Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Nabendynamo max. Leerlaufspannung


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von Detlef M. (detlef3000)


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Hallo Leute!

für meinen Nabendynamo baue ich einen Überspannungsschutz. Die Frage 
dabei: was ist die maximale Leerlaufspannung, mit der man an den Klemmen 
des Nabendynamos rechnen muss? Bei einer Bergabfahrt mit hoher 
Geschwindigkeit (80km/H)zum Beispiel. Hat da jmd Erfahrung?

Grüße
euer Deti

: Verschoben durch Moderator
von Peter II (Gast)


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Detlef M. schrieb:
> für meinen Nabendynamo

was für ein Modell ist es denn, gibt ja mehr als einen.

von Joachim B. (jar)


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mein shimano hat über 20V gebracht

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Detlef M. schrieb:
> 80km/H

80 km/h auf dem Fahrrad?  Da musst du einen ziemlich stabilen Rahmen
haben …

Aber das ist eigentlich ziemlich egal: lass das Ding einfach nicht
leer laufen.  Sowie du ihn (auch nur gering) belastet, bricht die
Spannung sowieso ein.

Je nach Dynamo kann es ohnehin am besten sein, ihn bei Nichtbenutzung
kurzzuschließen.  Gerade bei höheren Drehzahlen sind die Verluste dann
geriner als im Leerlauf.  Allerdings sind die entsprechenden
Untersuchungen von Olaf Schultz inzwischen wohl schon recht in die
Jahre gekommen, wenn du es genauer wissen willst, müsstest du sie wohl
an genau deinem Exemplar neu nachvollziehen.

von tom (Gast)


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such mal nach e-werk

von Gugscht (Gast)


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Pi mal Daumen sind es ca. 80V_rms.
Die Spitze-Spitze Spannung ist aber sehr viel höher, die Kurvenform auch 
kein Sinus sondern weit davon entfernt.
Bei minimalster Belastung aber bricht die Spannung aber schon stark ein.

von Detlef M. (detlef3000)


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Vielen Dank erstmal für die schnelle Rückmeldungen! Bin begeistert :)
ist erstmal eher theoretisch zu betrachten. Habe hierzu nichts im 
Internet gefunden. Bräuchte die maximale Spannung, die auftreten könnte 
im Betrieb eines Nabendynamos.Worstcase Bergabfahrt mit hoher 
Geschwindigkeit und im Leerlauf. Kennt da jmd zufällig eine Seite mit 
Kennlinien für diesen Fall?
Vielen Dank Euch!

Grüße
euer Deti

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Detlef M. schrieb:
> Kennt da jmd zufällig eine Seite mit Kennlinien für diesen Fall?

Nun, wenn du suchst (den Namen „Olaf Schultz“ gab ich dir ja schon),
dann wirst du einiges finden.  Aber: keiner kann dir sagen, wie das
bei deinem Dynamo genau aussieht.

von Der Andere (Gast)


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Detlef M. schrieb:
> Bräuchte die maximale Spannung, die auftreten könnte
> im Betrieb eines Nabendynamos.Worstcase Bergabfahrt mit hoher
> Geschwindigkeit und im Leerlauf.

Wiso?

Wenn du einen Überspannungschutz bei 30V baust, dann wird die Spannung 
nicht mehr weiter steigen.
Du bräuchtest höchstens dann bei der Spannung den max. Strom.

Kein Dynamohersteller wird dazu aussagekräftige Kennlinien bis zu 80km/h 
haben, wenn er überhaupt welche hat

Die Spannung bricht bei wenig Belastung schon stark ein.

Warum also willst du die Leerlaufspannung wissen? Die nützt dir nix.

von Rufus Τ. F. (rufus) (Moderator) Benutzerseite


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Jörg W. schrieb:
> den Namen „Olaf Schultz“ gab ich dir ja schon

Einfacher:

http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/

von Εrnst B. (ernst)


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Shimano DH-3N30 (in 28") mit Delon-Bücke dahinter: Über 60 V bei 30 km/h

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Εrnst B. schrieb:
> mit Delon-Bücke

Naja, wenn man extra einen Verdoppler nimmt, will man natürlich
besonders viel Spannung haben. ;-)

von Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)


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Jörg W. schrieb:

> Je nach Dynamo kann es ohnehin am besten sein, ihn bei Nichtbenutzung
> kurzzuschließen.  Gerade bei höheren Drehzahlen sind die Verluste dann
> geriner als im Leerlauf.

Das war beim allerersten Shimano der Fall. Danach nicht mehr. Aber das 
Gerücht hält sich hartnäckig.

@TE: Ich würde den Cut bei etwa 25-30V machen. Alles was darüber geht 
dürfen Zener abfangen, die 1,3W-Typen sollten dicke reichen. Bis dahin 
sollte deine Schaltung Spannungsfest sein. Der sweet spot liegt bei den 
Nadys irgendwo bei 12...16V.

von Joachim B. (jar)


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Detlef M. schrieb:
> Bräuchte die maximale Spannung, die auftreten könnte
> im Betrieb eines Nabendynamos.Worstcase Bergabfahrt mit hoher
> Geschwindigkeit und im Leerlauf. Kennt da jmd zufällig eine Seite mit
> Kennlinien für diesen Fall?

nicht für alle Nabendynamos

http://www.nabendynamo.de/service/12volt/12vinfo.html

es gibt Nabendynamos mit eingebauter Begrenzung und auch solche ohne, da 
steckt die Begrenzung in der Last oder bei BUMM IQfly im LED 
Scheinwerfer
https://www.amazon.de/LED-Scheinwerfer-BUSCH-M%C3%9CLLER-Lumotec-Fly/dp/B00AH1XJHS

von Εrnst B. (ernst)


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Jörg W. schrieb:
> Naja, wenn man extra einen Verdoppler nimmt, will man natürlich
> besonders viel Spannung haben.

Ja. Sollte (auch bei "normaler" Reisegeschwindigkeit) 16 V für einen 
dicken Kondensator & Step-Down dahinter bereitstellen.

War ein schlechter Plan.

Irgendwann hat die Spannungsbegrenzung (Z-Diode + dicker Transistor) 
aufgegeben, der Rest der Schaltung ist dem dann recht flott in die 
ewigen Jagdgründe gefolgt.

von Peter II (Gast)


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Michael X. schrieb:
> Jörg W. schrieb:
>
>> Je nach Dynamo kann es ohnehin am besten sein, ihn bei Nichtbenutzung
>> kurzzuschließen.  Gerade bei höheren Drehzahlen sind die Verluste dann
>> geriner als im Leerlauf.
>
> Das war beim allerersten Shimano der Fall. Danach nicht mehr. Aber das
> Gerücht hält sich hartnäckig.

und warum sollte das ein Gerücht sein? Gilt beim Dynamo etwas nicht P=U 
* I?

von Joachim B. (jar)


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Peter II schrieb:
> und warum sollte das ein Gerücht sein? Gilt beim Dynamo etwas nicht P=U
> * I?

Doch das gilt, nur ist die mechanische Leistung die aufgebracht werden 
muss ein Produkt aus U und I

Verbrauche ich die I² am internen R vom Kupfer des Dynamos ist die 
entsprechende Tretleistung aufzubringen, lasse ich keinen Strom fliessen 
ohne Kurzschluß ist I=0 und somit auch das Produkt aus U x I

Wenn natürlich das Nabenkupfer gegen Null tendiert so wäre ein externer 
Kurzschluß auch leistungslos.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Michael X. schrieb:
> Das war beim allerersten Shimano der Fall. Danach nicht mehr.

Gibt's denn für die aktuellen (Billig-)Dynamos irgendwo Messungen?

Ganz so idealisiert („wenn kein Strom fließt, dann auch keine Leistung“)
ist die Welt ja doch nicht, sonst hätte es das Phänomen auch damals
gar nicht erst gegeben.

von Peter II (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> Verbrauche ich die I² am internen R vom Kupfer des Dynamos ist die
> entsprechende Tretleistung aufzubringen, lasse ich keinen Strom fliessen
> ohne Kurzschluß ist I=0 und somit auch das Produkt aus U x I

aber kein Strom fließen zu lassen ist gar nicht so einfach, mal man die 
Spannung begrenzen muss. (Schutzkleinspannung usw. )

von Harald W. (wilhelms)


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Jörg W. schrieb:

>> mit Delon-Bücke
>
> Naja, wenn man extra einen Verdoppler nimmt, will man natürlich
> besonders viel Spannung haben. ;-)

Naja, ein Fahrradtacho mit Nixieröhren wäre doch mal was Neues.

von Peter M. (r2d3)


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Lies' mal hier:

http://www.led-treiber.de/html/dummy-leds.html#Aktiv-Dummy-LEDs

Ich habe überhaupt keinen Überspannungsschutz an meinem Fahrrad.

Meine LED-Beleuchtung, insbesondere der "Hauptscheinwerfer", ist 
permanent mit dem Gleichrichter und den Kondensatoren verbunden.

Der Schalter befindet sich in der Zuleitung zum Gleichrichter.
Sobald ich das Licht einschalte, bildet die LED eine Art niederohmiger 
Last im System, die den Anstieg der Spannung am Kondensator verhindert.

Ohne Last am Kondensator ist mir die Spannung auch schon mal auf etwa 
35V gestiegen. Bei mir hat das ausgereicht, eine später angeschlossene 
hochwertige LED zu zerstören.

Fällt der Hauptscheinwerfer aus, können Rücklicht und 
Instrumentenbeleuchtung kaputt gehen.

Damit kannst Du Dich mittels obiger Ersatzlast in Form der 
"Aktiv-Dummy-LED" schützen.

Von daher entfällt die Frage nach dem Spannungsanstieg, denn ein richtig 
konstruierter Überspannungsschutz wird nie mit einer hohen 
"Leerlaufspannung" konfrontiert.

von U. B. (pasewalker)


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Joachim B. schrieb:

> Verbrauche ich die I² am internen R vom Kupfer des Dynamos ist die
> entsprechende Tretleistung aufzubringen, lasse ich keinen Strom fliessen
> ohne Kurzschluß ist I=0 und somit auch das Produkt aus U x I.

Ja, das Produkt  U*I  ist dann schon 0.
Nur beinhaltet dieses nicht die Verluste durch Ummagnetisierung und 
Wirbelströmen im Eisen.

von A. S. (achs)


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Joachim B. schrieb:
> lasse ich keinen Strom fliessen ohne Kurzschluß ist I=0 und somit auch das 
Produkt aus U x I


Äh, ja. Aber bei der Frage nach es geht doch genau darum, dass der TO 
einen Überspannungsschutz für die Leerlaufspannung bauen will!

Also entweder Leerlaufspannung nicht begrenzen --> bis über 100V
ODER kurzschließen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Achim S. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> lasse ich keinen Strom fliessen ohne Kurzschluß ist I=0 und somit auch
>> das Produkt aus U x I
>
>
> Äh, ja. Aber bei der Frage nach es geht doch genau darum, dass der TO
> einen Überspannungsschutz für die Leerlaufspannung bauen will!

Die Frage ergibt so keinen Sinn. Wenn er die Spannung begrenzt, dann 
weiß er doch welche Spannung maximal auftritt (und einen Leerlauf im 
eigentlichen Wortsinn gibt es nicht, weil ja immer die Begrenzer- 
Schaltung am Dynamo hängt).

Was er vermutlich will, ist die Leerlaufspannung herunter zu regeln.
Was aber auch keinen Sinn ergibt. Denn wenn da kein Verbaucher ist, 
braucht er die Spannung nicht zu regeln. Und wenn ein Verbraucher da 
ist, dann ist es wiederum kein Leerlauf.

Gehupft, wie gesprungen: die Frage des TE ist sinnlos.

von A. S. (achs)


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Axel S. schrieb:
> Gehupft, wie gesprungen: die Frage des TE ist sinnlos.

naja, der TE fragte nach einer Begrenzung.

Jörg W. schrieb:
> Je nach Dynamo kann es ohnehin am besten sein, ihn bei Nichtbenutzung
> kurzzuschließen.  Gerade bei höheren Drehzahlen sind die Verluste dann
> geriner als im Leerlauf.

Und dieser richtige Hinweis wurde dann von dritten, die die Frage nicht 
gelesen oder verstanden haben, ignoriert oder gar für veraltet erklärt.

Also nochmal:

NICHT im Leerlauf begrenzen.
Wenn, dann kurzschließen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Achim S. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Gehupft, wie gesprungen: die Frage des TE ist sinnlos.
>
> naja, der TE fragte nach einer Begrenzung.

Das ändert nichts. Machen wir ein Gedankenexperiment. Sagen wir mal, ich 
hätte ihm geantwortet: "Die maximale Leerlaufspannung deines Dynamos ist 
exakt 42V". Hätte ihm das geholfen?

Nehmen wir ferner an, der nächste Poster hätte mir widersprochen: "Nein! 
Die maximale Leerlaufspannung sind 52V". Wäre diese Antwort hilfreicher 
gewesen? Oder wäre die Tatsache, zwei derartige Antworten zu bekommen, 
irgendwie hilfreich gewesen?

--- Schnitt ---

IMNSHO sinnvolle Fragen wären eher gewesen: "Auf welche Spannung sollte 
ich die Spannung meines Nabendynamos begrenzen?" Oder "Wenn ich die 
Spannung auf XX Volt begrenze, auf welche maximale Leistung muß ich 
meine Begrenzung dann auslegen?"

von DAVID B. (bastler-david)


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Ist nur mal ein gedankt aber wenn du den Dynamo kurzschluss hat das 
nicht ein kleinen Rollwiderstand zur folge ?

Ich denke dabei an 18v Motoren aus akku schraubern wenn man die im 
ausgebauten zustand kurz schlisst kann man sie auch fast nicht mehr 
drehen.

Und 80 Kmh sind schon sehr schnell Windschatten fahren wa ? also 55 ist 
mein persönlicher Record ohne Windschatten fahren.

Und wenn du länger zeit fahren kannst/musst könnte man den strom doch 
nutzen zb zum aufladen von Handy oder sonstigen Sachen ? (nur solange du 
keine ampel pest Strasse fahren musst.

von Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)


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Jörg W. schrieb:
> Michael X. schrieb:
>> Das war beim allerersten Shimano der Fall. Danach nicht mehr.
>
> Gibt's denn für die aktuellen (Billig-)Dynamos irgendwo Messungen?

Nichts solides. Man hat danach nur die Abgabeleistung gemessen.
Btw, der Schulz ist mir zu sehr verbandelt mit Schmidt-Maschinenbau um 
als unabhängige Quelle zu gelten.

von Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)


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Axel S. schrieb:

> Gehupft, wie gesprungen: die Frage des TE ist sinnlos.

Nicht unbedingt. Aber wenn er die richtige Frage stellen würde käme er 
selbst auf die Antwort. Nebenbei könnte man auch das Forum dichtmachen. 
Alle wissen Alles, wozu noch fragen? Zum klugshaizzen gibts Facebook und 
Twitter.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Michael X. schrieb:
> Btw, der Schulz ist mir zu sehr verbandelt mit Schmidt-Maschinenbau um
> als unabhängige Quelle zu gelten.

Naja, Olaf Schultz (mit „tz”) hat das ja alles damals gemessen während
seines Studiums. Mit seinem Knowhow hat er sich dann offenbar
qualifiziert, als unangefochtener Papst der Fahrradbeleuchtung bei
Schmidt einzusteigen. ;)

Anyway, wenn er genauso solide Messungen als Mitarbeiter von Schmidt
Maschinenbau hinlegt, wie er sie zuvor gemacht hat, hätte ich keinen
Grund, an den Aussagen zu zweifeln.

Das Dumme ist eben nur, dass man nicht vom Angucken her sagen kann,
in welchem Modus weniger Verluste entstehen.  Vor seinen damaligen
Messungen wäre ja auch keiner auf die Idee gekommen, dass es überhaupt
sein könnte, dass die Maschine im Kurzschluss unter bestimmten
Umständen weniger Verluste als im Leerlauf hat.

von Elektrofan (Gast)


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> Vor seinen damaligen
> Messungen wäre ja auch keiner auf die Idee gekommen, dass es überhaupt
> sein könnte, dass die Maschine im Kurzschluss unter bestimmten
> Umständen weniger Verluste als im Leerlauf hat.

Wenn man vernünftige Vorlesungen (Grundlagen; E-Maschinen) geniessen 
durfte (bzw. musste), sollte man darauf kommen können.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Elektrofan schrieb:
> Wenn man vernünftige Vorlesungen (Grundlagen; E-Maschinen) geniessen
> durfte (bzw. musste), sollte man darauf kommen können.

Wieso?  Die Frage, ob „kein Strom und viel Spannung“ oder „viel Strom
und keine Spannung“ nun weniger Wirkleistung bedeutet, kann man m. E.
nicht so trivial beantworten.  In beiden Fällen sind es ja eher die
„Dreckeffekte“, die sich summieren.  Beim Fall „viel Strom“ wurde ja
schon der Kupferwiderstand genannt, der dann auf jeden Fall als
Verlust auftaucht, aber wodurch willst du nur aufgrund der Theorie
sofort sagen können, dass die Verluste im anderen Fall nun geringer
oder höher sind?

: Bearbeitet durch Moderator
von Elektrofan (Gast)


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> ... aber wodurch willst du nur aufgrund der Theorie
> sofort sagen können, dass die Verluste im anderen Fall nun geringer
> oder höher sind?

Die Theorie besagt, dass BEIDES möglich ist:

Dass für
P = U * I = 0
nur einer der Faktoren 0 sein muss, sollte klar sein ...
In der Realität hat man dann fast nur noch Stromwärmeverluste bei 
Kurzschluss bzw. Ummagnetisierungs-/Wirbelstromverluste bei Leerlauf.

Die Theorie sagt nicht aus, WAS davon grösser ist - das habe ich auch 
nicht behauptet.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Elektrofan schrieb:
> Die Theorie sagt nicht aus, WAS davon grösser ist - das habe ich auch
> nicht behauptet.

Dann habe ich dich missverstanden, denn genau das ist ja die wirlich
interessante Frage dabei.

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