convertire un generatore a benzina a GPL

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convertire un generatore a benzina a GPL

Messaggio da badgir » 28 dic 2020, 20:05

La notte tra 20 e 21 dicembre, per chi raccoglie l'energia dal sole, segna sempre il punto di svolta. Dopo il solstizio invernale non può che migliorare. Tuttavia, anche il più fanatico offgridder difficilmente può fare a meno di qualche aiuto "fossile" per rimediare alla scarsa produzione di elettricità dei giorni bui di questa stagione.

Nel 2019 avevo comprato un piccolo gruppo elettrogeno a 4 tempi, formato valigetta e fabbricazione cinese, vagamente un clone del Honda EU1000i:

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Campeon 950i (https://www.campeongroup.es/es/motores-termicos-electrobombas/cf/grupo-electrogeno-g950i-2089-info)

Piuttosto rumoroso, ha comunque egregiamente fatto il suo lavoro, per ricaricare le batterie nei giorni di necessità, dopo un accensione di 1-2 ore. In tutta la stagione invernale 2019/2020 ho consumato poco meno di 20 l di benzina (4 ricariche da 5 l).
Purtroppo, in autunno non è più ripartito. Non essendo pratico dei motori a scoppio, avevo lasciato la benzina nel motore. Questa si era deteriorata e ha rovinato gli anelli di tenuta, così che il cilindro non fa più depressione. L'ho portato dal meccanico, ma nulla da fare. Data la costruzione compatta, bisognerebbe smontare completamente il motore per sostituire questi anelli. Il meccanico, avendo tempo avrebbe fatto questo lavoro...

Nel frattempo ho dovuto provvedere ad un altro generatore. Ho preso uno leggermente più grande, potenza massima 1800 W, anche questo, come già il modello precedente, con inverter e accensione a strappo.


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Böhmer AG 2500i (https://unionmart.co.uk/product/portable-camping-generator/)

Questa volta però ho optato per un modello a design classico, dato che per un installazione stazionaria non serve un modello a valigetta. È di fabbricazione cinese e veniva spedito dalla Gran Bretagna.

Devo specificare che uso il gruppo unicamente per il ricarico delle batterie. L'inverter/regolatore di carica del mio impianto (Mppsolar PIP-MS 2424) ha un ingresso apposito per un gruppo elettrogeno. Teoricamente riesce anche a limitare l'assorbimento di corrente in caso di carica delle batterie, per evitare che il generatore vada in sovraccarico. Comunque, se si accende un'utenza che assorbe di più, questo limite non viene rispettato e il gruppo o va a folle o si spegne. Preferisco quindi non accendere alcuna utenza pesante durante il funzionamento del generatore.

Dall'esperienza negativa del primo generatore ho deciso però di convertire la macchina a GPL, per non ritrovarmi di nuovo con la benzina che distrugge il motore fermo. Questa conversione vorrei descrivere brevemente:

Generalmente i motori a benzina a 4 tempi possono funzionare anche a GPL senza dover cambiare nulla al motore. Bisogna soltanto trovare un modo per fare entrare la miscela gas/aria nel cilindro. Qui ci sono varie soluzioni:

- modifica del carburatore esistente (sostituzione iniettore) per un funzionamento solo GPL - soluzione di bricolage piuttosto semplice
- sostituzione del carburatore con uno apposito che consente l'esercizio a benzina o a GPL - ne esistono vari kit cinesi su aliexpress al costo di poche decine di Euro.
- iniettore ausiliare per il GPL, da inserire tra filtro dell'aria e carburatore - anche qui esistono kit già pronti e di facile montaggio. Può però incontrare difficoltà di spazio se non c’è lo spessore necessario tra filtro dell'aria e carburatore. Potrebbe quindi richiedere modifiche al telaio del gruppo.

Tutte le installazioni richiedono comunque l'installazione di un polmone. Questo fa si che il motore aspira il gas e - in caso di spegnimento accidentale - questo non continua ad affluire nel carburatore con conseguente rischio di esplosione. Infatti, il polmone interrompe immediatamente l'afflusso del GPL se il motore si spegne. Per avviare la macchina, si spinge un apposito bottone sul polmone che fa uscire un po di gas nel carburatore e si tira lo strappo dell'avviatore. Il motore parte subito.
Esistono anche polmoni con elettrovalvola per generatori ad avvio elettrico. Il polmone può essere montato o direttamente sul riduttore di pressione sulla bombola, oppure sul telaio del generatore.

I kit cinesi includono un tale polmone. Ma non so se sono affidabili. Ho quindi ordinato un polmone di fabbricazione USA dalla Gran Bretagna (costa circa 100 €)

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Century C-039-122
https://www.geargb.co.uk/product/3011-CENT-21923/Century_Low_Pressure_Regulator_-_KN_Type_12_Orifice

Le marche raccomandate sono Garretson/Century/Impco.

Ho optato per la prima soluzione, adeguando il carburatore. La modifica del carburatore è stata piuttosto semplice, una volta individuato un iniettore adatto. Questo è forse il punto più difficile, perché ogni generatore/carburatore è diverso e non ci sono ricette universali.

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Prima di procedere alla modifica ho fatto diverse ricerche in internet, trovando un simpatico blog di un tecnico inglese

https://petepowerblog.wordpress.com/lpg-propane-conversion-of-petrol-generators-explained/

che spiega in maniera eccellente tutto sulla conversione dei gruppi elettrogeni a GPL. L'autore, Peter Noble, mi ha consigliato di trovare un getto con un apertura di 2,3 mm, che sarebbe stato adattato alla dimensione della mia macchina. Trovare un pezzo con la filettatura adatta al carburatore (nel mio caso 6 mm) e un attacco per il tubo del gas non è stato facile, perché non esiste nulla di specifico in commercio, almeno in Italia.

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Alla fine ho trovato per caso un adattatore per gonfiare i gommoni, con le misure perfette ed in ottone, proprio come serviva, il tutto al prezzo di pochi Euro. (https://www.valex.it/it/prodotti/testine-di-gonfiaggio-3-pezzi)

Da qui il lavoro di conversione è stato semplice e veloce:

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Ho montare il polmone con un manicotto su un riduttore di pressione (pezzo standard che si trova in fermenta, con filettature su ambedue i lati) che va sulla bombola a gpl. Poi ho montato un gomito e una flangia sull’uscita del polmone. Per tutte le connessioni ho usato il teflon.

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Infine ho connesso un tubo GPL da 2 metri alla flangia e fissandolo con una fascetta, e dall'altra parte sull'iniettore, avvitato a sua volta al carburatore.

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Dal carburatore ho rimosso il vecchio iniettore (per la benzina) e il galleggiante sottostante (vedi i pezzi superflui nella foto), ho chiuso il foro della benzina con silicone resistente al calore - che ho spalmato anche sulla filettatura del getto per fare si che non si allenta dalle vibrazioni del motore.

Con due fissacavi ho fissato il tubo del gas al telaio, per evitare che grava direttamente sulla fascetta e sul carburatore.
Il primo avvio è stato semplicissimo: pochi colpi di gas dal polmone, spingendo l'apposito bottone su di esso, tirato lo strappo e voilà, il motore parte. All'inizio manca qualche scoppietto, ma dopo 2-3 minuti il motore gira uniforme e si può attaccare il carico elettrico. Non ho fatto alcuna regolazione sul carburatore, dato che non me ne intendo di motori a scoppio (non ho automobile ne patente). Ma dal rumore sembra che giri bene. Probabilmente, facendo regolazioni fini sul carburatore, si potrebbe ottimizzare il rendimento. Ma non saprei proprio come regolarmi.

Il choke sul carburatore non serve - rimane sempre in posizione aperta. Nei motori a benzina questo va chiuso per l’avvio in modo da aspirare un po’ di benzina nel carburatore e riaperto appena il motore è partito. Ma il gas, spingendo il bottone sul polmone, ci entra da solo. Quindi, niente choke.

Il generatore ha due prese inglesi, ma entrano anche le spine piccole italiane. Lo faccio girare in modalità economy. Carica con ca 650 W. Finora funziona tutto bene, l'ho usato 3-4 volte, facendo lavorare la macchina per 2-3 ore.

Non ho per ora misurato la tensione in uscita, perché con la spina inglese, i vari adattatori e il misuratore verrebbe fuori una connessione molto labile. Comunque, la spia rimane nel verde i l'impianto mio sembra ben digerire la corrente, senza sfarfallio alle lampadine o sbalzi di tensione. Il generatore adegua i giri del motore alla potenza erogata, azionando un servomotore sul carburatore che regola una valvola di dosaggio della miscela. Accendendo p.e. la lavastoviglie, il motore gira molto più forte, facendo anche più rumore. In modalità economy invece non si sente in casa. Per spegnere il gruppo si chiude il rubinetto del gas sulla bombola per interrompere l'afflusso di gas. Non si usa l'interruttore elettrico sul gruppo. Lo lascio semplicemente in posizione on .

Vantaggi del GPL su benzina:
- nessuna emissione nociva nell'esercizio, nessuna esalazione cancerogena di benzina, minore emissione di CO2 e - si spera - nessun deposito di benzina vecchia o altri residui ed avvio semplice anche dopo un lungo periodo di fermo.
- il GPL è disponibile un po’ d’ovunque, in bombole da 10, 15 o 25 kg. I prezzi variano notevolmente. Io ho pagato 22.50 € (più 5 di deposito per la bombola) per 15,6 kg di GPL, facendo portare la bombola da un amico che si rifornisce presso un distributore fuori città. Dal bombolaro in centro – che però porterebbe le bombole in casa e le connette anche all’impianto – la stessa quantità di GPL costerebbe 32 €. In ogni caso, la bombola di GPL nella distribuzione è più pulita e meno pericolosa di una tanica di benzina.
- nell’esercizio, il GPL è più sicuro perché non si infiamma cosi facilmente come la benzina (ci vuole la giusta miscela aria/gas). Tuttavia, necessità di aria come qualsiasi combustione, quindi meglio usare la macchina all'aperto o comunque in un locale ben ventilato. Il mio generatore sta in un ex pollaio, con la porta aperta quando è in funzione.

Immagine

Svantaggio rispetto al motore a benzina: ingombro bombola, perché non si può usare il serbatoio del gruppo. Ma non è un problema se l'installazione è stazionaria. Ho attaccato un bombola da 15 kg. Su i consumi non ho ancora esperienze. Dovrebbero essere simili alla benzina. Pare che nelle macchine più grandi si ha anche un risparmio. Il rumore è secondo me uguale al funzionamento a benzina, almeno paragonandolo col vecchio generatore. Ho usato lo stesso olio motore indicato per l'esercizio a benzina e non ho cambiato la candela. Dal momento che ho fatto funzionare la macchina sin dall'inizio a GPL, solo il tempo mostrerà se non ci saranno problemi.

Altro articolo interessante che spiega come fare la conversione a GPL di un generatore:

https://theepicenter.com/blog/generator-propane-conversion/

Altre foto del mio impianto che in 6 anni di distacco dalla rete ENEl ha subito diversi aggiornamenti ed ampliamenti. La descrizione originale andrebbe quindi aggiornata...

Breve video del generatore in funzione
Ultima modifica di badgir il 28 dic 2020, 20:44, modificato 1 volta in totale.

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Re: convertire un generatore a benzina a GPL

Messaggio da Ferrobattuto » 28 dic 2020, 20:38

Bel lavoro, congratulazioni.
E grazie per le chiare spiegazioni, complete di foto e dei link necessari.
Tienici informati per favore sul funzionamento futuro e sulle eventuali evoluzioni del tuo sistema.
Sono interessato anche io perché ho un vecchio generatore a benzina ex militare che beve come un ubriacone. Probabilmente con la conversione a GPL funzionerebbe ugualmente bene me consumerebbe di meno.
Tra l'altro, anche come dici tu, stoccare una bombola di gas forse è meno pericoloso che tenere in giro una tanica di benzina.
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Re: convertire un generatore a benzina a GPL

Messaggio da badgir » 28 dic 2020, 21:31

Ferrobattuto ha scritto:
28 dic 2020, 20:38
Sono interessato anche io perché ho un vecchio generatore a benzina ex militare che beve come un ubriacone. Probabilmente con la conversione a GPL funzionerebbe ugualmente bene me consumerebbe di meno.
Manda una foto del carburatore. C'è anche un iniettore regolabile della impco (https://centuryfuelproducts.com/2f-229-spud-tube), che consente di regolare l'afflusso di gas. Ovviamente bisogna vedere se entra nel buco centrale del carburatore. Comunque, con un po' di bricolage si trovano sicuramente tante soluzioni. Non so se il regolatore di pressione sulla bombola consente di regolare anche l'afflusso di gas. Per me è un mondo un po' sconosciuto.

I kit americani (p.e. nashfuel) - venduti su ebay o su alcuni siti inglesi - sono piuttosto cari, con prezzi tra 150 e 200 €. Non so se vale la pena per un vecchio generatore.

Oppure provi con uno dei kit cinesi su aliexpress, vedi p.e. qui
Visto il costo basso del kit, vale sicuramente l'esperimento se hai la pazienza di aspettare un mese per la spedizione. Le sigle 168F, 170F ecc si riferiscono ai generatori della Honda. Basta quindi individuare la potenza del proprio generatore e cercare il modello più simile della Honda per trovare un kit di dimensione adatta.
Tra l'altro, anche come dici tu, stoccare una bombola di gas forse è meno pericoloso che tenere in giro una tanica di benzina.
Non c'è dubbio. Di sicuro non si deteriora neanche dopo un anno.

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Re: convertire un generatore a benzina a GPL

Messaggio da Ferrobattuto » 29 dic 2020, 13:12

Il carburatore è uno di quei cosi antidiluviani che si usavano durante la II° G.M. Pensa che ha addirittura un solo getto regolabile tramite una vite a spillo, in modo da regolare la quantità di benzina ottimale sotto carico e a caldo. Non c'è vite di regolazione per la miscela aria e benzina ne per il massimo ne per il minimo.
Sono arcisicuro che non esistano kit per quel tipo di carburatore.
Il motore gira a regime costante tramite un regolatore centrifugo, ma in pratica è fatto per funzionare quasi esclusivamente sotto carico. Per uso militare si usava in genere nelle emergenze o in uso campale stazionario.
Le foto del trabiccolo sono qui: https://www.faidateoffgrid.org/viewtopi ... t=20#p1320
Il buono è che il generatore è separato e accoppiato con cinghie e pulegge, potrei metterci qualsiasi motore, anche se per ragioni mie preferirei usarne uno a gasolio. Quello che c'è è da 8HP, ma cavallo più cavallo meno andrebbe bene qualsiasi motore.
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Re: convertire un generatore a benzina a GPL

Messaggio da badgir » 29 dic 2020, 20:56

Ferrobattuto ha scritto:
29 dic 2020, 13:12
Il carburatore è uno di quei cosi antidiluviani che si usavano durante la II° G.M. Pensa che ha addirittura un solo getto regolabile tramite una vite a spillo, in modo da regolare la quantità di benzina ottimale sotto carico e a caldo. Non c'è vite di regolazione per la miscela aria e benzina ne per il massimo ne per il minimo.
Mi sembra un'ottima premessa. Se ti va bene non devi nemmeno cambiare nulla. Fai entrare il gas al posto della benzina e regoli direttamente l'afflusso di gpl con la vite di regolazione esistente.
Sono arcisicuro che non esistano kit per quel tipo di carburatore.
In linea di massima non serve, a parte il polmone che, però, non è specifico per un modello.

Non so cosa succede se lo provi direttamente senza polmone - ovviamente tenendo una mano sul rubinetto del gas della bombola. Forse in due persone si riesce a sperimentare il tutto. Ovviamente bisogna intervenire manualmente in casi di spegnimento del motore per non saltare in aria...
Il motore gira a regime costante tramite un regolatore centrifugo, ma in pratica è fatto per funzionare quasi esclusivamente sotto carico. Per uso militare si usava in genere nelle emergenze o in uso campale stazionario.
Le foto del trabiccolo sono qui: https://www.faidateoffgrid.org/viewtopi ... t=20#p1320
Il buono è che il generatore è separato e accoppiato con cinghie e pulegge, potrei metterci qualsiasi motore, anche se per ragioni mie preferirei usarne uno a gasolio. Quello che c'è è da 8HP, ma cavallo più cavallo meno andrebbe bene qualsiasi motore.
Bel bestione. Per caricare delle batterie potrebbe andare anche bene.

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Re: convertire un generatore a benzina a GPL

Messaggio da Ferrobattuto » 29 dic 2020, 22:08

No, senza polmone non mi azzarderei. Però l'idea di provare mi solletica abbastanza.
Naturalmente mi servirebbe solo per caricare le batterie, anche se così com'è per prova ci ho alimentato tutta la casa.
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Re: convertire un generatore a benzina a GPL

Messaggio da badgir » 31 dic 2020, 19:58

Ferrobattuto ha scritto:
29 dic 2020, 22:08
No, senza polmone non mi azzarderei. Però l'idea di provare mi solletica abbastanza.
Per fare delle prove potrebbe anche andare - ovviamente tenendo la macchina sotto stretta osservazione.

Almeno in questo video sembra funzionare:


Qui un video con una prova su una motozappa:

(da notare il filtro dell'aria!)

Almeno potresti verificare se vale la pena comprare un polmone o meno.

Il polmone da solo (gaskit) si trova anche a prezzi più convenienti:
https://www.ebay.it/itm/Natural-Gas-LPG ... SwzrxUxBvL

Ho comunque l'impressione che il polmone in se faccia già una regolazione del flusso di gas, ovvero più il motore "succhia" più aumenta il flusso di gas. Non sembra essere solo una semplice valvola on/off.

Ecco il link al manuale, che contiene anche lo schema elettrico:
https://unionmart.co.uk/instructions_pd ... l-v1.1.pdf
Naturalmente mi servirebbe solo per caricare le batterie, anche se così com'è per prova ci ho alimentato tutta la casa.
Facendo le prove con il mio generatore, ho visto che tiene la tensione anche cambiando i giri a secondo il carico elettrico. Ha però un inverter sinusoidale e una regolazione elettronica complessa. Con un generatore non regolato rischi di sparare i dispositivi elettronici più sofisticati.

Buon anno 2021! Speriamo che sia meglio del 2020 (che faceva proprio schifo)

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Re: convertire un generatore a benzina a GPL

Messaggio da Ferrobattuto » 1 gen 2021, 18:07

In effetti è il polmone ad effettuare la regolazione della quantità di gas che il motore assorbe, in base allo sforzo e alla relativa depressione che si forma nel condotto di aspirazione variando l'apertura della farfalla. Questo succede anche negli impianti a gas delle auto.
Per questo dico che senza polmone non lo userei. Anche perché la regolazione dell'apertura della farfalla del motore che ho io è completamente meccanica, con un sistema centrifugo abbastanza semplice. La stabilità dei giri e perciò della tensione e della frequenza è conseguenza di questo. Qualche herz o qualche volt di scarto non fanno problemi, cosa questa che con un generatore inverter non avviene, ma naturalmente deve potersi regolare il flusso del gas in base allo sforzo del carico.
Comunque penso che rimanderò le prove a primavera, quando potrò lavorare fuori.
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Re: convertire un generatore a benzina a GPL

Messaggio da badgir » 13 gen 2021, 0:01

Qui alcuni aggiornamenti:

Il generatore ha avuto una base per non saltare quando d'improvviso aumenta i giri

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La "torre" dei vari adattatori per passare dalla presa ad attacco piccolo a quello grande si è prontamente surriscaldata e fusa. Quindi ho fatto una piccola ciabatta, tutta con materiale di riciclo, dotandola anche di interruttore per attaccare il carico non appena il motore si è un po' scaldato

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La prima bombola sta per finire: a causa della condensa si vede bene quanto gas liquido è ancora rimasto.

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Per avere un idea di quanta energia posso tirare fuori da una bombola, ho installato un contatore (roba cinese, da amazon). Misura corrente, tensione, frequenza, energia e cosPhi. E somma l'energia prodotta. Oggi ho cominciato con una nuova bombola. In un ora il generatore ha prodotto ca. 900 Wh.

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Una bobina intorno ad un filo rileva il flusso di corrente. Siccome è un circuito chiuso in se stesso, dovrebbe funzionare in maniera uguale su neutro o fase (o sbaglio?).

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... a seguire

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Re: convertire un generatore a benzina a GPL

Messaggio da Ferrobattuto » 13 gen 2021, 13:27

Se l'impianto che hai realizzato non è connesso alla terra (visto che non sei connesso alla rete enel) in teoria dovrebbe essere la stessa cosa. In questo caso un polo va e un polo viene.....
Se l'impianto (come mi sembra di ricordare) è un'isola "pura", ossia non si appoggia alla rete elettrica neanche nei casi di emergenza, NON conviene connettere uno dei poli della 230 alternata alla terra. Lasciando scollegato non si rischiano scosse elettriche ne perdite, invece collegando un polo alla terra si. Insomma, lasciando scollegato da terra il tutto non ci serve il "salvavita", non si rischiano scosse elettriche a meno di toccare contemporaneamente entrambi i poli.
Dalla foto sembra che il toroide di misura lo abbia realizzato tu, sbaglio? Nel caso sia così, ce lo descriveresti per favore?
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Re: convertire un generatore a benzina a GPL

Messaggio da badgir » 14 gen 2021, 16:04

Ferrobattuto ha scritto:
13 gen 2021, 13:27
Se l'impianto che hai realizzato non è connesso alla terra (visto che non sei connesso alla rete enel) in teoria dovrebbe essere la stessa cosa. In questo caso un polo va e un polo viene.....
Se l'impianto (come mi sembra di ricordare) è un'isola "pura", ossia non si appoggia alla rete elettrica neanche nei casi di emergenza, NON conviene connettere uno dei poli della 230 alternata alla terra. Lasciando scollegato non si rischiano scosse elettriche ne perdite, invece collegando un polo alla terra si. Insomma, lasciando scollegato da terra il tutto non ci serve il "salvavita", non si rischiano scosse elettriche a meno di toccare contemporaneamente entrambi i poli.
Si, l'impianto è ad isola a tutti gli effetti. La cosa mi era nota. Non ho collegato il neutro a terra, ma non so cosa succede all'interno dell'inverter/regolatore di carica (che uso comunque solo sull'ingresso generatore - per i pannelli ho un regolatore di carica separato, collegato direttamente alle batterie). Dal momento che nessun polo del circuito solare ha contatto verso terra, rimane solo l'incognita del circuito interno dell'inverter per sapere se c'è un ponte fra terra e neutro. Non ho fatto alcuna prova - basterebbe applicare un voltometro fra ciascuno dei poli e la terra per verificare. Comunque, chiudo l'alimentazione ogni volta che intervengo sull'impianto elettrico, anche perché permane il rischio di toccare accidentalmente i due poli in contemporaneo.

Ho tuttora il salvavita installato in quanto già presente da prima. Ha quindi solo funzione di interruttore generale. Sarebbe anche del tutto superflua la terra in tutti i collegamenti, ma continuo a mantenerla nell'impianto.
Dalla foto sembra che il toroide di misura lo abbia realizzato tu, sbaglio? Nel caso sia così, ce lo descriveresti per favore?
No, viene fornito insieme allo strumento di misurazione. Ho fatto prima una prova con una lampadina per vedere se il verso era giusto. Dal momento che ha subito segnato valori credibili, l'ho inserito nel circuito con lo stesso verso. Ora non so se girandolo possa dare valori errati o non segnare proprio. Qui le mie nozioni di elettrotecnica si fermano...

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Re: convertire un generatore a benzina a GPL

Messaggio da Ferrobattuto » 15 gen 2021, 21:20

Nel toroide di misura scorre corrente alternata, altrimenti non ci sarebbe induzione magnetica. In pratica è un trasformatore, il filo che ci passa dentro (che in effetti deve essere uno solo dei poli) è il primario, l'avvolgimento che va allo strumento è il secondario, e l'anello toroidale di materiale ferromagnetico ne è il nucleo. Un congengo così in corrente continua non funziona, nel scondario non si forma nessuna corrente indotta. Hai fatto bene a connetterlo con il verso segnato, ma molto probabilmente collegandolo al contrario funzionerebbe nello stesso modo.
Alcuni inverter hanno i due poli di uscita dell'alternata connessi alla carcassa e alla terra tramite due resistenze di valore altissimo, milioni di Ohm. Probabilmente consentono alle infinitesimali correnti vaganti di dissiparsi a terra. Altrettanto probabilmente collegando un tester digitale tra uno qualsiasi dei poli di uscita e la carcassa metallica dell'inverter potresti misurare una tensione alternata pari a circa la metà della tensione d'uscita. Però se sul manuale d'uso e installazione non c'è scritta l'obbligatorietà di connettere la carcassa dell'inveter a terra, è meglio non farlo.
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