Электрогибрид

[verdana]

Вернее - уже взлетает, только полёт нестабильный, кидает его из стороны в сторону, вверх, вниз. Сейчас занимаюсь стабилизацией с помощью гироскопа, программу пишу по принципу нечёткой логики.

Двигателисты любят говорить:
-C хорошим двигателем, и ворота полетят.

Скромно умалчивая, что к хорошему двигателю,
нужна ещё и хорошая система управления.

Уже на МиГ-21, пришлось ставить креновый автопилот
(демпфер поперечной устойчивости)

А уж тот же В-2, держится в воздухе не на аэродинамике,
а исключительно на компьютерах.

[mike-y-k]

schotki Уважаемый genao не поленился расписать расчёты.
Вот только там меньше пиковая мощность получается.
Есть даже подопытный в загашнике , только нет желания и времени возится. Хотя и есть интерес проверить теорию на практике.

[schotki]

В свете того, что г-н Д. А. Дуюнов раскрыл свой секрет совмещённой обмотки типа «Славянка, мы составили отладочную блок-схему гибридного транспортного средства с таким двигателем, поскольку на малых оборотах такой двигатель создаёт 4-х кратный крутящий момент, по сравнению с обычным асинхронным двигателем.
Изначально предполагалось, что двигатель лучше мотать на нестандартное пониженное напряжение, для уменьшения количества банок аккумуляторов. Однако, ознакомившись с ассортиментом и ценами на низковольтные ПЧ мы пришли к выводу, что целесообразнее использовать промышленный ПЧ, рассчитанный на питание от 3-х фазной сети переменного тока 200...240V - для транспортных средств средней грузоподъёмности, и ~115V – для более лёгких применений.
Примером первого ПЧ может быть VARISPEED CIMR-F7Z-2018 – 18kW,
второго - VACON0010-1L-0005-1-MACHINERY ~115V 1.1kW.
Диодный мост на входе ПЧ исключается, напряжение питания с аккумуляторов подаётся непосредственно на конденсатор фильтра.
При использовании ПЧ с векторным управлением можно отказаться от коробки передач – КПП.
Аккумуляторы можно использовать разные, у каждого типа есть свои достоинства и недостатки. Свинцово - кислотные самые дешевые, но и самые тяжелые, зато не требуют балансировочных устройств на каждой банке. Однако, самый неприятный их недостаток – малое количество циклов заряда – разряда. Поэтому оставим их в прошлом.
Никель – металл — гидридные получше, однако в промышленных гибридах сейчас от них отказываются в пользу LiFePO4.
Это лучший вариант, цена за 1Ah около 70…80р, к сожалению, требуются балансировочные устройства на 3.65V. Однако их плюс в том, что в процессе цикла разряда напряжение на них остаётся более-менее стабильным в пределах 3.2V. Хотя, рабочим считается диапазон 2.8…3.65V.
LiIon и LiPo аккумуляторы имеют меньший вес при той же мощности, но цена у них более 100р. за 1ah. Требуются балансировочные устройства на каждой банке на 4.2V. Кроме того имеют меньшее число циклов заряда – разряда.
Таким образом, целесообразно использовать один из последних типов аккумуляторов: LiPo или LiFePO4, у последних цена получится ниже, вес немного больше, разброс напряжений немного ниже, больше циклов заряд — разряд.
Стоить заметить, что для гибрида особо большая ёмкость аккумуляторов не нужна. Основная их функция – буфер между генератором и ПЧ. При разгоне энергия берётся из АКБ, при ровной езде – от генератора, в это же время происходит подзарядка АКБ для следующих разгонов. Вторичная функция АКБ – забирать энергию в себя при торможении двигателем — рекуперация.
В качестве генератора можно использовать массу различных устройств. Это и стандартные генераторы, работающие на бензине, солярке или газу. Лучшие результаты должны дать линейные (вибрационные) генераторы, в которых отсутствует кривошипно-шатунный механизм, в результате чего, повышается их КПД. Можно использовать двигатель внешнего сгорания - Стирлинга, совмещённый с линейным генератором и топить гибрид дровами)))

Возьмём для примера гибридный автомобиль Toyota Prius NHW20.
В высоковольтной батарее ВВБ используются NiMH (никель-металл-гидридные) аккумуляторы (ячейки) ёмкостью 6500 mAh и номинальным напряжение 7.2v.
Каждая ячейка состоит из шести "банок" напряжением 1.2v объединенных в один общий корпус с двумя выводами по краям. В высоковольтной батарее таких ячеек 28 штук,
разбитых на 14 контролируемых компьютером пар.
Общее количество элементов питания 6 *28 =168шт. Среднее напряжение 1.2 *168 =201.6V. Общая мощность (6500mah/1000) *7.2V *28шт. =1310.4 W.

Делаем перерасчёт на LiPo и PiFePO4 батареи, с учётом того, что они будут питать промышленный ПЧ - VARISPEED F7.
Номинальное напряжение - 3 фазы, 200/220/230/240V + 10%, - 15%, 50/60 Гц
Следовательно, ПЧ сохраняет работоспособность при переменном напряжении на его входе от 170 до 264 вольт.
По постоянке - это 170 *sqrt(2) =240.4 минус падение на диодах моста 239V
264 *sqrt(2) =373.3 минус падение на диодах моста 372V
Для LiIon, выбираем 84 банки. Диапазон напряжений составит:
84 *2.85 =239…84 *3.7 =311…84 *4.2 =353V
Pэл =1300 /84 =15.5W; Iэл =1000 *15.5 /3.7 =4200mah.
Для LiFePO4 оптимально 97 банок. Диапазон напряжений составит:
97 *2.5 =242.5…97 *3.2 =310…97 *3.65 =354V
Pэл =1300 /97 =13.5Wh; Iэл =1000 *13.5 /3.2 =4200mah.
Стоимость 97-и ячеек LiFePO4 4500mah составит около 45500р. Стоимость балансировочных устройств к ним – 4500р. И того: 50000р. Масса 10…12kg.
Диоды для рекуперации не нужны, платы балансировочных устройств защитят аккумуляторы при торможении.

[schotki]

Теперь произведем расчёт, с использованием ПЧ на 115Vac, подходящий, скажем, для электромопеда.
VACON0010-1L-0005(4,3,2,1)-1-MACHINERY ~115V; 1.1 kW; 4.7 A
Input voltage Uin 115 V, -15%...+10% 1~ 97.75… 126.5V
По постоянке это: 138.24…178.9V, минус падение на мосте 137…177.5V
Для LiIon выбираем 44 банки. Диапазон напряжений составит:
44 *3.11 =137 …44 *3.7 =163…44 *4.2 =184.8V, вывод: забрать можно около 90...94% емкости.
Для LiFePO4 оптимально 48 банок. Диапазон напряжений составит:
48 *2.85 =136.8…48 *3.2 =153.6…48 *3.65 =175.2V, вывод: забрать можно около 98% емкости.

Возьму асинхронный двигатель на 180W (завалялся у меня такой), перемотаю его на 115Vac, "Славянку". 48 элементов LiFePO4 5.5ah обойдутся в 22.2т.р., плюс балансировочные платы 2.5т.р. масса АКБ получится 7.1кг. При потреблении 180W на таком АКБ ехать можно в течении 4.7часа. При 500W - 1.7часа.

[schotki]

Схема зарядного устройства.
Через него можно питать частотник со входным напряжением ~110V от сети ~220V.
Исходник для ATtiny13 во вложении.
Схема отключает участки синусоиды сетевого напряжения, превышающие 175.2V. Выходное напряжение в отсутствии выходного конденсатора по форме напоминает букву M.

[ForcePoint]

Схема зарядного устройства.

Есть реальный прибор или это концепт? Не поплохеет-ли ключу от конденсатора в коллекторе при включении на спаде синусоиды?

[schotki]

После добавления в программу плавного пуска и плавного изменения напряжения на выходе

unsigned char ts =1; // Время включения = время выключения
unsigned char tu =90; // требуемое время, вычисляемое из напряжения ADC
tu =T /2 -(unsigned int)ADCW /11;
if (ts ‹tu) ts++;
else if (ts ›tu) ts--;

транзистору не плохеет, на IRG4PC50U сварочные инверторы приходилось делать, IRG4PC50F на меньшую частоту рассчитан.
Пока девайс работает на активную нагрузку.
Частотник 3kW, ~110V скоро придёт из Китая, опробую и на нём.
Да, мост диодный мощнее поставлю, его тоже пока жду.
.

[mikl_89]

Думаю, что сначала нужно составить общую схему компоновки авто, посмотреть, как это делается у других. Почитать в каких условиях работают механизмы авто, как испытывают например электродвигатели для стеклоочистителей (при их ресурсе). Так же нужно учитывать температурный диапазон. После этого станет ясно достаточно ли перемотать двигатель и приладить к нему частотник, чтобы создать гибрид, который можно эксплуатировать.

[altinfo]

Два месяца год назад много ездил на автомобиле Kia Optima Hybrid, правда в качестве пассажира. Очень интересная гибридная машинка, а главное, меня удивил алгоритм её работы, который реально позволяет экономить горючее. Раньше я негативно относился к гибридам, но эта машинка изменила мое мнение и по итогам знакомства я написал статью, http://altinfoyg.ru/index.php/energe...tex/arsga.html , довольно большую, чтобы здесь её копировать. там основные технические характеристики, возможности, а главное интересный алгоритм с частыми пусками и остановками основного бензинового двигателя, управляемого специальным компьютером или процессором, как кому нравится. Ну и по итогам проект более нового перспективного гибридного автомобиля.

[индюк]

меня удивил алгоритм её работы, который реально позволяет экономить горючее

да ты чоо??? правадааа???
по твоему электронщики на сайте электроники не знают что гибрид сильно экономит бензин по городу??

рекуперация при торможении.
не?? не слышал?
работает еще с 30 годов того века в электровозах.