Автор Тема: Простой удвоитель напряжения  (Прочитано 972 раз)

Оффлайн digitalman

  • DiG_Man
  • Full
  • ****
  • Сообщений: 1365
  • Репутация: +0/-0
  • DigitalMan[hi is not Cristopher Lambert]
    • http://vkontakte.ru/digital_man
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Простой удвоитель напряжения
« : Январь 10, 2017, 19:42:26 »
Занялся я вот спаял УЧЕТВЕРИТЕЛЬ напряжения, почти доделал уже.
В Теме написал что "Удвоитель" поскольку этот термин гораздо проще.

В общем, дано: Переменный ток напряжением от 1 до 2 Вольт, частотой от 5 до 300 Гц, сила тока относительно небольшая, (переменка идет от электрогенератора который крутит Ветер от 2 до 20 м/сек Маломощный карусельный вертикального типа Ротор ну итд).

Нужно получить Примерно 10 -15 Вольт постоянного немного пульсирующего тока для зарядки Свинцового Классического Автомобильного Аккумулятора.

Как повысить напряжение? Методов масса. В давние времена в основном использовали Трансформаторы, я же остановился на простом симметричном удвоителе.

У меня 4 электролитических цилиндрических конденсатора на 16 Вольт, 10 000 микрофарад(10 миллифарад). Кроме того я спаял разомкнутый диодный мостик из подходящих по мощности диодов.

В общем постепенно схему довожу до ума осталось немного. Монтаж навесной, любительский "на коленках". Примотал Конденсаторы изолентой к деревянному бруску сечением сантиметр на четыре.

Залудил короткие проводки и припаял в соответствии с простой схемой. В общем добавлю клеммы, возможно реле для предохранения от перегрузок, подберу какой нибудь корпус и возможно эта схема будет работать у меня в качестве элементарного инвертора напряжения для условий Деревни как резервное питание светодиодного освещения итд.

Такие вот соображения. Будут комментарии от квалифицированных радиоэлектронщиков/электромонтажников?
Глобальный Информационный Сервис: Вся информация принадлежит нам...
[DigitalMan/CapRiuS:A1/Цифровой Человек]
(htap://crs)

Оффлайн john

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11588
  • Репутация: +23/-16
    • http://jowel.ru
    • E-mail
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #1 : Январь 10, 2017, 21:27:02 »
Переменный ток напряжением от 1 до 2 Вольт, частотой от 5 до 300 Гц,

Маловато.

сила тока относительно небольшая, (переменка идет от электрогенератора который крутит Ветер от 2 до 20 м/сек Маломощный карусельный вертикального типа Ротор ну итд).

Какая? Это важно, так как от силы тока и частоты зависит какую емкость должны иметь конденсаторы.

Нужно получить Примерно 10 -15 Вольт постоянного немного пульсирующего тока для зарядки Свинцового Классического Автомобильного Аккумулятора.

Для этого типа аккумуляторов важен ток заряда, нужно обеспечить примерно 1/10 от емкости (а для автомобильного это порядка 5-7 А, в зависимости от типа АКБ). В принципе можно нормально зарядить и меньшим током, но если ток будет очень маленьким (а что-то мне подсказывает что в твоем случае так и будет), то возможно ты вообще никогда его не зарядишь.

У меня 4 электролитических цилиндрических конденсатора на 16 Вольт, 10 000 микрофарад(10 миллифарад).

Нет, так не пойдет. Во-первых, пиковые напряжения с генератора у тебя запросто могут быть в десятки, а то и сотни вольт. Во-вторых, при частоте в десятки и сотни Герц - емкость для умножителя слишком большая. Смотри что происходит в этой схеме,во время одного полупериода - конденсатор заряжается, во-время второго - разряжается заряжая следующий за ним конденсатор и т.д. При емкости в 10000 мкФ - время заряда слишком большое, а у тебя всего от 1/600 до 1/10 секунды (полупериод). Следующий момент - слишком малое входное напряжение, не забывай, что на каждом диоде ты еще и терять будешь порядка 0,6 В, так что даже при удачно подобранных конденсаторах вряд ли получится умножение - диоды все съедят.

Единственный выход при таком малом токе - использовать трансформатор, но опять же, если слишком маленький ток - то даже не заморачивайся, с недостаточным зарядным током акум не зарядить. 

Оффлайн digitalman

  • DiG_Man
  • Full
  • ****
  • Сообщений: 1365
  • Репутация: +0/-0
  • DigitalMan[hi is not Cristopher Lambert]
    • http://vkontakte.ru/digital_man
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #2 : Январь 10, 2017, 22:11:34 »
Что касается значений тока - я уже проводил натурные испытания. Сейчас собираю третий прототип ВетроЭлектроГенератораСистемыФёдорова. Два прототипа уже сделал. Первый получился неудачным, второй гораздо удачнее - шестигранная рама, со статором и ротором. Ротор вращается что характерно даже от слабого ветра. Ветрогенератор я поставил на крышу избы. В общем дает достаточно тока для питания в сумме трех метров светодиодной ленты на 12 Вольт (при 20 Вольтах лента эта может сгореть но пока подобного ветра вроде бы не было. Инерционность ротора хорошая получилась, у него 8 лопаток из жести, размеры примерно как у обычного ведра. Ротор соответственно вращает фанерный диск в котором вставлены неодимовые магниты. Магниты мощные - создают ЭДС в двух петлях размагничивания от старых сломанных телевизоров. В общем эта конструкция у меня реально работает и дает мерцающий светодиодный свет при напряжении немного выше 7 Вольт.

Далее... Новая конструкция будет иной но примерное напряжение тока на входе данного "удвоителя" будет составлять от Вольта до 5 (это результаты опытного эксперимента) Соответственно частота будет гулять грубо говоря от 5 Гц до 300 Гц, Передаваемая мощность на мой субъективный взгляд по разным расчетам получается от 1Ватта до 50Ватт. Поскольку мощность это грубо говоря Напряжение умноженное на Ток, то Ток это Мощность разделенная на Напряжение. Берем средние значения (I=P/U), Ток равен 25 Ватт / 3 Вольта, получаем 8 целых и 3 в периоде после запятой Ампер. Соответственно получаем на входе данного устройства пульсирующее переменное напряжение в среднем около 3 Вольт, ток около 8 Ампер. Переменный ток синусообразный но совсем не идеальный. Просто периодический достаточно мощный сигнал который уже можно рассматривать как силовой ток.

Вот примерно так.
Глобальный Информационный Сервис: Вся информация принадлежит нам...
[DigitalMan/CapRiuS:A1/Цифровой Человек]
(htap://crs)

Оффлайн john

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11588
  • Репутация: +23/-16
    • http://jowel.ru
    • E-mail
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #3 : Январь 11, 2017, 20:46:04 »
примерное напряжение тока на входе данного "удвоителя" будет составлять от Вольта до 5

Володя, удвоитель не будет работать от 1 вольта.

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8450
  • Репутация: +19/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #4 : Январь 11, 2017, 22:19:19 »
Ротор соответственно вращает фанерный диск в котором вставлены неодимовые магниты. Магниты мощные - создают ЭДС в двух петлях размагничивания от старых сломанных телевизоров.

Переменный ток синусообразный но совсем не идеальный. Просто периодический достаточно мощный сигнал который уже можно рассматривать как силовой ток.

Во-первых, конструкция генератора с магнитами на фанерке имеет крайне низкий КПД. Во-вторых, катушки, в которых наводится ЭДС - без сердечника, что также не способствует высокому КПД. В третьих, умножитель напряжения на диодах и конденсаторах при низком входном напряжении также имеет весьма малый КПД, поэтому в этом случае лучше использовать повышающий трансформатор, который имеет КПД 75-95%, а затем выпрямитель.

Что касается собственно конструкции генератора, то для повышения его КПД необходимо иметь минимальные воздушные зазоры во всей магнитной цепи - магниты, катушки и т.д. И вообще, лучше использовать готовый генератор, например от автомобиля, хоть на постоянном токе, хоть на переменном. Кстати, современные генераторы в автомобилях на самом деле переменного тока с встроенным выпрямительным мостом. Мощность такого генератора порядка 1 кВт, но это вовсе не значит, что его нужно использовать на полную мощность. Ведь для этого нужен довольно большой ветряк - порядка 1,5 - 2 метра.

Вот устройство генератора переменного тока с когтеобразным ротором:



А это он же в сборе:



Удачи!  :)

Оффлайн john

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11588
  • Репутация: +23/-16
    • http://jowel.ru
    • E-mail
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #5 : Январь 12, 2017, 00:08:44 »
лучше использовать готовый генератор, например от автомобиля

Нет, не лучше. Во-первых, он многооборотистый, а значит нужен будет редуктор а это усложняет конструкцию. Во-вторых, там низкое напряжение на выходе и как следствие - потери в кабеле и необходимость держать высокие обороты. Наиболее удачным (из самодельных) - действительно является конструкция на неодимовых магнитах - получаем тихоходный трехфазный генератор, самое то получается. Но конечно магниты крепить не на фанерку, а на магнитомягкий материал, на железный диск, например - (действие магнитов будет сильнее). Читал пор конструкции на ступице от авто, там заодно и диск тормозной уже есть, хотя такие тормоза не самое лучшее решение, лучше думаю попробовать "балеринку" с грузом и пружинами. Катушки тоже желательно просчитать, ну или подобрать, важно получить на выходе порядка 20-30 В переменки при примерно 100 оборотах/минуту. Да, катушки - без сердечника (!), это конечно ниже КПД, но такой генератор легче крутить. Такой движок без редуктора нормально работает как на "лопастнике", так и на "паруснике", на различных хитрых конструкциях тоже неплохо. Я бы использовал парусник - конструкция проще и конструкцию тормозов можно механическую прикрутить, на случай сильного ветра. Естественно с генератора через диодный мост (в трехфазке это на шести диодах, схема Ларионова) на стабилизатор тока заряда АКБ. Ну также можно посмотреть, сейчас куча схем, позволяющих максимально сократить потери, типа импульсных выпрямителей-стабилизаторов и т.д. Ну и электронику с АКБ лучше сразу выбирать так, чтобы потом можно было масштабировать систему, подключив туда и другие преобразователи, например солнечные батареи.

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 8450
  • Репутация: +19/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #6 : Январь 12, 2017, 10:48:15 »
лучше использовать готовый генератор, например от автомобиля

Нет, не лучше. Во-первых, он многооборотистый, а значит нужен будет редуктор а это усложняет конструкцию.

Да, это верно. К тому же, КПД повышающих редукторов также не очень высок.

Во-вторых, там низкое напряжение на выходе и как следствие - потери в кабеле и необходимость держать высокие обороты.

Ну, это от тока возбуждения зависит! Можно и при достаточно малых оборотах получить приличное напряжение.

Наиболее удачным (из самодельных) - действительно является конструкция на неодимовых магнитах - получаем тихоходный трехфазный генератор, самое то получается. Но конечно магниты крепить не на фанерку, а на магнитомягкий материал, на железный диск, например - (действие магнитов будет сильнее).

Именно так!

Читал пор конструкции на ступице от авто

Наверное что-то типа этого:




Да, катушки - без сердечника (!), это конечно ниже КПД, но такой генератор легче крутить.

Это как? Ведь тормозной момент генератора определяется вообще говоря его мощностью! Или имеется ввиду так называемое "залипание" ротора? Т.е. если полюсов достаточно мало, то стронуть такой генератор естественно будет труднее, но средний тормозной момент, повторюсь, определяется только мощностью!
Вот, кстати, пример генератора без сердечника, т.е. тоже с не очень высоким КПД:



А вот "правильный" генератор:



И вообще, в инете довольно много такого рода самоделок, как на уровне макетов с никаким КПД, так и вполне приличных, которые работают весьма неплохо.

Естественно с генератора через диодный мост (в трехфазке это на шести диодах, схема Ларионова) на стабилизатор тока заряда АКБ.

Если генератор низковольтный, то я бы, с целью увеличения КПД, использовал бы синхронный выпрямитель на MOSFET'ах.

Ну также можно посмотреть, сейчас куча схем, позволяющих максимально сократить потери, типа импульсных выпрямителей-стабилизаторов и т.д. Ну и электронику с АКБ лучше сразу выбирать так, чтобы потом можно было масштабировать систему, подключив туда и другие преобразователи, например солнечные батареи.

Это да. Тем более, современная элементная база позволяет строить такие системы с весьма высоким КПД - 80-95%.

Оффлайн digitalman

  • DiG_Man
  • Full
  • ****
  • Сообщений: 1365
  • Репутация: +0/-0
  • DigitalMan[hi is not Cristopher Lambert]
    • http://vkontakte.ru/digital_man
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #7 : Январь 24, 2017, 15:26:42 »
Сегодня опять буду заниматься удвоителем(Учетверителем) напряжения. Доработаю схему, ещё чего нибудь к ней припаяю.

Кроме того попробую дать словесное описание самодельного электрогенератора. Один у меня реально используется (в ветряке о чём уже писал), второй собираю постепенно в виде (третьего уже) прототипа.

Итак, вкратце, устройство самодельного электрогенератора (N3) который я неспешно собираю, и этой весной планирую устроить "полевые" испытания.

Генератор будет состоять из Статора в виде двух фанерных (фанера толщиной 10 мм) шестигранников скрепленных между собой тремя болтами М8.

Оба шестигранника расчерчены на основе шести равнобедренных треугольников со сторонами в 13 см.
В их центре, естественно, отверстие для оси. Ось выполнена из штанги (купленной в OBI) с резьбой, диаметром 10мм. Имеются также два щарикоподшипника соответствующего диаметра.

Ротор выполняется из фанерного же диска диаметром 18-20 см (его ещё нужно сделать, надо раздобыть магниты в 15 мм диаметром толщиной в 10 мм, поскольку имеющийся ротор(шестерня) с 12 магнитами в 6 мм диаметром меня не устраивает.)

Неодимовые магниты в фанере располагаются на равноудаленном расстоянии друг от друга, так же как на классическом циферблате часов. 12 магнитов, каждый в 6см от центра. В фанере сверлятся подходящие отверстия, туда вставляются магниты и дополнительно это всё промазывается клеем (для клея возможна масса вариантов, Момент или Суперклей годится.) Все магниты на роторе чередуют свою полярность - Север/Юг. Проверить полярность магнита можно другим магнитом или любым компасом.

Дальше пожалуй устройство генератора писать сегодня не буду. Только напомню что ток однофазный и снимается с петли размагничивания (ну или самодельной катушки) уложенной соответствующим образом (зигзагообразно). Петля размагничивания крепится к фанере при помощи пластиковых хомутиков через насверленные отверстия. Расстояния между магнитами и катушкой вследствие малой точности допусков довольно большое 5-10 мм. Если это расстояние сократить, напряжение генератора повышается но ротор может заклинить.
Глобальный Информационный Сервис: Вся информация принадлежит нам...
[DigitalMan/CapRiuS:A1/Цифровой Человек]
(htap://crs)

Оффлайн digitalman

  • DiG_Man
  • Full
  • ****
  • Сообщений: 1365
  • Репутация: +0/-0
  • DigitalMan[hi is not Cristopher Lambert]
    • http://vkontakte.ru/digital_man
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #8 : Февраль 07, 2017, 20:07:43 »
Провел (вот только что) натурные испытания удвоителя(учетверителя) напряжения. В принципе результатами доволен. на вход подавал примерно 1 вольт переменки (от старого БП для калькулятора от розетки), на выходе при измерении напряжении оказалось около 6.5 Вольт постоянки. Напряжение относительно стабильное. Крутятся куллеры от компьютера, можно зажигать лампочку, или моторчик запускать. Схема вполне рабочая. Планирую дополнительно поставить реле для защиты от перегрузок (чтобы оно выполняло роль предохранителя). Весной увезу в деревню и испытаю уже вместе с ВетроЭлектроГенератором.
Глобальный Информационный Сервис: Вся информация принадлежит нам...
[DigitalMan/CapRiuS:A1/Цифровой Человек]
(htap://crs)

 

Последние сообщения на форуме:

[Технические вопросы по работе форумов] Что-то новенькое от Новичёк Июль 22, 2017, 22:25:48
[Политика] Re: Свобода в Интернете заканчивается от Новичёк Июль 22, 2017, 21:46:29
[Политика] Re: Свобода в Интернете заканчивается от Новичёк Июль 22, 2017, 21:43:49
[Источники питания] Re: Нужна помощ в ремонте адаптера от ноутбука от Новичёк Июль 21, 2017, 23:34:05
[Источники питания] Re: Нужна помощ в ремонте адаптера от ноутбука от othon Июль 21, 2017, 22:23:33
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Июль 21, 2017, 21:38:42
[Религия] Re: Религия - опиум для народа от Новичёк Июль 21, 2017, 21:30:53
[Беседка] Re: Шутка юмора :) от Beast2040 Июль 21, 2017, 13:46:42
[Политика] Re: Информационная безопасность от Новичёк Июль 21, 2017, 12:27:22
[Политика] Re: Свобода в Интернете заканчивается от Новичёк Июль 21, 2017, 02:23:18
[Источники питания] Re: Нужна помощ в ремонте адаптера от ноутбука от Новичёк Июль 20, 2017, 20:55:22
[Источники питания] Re: Нужна помощ в ремонте адаптера от ноутбука от othon Июль 20, 2017, 20:32:18
[Источники питания] Re: Нужна помощ в ремонте адаптера от ноутбука от Новичёк Июль 20, 2017, 18:29:19
[Источники питания] Re: Нужна помощ в ремонте адаптера от ноутбука от othon Июль 20, 2017, 17:47:58
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Июль 20, 2017, 17:43:22
[Источники питания] Re: Нужна помощ в ремонте адаптера от ноутбука от Новичёк Июль 20, 2017, 17:30:46
[Наука] Re: Новости науки и технологии от john Июль 20, 2017, 17:28:39
[Источники питания] Re: Нужна помощ в ремонте адаптера от ноутбука от othon Июль 20, 2017, 15:36:10
[Источники питания] Re: Нужна помощ в ремонте адаптера от ноутбука от Новичёк Июль 20, 2017, 15:05:25
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Июль 20, 2017, 14:49:04
 Rambler's Top100