Auto-Lichtmaschinenspannung

Hat dein Rigol Akkubetrieb ?

400Hz ? Warum nicht ? Was hast du erwartet ? 50Hz

Die Peaks ? Keine Ahnung, da ist aber doch noch eine regelung zwischen 
LiMa und Akku.

Mess doch mal den Ladestrom.

Nein, hat keinen Akkubetrieb. Macht das einen Unterschied?

Nein, genau 50Hz hätte ich nicht erwartet. Ist ja kein Netzstrom und 
natürlich Drehzahlabhängig. Aber 750 U/min bedeuten ungefähr 15U/Sek. 
Durch die Übersetzung der Lima hätte ich irgendwas mit 30-40 Hz 
erwartet.

Habe ich mittlerweile herausgefunden, dass die Lima 12 Polpare im Stator 
hat  Dann kommt das schon hin mit der Frequenz.

Bleiben nur noch die Peaks, die für Zündspulenimpulse und 
Einspitzdüsenimpulse zu häufig vorkommen. Das mit der Regelung der Lima 
könnte eine Rolle spielen, aber ich dachte, die Regelung würde Analog 
erfolgen, also einen Widerstand kontinuierlich regeln, der den 
Erregerstrom regelt, was wiederum die Generatorspannung konstant hält. 
Warum sollte das Peaks erzeugen?

Karli schrieb:
> aber ich dachte, die Regelung würde Analog
> erfolgen, also einen Widerstand kontinuierlich regeln, der den
> Erregerstrom regelt,

Die Regelung ist voll digital, an - aus - an - ...

Echt?

Dann müsste doch in den Aus-Phasen der Ripple komplett verschwinden!? 
Auf dem Oszilloskop war das nicht erkennbar. Obwohl: Ich hatte den Motor 
ja nur im Standgas laufen. Kann natürlich sein, dass durch die geringe 
Drehzahl der Erregerstrom die ganze Zeit eingeschaltet war.

Karli schrieb:
> Dann müsste doch in den Aus-Phasen der Ripple komplett verschwinden!?

Warum sollte er? Lastspitzen verursachen auch bei Stromlieferung aus dem 
Akku Ripple.

Ja das stimmt natürlich. Habe mich unpräzise ausgedrückt. Ich meine, 
dass die 400Hz die einem gleichgerichteten 3-Phasen-Wechselstrom ähnlich 
sehen, dann verschwunden sein müssten, denn die können ja eigentlich nur 
von der Lima kommen.

Mach doch ne Messung mit stehendem Motor aber eingeschalteter Zündung.

Karli schrieb:
> Ich meine,
> dass die 400Hz die einem gleichgerichteten 3-Phasen-Wechselstrom ähnlich
> sehen, dann verschwunden sein müssten, denn die können ja eigentlich nur
> von der Lima kommen.

Das Schalten der Erregerspule dürfte im kHz Bereich sein. Ich würde eher 
mal sagen: bischen Gas geben und schauen ob sich was verändert. Die Lima 
brauch bischen Umdrehung für Leistung.

Moderne Autos haben den Vorteil bereits bei Leerlaufdrehzahl die 
Batterie zu laden.

Dazu wird im Leerlauf immer die Erregerspule mit Spannung versorgt.

Zusätzliche Ripple dürften die MAgnetventile der Einspritzung andere 
Aktoren die Induktiv arbeiten oder auch deine Zündspulen erzeugen.

In einem normalen KFZ-Boradnetz kann es grundsätzlich immer zu 
Spannungspitzen bis über 100V kommen.

Deine Oszidaten sehen für nen Polo 6N normal aus.

Gruß EGS

Danke für Eure Antworten. Jetzt bin ich schon ein gutes Stück schlauer. 
:)

Noch eine Frage:
Nehmen wir an, die Erregerspannung wäre die ganze Zeit eingeschaltet, 
dann wäre die Ausgangsspannung der Lima doch theoretisch proportional 
zur Drehzahl. Sagen wir bei Leerlaufdrehzahl vielleicht so 14 V und bei 
voller Drehzahl vielleicht um die 100V.

Nehmen wir an, der Spannungsregler der Lima würde bei voller Drehzahl 
die Erregerspannung in 86% der Zeit aus und in 14% der Zeit einschalten, 
dann wäre die mittlere Spannung ungefähr bei 14V, falls die Spannung im 
Ein-Zustand bei 100V liegen würde.

Nehmen wir weiterhin an, wir hätten keine puffernde Batterie: Würden 
dann die 100V voll ins Bordnetz gehen, oder würde diese hohe Spannung 
durch irgendwelche Effekte wie Selbstinduktion wenigstens zum Teil 
weggeschluckt?

Hallo  Karli,

du hast vergessen etwas wichtiges zu erwähnen und zwar wie alt deine 
Batterie ist und wie dein Fahrverhalten ist (viel Kurzstrecke, eher 
Langstrecke), denn davon hängt es ab, ob deine Batterie noch i.O. ist 
bzw. wieviel Ladekapazität noch zur Verfügung stehen.

>Moderne Autos haben den Vorteil bereits bei Leerlaufdrehzahl die
>Batterie zu laden.

Das ist ein Gerücht. Moderne Autos sind gar nicht mehr in der Lage die 
Batterien einigermaßen vollzuladen, das waren sie nie. Für eine optimale 
Ladung benötigt man eine bestimmte Spannung, die temparaturabhängig ist 
usw.

Karli schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ich habe eben die Spannung an der Autobatterie meines Polo 6N1 gemessen
> um zu sehen, wie stark der Einfluss der pulsierenden Gleichspannung der
> Lima auf die Batteriespannung ist. Die Messung erfolgte nicht, weil
> etwas nicht richtig funktioniert, sondern ganz einfach, weil es mich
> interessiert. Tastkopf 1:10 und Leerlaufdrehzahl ca 750 U/min.
>
> Dabei kam folgendes heraus:
>
> http://www.dekarl.de/Ripples%20Batterie%20Polo6N1.bmp
>
> Dabei wundern mich zwei Dinge:
> 1. Die Periodendauer von ca 2,5 Millisekunde (also etwa 400Hz)
> 2. Die Spannungsspitzen alle 2 Millisekunden (also etwa 500Hz)
>
> Habt ihr eine Ahnung wo diese zwei 'Wunder' zustande kommen?

Hat Deine LiMa eine "W"-Klemme? Dann miss doch mal die Wechsel-
spannung direkt.
Gruss
Harald

>> du hast vergessen etwas wichtiges zu erwähnen und zwar wie
>> alt deine Batterie ist und wie dein Fahrverhalten ist (viel
>> Kurzstrecke, eher Langstrecke), denn davon hängt es ab, ob
>> deine Batterie noch i.O. ist bzw. wieviel Ladekapazität noch
>> zur Verfügung stehen.

Wie ich oben glaube ich schon mal erwähnt habe: Mein Auto hat keine 
Probleme, es fährt einwandfrei. Es geht mir nur um das Funktionsprinzip.

Gehen wir davon aus, dass die Batterie neuwertig ist. Dann dämpft sie 
Spannungsspitzen ja weg, wohl vergleichbar mit einem gigantischen 
Kondensator mit paar mehreren Tausend Farad. Aber auch dann hat man wohl 
noch einen Restripple.

@Rainer O.
Danke für dein Prinzip-Schaltbild. Ich bin zwar kein gelernter 
Elektriker/Elektroniker, aber ich glaube, ich kann das verstehen. Lass 
mich die Schaltung in meinen Worten beschreiben und bitte korrigiere 
mich, wenn ich etwas falsches schreibe:

R1 und R2 wirken wie ein Spannungsteiler. Wenn die Spannung zwischen D+ 
und Masse einen bestimmten Wert erreicht/überschreitet, wird die 
Durchbruchspannung der Z-Diode überschritten. Es fließt ein Basisstrom 
in V1, so dass dieser leitend wird. V1 und R3 bilden ebenfalls einen 
Spannungsteiler. Wird V1 leitend, so bricht die Spannung am Punkt B 
zusammen, so dass kein Basisstrom mehr in V2 fließen kann. Nun sperrt 
dieser. Es fließt kein Strom mehr durch die Erregerwicklung. V3 ist 
wahrscheinlich nur eine Freilaufdiode, um Spannungsspitzen zu 
unterdrücken, die beim Abschalten des Erregerstromes auftauchen würden. 
Die Erregerwicklung kann sich über V3 entladen.

So erscheint mir das ganze Plausibel. Dennoch:
Die Induktionsspannung des Generators ist ja proportional zur Drehzahl.
Und bei Dauer-Ein der Erregerspannung käme eine sehr hohe Spannung an 
die Batterie, die diese kaum noch abpuffern kann.

Könnte man es vielleicht so erklären?
Der Spulenstrom in der Erregerspule und auch in der eigentlichen 
Induktionsspule steigt bei Anlegen der Erregerspannung wegen der 
Gegeninduktion nicht schlagartig an, sondern steigt 'langsam' auf den 
Schwellenwert an, bei dem die Zenerdiode öffnet. Nehmen wir an, die 
öffnet genau dann, wenn zwischen D+ und Masse 14,4 Volt anliegen, dann 
würde in dem Moment die Erregerspannung wieder abgeschaltet werden. Der 
Erregerstrom fließt über V3 eine gaaanz kurze Zeit lang weiter, fällt 
aber bereits wieder ab. Auch die induzierte Spannung in der 
Hauptwicklung im Stator der Lima fällt jetzt ab, die Batterie wird nun 
auch wieder ein wenig entladen (abhängig von der Anzahl der 
eingeschalteten Verbraucher). Irgendwann unterschreitet die Batterie 
wieder einen Schwellenwert, so dass die Z-Diode wieder sperrt und das 
ganze Spiel beginnt wieder von vorne. Also Erregerstrom steigt langsam 
an, induzierte Spannung steigt wieder langsam an, Batteriespannung 
steigt wieder langsam an, Schwellenspannung wird überschritten...

Was dazu allerdings nicht passt ist die 75V Spannung der Z-Diode. Müsste 
die nicht abgängig vom Verhältnis von R1 und R2 irgendwo zwischen 0 und 
14,4V liegen?

Und: Je schlechter die Batterie ist, umso schneller müsste obiger 
Regelkreis ablaufen, aber aus welchem Grund sollte der Regelkreis 
aufhören zu funktionieren, wenn man die Batterie ganz abklemmt?

Ben _ schrieb:
>> Anbei mal einen Prinzipschaltplan des Hybridreglers, wenn der TO einen
>> solchen hat. Da siehst Du dann, warum nur "an - aus - an...".
> Genau das sehe ich eben nicht. Da ist kein Schmitt-Trigger mit Hysterese
> drin und folglich arbeitet das Ding wie ein kleiner analoger Verstärker.
> Normale Transistoren sind STROMgesteuert, und der Strom über R2 steigt
> auch bei Erreichen der Z-Spannung verhältnismäßig langsam, woraufhin der
> Basisstrom von V2 ebenfalls langsam zurückgeregelt wird - und nicht
> schlagartig.

Also bitte, das ist eine PRINZIPSCHALTUNG. Natürlich ist dort real eine 
Hysterese drin.

Ben _ schrieb:
> Ich glaub da nicht dran.

Glaube es ruhig.

Ben _ schrieb:
> und bei der Induktivität die der Läufer hat auch die
> Freilaufdiode ordentlich quälen.

Die quält sich viel weniger als ein Analogregler, mit denen auch schon 
vor vielen Jahren Versuche gemacht wurden.

Für eine analoge Regelung spricht, dass die Z-Diode keinen unendlich 
scharfen Knick bei ihrer Durchbruchsspannung hat, sondern, dass dass 
sich im Knick eher eine mehr oder weniger scharfe '90°-Kurve'  befindet. 
Ich könnte mir vorstellen, dass sich die Spannung die ganze Zeit mehr 
oder weniger genau in diesem kleinen Teil der Kennlinie abspielt und 
dadurch die Transistoren nicht entweder ganz offen oder ganz zu sind, 
sondern ständig mehr oder weniger 'teiloffen' sind, so dass der 
Erregerstrom quasi analog geregelt wird. Aber genau weiß ich es nicht.
Dagegen spricht, dass in dem Fall der Transistor ziemlich viel Wärme 
abführen müsste. Mehrere Volt Spannungsabfall und dann bis zu 6 Ampere.

Man müsste Erregerstrom und -spannung oszilloskopieren. Dann wüsste man 
genau, ob die Regelung digital oder analog erfolgt. Weiß aber jetzt 
nicht,ob ich die Erregerspannung anzapfen kann, ohne die Lima zu öffnen. 
Ich vermute eher nicht.


@Bernd
In deinem verlinkten Thread geht es soweit ich sehe nur um die 
Gleichrichtung des Drehstromes und nicht um die Spannungsregelung. 
(falls ich das nicht übersehen habe)

Dann würde ich mal sagen, entspricht mein Oszilloskopbild exakt dem auf 
dem Bosch-PDF + die erwähnten Nadeln.

>> Vergleiche mal das Bild mit dem angehangenen.Die Spikes in
>> Deinem Bild sind die bei Bosch erwähnten Nadeln -> wo kämen
>> die wohl her, wenn analog geregelt würde ???

Rein theoretisch könnten die auch von den Einspritzdüsen kommen. Dort 
gibt es ja auch kleine Spulen, die beim Abschalten Spannungsspitzen 
produzieren.

Ich schau morgen, welche Lima ich drin habe und ob ich an D+ irgendwie 
herankomme und hänge dort meinen Oszi an.

also nichts gegen etwas Seemannsgarn. Solange uns hoffentlich allen klar 
ist, daß

-jede Lima auch im Leerlauf und ganz für sich allein ca. 14,1V bringt 
(ohne Knall und Rauch)
-die Drehzahl keinesfalls zigtausend rpm erreicht (allein schon der 
Riemen hätte nahezu Lichtgeschwindigkeit...)
-die Ankerregelung natürlich linear erfolgt (Synchronmaschine)
-die Leistung schon ab Leerlauf vorhanden ist (vielleicht noch nicht 
100%, aber für alles was man nur einschalten kann ausreichend. Alles 
Andere würde gar keine Zulassung kriegen. Bei manchen alten KFZ muss man 
freilich 1x kurz Gas geben.)
-das Bordnetz keine 100V Spannungsspitzen hat, vermutlich keine 20V...

Und das mit dem nicht ausreichendem Laden bei Kurzstrecke ist ein 
hartnäckiges Gerücht vieler Leute mit alter Batterie, oder 
reparaturbedürftigem Motor. Frage mich gerade, wie Postman und Co dieses 
"Problem" lösen...

Heutige Motoren brauchen allenfalls 1/2 Sekunde zum Start, Diesel 
vielleicht 1 Sekunde. Wenn man dann nur 10 Minuten fährt, reichen 
vermutlich auch 500mA Ladestrom...

@0815

Dem meisten, was du schreibst, möchte ich nicht widersprechen.

Aber:

0815 schrieb:
> -die Ankerregelung natürlich linear erfolgt (Synchronmaschine)

Moderne Spannungsregler liefern eine Konstante Spannung (oder auch 
Strom) und arbeiten doch digital. Als Energiespeicher dient dabei eine 
Induktivität. In einer Lima ist diese als Erregerspule schon kostenfrei 
dabei. Wenn ich die Aufgabe bekäme, den Strom in der Erregerspule zu 
regeln, würde ich schalten. Ich würde mir passend zur Induktivität eine 
Frequenz aussuchen, die einen vertretbaren Ripplestrom erzeugt. Der 
Vorteil wäre weniger Leistung im Schalter (FET oder bipolar), kleinere 
Kühlkörper oder garkeiner. Das Ergebniss ist dann genauso linear wie 
z.B. die Stromreglung in Schrittmotoren.

meine 2 cent

MfG Klaus

Klaus schrieb:
> Moderne Spannungsregler liefern eine Konstante Spannung (oder auch
>
> Strom) und arbeiten doch digital.

Das kann natürlich sein. Aber den Anker selbst als Speicherdrossel? 
Ansteuerung müsste zumindest ziemlich schnell erfolgen, da es ja sonst 
Spannungshübe am Ausgang geben würde. Bei wenigen A Ankerstrom bräuchte 
ein getakteter Regler aber gar keine Kühlung. Kenne diese Regler nur gut 
gekühlt am Lima-Gehäuse...

0815 schrieb:
> Kenne diese Regler nur gut
> gekühlt am Lima-Gehäuse...

Die werden nicht gekühlt, sondern geheizt.  :)

Das Anpappen an das LiMa Gehäuse bringt nun mal die kürzesten 
Verbindungen...

Reiner O. schrieb:

> möglicherweise habe ich bloß nicht genug Erfahrung.

Also das glaub ich gerne.

>> Was bedeutet wohl die Bosch-Bezeichnung 36/80A einer LiMa wie
>> in dem Bild http://mb124.de/gallery/d/80430-1/Lima+Bosch+Typenschild.jpg ?

Das wird wohl eine rhetorische Frage sein, weshalb niemand die Frage 
beantworten wird, aber ich will es ganz genau wissen und rate mal das 
naheliegendste: 36Ampere bei Standgas und 80A Maximalstromstärke.
Ist das korrekt so?

>> -jede x-beliebige LiMa in einem Auto im Leerlauf (also mit abgeklemmten
>> B+ Kabel; das Dicke) entweder eine hohe Spannung (so um die 70 Volt bei
>> etwas Drehzahl) erzeugt oder kaputt geht! Einfach mal ausprobieren...

Hm. Das ist schlecht. Ich dachte, die Windungszahlen und 
Magnetfeldstärken wären so abgestimmt, dass im Leerlauf geradeso 
vielleicht 14V erzeugt werden und bei maximaler Drehzahl (sagen wir 10x 
so hoch) vielleicht 140V, wenn die Erregerspulen im Rotor dauerhaft mit 
Strom versorgt werden.

Wie kann man auf 70V im Leerlauf kommen, nur weil die Batterie fehlt? 
Oder schaukelt sich das irgendwie hoch?

>>Moderne Spannungsregler liefern eine Konstante Spannung (oder auch
>>Strom) und arbeiten doch digital. Als Energiespeicher dient dabei eine
>>Induktivität. In einer Lima ist diese als Erregerspule schon kostenfrei
>>dabei. Wenn ich die Aufgabe bekäme, den Strom in der Erregerspule zu
>>regeln, würde ich schalten. Ich würde mir passend zur Induktivität eine
>>Frequenz aussuchen, die einen vertretbaren Ripplestrom erzeugt.

Wie groß ist die Induktivität der Erregerspule eigentlich? Mit welchen 
Schaltfrequenzen müsste geschaltet werden, um die Rippleströme im 
Bereich von sagen wir mal +/- 1A zu halten?

L. M. schrieb:
> Um Schwingungen des Flachriemens und Antriebstrangs (Riemenspanner etc.)
>
> zu vermeiden haben diverse Lichtmaschinen heute einen Freilauf.
>
> Die Hysterese sollte auch noch eine Rolle spielen.

Ja, das soll er offiziell tun (unglaublich, daß es früher ohne ging ;-)

Ist aber mittlerweile "amtlich" als absichtliches Verschleißteil 
enttarnt. Bei einem (absehbaren) Defekt zahlt sich der Kunde dumm und 
dämlich, weil zunächst Spannrolle, Riemen und alles Erdenkliche 
getauscht werden. Erst danach "erkennt" der Mechaniker plötzlich das 
Problem...gern ist man aber zuvor schon einsichtiger Besitzer einer 
neuen Lima...

Ein tolles Beispiel der Obsoleszenz. Im Vergleich dazu sind Chips in 
Druckerpatronen eine wahrhaft nützliche Erfindung!

Karli schrieb:
> Wie groß ist die Induktivität der Erregerspule eigentlich? Mit welchen
> Schaltfrequenzen müsste geschaltet werden, um die Rippleströme im
> Bereich von sagen wir mal +/- 1A zu halten?

Ich habe nur ein ziemlich altes Stück zum Messen. Die Induktivität ist 
ca. 30mHy. Das wird aber auch bei neueren ähnlich sein. Die 
erforderlichen Ströme liegen im Bereich 1 bis 3A. Als Ripple würde ich 
mal +-5% ansetzen, also für 1A Nennstrom min 0,95A und max 1,05A. Wie 
stark sich das auf die Ausgangsspannung auswirkt, vor allem bei 
angeschlossenem Akku, kann ich nicht sagen.

MfG Klaus

>>Die der Batteriespannung überlagerte Welligkeit dürfte bei einem
>>Benzinmotor mit elektronischer Zündung (egal ob Einzelzündspule mit
>>Verteiler oder sogenannte Schacht- oder Stiftzündspulen mit ruhender
>>Zündspannungsverteilung) von den Abschaltspitzen der Zündspulen
>>herrühren.

Aber wenn man sich die Anzahl der Peaks anschaut, sind das eigentlich 
viel zu viele für einen 4-Zylinder-Viertakter, der nur pro Umdrehung nur 
2x Zünden sollte. Das gleiche bei den Einspritzdüsen.

Von der Häufigkeit der Peaks würde es eher zu den Ausschaltvorgängen der 
Erregerspule durch den Ladereglers passen, andererseits ist meine 
Messung im Standgas erfolgt, wo der Regler die Erregerspule eigentlich 
gleich auf Dauer-Ein schalten könnte, wegen der geringen Drehzahl und 
der damit verbundenen niedrigen Induktionsspannung.

Karli schrieb:
> Von der Häufigkeit der Peaks würde es eher zu den Ausschaltvorgängen der
> Erregerspule durch den Ladereglers passen, andererseits ist meine
> Messung im Standgas erfolgt, wo der Regler die Erregerspule eigentlich
> gleich auf Dauer-Ein schalten könnte, wegen der geringen Drehzahl und
> der damit verbundenen niedrigen Induktionsspannung.

Man könnte ja die Last verändern und dabei die Pulse beobachten, so 
Ohmsche Lasten wie Heckscheiben und Sitzheizung einschalten.

MfG Klaus