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Forum: Offtopic Nabendynamo und Kabel verwechseln?


Autor: Sebastian B. (sebastian_b183)
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Ich hab mir in mein Rad einen Nabendynamo eingebaut und in der Anleitung 
steht folgendes drin: "Verwechseln Sie beim Anschliessen die beiden 
Kabel nicht, weil sonst die Leuchte nicht aufleuchtet."
Gemeint ist das Kabel was am Rahmen angeschlossen wird und das welches 
an die Lampe kommt.
Was ich nicht verstehe: Warum ist es wichtig den Dynamo richtig herum 
anzuschließen? Ich dachte da kommt Wechselspannung heraus?
Die Lampe die ich verwende hat sowieso + und - angeführt (LED) und ich 
hab sie mal Rahmenanschluss -> Minus angeklemmt, leuchtet tadellos.

: Verschoben durch Moderator
Autor: hinz (Gast)
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Sebastian B. schrieb:
> Warum ist es wichtig den Dynamo richtig herum
> anzuschließen?

Weil der einseitig eh schon mit dem Rahmen verbunden ist.

Autor: Peter II (Gast)
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eventuell ist ja das eine Kabel im Dynamo mit dem Gehäuse verbunden.

Autor: H-G S. (haenschen)
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Ich glaube wenn du den Dynamo kurzschliesst bremst er das Rad.

Ich hatte mal früher einen Spass-Dynamo gebaut und aus Versehen die 
Ausgangsdrähte kurzgeschlossen. Das Ding liess sich kaum noch drehen so 
brutal hat der gebremst.

Autor: Peter II (Gast)
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H-G S. schrieb:
> Ich glaube wenn du den Dynamo kurzschliesst bremst er das Rad.
>
> Ich hatte mal früher einen Spass-Dynamo gebaut und aus Versehen die
> Ausgangsdrähte kurzgeschlossen. Das Ding liess sich kaum noch drehen so
> brutal hat der gebremst.

nein das stimmt nicht. Dynamos sind mehr Stromquellen als 
Spannungsquellen und dort ist der Kurzschlussfall normal. Es wird keine 
Leistung abgegeben (Spannung = 0V damit auch Leistung 0W).

Wenn der Ausgang offen ist, dann wird die Spannung über eine Interne 
Diode begrenzt (ist Pflicht, sonst wird die Spannung sehr stark 
ansteigen) und damit hat man hohe Spannung und hohen Strom also eine 
recht hohe Leistungsabgabe.

Autor: Erwin D. (Gast)
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Peter II schrieb:
> nein das stimmt nicht. Dynamos sind mehr Stromquellen als
> Spannungsquellen und dort ist der Kurzschlussfall normal. Es wird keine
> Leistung abgegeben (Spannung = 0V damit auch Leistung 0W).

Wie das bei Naben-Dynamos ist, weiß ich nicht. Aber bei den 
herkömmlichen, die an der Seite des Reifens mit einem Reibrad 
angetrieben wurden, war die Bremswirkung schon enorm. Den konnte man 
kaum von Hand drehen, wenn er kurzgeschlossen war. Und am Reifen war es 
bei nassem Wetter normal, wenn er stehenblieb.

Autor: hinz (Gast)
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Erwin D. schrieb:
> Wie das bei Naben-Dynamos ist, weiß ich nicht. Aber bei den
> herkömmlichen, die an der Seite des Reifens mit einem Reibrad
> angetrieben wurden, war die Bremswirkung schon enorm.

http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/Beleuchtung/node16.html

Autor: V0A (Gast)
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Peter II schrieb:
> Es wird keine
> Leistung abgegeben (Spannung = 0V damit auch Leistung 0W).

Nonsens! Die Leistung wird in diesem Fall als Wärme abgegeben, die im 
Innenwiderstand des Dynamos, seiner Wicklung, entsteht.

Autor: Marek N. (bruderm)
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H-G S. schrieb:
> Ich glaube wenn du den Dynamo kurzschliesst bremst er das Rad.

Ne. Bei Nabendynamos sind die Leerlaufverluste tatsächlich größer, als 
die Kurzschlussverluste.
Im Leerlauf jagt er mit der Spannung hoch, wenn nicht ne eine Fette 
Diode die Leistung verbrät, so kommen auf jeden Fall die 
Ummagnetisierungsverluste und die Eisensättigung ins Spiel. Im 
Kurzschluss ist das Eisen praktisch feldfrei, es gibt nur die ohmschen 
Verluste im Kupfer.
Mal na nach "Forumslader" und "Bikebox" suchen und sich mal die 
Kennlinie von so einem Nabendynamo anschauen.

Autor: Mike J. (linuxmint_user)
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Marek N. schrieb:
> Im
> Kurzschluss ist das Eisen praktisch feldfrei, es gibt nur die ohmschen
> Verluste im Kupfer.

Dort werden aber Magnete verbaut und deshalb müssen sich die Spulen 
immer durch das Feld der Magnete bewegen.

Wenn du jetzt einen Kurzschluss verursachst, dann ist der 
Leitungswiderstand extrem niedrig, die Spannung fast null und der 
Induktionsstrom geht nach unendlich.

Einen kurzgeschlossenen Nabendynamo kannst du nur mit roher Gewalt 
bewegen.
Man kann also eine billige, elektrische Bremse für das Fahrrad bauen 
wenn man den Nabendynamo mit einem MosFET kurzschließen würde. 
(Nabendynamo -> Gleichrichter -> MosFET + Kühlkörper)

Man erhält somit also eine verschleißfreie magnetische Bremse :-)

Autor: hinz (Gast)
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Mike J. schrieb:
> Einen kurzgeschlossenen Nabendynamo kannst du nur mit roher Gewalt
> bewegen.

Ach wo, die meisten laufen im Kurzschluss sogar leichter als offen.

Autor: Peter II (Gast)
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V0A schrieb:
> Nonsens! Die Leistung wird in diesem Fall als Wärme abgegeben, die im
> Innenwiderstand des Dynamos, seiner Wicklung, entsteht.

eventuell erst mal Googlen bevor man Nonsens postet?

Autor: asdfg (Gast)
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Peter II schrieb:
> V0A schrieb:
>> Nonsens! Die Leistung wird in diesem Fall als Wärme abgegeben, die im
>> Innenwiderstand des Dynamos, seiner Wicklung, entsteht.
>
> eventuell erst mal Googlen bevor man Nonsens postet?

Nein, nein. Das ist so schon korrekt.

Allerdings ist die Leistung wegen der kleinen sich einstellenden 
Spannung extrem gering.

asdfg

Autor: SE (Gast)
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Sebastian B. schrieb:
> Was ich nicht verstehe: Warum ist es wichtig den Dynamo richtig herum
> anzuschließen? Ich dachte da kommt Wechselspannung heraus?

Die Spule ist einmal mit der Achse verbunden und der zweite Anschluss 
wird direkt rausgeführt.
Am äußeren Anschluss kommen beide Drähte auf einen Stecker.

Der Zweidraht-Anschluss ist nötig, da die Übergangswiderstände von 
Dynamo -> Achse -> Gabel -> Lenk-Lager zu groß sind.

Autor: Matthias L. (limbachnet)
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Peter II schrieb:
> Wenn der Ausgang offen ist, dann wird die Spannung über eine Interne
> Diode begrenzt (ist Pflicht, sonst wird die Spannung sehr stark
> ansteigen) und damit hat man hohe Spannung und hohen Strom also eine
> recht hohe Leistungsabgabe.

Bei einigen Nabendynamos gibt's diese Dioden offenbar nicht. Mein 
stinknormaler Shimano-Dynamo aus der 30€-Klasse erreicht bei flotter 
Abwärtsfahrt problemlos 40V Leerlaufspannung. Und ich habe d nichts 
modifiziert oder mit extern angelegter Überspannung weggebrannt oder 
dergleichen.

Die schon etwas älteren Dynamo-Modelle in der oben verlinkten 
Fahrrad-Beleuchtungs-Bibel untersucht wurden, haben überwiegend auch 
keine Begrenzer-Dioden...

Autor: Mike J. (linuxmint_user)
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hinz schrieb:
> Ach wo, die meisten laufen im Kurzschluss sogar leichter als offen.

Redest du nur oder hast du das auch mal real probiert?

Meinen hatte ich ein mal offen, mit einer Glühbirne und dann noch mal im 
Kurzschluss verwendet.

Offen -> nahezu kein Kraftaufwand
mit Glühbirne -> etwas erhöhter Kraftaufwand
kurzgeschlossen -> es war echt mühselig ihn überhaupt zu bewegen

Die rein gesteckte Energie kann nur in Form von Wärme in der Spule 
umgewandelt werden.

Autor: John D. (drake)
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Mike J. schrieb:
>
> Offen -> nahezu kein Kraftaufwand
> mit Glühbirne -> etwas erhöhter Kraftaufwand
> kurzgeschlossen -> es war echt mühselig ihn überhaupt zu bewegen

Wie schon mehrfach geschrieben: so ein Verhalten ist unüblich. Welcher 
Nabendynamo-Typ war das?

Autor: Harald W. (wilhelms)
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H-G S. schrieb:

> Ich glaube wenn du den Dynamo kurzschliesst bremst er das Rad.
>
> Ich hatte mal früher einen Spass-Dynamo gebaut und aus Versehen die
> Ausgangsdrähte kurzgeschlossen. Das Ding liess sich kaum noch drehen so
> brutal hat der gebremst.

...und viele andere schrieben ähnlich falsches.

In diesem Fall ist aber die sog. Fahrradbeleuchtungsbibel von
Olaf Schultz die Referenz. Kein anderer hat sich ähnlich
gründlich mit Fahrraddynomos  beschäftigt:
http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/Beleuchtung/node4.html

Autor: Dieter W. (dds5)
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Das mit dem Drehmoment bei Kurzschluss ist offenbar extrem vom Modell 
abhängig.

Beim von mir gefahrenen SON28" (BJ 1994, 68000km) nimmt laut Tabelle von 
enhydralutis das Drehmoment im Kurzschlussfall bei 10km/h um den Faktor 
6 und bei 20km/h noch um ca. Faktor 2,3 zu.

Erst bei über 100km/h nimmt das Drehmoment bei Kurzschluss ab.

Autor: Christoph db1uq K. (christoph_kessler)
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Gibt es für Nabendynamos und ähnliche Stromerzeuger ein gutes Modell für 
LTSpice?

Das einfache Ersatzschaltbild besteht ja aus einer idealen 
Spannungsquelle mit dem Innenwiderstand in Reihe. Damit kann man durch 
Messen der Leerlaufspannung und des Kurzschlußstroms einen Wert für den 
Innenwiderstand ermitteln, durch Bestimmung der maximalen 
Leistungsabgabe ebenfalls. Die beiden Werte werden aber deutlich 
unterschiedlich sein.

Wie passt man das Modell besser an die tatsächliche Kennlinie an?

Autor: Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite
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Christoph K. schrieb:
> Gibt es für Nabendynamos und ähnliche Stromerzeuger ein gutes Modell für
> LTSpice?

Ja hier [1].

[1] 
http://www.mb.eah-jena.de/page/de/fachgebiete/mech...

Autor: Christoph db1uq K. (christoph_kessler)
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Wo genau? Es gibt einen Versuch Nr.4 zu Gleichstromgenerator/-motor und 
unten einen "Abschlussbeleg Nabendynamo - Der Abgabetermin ist der 
31.08.2016" natürlich ohne Lösungsvorschläge.
Das Ersatzschaltbild des Gleichstrommotors enthält nur eine zusätzliche 
Induktivität.

Autor: K. L. (trollen) Benutzerseite
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Matthias L. schrieb:
> Bei einigen Nabendynamos gibt's diese Dioden offenbar nicht. Mein
> stinknormaler Shimano-Dynamo aus der 30€-Klasse erreicht bei flotter
> Abwärtsfahrt problemlos 40V Leerlaufspannung.

Liegt wohl daran, dass die Dioden üblicherweise ins Frontlicht eingebaut 
sind.

Autor: Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)
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Matthias L. schrieb:
> Peter II schrieb:
>> Wenn der Ausgang offen ist, dann wird die Spannung über eine Interne
>> Diode begrenzt (ist Pflicht, sonst wird die Spannung sehr stark
>> ansteigen) und damit hat man hohe Spannung und hohen Strom also eine
>> recht hohe Leistungsabgabe.
>
> Bei einigen Nabendynamos gibt's diese Dioden offenbar nicht. Mein
> stinknormaler Shimano-Dynamo aus der 30€-Klasse erreicht bei flotter
> Abwärtsfahrt problemlos 40V Leerlaufspannung. Und ich habe d nichts
> modifiziert oder mit extern angelegter Überspannung weggebrannt oder
> dergleichen.

Der Novatec-Nabendynamo war bisher der einzigste mit eingebauter 
Spannungsbegrenzung. Bei Seitenläufern sind sie z.B. bei AXA drin.

Die Story mit dem Kurzschließen galt für den ersten Shimano HB-NX10, 
wenn überhaupt. Die Macher der Gebetsmühle haben durchaus ihren Spin.

Autor: Sebastian B. (sebastian_b183)
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Ui da hab ich ja ne ganz schöne Diskussion losgetreten :D

Interessant bei dem Dynamo ist, dass wohl der Massekontakt am Rahmen 
eher nicht besteht (wenn dann sehr hochohmig), da das Rad ja lackiert 
ist. Jedenfalls sind Vorder- und Rücklampe mit 2 Kabeln angeschlossen...
Müsste ich mal messen ob da ein Kontakt besteht...

Mein Dynamo (Shimano DH-3N31-QR) hat wohl auch keine Diode eingebaut, da 
in der Anleitung explizit steht, dass er so nicht StVO Zugelassen ist 
und man das braucht.
Ich schätze mal die Diode wird weggelassen, da sonst immer Energie 
verbraten wird, wenn das Licht nicht eingeschalten ist.

: Bearbeitet durch User
Autor: Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite
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Christoph K. schrieb:
> Gibt es für Nabendynamos und ähnliche Stromerzeuger ein gutes Modell für
> LTSpice?

Ich habe mal eine kleine Rechnung mit einem realen Dynamo in LT-Spice 
durchgeführt.

Interessant sind die weiter oben angesprochenen Drehmomente. Tatsächlich 
unterscheiden sie sich im Kurzschluss- und Leerlauffall kaum.

Simulationsergebnis Leerlauf
Versuchsgeschwindigkeit:  15 km/h
Leerlaufspannung : 20 V
Drehmoment: 0.092 Nm

Simulationsergebnis Kurzschluss
Versuchsgeschwindigkeit:  15 km/h
Drehmoment: 0.105 Nm

Im Anhang die Berechnung der Parameter für die Simulation bzw. das 
LT-Spice Modell.

Autor: U. B. (pasewalker)
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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Das einfache Ersatzschaltbild besteht ja aus einer idealen
> Spannungsquelle mit dem Innenwiderstand in Reihe.

Will man den Last- bzw. Kurzschlussfall berechnen, muss man die 
Aufteilung der (Reihen-)Impedanz (R + jωL) kennen.

Der induktive Anteil hängt natürlich von Drehzahl/Polpaarzahl des 
Dynamos ab.

Soll der Leerlauffall betrachtet werden, muss man die Eisenverluste 
kennen, die ebenfalls von der Frequenz abhängen.

Autor: Matthias L. (limbachnet)
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Dieter W. schrieb:
> Beim von mir gefahrenen SON28" (BJ 1994, 68000km) nimmt laut Tabelle von
> enhydralutis das Drehmoment im Kurzschlussfall bei 10km/h um den Faktor
> 6 und bei 20km/h noch um ca. Faktor 2,3 zu.
>
> Erst bei über 100km/h nimmt das Drehmoment bei Kurzschluss ab.

Wo steht denn bei Olaf Scholz irgendwas zu den Drehmomenten im 
Kurzschlussfall? Vielleicht habe ich ja Tomaten auf den Augen, aber ich 
finde da nix.

Autor: Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite
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U. B. schrieb:
> Will man den Last- bzw. Kurzschlussfall berechnen, muss man die
> Aufteilung der (Reihen-)Impedanz (R + jωL) kennen.
>
> Der induktive Anteil hängt natürlich von Drehzahl/Polpaarzahl des
> Dynamos ab.
>
> Soll der Leerlauffall betrachtet werden, muss man die Eisenverluste
> kennen, die ebenfalls von der Frequenz abhängen.

Das steckt in meinem Modell alles drin :-)

Autor: U. B. (pasewalker)
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> Erst bei über 100km/h nimmt das Drehmoment bei Kurzschluss ab.

1.) Solch eine Geschwindigkeit wird man, zumindest bergauf,
    selten erreichen.

2.) Bei Nabendynamos sollte man zweckmässig die Drehzahl angeben!

Autor: Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite
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U. B. schrieb:
> 2.) Bei Nabendynamos sollte man zweckmässig die Drehzahl angeben!

Volle Zustimmung! Sonst bleibt immer das Problem des Raddurchmessers. 
Zusätzlich variiert noch die Polzahl der Dynamos. Eine echt unabhängige 
Größe ist die Winkelgeschwindigkeit normiert auf die Polzahl EINS.

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