Шунтирующий регулятор напряжения

[Voldemar0]

Привет!

Вот че-то подумалось: в форумах часто пишут, что шунтирующий регулятор замыкает генератор в отстутствие нагрузки. Т.е. генератор всегда потребляет механическую энергию от двигателя, но если лампочки выключены, то эта энергия улетает в тепло (нагрев катушек генератора). И в связи с этим находятся люди на форумах, которые заменяют шунтирующий регулятор всякими линейными или импульсными схемами. А как вы считаете - это  рассуждение о постоянных потерях верно ? Или шунтирующий регулятор, фактически, является разновидностью импульсного стабилизатора, просто у него в качестве накопительного дросселя используется сама обмотка генератора ?

[omich]

Закон сохранения энергии ни кто не отменял. Двигатель, не помню, но эквивалентен что-то типа 1 кВт, генератор вырабатывает 65 Вт, т.е. при коротком замыкании обмоток приблизительно 6,5% безвозвратно теряется. Именно поэтому на спортивных моторах отказываются от света вообще, а подчас даже на гонки ставят аккумулятор даже и для зажигания, чтобы только не использовать генератор и не терять лишнюю мощность. Много это или мало, считайте сами, но влияние однозначно есть.
Схемы на ШИМ регуляторах напряжения несомненно повышают коэффициент полезного использования энергии(КПД), но сделать такой регулятор под силу далеко не каждому, т.к. стандартных решений нет, а самодельные тоже упираются в слишком большой диапазон изменения входного напряжения.
Если есть желание сделать такой регулятор, то можно глянуть на мой драйвер питания светодиода - там я как раз решил все эти проблемы, а именно большой диапазон питающего напряжения и большой выходной ток нагрузки.

[Voldemar0]

Но если мы предположим, что генератор с шунтирующим регулятором потребляет все те же 65 ватт от двигателя, то куда-то они
должны деваться, если нет внешней нагрузки ? По закону сохранения энергии. Если они переводятся в тепло обмотками,
обмотки должны очень заметно разогреваться. Вентилятора там нет. Таким образом, если поставить эксперимент:
погонять двигатель минут 5 и замерить после этого температуру обмоток - я так думаю, градусов 50-70 должно получится ? Вес статора
вряд ли больше полкилограмма, прогреть его до такой температуры - нужно как раз полсотни ватт.

[omich]

Так наверняка оно и греется, только из-за нагрева самого мотора не так заметно, да и это же тепло отдается основанию, на котором катушки крепятся. Я так думаю, что стоит поверить, что торможение есть, причем с учетом КПД преобразования там даже не 6,5%, а может даже и 8...10% теряться. На старом сайте Дырчик как-то затрагивали подобную тему и кто-то там объяснял, что с генератором 70 км/ч не развить, а без генератора можно. Спортсмены тоже не просто так убирают генератор, а в авиации у моделей вообще генератор как класс отсутствует и зажигание работает только на батарейках, иначе ни каких результатов не добиться.

[Kamikadze]

Добиться или нет-зависит от мощности двигателя в первую очередь и самого генератора во вторую.
 "Батарейки" смотря какие тоже сильно разные бывают
как сними полезно  вам будет постоять и "помечтать" о генераторе где-нибудь подальше от дома..

и зажигания электронные от авто(если взять систему зажигания от зил 131 так там "добра" килограммов на 7 наберется при том что жрет она пяток ампер хоть и древнее.. но и современные на аппетит не жалуются )

легкие пути ищет только тот, кто ничего делать не хочет.
 Не хочешь терять мощность-отключи генератор и не создавай глупых тем.

[Alexius]

Предлагаю сделать некое устройство позволяющее заряжать (до определенного напряжения АКБ,) затем все от него работает - экономим эенергию , после разрядки до определенного напряжения - снова подключаем ген. Таким образом можно при прочих одинаковых условиях сравнить : есть экономия или нет.

[Voldemar0]

Понятно, что если генератор совсем снять, двигателю в любом случае чуть полегче будет.
Но я не за спортивные достижения переживаю, да и переделывать ничего пока не хочу,
меня больше теоретическая основа интересует.

Вот представьте себе воздушный компрессор, к примеру. Поршень бегает туда-сюда, в одном направлении засасывает воздух из
атмосферы, в другом - с силой выдавливает.

1) Если выходную дырку открыть совсем - нагрузка на двигатель будет небольшой:
только трение поршня о цилиндр и воздуха о стенки цилиндра/шланга.

2) Если нагрузить компрессор чем нибудь, например в баллон качать - нагрузка возрастёт в фазе выдавливания воздуха из цилиндра.

3) Но если заткнуть выходную дырку совсем, то получится так: при сжатии работа совершается, поршень сжимает воздух, но во время
обратного хода сжатый воздух, обратно, с силой, почти такой же как при сжатии, выдавливает поршень, т.е. фактически, разгоняет маховик.
Таким образом энергия, передаваемая от двигателя за один оборот будет меньше, чем в случае 2, хотя и больше чем в случае 1 (за счёт возросших механических потерь на подшипниках, а так же засчёт утечки некоторой энергии в виде тепла, образующегося при сжатии воздуха).
Т.е. нагрузка получается уже не активная, а реактивная - энергия вроде бы забирается, но в значительной степени и возвращется в пределах одного рабочего цикла.

Не получается ли тоже самое в генераторе с шунтирующим регулятором ? Т.е. энергия механическая затрачивается при приближении полюса к сердечнику, но так как обмотка зашунтирована, то магнитная энергия накапливается в сердечнике и при удалении полюса отталкивает его от сердечника, возвращая механическую энергию на коленвал. Понятно, что потери будут, хотя бы на тиристоре регулятора, но вот сопоставимы ли они с максимальной мощностью генератора или хотя бы на порядок меньше?

Наверное, проверить можно так: засечь температуру обмоток под нагрузкой лампочками
и без нагрузки, но с подключенным регулятором. А заодно и отключив регулятор и нагрузки полностью. Попробую через пару недель, как время будет.

[omich]

Температуру не мерил, но на стенде при замыкании обмотки подковы Д6 двигатель точила 150 Вт заметно притормаживает. Не думаю, что на моторе оно как-то работает иначе в случае параллельного стабилизатора. Самый хороший результат для такого стабилизатора, когда нагрузка подобрана так, чтобы он почти не замыкал обмотки.

ЗЫ. С компрессором сравнение тут не совсем катит, скорее лучше сравнить со сварочным трансформатором, когда во время сварки проседает напряжение в сети.