Kann mir jemand sagen, wie die Schaltung funktioniert? Das ist ein Spannungsregler für einen Motorroller. Der sorgt für gleichmäßige Helligkeit des Hauptscheinwerfers, unabhängig von Drehzahl und Verbrauchern. Der Regler schließt die Spulen mehr oder weniger gegen Masse kurz - aber nur während der neg. Halbwelle! Den Generator kann man auffassen als eine AC-Stromquelle. Vielen Dank schon mal im voraus.
Angehängte Dateien:
-
wsp_frage.jpg
58 KB
juergen schrieb: > aber > nur während der neg. Halbwelle! Klar, das ist ja auch ein Thyristor. Ein Triac könnte beide Halbwellen. Wenn die Basis des BC640 negativ gegenüber dem Emitter wird, fängt er an zu leiten und triggert den Thyristor. Das passiert einfach früher, wenn die Spannung am Emitter grösser wird und sich der 10µF mehr auflädt. Die untere Grenze, ab wann getriggert wird, wird durch die Z-Diode festgelegt. R4 sperrt den Transistor im Normalfall. Nette Schaltung übrigens, nur der Thyristor und die Lima tun mir ein wenig leid.
:
Bearbeitet durch User
Diese Art der Spannungsregelung ist bei Motorrädern nicht unüblich. Häufiger als AC Regler findet man 2- und 3-Phasige Gleichrichter, bei denen die unteren Dioden (die den Minus-Pol durchlassen) durch Thyristoren ersetzt werden, welche bei zu hoher Spannung einfach kurzschließen. Hier wurde mal diskutiert, dass dadurch die Lima nicht sehr hoch belastet wird, weil die Leistung = Spannung *Strom ist. Und fast 0 Volt mal dem Nennstrom ist fast 0 Watt.
Matthias S. schrieb: > juergen schrieb: >> aber >> nur während der neg. Halbwelle! > > Klar, das ist ja auch ein Thyristor. Ein Triac könnte beide Halbwellen. > Wenn die Basis des BC640 negativ gegenüber dem Emitter wird, fängt er an > zu leiten und triggert den Thyristor. Das passiert einfach früher, wenn > die Spannung am Emitter grösser wird und sich der 10µF mehr auflädt. Die > untere Grenze, ab wann getriggert wird, wird durch die Z-Diode > festgelegt. R4 sperrt den Transistor im Normalfall. > Nette Schaltung übrigens, nur der Thyristor und die Lima tun mir ein > wenig leid. ...die brauchen Dir nicht leid tun. Diese Art Regler sind bis heute in Vespa Rollern verbaut. Das haben sich mal die Ingenieure von Piaggio ausgedacht. Die Art der Schaltung ist genial und hat sich millionenfach bewährt! Die genaue Funktion ist jedoch leider nur sehr, sehr schwer zu verstehen. Mir ist das bisher nicht gelungen und das ärgert mich ein wenig! Nebenbei: Der Kondensator läd sich gleichstrommäßig auf bis etwa 7...10V, je nach Generatorspannung. Auf dieser Gleichspannung liegt ein Wechselspannungsanteil AC=1Vss und zwar mit doppelter Generatorfrequenz (nachvollziehbar) und sinusförmig, solange genau sinusförmig, bis der Regler eingreift. Bei höherer Bordnetzspannung als 14V eff. schaltet der Thyristor durch bei -60Grad bzw. bis zu -180° wenn mehr überflüssige Energie weg muß. Die Auslösung erfolgt über die Z-Diodenspannung in Reihe mit der Spannung an R8, die von der Wechselspannung des Kondensators (0,5V Amplitude) beeinflußt wird. Hier, an dieser Stelle, kommt auch die Phasenverschiebung mit ins Spiel. Der Einschaltpunkt der Regelung ist an der geringen Wechselspannung als leichter spitzer Knick im Kurvenverlauf zu erkennen, wobei die Entladung dann linear (keine Kurve) bis hin zum nächsten Maximum der Welle verläuft. Ich denke, diese geringe Wechselspannung vom Kondensator ist für die Phasenverschiebung verantwortlich. Ich weiß jedoch nicht, wie die Endladung des Kondensators vonstatten geht...bzw., ob ich das überhaupt alles richtig so sehe? Ich habe schon diverse Messungen an der Schaltung gemacht. Den Regler nachgebaut und auch real in Betrieb. Er funktioniert super, die Schaltung stimmt! Vielleicht setze ich mich noch mal dran, und zeichne die Kurvenverläufe auf? Ich denke, nur so läßt sich die Diskussion weiterführen. Die Vorgänge in der Schaltung sind einfach zu kompliziert. Ich hatte gehofft, daß hier jemand zufällig anwesend ist, der als Konstrukteur so was beruflich macht...der mal ein paar Worte darüber verlieren könnte. Vor allen Dingen, wie berechnet man diese Schaltung? Danke schon mal für den Beitrag.
Juergen schrieb: > Die > Vorgänge in der Schaltung sind einfach zu kompliziert. Nö, das sind sie nun wirklich nicht. Wenns dich wirklich interessiert, mach ein paar Oszillogramme, vorzugsweise mit dem Emitter als Bezugspunkt, dann wird das schnell klar.
Stefan U. schrieb: > Diese Art der Spannungsregelung ist bei Motorrädern nicht > unüblich. > > Häufiger als AC Regler findet man 2- und 3-Phasige Gleichrichter, bei > denen die unteren Dioden (die den Minus-Pol durchlassen) durch > Thyristoren ersetzt werden, welche bei zu hoher Spannung einfach > kurzschließen. > > Hier wurde mal diskutiert, dass dadurch die Lima nicht sehr hoch > belastet wird, weil die Leistung = Spannung *Strom ist. Und fast 0 Volt > mal dem Nennstrom ist fast 0 Watt. Ja! Es gibt verschiedene Ausführungen. Bei der in Rede stehenden Anlage wird die neg. Halbwelle der Stromquelle (Generator) gegen Masse geschaltet, um nicht mehr Energie zu produzieren als nötig. Die Leistung, nur der neg. Welle, ist dann 0Watt.
Matthias S. schrieb: > Juergen schrieb: >> Die >> Vorgänge in der Schaltung sind einfach zu kompliziert. > > Nö, das sind sie nun wirklich nicht. Wenns dich wirklich interessiert, > mach ein paar Oszillogramme, vorzugsweise mit dem Emitter als > Bezugspunkt, dann wird das schnell klar. Ja! Ich habe die Schaltung auch schon umgezeichnet zum besseren Verständnis. Bei Gelegenheit stelle ich sie rein! Diagramme auch! Das wird aber noch länger dauern. Das erfordert Zeit. Im Augenblick also nicht. Die Schaltung ist und bleibt dann immer noch sehr schwer zu verstehen. Vielleicht liegt es aber an mir?
Juergen schrieb: >> Nö, das sind sie nun wirklich nicht. Wenns dich wirklich interessiert, >> mach ein paar Oszillogramme, vorzugsweise mit dem Emitter als >> Bezugspunkt, dann wird das schnell klar. R3 und der Elko bestimmen die Phasenverschiebung der Thyristorzündung. Der Rest ist ein einfacher Grenzwertschalter, der bei ca 10V den Thyristor zündet. R5 begrenzt den Z-Diodenstrom. R4 sperrt den Transistor.
Angehängte Dateien:
-
Thyristor.png
19 KB
So zum Spass und zum besseren Verständnis habe ich mal die Schaltung umgezeichnet. Juergen schrieb: > Die > Leistung, nur der neg. Welle, ist dann 0Watt. Naja, vielleicht wenn es 0-Ohm Kupferdraht gäbe. Und Thyristoren mit 0 Ohm Flussspannung.....
der schreckliche Sven schrieb: > So zum Spass und zum besseren Verständnis habe ich mal die > Schaltung > umgezeichnet. > > Juergen schrieb: >> Die >> Leistung, nur der neg. Welle, ist dann 0Watt. > > Naja, vielleicht wenn es 0-Ohm Kupferdraht gäbe. Und Thyristoren mit 0 > Ohm Flussspannung..... Vielen Dank für die umgezeichnete Schaltung. Das ist schon mal sehr gut für ein besseres Verständnis der Schaltung. Ich habe den Plan inzwischen ebenfalls umgezeichnet und dann noch die Spannungsverläufe an einigen Bauteilen (vor Regelungsbeginn) aufgezeichnet. Ich stelle die Skizze aber jetzt noch nicht hier rein. Das mache ich eventuell später. Als nächstes muß ich mir den Triggerpunkt für Spannungen über 20V U Dach ansehen und aufzeichnen, bis dann vielleicht endlich der "Groschen fällt". So was dauert bei mir leider immer etwas länger. Diese Schaltung ist millionenfach in kleinen Motorrädern und Rollern verbaut, aber so viel ich auch im Internet eine genaue Beschreibung der Funktion suche, bisher habe ich noch nichts weiter dazu gefunden. Obwohl...es sind ja nur ein paar Bauteile... Das mit dem 0-Ohm Kupferdraht und dem Thyristor mit 0 Ohm Flußspannung ist ja klar. Ganz auf null Verluste kommt man natürlich nicht. Vielen Dank für das Feedback.
Volker S. schrieb: > > R3 und der Elko bestimmen die Phasenverschiebung der Thyristorzündung. > Der Rest ist ein einfacher Grenzwertschalter, der bei ca 10V den > Thyristor zündet. Ich kann im Augenblick noch nicht so viel dazu sagen, der Thyristor zündet jedoch erst, wenn die Amplitude des Generators 20V erreicht hat (-60 Grad Phasenverschiebung)und drüber hinaus, bis zu -180Grad bei höherer Drehzahl bzw. weniger Verbraucher im Bordnetz. R5 begrenzt den Z-Diodenstrom. R4 sperrt den > Transistor. Das gucke ich mir noch mal an.
juergen schrieb: > Ich kann im Augenblick noch nicht so viel dazu sagen, der Thyristor > zündet jedoch erst, wenn die Amplitude des Generators 20V erreicht hat > (-60 Grad Phasenverschiebung)und drüber hinaus Du hast den Generator hoffentlich belastet? Der ist eher eine Strom als eine Spannungsquelle und kann im Leerlauf entsprechend hohe Spannungen erzeugen. Sinnvoll messen kannst du nur mit der Nennbelastung.
Der Andere schrieb: > juergen schrieb: >> Ich kann im Augenblick noch nicht so viel dazu sagen, der Thyristor >> zündet jedoch erst, wenn die Amplitude des Generators 20V erreicht hat >> (-60 Grad Phasenverschiebung)und drüber hinaus > > Du hast den Generator hoffentlich belastet? Der ist eher eine Strom als > eine Spannungsquelle und kann im Leerlauf entsprechend hohe Spannungen > erzeugen. > Sinnvoll messen kannst du nur mit der Nennbelastung. Zur Funktionskontrolle mit realitätsnaher Belastung (erstmals gemacht vor etwa 10 Jahren) hatte ich einen ganz fetten Trafo mit höherer Spannung genommen und da einen dicken Widerstand vorgeschaltet. Der muß sein, damit der Trafo nicht verbrennt! Die Anordnung sollte ja eine Stromquelle (den Generator) simulieren! Für Messungen derzeit nehme ich einen regelbaren Märklin-Eisenbahntrafo und schalte etwa 200 Ohm vor den Reglereingang, sodaß beim Durchschalten des Reglers kein direkter Kurzschluß entstehen kann. Das funktioniert für die Überprüfung am Oszi sehr gut. Aber für eine Optimierung des Reglers am Motor wäre ein Prüfstand erforderlich, den ich leider nicht habe. Ich habe diesen Regler auch abgewandelt, z. B. in einen, der beide Halbwellen regelt, was das Licht u. U. noch gleichmäßiger macht bei niedrigen Drehzahlen (und auch aus einem anderen Grund). Dafür müssen die Bauteile jedoch ganz anders dimensioniert werden. Ich habe einen solchen Regler zwar fertig gebaut, kann ihn aber ohne Prüfstand nicht auf beste Funktion optimieren. Für reale Messungen jedesmal mit dem Roller raus zu fahren scheidet aus.
Angehängte Dateien:
-
frage_wsp.jpg
250 KB
Kann man mit LTspice auch den Effektivwert der Spannung berechnen? Leider kenne ich mich nicht gut aus mit dem Programm. Ich habe schon überall nachgeguckt, aber nichts weiter dazu gefunden. Ich möchte überprüfen, inwieweit die wirksame Spannung bei verschiedenen Drehzahlen und Strombelastungen konstant bleibt. Vielen Dank im voraus.
Angehängte Dateien:
-
Frage_65V_50Hz_d.jpg
260 KB
Volker S. schrieb: > R3 und der Elko bestimmen die Phasenverschiebung der Thyristorzündung. > Der Rest ist ein einfacher Grenzwertschalter, der bei ca 10V den > Thyristor zündet. R5 begrenzt den Z-Diodenstrom. R4 sperrt den > Transistor. Trotzdem nicht so einfach, das nachzuvollziehen. Die genaue Funtkion bleibt mir immer noch ein wenig rätselhaft. Inzwischen glaube ich aber zu wissen, wo genau der Gatestrom langfließt. Das hoffe, das ich den richtig eingezeichnet habe.
Prüfstand mit Bormaschine, Ständer, Generator aufbauen hat nicht funktioniert. Die Unwucht ist zu groß. Ab 500rpm wird's gefährlich. Vielleicht klappt es aber mit der Simulation? Wäre schön, wenn mir jemand die Frage beantworten könnte. Wenn es wärmer wird, werde ich dann direkt an dem Roller Kurzschlußwiderstand und Leerlaufspannung ausmessen. Das ist ja schnell gemacht. Vorerst habe ich für die Simulation einen Richtwert aus der Reparaturanleitung genommen. 2,3 Ohm als Generatorwiderstand erscheint mir jedoch sehr wenig.
Beitrag #5280454 wurde von einem Moderator gelöscht.
juergen schrieb: > Trotzdem nicht so einfach, das nachzuvollziehen. > Die genaue Funtkion bleibt mir immer noch ein wenig rätselhaft. Gerade für Anfänger ist es oft schwierig, den Unterschied zwischen Spannungs- und Stromquellen bzw. -Senken zu erkennen und deren Auswirkungen auf verwendete Schaltungen zu verstehen. Auch die Verwendung von Simulationsprogrammen ist da nicht unbedingt hilf- reich. Manchmal ist es das Beste, eine millionenfach benutzte Schal- tung einfach zu benutzen ohne sie hundertprozentig zu verstehen.
Harald W. schrieb im Beitrag #5280454: > juergen schrieb: > >> Trotzdem nicht so einfach, das nachzuvollziehen. >> Die genaue Funtkion bleibt mir immer noch ein wenig rätselhaft. > > Gerade für Anfänger ist es oft schwierig, den Unterschied zwischen > Spannungs- und Stromquellen bzw. -Senken zu erkennen und deren > Auswirkungen auf verwendete Schaltungen zu verstehen. Auch die > Verwendung von Simulatioonsprogrammen ist da nicht unbedingt hilf- > reich. Manchmal ist es das Beste, eine millionenfach benutzte Schal- > tung einfach zu benutzen ohne sie hundertprozentig zu verstehen. Damit habe ich mich auch schon ziemlich abgefunden, aber da es mit dem Prüfstand nicht geklappt hat, möchte ich es mit dem Simulationsprogramm versuchen. Aber ohne Effektivwertmessung nützt mir das Programm in diesem Falle nichts.
juergen schrieb: > Damit habe ich mich auch schon ziemlich abgefunden, aber da es mit dem > Prüfstand nicht geklappt hat, möchte ich es mit dem Simulationsprogramm > versuchen. Aber ohne Effektivwertmessung nützt mir das > Programm in diesem Falle nichts. Der Zwei-Phasenregler ist ja schon fertig aufgebaut und muß nur noch abgeglichen werden.
juergen schrieb: > Kann man mit LTspice auch den Effektivwert der Spannung berechnen? > Leider kenne ich mich nicht gut aus mit dem Programm. > Ich habe schon überall nachgeguckt, aber nichts weiter dazu gefunden. Ja. Im Plotfenster mit Strg-Linke-Maus-Taste auf die Spannungsbezeichnung (z.B. V(n001)) klicken. Es öffnet sich ein Fensterchen mit der Angabe von Mittelwert und RMS. Die Werte beziehen sich auf den gewählten zeitlichen Ausschnitt, also entweder nur ganze Perioden darstellen oder eben sehr viele, so dass Fehler von unvollständigen Perioden vernachlässigt werden können.
Moin, <dummdaherschwaetzmodus=on> Also wenn man mal vieeel Zeit und Ambition haett': Man koennt' doch hergehen, und mittels z.b. eines Attiny13 oder aehnlich kleinem µC direkt den Effektivwert der Generatorspannung messen und daraus den Zuendzeitpunkt des Thyristors bestimmen. Die Generatorspannung ist ja spaetestens, wenn der Thyistor mal ans zuenden kommt, alles andere als sinusfoermig und von daher ist ja die Bestimmung ob und wann der Thyristor zuenden soll eher nicht so ganz simpel durchfuehrbar. Wem's dann immer noch nicht reicht, der kann ja dann noch fuer den Kollegen aus dem Nachbarthread, der statt Gluehlampen LEDs als Scheinwerfer stabilisiert betreiben wollte, statt einem Thyristor einen Transistor so ansteuern, dass sich "zufaellig" ein StepUp Converter mit Konstantstromcharakteristik ergibt... <dummdaherschwaetzmodus=off> Gruss WK
HildeK schrieb: > juergen schrieb: >> Kann man mit LTspice auch den Effektivwert der Spannung berechnen? >> Leider kenne ich mich nicht gut aus mit dem Programm. >> Ich habe schon überall nachgeguckt, aber nichts weiter dazu gefunden. > > Ja. > Im Plotfenster mit Strg-Linke-Maus-Taste auf die Spannungsbezeichnung > (z.B. V(n001)) klicken. Es öffnet sich ein Fensterchen mit der Angabe > von Mittelwert und RMS. > Die Werte beziehen sich auf den gewählten zeitlichen Ausschnitt, also > entweder nur ganze Perioden darstellen oder eben sehr viele, so dass > Fehler von unvollständigen Perioden vernachlässigt werden können. Vielen Dank für die Antwort. Das ist schon mal sehr gut! Jetzt kann ich weitermachen. LG
HildeK schrieb: > Im Plotfenster mit Strg-Linke-Maus-Taste auf die Spannungsbezeichnung > (z.B. V(n001)) klicken. Es öffnet sich ein Fensterchen mit der Angabe > von Mittelwert und RMS. Leider hat es nicht geklappt. Es öffnet sich ein kleines Fester, in dem Angaben zur Curserposition und zu Augenblickswerten gemacht werden. Von Mittelwerten oder RMS steht da leider nichts weiter. Vielleicht muß ich an anderer Stelle noch Einstellungen vornehmen? Viele Grüße Jürgen
juergen schrieb: > HildeK schrieb: > >> Im Plotfenster mit Strg-Linke-Maus-Taste auf die Spannungsbezeichnung >> (z.B. V(n001)) klicken. Es öffnet sich ein Fensterchen mit der Angabe >> von Mittelwert und RMS. > > Leider hat es nicht geklappt. Es öffnet sich ein kleines Fester, > in dem Angaben zur Curserposition und zu Augenblickswerten gemacht > werden. Dann hast du <Strg> nicht gedrückt gehalten.
hinz schrieb: > juergen schrieb: >> HildeK schrieb: >> >>> Im Plotfenster mit Strg-Linke-Maus-Taste auf die Spannungsbezeichnung >>> (z.B. V(n001)) klicken. Es öffnet sich ein Fensterchen mit der Angabe >>> von Mittelwert und RMS. >> >> Leider hat es nicht geklappt. Es öffnet sich ein kleines Fester, >> in dem Angaben zur Curserposition und zu Augenblickswerten gemacht >> werden. > > Dann hast du <Strg> nicht gedrückt gehalten. Danke.
Angehängte Dateien:
juergen schrieb: > Leider hat es nicht geklappt. Kann eigentlich nicht sein :-). Ich hab es gerade noch mal selbst probiert mit dem alten und dem neuen LTSpice. Geht mit beiden! Nochmals: im Plotfenster die Bezeichnung der Spannung (im Beispiel V(n001)) mit der linken Maustaste bei gedrückter Steuerungstaste anklicken. Siehe angehängtes Bildchen.
Danke, ich habe die Steuerungstaste vergessen. ...hab' mal wieder nicht richtig aufgepaßt! Ich werde es heute Abend ausprobieren, wenn ich nach Hause komme. LG
...weil ich schon dabei bin: Der umgezeichnete Plan vom "schrecklichen Sven" vom 31.10.17 ist wirklich sehr gut gemacht, um die Schaltung zu verstehen. Allerding müssen Thyristor und R1 andersherum eingezeichnet werden.
juergen schrieb: > Allerding müssen Thyristor und R1 andersherum eingezeichnet werden. So auf den ersten Blick ist das egal. Du hast ja eingangs Wechselspannung. Dann wird halt die andere Halbwelle bearbeitet.
HildeK schrieb: > juergen schrieb: >> Allerding müssen Thyristor und R1 andersherum eingezeichnet werden. > > So auf den ersten Blick ist das egal. Du hast ja eingangs > Wechselspannung. Dann wird halt die andere Halbwelle bearbeitet. Bei dem Motorroller-Regler ist das aber was anderes! Die positive Halbwelle darf nicht weggeschaltet werden, da parallel zu diesem AC-Regler noch ein weiterer Regler dazukommt, nämlich der für die Aufladung der Batterie (mit eigenem Schaltkreis). Für die Aufladung steht aber nur die pos. Halbwelle zur Verfügung. Klar, daß die positive Halbwelle vorher nicht "niedergemacht" werden darf! Zugleich wird damit auch der Schwachpunkt der originalen Regelung deutlich: Z. B. werden bei hoher Drehzahl und (wechselspannungsmäßig) voller Beleuchtung(Hauptscheinwerfer) Teile der negativen Halbwelle durch den Original-Regler weggeschaltet. Unversehrt bleibt die pos. Halbwelle, aus der dann nicht nur der Wechselstrom für die Beleuchtung, sondern auch der Ladestrom der Batterie herkommt. (Die neg. Welle ist ja nicht mehr da oder "angeknabbert" bzw. verschenkt.) Optimal ist das nicht! Deshalb habe ich andere Regler gebaut, die m. E. besser arbeiten und die ich abgleichen möchte. Unabhängig davon dürfte die Regelung bei Vertauschung des Thyristors anders aussehen. Aber da denke ich jetzt nicht weiter drüber nach, da das von vorneherein so nicht gemacht wird. Vielen Dank noch einmal an alle Beteiligten für die Tips zum Simulationsproblem. Es funktioniert!!! Hat bei mir mal wieder viel zu lange gedauert. Alleine hätte ich es wohl nie herausgefunden? LG jürgen
juergen schrieb: > Bei dem Motorroller-Regler ist das aber was anderes! > Die positive Halbwelle darf nicht weggeschaltet werden, > da parallel zu diesem AC-Regler noch ein weiterer Regler > dazukommt, nämlich der für die Aufladung der Batterie (mit eigenem > Schaltkreis). Ok. Das war mir nicht bekannt. Danke für die Info - wer weiß, ob ich das mal brauchen kann!
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.