COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

[Fabi]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Was heute schon deshalb nicht mehr funktioniert, weil die Elektronik für die Automatik ein ganz kleines bisschen Saft braucht.

Fabi

 

[mbi03]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Hallo Florian,

Also wenn die Lampe am Nabendynamo aus ist, liegen am Schalter doch die vollen rund 1V/km/h vom Dynamo - also bis zu 100V - an. Die Spannungsbegrenzung ist doch typischerweise in den Lampen eingebaut und sicher erst hinter dem Schalter angebracht.

Diese Dynamos haben ihre Zulassung immer nur mit einem dazugehoerigem Speziellem Anschlusskabel, in dem die antiparalellen Z-Dioden zur Spannungsbegrenzung eingebaut sind, und genau das ist auch der Grund warum.
Andere haben die Z-Dioden dirkt im Dynamo eingebaut.

Daß bei ausgeschaltetem Licht der Dynamo kurzgeschlossen wird glaube ich erst, wenn das jemand nachgemessen hat. Anders läßt sich die Spannung bei ausgeschalteter Lampe jedenfalls kaum sinnvoll begrenzen.

Warum wohl wird das mit den Spannungsbegrenzern wohl gemacht?

Mir ist auch völlig schleierhaft, wie du auf den Wert von 180V kommst. Bei 1V/km/h wird für die meisten wohl bei 80V Schlusss sein und die Zündspuleneffekte beim Schalten des Dynamos erzeugen sicher Spannungen die noch ein, zwei Größenordnungen drüber liegen.

Es ist ja hier ausdruecklich NICHT von Klauenpolgeneratoren die Rede, die haben ihre maximalen Wirkungsgrade zwischen 5 und 15Km/h, und regeln sich ueber ihre Inneren Verluste, der Wirkungsgrad faellt bei 50Km/h ja unter 10% selber ab.
Moderne, besonders die Eisenlosen Seitenlaeufer fahren mit erheblich hoeheren Drehzahlen ... Der Lightspin macht ohne Elektronik, und ohne die
Begrenzerdiode auch im Leerlauf 175V bei 50Km/h dieser Dynamo hat auch genau dort, seinen hoechsten Wirkungsgrad (immerhin 93%).
Also regelt sich der selber nicht herunter.

Mir ist auch nicht ganz klar, wo du deine 30W Ausgangsleistung bei 50km/h her nimmst, wenn aktuelle Dynamos da nur ca. 10W mechanische Eingangsleistung benötigen.

Ich weiss wirklich nicht, wo Du diesen Wert hernimmst.
10W mechanische Energie, irgendwo zwischen 5 und 15Km/h, genau am Punkt des hoechsten Wirkungsgrades, da bringt der Dynamo 6V/3W und benoetigt incl. mechanischer Verluste etwa die von Dir genannten 10W.
Aber wirklich auch nur dort !!!

Bis zu 50Km/h muss der Wirkungsgrad von 30% bei 5Km/h bis auf weniger als 10% bei 50Km/h fallen, und zwar zwingend damit am Ende auch bei 50Km/h nur 6V/3W rauskommen, sonst wuerden Dir die Birneln, und genau auf die minimale Gluehobstbeleuchtung beschraenkt sich die Zulassungsvorschrift durchbrennen. Egal was Du fuer leuchten anbaust, eine simple Gluehobstbeleuchtung MUSS ohne zusaetzlichen Aufwand
stoerungsfrei funktionieren, das ist ja der Sinn hinter der TA-24.

Hast Du aber einen Wirkungsgradverfall von 30% auf 10% musst Du fuer die 3W elektrisch nicht 10W sondern 30W mechanisch aufbringen.
Da hilft kein Wuenschdirwas ... das ist Realitaet !

Bei einem Permanent erregte Generatoren haben einen maximalen Strom, den die erzeugen können, weil das vom Strom induzierte Magnetfeld, das Erzeugerfeld aufhebt. Ja, zusätzlich steigen noch die Verluste, weil der Klauenpolgenerator sehr viel ungünstig geformtes Eisen ummagnetisieren muss. Aber die elektrisch entgommene Leistung ist bei fester Spannung begrenzt. Da das Magnetfeld zusammen bricht, wird die "fehlende" Leistung nicht verheizt, sondern entsteht erst gar nicht, weil durch das abgeschwächte Magnetfeld, das Drehmoment einbricht. Der sinkende Wirkungsgrad liegt nur an den weiter linear steigenden Verlusten, die in Relation zur konstant bleibenden Ausgangs-Leistung gesetzt werden.

Ueber den Klauenpolgenerator muessen wir nicht weiter reden, der regelt sich als Stromquelle selber, weil die Verluste in etwa um den selben Faktor steigen wie die Spannung und damit die Leistung steigen wuerde.

Moderne Dynamos, muessten auf alle Faelle eisenlose, oder wenigstes pollose Maschinen sein, man will ja auch die Polfuehligkeit und die Eisenverluste loswerden.

Aergerlicherweise hat man nun das Problem, das man die Verluste, die man im Klauenpolgenerator im inneren eingebaut hat nun aussen erzeugen muss.

Schoen ist, das man die Wahl hat, diesen Betrag wenigstens in einen Akku zu laden, aber wenn der voll ist, muesste man den Generator entweder mechanisch abkoppeln, oder damit beginnen den Ueberschuss extern zu verheizen.

Würde man die entnommene Leistung durch linear ansteigende Spannung mit der Drehzahl steigern, müßte der Wirkungsgrad annähernd konstant bleiben. Und ja, dann sind wir bei deinen 30W bei 50km/h.

Ha! genau das ist die Krux, der Klauenpolgeneratoren. Durch die inneren Verluste sinkt der Wirkungsgrad, je schneller er sich dreht.
Die in den Verlusten verheizte Energie must Du natuerlich mechanisch reinstecken, sie kommt halt nicht elektrisch raus, sondern als Waerme.

Würde man die Eisenverluste um den Faktor 10 reduzieren können, hätte man einen sehr schönen, effizienten Dynamo, der trotzdem noch die geforderte Kurve einhalten könnte (aber wohl nicht mehr die gewünschten Abmessungen und dann evtl hohe Kupferverluste hätte).

Und das ist ja Dein Trugschluss, Die Spannung wurde mit der Drehzahl steigen, genauso die Leistung ... Stromquellenkennlinie ade' ...
Die Leistung kannst Du nur regeln indem Du die Uberschuessige Leistung entweder anderweitig nutzt, oder aber verheizt.
Regelst Du, z.B. mit einem Schaltregler, dann erscheint der Verbraucher fuer den Generator noch hochohmiger, und die Spannung steigt zusaetzlich, ich betrachte mal der Einfachheit halber moderne eisenlose Generatoren mit Wirkungsgraden zwischen 97-99% wie Ideale Generatoren ...
Du kannst den Spannungsanstieg nur im Griff behalten wenn Du einen Regler verwendest der die Ueberschussenergie verheizen kann, und das ist dann bei Licht aus 100%, die Du dann natuerlich wenn Du nicht mechanisch trennst, auch mechanisch reinpumpen musst.

Das ist bei den Klauenpolgeneratoren nicht anders, aber die haben den Energievernichter ja bereits intern eingebaut.
Schaltest Du bei 5Km/h das Licht aus musst Du zwar weniger mechanische Energie aufwaenden, aber die 7W von den 10W verbraucht er trotzdem, intern um seine Veluste zu bedienen.

Und bei 50Km/h bremst Dich Dein Dynamo mit 27W, das ergibt sich zwingend aus der TA-24 ... es geht nicht anders.
Bei vielen Dynamos ist es sogar guenstiger sie bei Licht-Aus kurzzuschliessen, weil dann ein Gegenfeld aufbaut wird und er weniger Energie in die Internen Verluste pumpen kann. Aber ~5W im Optimum und ~20W bei 50 bleiben trotzdem an Dir kleben.

Ich denke die Loesung, wird am Ende so aussehen koennen, das man eine magnetische Kupplung einbaut, die den Dynamo mechanisch trennt
wenn die Spannung den Grenzwert den die Elektronik verarbeiten kann ueberschreitet. Aehnlich wie beim Forumslader, wo ein Thermoschalter die Elektronik abklemmt wenn der Dynamo mehr als 22V erreicht und die Z-Diode warm wird. statt einem Relais kann das natuerlich auch eine
Magnetkupplung sein, der Haltestrom einer solchen Kupplung ist aeusserst gering, ca. 200mW und die faellt nur solange an wie der Dynamo dauerhaft
mehr erzeugt als verbraucht werden kann. Im Momment de Trennens zieht die Kupplung allerdings fast 1W, aber das erzeugt ja der Dynamo auch noch selbst, das muss noch nicht aus dem Puffer kommen.

mfG
Matthias

 

[Nobbi]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Und bei 50Km/h bremst Dich Dein Dynamo mit 27W, das ergibt sich zwingend aus der TA-24 ... es geht nicht anders.

ich weiß ja nicht, wo Du Deine Dynamos herbeziehst und wie Du misst. Andere Leute messen an real verfügbaren permanentmagnetgeneratorbasierenden Dynamos bei angeschlossenem 12Ohm Glühobst bei 50km/h eine Leistungsaufnahme von 10W bei 7V/4W Leistungsabgabe, ergo Wirkungsgrad 40%. (Bei Licht aus und 50km/h gemessene Leistungsaufnahme 3W). Vor 6 Jahren waren die Messwerte der besten gemessenen Dynamos nicht signifikant schlechter. Vermutlich hoch illegal was alles so in den Handel kommt. Sogar ganz ohne integrierten Schaltregler

Gruß,

Norbert

 

[Schnellstester]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Hallo Florian,

Diese Dynamos haben ihre Zulassung immer nur mit einem dazugehoerigem Speziellem Anschlusskabel, in dem die antiparalellen Z-Dioden zur Spannungsbegrenzung eingebaut sind, und genau das ist auch der Grund warum.

Man kann also einen Dynamo zulassen, indem man ein für die Zulassung wichtiges Bauteil als Zubehör gegen Aufpreis anbietet? Dann kann ja jeder beliebige Dynamo mit einer 3kg schweren Kennlinienkorrekturbox geprüft werden, die sich hinterher ebensowenig Leute kaufen wie das Spannungsbegrenzungskabel des SON.

Ueber den Klauenpolgenerator muessen wir nicht weiter reden, der regelt sich als Stromquelle selber, weil die Verluste in etwa um den selben Faktor steigen wie die Spannung und damit die Leistung steigen wuerde.

Jetzt weiss ich wie du auf diese abstrusen Zahlen kommst. Die Differenz aus Leerlaufspannung und der Spannung an der Lampe bei einer bestimmten Geschwindigkeit wird doch nicht als Verlustleistung verheizt. Ein Dynamo generiert eine Wechselspannung von ca. 1V/km/h, die in Frequenz und Amplitude linear mit der Geschwindigkeit steigt. Der Klauenpolgenerator hat als besonderheit eine relativ hohe Frequenz und einen hohen induktiven Blindwiderstand, wodurch sich als Last die Reihenschaltung aus der ohmschen Lampe und dem geschwindigkeitsabhängigen Blindwiderstand ergibt. Für den sich einstellenden Strom ist ja nur die gemometrische Addition der Widerstände relevant, was dazu führt, dass bei niedriger Geschwindigkeit der ohmsche Anteil überwiegt und der Strom phasengleich zur Spannung ist, dagegen mit zunehmender Geschwindigkeit der Blindwiderstand dominiert und der strom sich asymtotisch an 90 Grad phasenverschiebung annähert. Wenn der innere Generatorwiderstand gleich gross wie der Lampenwiderstand ist herrscht Leistungsanpassung und wie du ja selbst erwähnst liegt der höchste Wirkungsgrad in der Gegend um 5km/h, wo die Lampenspannung ungefähr der (nicht messbaren) Spannung an der als seperates Bauteil gedachten Induktivität des Dynamos entspricht.

Und das ist ja Dein Trugschluss, Die Spannung wurde mit der Drehzahl steigen, genauso die Leistung ... Stromquellenkennlinie ade' ...
Die Leistung kannst Du nur regeln indem Du die Uberschuessige Leistung entweder anderweitig nutzt, oder aber verheizt.
....
Und bei 50Km/h bremst Dich Dein Dynamo mit 27W, das ergibt sich zwingend aus der TA-24 ... es geht nicht anders.
Bei vielen Dynamos ist es sogar guenstiger sie bei Licht-Aus kurzzuschliessen, weil dann ein Gegenfeld aufbaut wird und er weniger Energie in die Internen Verluste pumpen kann. Aber ~5W im Optimum und ~20W bei 50 bleiben trotzdem an Dir kleben.

Du schreibst ja selbst, dass Dynamos durch Kurzschließen leichter laufen können. Durch das Kurzschließen tauscht man die Eisenverluste gegen die Kupferverluste, und ich glaube bei lediglich einem Modell war das Kurzschließen günstiger als der Leerlauf.
Wie im Kurzschluss verändert sich bei hohen Geschwindigkeiten nach der Formel
I = U/(R_Lampe+X_L) -> tan(phi) = X_L / R
(U und X_L proportional zur Geschwindigkeit)
der Phasenwinkel phi nähert sich mit steigender Geschwindigkeit 90 Grad an und verursacht, da der Strom nun ein Feld erzeugt, dass das Erregerfeld kompensiert geringeres mechanisches Drehmoment.

Regelst Du, z.B. mit einem Schaltregler, dann erscheint der Verbraucher fuer den Generator noch hochohmiger, und die Spannung steigt zusaetzlich, ich betrachte mal der Einfachheit halber moderne eisenlose Generatoren mit Wirkungsgraden zwischen 97-99% wie Ideale Generatoren ...
Du kannst den Spannungsanstieg nur im Griff behalten wenn Du einen Regler verwendest der die Ueberschussenergie verheizen kann, und das ist dann bei Licht aus 100%, die Du dann natuerlich wenn Du nicht mechanisch trennst, auch mechanisch reinpumpen musst.

Oder einen Schaltregler, der den Generator kurzschliest wenn keine Energie verbraucht wird und bei steigendem Energiebedarf langsam hochohmiger wird. Das funktioniert allerdings nur bis zu einem Maximum (MPP), ab dem die Leistung mit weiter steigendem Eingangswiderstand zu sinken beginnt. Aber man könnte ja eine Kennline mit Geschwindigkeitsabhängigen Impedanzwerten in einem Controller hinterlegen und somit den Tastgrad fest nach der Eingangsfrequenz steuern *träum*

 

[h.e]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Andere Leute messen ...

... andere Leute arbeiten für Schmidt Maschinenbau ...

(Kurzfassung von Matthias' alten Postings: SON: ohne Kabel hoher Wirkungsgrad, mit Kabel Zulassung. China-Seitenläufer: Ohne Zenerdioden hoher Wirkungsgrad, mit Zenerdioden Zulassung. Messungen in Gebetsmühle und Fahrradzukunft: SON ohne Kabel, Seitenläufer mit Zenerdioden. Go figure.)

Grüße, Heiko

 

[Nobbi]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Man kann also einen Dynamo zulassen, indem man ein für die Zulassung wichtiges Bauteil als Zubehör gegen Aufpreis anbietet?

Der einzige externen Spannungsbegrenzer, der mir bisher in die Finger geraten ist lag mal bei einem Shimano-ND dabei. Angeschlossen werden sollte der aber parallel zum Rücklicht um dieses im Falle eines Vorderlichtausfalls vor dem Durchbrennen zu schützen. Bei Ausgeschaltetem Licht wäre es garantiert nicht mit dem ND verbunden gewesen.
(Das Ding hatte übrigens einen richtigen Kühlkörper, hätte die 2,5W Überschussleistung also tatsächlich dauerhaft verbraten können - die üblichen 2 in den Scheinwerfer integrierten antiparallel geschalteten Zehnerdioden würden das ja nur wenige Minuten überleben bis sie abrauchen).

Gruß,

Norbert

 

[Nobbi]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

SON: ohne Kabel hoher Wirkungsgrad, mit Kabel Zulassung.

Das von Schmidt Maschinenbau vertriebene 'Koaxialkabel mit Überspannungsschutz für Rücklicht' (Art. Nr. 72095) wird zwischen Frontscheinwerfer und Rücklicht verbaut und hat (bei ausgeschaltetem oder funktionsfähigem eingeschalteten Vorderlicht) keinen Einfluss auf den Wirkungsgrad.

Gruß,

Norbert

 

[Smilingdevil]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Man kann also einen Dynamo zulassen, indem man ein für die Zulassung wichtiges Bauteil als Zubehör gegen Aufpreis anbietet? Dann kann ja jeder beliebige Dynamo mit einer 3kg schweren Kennlinienkorrekturbox geprüft werden, die sich hinterher ebensowenig Leute kaufen wie das Spannungsbegrenzungskabel des SON.

Verstehe das System und trickse es aus.. ist doch ein Genialer Einfall...

Gruß, Axel

 

[Fabi]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Warum wohl wird das mit den Spannungsbegrenzern wohl gemacht?

Keine Ahnung, ich komme auch gut ohne aus.

Es ist ja hier ausdruecklich NICHT von Klauenpolgeneratoren die Rede, die haben ihre maximalen Wirkungsgrade zwischen 5 und 15Km/h, und regeln sich ueber ihre Inneren Verluste, der Wirkungsgrad faellt bei 50Km/h ja unter 10% selber ab.
Moderne, besonders die Eisenlosen Seitenlaeufer fahren mit erheblich hoeheren Drehzahlen ... Der Lightspin macht ohne Elektronik, und ohne die
Begrenzerdiode auch im Leerlauf 175V bei 50Km/h dieser Dynamo hat auch genau dort, seinen hoechsten Wirkungsgrad (immerhin 93%).
Also regelt sich der selber nicht herunter.

Das ist ein Fehlschluss, ein Doppelter sogar.

1. Die Regelung fuktioniert, wenn überhaupt dann nur über den Strom. Die Leerlaufspannung sagt da gar nichts zu aus. Die Frage ist ob der Dynamo in seine Strombegrenzung rein läuft, d.h. ob die Last "zu klein" für die Drehzahl ist.
2. Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis zwischen mechanischer Eingangsleistung und elektrischer Ausgangsleistung. Wenn der Dynamo in die Strombegrenzung läuft, wird nicht nur die Ausgangsleistung beschränkt sondern auch die Eingangsleistung. Der Klauenpolgenerator hat leider zusätzlich eine Verlustleistung, die proportional zur Drehzahl ist. Für den fehlenden Strom muß aber keine mechanische Leitung aufgebracht werden. Deshalb braucht ein Nabendynamo auch nur rund 10W bei 50km/h und 12Ohm Last - wie du z.B. auf enhydralutis nachlesen kannst. (P_m = U^2 / R / ny * 100)

Hast Du aber einen Wirkungsgradverfall von 30% auf 10% musst Du fuer die 3W elektrisch nicht 10W sondern 30W mechanisch aufbringen.
Da hilft kein Wuenschdirwas ... das ist Realitaet !

Komisch, daß da alle was anderes messen...

Ueber den Klauenpolgenerator muessen wir nicht weiter reden, der regelt sich als Stromquelle selber, weil die Verluste in etwa um den selben Faktor steigen wie die Spannung und damit die Leistung steigen wuerde.

Moderne Dynamos, muessten auf alle Faelle eisenlose, oder wenigstes pollose Maschinen sein, man will ja auch die Polfuehligkeit und die Eisenverluste loswerden.

Aergerlicherweise hat man nun das Problem, das man die Verluste, die man im Klauenpolgenerator im inneren eingebaut hat nun aussen erzeugen muss.

Ich sehe noch nicht ganz warum man keinen einsenlosen Generator bauen können soll, dessen maximaler Strom ebenfalls bei 0.5A (oder einem geeigneteren Wert) liegt.

Und das ist ja Dein Trugschluss, Die Spannung wurde mit der Drehzahl steigen, genauso die Leistung ... Stromquellenkennlinie ade' ...
Die Leistung kannst Du nur regeln indem Du die Uberschuessige Leistung entweder anderweitig nutzt, oder aber verheizt.

Beweis durch Gegenbeispiel: Ein SON 28" braucht an 1MOhm und 51,7km/h nur 3,72 Watt mechanische Eingangsleistung, was deutliche weniger als 30W ist. Offensichtlich gibt es die Leistung, von der du redest gar nicht und man muss sie auch nicht verheizen. Man muß aber natürlich die 38,16V ertragen können und bei höheren Geschwindigkeiten auch noch mehr. 100V sollten aber genügen.

Regelst Du, z.B. mit einem Schaltregler, dann erscheint der Verbraucher fuer den Generator noch hochohmiger, und die Spannung steigt zusaetzlich, ich betrachte mal der Einfachheit halber moderne eisenlose Generatoren mit Wirkungsgraden zwischen 97-99% wie Ideale Generatoren ...
Du kannst den Spannungsanstieg nur im Griff behalten wenn Du einen Regler verwendest der die Ueberschussenergie verheizen kann, und das ist dann bei Licht aus 100%, die Du dann natuerlich wenn Du nicht mechanisch trennst, auch mechanisch reinpumpen musst.

Nein. Es muss nichts verheizt werden. Es gibt im Prinzip zwei Möglichkeiten den Dynamo sinnvoll zu regeln:

1. Bei niedriger Spannung: Wird mindestens 0.5A benötigt kann der Duty-Cyle so eingestellt werden, dass die 0.5A des Dynamos auf die nötige Stromstärke vervielfacht wird (ausreichende Drehzahl vorrausgesetzt).
2. Bei hoher Spannung: Der Dynamo läuft mit voller Spannunng (1V pro km/h) und ein Teil der 0.5A werden von einem konventionellen BUCK-Regler verwendet. Um in diesen Betriebszustand zu kommen, muß man den BUCK-Regler erst ausbremsen, weil er sonst den Dynamo kurzschliesst und nie über 0.5A kommt.

Je nach entnommenem Strom und Drehzahl müsste zwischen den beiden Betriebszuständen hin und her gewechselt werden. Bei jedem Anfahren muss für 2. erst einmal die nötige Spannung aufgebaut werden, bevor der normale Regelprozess einsetzen darf.

Nachtrag:

Hmm, ich häte das Posting vielleicht nicht gestern schreiben und heute ungesehen abschicken sollen. Offensichtlich sind da anderen Leuten auch schon ein paar kleine Unstimmigkeiten aufgefallen. Sorry!

Fabi

 

[Fabi]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

(Kurzfassung von Matthias' alten Postings: SON: ohne Kabel hoher Wirkungsgrad, mit Kabel Zulassung. China-Seitenläufer: Ohne Zenerdioden hoher Wirkungsgrad, mit Zenerdioden Zulassung. Messungen in Gebetsmühle und Fahrradzukunft: SON ohne Kabel, Seitenläufer mit Zenerdioden. Go figure.)

An 12Ohm Last oder noch besser an einer LED-Lampe, bei der die Stromstärke auch ohne signifikanten Spannungsanstieg zunehmen kann, spricht die Spannungsbegrenzung gar nicht an. D.h. sie hat auch gar keinen Einfluss auf den Wirkungsgrad. Wenn überhaupt, dann wirkt sie sich bei ausgeschalteter Last aus, was auber auch kein sinnvolles Setup ist. Eigentlich soll der Spannungsbegrenzer das Rücklicht für den Fall schützen, daß das Licht zwar angeschaltet ist, der Frontscheinwerfer aber durchgebrant ist. Dann steigt die Spannung auf die Leerlaufspannung an und zerstört das Rücklicht. Das soll die Spannungsbegrenzung verhindern. Deshalb haben inzwischen auch viele Frontscheinwerfer einen Spannungsbegrenzer eingebaut und schleifen den Strom für das Rücklicht bei sich durch. Auch um das Rücklicht mit an der Dämmerungs-Automatik zu haben.

Mag sein, daß die Dynamos nur mit dem Kabel zugelassen werden. Es ist aber eben auch legal sie mit einem anderen Strombegrenzer zu betreiben. B+M beschreibt das schön in ihrer FAQ unter "Gesetzliche Änderungen beim Überspannungsschutz". Aber wahrscheinlich verdrehen da gemeine Kapitalisten das Gesetz um zum Schaden von armen Radfahrern den Gewinn zu steigern, indem sie ihnen das eigentlich vorgeschriebene Spannugsbegrenzungskabel vorenthalten.

Fabi

 

[Schnellstester]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Ich sehe noch nicht ganz warum man keinen einsenlosen Generator bauen können soll, dessen maximaler Strom ebenfalls bei 0.5A (oder einem geeigneteren Wert) liegt.

Ein Dynamo ist grundsätzlich eine Spannungsquelle. Durch den durch das Eisen bedingten hohen Blindwiderstand, der sich gleichermaßen mit der Geschwindigkeit ändert wie die erzeugte Spannung verliert mit steigender Geschwindigkeit der geringe ohmsche Widerstand der Lampe an Bedeutung und es bleibt grob angenähert übrig:

I = U / X_L = konstant -> Stromquellencharakteristik

Der eisenlose Dynamo hat durch das sehr geringe X_L Spannungsquellencharakteristik und kann deshalb nie ungeregelt an Glühlampen betrieben werden. Wird er so dimensioniert, dass die 6V bei einer bestimmten Geschwindigkeit erreicht werden ist die Lampe darunter aus und darüber kaputt.

 

[Jack-Lee]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Servus,

könnte man zur groben Strombegrenzung an nem "normalen" Wechselstromgenerator (permanenterregt) nicht einfach n kapazitiven Widerstand, via Kondensator, einbauen?
Die Frequenzen sind dank Drehzahl weit über 3000U/min doch mehr als ausreichend hoch um kleine Cs verbauen zu können..
Bei steigender Drehzahl und somit Spannung und Frequenz, steigt der Blindwiderstand genauso linear an..

 

[Fabi]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Ein Dynamo ist grundsätzlich eine Spannungsquelle.

Eine Spannungquelle mit 6V würde eine 3V 10A LED instantan zerstören. Den Dynamo will ich sehen, so eine LED kaputt bekommt. Offensichtlich ist ein Dyamo eben keine Spannungsquelle. Für relativ zur Drehzahl hohen Lastwiderständen (niedrige Stromstärke) hat er eine Spannungsquellecharakteristik, die bricht aber für niedrige Lastwiderstände, also hohe Stromstärken ein.

Ich stelle das jetzt noch mal in den Raum: Hat ein permanent erregter Generator einen maximal mögliche Stromstärke oder nicht? Und wenn nicht warum nicht? Wenn das vom entnommenen Strom erzeugt Magnetfeld, das Erzeugerfeld komplett aufhebt, sollte sich der Strom mMn nicht weiter steigern lassen. Diese ganze Eisenverluste Diskussion führt meiner Einschätzung nach völlig in die Irre. Zumal die Eisenverluste ja unabhängig vom entnommenen Strom sein müßten, weil das Eisen ja immer ummagnetisiert werden muss. Das deckt sich alles überhapt nicht mit den gemessenen Werten.

Fabi

PS: Ja, ich kenne die Modelierung des Dynamos mit einer Wechselspannungsquelle und diversen inneren Widerständen. Das ist aber nur ein mathematisches Model, eine Möglichkeit das Verhalten des Dyamos mit "normalen" Bauteilen zu simmulieren. Das Model ist aber invollständig, weil es nur den Ausgang des Dynamos simmuliert. Die intern verbratene Leistung ist keineswegs identisch zu der des echten Dynamos.

Nachtrag: Vielleicht passt das mit dem Model doch auch auf der Eingangsseite, aber es stellt eben keine Spannungquelle dar. Die Charakteristik wird nicht durch die Eisenverluste bestimmt, sondern durch den Blindwiderstand, der letzlich ein Model für die Abschwächung des Erzeugerfelds durch den induzierten Strom ist.

 

[Fabi]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

könnte man zur groben Strombegrenzung an nem "normalen" Wechselstromgenerator (permanenterregt) nicht einfach n kapazitiven Widerstand, via Kondensator, einbauen?

Dir ist schon klar, daß wir den "kapazitiven Widerstand" dazu verwenden, die Stromstärke zu erhöhen (Stichwort Serienkondensator). Da die Spule des Dynamos eine Induktivität ist, müsste man schon eine weitere Induktivität in Reihe schalten. Das sollte aber gehen. Der Vorteil ist, daß durch diese Induktivität nur der Strom fließt, der auch tatsächlich abgenommen wird und daß im elektrischen Leerlauf nichts ummagnetisiert werden muss. Auch hätte er keine (oder kleine so starke) Polfühligkeit zur Folge. (Bringt dafür aber auch nichts zur Leitung des magnetischen Fluss'.

Fabi

PS: Seid ihr zwei euch sicher daß ihr einen Dynamo herstellen und verkaufen wollt?

 

[Schnellstester]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Eine Spannungquelle mit 6V würde eine 3V 10A LED instantan zerstören. Den Dynamo will ich sehen, so eine LED kaputt bekommt. Offensichtlich ist ein Dyamo eben keine Spannungsquelle. Für relativ zur Drehzahl hohen Lastwiderständen (niedrige Stromstärke) hat er eine Spannungsquellecharakteristik, die bricht aber für niedrige Lastwiderstände, also hohe Stromstärken ein.

Das wollte ich ja gerade mit dem vorigen Beitrag ausdrücken.
Das Grundprinzip ist, völlig unabhängig von der Bauart (Klauenpol, eisenlos etc) dass eine SPANNUNG erzeugt wird. Ist es ein klassischer eisenbehafteter Generator ist noch parasitär der frequenz- bzw. geschwindigkeitsabhängige Blindwiderstand enthalten, der den Dynamo strombegrenzt. Bei niedrigen Geschwindigkeiten ist der Blindwiderstand gering und der Dynamo kann als Spannungsquelle an einer Ohmschen Last betrachtet werden. Mit steigender Geschwindigkeit ähnelt das Verhalten mehr und mehr einer Stromquelle. Beim Klauenpolgenerator aufgrund der hohen Polparzahl und damit Frequenz tritt der Effekt schon bei geringen Geschwindigkeiten auf, wodurch er gut als Stromquelle angenähert werden kann. Ein Eisenloser Generator verhält sich prinzipiell genauso, nur dass die Stromquellencharakteristik erst ab für das Radfahren völlig unrealistischen Geschwindigkeiten relevant werden würde.

Ich stelle das jetzt noch mal in den Raum: Hat ein permanent erregter Generator einen maximal mögliche Stromstärke oder nicht?

Ja, die maximale Stromstärke nähert sich (ungefähr mit dem Verlauf einer inversen Tangensfunktion über die Geschwindigkeit) einem Grenzwert an.

Und wenn nicht warum nicht? Wenn das vom entnommenen Strom erzeugt Magnetfeld, das Erzeugerfeld komplett aufhebt, sollte sich der Strom mMn nicht weiter steigern lassen.

Stimmt, mehr als Kurzschluss geht nicht. Da aber nur der vektorielle Anteil des durch den Strom erzeugten Feldes, der in die entgegengesetzte Richtung zeigt wie das Erregerfeld zur Schwächung beiträgt kann man mittels Serienkondensator die Phasenlage des Stromes so drehen, so dass der schwächende vektorielle Anteil geringer wird und damit ein höherer Gesamtstrom möglich ist.

Diese ganze Eisenverluste Diskussion führt meiner Einschätzung nach völlig in die Irre. Zumal die Eisenverluste ja unabhängig vom entnommenen Strom sein müßten, weil das Eisen ja immer ummagnetisiert werden muss. Das deckt sich alles überhapt nicht mit den gemessenen Werten.

Nein, die Ummagnetisierung hängt ja von der Feldstärke im Eisen ab, und die ändert sich je nach dem wie viel des Feldes durch den Strom kompensiert wird. Im Leerlauf gibt es gar keinen Strom -> das Eisen wird voll vom Erregerstrom ausgesteuert.
Im Kurzschluss dagegen hat man den theoretisch maximalen Strom erreicht und dieser hat eine Phasenlage, die zu einem Feld führt dass das Erregerfeld vollständig kompensiert -> Kupferverluste durch Stromfluss aber dafür keine Verluste mehr im Eisen.
Das ganze gilt natürlich nur Näherungsweise und wird durch die vielen Nebeneffekte im billigst produzierten Dynamo verzerrt.

PS: Ja, ich kenne die Modelierung des Dynamos mit einer Wechselspannungsquelle und diversen inneren Widerständen. Das ist aber nur ein mathematisches Model, eine Möglichkeit das Verhalten des Dyamos mit "normalen" Bauteilen zu simmulieren. Das Model ist aber invollständig, weil es nur den Ausgang des Dynamos simmuliert. Die intern verbratene Leistung ist keineswegs identisch zu der des echten Dynamos.
.

Nimm doch das ganz normale T-Ersatzschaltbild des Trafos, dann entspricht der Widerstand Parallel zur Hauptfeldinduktivität den Eisenverlusten und die Widerstände in Serie zu den Streuinduktivitäten den Kupferverlusten....

 

[mbi03]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Hallo Fabi,
Naja ein schoenes Durcheinander ...

Keine Ahnung, ich komme auch gut ohne aus.

Du hast auch keine Gluehobstlampe dran ....
Und um diese Leute zu schuetzen, die sich nur soetwas leisten koennen/wollen ist die TA-24 da ...

Das ist ein Fehlschluss, ein Doppelter sogar.

Nein, in der Diskussion wurde nur "versehentlich" einiges vermischt.

1. Die Regelung fuktioniert, wenn überhaupt dann nur über den Strom. Die Leerlaufspannung sagt da gar nichts zu aus. Die Frage ist ob der Dynamo in seine Strombegrenzung rein läuft, d.h. ob die Last "zu klein" für die Drehzahl ist.
2. Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis zwischen mechanischer Eingangsleistung und elektrischer Ausgangsleistung. Wenn der Dynamo in die Strombegrenzung läuft, wird nicht nur die Ausgangsleistung beschränkt sondern auch die Eingangsleistung.

Die modernen (eisenlosen) Generatoren, und um die geht es hier, sind reine Spannungsquellen, und haben ueber den gesamten hier auftretenden Drehzahlbereich einen Wirkungsgrad von ueber 90%, da regelt sich ueber die Verluste garnichts ...
Und diese Generatoren sind bauartbedingt (permanenterregt) nicht regelbar, das kannst Du auch nicht herbeidiskutieren.

Wenn Du die 6V/3W bei 5Km/h ereichen willst hast Du 60V/30W bei 50Km/h ... da beisst die Maus kein Faden ab.
Auch darueber was eingangsseitig (Spannung!) passiert, wenn Du durch einen Schaltregler nur in 10% der Zeit Energie entnimmst um am Ausgang 6V/3W zu erhalten.

Ich moechte aber in einem offenem Geraet, das ich mit unter die Dusche nehme keine Spannungen ab 25V haben, und jeder der bei klarem Verstand ist ebenfalls nicht ... auch der Gesetzgeber sieht das so vor ...

Vorschlaege, wie man das an einem Generator, der eine unregelbare Spannungsquelle ist, anders machen kann als die Uberspannung
wegzuschneiden und zu verheitzen?

Der Klauenpolgenerator hat leider zusätzlich eine Verlustleistung, die proportional zur Drehzahl ist.

nicht leider, sondern zum Glueck, denn dadurch regelt er sich selbst ... um den Preis das der Wirkungsgrad mit dem anstig der Leerlaufspanung proportional in den Keller geht. Waehre das nicht so, wuerde die Regelung nicht funktionieren, und ein Gluehoebstbetrieb wehre nicht moeglich.

Also ist es ein Fakt das der Wirkungsgrad bei 50Km/h um die 10% landen muss sonst hast Du an den 12Ohm-Birneln eine zu hohe Spannung,
und sie berennen durch. Im StVZO konformen Setup musst Du also zwingend bei 50Km/h 30W pedalieren damit 3W rauskommen.
Und jeder der was anderes Schreibt, hat sich vermessen, oder betreibt den Dynamo nicht in dem Setup in dem er zugelassen wurde.

Ich habe garnichts dagegen wenn jemand bessere Dynamos baut, und sie fuer den (StVO)Gluehobstbetrieb nachtraeglich verschlechtert, am besten so, das man wenn man kann auch vor der Verschlechterung abgreifen kann, finde das schon ganz gut wie SON das macht.

Nur ist das a. nicht Gegenstand der Diskussion, und b. ist eben der NaDy ganz perseonlich nicht mein Ding.

Wir hatten doch diesen Diskussionstiel doch schon mehrmals, als es um die "Angepaste Laufrolle" fuer die Seitenlaeufer ging,
und als es darum ging mit der automatischen Umschaltung (variabler Eingangswiderstand) mit dem Forumslader die Ladeleistung zu maximieren.

Eine gute Theorie ist etwas richtig praktisches ... aber nur wenn die Vorhersagen auch in der Praxis bestand haben.
Fuer die Umschaltung wurde etliche Dynamos vermessen, und die Seitenlaeufer von mir, Gerd hat auch meine Messungen auch nochmal verifiziert. Von den Theroretikern kam dieselbe Flut von Argumenten

In der Praxis aber funktioniert Laufrolle und Lader hervorragend, deutlich ueber 7W im Durchschnittsbetrieb, auch an den allerbilligsten Flaschendynamos, und das mit der viel groessern Laufrolle ... das waehre nicht moeglich, waehre es nicht so, wie wie ich es beschreibe.

Für den fehlenden Strom muß aber keine mechanische Leitung aufgebracht werden.

Richtig deshalb sinkt die mechanische Belastung auch wenn man das Licht ausschaltet um 3-5W ab, mit dem vorgeschriebenen Kurzschlussschalter max. 7V im Betrieb 25V im Leerlauf sind erlaubt, sogar auf etwa 20W ...

Komisch, daß da alle was anderes messen...

Du musst natuerlich auch mal auf das Setup schauen ...
Breite Reifen laufen in der Werbung auch leichter, und an einer Roloff hat man einen besseren Wirkungsgrad gemessen als an einer Kettenschaltung ... nur ist halt die Realitaet etwas ganz anderes ...

Ich sehe noch nicht ganz warum man keinen einsenlosen Generator bauen können soll, dessen maximaler Strom ebenfalls bei 0.5A (oder einem geeigneteren Wert) liegt.

Bei 95% Wirkungsgrad ueber einen so extrem schwankendern Drehzahlbereich ... siehe oben ...

Beweis durch Gegenbeispiel: Ein SON 28" braucht an 1MOhm und 51,7km/h nur 3,72 Watt mechanische Eingangsleistung, was deutliche weniger als 30W ist. Offensichtlich gibt es die Leistung, von der du redest gar nicht und man muss sie auch nicht verheizen. Man muß aber natürlich die 38,16V ertragen können und bei höheren Geschwindigkeiten auch noch mehr. 100V sollten aber genügen.

es sind aber bei Licht an nur weniger als 7V also 6V erlaubt, und bei Licht aus 24V weniger als 25 !!!
und den Rest musst Du verheizen ... als Z-Diode 6,3V dran und Kurzschlussschalter und Du hast wieder die postullierten Werte

Ja und klar Du kannst ja mal drannfassen und schauen wie lange Du die 100V Wechselstrom, und die doch recht hohen Stromstaerke aushalten kannst ! VV

Nein. Es muss nichts verheizt werden. Es gibt im Prinzip zwei Möglichkeiten den Dynamo sinnvoll zu regeln:

Wenn Du im vorgegebenen Ramen bleiben willst, ist die Frage was ist fuer Dich "sinnvoll". Eine Wirkungsgradverschlechterung auf 10%
ist es nicht den dann kann man auch weiter die billigen Klauenpolgeneratoren hernemen, und fuer die Mehrleistung mit den gaengigen Tricks "pimpen" (Serialkondensator, variabler Lastwiderstand, Lader)

2. Bei hoher Spannung: Der Dynamo läuft mit voller Spannunng (1V pro km/h) und ein Teil der 0.5A werden von einem konventionellen BUCK-Regler verwendet. Um in diesen Betriebszustand zu kommen, muß man den BUCK-Regler erst ausbremsen, weil er sonst den Dynamo kurzschliesst und nie über 0.5A kommt.

Das must Du selber nochmal vollstaendig durchdenken, wie soll das gehen ?
Du musst die Generatorspannung bei 5Km/h ueber 6V und bei 50Km/h unter 25V halten egal wiviel Strom Du wirklich abnimmst, und darfst dabei den Wirkungsgrad nicht verschlechtern ...

Die einzige Loesung die IMHO Sinn macht, ist die Generatorspannung gleichzurichten und in einen Kondensator zu laden,
und wenn 22V erreicht werden, den Generator mechanisch auszukuppeln, und knapp oberhalb 6V mechanisch wieder einzukuppeln.
Der Schaltregler kommt danach.

Damit ist dann natuerlich der Nabendynamo erledigt.

mfG
Matthias

PS.

Nachtrag:
Hmm, ich häte das Posting vielleicht nicht gestern schreiben und heute ungesehen abschicken sollen. Offensichtlich sind da anderen Leuten auch schon ein paar kleine Unstimmigkeiten aufgefallen. Sorry!

Nein das macht doch garnichts, wi sind hier ja nicht auf einer Lehrveranstaltung, sondern diskutieren damit wir voneinander lernen
und am Ende bessere Technik bekommen koennen .... und ich kann mit meinem PDA unterwegs, nur lesen oder schreiben ...
und da ist gestern lesen und morgen die Antwort absenden doch sehr normal .... nochmal Danke fuer Dein ausfuehrliches Post ..

 

[Nobbi]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Ich moechte aber in einem offenem Geraet, das ich mit unter die Dusche nehme keine Spannungen ab 25V haben

Wie viele Leute außer Dir trennen sich tatsächlich nicht mal unter der Dusche von ihrem Dynamo (wärend sie Ihn mit 2-3000U/min (typische Drehzahl eines Seitenläufers bei 50km/h) drehen)?

Ja und klar Du kannst ja mal drannfassen [...]

Schon gemacht... Normaler Seitenläufer mit Wackelkontakt am Anschluss... wollte ich als Kind während der Fahrt im Regen wieder richtig ausrichten... Britzelt ganz gut (Aber nur im Finger - man muss es während der Fahrt erst mal schaffen beide Pole mit jeweils nur einer Hand separat zu berühren)

Vorschlaege, wie man das an einem Generator, der eine unregelbare Spannungsquelle ist, anders machen kann als die Uberspannung wegzuschneiden und zu verheitzen?

...

Die einzige Loesung die IMHO Sinn macht, ist die Generatorspannung gleichzurichten und in einen Kondensator zu laden,
und wenn 22V erreicht werden, den Generator mechanisch auszukuppeln, und knapp oberhalb 6V mechanisch wieder einzukuppeln.
Der Schaltregler kommt danach.

Schön, dass Du zu Deiner eigenen Frage gleich selbst eine mögliche Antwort lieferst :dafuer:

Mir fällt da noch einiges mehr ein - man könnte z.B. Lastabhängig unterschiedlich große Induktivitäten zwischen Dynamo und Gleichrichter schalten (wenig Strom -> große Induktivität). Damit kann man die Spannung am Siebelko relativ konstant halten. Dynamo ganz wegschalten muss man dann nur bei Strömen die kleiner sind als vorgesehen (und dann bei ausreichend großem Siebelko auch nicht so oft).

Gruß,

Norbert

 

[Schnellstester]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Du musst die Generatorspannung bei 5Km/h ueber 6V und bei 50Km/h unter 25V halten egal wiviel Strom Du wirklich abnimmst, und darfst dabei den Wirkungsgrad nicht verschlechtern ...

SON schreibt eindeutig (letzte Seite unten rechts), dass der Überspannungsschutz hinter dem Schalter liegt und der Dynamo im Leerlauf unbeschaltet ist:
http://www.nabendynamo.de/service/pdf/ar_09-10_2010.pdf

Die Verlustzahlen sind völlig unrealistisch, bei 30W Verlustleistung müsste der Dynamo richtig heiss werden und auch der unsensibelste Trampel würde den Energieverbrauch spüren. Du kannst die Leistung nicht einfach linear hochrechnen....

 

[Reinhard]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Wie viele Leute außer Dir trennen sich tatsächlich nicht mal unter der Dusche von ihrem Dynamo (wärend sie Ihn mit 2-3000U/min (typische Drehzahl eines Seitenläufers bei 50km/h) drehen)?

Du kannst Dir doch sicherlich vorstellen, dass bei Matthias das Wasser "nicht einfach so" aus der Leitung sprudelt, sondern von einer Pumpe gefördert wird, die per Dynamo an seinem höchst effizienten Trike mit Strom versorgt wird. Klar, dass dann höchste Voltzahlen auftreten ... . Mit dem neuen "COMPACT-Dynamo" wird das aber alles einfacher: 'ne Handkurbel in der Dusche reicht ...

 

[Fabi]

AW: COMPACT- dynamo bzw. Rim-Dynamo

Im StVZO konformen Setup musst Du also zwingend bei 50Km/h 30W pedalieren damit 3W rauskommen.

Sorry, aber meine Zeit ist zu wertvoll für so was. Wenn du schon nicht glaubst, was andere Messen, dann mess wenigstens selber, bevor du hier unser aller Zeit stielst.

Fabi