Измерение КПЭ (коэффициента повышения энергии) сверхединичных генераторов на постоянных магнитах электрическим методом

КПЭНапомню, что КПЭ — это отношение электрической мощности, вырабатываемой генератором к механической, прикладываемой к его валу. Для измерения механической мощности вращения используются специальные динамометрические устройства, позволяющие измерять вращающий момент, а затем, по известным оборотам, рассчитывать и мощность. Такие прямые измерения описаны в моей статье Заряда под названием — ,, Экспериментальные исследования энергетической эффективности получения энергии из магнитного поля постоянных магнитов». Но измерить и рассчитать КПЭ сверхединичного генератора можно и по показаниям электроизмерительных приборов, косвенно.

   Делается это так: в работающем генераторе, по показаниям вольтметра и амперметра, измеряется электрическая мощность, потребляемая генератором на холостом ходу. По этим численным значениям, по закону Ома, рассчитывается величина сопротивления нагрузки потерь, где выделяется эта мощность. В это сопротивления входят все механические потери энергии от источника питания двигателя до вала генератора — это и потери в двигателе, и потери в трансмиссии (если она есть), и потери в самом генераторе. Далее к выходу генератора подключается активное сопротивление, эквивалентное численному значению полученного сопротивления потерь на холостом ходу генератора. К выходу генератора переменного тока подключается лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), или регулятор напряжения с ШИМ, позволяющий изменять выходное напряжение генератора. При помощи этого устройства добиваются получения на полученной активной эквивалентной нагрузке такой же выходной мощности, что и мощность потерь холостого хода генератора. Во всем этом процессе обороты генератора поддерживаются латром, питающим приводной двигатель. Они должны быть постоянны, ибо от них зависит КПЭ генератора, как это показано в упомянутой статье. Когда такое равенство мощностей на эквивалентной нагрузке и потерь холостого хода достигнуто, то записывают показания амперметра и вольтметра в цепи питания двигателя, и уже по ним рассчитывают входную мощность системы двигатель — генератор. Теперь все численные данные для расчета КПЭ у нас есть. Он рассчитывается исходя из следующих соображений — раз генератор создал на нагрузке мощность, равную мощности потерь в системе, то тем самым он скомпенсировал их. Поэтому, если мы из мощности, питающей двигатель под эквивалентной нагрузкой генератора, вычтем мощность потребляемую им на холостом ходу, то мы и получим мощность прикладывемую к валу генератора, но измеренную не механическим, а электрическим методом. Теперь нам известны, как выходная мощность генератора, так и мощность на его валу. Делим выходную мощность на электрический эквивалент механической мощности на валу генератора и получаем КПЭ генератора.
      Для примера приведу результаты такого измерения КПЭ моего большого генератора на постоянных магнитах. Генератор синхронный, и частоту в 60 Гц (это 720 оборотов) я поддерживал латром на входе. Эквивалентная нагрузка его холостого хода была 8 Ом. Не буду перечислять измеренные значения токов и напряжений, только назову  цифры мощностей — мощность холостого хода 355,8 Вт, мощность на эквивалентной нагрузке удалось установить с точностью в 355,76 Вт, а мощность потребляемая двигателем при этом оказалась равной 387,5 Вт. Теперь вычтем из этой потребляемой мощности в 387,5 Вт мощность холостого хода в 355,8 Вт , и получим мощность на валу генератора в 31,7 Вт. Разделим выходную мощность в 355,76 Вт, на эквивалентной нагрузке генератора, на эту мощность на валу, и получим КПЭ = 11,22. Не пугайтесь такого высокого КПЭ на маленьком генераторе. В упомянутой статье, где прямо измерялась механическая мощность на валу, я получил КПЭ = 6, а это очень большой генератор, не с одним магнитным диском, а с двумя, что усилило магнитное поле в два раза. Поэтому и КПЭ увеличился почти в два раза. Если у вас есть уже готовый генератор на постоянных магнитах, то повторите пожалуйста этот эксперимент, и узнаете какой КПЭ он обеспечивает.

Добавить комментарий