टर्बो ट्रेनर जेनरेटर: 6 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:18

पेडल पावर से बिजली पैदा करना मुझे हमेशा से आकर्षित करता रहा है। यहाँ इस पर मेरी राय है।

चरण 1: अद्वितीय विक्रय बिंदु

मैं एक VESC6 मोटर नियंत्रक और एक 192KV आउटरनर का उपयोग पुनर्योजी ब्रेक के रूप में कर रहा हूं। यह काफी अनोखा है क्योंकि पेडल जनरेटर चलते हैं लेकिन इस परियोजना का एक और हिस्सा है जो मुझे लगता है कि उपन्यास है।

सड़क पर साइकिल चलाते समय आपके पास जड़ता होती है और यह पैडल के रोटेशन को एक क्रांति के दौरान बहुत स्थिर रखता है। टर्बो प्रशिक्षकों में बहुत कम जड़ता होती है, इसलिए जब पैडल पर धक्का दिया जाता है तो पहिया तेजी से बढ़ता/घटता है और यह अप्राकृतिक लगता है। इन गति में उतार-चढ़ाव को सुचारू करने के प्रयास में चक्का लगाया जाता है। इस कारण से स्थिर बाइक प्रशिक्षकों का वजन एक टन होता है।

मैंने इस समस्या का एक वैकल्पिक समाधान सोचा है। मोटर नियंत्रक को "निरंतर गति मोड" में आउटरनर को स्पिन करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है। Arduino UART के माध्यम से VESC6 से जुड़ता है और मोटर करंट को पढ़ता है (जो सीधे व्हील टॉर्क के समानुपाती होता है)। Arduino जड़ता का अनुकरण करने के लिए मोटर RPM सेटपॉइंट को धीरे-धीरे समायोजित करता है और आपको सड़क पर साइकिल चलाने का अनुभव होता है। यह पहिया को घूमते रहने के लिए एक मोटर के रूप में संचालित करके एक पहाड़ी के नीचे फ्रीव्हीलिंग का अनुकरण भी कर सकता है।

यह मोटर RPM को दर्शाने वाले ऊपर दिए गए ग्राफ़ द्वारा दर्शाए अनुसार शानदार ढंग से काम करता है। मैंने 2105 सेकेंड से ठीक पहले साइकिल चलाना बंद कर दिया। आप अगले 8 सेकंड में देख सकते हैं, पहिया की गति धीरे-धीरे कम हो जाती है जैसे कि अगर आप थोड़ा सा झुकाव बंद कर देते हैं।

पेडल स्ट्रोक के साथ अभी भी बहुत मामूली गति भिन्नताएं हैं। लेकिन यह जीवन के लिए भी सही है और सही ढंग से अनुकरण किया गया है।

चरण 2: पावर आउटपुट का परीक्षण

यांत्रिक कार्य करने का सबसे प्रभावी तरीका साइकिल चलाना है। मैंने वास्तविक समय बिजली उत्पादन को मापने के लिए वीईएससी उपकरण का उपयोग किया। मैंने ठीक 2 मिनट साइकिल चलाने से पहले रीडिंग को शून्य कर दिया। मैंने इतनी तीव्रता से पेडल किया कि मुझे लगता है कि मैं लगभग 30 मिनट तक बनाए रख सकता था।

2 मिनट के बाद आप देख सकते हैं कि मैंने 6.15 Wh का उत्पादन किया। जो 185 W के औसत बिजली उत्पादन से मेल खाती है। मुझे लगता है कि इसमें शामिल नुकसानों को देखते हुए यह काफी अच्छा है।

आप ऊपर दिए गए ग्राफ़ में मोटर धाराओं को देख सकते हैं। पेडलिंग द्वारा उतार-चढ़ाव वाले टॉर्क के बावजूद एक निरंतर मोटर RPM बनाए रखने के लिए उन्हें VESC6 द्वारा तेजी से समायोजित किया जाता है।

जब पेडलिंग बंद हो जाती है तो पहिया को घुमाने के लिए मोटर थोड़ी सी बिजली की खपत करना शुरू कर देती है। कम से कम जब तक Arduino नोटिस नहीं करता कि आप पेडलिंग नहीं कर रहे हैं और मोटर को पूरी तरह से रोक देते हैं। शटडाउन से ठीक पहले बैटरी करंट लगभग शून्य प्रतीत होता है, इसलिए वास्तव में पहिया को सक्रिय रूप से घुमाने के लिए शक्ति अधिकतम दो वाट होनी चाहिए।

चरण 3: दक्षता को देखते हुए

VESC6 का उपयोग करने से दक्षता में काफी सुधार होता है। यह मोटर की एसी पावर को डीसी पावर में परिवर्तित करता है जो पूर्ण ब्रिज रेक्टिफायर से काफी बेहतर है। मुझे लगता है कि यह 95% से अधिक कुशल है।

जहां तक दक्षता का संबंध है, घर्षण ड्राइव शायद कमजोर बिंदु है। 5 मिनट साइकिल चलाने के बाद मैंने कुछ थर्मल इमेज लीं।

10 डिग्री के कमरे में मोटर लगभग 45 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच गई। बाइक के टायर से गर्मी भी खत्म हो जाती। बेल्ट चालित सिस्टम इस संबंध में इस टर्बो जनरेटर से बेहतर प्रदर्शन करेंगे।

मैंने दूसरा 10 मिनट का परीक्षण किया जिसका औसत 180 W था। इसके बाद मोटर लंबे समय तक छूने के लिए बहुत गर्म थी। शायद लगभग 60 डिग्री। और ३डी प्रिंटेड प्लास्टिक के माध्यम से कुछ बोल्ट ढीले कर दिए गए थे! आसपास की मंजिल पर लाल रबर की धूल की पतली परत भी पड़ी थी। घर्षण ड्राइव सिस्टम चूसते हैं!

चरण 4: जड़ता और ड्रैग का अनुकरण करना

सॉफ्टवेयर काफी सरल है और यहाँ GitHub पर है। समग्र कार्य इस रेखा द्वारा निर्धारित किया जाता है:

RPM = RPM + (a*Motor_Current - b*RPM - c*RPM*RPM - GRADIENT);

यह क्रमिक रूप से अगले आरपीएम सेटपॉइंट (यानी हमारी गति) को सिम्युलेटेड बल के आधार पर समायोजित करता है। चूंकि यह 25 गुना/सेकेंड चलता है, यह समय के साथ बल को प्रभावी ढंग से एकीकृत कर रहा है। समग्र बल इस प्रकार सिम्युलेटेड है:

बल = पेडल_फोर्स - लैमिनार_ड्रैग - टर्बुलेंट_ड्रैग - ग्रेडिएंट_फोर्स

रोलिंग प्रतिरोध अनिवार्य रूप से ग्रेडिएंट टर्म में शामिल है।

चरण 5: कुछ अन्य उबाऊ बिंदु

बेहतर RPM होल्ड पाने के लिए मुझे VESC के PID स्पीड कंट्रोल पैरामीटर्स को एडजस्ट करना पड़ा। यह काफी आसान था।

चरण 6: मैंने क्या सीखा

मैंने सीखा है कि घर्षण ड्राइव तंत्र चूसते हैं। केवल 20 मिनट की साइकिल चलाने के बाद मैं टायर के घिसाव और रबर की धूल को देख सकता हूं। वे अक्षम भी हैं। बाकी सिस्टम एक सपने में काम करता है। मुझे लगता है कि एक बेल्ट संचालित जनरेटर विशेष रूप से उच्च आरपीएम के साथ अतिरिक्त 10-20% दक्षता प्राप्त कर सकता है। उच्च आरपीएम मोटर धाराओं को कम करेगा और उच्च वोल्टेज उत्पन्न करेगा जो मुझे लगता है कि इस मामले में दक्षता में सुधार होगा।

मेरे घर में बेल्ट चालित सिस्टम एटीएम स्थापित करने के लिए पर्याप्त जगह नहीं है।