Увеличение мощности Г424 до теоретических 500Вт

Приветствую всех собравшихся на этой страничке.
Я не являюсь автором новаторства, статья составлена по материалам сайта http://fxmoto.kiev.ua/ 7 летней давности. Очень странно что еще никто не делал это массово, не смотря ни на какие Дэнсо и штатные 500ки. Ведь техника спроектированная в СССР обладает колоссальным запасом прочности и потенциалом.

Статья скомпилирована из нескольких публикаций, по просьбе софорумчан из этой ветки
Требуется консультация по Г414

Одновременно советую обратить внимание на эту тему
Трехуровневые регуляторы напряжения

И так, начнем по порядку.

Немного теории:
Ротор в генераторе является двуполюсным электромагнитом, при вращении которого в обмотках статора возникает ЭДС индукции или, проще говоря, электрическое напряжение. Чем сильнее магнит и чем быстрее он крутится, тем больше напряжение. Для мотоцикла или автомобиля важно чтобы напряжение всегда было одинаковое не зависимо от частоты вращения коленчатого вала, то есть не зависимо от скорости Вашей езды. Поэтому и ставят реле-регулятор. Работает оно так: как только мы включили зажигание и завели двигатель реле-регулятор подключает обмотку ротора, т.е. наш элетромагнит, к аккумулятору. Пока ротор не достиг определенных оборотов электромагнитное поле создаваемое ротором не оказывает никакого существенного влияние на обмотки статора. Как только ротор (вместе с двигателем) разогнался происходит возбуждение генератора, и напряжение на обмотках статора начинает пропорционально увеличиваться, но увеличивается оно не бесконечно. Для нормального заряда аккумулятора реле регулятор уменьшает ток выдаваемый на электромагнит и тот уменьшает свое магнитное поле, тем самым, поддерживая напряжение на обмотках статора, не больше чем положено.

Контактный реле регулятор не способен долго выдавать ток на катушку возбуждения ротора больше чем 1 ампер и нам он, как пережиток прошлого не подходит, а вот современные электронные реле регуляторы могут выдавать его в количестве 5 ампер легко! Но установкой только одного интегрального реле-регулятора не обойтись – эффекта не будет! Будет только стабильная работа генератора и зарядк аккумулятора.

Начнем постепенное хирургическое вмешательство.

Стандартный ротор Г-424 имея электрическое сопротивление обмотки 12 Ом, при напряжении, получаемом от реле регулятора, не больше 12 вольт способен создавать в себе ток всего 1 ампер. Выход – хирургическое вмешательство в ротор! То есть необходимо перемотать обмотку, придав ей другие электрические характеристики. Без этого мы не достигнем желаемых результатов.

1. Взяли съемник и сняли подшипник – стандартная операция.
2. Усовершенствовали съемник, заточив его концы, таким образом, чтобы снять коллекторы, сразу два – почти стандартная операция.

Сделали съемник для одной из рогатых половинок магнита, поднатужились и сняли.
4. Размотали обмотку и получили голую катушечку.

Мотаем катушку новым проводом ПЭТВ-2 – диаметром 0,8-0,9, а вот тут-то еще пару вкусностей.
1. Делаем катушку из стали – это увеличит магнитную проницаемость собранного электромагнита.
(Прим. мое: Я бы использовал трансформаторные стали, что дасть еще больший КПД)

Не забудьте прорезать в катушке прорезь для вывода провода, аналогичную в пластмассовой, хорошо зачистить заусенцы на металле, и прокрасить ее в несколько слоев, во избежание электрического контакта провода с катушкой. Можно под первый слой положить фторопластовую ленту или трансформаторную бумагу, концы проводов проходящие сквозь стальной каркас спрятать в трубочки из фторопласта (более термостабильны по стравнению с ПВХ и не дубеют от времени).
2. Наматывать провод только виток к витку, прокрашивая каждый слой краской или цапон-лаком, для того чтобы витки не терлись между собой при вибрации ротора – получится катушка с максимальным магнитным полем и практически вечная.
Завод это не делает умышленно, чтобы байкеры не расслаблялись, далеко не отъезжали от магазина и 1-2 раза в сезон меняли роторы в генераторе.
ВНИМАНИЕ!!! Не используйте краски с синтетическими растворителями – растворите лак на проводах и вся работа насмарку.

Теперь можно катушку ставить на место. Половинки брони ротора напрессовывать на фиксатор резьбы или фиксатор цилиндрических поверхностей, места посадки перед этим надо обезжирить. Контактные кольца - коллекторы установить таким же образом, предварительно пропустив в них провода. Все это убережет нашу конструкцию от вибраций. Не промахнитесь с местом установки колец, ссиметрируйте их со щетками.
Провода идущие к коллекторам оденьте в изоляцию, и после подпайки к коллекторам, в местах где они не плотно прилегают, обмотайте шелковой ниткой и тоже несколько раз прокрасьте, дайте краске хорошо высохнуть.
Не забудьте, после того как краска высохнет обратиться к токарю, чтобы он проточил поверхности контактных колец - коллекторов. После разборки-сборки обязательно возникнет осевой бой поверхности коллекторов, без токаря щеткам долго не жить.

Ставьте ротор в генератор, генератор на мотоцикл и можете наслаждаться ездой.

P.S. Результаты испытания на стенде:
1. РЕЛЕ РЕГУЛЯТОР: Очень хорошо зарекомендовал себя выносной РР 592.3702 фирмы АСТРО (Россия), он без проблем ставится в любое место мотоцикла, имеет индикаторные светодиоды и совместим со стандартным генератором. Однако можно применить и реле-регуляторы совмещенные со щеточным узлом. Лучшие результаты показал реле регулятор производства «ВТН» 3252.3771 ВТН г. Винница, он с небольшой доработкой легко встает под штатную крышку. Однако рынок сегодня богат множеством РР и Вы с легкостью подберете нужное.

2. ГРАФИКИ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА:

Напоминаю, все что, ниже линий - разряд аккумулятора, все, что выше заряд.
Из графиков явно видно, что при тюнинге только катушки ротора, нельзя генератор грузить больше чем 250 ватт, и желательно ставить предохранитель на выход генератора на 15 ампер.

3. НАГРЕВ ГЕНЕРАТОРА: Нагрев генератора в большей степени происходит от двигателя до 80 градусов, при испытании генератора на самых жестких режимах привел к нагреву корпуса генератора до 95 градусов. Желательно в корпусе генератора просверлить вентиляционные отверстия в нишах предназначенных для крепления генератора, для проточной вентиляции обмоток ротора и статора, достаточно 6 отверстий ф8мм.

4. КПД: как показали результаты испытаний прирост мощности генератора связан в первую очередь с увеличением его КПД более чем в 2 раза!!! Стандартный генератор забирает от двигателя такую же мощность при 100 ватт нагрузки, какую тюнингованный при 250 ваттах.

Первый этап окончен, идем дальше.
Статор стандартного генератора Г-424 намотан проводом, который может выдержать 15 ампер, при этом генератор способен развивать мощность только 150 Ватт. Если посчитать мощность всех обмоток при 15 амперах то получается: 15 ампер*12 вольт*3 обмотки = 540 Ватт!!!

Предлагаю способ как их оттуда выкачать.
При стандартной схеме включения обмоток и диодов генератора переменного тока при работе в некоторые моменты времени обмотки работают в противофазе, что приводит к ограничению максимального тока через обмотки (см график).

Была собрана и испытана на протяжении сезона оригинальная схема включения обмоток генератора. (Примечание. Здесь я с автором не соглашусь, трехфазный статор Г424 можно применять с классической схемой Ларионова А. Н. выпрямления трехфазного напряжения, не мудря с мостами, кпд будет выше. Кроме того можно применять диоды от 80 Амперных генераторов ВАЗ, но обдув обязателен.)

При первом впечатлении красная лампочка стала гаснуть чуть позже, но зато очень уверенно, практически мгновенно, без подмигиваний. При постоянной нагрузке на генератор в 450 Вт в широком диапазоне скоростей аккумулятор ни разу не разрядился и обмотки генератора это легко выдерживали.

Современная электронная элементная база позволяет найти диодные мосты в миниатюрных корпусах и с достаточной мощностью. Вместо 6и диодов, я разместил под крышкой генератора 3 диодных моста по 25 ампер (15 ампер сгорают при коротком замыкании в электропроводке).

Для того чтобы во всем разобраться был сделан испытательный стенд для генераторов.

И вот что показали результаты испытаний:
Все что находится ниже линий – разряд аккумулятора, все что выше – заряд.
При замерах не учитывалась система зажигания, из чего следует что стандартный генератор в электросхеме мотоцикла не сможет никогда питать лампы в 200 Ватт .

Генератор увеличенной мощности хорошо зарекомендовал себя на нагрузке в 200 Ватт при движении по городу и при 400 Ватт при движении на автострадах. Нагрев катушки статора конечно же увеличился но никогда не был больше 100 градусов (провод обязан выдерживать 120). Как показала практика качественным диодным мостам достаточно хорошего радиатора и если не гонять генератор на 400 Ватт при стоячем мотоцикле, можно не ставить крыльчатку - на одну деталь меньше и не будет докучать дополнительным звоном, который легко прослушивался на стенде.

P.S. При такой схеме, на малых оборотах заряд начинается позже, но если использовать хороший аккумулятор и не спать на дороге - будет все ОК.
Испытание проводилось на Серпуховском реле регуляторе (на стенде его хорошо видно). Он себя великолепно зарекомендовал ценой и толерантностью к кротким замыканиям и ошибкам подключения (что с ним не делали спалить его не удалось), но зеленая лампочка на нем загорается очень поздно – когда аккумулятор практически перезаряжается. Рекомендую его ставить, но позаботьтесь о его герметичности – воды он боится.