För en kondensator gäller C*V = Q (usch, dåligt. jag var faktiskt tvungen att kolla upp det i physics). Den lagrade energin är W = 1 . /2 .* C .* V .^ 2
Det innebär alltså att om du laddar ur med en konstant ström kommer spänningen att sjunka linjärt. En kondensator lagrar mer energi per volymsenhet om man ökar spänningen så det är bättre att försöka ha så hög spänning som möjligt. Jag vet dock inte om det hjälper att ha en DC/DC-omvandlare(lämpligen en Cùk då) eller om det blir ineffektivare. Det brukar ju dock vara lite lättare att få plats med ett kretskort i tågen än en rund kondensator.
Nåja, nu räknar vi:
Tåget drar 1 A vid 20 V innebär det att du behöver 40 J lagrad energi i kondensatorn för att orka med 2 sekunder. Du behöver alltså 0,2 F på din kondensator om den ska driva tåget i två sekunder om det drar 1 A.
Är det i växlar det krånglar, eller är det på banan i allmänhet? Jag tror att 2 sekunder är ovanligt överdimensionerat. Sannolikt räcker det med 0.5 sekunder, vilket skulle leda till en kondensator på 0,05 F (vilket förvisso också är en stor kondensator). Vad du vill göra nu är att dra upp spänningen och ner strömmen genom en dc/dc-omvandlare. Säg en 90 V vilket då ger oss en kondensator på 2,5 mF. Nu börjar det faktiskt bli hanterbart. 2 mF får du med 2 st kondensatorer på 18x40 mm (dxh). Kanske ändå för stort? Är det ditt rc-lok det ska in i eller?
Runt 100 V är nog inte orimligt att lyckas med, men mer blir nog svårt. Om vi lite hypotetiskt ändå säger att du kan använda 200 V så blir det alltså en kondensator på 35x50 mm, men då har du nästan dina 2 sekunder (blir 1.2 s). Problemet med att använda 200 V är att en step-up converter inte är speciellt effektiv i det området, så det krävs en step-up med transformator, vilket då också naturligtvis bygger storlek.
Här ser man enkelt varför man vill upp i spänning så mycket man bara kan. Kondensatorns storlek växer linjärt med spänningståligheten, men energin växer kvadratiskt. Man får alltså en högre energidensitet med en högre spänning.
För min del hade jag nog valt att helt bygga egna dekodrar, dels för att man då kan använda en mer lämplig spänning på matningen(typ 48 V) samt att man kan få en riktig dataöverföring där tågen kan kommunicera med varandra. I brist på pengar har jag dock inte lyckas skaffa mig nån bana alls ;-(
Energilagring i små utrymmen
Energin lagrad i en kondensator W=0.5*CU^2.
Amperetimmar är en skum enhet som egentligen är rätt värdelös. Men räknar man ut energin i ett batteri blir det W = Ah * U * 3600. Kombinerar man dessa två ekvationer blir det:
Ah * U * 3600 = 0.5 * C * U^2 ger Ah = 1/7200 * C * U
Man ser då att det är ganska svårt att lagra några större mängder energi i en kondensator. Ett litet NiMH batteri på 1.2V lagrar i storleksordningen 4ggr mer energi än en kondensator på 350F @ 2.5V
Amperetimmar är en skum enhet som egentligen är rätt värdelös. Men räknar man ut energin i ett batteri blir det W = Ah * U * 3600. Kombinerar man dessa två ekvationer blir det:
Ah * U * 3600 = 0.5 * C * U^2 ger Ah = 1/7200 * C * U
Man ser då att det är ganska svårt att lagra några större mängder energi i en kondensator. Ett litet NiMH batteri på 1.2V lagrar i storleksordningen 4ggr mer energi än en kondensator på 350F @ 2.5V
-
Motormannen
- Inlägg: 649
- Blev medlem: 12 september 2003, 18:40:48
- Ort: Stockholm
Ett li-ion-batteri har en energitäthet på ca 300 Wh/liter vilket är ca 1000 J/cm³ vilket ju enligt tidigare beräkningar ska räcka med råge även om en DC-DC-omvandlare använder lite av platsen.
Jag är dock skeptisk till om batteriet klarar av att leverera strömmen. Batteriet blir bara på runt 80 mAh om en cell på 1 cm³ används. Blir nog tungt för den att leverera flera ampere till DC-DC-omvandlaren.
Jag är dock skeptisk till om batteriet klarar av att leverera strömmen. Batteriet blir bara på runt 80 mAh om en cell på 1 cm³ används. Blir nog tungt för den att leverera flera ampere till DC-DC-omvandlaren.
Ja just, kom på en sak. Var antingen för trött innan, eller hade för mycket whisky i magen 
Det stora problemet antar jag är främst vid låga farter(skriver du iaf indirekt) medan vid höga farter så hjälper svänghjulen hyffsat. Du hjälps då av att motorn definitivt inte drar 1 A vid låg fart och normal belastning, utan betydligt mindre än så. Så du kanske faktiskt bara behöver lagra en 1-2 J för att få acceptabel funktion. Det innebär vid 20 V en kondensator på 1,25 F, vilket fortfarande är mycket men inte alls lika mycket som tidigare.
Det stora problemet antar jag är främst vid låga farter(skriver du iaf indirekt) medan vid höga farter så hjälper svänghjulen hyffsat. Du hjälps då av att motorn definitivt inte drar 1 A vid låg fart och normal belastning, utan betydligt mindre än så. Så du kanske faktiskt bara behöver lagra en 1-2 J för att få acceptabel funktion. Det innebär vid 20 V en kondensator på 1,25 F, vilket fortfarande är mycket men inte alls lika mycket som tidigare.
