větrná elektrárna

[lubos]

účinnost toho AC serva bude dost mizerná, už jen poměrově když vemeš AC servo ( uvazuju klasiku ) a AC servo s magnety ( v podstatě BLDC) tak to je pro potřeby pohonu poloviční tedy účinnostně lepší. Obecně jsou trochu rozdíly když se má motor používat jako alternátor a obráceně. Motor nikdy nebude super alternátor a alternátor nikdy nebude dobrý motor . Většinou to vychází tak že pokud se motor použije jako alternátor tak pokud je nominál 1KW tak z něj jako altík dostanu tak 500W. Záleží jak moc výrobci lžou. Většinou to vychází tak že pro potřeby alternátoru je zapotřebí průřez na fázi počítat 1mm štvereční na 16A

[QNX]

letos bych měl dělat jednu malou elektrárničku a tam má být AC servo jako generátor a řemenové převody ........ tak snad konečně dojde i na to pořádné změření parametrů. Mám asi 10 různých 3f servomotorů od stovek W po cca 5kW, tak je všechny proměřím. Sám jsem na to dost zvědavej.

[lubos]

Já jsem bohužel těžký skeptik k účinnost řemenových převodů. Měl jem možnost změřit převod 1:2 na padáku Nirvana a samotný převod odebíral 500W. Pokud podle výpočtu byl navržen na 90KW tak tam ta účinnost asi byla, ale že to bylo na 30Kw pohon tak ani boha.

[QNX]

lubos: teď nerozumím ........... normální AC servo je přece také s magnety. Převod ....... no musíš ho i správně dimenzovat. Když ho předimenzuješ, ta účinnost půjde dolů. Taky zvolit vhodný řemen. Kdysi jsem si s tím hrál .......ale čert ví jak ten SW od výrobce kecá nebo nekecá.

[lubos]

Ono pokud neni na servu uvedeno že má pernament magnet tak tam magnety nejsou a jde jen o kvalitnější motor s klecí. Od obyč motoru má klec taky plechy a v nich měděné či hliníkové tyče. Zkusím v pondělí vyfotit, mám rozebrané vřeteno a AC servo panasonic.

[QNX]

lubos: už jsem servomotorů rozebral několik, ale všude jsem našel magnety. Servo s klecí jsem ještě nikdy nepotkal.
To by byl asynchronní motor a při nízkých otáčkách by jako generátor nefungoval, ne?

[packa]

taky jsem se se servem bez magnetu nesetkal , ale fungovat to tak taky může , samozřejmě asinchronák jako generátor je naprosto nerealné

[lubos]

No právě , asynchronák jako generátor nefunguje. Netušil jsem že všechny AC serva mají magnety vždy jsem žil v domění že jsou to jen lepší asynchronáky co mám toho panasonica tak ten magnety nemá, a je to normální AC servo s brzdou ( ted už bez brzdy) a k tomu byl encoder.

[QNX]

Proč by byl asynchronní motor jako generátor nepoužitelný? Je skoro ve všech vodních elektrárnách a občas i v nějaké větrné (domácí výroba)

[krocan]

Na Aukru občas Poláci nabízeli 3listovou vrtuli a generátor asi 4-5kw.Generátor by zřejmně dodali podle požadavku.Cena myslím kolem 25 za vrtuli a podobně za generátor.Tady u nás kousek,někomu leží roky v zahradě větrná elektrárna,je hned u letiště tak mu to možná zatrhli.Ještě loni ta byla myslím.

[testone]

No právě , asynchronák jako generátor nefunguje. Netušil jsem že všechny AC serva mají magnety vždy jsem žil v domění že jsou to jen lepší asynchronáky co mám toho panasonica tak ten magnety nemá, a je to normální AC servo s brzdou ( ted už bez brzdy) a k tomu byl encoder.

Trochu teorie, opakování školních znalostí a českého názvosloví, zasvěcení prominou, snad vnesu jasno do nejasností:
1) asynchronní motor je nejčastěji 3f (může být i 2f a 1f) motor s tzv kotvou nakrátko, to je ten co má rotor z "tyčí", lze vyrobit tak že se buď Cu tyče prostrkají svazkem plechů a v čelech se naletují do kroužků nebo se svazek plechů zastříkne ve formě hliníkem vč. vrtulek pro chlazení a pak přetočí, to je nejčastější konstrukce. Lze si to celé představit jako transformátor se zkratovaným sek. vinutím (kotva). Pokud by se točil rotor stejně rychle jako mag. pole ve statoru, v rotoru se nebude nic indukovat. Pokud se rotor začne zpožďovat proti mg poli ve statoru, začne se v rotoru indukovat proud, ten vytváří mg. pole rotoru - a ejhle máme dva magnety které se navzájem mají nebo nemají rády a začne se to točit, se skluzem = asynchronně. Např. při 50 Hz a 2p vinutí 50*60=3000 ot/min tzv. synchronní otáčky, jmenovité jsou třeba 2950, těch 50 je skluz nutný z důvodu viz výše. Z toho také vyplývá že to nemůže fungovat při 0 otáček, protože není kde brát skluz. Může být v provedení s vinutou kotvou vyvedenou na sběrače ("kroužkový motor"), dělalo se to kvůli měkkému rozběhu.
2) synchronní motor má na rotoru (je jedno zda je mechanicky uvnitř či vně statoru) buď permanentní nebo elektromagnety (buzené ss proudem). Protože se v něm to druhé mg. pole vytváří nezávisle na poli statoru, není pro jeho vytvoření třeba skluzu a rotor se otáčí přesně - synchronně s mg polem ve statoru. Díky tomu to mj. může fungovat i při nulových otáčkách, což se využívá v případě tzv. AC serva - to vyvíjí moment i při 0 otáčkách, "drží" polohu. AC servo tedy není nic jiného než 3f motor s rotorem - kotvou z perm. magnetů, vybavený nějakým snímačem pro určení polohy kotvy a tím možnosti regulace zpětnou vazbou. Celé je to optimalizováno pro napájení proměnným kmitočtem a střídou ze spec. budiče, obvykle napájeného přes usměrňovač a ss meziobvod ze sítě.
Tzv. BLDC (brushless - bezkartáčový stejnosměrný) je jen trochu nešťastné, zavádějící označení pro soustavu 3f synchronního (tj. s rotorem s perm. magnety) motoru a elektronického střídače který vyrábí z DC napájení 3f střídavinu, sestava byla původně obvykle napájena z bateriíí, proto to BLDC v označení pro odlišení od komutátorového ss i st motoru. Motor sám by běžel i na 3f trafo vhodného napětí z běžné sítě, samozřejmě bez možnosti regulace otáček. BLDC se často vyskytují v provedení s rotorem vně, to má výhodu mj. ve vyšším kroutícím momentu, za cenu horší možnosti chlazení vinutí statoru.
3) synchronní motor funguje jako generátor samostatně, bez nutnosti připojení k vnějšímu zdroji, (nemluvím o prvotním nabuzení) pak se mu říká alternátor. Pokud má na rotoru perm. magnety, je jeho napětí naprázdno téměř lineárně závislé na otáčkách, kmitočet samozřejmě také, nelze ho rozumě regulovat. Použití - "dynamo" na jízdním kole pro osvětlení(jednoduchost), alternátory na některých motocyklech (asi z důvodu ceny) Vinutou kotvu má běžný alternátor z auta, lze ho snadno regulovat, obvykle dnes vestavěným polovodičovým regulátorem. Alt. z auta je navržen na vysoké otáčky a nucené chlazení ventilátorem, má vestavěný 3f usměrňovač. Při odstranění usměrňovače , vhodném 3f napájení a ss buzení kotvy by se taky točil jako motor. Stejný princip mají i velké "turboalternátory " v elektrárnách, synchronní otáčky 3000 1/min, výkon třeba 500 MW.
4) asynchronní i ten úplně nejobyčejnější 3f motor s kotvou nakrátko může fungovat jako generátor, běžně se to taky používá (jednoduchost, cena), ale neumí vyrobit napětí sám o sobě, (nemá kde vzít mg pole ), musí být připojen k vnějšímu zdroji 3f proudu a musí být zdrojem mech. výkonu ( větrný, vodní, spalovací, parní motor nebo nějaký silný jedinec, nemusí být moc chytrý) roztočen na nadsynchronní (to je rozdíl mezi režimy motor-generátor) otáčky , třeba těch 3000 + dejme tomu 50 skluz, tedy 3050 ot/min. Se zvyšujícími se otáčkami - skluzem roste výkon dodávaný motorem - v tomto režimu generátorem až do určitého bodu. Samozřejmě se ale může točit jen těmito víceméně pevnými (synchronní + skluz) otáčkami, z čehož vyplývá spousta dalších souvislostí, hlavně požadavek na konst. otáčky zdroje výkonu. Úmyslně do toho nemotám účiník atd. Uffff

[pajda]

testone dost dobrý

Akorát ta definice BLDC je poněkud nešťastná i když fakticky je možno ji takto rovněž chápat.

Zkratka BrushLess DirectCurrent má popisovat odvěkou snahu získat DC motor s jeho skvělými možnostmi co se týče řízení (tj otáčky se řídí napětím a moment se řídí proudem) avšak bez mechanického komutátoru. A právě z principu funkce mechanického komutátoru (přepínače sledu fází) vychází i algoritmus řízení BLDC. Tzn. mechanicky nejednodušší řešení tohoto je 3f vinutí, které bude řízeno z můstku 6 spínačů (můstek i vinutí je principiálně totožný s AC motorem). Ten původní a zároveň nejjednodušší princip elektronické komutace funguje tak, že vždy jen dvě ze tří fází jsou napájeny obdélníkovým proudem (mg. obvod si z něho vytvoří lichoběžník) a takto se postupně , podle polohy rotoru, přepíná mezi 6stavy sepnutí, které se periodicky opakují. Čili je potřeba akorát vědět, ve který okamžik přepnout (komutovat) na další sled. To lze zjistit buď Hall senzory, nebo lze chytře využít té třetí fáze, co se vždy fláká, a měřením indukovaného "protinapětí" na ní, konkrétně jeho průchod nulou značí, že je třeba sepnout na další stav... V tomto případě pak nejsou potřeba Hall senzory pro ZV.

- čili mechanicky rozdíl mezi BLDC a AC synchronním motorem není skoro žádný (někdo tvrdí, že BLDC má jinak vytvořen mg. obvod).
- zásadní rozdíl mezi BLDC a AC synchronním motorem je v to, že u BLDC se "principiálně" řídí otáčky napětím, kdežto u AC frekvencí!!! (tady je třeba vysvětlit ono "principiálně", protože tím zvýšeným napětím vzrostou otáčky rotoru a tím pádem se zvýší i frekvence té elektronické komutace, avšak ta komutace jako taková je řízena algoritmem zpětnou vazbou od snímačů, nikoliv, že bychom ji chtěli řídit přímo).
- při aplikaci BLDC servodriveru se tak vůbec nestaráme o tu elektronickou komutaci (tu si řídí ten primitivní algoritmus přepínání fází sám), Tj. natavení vnitřních regulátorů je pak totožně jako u běžného kartáčového DC elektromotoru - pouze nastavujeme otáčkovou ZV (od snímače otáček) a momentovou ZV(měřením proudu), příp. polohovou ZV.
- zásadní nevýhoda BLDC, je právě v tom řízení obdélníkovým proudem. Jednak obdélník má k harmonickému průběhu dost daleko a ta jedna flákající se fáze rovnoměrnosti otáčení také moc nepřidá. Tzn. motor při tomto způsobu řízení vykazuje poměrně velké momentové vibrace a proto se ukázal nevhodný pro aplikaci u obráběcích strojů, jinde to nevadí.
- řešením byl pak pouze přechod na sinusové řízení, ovšem tady už je rozdíl oproti AC synchronnímu servu v podstatě nulový.

[QNX]

testone: krásně jsi to popsal. Jenom k asynchronnímu motoru v režimu generátoru doplním, že nutně nemusí být zapojen na 3f síť, aby mohl generovat proud. Může se použít zapojení s kondenzátory, které po roztočení nabije remanentní magnetismus rotoru a pak to funguje i v ostrovním režimu

[testone]

to pajda : díky za uznání a upřesnění

[testone]

teď mě napadlo že by se možná dal jako generátor pro větrný (vodní atd) motor nepřipojený k síti použít běžný asynchronní mot. nakrátko s tím že by se mu do jedné fáze pouštěl zvenku přes nějakou regulaci ss proud, tím by na zbývajících fázích vznikalo napětí. Tento princip se běžně používá pro brždění asynchronních motorů, mj. i v měničích kmitočtu.
Určitě by to nějak chodilo, jak to netuším, je to prostor pro experimenty. Byl by to generátor za pár šupů, asynchronních motorů nakrátko se všude válí hromady.