+40Vdc, +400Vdc, +4000Vdc Framtidens nät?

Om brand föreskrifterna gäller, så krävs nog behörighet. Men ett avsäkrat batteri, så tror jag inte behövs någon behörighet.

Nu verkar det bli så att ett 40 V system behöver dimensioneras för att tåla 60V.
Den spänningen börjar nog kännas i fingrarna.

Brandföreskrifterna har generellt ingenting med behörighetskravet att göra. Det är snarare associerat till vad som definieras som en starkströmsanläggning och en starkströmsanläggning är en anläggning för sådan spänning, strömstyrka eller frekvens som kan vara farlig för personer eller egendom.

Nu kommer spännings gränser förförbrukare.
Nedre spänningsgräns.
1.8V x 18 celler=32.4V för 36V system.

Övre spännngsgräns.
2.8333V x 24 celler=68V för 48V system.

12 och 24 V system har 10.8V och 32V som gränser. Det betyder att dom här gränserna fortsätter direkt.
Om prylarna går att använda på alla spännings systemen, så fins det en större marknad.

Har räknat på effekten på 48Vdc och ett D slutsteg och 4 ohms högtalare. Jag får det till 72W, men är inte säker. Rätta om jag har fel.
12V DC blir 7 W.

Hur räknar du då?
Låt oss anta att slutsteget är av så att säga enkel push-pull-typ, dvs att topp-till-topp-spänningen över högtalaren maximalt kan bli lika med matningsspänningen (alltså 48 V). Vi måste dra bort litegrann för bottenspänningsfall i sluttransistorerna + ev skyddsdioder och, i och med att det är klass D, övertonsfiltret på utgången, så säg att det kan bli som mest 40 V t-t över högtalaren. Då blir effektivvärdet hos växelspänningen över högtalaren 40 genom kvadratroten ur 8 , alltså 14,1 V. Effekten blir 14,1² / 4 = 50 W (eller snarare VA, det är inte självklart att högtalaren är en rent resistiv last).

Hej Torbjörn!
Jag får också 50W vid den spänningen, när jag räknar.
Det som stör mig är att jag inte får 7 W, som det ska vara i ett bil system, när jag räknar på det. Jag vill minnas att jag fick det på 70 talet när jag räknade.
((14,4V/2/√2)*2)/4ohm=6.48W.
Jag har som du påpekat, räknat med 100℅ verkningsgrad och resistiv last.

Anledningen till att man skriver 7 W är att man har mätt med slutsteget utstyrt till 10 % distorsion i form av klippning, och då finns det ju en del aktiv effekt med i övertonerna också. Dessutom har ju folk i billjudbranschen alltid varit bra på att avrunda mätvärden till sin egen fördel.

Till saken hör också att man i praktiken sällan har så hög spänning som 14,4 V i elsystemet i en bil. På en någotsånär modern bil (sent 70-tal och framåt) med temperaturkompenserad laddningsregulator kan man vänta sig den spänningen under de första minuterna efter en kallstart, men när allt i motorrummet är genomvarmt brukar spänningen hålla sig kring 13,8 V vid batteriet och en halv eller en volt lägre längst ut vid förbrukarna. Skulle man ständigt hålla 14,4 V på en bil som är i drift flera timmar per dag så skulle batteriet förstöras pga överladdning inom ett år.
En del bilar har ju mer eller mindre intelligent styrning av laddningsregulatorn efter driftförhållandena. Chrysler tog patent på en sådan lösning i början av 80-talet men skröt aldrig särskilt mycket över det, och när det patentet hade löpt ut drygt 20 år senare var många andra biltillverkare snabba att ta till sig tekniken, en del (bl a BMW) skröt väldigt mycket om saken.
Den där intelligenta styrningen går ut på att stänga av magnetiseringen till generatorn vid driftförhållanden då man vill spara motorns effekt till annat (t ex vid fullgas, om programvaran detekterar att det pågår en EU-körcykel för bränsleförbrukningsmätning, om motorn går på mycket låg tomgång och håller på att stanna), medan man däremot ökar spänningen i elsystemet och passar på att se till att batteriet verkligen blir fulladdat vid motorbromsning och andra tillfällen då det finns effektöverskott. Det förekommer också att man går upp till högre laddspänning än normalt en ganska lång tid efter kallstart, om spänningen sjönk onormalt lågt då startmotorn gick, vilket ju tyder på urladdat batteri.

P = U_RMS ^2 /R

Och U_RMS är = U_p-p/(2 * sqrt2)

Så P_{12V bilstereo} = 10,5V /2,83)^2/4ohm = 3,5 W

Och P_{stereo på 48V system} = (42V/2,83)^2/4ohm = 55W

Högtalaren är inte resistiv. Det är mycket som påverkar ljudet. Men mina Alto TS115W, har ett klass D slutsteg på 350W konternuerligt och 700 W i topp effekt. När jag köpte dom menade dom att dom är för små för reggae. Dom garanterar att dom räcker till mig och grannarna. Mina PC högtalare Harman Kardon, 20W och kostade ca 1200kr. Jag hade PA högtalaren hos grannen och stoppade PC högtalarna i Keyboard en. Grannen sa att det hördes att jag spelat. Så jag tror att den här effekten, vid 40V,borde räcka i dom flesta fall. Bil, lägenhet, båt.

Och om någon tror jag räknade fel kan ju i så fall kolla databladet för t.ex. TDA2003 eller valfri annan chipförstärkare för 12V.
På sid 4 ser ni att det blir 4W vid 10% distorsion (kraftig dist ) och 12V matning.
www.st.com/web/en/resource/technical/doc...sheet/CD00000123.pdf

Anledningen till att jag räknar på 10,5V är för att det blir någon PN-övergång i kretsschemat osv som gör det omöjligt att erhålla fullt 12V utgångssving.

Däremot är det sant att man kan få uppemot 14V i matning då motorn är igång, med drygt 5W uteffekt som max.



Vad man i praktiken gör för att få mer uteffekt ur en 12V strömförsörjning är att brygga två st förstärkare.
Då blir U_RMS = U_p-p/sqrt(2). För då skapar vi ingen nollpunkt vid 6V som förstärkarens utgång svänger runt.

Och då bli effekten vid säg 13V matning
P_{13V bryggat} 11,5V/1,41^2/4 ohm = 16,6 W.


På samma sätt ger bryggad förstärkare vid 48V också 4 ggr högre maxeffekt, dvs drygt 200W.

Är vi inte lite OT nu?

Electrum, dina siffror stämmer säkerligen.
Men i min bil har jag Hi preformance stereo anläggning. Den går det att öppna dörrarna på och ha fest i trädgården. Jag har inte fått fram vilken effekt det är på den. Mycket mer än 7W.

Sherlock Holmes skrev: Är vi inte lite OT nu?

Denna tråd har väl ungefär 3,2% som är on topic, resten offtopic ...

Electrum skrev:

---

Slutligen 4000VDC (eller AC).
Tja, jag vet inte riktigt vad denna spänning skulle ha inne i hus att göra?
Vad har vi normalt för största förbrukare? typ 9kW ...?
Med dagens nät - trefas 13A...

Med 4000VDC - 2,25 A.

Ja det är ju klart att det minskar ledningsarea, men ska det vara någon nytta får vi inte längre låsa oss till 1,5mm2 som minsta. Kanske det ska dras nedåt 0,25 mm2.
Eller så ska vi även här ha dubbla system i husen.
Men det dubbla systemet kommer kosta mycket mycket mer än att för några enstaka grupper använda grövre kabel.


Skulle man då kunna tänka sig ett 4000V-nät för lokal distribution, som förser ett helt kvarter, eller större med ström? Och denna spänning till varje hus?
Ja, det är väl inte helt omöjlig tanke. Men nu har vi 10.000 VAC, så då kan vi väl bara köra den spänningen rakt till husen. Det spelar nog ingen roll om det sitter en 4k/400V trafo eller en 10k/400V trafo på väggen eller stolpen vid huset.

Detta är ju likt det amerikanska systemet, med en trafo på stolpe bredvid varje hus.
Fördelen är att det blir mindre koppar i distributionsnätet, men nackdelen en jäkla massa transformatorer.
Och det insåg ju amerikanarna så dom hade ju inte råd med riktigt trefas och "riktiga" transformatorer, så det blev ju 240V med mittpunktsuttag in till husen istället, för att hålla ner kostnaden på transformatorerna.

Men detta system har ju självklart en styrka när det gäller utbredda samhällen, dvs ganska långt mellan husen, att städerna är stora i jämförelse med hur många hus det finns där. Stora tomter, typ.
Det är nog mer så i USA än i europa.

OK, ytterligare ett försök att komma på banan då ...

Skulle det vara intressant med antingen distributionsnät som går ända till husen med 3kV - 10kV någonstans?
Och vidare, är några kV något som vi är intresserade av att ha inne i husen - som första nation i världen?

Vi skiter i DC/AC just nu, om det inte är det som är avgörande för svaret på de två förra frågorna.

Likström går att lagra i batterier. Ska vi göra det på 4000V?. Tveksamt. Bättre ha diesel i en tank och starta generatorn.
Anledningen till 4kV är att jag inte tror på skenor till en elbil på 700V

Stefan Ericson skrev: Likström går att lagra i batterier. Ska vi göra det på 4000V?. Tveksamt. Bättre ha diesel i en tank och starta generatorn.
Anledningen till 4kV är att jag inte tror på skenor till en elbil på 700V

Omkring 700 V likspänning är ju beprövat sedan närmare hundra år som matningsspänning till trådbussar, spårvagnar, tunnelbanetåg mm. De flesta sådana anläggningar idag arbetar med mellan 600 och 850 V, förr fanns även 440 V. Likströmsjärnvägar för större avstånd brukar använda 1500 eller 3000 V, praktiskt taget aldrig mer än så.

I tunga hybrid- och dieselelektriska fordon brukar likspänningsmellanledet ligga kring 600-700 V.

Beträffande högtalares impedans så kan man räkna med att den som regel är någotsånär resistiv och lika med den uppgivna siffran vid ca 500-1000 Hz. Likströmsresistansen är vanligtvis 70-90 % av den uppgivna impedansen (och det innebär följaktligen att 70-90 % av den tillförda effekten bara blir värme i talspolens kopparförluster), omkring högtalarens resonansfrekvens blir det som regel en topp på kanske 5-10 gånger uppgiven impedans. Från ca 2 kHz och uppåt ökar impedansen sakta men säkert pga högtalarens läckinduktans, vid 20 kHz kan den vara många gånger högre än uppgiven impedans.

Om det rör sig om högtalarsystem med flera element för olika frekvensområde och passivt delningsfilter, så bestäms impedansens frekvensberoende också av hur delningsfiltret är gjort.

Förstärkartillverkare brukar alltid förutsätta att högtalare beter sig induktivt mot högre frekvenser, och vanligen finns ett RC-nät parallellt med utgången för att förstärkaren internt ska bli någorlunda resistivt belastad. I starkt motkopplade förstärkare, som ju är det vanliga i hifi-sammanhang idag, finns det risk för högfrekvent självsvängning utan ett sådant RC-nät, enklare förstärkare utan motkoppling eller med svag motkoppling (t ex högtalarförstärkaren i billig transistorradio från 60-talet) kan ge otrevligt mycket distorsion vid induktiv last.

4kV är lika med 100st 40V batterier.
400V är lika med 10st 40V batterier.
10 st 400V grupper motsvarar en 4000V.
100st 40V grupper motsvarar en 4000V.
Följaktligen är det bättre med 3ggr större batteri grupp på 40V. Mindre farlig , vid brand och kortslutning.
Följaktligen, bäst med batterier på 40V.

Maken till knepigare tråd får man leta efter, dock komisk, om än lyteskomik.
Stefan kör en monolog och de som har inlägg i den får knappt nåt gensvar utan han fortsätter pladdra på mer eller mindre osammanhängande.
Leder absolut ingenvart men som sagt, lite smålustigt att läsa emellanåt och det får man väl tacka för.:tummeupp: