Электродвигатель из автомобильного генератора

[val_001]

После начала строительства дачи в условиях отсутствия возможности подведения электроэнергии в централизованном порядке оказалось, что в целом ряде случаев мне требуется электропривод небольшой, до 1 КВт, мощности.

Плюс в дальнейшем все основные потребители на даче будут 12-Вольтовые (или 24 Вольта, пока не решил). Ветрогенератор, солнечные элементы – все это рассчитано на работу на промежуточный накопитель в виде аккумуляторов.

Посмотрев на цену сменного аккумулятора выбросил начинку и подключил провод от накопителя в виде автомобильных аккумуляторов прямо к шуруповерту. Очень удобно. Провод, конечно мешает, но все с лихвой окупается уменьшением веса шуруповерта без «потрохов» штатного аккумулятора.

Еще во времена отсутствия доступных бензогенераторов и сварочных аппаров на основе преобразователей сделал сварочный аппарат на основе трех аккумуляторов и простейшей схемы ограничителя сварочного тока. До сих пор (20 лет) пользуюсь этим аппаратом, особенно в случаях, когда нет возможности доставить сварочный генератор на объект.

С удовольствие вместо вала отбора мощности в целом ряде случаев пользовался бы маломощным электроприводом (например, для компактной установки ударно-канатного бурения).

После долгих раздумий решил попробовать переделать автомобильный генератор в электродвигатель.
Почему именно автомобильный генератор? Они распространены, бывают достаточно мощными, рассчитаны на постоянную работу с максимальной нагрузкой и служат практически весь срок работы двигателя в очень тяжелых условиях.
Большую роль играет относительно низкая цена, ремонтопригодность. В простейшем варианте генератор имеет удобный шкив под ремень клинообразного профиля, удобное крепление для натяжения ремня. Мощность нескольких генераторов (или двигателей) такой механической конструкции легко объединять на одном общем приводном валу.

В интернете очень мало информации по переделке автомобильных генераторов в электродвигатели. По большей части все опасаются малого КПД двигателя исходя из конструктива генератора. С другой стороны получается, что у самых распространенных генераторов отечественного автопрома статор собран по обычной трехфазной схеме, что, видимо, позволит управлять им как обычным трехфазным двигателем.
Понятно, что потребуется создавать подмагничивание, но, быть может, это даст дополнительные возможности для управления характеристиками двигателя.
Трехфазные обмотки генератора по идее должны позволить создать довольно простую и, что очень важно, относительно недорогую схему питания и управления таким двигателем. На первый взгляд, вполне достаточно сделать схему ШИМ в трехфазном исполнении с питанием сразу от аккумулятора без преобразования уровней напряжения. Относительно небольшая выходная мощность позволит воспользоваться достаточно дешевыми силовыми элементами. В целом, мне кажется, создать такой двигатель с самодельным управлением будет несопоставимо дешевле, чем приобрести преобразователь 12-220 Вольт, частотный преобразователь и асинхронный двигатель мощность 1 КВт.

Если у кого есть информация о переделке автомобильного генератора в электродвигатель или принципиальные возражения относительно такой реализации, то прошу поделиться информацией и мыслями.

[carabas]

Плюс в дальнейшем все основные потребители на даче будут 12-Вольтовые (или 24 Вольта, пока не решил). Ветрогенератор, солнечные элементы – все это рассчитано на работу на промежуточный накопитель в виде аккумуляторов.

В таких "спартанских" условиях важен каждый Ватт энергии. Зачем применять потребитель с таким низким КПД, только из-за его сомнительной надёжности ? Лучше купить нормальный 12 Вольтовый двигатель... (ИМХО)

[3d cube]

Сейчас популярны двигатели с якорем из постоянных магнитов и трехфазным статором. Если принять, что ротор генератора является аналогом постоянного магнита, задача решима. Однако поле ротора должно соответствовать положению статора. Датчик положения ротора обязателен. Тоесть абсолютный энкодер. И соответствующая вычислительная часть. Микроконтроллер например. Я видел внутренности подобных частотников. Не силовая, управляющая часть
Так что

Лучше купить нормальный 12 Вольтовый двигатель...

[akegor]

Датчик положения ротора обязателен.

Нет. Используется сигнал с силовых обмоток. Поищите BLDC sensorless driver.

[VladimirIvan]

Типовой автомобильный генератор прекрасно работает на частотах от 100Гц до 300Гц. На 400Гц греется из за плохого материала статора. Только КПД более 25 процентов получить не выйдет. Использовали в качестве приводов вентиляторов, питали от 200Гц преобразователя.

[val_001]

Типовой автомобильный генератор прекрасно работает на частотах от 100Гц до 300Гц.

Если взять обычный "жигулевский" генератор, то он начинает "работать" приблизительно от 1000 об/мин и выходит на номинальную мощность при числе оборотов чуть менее 3000 об/мин, что соответствует 50 Гц.
Следовательно, частотный диапазон такого двигателя 20 - 300 Гц, что настраивает на очень оптимистичный лад. Жаль, что КПД такой маленький. Попробую почитать учебники на эту тему, вдруг удастся побороться за КПД.
Спасибо всем, кто откликнулся в теме!
Буду "рыть" тему дальше.

[VladimirIvan]

КПД можно повысить заменив материал статора.

[Easyrider83]

Надо брать стартер или моторчик дворников.

[akegor]

Жаль, что КПД такой маленький.

Почитайте BLDC. По сравнению с обычными КПД раза в два выше (ладно, в полтора). Не все так плохо. Но генератор сам по себе в качестве двигателя неоптимален. КПД высокий от него не требуется, потому на потери при проектировании положили и слепили, по-честному, дерьмо.
И еще.
Если взять генератор постоянного тока 12 В, то для использования его в качестве двигателя, питать надо 24-мя вольтами.

КПД можно повысить заменив материал статора.

Так там и у ротора потери на вихревые токи приличные.

[Easyrider83]

У меня был проект превращения генератора мопеда в стартер. Там сначала STEP-UP до 30 вольт и затем MOSFET мостом по табличным значениям разгон, контроль скорости по датчику холла в зажигании.