Condensador como controlador de voltaje de una pieza para turbina eólica

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Soy un ingeniero electrónico y un ingeniero de energías renovables específicamente. Estoy trabajando en el diseño de una nueva turbina y necesitaba ayuda con una idea mucho más simple que tenía.

Hace un tiempo estaba trabajando con aerogeneradores más pequeños de 500 vatios a 1000 vatios que generaban bajo voltaje (24/48 V). Sin embargo, estoy trabajando en un nuevo diseño para un pico de 3.6 kw y actualmente estoy usando un PWM chino Controlador para una salida constante de 380v. El alternador genera voltajes más altos, pero requerirá un exceso de velocidad del generador. Estoy buscando diseñar un condensador para un regulador completo de una pieza para esto. Tengo algunas preguntas sobre las que podría necesitar ayuda.

¿Cómo puedo determinar la disipación de calor (en vatios) de un condensador? Parece que no puedo encontrar mucha información sobre esto. Por supuesto, he encontrado un montón de literatura sobre lo caluroso que puede llegar y, a veces, un máximo atractivo, pero es raro. Me gustaría usar un condensador muy grande para detener la turbina por encima de los 380 V (para evitar el exceso de velocidad) y para desviar la energía adicional al calor. Esta sería una necesidad rara ya que los inversores que estoy usando tienen un rango de entrada de 200 - 600v, por lo que es raro que necesite reducir el voltaje. Es más para la protección de los rodamientos. He estado buscando algunos condensadores de aire, pero en general son de muy alto voltaje. Realmente necesito una tapa que sea de 380v - 480v y pueda sujetar la turbina cuando los vientos son muy altos y evitar el exceso de velocidad. Puedo hacer esto con algunos condensadores más pequeños, pero el calor se acumula y simplemente no pueden manejarlo. También he probado algunos condensadores más grandes, pero solo necesito ayuda para calcular la capacidad máxima de sujeción de voltaje.

    
pregunta Scott Stevens

1 respuesta

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El alternador genera voltajes más altos pero requerirá un exceso de velocidad del generador.

Probablemente quiere decir que necesita una regulación de exceso de velocidad para evitar el exceso de velocidad.

  

Estoy buscando diseñar a medida un condensador para un regulador completo de una pieza para esto.

Es muy poco probable que pueda construir un mejor condensador para 380 V CA en cualquier capacidad razonable que la disponible en el mercado.

  

¿Cómo puedo determinar la disipación de calor (en vatios) de un condensador?

Los condensadores ideales no disipan ninguna potencia.

Los condensadores reales tienen cierta resistencia interna y el valor de "resistencia en serie equivalente" (ESR) le ofrece esto. La disipación de potencia estará dada por \ $ P = I ^ 2 R \ $. I para un capacitor depende de la frecuencia y viene dado por \ $ I = \ frac {V} {2 \ pi f C} \ $. (Estos son valores RMS). Usando estas dos ecuaciones puede calcular la potencia. Tenga en cuenta que el condensador tendrá una reducción en función de la frecuencia debida al calentamiento dieléctrico. Esta información se cotizará en los condensadores de corrección del factor de potencia que están diseñados para conectarse directamente a través de dos fases.

  

Me gustaría usar un condensador muy grande para detener la turbina por encima de 380 V (para evitar el exceso de velocidad) ...

Es poco probable que desee detener (detener) la turbina. Es más probable que desee aumentar la carga para evitar el exceso de velocidad.

  

... y para desviar energía extra al calor.

Si quieres generar calor, necesitas resistencias.

  

He estado mirando algunos condensadores de aire, pero en general son de muy alto voltaje. Realmente necesito una tapa que sea de 380v - 480v ...

Eche un vistazo a las hojas de datos de los condensadores de corrección del factor de potencia.

  

Puedo hacer esto con algunos condensadores más pequeños, pero el calor se acumula y simplemente no pueden manejarlo.

O bien el ESR es demasiado alto o el dieléctrico es del tipo incorrecto para CA a ese voltaje.

  

También he probado algunos condensadores más grandes ...

Parece que está utilizando un método de prueba y error en lugar de principios de ingeniería eléctrica.

  

... pero solo necesito ayuda para calcular la capacidad máxima de sujeción de voltaje.

Los condensadores no sujetan los voltajes. En DC almacenan carga. En AC se comportarán como una impedancia y pasarán corriente. El voltaje y la corriente estarán muy cerca de 90 ° fuera de fase y se generará muy poco calor.

De tus comentarios:

  

Pero el problema que tengo es el sobrecalentamiento y estoy tratando de dimensionar correctamente un condensador para la tarea de usarlo como un efecto Zener.

Los condensadores no tienen un efecto Zener.

Nota: 'V' para voltios. 'W' para vatios. 'A' para amplificador.

    
respondido por el Transistor

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