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07/08/2012 #1


Elevador de tension DC DC
Buen dia gente. Necesito de su ayuda para construir un elevador de tension para una entrada de 60V y una salida de 535V 18A.
Mis niveles de electronicas son basicos, soy tecnico electromecanico.
Les doy un poco mas de detalles. Soy uno mas de los que investigan sobre autos electricos/hibridos. Quiero utilizar un variador de frecuencia Input 380V 14A para mover un motor asincrono trifasico.
Para alimentar este variador lo quiero realizar por medio del Bus de CC que si no me equivoco son 535V (1.41 x 380V) y 18A. Los 60V los voy a obtener de 10 baterias como estas:
http://www.autobat.com.ar/pdf/Ciclad...doProfundo.pdf
En teroria con la potencia de estas baterias me alcanza:

(√3 x 380V x 14.4A) < (60V x 220A)
(9467W) < (13200W)

El variador de frecuencia es un yaskawa serie J1000 de 5Kw.
Desde ya agradesco por su valioso tiempo cedido.
Saludos.
Damian A.-
07/08/2012 #2
Visitante


Busca en el Foro en conversores DC-DC.
Te voy informando que con el pack de baterias que mencionas tendrías una autonomía de aprox 30 minutos (vas a jalarle como 180A a las baterías) y la recarga rápida de las baterías no se recomienda que sea menor a 3 Horas estamos hablando de un cargador rápido de 72VDC/100A (7200W -3Horas), si las cargas con un cargador de carga normal estariamos hablando de 72Vdc/25A(1800W -10Horas).
Me parece que necesitas más voltaje en el banco de baterías , fijate que si le pones el doble de voltaje ,120VDC podrías cargarlas directo de tu red de 110Vac con un puente controlado por SCR y una resistencia limitadora, obvio, a una carga normal.
07/08/2012 #3
Moderador general

Avatar de Fogonazo

¿ Y no seria mas fácil empler un motor de bajo voltaje (60V) ?

Lo que estas pidiendo no es algo sencillo.
07/08/2012 #4


Muchas gracias por su pronta respuesta. Lo del tiempo de descarga lo tenia asumido, lo que no pense fue en la carga. El tema de un mayor voltaje necesito el doble de baterias por lo qur el pack se me va a 600kg de peso. Solo de baterias. Aca en argentina la tension de red es de 220V.
Mi idea es usar un motor y un variador de esas caracteristicas por que conosco su uso y manejo a la perfeccion y se me hace mas viable adquirirlo.
Mi proyecto en mente es un auto para 2 o 3 personas con uso urbano el cual sea electrico con una autonomia de unos 50 o 70 km y un generador diesel que cargara las baterias cuando estas esten por debajo del 60% de la carga. El generador es diesel por que mi idea es que utilice aceite comestible como combustible.
Entiendo el grado de complejidad del problema, x eso recurro de su ayuda.
Nuevamente agradesco de su ayuda.
Saludos.
Damian.-
07/08/2012 #5
Visitante


Fogonazo los Amp se elevan varias veces y me parece que te refieres a un motor DC o no te entendí.
Lo que no entendí es la parte de "soy yo" compara: 9467W< 13200W y luego dice que el variador yaskawa es de solo 5KW.
07/08/2012 #6


Es verda linda ensalada me mande. Los 9467W es la potencia que consume el variador de frecuencia, 5kw es la potencia nominal del motor. Y estas muy acertado con tu opinion, prefiero mayor voltaje y menor corriente.
07/08/2012 #7

Avatar de Scooter

La cuestión es que la eficiencia energética de los elevadores no es demasiado buena, y si vamos dando pasos generador - baterías -elevador - motor... vale que sea con aceite de freidora pero igual gastas el doble que acoplando el motor al eje...
Haz números antes de comprar cosas. Si no me equivoco el rendimiento del elevador puede ir por un 70% y súmale el peso que añades al vehículo lo que empeora el rendimiento.

Yo me pensaría el uso de un simple motor DC, vale que el colector es un engorro pero es fácil de usar y tienen una potencia y un par muy buenos.
Luego está el tema del frenado regenerativo, no se si el variador lo permite, y eso es uno de los puntos clave en un vehículo eléctrico.

Está bien basarse en lo que uno ya conoce, yo lo hago habitualmente, pero hay que sopesar si es conveniente. No vamos a hacer un coche de vapor a estas alturas porque yo ya conozco la tecnología.
07/08/2012 #8


Es verdad. En teoria en argentina hay una fabrica en salta que esta fabricando baterias de litio. Trate de contactarme con ellos para ver la posibilidad de construir una bateria de alto voltaje, pero no tuve suerte. Recien le envie un mail a un muchacho que constuye motores DC de 20HP max brushless para aeroplanos.
El variador de frecuencia ofrece la funcion de freno regenerativo, en realidad tiene unos resistores de frenado, de donde se podria aprovechar la energia.
Tal vez me equivoque pero yo veo mas ventajosa la corriente alterna, aunque lo imposible para la alterna es la acumulacion. Por lo cual la DC le gana en ese sentido.

Que piensan de cambiar el rotor de un motor de induccion por un rotor de imanes permanentes y bobinar el motor para una tension mas pequeña. Sera viable?
Damian.-




08/08/2012 #9

Avatar de Scooter

Pues no lo se, pero lo que si que intentaría es convertir la energía el menor número de veces; los conversores DC-DC, los inversores etc tienen pérdidas no despreciables, son caros , voluminosos, pesan, no les gustan las sobrecargas...
En la tecnología no hay verdades absolutas, a lo mejor es mas favorable tu planteamiento por el motivo que sea, es mi visión del tema.
Uses el tipo motor que uses debería de ir de la batería "directo" al motor.

Hasta donde se los motores de colector tienen mucho mas par, tienen una potencia mayor por unidad de peso y son relativamente sencillos de controlar.
A cambio es cierto que las escobillas y el colector se deterioran, hacen chispas, ozono, no le gusta el agua;
Una ventaja de un motor de inducción es que lo único que no tiene "sumergible" es la caja de conexiones, porque el resto en principio sería mojable y nunca se sabe por donde o en que condiciones ha de circular el coche.

Lo que tampoco se en mi ignorancia es por qué se sigue manteniendo el diferencial; yo pondría dos motores pequeños o quizás cuatro, uno a cada rueda. Es el "divide y vencerás". Siempre estará mejor tener un "modo avería" con la mitad de potencia etc para llegar al taller en caso de problemas.
En las ruedas delanteras sería un problema porque la dirección sería incontrolable ya que las dirección de ruedas no gira sobre su eje, al acelerar se cerraría la rueda y al frenar se abriría. Pero en las ruedas traseras no se por qué no se ponen dos motores.
08/08/2012 #10


Coincido plenamente con vos en el punto de reducir las veces que se transforma la corriente. Mi idea original era poner un convertidor inversor de 72Vcc a 3 x 380Vac pero despues de ver bien el funcionamiento del variador observe que es mejor saltear la etapa rectificadora inyecando directamente DC que es lo que tienen mis baterias.
Lo ideal seria conseguir una bateria de Li ion de 600V 20Ah que existen, pero es imposible alcanzarlas.
Lo de elevar la tension en DC lo plantie aca por que para mi es algo completamente ajeno. En AC se que es completamente sencillo con un trafo hasta lo puedo calcular yo.
Estube leyendo sobre fuentes boost pero no entiendo ni media.


En cuanto a lo del diferencial, lo que planteas es cierto. Pero yo pienso que si ya es complicado armar autos con 1 motor imagina si tenes que tambien hacer un controlador para 2 motores con funcion de diferencial. Por ahora me conformo hacerlo andar con un diferencial y sacrificar un par de HP.


Saludos.
Damian.-

---------- Actualizado después de 2 minutos ----------

Con algo asi, modificando los valores de sus componentes. Podre llegar a los 535V?

Duda sobre funcionamiento de elevador boost con 555
08/08/2012 #11

Avatar de Scooter

No es problema subir la tensión a lo que sea si es una señal pero para unos cuantos kW la cosa es delicada.
08/08/2012 #12


Lo entiendo. Voy a hacer la tarea. Voy a calcular hasta cuantos HP puedo bajar mi motor.
Saludos.
08/08/2012 #13

Avatar de Scooter

Por el mejor comportamiento de la curva de par suele ser suficiente un motor de bastante menor potencia que uno de combustión , yo pensaría como 2/3 o así para iguales prestaciones .
08/08/2012 #14

Avatar de fernandoae

que tal el loco... 10kw como para empezar jeje.
08/08/2012 #15
Moderador general

Avatar de Fogonazo

Fogonazo dijo: Ver Mensaje
¿ Y no seria mas fácil empler un motor de bajo voltaje (60V) ?

Lo que estas pidiendo no es algo sencillo.
Cuando escribí esto no estaba con mi computadora, así que fui un poco escueto.

Los motores que se emplean en estos casos son como el que describís, motores sincronicos de imanes permanentes (Brushless), buen rendimiento y fácilmente controlables, si calculas y armas del motor como para tus 60V consigues que la mayor energía de la baterías pase al motor y no se pierda por allí en conversiones de tensión.
09/08/2012 #16


Fogonazo dijo: Ver Mensaje
Cuando escribí esto no estaba con mi computadora, así que fui un poco escueto.

Los motores que se emplean en estos casos son como el que describís, motores sincronicos de imanes permanentes (Brushless), buen rendimiento y fácilmente controlables, si calculas y armas del motor como para tus 60V consigues que la mayor energía de la baterías pase al motor y no se pierda por allí en conversiones de tensión.
Voy a investigar un poco. El tema de los imanes es viable, ahora el control es mas sencillo? Si no tengo mal entendido estos motores son los mismo de los servos sincronicos y esos motores no son muy sencillos. Saludos.
09/08/2012 #17
Moderador general

Avatar de Fogonazo

soy yo dijo: Ver Mensaje
Voy a investigar un poco. El tema de los imanes es viable, ahora el control es mas sencillo? Si no tengo mal entendido estos motores son los mismo de los servos sincronicos y esos motores no son muy sencillos. Saludos.
El control es mediante un generador de señal trifásico (PWM) que si bien NO es NADA sencillo se encarga de resolverlo un solo IC aplicado con salida directo a los driver´s, así que de la parte complicada se encarga un IC
Luego debes dar forma al asunto de los driver´s de potencia, pero en 60V NO es de demasiado grave.
10/08/2012 #18

Avatar de Scooter

¿Y cual es ese IC?
10/08/2012 #19

Avatar de SSTC

Hola, yo le veo mejor si usas un motor directo a la batería y te ocupas en una caja de cambios y no tengas perdidas de energía en placas PWM a la misma vez ahorras dinero.

saludata
10/08/2012 #20


Gente aproveche de sus buenos consejo y deci evitar las perdidas por conversiones al minimo, asi que me puse a investigar otras tecnologias.
Contacte a un argentino que participo en Innovar 2011 y esta exponiendo en tecnopolis, construyo un motor brushless outrunner de alto rendimiento.

Esto datos me los paso por mail:

Tensión nominal: 96V
Rango de tensiones posibles: 48V – 108V
Velocidad giro nominal: 3000RPM
potencia nominal: 10kW (13HP)
potencia pico: 15kW (20HP)
torque nominal: 35Nm
torque de arranque: 50Nm
diámetro exterior: 170mm
largo: 100mm
peso: 8kg
temperatura máxima funcionamiento: 90º C

En cuanto a la corriente, para pleno torque tenes que contar con 160A.



Por ahora esta en la fase de construccion de modelos, para luego comercializarlos. Voy a seguirles los pasos y ver que pasa.
Me imagino que no debe ser barato, pero comenzare a ahorrar y estudiar control de motores brushless.
Saludos.
Damian.-
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