Gelijkstroomgenerator met variabele snelheid

Moderator: physicalattraction

Reageer
Berichten: 1

Gelijkstroomgenerator met variabele snelheid

hallo,
 
voor mijn eindwerk moet ik een VAWT bouwen, nu zou ik graag een dc generator willen gebruiken om stroom op te wekken zodat ik geen versnellingskast moet gebruiken. Het probleem is echter dat daardoor een continu een variabele draaisnelheid van de as is waardoor er een variabele spanning wordt opgewekt. Ik heb ook begrepen dat je een variabele spanning niet door een omvormer mag sturen en je zo ook geen batterij kan opladen. Heeft iemand een oplossing voor een elektrische/ elektronische schakeling om van een niet continu spanning een continu spanning te maken?
 
Groetjes
 

Gebruikersavatar
Berichten: 125

Re: Gelijkstroomgenerator met variabele snelheid

Iets met het regelen van de dutycycle van je ingangsspanning, waardoor uitgangsspanning continue is. Denk hierbij aan voorbeelden zoals de buck, boost en buck-boost converters

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 816

Re: Gelijkstroomgenerator met variabele snelheid

Er bestaan DC-DC convertors die een ingangsspanning tussen 9 en 36 V omvormen naar 15 V; net leuk om een 12V-accu op te laden (bv. TEP150-2413WI). Nu is het zo dat voor iedere windsnelheid er een optimaal toerental is voor die windmolen. Als je het goed wilt doen zou je dus tussen de uitgang van de convertor en de accu een regelaar moeten bouwen waarmee je de molen steeds op de gunstigste snelheid houdt. Omdat de spanningen op dit punt weinig verschillen zou je dat lineair (dus niet schakelend) kunnen doen. Maar beter zou zijn de convertor met de fijnregeling te besturen.
Nu zijn convertors voor een beetje vermogen niet goedkoop (€ 200,- of zo). Je zou ook simpelweg de generator via een flinke diode direct aan de accu kunnen schakelen. Zodra de molen voldoende snelheid heeft en de spanning hoger wordt dan de accuspanning gaat er stroom lopen. Dat gaat vrij snel, want onder dat toerental neemt de generator weinig koppel. Daarboven neemt de laadstroom snel toe en daarmee het koppel van de generator. De molen wordt hierdoor min of meer op deze snelheid vastgehouden. Dat geeft niet de hoogste opbrengst maar je hebt niet de verliezen van de (dure) convertor en de molen slaat ook niet op hol. Wel is dan iets nodig om de accu tegen overladen te beschermen.
dat wel natuurlijk

Berichten: 12.262

Re: Gelijkstroomgenerator met variabele snelheid

Als je alleen een accu wilt opladen is zo'n simpele oplossing zo gek nog niet. Wellicht is het verstandig niet voor een diode te gaan maar het met een paar mosfets oid op te lossen: als de accu vol is kun je het laden stoppen en de generator kortsluiten zodat de molen vrijwel tot stilstand komt (ik neem aan dat vrij laten draaien in veel wind het ding beschadigd).
 
Een constante spanning maken is overigens ook niet zo moeilijk, dat kan zoals gezegd met buck/boost/sepic regelaars afhankelijk van wat je wilt. Probleem is dat de belastbaarheid van die spanning niet constant is, die hangt nog steeds af van het vermogen dat uit de generator komt. Als je gaat leveren aan het electriciteitsnet heb je de mogelijkheid om meer of minder te leveren. Voor een grote windmolen is het dan wel rendabel om de optimale belasting uit te rekenen en het daarop in te stellen, vergelijkbaar met wisselrichters voor zonnepanelen maar complexer omdat je de windsnelheid ook mee moet nemen. 
Victory through technology

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 816

Re: Gelijkstroomgenerator met variabele snelheid

Ik zou de (schottky) diode niet door een fet vervangen; een diode garandeert dat de molen niet op hol staat. Maar een dikke fet die voor de diode, dus direct over de generator, de boel kortsluit wanneer de accu vol is, is inderdaad een goede oplossing.
dat wel natuurlijk

Berichten: 12.262

Re: Gelijkstroomgenerator met variabele snelheid

Wat zou het probleem met die FET dan zijn? Die worden wel vaker gebruikt in plaats van dergelijke diodes vanwege de lagere spanningsval, en zijn voor zover ik weet minstens zo betrouwbaar. 
 
Het is domweg een kwestie van aansturing: als de accu vol is schakel je de ene fet uit en de andere in. Die andere blijft ingeschakeld, en gezien het een FET is, is daarvoor nauwelijks stroom benodigd (de lekstroom in zelfs een steving model zal nog geen microampere zijn, dat trekt je accu niet leeg). 
Victory through technology

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 816

Re: Gelijkstroomgenerator met variabele snelheid

Benm schreef: Wat zou het probleem met die FET dan zijn? Die worden wel vaker gebruikt in plaats van dergelijke diodes vanwege de lagere spanningsval, en zijn voor zover ik weet minstens zo betrouwbaar. 
 
Het is domweg een kwestie van aansturing: als de accu vol is schakel je de ene fet uit en de andere in. Die andere blijft ingeschakeld, en gezien het een FET is, is daarvoor nauwelijks stroom benodigd (de lekstroom in zelfs een steving model zal nog geen microampere zijn, dat trekt je accu niet leeg). 
 
Er is geen probleem met een FET, maar als er een probleem met de sturing daarvan optreedt kan de molen op hol slaan. Aangezien de functie van de serie-fet precies hetzelfde als die van een diode is, wordt het met een diode inherent iets veiliger. Wat betreft het spanningsverlies heb je gelijk. Daarom stelde ik ook een dikke schottky diode voor; dan blijft dat beperkt. Maar met een FET kun je het spanningsverlies inderdaad lager krijgen. Kwestie van smaak dus.
dat wel natuurlijk

Berichten: 12.262

Re: Gelijkstroomgenerator met variabele snelheid

Het hangt ook een beeetje van de stroom af natuurlijk. Schottky diodes beginnen te geleiden bij een relatief lage spanning (0.1v oid), maar bij volledige belasting is de spanningsval toch al snel 0.6 volt (10A door een model dat 10A aankan). Voor 1 amp oid is het prima, voor 100 amp wordt het toch wel een forse constructie met een koelblok dat pakweg 50 watt staat af te voeren. 
Victory through technology

Reageer