Можно ли сгладить кондером ток 20-30А? (Чисто академический опыт)

[sanders]

Чисто академический опыт

Имеется генератор, работающий с частотой примерно 600 - 3000 об/мин.
В него встроен выпрямитель, и это устройство будем считать неразборным, что внутри - не ясно.
На выходе напряжение 13..13.5в очень стабильное, от оборотов почти не зависит (в пределах этих 0.5в)
Все бы хорошо, да вот беда: возле нижней границы скорости вращения, лампы накаливания начинают слегка мерцать.
Тестер показывает все те же 13...13.5в.
Возможно осцилограф бы показал некую переменку (пульсации) в такт с оборотами генератора.
Вопрос такой: можно ли каким-либо конденсатором (10-, 20-, 100-тыс. микрофарад) сгладить эти пульсации, если ток нагрузки 10-30А, а частота пульсаций 10Гц (600об/мин делим на 60сек) ?
Я так понимаю, что у кондеров есть инерционность, и с увеличением емкости в какой-то момент эффект сглаживания прекратится? Или если поставить не один бооольшой, а много маааленьких кондеров, тогда инерционность не будет мешать сглаживанию?
Не нужно советовать вторичный стабилизатор и т.п. Мне интересна именно теоретическая часть сглаживания пульсаций кондерами.

[Гость]

Впервые в истории кондёрами сглаживают ток. Наверное, катают их боком по дорожке, вручную...
Кондёры сглаживают только пульсации напряжения, ток они вообще никак не проводят, покуда не пробиты насквозь+вдребезги...
Однако, в рамках того-ж плана можешь подцепить авто-аккум. Этот зверь с током справится в-лёгкую! (Ежли предварительно заряжен. Тут только махонькая проблеммка "перезаряд аккума" возникает, её допускать низзя, потому ваяй схемку контроля-ограничения)
Вообще, законы магнетизма не обманешь: чем медленнее крутишь якорь, тем меньше частота в сети, и никакой пупер-импульсный стаб с этим не справится. Решение "экономить на бензине" выльется в затраты на буферный аккум и контрольные схемы ограничителей тока со стороны потребителей (100А генератор не потянет, а вот аккум отдаст легко, особливо при козе). Так-что установи разумные рамки компромисса.

[gtnhtyrj]

Действительно... Конденсатор - не для того нужен. Вот индуктивность - можно приспособить, индуктивность чем больше - тем более "мешает" быстрому изменению тока через себя.

Индуктивности проводом потолще, одинаковые(, заодно и помехи уберутся и выбросы, могущие испортить лампочки, подавятся). Конденсатор не помешает, но его задача другая - об этом можно в учебниках почитать, там вообще много полезного пишут....

[zOrg]

sanders У китайцев походу у всех так. Я в гараже отказался от ламп накаливания и поставил дневного света они не мерцают. Правда когда генератор чихает могут кратковременно погаснуть. А так я генератор использую только на подзаряд аккума. А питаюсь через батарею и инвертор. Моточасы у гена тоже не вечные.

[e2e4]

В него встроен выпрямитель, и это устройство будем считать неразборным, что внутри - не ясно.

Все там ясно, и именно от генератора и надо плясать в этом вопросе. Синхронный генератор с автоматическим регулятором возбуждения (поэтому напряжение стабильное при изменении частоты вращения и нагрузки в широком диапазоне), обмотки включены по схеме звезда, на выходе - мост Ларионова. Это если у вас автомобильная тематика.

Далее,

лампы накаливания начинают слегка мерцать.
...
Возможно осцилограф бы показал некую переменку (пульсации) в такт с оборотами генератора.

Не возможно, а совершенно точно. Только не переменку, а именно пульсации, с амплитудой 0,23 от максимальной, а с учетом возможных просадок генератора - и еще больше. Так что при уменьшении частоты вращения эффект двойной - а) уменьшается частота пульсаций, б) увеличивается их амплитуда. Оба эффекта влияют на субъективное ощущение "мерцания" ламп накаливания, питающихся от такого источника.

Вопрос такой: можно ли каким-либо конденсатором (10-, 20-, 100-тыс. микрофарад) сгладить эти пульсации, если ток нагрузки 10-30А, а частота пульсаций 10Гц (600об/мин делим на 60сек) ?

Ответ: можно. Только частота пульсаций = 6*частота вращения[сек^-1]*число пар полюсов, в вашем случае - никак не менее 60 Гц при 600 об/мин.

Я так понимаю, что у кондеров есть инерционность, и с увеличением емкости в какой-то момент эффект сглаживания прекратится?

Эффект, который вы некорректно называете инерционностью, связан с последовательным внутренним сопротивлением конденсатора (ESR). Соответственно, чем оно меньше, тем лучше конденсатор сглаживает пульсации.

Или если поставить не один бооольшой, а много маааленьких кондеров, тогда инерционность не будет мешать сглаживанию?

При прочих равных, у параллельно включенных конденсаторов итоговая ESR меньше. Также есть тенденция к уменьшению ESR с уменьшением емкости конденсатора. Так что вывод верный. Еще можно рекомендовать подбирать конденсаторы специальных серий с уменьшенной ESR.


petrenko, только проблема у этих фильтров: а) необходимо фильтровать относительно низкие частоты б) широкий диапазон фильтруемых частот - разница в 5 раз между низшей и высшей возможной частотой пульсаций. Прикиньте габаритные размеры дросселя.

[gtnhtyrj]

Габариты не особо большие будут, а вот масса пожалуй приличная выйдет - там сердечник нужен будет тоже соответствующий.
Впрочем для стационарного устройства это неважно.
Зато можно будет подключить не только лампочки, и быть более спокойным , будет меньше шанс выхода всего из строя.

[e2e4]

В принципе, согласен.

Дальше - нужно уже брать конкретику и считать.

[e2e4]

Все-таки 60 Гц (а скорее всего там 120 или даже 180 Гц) частота пульсаций - уже глазом трудно заметить.
Тут еще вот какой эффект может быть: регулятор возбуждения "качается", т.е. работает вне зоны максимально допустимой нагрузки при столь малой (600 об/мин) частоте вращения вала генератора. Грубо, то вдувает максимальный ток возбуждения, то снижает его до минимума. Если еще и мощность приводного двигателя (ДВС?) соизмерима с мощностью генератора, это дополнительно приводит к раскачке еще и частоты вращения самого вала из-за переменной (и относительно мощной для привода) механической нагрузки. Вот тут частота пульсаций выходного напряжения уже будет значительно меньше. Надо исследовать, и либо подтвердить, либо опровергнуть это предположение.

[sanders]

Всем, спасибо!
Я понял, что кондеры мне не помогут. Всю систему описывать долго и сложно, и советы тут не помогут.

А впрочем. Есть автомобиль, гарантийный, не самый дешевый и не самый китайский :-) Я замечаю, что на прогретом двигателе независмо от включенных потребителей, при включении подсветки салона она едва заметно мерцает в такт с работой двигателя. Тоже с габаритными огнями. Ксеноновые фары не мерцают, магнитола поет отлично, дисплей навигатора не мерцает. Задние светодиодные огни не мерцают, хотя у светодиодов инерционность меньше, и они как раз-таки мерцать должны сильнее. Сервисмены неуверенно соглашаются, что может и заметно что-то но настолько неявно, что не соглашаются, что это неисправность. Делают диагностику по гарантии, ничего плохого не находят. Садят меня в тест-драйвовый автомобиль. Там подсветка мерцает но намного слабее, почти не мерцает (я еле замечаю). Поскльку нет твердого критерия пульсаций, как с люфтами, как с углами схода-развала, то и регулировать вобщем-то нечего. Менять генератор, выпрямитель которого не пробит - глупо. Мерцание не зависит от того, включил ли я все подогревы, вентилятор, звук на всю катушку, кондиционер и др. потребителей или наоборот все выключено. Главное, чтобы обороты были х.х.
Вот я и думал поставить кондер параллельно аккумулятору. Большой такой кондер на пару фарад. И может поможет.
Еще сервисмены сказали попробовать поставить новый аккумулятор. Но моему всего 2 года, и в -20град он легко заводит авто, значит, менять его тоже глупо. При выключенном двигателе напруга 12.2...12.5в. При включенном 13.5....13.0

[e2e4]

К сожалению, тут действительно мало что можно посоветовать. Тут либо глючит (или некачественно реализовано) реле-регулятор, либо выходной мощности генератора не хватает на частоте вращения х/х двигателя. Напряжение периодически опускается до уровня АКБ на х/х. Все потребители, которые вы перечислили, имею свои вторичные стабилизаторы или источники (магнитола, GPS, ксеноновые фары), так что им пофиг. Характеристика световой отдачи светодиода тоже отличается от лампы накаливания, и возможно они также включены не напрямую к бортовой сети, а через промежуточный источник.

Если действительно есть желание заморочиться, то:
- можно повысить частоту вращения х/х двигателя перепрошивкой ЭБУ.
- заменить генератор в сборе с реле-регулятором на другую модель (возможно с переделкой крепежных отверстий, приводных механизмов и т.п.) .
- отвязать цепь освещения от остальных потребителей диодом Шоттки, и уже в ней разместить кондер. Позволит не нагружать конденсатор прочими потребителями при просадках бортового напряжения.

Сами понимаете, все это вмешательства в конструкцию автомобиля, его ответственных частей, и чревато как минимум потерей гарантии. А вообще это все - узлы, ответственные за безопасность (ЭБУ, электрика, фары). Так что решать только вам.

Вот я и думал поставить кондер параллельно аккумулятору. Большой такой кондер на пару фарад. И может поможет.

Ионистор вам не подойдет (почитайте, что это такое). Вам тут нужен только электролит! Возьмите например несколько 47000 мкФ х 25 В, очень желательно найти на 105 С. Все же лучше повесить по такому кондеру на каждую фару, через диод Шоттки.

Еще сервисмены сказали попробовать поставить новый аккумулятор. Но моему всего 2 года, и в -20град он легко заводит авто, значит, менять его тоже глупо. При выключенном двигателе напруга 12.2...12.5в. При включенном 13.5....13.0

Я тоже считаю, что менять АКБ пока ни к чему. А еще прекрасно знаю, что когда "сервисмены" не знают что посоветовать, то начинают советовать подобную ерунду, исходя из банальной эрудиции (ну и чтобы удовлетворить клиента - ему же надо непременно что-то заменить). По хорошему, надо сунуться в ботовую сеть осциллографом. Продиагностировать АКБ, если они советуют непременно его менять (есть методики тестирования). А вообще - конечно, надо бы заменить генератор в сборе с регулятором. Только вот они пойдут на это, если вы им докажете, что пульсации напряжения недопустимые, или что лампочки моргают не по нормам безопасности и т.п. А ведь вполне может оказаться, что на эти параметры нет соответствующих требований ГОСТов и внутренних ТУ производителя, или что например эти параметры на вашем авто укладываются в нормы.

[Гость]

Есть автомобиль, гарантийный, не самый дешевый и не самый китайский :-) .... Там подсветка мерцает но намного слабее, почти не мерцает (я еле замечаю)

Замени свечные провода. Искровая помеха в бортовой сети. Аккум и генератор - невиновны, 100-фарадный кондёр не спасёт - как раз наоборот - увеличит амплитуду помехи.
На х/х оборотов мало, частота помехи заметна на-глазок, при марше - помеха никуда не делась, но уже не фиксируется глазом.
И не забудь зачистить там все контакты - А то "двухэтажная" свеча получится: и внутри искра, и снаружи...
Заодно проверь катушку зажигания, если таковая есть в конструкции. Подгулявшая, она такие фокусы выдаёт запросто.
Как заменишь детали - проведи регулировку "угла опережения зажигания", от сего тож зависит помеха (кады "бьёт" не в смесь, а в воздух - это искровое КЗ).

PS. Раньше, во времена поголовных ТАЗов, для гашения помехи ставились на свечные провода дополнительные резисторы. Не лучший вариант, но спасало на 80-90%.