Поиск






Четверг, 14.11.2019, 13:01
Приветствую Вас Гость | RSS
inerton
Главная | Регистрация | Вход
Каталог статей


Главная » Статьи » Велосипед » Тесты и отзывы


Тестирование нагрузочной способности SRAM i-light D7

Ну вот я и попробовал динамовтулку SRAM i-light D7 в действии. Никакого уменьшения наката и тем более сопротивления педалированию я не заметил даже под нагрузкой. Может если взять два одинаковых велосипеда, один с динамкой, второй - с обычной втулкой и катнутся сначала на одном, затем сразу на другом, то возможно и ощутишь разницу. Может позже, на больших дистанциях тоже почувствуется, но сейчас я полностью доволен накатом колеса с этой втулкой.

Схемы выпрямителей Так как втулка выдаёт на выходе переменное напряжение, то чтобы его "переварить" и запасти в аккумуляторы сначала его надо выпрямить. У меня было два варианта выпрямителей: мостовая схема и схема с удвоением. Выпрямитель с удвоением напряжения был особенно интересен так как выходное напряжение генератора 6 В, а большинство девайсов для зарядки созданы для работы от бортовой сети автомобиля - 12 В. Мостовая схема более надёжна и имеет более высокий КПД, поэтому на ней я хотел проверить нагрузочные характеристики втулки и взять их за отправную точку для сравнения со схемой с удвоением. В обоих выпрямителях я использовал диоды Шоттки для повышения КПД выпрямителя.

Мостовой выпрямительВыпрямитель с удвоением напряжения 

Схема стенда Взяв в качестве нагрузки два 10-ваттных резистора по 27 Ом, я по-быстрому собрал стенд для тестирования и поехал на природу.

Нагрузочный стенд

Зная точное значение сопротивления резисторов (у меня 27,1 Ом и 26,7 Ом) и измерив напряжение на них можно рассчитать ток в цепи и мощность, рассеиваемую нагрузкой. Комбинации параллельного и последовательного включения резисторов дают ещё две нагрузки сопротивлением 13,45 Ом и 53,8 Ом соответственно.

Велосипед Мультиметр я засунул в прозрачный чехол для карты от нарульного кофра, а сам стенд с выпрямителем и нагрузкой положил в кофр. Получилось очень удобно, достаточно немного перевести взгляд от велокомпьютера на мультиметр чтобы считать их параметры.

Все данные представлены в таблицах:

Мостовая схема выпрямителя.

Скорость, км/ч

Сопротивление нагрузки, Ом

13,45

27,1

53,8

Напряжение, В

Мощность, Вт

Напряжение, В

Мощность, Вт

Напряжение, В

Мощность, Вт

10

4,3

1,37

6

1,33

7,6

1,07

15

5,5

2,25

7,6

2,13

10

1,86

20

6,3

2,95

9

2,99

13

3,14

25

6,6

3,24

10

3,69

14,2

3,75

Схема с удвоением напряжения.

Скорость, км/ч

Сопротивление нагрузки, Ом

13,45

27,1

53,8

Напряжение, В

Мощность, Вт

Напряжение, В

Мощность, Вт

Напряжение, В

Мощность, Вт

10

3,56

0,94

6,3

1,46

9,2

1,57

15

3,63

0,98

6,9

1,76

11,4

2,42

20

3,67

1

7,1

1,86

12,5

2,9

25

 

0

7,3

1,97

13,5

3,39

Позволю себе немного прокомментировать полученные данные. Во-первых, заявленная мощность (3 Вт) выдаётся генератором на скорости  20 км/ч и выше. И чем больше сопротивление нагрузки, тем выше КПД всей системы (меньше ток в цепи, следовательно меньше потери в проводниках и ниже падение на выпрямительных диодах). Из всего этого вытекает одно обстоятельство: средняя скорость большинства велопоходов порядка 15 км/ч, следовательно втулка будет вырабатывать в среднем не более 2 Вт электроэнергии. Если считать что максимально комфортный (для меня) пробег за день 75 км, то есть 5 часов ходового времени получаем 5 ч * 2 Вт = 10 Вт*ч энергии. Не густо, я ожидал большего (хотя чего ждать, можно было сразу посчитать). Это значит что, если сравнивать с NiMH аккумулятором типа АА который в среднем отдаёт при токе разряда 0,2С около 3,2 Вт*ч энергии, то динамка равна 3-м аккумуляторам в день. Ну для GPS-приёмника и телефона хватит, фотик подзарядить то же, если часто вспышкой не пользоваться и не пересматривать отснятое по два раза на день, а вот на велосвет уже нет. Вобщем надо подумать как увеличить мощность динамки хотя бы ватт до 5-ти при 15 км/ч. Один из вариантов, что приходит в голову, перемотать катушку динамовтулки, сделать её более высоковольтной и заряжать батарею Li-ion аккумуляторов от неё низкими токами. А от этой батареи питать всё остальное: GPS, велосвет, телефонную зарядку.
Во-вторых, схема с удвоением работает хуже, чем обычный мост. Я начал тестирование с нагрузки 53,8 Ом и разница между этими схемами выпрямителей была небольшой, причём с ростом скорости почему-то мост "вырабатывал" большее напряжение, чем схема с удвоением. А с ростом мощности нагрузки (уменьшения сопротивления) эта схема перестала нормально работать. При сопротивлении 13,45 Ом на всех скоростях мультиметр показывал значение около 3,5 В и я подумал что "пробит" один из выпрямительных диодов, поэтому прекратил дальнейшие опыты с этим выпрямителем. Дома "прозвонил" диоды, они оказались целыми, так что это скорее всего особенности данной схемы.

Категория: Тесты и отзывы | Добавил: inerton (05.07.2010) E W
Просмотров: 4286 | Комментарии: 2 | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 2
0   Спам
1 inerton   (23.02.2011 21:06)
Это комментарий Сергея (JEER) с форума Спортгена. Привожу его так как он объясняет многие аспекты данной темы.

"Спасибо, Денис, за интересную информацию.

Собственно, примерно такую ситуацию я и ожидал.
Мощность до 3 Вт, не более.
Понятно, что отбираемая мощность 2-5 Вт при вырабатываемой байкером мощности 150..200 Вт практически не заметна для него
по нагрузке.

Теперь о самом генераторе, точнее о всей собранной тобой системе.
Для повышения кпд хорошо бы воспользоваться синхронным выпрямителем на полевиках, но
это усложняет схему.

Анализ по твоим данным вольт-амперных характеристик на разных скоростях показывает значительную "мягкость", а главное -
не сохраняется угол наклона от скорости к скорости. Это означает, что растет внутренее сопротивление системы.
Поскольку обмотка и диоды обладают практически постоянным вн. сопротивлением, следует
признать, что это вследствии насыщения магнитной цепи и роста частоты.

Еще лучше это заметно на скоростной характеристике. Казалось бы, мощность должна расти квадратически от напряжения
при постоянной нагрузке, однако мы видим совсем обратную картину - вначале почти линейно, а потом пошло выполаживание.
Это и насыщение магнитной цепи и возрастание индутивных сопротивлений, вследствии повышения частоты напряжения при
увеличении скорости.

Судя по ходу характеристики, ждать чего-то выдающегося на скоростях выше 25 км/час не стоит.

В реальности, думаю дело будет еще хуже, т.к. использоваться будет в основном для зарядки, а зарядное устройство
имеет свойство "желать" постоянную мощность

Теперь по поводу каких-либо переделок.
Мое мнение - это ничего не даст.

Мощность определяется моментом и скоростью
P = M * w, [Вт]

Электромагнитный момент, а именно он нам нужен
M = Ф * I
Ф - магнитный поток, определяемый совокупностью свойств магнитной цепи, в т.ч. индукцией магнита и в зазоре.
I - ток

Индукцию, без кардинальной переделки конструкции магнитных цепей и смены магнитов - не изменить.
Казалось бы, надо увеличивать ток.
Это можно сделать либо увеличив напряжение, либо уменьшив сопротивление нагрузки.

Но тут вот какое дело. Электрогенератор - это преобразователь механической энергии в электрическую, но
кроме того, в нем присутствуют процессы обмена магнитной и электрической энергиями, а медиатором является
магнит ( система магнитов ).
И вот тут - засада. У конкретного магнита ( по габаритам, свойствам ) есть свойство - энергия,
зависящая от максимальных индукции, коэрцитивной силы и объема магнита.
В каком-то смысле - это условная энергия, поскольку извлечь ее из магнита нельзя, но именно она ограничивает
"прокачку" электромагнитной энергии через себя.
Поэтому увеличивая ток, мы создаем по закону э/м индукции встречный размагничивающий поток и примерно на половине мощности магнита
начинается ограничение мощности преобразования.

Так, что никакой перемоткой, изменением числа витков, диаметра провода каких-либо заметных улучшений
получить не удастся.

Более того, для какой-либо конкретной конструкции генератора существуют т.н. предельные удельные параметры по габаритам, массе,
а значит увеличение мощности возможно только путем увеличения габаритов.
Либо применение другой конструкции генератора с иными удельными параметрами.

Но все равно остается в силе основное энергетическое уравнение электрической машины
Мощность P ~ D^2 * B * A ( диаметр, индукция, линейная токовая нагрузка )"


0   Спам
2 WaigesageSoma   (30.12.2011 18:22)
нужно проверить smile

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Copyright by inerton © 2019
При перепечатывании материалов сайта, активная ссылка на http://inerton.ucoz.ru обязательна