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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.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.
Warum wohl wird das mit den Spannungsbegrenzern wohl gemacht?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.
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.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.
Ich weiss wirklich nicht, wo Du diesen Wert hernimmst.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.
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.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.
Ha! genau das ist die Krux, der Klauenpolgeneratoren. Durch die inneren Verluste sinkt der Wirkungsgrad, je schneller er sich dreht.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.
Und das ist ja Dein Trugschluss, Die Spannung wurde mit der Drehzahl steigen, genauso die Leistung ... Stromquellenkennlinie ade' ...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 bei 50Km/h bremst Dich Dein Dynamo mit 27W, das ergibt sich zwingend aus der TA-24 ... es geht nicht anders.
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.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.
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.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.
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.
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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.
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*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.
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.Man kann also einen Dynamo zulassen, indem man ein für die Zulassung wichtiges Bauteil als Zubehör gegen Aufpreis anbietet?
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.SON: ohne Kabel hoher Wirkungsgrad, mit Kabel Zulassung.
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.
Keine Ahnung, ich komme auch gut ohne aus.Warum wohl wird das mit den Spannungsbegrenzern wohl gemacht?
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.
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 !
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.
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.
(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.)
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.
könnte man zur groben Strombegrenzung an nem "normalen" Wechselstromgenerator (permanenterregt) nicht einfach n kapazitiven Widerstand, via Kondensator, einbauen?
Das wollte ich ja gerade mit dem vorigen Beitrag ausdrücken.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.
Ja, die maximale Stromstärke nähert sich (ungefähr mit dem Verlauf einer inversen Tangensfunktion über die Geschwindigkeit) einem Grenzwert an.Ich stelle das jetzt noch mal in den Raum: Hat ein permanent erregter Generator einen maximal mögliche Stromstärke oder nicht?
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.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.
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.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.
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....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.
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Du hast auch keine Gluehobstlampe dran ....Keine Ahnung, ich komme auch gut ohne aus.
Nein, in der Diskussion wurde nur "versehentlich" einiges vermischt.Das ist ein Fehlschluss, ein Doppelter sogar.
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 ...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.
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.Der Klauenpolgenerator hat leider zusätzlich eine Verlustleistung, die proportional zur Drehzahl ist.
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 ...Für den fehlenden Strom muß aber keine mechanische Leitung aufgebracht werden.
Du musst natuerlich auch mal auf das Setup schauen ...Komisch, daß da alle was anderes messen...
Bei 95% Wirkungsgrad ueber einen so extrem schwankendern Drehzahlbereich ... siehe oben ...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.
es sind aber bei Licht an nur weniger als 7V also 6V erlaubt, und bei Licht aus 24V weniger als 25 !!!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.
Wenn Du im vorgegebenen Ramen bleiben willst, ist die Frage was ist fuer Dich "sinnvoll". Eine Wirkungsgradverschlechterung auf 10%Nein. Es muss nichts verheizt werden. Es gibt im Prinzip zwei Möglichkeiten den Dynamo sinnvoll zu regeln:
Das must Du selber nochmal vollstaendig durchdenken, wie soll das gehen ?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.
Nein das macht doch garnichts, wi sind hier ja nicht auf einer Lehrveranstaltung, sondern diskutieren damit wir voneinander lernenNachtrag:
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!
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)?Ich moechte aber in einem offenem Geraet, das ich mit unter die Dusche nehme keine Spannungen ab 25V haben
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)Ja und klar Du kannst ja mal drannfassen [...]
...Vorschlaege, wie man das an einem Generator, der eine unregelbare Spannungsquelle ist, anders machen kann als die Uberspannung wegzuschneiden und zu verheitzen?
Schön, dass Du zu Deiner eigenen Frage gleich selbst eine mögliche Antwort lieferst :dafuer: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.
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 ...
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)?
Im StVZO konformen Setup musst Du also zwingend bei 50Km/h 30W pedalieren damit 3W rauskommen.