ismeretekkel spekulálhatunk.
• @supercat a feszültséget a gerjesztési feszültség megváltoztatása szabályozza. A hatékonyság nagymértékben változik a sebesség függvényében, ha látja a grafikont, kevesebb mint 40% 8000-es fordulat / perc mellett (jó, azt hiszem, senki sem fogja a motorját erre a fordulatszámra fordítani).
• Javítás, szíjhajtású, tehát eltérő arányú lehet, mint a motor tengelyének fordulatszáma.
• @Diego: Az autómotorok 25% -kal közel sem hatékonyak ‘.

Feszültség: 14v-nál nagyon nehéz hatékonynak lenni.

• diódák vesztesége: az autógenerátor 14v körül működik, minden dióda-passznál 0,6v-tal 1,2v-os veszteség van: csak ez az arány csaknem 10% -os.

• tekercsek: a tekercs nagysága miatt nagy teljesítmény veszít a tekercsben az ellenállási veszteségből (ezt a veszteséget a tekercsmérővel számíthatjuk egy adott áramnál)

• Csatlakozások: nagyon könnyű elveszíteni a hatékonyság néhány százalékát ennél az áramnál és feszültségnél: a 0.1 ohmos csatlakozás 65A mellett 6,5 V lenne, és elveszítené az energia majdnem 50% -át!

• magveszteség: nagyobb sebességnél a magveszteség valószínűleg egyre fontosabb (nagy tipp, próbálkozás magyarázza el a grafikont)

Szerintem sokkal jobb hatékonyságot érhetnénk el, ha ugyanazt a generátort nagyobb feszültséggel működtetnénk.

Megjegyzések

• Üdvözöljük az EE.SE oldalon! Sajnos a válaszod nem tűnik nagyon reálisnak. A középső két pont kezelése érdekében: a tekercseket az áramokra tervezték, és a csatlakozások sokkal kisebb ellenállásúak, mint 0,1 ohm, ha megfelelően rögzítik őket.
• Szerintem ‘ s inkább egy kompromisszum (az I2R veszteségekből) a költség és a hatékonyság között. De, amit mondasz feszültségnek (elektromos potenciálnak) mondani, nem közvetlenül ez a kérdés, hanem ‘ s az áramot I2R veszteségek esetén. A nagy generátorok pedig még nagyobb áram mellett dolgoznak, és sokkal hatékonyabbak. Mindenesetre manapság a generátorok általában hatékonyabbak, mivel az autóipari piac több elektromos eszközt használ.
• Elfelejtettem egy pontot: ez a grafikon maximális teljesítménnyel rendelkezik egy adott fordulatszám mellett. Úgy gondolom, hogy ‘ miért olyan alacsony a hatékonyság és nagy az ellenállási veszteség. Alacsonyabb áram esetén a hatékonyság jobb lesz, mivel az ellenállási veszteség RI2.

Az autóipari generátorok nem hatékonyak, mert 50 éves passzív túlterhelés-védelmi konstrukciót használnak. Korlátlanul terhelhetünk egy generátort, amelynek maximális térereje van, és mindaddig, amíg a feszültség nem esik 12 V alá, akkor nem károsodik. túlmelegedéssel, legalábbis nem azonnal. A tekercsekben óriási a kóbor induktivitás. Alapjáraton lehet, hogy 16 voltos váltakozó áramot kapcsol ki, de belülről (ha terhelés nélkül mérik) 28 voltot. Magas fordulatszám mellett, 100 A-os terhelés mellett, 16 előállított AC feszültség mellett a generátor belső feszültsége meghaladja a 100 V-ot, ha terhelés nélkül mérnéd. Az RPM növekedésével a kóbor induktivitás hatékonyabban csökkenti a kimeneti áramot.

Ha 24 V-ot hozhat ki a generátorból alapjáraton, akkor 150 V-ot könnyen kihozhat belőle a motor nagy sebességgel. Nyilvánvaló, hogy ha 150 V-ot termel, de az induktív reaktivitás miatt csak 14 V-ot hoz ki belőle, akkor hatalmas a hatékonysághiány.

Az állórész is nagyon veszteséges. Ha egy teljes váltóáramú feszültséget alkalmaz egy generátorra, még az ellenállást is érezheti, ha a kezével terhelés nélkül megpróbálja megfordítani. Mindez a mágneses mező elvesztésétől az állórészig. Elektromos áram kerül be az állórészbe, és hőt termel. A generátor által létrehozott hatalmas mennyiségű légáramlás több ezer fordulat / perc fordulatszámon tartja kontroll alatt ezt a hőt. Vannak, akik telepítenek egy generátor letiltó kapcsolót, amely teljes gázzal aktiválódik, hogy ne pazarolja el azt a plusz lóerőt.

Ezután az egyenirányító körülbelül 2 V-ot fog esni nagyobb terheléseknél. minden más mellett.

Ha sokkal nagyobb energiát tudsz kihozni egy olyan generátorból, amely nagy fordulatszámon fordul, azáltal, hogy nagyobb feszültséget ad ki. Ezzel sokkal hatékonyabbá válik. Az egyenirányító diódák azonban TVS-diódák, így “a kimenetet 40 V alatt tartják, és szükség esetén elpusztítják magukat a folyamat során. TVS-diódák nélkül, ha a generátor nagy fordulatszámon és teljes terheléssel működött, és a terhelés hirtelen megszakadt, a kimenet 100 Vo fölé emelkedhet Lts, mielőtt a szabályozó újra beállítaná. Tehát le kell cserélnie az egyenirányítót egy szokásos háromfázisú egyenirányítóra, és lehetőséget kell nyújtania a túlfeszültségek kezelésére. Ezután manuálisan vezérelje a terepi áramot. Ha a kimenetet 14 V-ról 28 V-ra növelné, ha a generátor 150 V-ot belsőleg megtermelne, az majdnem megduplázódna. a kimeneti teljesítmény és a hatékonyság.

A passzív túlterhelés elleni védelem helyett hatékonyabb állórészt állíthatnak elő, és csak a kimeneten van aktuális érzékük ahhoz, hogy a szabályozó visszaálljon, hogy megvédje a túlterheléstől.

Úgy gondolom, hogy az alacsony hatékonyság jó része annak tudható be, hogy az egyes tekercsek csak addig töltik az akkumulátort, feszültségük meghaladja az akkumulátor feszültségét + 2 dióda csökken. Ha a tekercs csúcsfeszültsége 16 V, és az akkumulátor feszültsége 12,6 V, akkor a tekercsből addig nem áramlik áram, amíg a tekercs váltakozó áramú hullámformája nem haladja meg a kb. 14,6 V (12,6 V + 1 V + 1 V) értéket. Tehát minden tekercs egyáltalán nem hoz áramot, amíg a feszültsége nem haladja meg a 14,6-ot. Bár igaz, hogy 3 fázis létezik, ami nagymértékben csökkenti az akkumulátor hullámáramát, ez nem változtatja meg azt a tényt, hogy minden egyes tekercs egyáltalán nem termel áramot az egyes ciklusok nagy részében. A tekercs ilyen alacsony kihasználása negatív hatással lenne az általános hatékonyságra.

Hacsak a generátor állandó áramú és nem állandó feszültségű forrás …

Megjegyzések

• a generátorokat nem a hatékonyság érdekében tervezték – általában kb. 150+ lóerős motorra vannak csavarozva, és kit érdekel, ha 10 vagy 15-öt vesznek fel … Ja és ők sem állandó áramúak …
• De azt gondolnám, hogy amikor az autók leadják a lehető legnagyobb súlyt, minden megtakarított HP mérhető különbséget eredményezne a futásteljesítményben. Ez úgy néz ki, mint egy érett terület az elektronika alkalmazásához.
• Éppen ezért egyes generátorok töltésvezérlő rendszerei pontosan ezt teszik, vagyis pontosan összehangolják a kimenetet az autó és az akkumulátor igényeivel, nemcsak hogy egyesek kerékpároznak is. a légkondicionáló terhelése is, de ez nagyban függ az autó árától és minőségétől: az autóm töltőrendszere nagyon pontosan illeszkedik a terheléshez és az akkumulátorigényhez, sőt, akár 15,2 V-on is tölt. néhány pont – mielőtt igent kérdezne, pontos mérőórám van …
• @solarmike Igen, néhány ECU vezérli a generátort, úgy gondolom, hogy a gerjesztő áram vezérlésével. A 10 LE azonban sok energiát jelent, némelyik légbeszívó rendszer nem olcsó, és ennél kevesebbet terveztek. Ma is több elektronikus eszközzel növekszik az elektromos áram iránti igény, valamint a jobb hatékonyság.
• Végeztem egy LTSPICE szimulációt, és megállapítottam, hogy jelentősen növelhetem a hatékonyságot, ha FET-eket használok átalakító konverterként , a tekercsek induktivitását átalakító ‘ s induktivitásként használja. Körülbelül 22 kHz-en futtattam a kapcsolót, és szinkron egyenirányítást használtam.

Az autógenerátorok sokkal jobbak, mint Az egyenáramú generátorok, mivel hatékonyabbak és elegendő villamos energiát termelnek minden szükséges áramellátáshoz minden fordulatszám-tartományban. A baj az, hogy amint névből kiderül, váltóáramot termelnek, miközben az autójában mindenhez szükség van egyenáramra. Tehát belépéskor csökken némi hatékonyság. Az áramot is stabilizálni kell – a következő loos. Minden veszteség ellenére még mindig jobbak, mint az egyenáramú generátorok, amelyek képesek működtetni egy autó fényszóróit. És amikor valami jól működik, miért lehetne kijavítani?

Megjegyzések

• Nem a DC denerátorokat hirdetem, hanem azt mondom, hogy a DC generátorok alig tudják bekapcsolni a fényszórókat. A megfelelő méretezés révén az egyenáramú generátorok elegendő energiát képesek előállítani. Inkább az egyenáramú generátorok tévedtek, mert a feszültségszabályozáshoz drága és nem hatékony egyenáram-átalakítás szükséges, és a kommutáció több kefe kopást okoz, mint a generátor csúszógyűrűi. A megadott egyenáram-egyenáram átalakítás hatékonysága és költsége csökkenhet. De még mindig van több ruhadarabod, és számodra vannak olyan perminált mágnesek, amelyeknek magas hőmérsékleten kell működniük a motorháztető alatt.
• Ahogy Keith fölötte említi, ‘ nem igaz hogy az egyenáramú generátor nem tudja megfelelően meggyújtani az izzót. A régebbi autók DC generátorral rendelkeztek, mielőtt a generátor rendszert használták volna. Emlékszem, a nagyapáimnál régi autó volt, amely DC generátort használt. Az egyik oka annak, hogy a generátorok később általánossá váltak, amikor a szilícium-egyenirányítók költségei csökkentek, a generátor súlya könnyebb (ezek a régi DC-generátorok rendkívül nehézek egyes dízel autókban -_-), a generátor és a kefe teljesítménye sokkal nagyobb A generátor kevésbé kopik, mivel a csúszógyűrűk simaak a DC generátor kommutátorához képest.