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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gleichrichtung Wechselstromgenerator vs. Drehstromgenerator - was ist besser?


Autor: Oliver H. (olitheone)
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Hallo

Ich diskutiere hier grad mit meinem Kollegen. Wenn ich vorhabe 
Gleichspannung zu erzeugen (ohmscher Verbraucher, 
Brummspannung/Welligkeit egal) - was wäre da eigenltich (bei gleicher 
Polzahl) besser? Ein Wechselstromgenerator (mit B4 Gleichrichter) oder 
ein Drehstromgenerator (mit B6 Gleichrichter) - wo bekommt man die 
bessere "Leistungsdichte"?
Vom Gefühl her würde ich sagen beim Wechselstromgenerator.
Jedoch ist ja die Lichtmaschine im Auto ja eine Drehstrommaschine. 
Benutzt man diese nur wegen der geringeren Brummspannung oder bietet 
diese noch andere Vorteile?


-Oli

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Oliver H. schrieb:

> wo bekommt man die
> bessere "Leistungsdichte"?

Definiere diesen Begriff bitte erstmal.

(Drehstrom-Lima)
> Benutzt man diese nur wegen der geringeren Brummspannung oder bietet
> diese noch andere Vorteile?

Die geringere Brummspannung dürfte der wesentliche Vorteil sein.  Du
bist deutlich näher am Ideal "Gleichspannung" dran als bei einer
einfachen Brücke.  Bedenke, dass selbst im klassischen Auto (ohne
große Elektronik) ein wesentlicher Verbraucher kein ohmscher
Widerstand ist: die Batterie.  Mit einer Wechselstrom-Brückenschaltung
ergibt sich nur ein geringer Stromflusswinkel beim Laden und ein
entsprechend hoher Effektivwert für den Strom (bezogen auf den
arithmetischen Mittelwert), sodass die Erwärmung von Gleichrichter und
Ankerwicklung der Lima viel größer wäre.

Auch die klassische Gleichstrom-Lima hat eine vielpolige
Gleichrichtung und liefert entsprechend eine Gleichspannung
vergleichsweise geringer Welligkeit.

Autor: Oliver H. (olitheone)
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Hallo

hmmm - Leistungsdichte - wie soll ich mich ausdrücken, ich wollte damit 
andeuten ob beim vergleichbarer Wicklungsanordnung und Volumen durch die 
Tatsache Drehstrom mehr oder weniger Leistung entnehmbar ist.

Aber ich glaube die Antwort habe ich inzwischen selber:
Nehmen wir an ich hätte 3 Wicklungen. Das entspräche beim 
Wechselspannungsgenerator einer Polpaarzahl von 3, beim 
Drehstromgenerator einer Polpaarzahl von 1 (oder? - komm da immer 
durcheinander).

Lassen wir mal die Gleichrichtung außen vor und nehmen wir an die 
Wicklungen sind mit 1A belastbar und liefern bei der aktuellen Drehzahl 
1Veff pro Polpaar.
->Wechselspannung 3(Polpaare)x1Vx1A=3W
->Drehstrom 1(Polpaare)*3(wegen Drehstrom)x1Vx1A=3W

Also gleich? Kann das so sein? Oder überseh ich jetzt was total? 
Irgendwie war das nie so mein Gebiet :)

-Oli

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Oliver H. schrieb:
> Oder überseh ich jetzt was total?

Ja: den von mir genannten schlechten Stromflusswinkel bei der
Einphasen-Brückenschaltung.  Dadurch wird die effektiv entnehmbare
Leistung geringer.

Autor: Gregor Wetzel (gregor78)
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Drehstromlichtmaschinen liefern bei niedrigerer Drehzahl einen höheren 
Ladestrom.

Autor: Oliver H. (olitheone)
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Hallo


@Jörg: Stromflusswinkel könnte ja durch eine PFC hingebogen werden :)

@Gregor: Aber das doch nur wegen dem Ladereger der die Erregung steuert 
oder? (also jetzt nicht Systembedingt Wechselstrom vs. Drehstrom).


-Oli

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Oliver H. schrieb:

> @Jörg: Stromflusswinkel könnte ja durch eine PFC hingebogen werden :)

Im Prinzip ja. ;-)

Erstens kannte man sowas damals noch nicht, zweitens könnte es bei
den geringen Spannungen und hohen Strömen schwierig werden, die
Verluste in sinnvollen Grenzen zu halten, aber vor allem: die
Drehstrom-Lima war und ist die deutlich einfachere Lösung.  Sie
kostet nichts außer zwei zusätzlichen (relativ preiswerten) Dioden.

Autor: Gregor Wetzel (gregor78)
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Ja. Wegen der geregelten Fremderregung. Daran habe ich vorhin nicht 
gedacht. Das müsste dein Generator dann auch leisten.

Aber: Du schreibst von einer rein ohmschen Last. Kannst du die nicht 
direkt mit einer Wechselstrommaschine betreiben?

Autor: U. B. (pasewalker)
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Ich habe mal gelernt, die günstigste Anordnung der Wicklungen und damit 
beste Ausnutzung des Raumes hätte eine 2 Phasenmaschine, die mit 2 
Phasenstrom 90° versetzt arbeitet.

Zum Gleichrichten ist ein Drehstromgenerator mit B6 deswegen schon ganz 
günstig, weil die resultierende Gleichspannung nur noch 5% Welligkeit 
hat ( ohne Ladeondensator ).

Für die Fahrstromversorgung von Gleichstrombahnen, bei der es auf gute 
Effizienz ankommt, werden meist B6, manchmal auch B12-Schaltungen 
eingesetzt.

Autor: Frank Xy (flt)
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U. B. schrieb:
> Ich habe mal gelernt, die günstigste Anordnung der Wicklungen und damit
> beste Ausnutzung des Raumes hätte eine 2 Phasenmaschine, die mit 2
> Phasenstrom 90° versetzt arbeitet.

Nein.
Ich habe hier leider keinen Zugriff auf meine Bücher, sonst könnte ich 
ein Foto einer entsprechenden Wicklung zeigen.
Bei zweiphasiger Bewicklung ergebn sich "Lücken" im Wicklungsgang.
Daher kann eine zweiphasige Maschine niemals die beste Raumausnutzung 
haben.

Nicola Tesla hat Zweiphasenmaschinen hergestellt, aber erst die AEG in 
Deutschland hat das erste Drehstromsystem vorgestellt und ihm diesen 
Namen
gegeben.

mfg

Autor: Oliver H. (olitheone)
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Hallo

Was mir grad auffällt bei der Gleichrichtung:
1phasen-Generator: 4 Dioden
3phasen-Generator: 6 Dioden
aber
2phasen-Generator: 8 Dioden - oder kann man das einfacher schalten?


mfg
-Oli

Autor: Sebastian Enz (senz) Benutzerseite
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wenn du beim 3-Phasengenerator eine Phase weglässt, brauchst du nur 4 
Dioden. (wenn die beiden Wicklungsanfänge zum Sternpunkt bzw. 
Neutralleiter geschaltet werden)

Übrigens hat die Polpaarzahl nichts mit der Anzahl der Phasen zu tun! 
Guck Dir dazu mal die Wickelschemen und den Aufbau der magnetischen 
Kreise von E-Maschinen an.

Autor: Oliver H. (olitheone)
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Hallo


Wenn ich jetzt die Idee der geringeren Welligkeit beim 
Dreiphasengenerator weiterspinne (wenn ich sie brauchen würde) und durch 
entfernen eines Magnetpaares und Umbau der Wicklungsverbindungen einen 
Dreiphasengenerator mit Polpaarzahl 2 auf einen Sechphasengenerator mit 
Polpaarzahl 1 umbaue - hätte ich da sonst Nachteile (außer mehr Dioden 
bei der Gleichrichtung)?
Nur so theorethisch - ich glaube nämlich ich stelle mir das grad zu 
einfach vor.... ;)


mfg
-Oli

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