Tenemos que diseñar un alternador eléctrico en un software multifísico, pero parece que no sabemos cómo deducir la potencia que producirá. Necesitamos cargar un capacitor a 1000 julios (a 2000 V) con él y queremos saber cuánto tiempo tomará. Sin embargo, la única salida de Comsol es el voltaje inducido.
Para llegar a los 2000 Voltios le acoplamos a nuestro generador las siguientes etapas:
Alternador --- rectificador de puente completo --- elevador de 5 V-12 V --- elevador de 12 V-2000 V --- condensador
¿Cómo podemos calcular la potencia que se produce para deducir el tiempo de carga del condensador?
La potencia (y la energía) dependen de la carga. Despreciando las pérdidas, si la carga es solo un capacitor, la energía para cargarlo desde 0V hasta 2000V es 1/2CV^2. Esa misma cantidad de energía será disipada por la resistencia inherente. Entonces, la fuente proporcionará energía 2E para cargar el límite a E.
Si está diseñando un generador de CA, primero selecciona un tipo de máquina, presumiblemente un generador síncrono permanente en este caso. Luego determinas con qué lo conducirás. Tal vez lo manivelas a mano. Luego, estima cuánta energía podría producir para girar la manivela. Eso podría ser 100 vatios. Necesitas estimar qué tan rápido puedes girar la manivela. Eso podría ser 120 RPM. Luego, es posible que desee ver algunos diseños existentes y determinar qué tan difícil podría ser diseñar un generador que produzca 5 voltios a 120 RPM. Eso podría llevarlo a determinar que necesita aumentar mecánicamente la velocidad de arranque. Habrá alguna pérdida de potencia en el tren de transmisión mecánica, por lo que es posible que tenga una entrada mecánica de 90 vatios al generador.
Luego diseñas el generador. El generador tendrá pérdidas que debería poder estimar al hacer el diseño. El rectificador también tendrá pérdidas. Sospecho que le iría bastante bien si su generador tuviera una eficiencia del 50 %. El rectificador probablemente tendrá una eficiencia del 60%. Para una salida de 5 voltios después de la caída del voltaje directo en los diodos, ¿cuál debe ser el voltaje de entrada?
Dos etapas de conversión de CC a CC tendrán mucha potencia perdida. Si va a comprarlos, vea si puede obtener la eficiencia del vendedor.
Laurens
usuario80875