Evaluare performante alternator.

[Nemesis]

Salut.

 

Lucrez momentan la un stand pentru evaluarea caracteristicii curent vs. turatie pentru alternatoare. Am rascolit pe net dar nu am gasit pana acum nimic concret despre cum se face "oficial" asta. 

 

Cea mai simpla solutie ar fi sa conectez un ampermetru adecvat direct intre bornele de iesire ale alternatorului, si sa trasez graficul curent vs. turatie. Insa in acest caz, tensiunea de iesire a alternatorului nu ar mai putea fi egala cu aia 14 V pe care trebuie in mod normal sa-i aiba alternatorul la borne. Cu alte cuvinte, asa as afla graficul curent de scurtcircui vs. turatie si nu cel curent (dat la o tensiune de 14V) vs. turatie.

 

O alta solutie ar fi sa inseriez cu ampermetrul meu un stabilizator de tensiune paralel, cum ar fi asta). Acel stabilizator l-as regla pentru o tensiune de, sa zicem, 13.5V (pentru tensiuni mai mici este riscul ca anumite echipamente de pe masina sa nu functioneze normal). In acest mod, ampermetrul meu mi-ar permite sa aflu curentii pentru care tensiunea de la bornele alternatorului scade pana la valoarea de 13,5V.

 

Idei, pareri, sugestii ?

[GEO 53 BN]

Eu stiu ca tensiunea la bornele alternatorului este mentinuta constanta de catre asa zisul "releu de incarcare".Fara releul de incarcare

 

Salut........................................................

........................................., tensiunea de iesire a alternatorului nu ar mai putea fi egala cu aia 14 V pe care trebuie in mod normal sa-i aiba alternatorul la borne. .

 

 

 

 

 

Eu stiu ca tensiunea de la bornele alternatorului este mentinuta constanta de catre "releul de incarcare",care mentine constanta tensiunea de excitatie.Fara releul de incarcare, tensiunea la bornele alternatorului poate creste periculos de mult. Cred ca e obligatoriu intercalarea intre baterie si borna de la excitatie, a unui releu.

Editat Mai 15, 2014 de GEO 53 BN

[Nemesis]

In zilele noastre, "releul de incarcare" despre care vorbesti este bagat in carcasa alternatorului. Nu ai nici un fel de acces la el.

 

E adevarat, acel "releu" ajusteaza automat curentul de excitatie astfel incat tensiunea de la bornele alternatorului sa nu creasca niciodata peste 14,nu stiu cat volti. Insa daca eu cocosez alternatorul cu o sarcina care consuma enorm de mult, tensiunea de la bornele sale va scade.

 

Eu prin ideea cu stabilizatorul de tensiune vreau sa-i induc alternatorului o usoara stare de suprasarcina ca sa vad  ce curent poate da la diferite turatii. Fiind vorba de un stabilizator, acesta isi va ajusta automat consumul de curent din alternator:

- daca simte ca alternatorului ii ies ochii (adica daca tensiunea de la borne incepe sa scada peste limita de 13.5V setata de mine) imediat stabilizatorul ca reduce consumul de curent din alternator atat cat e nevoie ca acesta sa poata mentine acei 13.5V;

- daca simte ca alternatorul este un regim in care e in stare de mai mult (adica daca tensiunea de la borne tinde sa creasca peste cei 13.5V), imediat stabilizatorul va inghiti si mai mult curent, permitand alternatorului sa nu poata da mai mult de 13.5V;

 

Eu sunt 99% sigur ca aceasta idee e buna, insa nu stiu daca asa se face oficial evaluarea caracteristicii curent vs. turatie.

[GEO 53 BN]

Stiu ca alternatoarele actuale au incorporat "releul de incarcare".Daca ai de gind sa folosesti un astfel de alternator ,o sa trebuiasca sa renunti la "releu".Ideea cu stabilizatorul mi se pare buna.Ai putea face stabilizatorul de tensiune,reglabil,pentru mai multa flexibilitate.Zic si eu.

[Dr.L]

Si mie mi se pare o idee buna!

Nu vad de ce trebuie renuntat la releul de incarcare, atata timp cat sarcina activa (stabilizatrul paralel) e reglata la o tensiune mai mica decat cea a releului incorporat.

Practic, bobina de excitatie va ramane alimentata in permanenta, alternatorul fiind 'cocosat'!

Da, sarcina activa ar trebui sa fie si reglabila, intre 13-15V, de ex. Cu un potentiometru multitura, pt un reglaj usor.

Partea de putere trebuie facuta cu tranzistori solizi + radoator maaaaaareee, eventual bagat partial intr-o galeata cu apa!

 

Uite aici varianta care mentine curentul constant: http://www.elforum.info/topic/74922-rezistenta-sarcinareglabila-cu-igbt/

Se modifica f usor in tensiune constanta :

[ventzel]

La alternatoarele tip Renault cu releu de incarcare exterior poti masura curentu de scurtcircuit, singura conditie ii sa te tina cuplaju mecanic de antrenare, puntea redresoare si racirea.

Pentru un alternator cu autoexcitatie un scurtcircuit la iesire duce imediat si la scaderea tensiunii pe redresarea auxiliara folosita la alimentarea releului regulator incorporat.

In cel mai bun caz o sa ai masuratori eronate. Suntul nu trebuie sa produca o cadere la mai putin de 6-8V la bornele alternatorului dupa parerea mea.

Editat Mai 15, 2014 de ventzel

[Nemesis]

Deci pana acum nu stie nimeni nimic de modul oficial in care se extrage graficul curent maxim vs. turatie.

 

Am inceput sa fac schema pt partea hardware a hardughiei. Daca nu uit o voi posta si aici dupa ce o pun in functiune.

[doru3160]

Stabilizatorul paralel la curenti de asemenea valoare mi se pare o idee neinspirata(desi nu imposibil de realizat).Pt trasarea acelei caracteristici de care vorbeai,nu cred ca iti trebuie sarcina variabila,ci dimpotriva,una fixa,si rezultatele sa reprezinte variatia parametrilor de iesire,functie de turatie(am inteles ca asta vrei in final).Deci cu sarcina corespunzatoare curentului maxim debitat,incepi sa rotesti acel alternator,si vezi intre ce limite de turatie ai tensiune in parametri normali...pana la urma nici pe masina nu ai consumatori care sa-si schimbe caracteristicile functie de incarcare.

Nici ideea cu ampermetrul legat direct pe bornele de iesire forta nu mi se pare prea inspirata,pt ca atunci ii vei imprima un regim de scurt circuit pe iesire(acceptand ideea ca suntul e destul de potent sa tina la supliciu),si iarasi nu te afli pe o pozitie de simulare a conditiilor reale..

Cred ca acel stand ar trebui sa contina pe langa dispozitivul capabil sa roteasca alternatorul(turatie stabilizata si reglabila),o sursa de tensiune pt excitatie,un ampermetru plus voltmetru si rezistente fixe dimensionate pt curenti standard de iesire a alternatoarelor(80,100,150A,etc).Stabilizatorul de tensiune pe iesire dupa parerea mea,iti va baga in calcul inca o variabila,de care eu n-as tine cont pt o evaluare reala.Nu ma intereseaza cum se comporta la valori sub cele nominale,pt ca daca e ok pe valori maxime,atunci sigur si pt valori inferioare va fi ok.

[ventzel]

Majoritatea graficelor is trasate la o tensiune constanta de iesire apropiata de tensiunea nominala a alternatorului gen 12.5V, 13.8V, 15V pentru sistemele pe 12V si echivalent pentru sistemele de 24V sau 42V. Ideea cred ca ar fi sa limitezi tensiunea de iesire la una din valoarile prestabilite cu o sarcina activa si sa masori ce curent trece prin sarcina.

Io unu as construi asta in juru unui controller care sa-mi faca cel putin masurarea turatiei pe axul alternatorului, masurarea tensiunii la bornele alternatorului, comanda sarcinii active pentru a mentine tensiunea la borne la valoarea prestabilita si masurarea curentului care trece prin sarcina. Pe iesire as trimite datele catre un port serial.

O imbunatatire ar fi controlul motorului de antrenare, eventual masurarea randamentului alternatorului daca sa poate cel putin calcula randamentu motorului de antrenare.

 

[doru3160]

Explicati-mi si mie ce tot aveti cu tensiunea de iesire...aia e fixa prin constructie,si e dictata de releul regulator,care e inglobat in alternator,deci la ala nu se umbla pt demontare la test(cel putin asa am inteles).Deci tensiunea de iesire care e,aia e.Daca e ok,se lasa asa,daca nu e ok,se schimba releul,daca el e cauza.O sarcina fixa cred eu e suficient,iar prelucrarea datelor e deja alta poveste,ca e cu placa de achizitie date sau cu acometre,tot aia e,difera doar eleganta.

[Nemesis]

Doru, daca folosesc o sarcina (cu o rezistenta) constanta, iar regulatorul de tensiune imi mentine contstanta tensiunea de pe acea sarcina, rezulta conform legii lui Ohm ca si curentul masurat prin sarcina va fi constant. Deci fie ca rotesc alternatorul cu 600 RPM fie ca-l rotesc cu 6000 RMP la iesire obtin mereu una si aceeasi valoarea a curentului. Deci de unde scot eu variatia parametrlor de iesire, daca ei sunt de fapt constanti ?

Tu cred ca voiai sa zici ca folosind o sarcina fixa poti vedea pentru ce turatii alternatorul o poate alimenta corespunzator (adica fara ca tensiunea de pe ea sa scada sub cca 14V). Eu insa vreau sa vad mai mult de atat, vreau sa vad care este curentul maxim care mi-l poate da in functie de turatie.

 

Ventzel, pentru control, citire si afisare valori am facut deja o aplicatie in LabView. Informatia despre curent o voi transforma cu un convertor tensiune/frecventa intr-un semnal modulat in frecventa, iar informatia despre turatie o voi extrage cu ajutorul unui senzor inductiv (care va fi livrat mai departe tot ca semnal modulat in frecventa). Mai departe, cele doua semnale ajung prin placa de sunet in Labview care prelucreaza datele si imi traseaza automat graficul dorit. In acelasi timp, aplicatia de Labview imi va da pe iesirea placii de sunet un semnal a carui frecventa creste de la cateva zeci de Hz (la inceputul achizitiei) si pana la 5-6Khz (la sfarsitul achizitiei). Acest semnal va fi aplicat unui convertor frecventa tensiune care va comanda un invertor de tensiune, care la randul lui va antrena motorul electric care (din nou care ) va antrena alternatorul supus evaluarii.

Am pus in atasament schema sarcinii active. Se vede acolo ca elementul activ va fi un sir de mos-fet-uri legate in paralel (in schema apare doar unul), fiecare cu rezistenta lui de sursa. Pentru o gama de masura de maxim 200A mi-ar trebui un carnat de vreo 20 de fet-uri si astfel ma gandesc sa folosesc pt asta IRF540 pentru ca-s ... ieftini . Aveti vreo alta propunere in loc de IRF540 ?

 

[doru3160]

Salut.

 

Lucrez momentan la un stand pentru evaluarea caracteristicii curent vs. turatie pentru alternatoare. 

Eu asta am inteles din enuntul problemei.Daca scopul propus e altul decat domeniul auto,atunci se explica si restul.

[Nemesis]

Eu cred ca tot de auto tine. Eu lucrez la o firma din domeniul distributiei de componente auto si am de facut un stand de evaluare a alternatoarelor.

[ventzel]

@doru3160: era vorba de stand deci posibil sa nu existe acumulator. Pe o configuratie alternator+acumulator ai deja sarcina acumulatoru.

Un alternatoru in gol (fara sarcina la iesire) scoate tensiune mult peste 14V cat ii specificat si in unele cazuri sa poate ajunge la tensiuni peste 100V sau mai mult. Chiar daca ai releu regulator incorporat miezu magnetic al rotorului prezinta remanenta magnetica si alternatoru tau fara sarcina la iesire o sa aiba tensiune la borne chiar daca anulezi curentu de excitatie.

 

@Nemesis: la ceva in genu asta ma gandeam da partea de referinta as face-o dintr-un canal pwm+redresare+filtraj citita de un ADC si mentinuta din soft la valoarea prestabilita. Urmeaza partea de comparator care comanda sarcina cand tensiunea de iesire a alternatorului depaseste referinta. Asa cred ca scapi si de spike-uri.

[doru3160]

Pai atunci multe masuratori sunt inutile.Pe masina alternatorul are o turatie minim impusa de turatia de ralanti a motorului(mi se rupe ce face el la 5 rot/min).Ca sa-l vad cat de potent e,il incarc cu sarcina nominala si pornesc standul de la turatie minima pana la turatia maxima(posibil atinsa pe motor) si vad ce stie sa faca,si cum pastreaza parametrul tensiune/curent,functie de turatie cu acea sarcina.

Ca acea sarcina o pot varia in functie de tipul alternatorului incercat e alta poveste,dar determinarile le-as face pt incarcarea nominala,pt ca ce e sub,e abureala.Un alternator de 150A incarcat cu 30A sarcina,va tine parametrii constanti intr-o plaja de turatie mai mare decat la incarcarea maxima,dar nu vad cu ce va ajuta sa stiu acesti parametri.Bateria este necesara nu numai ca sarcina,pt ca daca o consideram incarcata,atunci chiar e nesemnificativ consumul propriu,eu as fi introdus-o doar pt a simula cat mai fidel conditiile de functionare de pe masina.