Como fazer uma carga fictícia de 1000W - 2000W?

Preciso verificar uma bateria de 48V com cargas simuladas de 1000-2000 watts por 5 a 10 minutos.

Talvez usando o fio Nichrome, eu possa enrolar um pedaço de tijolo submerso em muita água e ajustar a carga alterando o comprimento usado?

Provavelmente é mais barato comprar várias chaleiras de 120V AC. Uma única chaleira terá cerca de 2 kW quando alimentada a partir de 120V CA, mas a 48V DC, isso representará cerca de 16% da potência a 320 watts.

Três chaleiras cheias de água oferecem 960 watts. Adicione mais chaleiras se precisar de mais energia.

Bônus, depois de fazer o teste, a água pode estar quente o suficiente para reciclar ou até fazer uma xícara de chá.

Termo aditivo

Vale ressaltar que o elemento de aquecimento da chaleira pode ter uma resistência 10% menor quando frio, por isso pode haver um pico na potência de 10% caindo para o valor nominal durante o período de aproximadamente 1 minuto.

Eu recomendo o uso de resistores de potência.

Basicamente, você pode comprar grandes resistores de cerâmica enrolados que se parecem com tubos e, em seguida, tudo o que você precisa fazer é mantê-los frios.

Para seus requisitos, tente usar 5 destes em paralelo:

Resistor de potência de 300 W e 10 ohm

Você pode montá-los em uma folha de madeira compensada para facilitar a movimentação com alguns desses kits de montagem .

Então, tudo o que você precisa fazer é obter um fã razoável da área de trabalho e apontá-lo para a carga simulada, e você estará pronto!

editar: o MDF é provavelmente uma escolha melhor porque é mais rígido. Eu o usei com muito bom sucesso para esse aplicativo exato (embora com uma carga fictícia diferente).

Uma solução profissional para esse problema seria usar uma carga eletrônica disponível em vários fabricantes.

Eles geralmente são programáveis ​​por meio de um PC, para que você possa testar sua fonte de alimentação ou bateria de maneiras diferentes, mais próximas do perfil de carga do seu aplicativo.

Eles também vêm com diferentes modos de carregamento. Resistência constante, corrente constante, potência constante são bastante comuns, alguns oferecem tensão constante também.

Alguns deles têm a possibilidade de descarregar a energia de volta à rede (às vezes chamada de "recuperação de energia"), para que seus testes sejam mais ecológicos do que apenas aquecimento. (se você puder)

É claro que essas coisas são caras, se você fizer esses testes para ganhar a vida e precisar que seus sistemas sejam testados completamente, eu diria que vale a pena.

(Eu sei que isso não responde à seção "Como fazer parte", mas é um conselho sobre a parte "Preciso verificar")

Em 1987, precisávamos de uma carga para testar um redutor de luz de palco controlado por MIDI que desenvolvemos, que consistia em 6 canais de 1200 Watts cada para um total de 7200 Watts.

Usamos "elementos aquecedores de água" para testá-lo com potência máxima e funcionou.

Não tínhamos certeza se os elementos do aquecedor de água "se queimariam" se os colocássemos diretamente no ar, por isso construímos algo a partir de peças comuns.

Compramos uma grande lata de lixo de metal, 6 elementos aquecedores de água, 2 adaptadores de mangueira de jardim e várias peças. Cortamos 2 orifícios ao longo do lado para mangueira de jardim, um perto do topo e outro perto do fundo, e depois soldamos os acessórios. Corte 6 orifícios no fundo para elementos de aquecedor de água e selados. Conectou 6 cabos de extensão aos elementos.

Colocamos a lata de lixo em cima de tijolos para proteger as conexões elétricas na parte inferior. Conectamos uma mangueira de entrada e saída de jardim. Ligamos a água e enchemos, depois variamos a taxa da água até que a entrada e a saída estivessem próximas o suficiente para impedir que ela transbordasse.

Ainda o tenho em meu sótão, mas se tivéssemos que criar um novamente, provavelmente montaria os elementos de aquecimento em algo que penderia do ar e mergulharia os elementos na água, porque provavelmente levaria menos tempo para ser construído.

Google para 'elemento aquecedor de água de 48V' - esses itens são agora uma mercadoria, graças à energia eólica em pequena escala. Elas são usadas como cargas de 'despejo' ou 'desvio' para evitar o funcionamento de uma turbina eólica sem carga em ventos fortes, para evitar que ela gire muito rápido.

Há um que eu posso ver aqui em um site de energia renovável avaliado em 48V 1000W, vendido por £ 49.

Será necessário um tanque de água de tamanho médio para aquecer: se o tanque contiver 5 litros de água, um cálculo no verso do envelope aumentará a temperatura de <30 graus C após 10 minutos: 1000W * 600s = 600kJ, 600kJ / (5kg * 4,2 kJ / kg.C) = 28 C. Portanto, uma lata de tinta vazia ou um recipiente de óleo de cozinha provavelmente faria o truque - obviamente isso não deve ser vedado sob nenhuma circunstância.

Eu tive que criar uma carga de 2kW para um projeto uma vez. Era um pouco perigoso, mas poderia ser feito com segurança. Usei dois pedaços de tubo de cobre em um balde cheio de água com bicarbonato de sódio para criar alguns íons. O cobre foi mantido no lugar na parte superior e inferior do balde com armações de plástico. Também dependendo da quantidade de bicarbonato de sódio, a resistência muda.

Você poderia fazer a mesma coisa, mas com mais precisão usando elementos do aquecedor de água. isso é muito melhor do que um resistor grande, porque a água é um dos melhores dissipadores térmicos.

Também vi pessoas usarem triagem metálica (mais espessa do que você usa para uma janela, semelhante ao fio de galinha) para cargas de alta potência, uma tira dela pode funcionar bem.

Os aquecedores elétricos radiantes do consumidor são bastante baratos e não precisam de água. Eles são projetados para dissipar 1.500W de calor com segurança. Você precisará de um punhado deles para atender às suas necessidades, já que está usando uma tensão mais baixa. Coloque-os em paralelo até atingir a dissipação de energia necessária. Não use aquecedores menores com ventiladores - eles não funcionarão corretamente nas voltagens que você está usando, portanto, selecione aquecedores radiantes sem ventiladores.

O bom disso é que você pode executá-los por períodos muito mais longos, não há água para substituir ou derramar (possivelmente causando queimaduras), eles são leves, fáceis de mover e armazenar e muito baratos, especialmente se você estiver disposto a comprar usado.

De uma direção diferente - as chamadas 'cargas simuladas' para testar equipamentos de rádio amador estão prontamente disponíveis. Como exemplo, o MFJ-250 (MFJ Enterprises) é avaliado em 1kW por 10 minutos e custa cerca de US $ 70. Esta é uma carga de 50 ohm. Sem afiliação, apenas a maior carga fictícia do primeiro catálogo que peguei.

Como Icy aponta, 2000W é de cerca de 42A a 48V. Isso é cerca de 1 ohm. Se você quiser se exercitar, eu não usaria nicrômio - muito caro e a resistência é muito alta.

Eu usaria arame de aço galvanizado.

De acordo com http://eddy-current.com/conductivity-of-metals-sorted-by-resistivity/, o ferro e o aço têm uma resistividade de cerca de 1E-7 ohm-metros, e o aço inoxidável está mais próximo de 1E-6 ohm-metros.

Portanto, 10m de fio de 1mm ^ 2 deve ter a resistência correta. Meça a resistência para ter certeza. Para evitar que as coisas fiquem muito quentes, eu usaria um fio mais grosso e mais comprido, ou vários em paralelo. Você pode colocar grandes grampos de fio do lado de fora ou enrolá-los em torno de um grande formador de concreto. Se você conseguir um fio revestido de plástico, poderá enrolá-lo em um tambor cheio de água.

O maior problema será terminar o fio sem que o calor afete as terminações. Solda-em terminações de cobre, talvez? Isso é menos problemático se você os tiver embaixo d'água, mas cuidado com a eletrólise. Além disso, certifique-se de não causar um curto-circuito na sua carga! (Acho que não é preciso dizer que você deve ter um fusível adequado em série com sua carga fictícia.)

Eu realmente gosto da idéia da chaleira. O problema é que, pelo seu perfil, você está na França (?) E as chaleiras na Europa são 240V e 120V, então você precisará de muito mais delas para uma bateria de 48V.

Eu criei minhas próprias bobinas de nicrómio espaçadas. Eles parecem bastante inócuos e parecem bem legais, mesmo quando você está a 1 cm deles. É somente quando você roça contra eles e se queima que você percebe como eles são quentes.

EDITAR

Eu tentei isso com um comprimento de 3m de fio galvanizado de 1,5 mm ^ 2 que eu tenho. A resistência medida foi de 0,2 ohms para 1 cm de comprimento e 0,6 ohms para 3 m de comprimento, portanto, a resistência da conexão é bastante importante. O aço não é fácil de soldar com solda de estanho / chumbo. Aparentemente, a solda de prata funciona bem, mas você precisa de um maçarico. Enrolar firmemente os últimos 30 cm de folha de alumínio é a minha última idéia de como finalizá-lo. Também tentei medir a resistência da minha cerca que está do lado de fora há anos e descobri que a conexão entre a sonda do medidor e a superfície desgastada do fio galvanizado tinha uma resistência de várias dezenas de ohms.

Isso mostra uma vantagem do nicrromo em relação ao galvanizado - é virtualmente não corroível, enquanto o galvanizado pode precisar de raspagem.

De qualquer forma, tendo estabelecido que a corrente não excederia 30 amperes, conectei cuidadosamente meus 3m de fio através de uma bateria de 12V. Foi possível segurar o fio por alguns segundos antes que ficasse muito quente. Decidi então que era hora de parar o experimento.

Talvez o método mais econômico seja submergir 14 metros (45 pés) de fio de cobre esmaltado de 0,5 mm (24 AWG) em uma banheira de água, para uma resistência de 1,15 ohms. As juntas de solda nos cabos mais grossos devem ser mantidas submersas e isoladas eletricamente da água para evitar o derretimento e / ou corrosão da engenhoca. Eu pessoalmente fiz isso com uma camada rápida de borracha de silicone sobre o metal exposto.

Eu usei esse método várias vezes sem problemas depois de me inspirar em um determinado vídeo do YouTube do canal mikeselectricstuff.