Wollte mal fragen, ob jemand eine elegante Lösung für einen
AC-Spannungsregler hat. Hier im Forum gibts einen langen Thread (Gibt es
überhaupt einen AC Regler) über das Thema, aber ohne greifbares
Ergebnis.
Worum gehts: eigentlich um eine Spannungsregelung an einem
Oldtimer-Moped mit 6V Schwunglicht-Magnetzünder. Die
Bilux-Scheinwerferlampen und andere Birnen habe hohe Exemplarstreuungen
und brennen bei Überspannung schnell durch. Das stromquellenähnliche
Verhalten des Generators begünstigt das.
Man kann sog. Spannungsbegrenzer für knapp 20€ kaufen, da werden mit
einem Thyristor spannungsabhängig Halbwellen kurzgeschlossen. Den Birnen
hilft es, hat aber andere Nebenwirkungen (Flackern, Helligkeitsabnahme
bei hohen Drehzahlen)
Andere Lösungen schalten Batterien von 5W / 7,5V Zener/Suppressordioden
parallel zur Generatorspule. Schlechter von der Regelung und thermisch
heikel aber sonst ohne Nebenwirkung. Das vernünfigste wäre ich baue
sowas ein. Billig und halbwegs funktionssicher.
Klar, das Beste wäre eine Umrüstung auf ein Gleichstromsystem mit Akku.
Ist mir zu aufwändig.
Aber ein einfacher AC-Regler müßte doch machbar sein: Längsregler aus
zwei komplementären Transistoren, aber wie ansteuern?
Hallo,
Holler schrieb:> Wollte mal fragen, ob jemand eine elegante Lösung für einen> Man kann sog. Spannungsbegrenzer für knapp 20€ kaufen, da werden mit> einem Thyristor spannungsabhängig Halbwellen kurzgeschlossen. Den Birnen> hilft es, hat aber andere Nebenwirkungen (Flackern, Helligkeitsabnahme> bei hohen Drehzahlen)
Ist klar die "killen" Deine Spannungsquelle ja für den Rest der
Halbwelle komplett.
> Andere Lösungen schalten Batterien von 5W / 7,5V Zener/Suppressordioden> parallel zur Generatorspule. Schlechter von der Regelung und thermisch> heikel aber sonst ohne Nebenwirkung. Das vernünfigste wäre ich baue> sowas ein. Billig und halbwegs funktionssicher.
Das ist sicherlich Besser und einfacher. In dem Fall wird die Spannung
nur gekappt und zwar nur für die Zeit in der die Überspannung auftritt.
Im Gegensatz zu der anderen Lösung bliebt aber die Grundenergie
erhalten.
Beide Ansätze sind ja "Shunt-Regler", wobei man hier nicht von Reglern
sprechen kann. Ich würde mal versuchen einen einfachen Shuntregler mit
TL431 und zusätzlichem bipolarem Transistor zu bauen. Davon zwei
Exemplare und über Dioden so verbauen das jeder immer nur eine Halbwelle
bearbeitet.
Ein anderer Ansatz könnte es sein einen Längsregler zu bauen, also nicht
den Generator bei Überspannung zu belasten sondern die überflüssige
Spannung im Regler zu verkochen. Dabei müsstest Du wahrscheinlich auch
wieder zwei Schaltungen aufbauen, für jede Halbwelle eine.
Wie ist denn das zeitliche Verhalten wenn die Spannung hoch läuft? Wenn
die Spannung nicht zu schnell ansteigt könnte auch ein geschickt
dimensionierter PTC helfen. Der brauch natürlich eine Zeit bis er
reagiert, da sind die Suppressordioden natürlich viel schneller. Wenn Du
aber eher mit langsamen Änderungen kämpfst, hervorgerufen durch
Beschleunigung, könnte das schon genügen. Dazu musst Du aber erst mal
ein paar Basisparameter des Problems genauer kennen.
Bei dieser Lösung würdest Du das Problem nicht komplett beseitigen, weil
die Kennlinie des PTC nicht so steil verläuft, könntest es aber auf ein
erträgliches Maß reduzieren.
Bei meinem Motorrad werden die Generator-Spulen kurzgeschlossen, wenn
die (gleichgerichtete) Batteriespannung eine gewisse Schwelle
überschreitet. Die überschüssige Energie wird dadurch in den Spulen des
Generators verheizt.
Mein Opa hatte mal Halogenlampen, die immer wieder frühzeitig
durchbrannten. Ich hatte dort jeweils zwei Dioden antiparallel in die
Zuleitungen eingeschleift. Dadurch konnte ich deren Betriebsspannung um
etwa 0,8V senken, wodurch das Problem gelöst wurde.
Stefan schrieb:> Die überschüssige Energie wird dadurch in den Spulen des> Generators verheizt.
Da ein Kurzschluss für eine Stromquelle ein normaler Betriebs-
zustand ist, wird da eigentlich garnichts verheizt. Bei Fahrrad-
dynamos ist es z.B. so, das viele im Kurzschluss leichter laufen
als mit offenen Klemmen.
Gruss
Harald
Harald Wilhelms schrieb:> Bei Fahrraddynamos ist es z.B. so, das viele im Kurzschluss> leichter laufen als mit offenen Klemmen.
Ähm... sicher? Wie könnte man sich das erkären (wenn man mal die
Verluste in der Kupferwicklung irgendwie mit einbezieht)?
Lothar Miller schrieb:> Harald Wilhelms schrieb:>> Bei Fahrraddynamos ist es z.B. so, das viele im Kurzschluss>> leichter laufen als mit offenen Klemmen.> Ähm... sicher? Wie könnte man sich das erkären (wenn man mal die> Verluste in der Kupferwicklung irgendwie mit einbezieht)?
Die Eisenverluste entfallen.
Hi,
Lothar Miller schrieb:> Ähm... sicher? Wie könnte man sich das erkären (wenn man mal die> Verluste in der Kupferwicklung irgendwie mit einbezieht)?
die Dynamobleche sind so ausgelegt, dass die Eisenverluste bei höheren
Frequenzen stark zunehmen, wenn jetzt die Wicklung kurzgeschlossen wird,
gerät der Kern zusätzlich in die Sättigung. Dadurch wird die
Kraftübertragung zwischen Rad und Dynamo vermindert, der Dynamo kuppelt
aus. Dieser Effekt tritt ab etwa 15 km/h ein.
Grüße
Habe auch schon davon gehört, dass Narbendynamos von Fahrrädern bei sehr
hohen Geschwindigkeiten im Kurzschlußfall geringere Fahrwiderstände
aufweisen als im Leerlauf, hier findet man ganz unten im Artikel
Messungen:
http://fahrradzukunft.de/1/labortest-nabendynamos/#messungen-fuer-28-laufrad-an-doppel-scheinwerfer
Ist aber nicht das Thema dieses Threads. Glaube kaum, dass der
Klauenpolgenerator eines Narbendynamos mit dem Schwunglichtgenerator
eines Mopeds vergleichbar ist. Von der Mechanik siehts jedenfalls
komplett anders aus. Außerdem haben die getesteten
Kurzschluß-Ballastregler die oben beschriebenen Nachteile.
Danke erstmal für die Rückmeldungen.
- PTC vorschalten:
Glühbirnen sind eigentlich PTCs. Da noch einen vorschalten stelle ich
mir von der Beschaffung eines Halbleiter-PTC mit geeignetem
Regelverhalten extrem schwierig vor. Zumal der im Unterspannungsbereich
möglichst "low drop" sein sollte.
- Zwei MOSFET mit dem Source gegeneinander schalten, mit OPs regeln:
an so etwas habe ich auch schon gedacht. Man braucht zusätzlich noch
eine potentialgetrennte Spannungsversorgung, was mit einem kleinen
Übertrager möglich wäre. Ist ein ziemlicher Aufwand. Werde mal einen
Aufbau in LT-Spice simulieren.
- Mit zwei antiparallelen Dioden die Spannung reduzieren:
ist keine Option, die Beleuchtung im Leerlauf und niedriger Drehzahl ist
schon so ziemlich mies.
Holler schrieb:> Habe auch schon davon gehört, dass Narbendynamos ...
Ist mal wieder eine Steilvorlage (offtopic)
Wikipedia sagt:
"Als Narbe (lat. cicatrix) wird nach Zerstörung des kollagenen Netzwerks
der Haut ein minderwertiges, faserreiches Ersatzgewebe (Fibrose)
bezeichnet, das einen Endzustand der Wundheilung darstellt. In Narben
ist das Kollagen nicht mehr komplex verflochten, sondern parallel
angeordnet. Hautanhangsgebilde wie Talg- oder Schweißdrüsen fehlen."
Das könnte zu dem Schluss verleiten, dass statt einer 'Narbe' doch eher
eine 'Nabe' gemeint sein könnte.... :D
Anbei eine LT-Spice Simulation eines AC-Längsreglers mit zwei
gegeneinandergeschalteten MOSFETS: ist nicht optimiert, die Regelung
läßt sich sicher verbessern.
In gelb die erzeugte Leerlaufspannung, hochlaufend in Frequenz und
Amplitude.
Mich wundert ein wenig, dass die Spannung am Lastwiderstand R6 (rot) so
rechteckförmig aussieht. Ich hätte gedacht, dass so ein MOSFET im
aktiven Bereich eher wie ein Widerstand agiert, aber der scheint stark
spannungsabhängig zu sein.
