Clasificación de salida del alternador

Descripción general:

Actualmente estoy trabajando en un proyecto que requiere un alternador de 24v, que funciona con un motor de cortacésped.

Este motor en particular funciona alrededor de las 3000 RPM y no supera las 3200 RPM (según algunas pruebas rápidas con un tacómetro económico).

La razón principal de esta pregunta es que estoy tratando de comprender la relación de potencia de salida entre el alternador y el motor.

Ejemplo:

Investigué un poco y vi que los alternadores, que cumplen con la norma ISO 8854 , están clasificados como IL/IRA VTV. Donde ILes la salida de amperaje inactiva, IRes la salida de amperaje nominal y VTes el voltaje de prueba.

Sin embargo, cuando miro los alternadores en línea, estas métricas a menudo se omiten, lo que me lleva a creer que puedo estar interpretando incorrectamente su significado.

Por ejemplo, y como referencia a las preguntas a continuación, tome este Delco 10SI (1102916) , que está clasificado para 40 A a 6000 RPM.

Preguntas:

Si sabe que el motor funciona a 3000 RPM, con un máximo de 3200 RPM; ¿Engrana la polea de su alternador de tal manera que asigna las RPM del motor en funcionamiento (3000) a las RPM nominales del alternador (6000) para proporcionar los 40A con regularidad? O, ¿empujar 40A continuamente quemará el alternador? En otras palabras, si las medidas proporcionadas para el alternador se basan en 6K RPM, ¿es ese el pico (las RPM más altas que debería ver el alternador)? o promedio (RPM de funcionamiento promedio)?

Si son las RPM máximas, ¿puede extrapolar linealmente y decir a 3000 RPM que el alternador proporcionará la mitad de la corriente (20 A)?

Fondo:

Desde el punto de vista de la aplicación, el alternador de 24v se usará para cargar 2 12v 55Ah (conectados en serie a 24v). El tiempo de funcionamiento esperado del motor es de alrededor de 1 hora. El objetivo es cargar las baterías, mientras el motor del cortacésped está en marcha, durante esa hora.

Un generador síncrono trifásico normal con regulación de devanado de campo no es tan sensible a la velocidad. No tengo cifras exactas, pero puede acercarse a la corriente nominal completa en un rango de RPM bastante amplio.

Respuestas (2)

El propósito de un alternador de vehículos es alimentar varias cargas eléctricas así como cargar la batería del vehículo.

La corriente más alta se extraería de la batería durante el arranque, y el alternador lo compensaría después de arrancar el motor. Asimismo, tras la descarga con el motor parado.

Dado que la batería se descargaría y cargaría en rápida sucesión, su agotamiento sería bastante bajo. La corriente de carga tampoco sería muy alta durante la carga de voltaje constante por parte del alternador (sin control de corriente).

Para el proyecto actual, el grado de descarga de las baterías sería un factor clave para estimar la corriente de carga máxima que se requeriría.

Corriente de carga = (Tensión del alternador - Tensión de la batería) / Resistencia interna de la batería

Se supone que las baterías se agotarían lo suficiente después de alimentar cargas externas.

Habría que asegurarse de que la magnitud de la corriente de carga no fuera perjudicial para la batería. De lo contrario, sería necesario estrangular el motor para generar una corriente más baja.

La siguiente información adicional puede ser de utilidad.

Un motor de automóvil genera un par máximo a alrededor de 2000 RPM. La mejor eficiencia de combustible se obtendría alrededor de esas RPM, lo que las convierte en las RPM de inercia óptimas.

Los alternadores de automóviles están diseñados para frecuencias más altas para lograr una reducción de tamaño y para filtrar fácilmente la ondulación de salida (con la propia batería funcionando como un condensador en las frecuencias más altas).

Se ha determinado que, por encima de 600 Hz, la eficiencia de conversión del alternador caería debido al efecto pelicular y daría como resultado un aplanamiento de la curva de velocidad/potencia.

Un alternador de 12 polos generaría 600 Hz a 6000 RPM. Ahí radica la importancia de la clasificación de 6000 RPM.

Una relación de polea de 3:1 garantizaría una RPM del alternador de 6000 a una RPM del motor de 2000.

La clasificación VTV de IL/IRA especifica la corriente de salida máxima IL a RPM en vacío, la corriente de salida máxima IR a 6000 RPM con un voltaje de prueba de 13,5 V.

La corriente de salida real del alternador dependería de la carga. Con el motor al ralentí a 1000 RPM y accionando el alternador a 3000 RPM, sería capaz de generar entre el 50 y el 80 % de la corriente nominal.

Las RPM del alternador pueden exceder las 10,000 pero no deben exceder las 18,000.

El aplanamiento de la curva de velocidad/potencia protege inherentemente al alternador del daño por sobrecorriente a velocidades más altas.

Gracias @vu2nan, votaría pero actualmente no tengo suficientes representantes. Solo para cerrar el ciclo, quería hacer un par de preguntas relacionadas: 1.) Siempre que mi motor funcione a 3K RPM, tendría sentido ejecutar una relación de 2:1, de modo que el alternador girara a 6K. Pero, ¿esto quemaría el alternador si funciona a estas RPM durante una hora? 2.) En términos de medir la tasa de descarga; Si sabe que la carga promedio de su sistema es de 20 A (controlador de motor, micro, motores, transceptor), extrayendo baterías AGM de 50 Ah en serie, durante una hora, ¿cómo calcularía la tasa de descarga teórica?
Cuando quieras, Robby, y no te preocupes por el voto a favor. Hacer funcionar el alternador a 6000 RPM durante una hora no lo quemaría. La carga de la batería se agotará en alrededor del 40 % con un consumo de 20 A durante una hora. (¡Las baterías de 55 Ah en serie entregarán solo 55 Ah!). La pregunta es si la corriente de carga máxima entregada por el alternador a una batería descargada en un 40 % sería perjudicial para la batería.
Eso tiene sentido @ vu2nan. Pude obtener la hoja de datos de las baterías que se están utilizando, que he adjuntado a la publicación original. Basado en eso, indica una resistencia interna de ~9.0mΩ. Esto debería ayudarme a calcular la corriente de carga en la fórmula que mencionaste anteriormente. En su ejemplo, fue de alrededor de 2,45 V/celda. Finalmente, la última pregunta es, ahora que he vinculado las características de la carga, esto *debería ayudarme a comprender el punto óptimo para la capacidad de carga, ¿verdad? En otras palabras, ajustar las RPM del alternador, de modo que entregue una cantidad segura de corriente para recargar el sistema.
Hola Robby, la resistencia interna aumentaría con la disminución del estado de carga. Supongo que tendrías que hacer algunas pruebas para decidir los parámetros. ¡Divertirse!
Gracias, Robby.

No me parece muy lineal (rendimiento del alternador CS144 de este sitio web:

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