mikrocontroller.net

Forum: Haus & Smart Home "Weicher" Aufwärtswandler für Windgenerator


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
Autor: Heiko K. (heiko-k)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Freunde,

eine kleine Vorgeschichte, damit man mein "Problemchen" besser verstehen 
kann: Ich habe in meinem Garten eine Photovoltaik-Anlage aufgestellt, 
die mit vier Panelen zwei 12V, 100Ah-Blei-Akkus auflädt. Zusätzlich habe 
ich einen Windgenerator aufgebaut. Dieser ist mit einem 
Scheibengenerator ausgerüstet, der bei ca. 60U/min auf drei Phasen 12V 
liefert und insgesamt ca. 400W leisten kann.
Nun ist die Konstellation von Windflügeln und Generator etwas schlecht 
ausgefallen, der Generator erreicht selten 60U/min. An sich kein großes 
Problem, ich müsste nur die Anstellung der Flügel ändern (entweder hohe 
Drehzahl oder hohes Drehmoment, meine stehen auf hohem Drehmoment). 
Leider haben sich die baulichen Gegebenheiten geändert, sodass ich an 
den Windgenerator nicht mehr heran komme. Keine Chance. Beim Umlegen des 
Mastes würde ich die Konstruktion unweigerlich zerstören...
Die PV-Anlage läuft wunderbar, pro Tag 1 - 1,5kWh "Strom-Ernte" ist für 
mich ausreichend.
Leider lädt der Windgenerator nur bei sehr hohen Windstärken, da er 
meist bei 20 - 30U/min läuft und dabei nur ca. 5V liefert. Die 
Stromstärken sind dabei schon ziemlich hoch, wenn ich ihn kurzschließe, 
bleibt er schlagartig stehen. Der Innenwiderstand der Spulen liegt bei 
je 0,3 Ohm.
Damit der Generator wenigstens etwas in die Akkus bringt, möchte ich die 
Spannung elektronisch erhöhen. Einfaches Transformieren ist schlecht 
möglich, die Frequenz ist zu niedrig (16 Magneten auf den Scheiben 
entspricht 8 Phasenwechsel pro Umdrehung (je Phase), sind bei 60U/min 
gerade 8 Hz). Also im Normalfall so 3 - 4 Hz.
Eine Schaltung mit Dioden/Kondensatoren, die ich testweise eingebaut 
habe, erhöht die Spannung zwar, doch leider ist der Strom dann sehr 
niedrig.
Tests mit "normalen" Step-Up-Convertern zeigt, dass beim Start der 
Converter in solch hoher Strom fließt, dass der Generator sofort 
abgebremst wird.
Ich suche nach einer Lösung, die eine geringe Spannung schon hoch 
konvertiert und dabei wenig Strom zieht. Wird der Generator dann 
schneller, kann ein höherer Strom gezogen werden, wird er langsamer, 
wieder ein geringerer Strom. Bei Sturm kann man die Schaltung mit einer 
Diode überbrücken, die maximale Leistung geht dann in die Akkus. 
Überladen werde ich in diesem Fall die Batterien nicht, es springt bei 
ca. 15V ein Wechselrichter an.
Überlegt habe ich mir schon eine Schaltung, ein Step-Up-Converter, der 
von einem Arduino gesteuert wird. Leider kann der Arduino keine hohe 
PWM-Frequenz ausgeben, des wird problematisch. Lieber wäre mit auch eine 
reine Hardware-Lösung, da ich nicht im Programmieren geübt bin.
Ich suche also einen Step-Up-Converter, der bei geringen Spannungen 
schon konvertiert (ab ca. 3 - 4 V, auf min. 14,4V), dabei noch wenig 
Leistung umsetzt, und bei steigender Eingangsspannung immer mehr 
Leistung umsetzt. Habt ihr eine Idee dazu?
Wie gesagt, an den Generator komme ich nicht mehr ran, der ist kaum 
zugänglich (auch wenn es die einfachste Lösung wäre)...

Autor: Alexander S. (alex998)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert

: Bearbeitet durch User
Autor: Anon Y. (avion23)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du kannst versuchen zwei Regelkreise parallel oder in Serie zu schalten.

Das einfachste wäre es diese über Widerstände parallel auf den Feedback 
pin ein zu koppeln.

Feedback-Kreis 1: 14,4V Ausgangsspannung
Feedback-Kreis 2: Eingangsspannung xxV


Brainstorming:
Eventuell kannst du auch primär auf die Eingangsspannung regeln, d.h. 
versuchen am Eingang eine bestimmte Spannung zu erhalten. Das wäre 
vergleichsweise einfach, weil du den Spannungsteiler einfach über die 
Eingangsspannung speist.
Die 14,4V könntest du über eine Art "Notabschaltung" realiseren mit 
einem Standard BC547 o.ä. welcher die Ausgangsspannung hoch zieht sobald 
die 14,4V erreicht sind.

Autor: Heiko K. (heiko-k)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für die Antworten. Fertige MPPT-Ladecontroller scheiden leider 
aus. Diese setzen die Spannung nur herab und suchen den Punkt der besten 
Leistung. Ich möchte herauf setzen, die Effizienz ist egal, da im Moment 
gar nicht oder nur sehr selten geladen wird...
Die Idee mit den zwei Regelkreisen muss ich mal überdenken, ist aber 
grundsätzlich eine gute Idee. Eventuell einen "Soft-Start-Eingang" eines 
Step-Up's missbrauchen...

Autor: Udo S. (urschmitt)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Alexander S. schrieb:
> Suchbegriff: MPPT

Ich denke nicht dass es so einfach ist. Ein Windgenerator hat im 
Gegensatz zu einer Photovoltaikanlage eine recht großes Trägheitsmoment. 
Regelungstechnisch gesprochen hat die zu regelnde Strecke damit ein 
zusätzliches PT1 Glied mit recht großer Zeitkonstante.
Ich denke nicht daß ein MPPT Regler für Photovoltaikanlagen damit 
klarkommt.

Ein gangbarer Weg für den TO könnte sein, mit einem Windmesser die 
Windgeschindigkeit zu bestimmen und einen stromgeregelten 
Aufwärtswandler zu bauen. Den Sollstrom kann er dann in einer Tabelle 
abhängig von er Windstärke ablegen und mit einem µC den Wandler 
entsprechend ansteuern.

Heiko K. schrieb:
> Leider haben sich die baulichen Gegebenheiten geändert, sodass ich an
> den Windgenerator nicht mehr heran komme. Keine Chance. Beim Umlegen des
> Mastes würde ich die Konstruktion unweigerlich zerstören...

Was ist das denn für eine intelligente Konstruktion? Was machst du wenn 
du mal etwas reparieren musst?

Autor: Guest (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn das Teil nicht mega Effizient sein muss dann ist das nicht all zu 
schwer die Software für die Regelung zu schreiben. Ich würde vielleicht 
nicht unbedingt einen 16MHz Arduino nehmen aber es gibt ja auch genug 
alternativen. Der HRTimer von STM32F334 hat auch die Möglichkeit den 
Timer in Hardware bei überstom o.ä. ab zu schalten. Wie erwähnt könnte 
man entweder einen Windmesser nehmen oder bei Beginn des Ladevorgangs 
die Eimgangsspannung messen und den Strom so regeln das diese Konstant 
bleibt. Da eh 3 Phasen vorhanden sind und 400W schon nicht so wenig ist 
zumindest wenn man nicht allzuviel Erfahrung hat würde ich vermutlich zu 
einem 3Phasen Converter tendieren. Lässt sich mit dem HRTimer problemlos 
machen. Du wirst dich natürlich etwas einarbeiten müssen es ist nicht 
gerade so klicki bunti wie der standard Arduino. Aber man bekommt den 
Controller schon für nen 10er auf einem Nucleo Board und es gibt 
mittlerweile ganz gute Beispiele.

Autor: Joggel E. (jetztnicht)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Leider ist eine feste Blattumstellung nicht wirklich ein gute Loesung. 
Und die Regelung eines Windrades ist extrem nichtlinear. Neben der 
Zeitkonstante gibt's noch das Drehmoment, welches bei festem Wind mit 
der Drehzahl zusammenhaengt.

Autor: Heiko K. (heiko-k)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Udo S. schrieb:
> Was ist das denn für eine intelligente Konstruktion? Was machst du wenn
> du mal etwas reparieren musst?

Gute Wortwahl! Der Nachbar hat mir den einfachen Zugang verbaut. Nun 
käme nur noch eine Acht-Meter-Leiter in Frage. So hoch traue ich mich 
aber nicht zu klettern, Höhenangst...
Wenn was repariert werden muss, bekomme ich ein Problem. Eventuell 
Hebebühne oder ähnlich.

Ein stromgeregelter Aufwärtswandler ist eine gute Idee. Eventuell finde 
ich eine fertige Schaltung, die ich anpassen kann...

Autor: Heiko K. (heiko-k)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Joggel E. schrieb:
> Leider ist eine feste Blattumstellung nicht wirklich ein gute Loesung.
> Und die Regelung eines Windrades ist extrem nichtlinear.

Noch etwas zur Erklärung: Es handelt sich um ein DARRIEUS / SAVONIUS 
Windrad mit vertikaler Achse und Scheibengenerator. Sehr träge...
Eine dynamische Blattumstellung wäre ideal, aber mechanisch schwierig 
realisierbar.
Ich möchte nur etwas mehr "Gewinn" erzielen. Im Moment dreht sich das 
Windrad fast ständig, aber immer mit viel zu geringer Drehzahl. 
Vielleicht 3 % der Laufzeit lädt es mal was in die Batterie. Wenn ich 
auf 20 oder 30 % käme, wäre das schon ein gewaltiger Fortschritt. 
Deshalb soll die Elektronik auch nicht so sehr kompliziert werden. 
Möglichst ohne µC...

Autor: Bernd K. (prof7bit)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Spulen für den (die) Aufwärtswandler sind schon im Generator 
eingebaut, alles was Du zusätzlich brauchst ist eine Elektronik mit 3 
kräftigen Halbbrücken die die Wicklungen mit dem richtigen Timing 
abwechselnd kurzschließt und wieder freigibt und dabei den Freilaufstrom 
in die Batterie fließen lässt. Ungefähr so wie die Rekuperation beim 
E-Auto.

Warum hat der Hersteller des Windgenerators nicht auch die passenden 
Laderegler im Programm oder kann sagen mit welchem Laderegler das am 
besten zu betreiben ist?

: Bearbeitet durch User
Autor: Heiko K. (heiko-k)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bernd K. schrieb:
> Die Spulen für den (die) Aufwärtswandler sind schon im Generator
> eingebaut, alles was Du zusätzlich brauchst ist eine Elektronik mit 3
> kräftigen Halbbrücken die die Wicklungen mit dem richtigen Timing
> abwechselnd kurzschließt und wieder freigibt und dabei den Freilaufstrom
> in die Batterie fließen lässt. Ungefähr so wie die Rekuperation beim
> E-Auto.

Das ist ja genial!!

Der Hersteller des Generators bin ich selbst... :-)

Autor: Heiko K. (heiko-k)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Bernd K.: Wie würdest du die Schaltung aufbauen, um den Schaltpunkt zu 
bestimmen? Leider habe ich nur die drei Phasen, auch keinen Null-Leiter 
(könnte man mit drei Widerständen "künstlich" bereitstellen).
Ich finde die Idee absolut klasse! Das Timing müsste an die Drehzahl 
angepasst werden. So kommt mehr Leistung bei höheren Drehzahlen...
Ich zerbreche mir gerade den Kopf, wie ich aus den jeweils anderen zwei 
Phasen den richtigen "Zünd-Zeitpunkt" ermitteln kann...

Autor: Udo S. (urschmitt)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Heiko K. schrieb:
> Ich zerbreche mir gerade den Kopf, wie ich aus den jeweils anderen zwei
> Phasen den richtigen "Zünd-Zeitpunkt" ermitteln kann...

Du hast die Periodendauer der 3 Phasen. Einfach die Zeit zwischen den 
Nulldurchgängen. Also hast du auch die Frequenz (1/T). Die Phasen sind 
doch wohl um 120° versetzt.
Und das Windrad ist so träge, daß du von der letzten Umdrehung auf die 
nächste schliessen kannst.
Aber ohne µC wird das eher nix. Mit einem µC kannst du ganz einfach 
Zeiten präzise erfassen und daraus dann Steuersignale berechnen. Du 
kannst Kennfelder ablegen, Parameter speichern und einfach ändern, ...

Insofern:

Heiko K. schrieb:
> Möglichst ohne µC...

wird es nicht einfacher.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Heiko K. schrieb:
> @Bernd K.: Wie würdest du die Schaltung aufbauen, um den Schaltpunkt zu
> bestimmen?

Ich würde mich wahrscheinlich als erstes daran orientieren wie so ein 
sensorloser Motortreibeiber der rekuperationsfähig ist und jederzeit den 
Phasenstrom stufenlos regeln kann üblicherweise aufgebaut ist, die 
Hardware wie auch die Software.

: Bearbeitet durch User
Autor: Armin X. (werweiswas)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Heiko K. schrieb:
> Das ist ja genial!!
>
> Der Hersteller des Generators bin ich selbst...

Ich hatte mal iirgendwo einen Bericht gelesen wo jemand einen 
Autogenerator auf mehr Windungen umgewickelt hat. Das dürfte auch bei 
dir zu mehr Ausbeute bei geringerer Drehzahl führen.
Also die Wicklung im Stator komplett raus und durch eine mit dünnerem 
Draht und mehr Windungen ersetzen...

Autor: A. H. (pluto25)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Eine Spannungsverdoppler Gleichrichtung reichte nicht?

Autor: Heiko K. (heiko-k)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Armin X. schrieb:
> Ich hatte mal iirgendwo einen Bericht gelesen wo jemand einen
> Autogenerator auf mehr Windungen umgewickelt hat. Das dürfte auch bei
> dir zu mehr Ausbeute bei geringerer Drehzahl führen.
> Also die Wicklung im Stator komplett raus und durch eine mit dünnerem
> Draht und mehr Windungen ersetzen...

Ja, klar. Das sind einfache und gute, funktionierende Lösungen. Bei 
einem Scheibengenerator sind die Spulen (eisenlos) in Epoxidharz 
vergossen. Selbst wenn ich an den Generator wieder heran kommen würde, 
wäre die Herstellung der Spulenplatte sehr aufwändig. Durch dünneren 
Draht hätte ich zwar mehr Innenwiderstand, aber ich wäre froh, wenn der 
Generator mal was bringen würde...

Die Idee mit dem Kurzschließen der Spulen und im richtigen Moment 
freigeben scheitert wahrscheinlich zuerst daran, dass ich keinen 
Mittel-Leiter habe. Nur die drei Phasen! Ich brauche aber, um die 
Funktion sicher zu stellen, unbedingt den Mittel-Leiter zum 
Kurzschließen, da ich auch noch Phasen zum Messen brauche.

A. H. schrieb:
> Eine Spannungsverdoppler Gleichrichtung reichte nicht?

Ein einfacher Spannungsverdoppler würde auch den Mittel-Leiter 
erfordern. Ich habe in LTSpice eine andere Schaltung entworfen und 
simuliert. Sie funktioniert prinzipiell, doch ist die Frequenz meines 
Drehstromes einfach zu niedrig...

Autor: mitleser (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ein akkublock bauen den man mit 5V laden kann und welcher den ladestrom 
annimmt damit puffern und die geregelt entladen zum aufwärtswandeln ...

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Heiko K. schrieb:
> Tests mit "normalen" Step-Up-Convertern zeigt, dass beim Start der
> Converter in solch hoher Strom fließt, dass der Generator sofort
> abgebremst wird.

Ja, so ist das bei PV Panels und Windrädern: Einfache step up gehen 
nicht.

Heiko K. schrieb:
> Überlegt habe ich mir schon eine Schaltung, ein Step-Up-Converter, der
> von einem Arduino gesteuert wird. Leider kann der Arduino keine hohe
> PWM-Frequenz ausgeben, des wird problematisch.

Das ist Quatsch, die PWM Frequenz auch eines Arduino reicht problemlos, 
man wählt die Spulengrösse des step up halt passend.

An PV-Panels und Windräder passen UNGEREGELTE step up/step down Wandler. 
Wenn beispielsweise ein step up immer mit 50% PWM betrieben wird, ist 
nach kurzer Einpendelzeit Ausgangsspannung = Eingangsspannung * 2. Wenn 
nun der Ausgang die EIGENTLICHE Laderegelung übernimmt, ist das nichts 
weiter als ein Generator mit doppelter Spannung und halbem Strom.

Man kann jetzt bei einem 3-Phasen Generator vor dem step up B6 
gleichrichten. Man muss sich bei der PWM um nichts kümmern, das 
Strom/Spannungs-Verhältnis stellt sich bei gegebener PWM von selbst ein. 
man KANN aber (wenn man die PWM von einem uC erzeugen lässt) am 
Übersetzungsverhältnis drehen, langsam drehen weil ein Windrad auch sehr 
langsam ist, und so eine optimale Anpassung erreichen, ja, letztlich 
MPPT regeln.

Autor: Heiko K. (heiko-k)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
mitleser schrieb:
> ein akkublock bauen den man mit 5V laden kann und welcher den ladestrom
> annimmt damit puffern und die geregelt entladen zum aufwärtswandeln ...

Das ist natürlich auch eine gute Idee! In diesem Fall muss der Akku ja 
nicht einmal groß sein (oder gar ein Super-Cap?), man könnte alle halbe 
Stunde (oder bei Voll-Ladung) den Puffer-Akku über einen 
Standard-Step-Up in die 12V-Anlage pumpen...
Das ist zwar mit einigen Verlusten verbunden, aber an dieser Stelle 
wirklich egal, ich hätte wenigstens Gewinn aus dem Windgenerator!

Richtig tolle Ideen hier! Ich bin begeistert! Ich zerbreche mir schon 
wochenlang den Kopf, wie ich mein Problem lösen könnte und hier rieseln 
viele gute Ideen rein...

Autor: Bernd K. (prof7bit)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Heiko K. schrieb:
> Die Idee mit dem Kurzschließen der Spulen und im richtigen Moment
> freigeben scheitert wahrscheinlich zuerst daran, dass ich keinen
> Mittel-Leiter habe. Nur die drei Phasen!

Wozu brauchst Du einen Mittelleiter? Andere brauchen den auch nicht.

Wir hatten doch erst neulich einen Thread hier bei dem diskutiert wurde 
wie die Rekuperation bis fast hinunter zum Stillstand funktionieren kann 
obwohl die Generatorspannung selbst bei der höchsten Drehzahl noch immer 
deutlich unter der Batteriespannung liegt (liegen muß sonst könnte man 
gar nicht fahren damit!). Das ist genau die selbe Problemstellung!

Autor: Bernd K. (prof7bit)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und da Du das Ding nicht antreiben willst kommst Du eventuell schon mit 
6 Dioden zur Gleichrichtung und nachgeschaltet einem Step-Up (ohne 
Spule¹) aus. Der Step-up muss so angesteuert werden daß er seinen 
Eingangsstrom konstant hält und nicht seine Ausgangsspannung.

__
¹ Die Spulen sind ja schon im Generator

Autor: Udo S. (urschmitt)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bernd K. schrieb:
> Der Step-up muss so angesteuert werden daß er seinen
> Eingangsstrom konstant hält

Das reicht noch nicht, der Strom muss in einer Abbildung zur 
Wingeschwindigkeit und/oder Rotordrehzahl stehen.

Man braucht auf jeden Fall noch einen äusseren Regelkreis der die 
tatsächliche Windgeschwindigkeit und/oder die Drehzahl des Windrads als 
Eingansgparameter hat und daraus entweder über eine Kennfeldsteuerung 
oder eine wie auch immer geartete Regelung den Eingangsstrom des Step 
ups vorgibt.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Udo S. schrieb:
> Bernd K. schrieb:
>> Der Step-up muss so angesteuert werden daß er seinen
>> Eingangsstrom konstant hält
>
> Das reicht noch nicht, der Strom muss in einer Abbildung zur
> Wingeschwindigkeit und/oder Rotordrehzahl stehen.

Ja, das kommt noch dazu. Das wollte ich auf später verschieben weil man 
das Problem separat behandeln kann.

Sobald er einen solchen Schaltregler gebaut hat der funktioniert und auf 
der Primärseite einen Soll-Strom (den man ihm von außen vorgeben kann) 
konstant halten kann kommt der zweite Schritt, nämlich eben jenen Strom 
von der Rotordrehzahl abhängig machen, da müsste man dann am besten mal 
für verschiedene Windgeschwindigkeiten ermitteln bei welchem Strom sich 
die optimale Energieausbeute ergibt (und welche Rotordrehzahl sich dann 
einstellt) und wenn er genug Daten hat kann er wahrscheinlich den 
Windmesser wieder abbauen und allein aus der Drehzahl den richtigen 
Strom ableiten.

Wahrscheinlich muss er die Windgeschwindigkeit gar nicht messen sondern 
einfach nur mal bei verschiedenen Wetterlagen das jeweilige Optimum 
finden und sich dann das Tupel (Drehzahl, Motorstrom) aufschreiben und 
wenn er genug davon hat einfach ne Kurve reinnmalen und interpolieren.

: Bearbeitet durch User
Autor: alex (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Was sagt ihr denn hier zu?
Ich hab das Projekt gestern entdeckt und konnte es mir jetzt noch nicht 
so genau ansehen, die Dokumentation ist aber abgesehen von einer 
gewissen fehlenden Professionalität gar nicht so schlecht. Zumindest 
verhältnismässig ausführlich.

Auch wenn dem Autor einige Standards fehlen, wirkt sein Verständnis 
recht intuitiv, was ich anfangs erstmal immer positiv bewerte.

Genaueres kann ich zur Qualität aber leider noch nicht sagen.
Nur das die letzten Kommentare für Ideen auch in die Richtung dieses 
Ansatzes geht.

Mit freundlichen Grüssen


Alex

Autor: Udo S. (urschmitt)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
alex schrieb:
> Ich hab das Projekt gestern entdeckt und konnte es mir jetzt noch nicht
> so genau ansehen

Wir auch nicht :-)

Autor: alex (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Autor: Harald W. (wilhelms)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Heiko K. schrieb:

> Damit der Generator wenigstens etwas in die Akkus bringt, möchte ich die
> Spannung elektronisch erhöhen.
> Tests mit "normalen" Step-Up-Convertern zeigt, dass beim Start der
> Converter in solch hoher Strom fließt, dass der Generator sofort
> abgebremst wird.

Das ist typisch für geregelte StepUps an einer "weichen" Spannungs-
quelle.

> Ich suche nach einer Lösung, die eine geringe Spannung schon hoch
> konvertiert und dabei wenig Strom zieht.

Dein Problem ist schwierig zu lösen. Du könntest mal versuchen,
einen ungeregelten StepUp zu verwenden, der deine Spannung einfach
nur um einen festen Faktor, z.B. 3 erhöht. Am Ausgang dieses Step-
Ups müsste dann direkt die Batterie angeschlossen werden.

Autor: Heiko K. (heiko-k)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Freunde,

ich habe in der Zwischenzeit intensiv in LTSpice an einer Schaltung 
gearbeitet, die mein Problem löst. Grundsätzlich bin ich damit fertig, 
sie funktioniert auch recht gut. Eine Menge Komparatoren sorgen dafür, 
dass jedes Mal kurz nach dem Überschreiten der Spannungsspitzen der drei 
Phasen ein Impuls ausgelöst wird. Dieser triggert einen guten alten 
NE555, der für eine Zeit einen "Burst" auslöst, der seinerseits einen 
Step-Up treibt. Ab einer gewissen Drehzahl, also kurzen 
Spannungs-Spitzen-Abständen läuft der Step-Up dauerhaft, bis die 
Spannung wieder einbricht. So weit, so gut.
Mein Kollege, der sich auch in LTSpice sehr gut auskennt, hat mir dazu 
eine Drehstrom-Spannungs- und eine Drehstrom-Stromquelle gebastelt. Das 
funktioniert auch sehr gut, doch beginnt bei jeder Frequenz und jeder 
Spannung eine erneute Simulation, die Ergebnisse sind dann in den 
Plot-Planes kaum noch lesbar.
Gibt es eine Möglichkeit in LTSpice, eine Drehstrom-Spannungs- oder 
Stromquelle zu programmieren, die in einem Simulations-Durchlauf die 
Frequenz sowie die Spannung kontinuierlich erhöht (Problem ist das Delay 
um jeweils 1/3 Wellenlänge, es sind auch drei 
Wechselspannungs/strom-Quellen). Bekommt das jemand hin? ich habe schon 
mit dem .step table versucht, ich schaffe es jedenfalls nicht. :-(
Im Anhang die beiden Dateien (Strom- bzw. Spannungsquelle).

: Bearbeitet durch User
Autor: Karl K. (karl2go)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Heiko K. schrieb:
> Sie funktioniert prinzipiell, doch ist die Frequenz meines
> Drehstromes einfach zu niedrig...

Nene, Deine Kondensatoren sind nur viel zu klein. ;-)

Bei den Strömen und niedriger Frequenz müssten die etwa 100x so groß 
sein. Will man sicher nicht.

Mit einer Hilfsspannung z.B. 12V könntest Du 3 Step-Ups mit festem 
Tastverhältnis bauen, die die Generatorspannung z.B. 1:3 hochsetzen. 
Diese dann in einem Elko zwischenspeichern und mit einem Step-Down den 
Akku laden. Durch das feste Taktverhältnis wird der Generator nicht in 
den Stillstand gezwungen.

Oder 3-Wege-Gleichrichtung und dann mit festem Tastverhältnis 
hochwandeln.

Das Problem ist halt in allen Fällen, dass bei geringer Spannung und 
hohen Strömen schon wenige 100mV Spannungsdrop über Gleichrichterdioden 
die Effizienz in den Keller schicken.

Autor: Heiko K. (heiko-k)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nun ja... 20.000µF nach einem Gleichrichter mit 6 Shottky's... Ein 
aktiver Gleichrichter ohne Flussspannungs-Verluste geht erst bei 6V 
los...

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.