Jeg designer ikke bilgeneratorer, så jeg kan ikke si nøyaktig hva som ligger i tekniske beslutninger. Imidlertid er det noen rimelige spekulasjoner.

Generatoreffektivitet er rett og slett ikke så farlig i en bil. Kraften motoren må legge ut for å flytte bilen dverger hva dynamoen trenger. Hvis denne lille brøkdelen av total motoreffekt var 1/3 mindre, ville det ikke utgjøre noen stor forskjell. Derfor kan effektiviteten byttes bort for å få andre viktigere parametere. Noen av dem inkluderer sannsynligvis høy pålitelighet i tøffe omgivelser, drift over et bredt temperaturområde, og fortsett mens du blir sprutet med vann som inneholder smuss og veisalt og annet grovt. Volumene er veldig høye, så det å holde kostnadene nede må også være et stort ønske.

Se først på kostnaden for en 90% effektiv generator med samme effekt sammenlignet med en bilgenerator. Jeg regner med at det vil være flere ganger mer. Prøv å bruke den høyeffektive generatoren i et tøft miljø som under panseret på en bil og se hvor lenge den overlever. Bilgeneratorer overlever dette rutinemessig i 10-15 år. Den avanserte effektive generatoren som koster flere ganger mer, vil sannsynligvis ikke vare en måned under dårlige forhold.

Det handler om hva veldig viktig og gjøre passende tekniske avveininger i designet.

Kommentarer

• En annen faktor er sannsynligvis knyttet til hva man må gjøre for å opprettholde en konstant utgangsspenning ved forskjellige hastigheter. Spesialbygde motor- og generatoraggregater kan utformes for å kjøre motoren med den hastigheten som fungerer best for generasjon. Bilgeneratorer må kjøre uansett motorhastighet som gjør at bilen kjører med ønsket hastighet.
• Takk, jeg vet at selve forbrenningsmotoren normalt er 25% effektiv. Spørsmålet mitt er egentlig på designnivå, ikke hvorfor bransjen går denne veien. Noe vi kan anta er over dimensjonerte lagre på grunn av støv, vibrasjoner og temperatur. Uansett vil det ikke ta effektivitet til dette punktet. De er også luftkjølte, som de andre, uansett vet jeg ikke ‘ ikke temperaturene den opplever i panseret, dette vil endre viklingsparametrene, og det kan være en mer betydelig faktor. Jeg ‘ er ikke i denne bransjen også, men med magnetikk og litt mekanisk kunnskap kan vi spekulere i.
• @supercat spenningen reguleres ved å endre eksitasjonsspenningen. Effektiviteten varierer veldig med hastighet hvis du ser grafen, mindre enn 40% på nær 8000 o / min (vel, jeg tror ingen vil sette motoren din i dette turtall).
• Korreksjon, den er beltedrevet, så den kan ha et annet forhold enn motorakselen RPM.
• @Diego: Bilmotorer er ikke ‘ t hvor som helst i nærheten av 25% effektive.

Spenning: ved 14v er det veldig vanskelig å være effektiv.

• tap av dioder: bilgenerator går rundt 14v, med 0,6v for hvert diodepass, har du 1,2v tap: nesten 10% tap bare denne.

• viklinger: du mister mye kraft over motstandstap i viklingen på grunn av den høye strømmen for viklingsstørrelsen (du kan beregne dette tapet med viklingsmåleren ved en gitt strøm)

• Tilkoblinger: det er veldig enkelt å miste noen få prosent effektivitet ved denne strømmen og spenningen: a 0.1 ohm-tilkobling på 65A ville være 6,5 v over, og miste nesten 50% av kraften!

• kjernetap: ved høyere hastighet blir kjernetap sannsynligvis stadig viktigere forklar grafen)

Jeg tror vi kan få en langt bedre effektivitet bare ved å kjøre den samme generatoren ved en høyere spenning.

Kommentarer

• Velkommen til EE.SE! Dessverre virker svaret ditt ikke ‘ t veldig realistisk. For å adressere de to midterste punktene: viklingene er designet for strømmen, og tilkoblingene er mye lavere motstand enn 0,1ohm, når de er boltet riktig ned.
• Jeg tror det ‘ s mer en avveining (av I2R-tapene) mellom kostnad og effektivitet. Men det du sier er spenningen (elektrisk potensial), er ikke direkte spørsmålet, det er ‘ strømmen i tilfelle I2R-tap. Og store generatorer jobber med enda større strømmer og er langt bedre effektive. Uansett i dag har generatorer en tendens til å være mer effektive ettersom bilmarkedet bruker mer elektriske enheter.
• Jeg glemte et poeng: grafen har maksimal effekt for et gitt turtall. Jeg tror at ‘ er hvorfor effektiviteten er så lav og det resistive tapet er høyt. I tilfelle lavere strøm vil effektiviteten bli bedre ettersom motstandstapet er RI2.

Bilgeneratorer er ineffektive fordi de bruker en 50 år gammel passiv overbelastningsbeskyttelsesdesign. Du kan legge ubegrenset belastning på en generator med feltstrømmen maksimalt og så lenge spenningen ikke faller under 12 volt, vil den ikke bli skadet ved overoppheting, i det minste ikke med en gang. Det er en enorm mengde av villinduktans i viklingene. I tomgang kan det være å legge ut 16 volt vekselstrøm, men internt (hvis det måles uten belastning) vil det være å legge ut 28 volt. Ved høyt turtall med 100 Amp belastning ved 16 produserte vekselstrøm, kan generatoren internt sette ut over 100 volt, hvis du skulle måle den uten belastning. Når RPM øker, blir den induktive induktansen mer effektiv for å redusere utgangsstrømmen.

Hvis du kan få 24 volt ut av en generator med motoren på tomgang, kan du enkelt få 150 volt ut av den med motoren i høy hastighet. Åpenbart hvis det produserer 150 volt, men du bare får 14 volt ut av det på grunn av induktiv reaktans, er det enorm ineffektivitet på gang.

Statoren er også veldig tapsfri. Hvis du bruker en fullspenningsspenning på en generator, kan du til og med føle motstanden hvis du prøver å vri den med hånden uten belastning. Alt fra magnetfeltet som går tapt til staten. Elektrisk strøm blir ført inn i statoren og den genererer varme. En enorm mengde luftstrøm skapt ved at generatoren dreier med tusenvis av turtall holder denne varmen under kontroll. Noen installerer en deaktiveringsbryter som aktiveres ved full gass for ikke å kaste bort den ekstra hestekrefter.

Da faller likeretteren rundt 2 volt ved høyere belastning. 16 volt som går ned til 14 volt er 12,5% tap i tillegg til alt annet.

Hvis du kan få mye mer kraft ut av en generator som dreier ved høye turtall ved å la den legge ut en høyere spenning. Å gjøre dette vil også gjøre den mye mer effektiv. Likrikterdioder er TVS-dioder, så de vil holde utgangen under 40 volt, og de vil ødelegge seg selv i prosessen hvis det er nødvendig. Uten TVS-dioder, hvis dynamoen drev med høyt turtall og full belastning, og belastningen var plutselig frakoblet, kunne utgangen øke til over 100 Vo lts før regulatoren justerer på nytt. Så du må erstatte likeretteren med en vanlig 3-fase likeretter og sørge for en måte å håndtere overspenninger på. Kontroller deretter feltstrømmen manuelt. Å la utgangen gå fra 14 volt til 28 volt med dynamoen som produserer 150 volt internt, vil nesten doble utgangseffekten og effektiviteten.

I stedet for passiv overbelastningsbeskyttelse kan de lage en mer effektiv stator og bare ha en gjeldende følelse på utgangen for å gjøre regulatoren tilbake for å beskytte den mot overbelastning.

Jeg tror at en god del av den lave effektiviteten kan tilskrives det faktum at de enkelte spolene ikke lader batteriet til deres spenning overstiger batterispenningen + 2 diode faller. Hvis toppspolespenningen er 16V, og batterispenningen er 12,6V, strømmer ingen strøm fra en spole før AC-bølgeformen til den spolen overstiger ca. 14,6V (12,6V + 1V + 1V). Så hver vikling produserer ingen strøm i det hele tatt før spenningen er over 14,6. Selv om det er sant, er det tre faser, som i stor grad reduserer batteririppelstrømmen, men det endrer ikke det faktum at hver enkelt spole ikke produserer noen strøm i det hele tatt i de fleste sykluser. En slik lav utnyttelse av spolen må ha en negativ innvirkning på den totale effektiviteten.

Det er med mindre en generator er en konstantstrømskilde og ikke en konstant spenningskilde …

Kommentarer

• generatorer er ikke designet for effektivitet – de er normalt boltet til en motor på rundt 150 hk og så hvem bryr seg om de tar 10 eller 15 …. Åh, og de er ikke konstant strøm heller …
• Men jeg vil tro at når biler kaster all vekten de kan, vil hver HP som spares, gjøre en målbar forskjell i kjørelengde. Dette ser ut som et område som er modent for bruk av elektronikk.
• Og det er grunnen til at noen generatorstyringssystemer gjør akkurat det, dvs. at de samsvarer med utgangene nøyaktig med bilens og batteriets behov, ikke bare at noen også sykler klimaanlegget også, men det avhenger mye av prisen og kvaliteten på bilen: Ladesystemet på bilen min stemmer overens med lasten og batteriet trenger veldig nøyaktig, faktisk lades det også opptil 15,2 V ved noen poeng – før du spør ja, jeg har en nøyaktig måler …
• @solarmike Ja, noen ECU styrer dynamoen, det tror jeg ved å kontrollere magnetiseringsstrømmen. Men 10 HP er mye kraft, noen luftinntakssystemer er ikke billige, er designet for å legge til mindre enn dette. Også i dag med flere elektroniske enheter, øker etterspørselen etter elektrisk strøm, samt bedre effektivitet.
• Jeg utførte en LTSPICE-simulering og fant ut at jeg kunne øke effektiviteten ved å bruke FETs til å fungere som boost-omformere , ved hjelp av spoleinduktansen som omformer ‘ s induktorer. Jeg kjørte bryteren på rundt 22 kHz og brukte synkron retting.

Bilgeneratorer er mye bedre enn DC-generatorer fordi de er mer effektive og produserer nok strøm til å drive det du trenger i alle turtallsområder. Problemet er at de som du finner ut av navnet produserer AC mens alt i bilen din trenger DC. Så ved oppføring mister du litt effektivitet. Strømmen må også stabiliseres – neste løst. Til tross for alle tap, er de fremdeles bedre enn DC-generatorer som bare kan drive frontlykter på en bil. Og når noe fungerer bra, hvorfor skal jeg fikse det?

Kommentarer

• Jeg markedsfører ikke likestrømsgeneratorer, men sier at likestrømsgeneratorer knapt kan slå på frontlys er feil. Riktig dimensjonering kan gjøre DC-generatorer som produserer mer enn nok strøm. Snarere har likestrømsgeneratorer vært feil fordi spenningsregulering krevde kostbar og ineffektiv likestrøm til likestrømskonvertering og pendling forårsaker mer børsteslitasje enn glidringer på en generator. Tildelt DC til DC-konverteringseffektivitet og kostnad kan ha kommet ned. Men du har fortsatt mer ware og kostnadene for perminate magneter som trenger å jobbe i høye temperaturer under panseret.
• Som Keith nevner ovenfor, er ‘ ikke sant at en DC-generator ikke kan tenne en pære ordentlig. De eldre bilene pleide å ha en DC-generator før generatoren ble brukt. Jeg husker at den gamle bilen min bestefedre brukte en DC-generator. En av grunnene til at generatorer ble vanlige senere, var da kostnadene for silisium likerettere falt ned, generatoren er lettere i vekt (de gamle DC-generene er supertunge i noen dieselbiler -_-), kraftuttaket er mye høyere i generatoren og børsten slitasje er mindre i en dynamo ettersom glidringene er glatte sammenlignet med kommutatoren på DC-generatoren.