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Forum: Fahrzeugelektronik Reduzierung der Lichtmaschinenspannung


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Autor: Fiete11 (Gast)
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Hallo,
Ich habe eine LiMa (3kW) mit einer Ausgangsspannung von 57,4V. Ich 
möchte damit 36V Motoren antreiben und gleichzeitig 36V Gel-Akkus 
(40,8Volt) laden. Wie kann ich am einfachsten die Spannung auf 41 Volt 
reduzieren ohne viel Leistung zu verlieren?

Autor: Peter P. (peterpo)
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Also: Ich treibe mit einem Motor/Kurbel/Windrad??? eine??? Lichtmaschine 
an die dann einen Motor??? antreibt und gleichzeitig den/die Akkus 
lädt???
Bisschen präziser wäre sehr hilfreich.
Mal grob gesagt: Step-Down Wandler???

Autor: Werner (Gast)
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Das einfachste wäre wohl, sich den Regler anzuschauen, der den 
Erregerstom im Rotor regelt.
Da wird irgendwo eine Referenz drin sein, die den Strom so regelt, dass 
57 Volt herauskommen (drehzahlunabhängig).

Wenn Du diese Referenz entsprechend anpasst, hast Du keine 
Verlustleistung verbraten.

Werner

Autor: Klaus (Gast)
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Fiete11 schrieb:
> Ich habe eine LiMa (3kW) mit einer Ausgangsspannung von 57,4V.

Im Leerlauf hochohmig gemessen

MfG Klaus

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Klaus schrieb:

>> Ich habe eine LiMa (3kW) mit einer Ausgangsspannung von 57,4V.
>
> Im Leerlauf hochohmig gemessen
>
> MfG Klaus

Dann miss mal mit Belastung, z.B. zwei 24V-Autolampen in Reihe.
Normalerweise funktionieren "echte" Lichtmaschinen aber nur
mit einer parallelgeschalteten Bleibatterie einwandfrei.

Autor: minifloat (Gast)
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Werner schrieb:
> Wenn Du diese Referenz entsprechend anpasst, hast Du

...nur noch 2,15kW, da der Strom die Verluste macht. Wenn man bei 52,3A 
bleibt, um die Maschine und die Gleichrichterdioden nicht thermisch zu 
zerstören.

mfg mf

Autor: Fiete11 (Gast)
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Vielen Dank für Eure Anmerkungen.
Die LiMa läüft von einem Verbrenner angetrieben mit ungefähr 
Solldrehzahl, Ist an 4x12V Bleibatterien angeschlossen und liefert in 
dieser Konstellation 54,4V. Im Leerlauf ohne Batterien 57V. Die LiMa hat 
eine von außen zugeführte Erregerspannung von 14V. Wenn ich die 
Erregerspannung reduziere (Anfrage beim Hersteller) sinkt die Leistung 
erheblich (30-40%).
Deshalb meine Anfrage hier. Einen StepDown der mir 41V und 100A daraus 
macht habe ich bislang nicht gefunden. Sonst wäre das wohl die 
einfachste und günstigste Lösung.

Autor: MaWin (Gast)
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Du möchtest also gar nicht die Lichtmaschinenspannung reduzieren, sonst 
könntest du die angeschlossenen 48V Akku nicht aufladen.
Sondern du möchtest aus dem 48V Akku auch einen 36V Akku laden und aus 
diesem dann einen 36V Motor versorgen.

Glück gehabt, das geht mit einem strombegrenzten step down 
Spannungsregler, eingestellt auf 40.8V, wie man sie über eBay bekommt.

Denn ohne 48V Akku oder gar ohne 36V Akku geht nur die Reduzierung der 
Reglerspannung, also ein anderer Regler an der LiMa.

Autor: Roland E. (roland0815)
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36V ist ne blöde Spannung. Was spricht dagegen, den Motor über einen 
richtigen Motorcontroller zu betreiben, welcher den Motor strom- und 
leistungsgeregelt betreibt? Dann passt die Spannung am Motor 
automagisch.

Maxon Escon oder EPos fallen mir da ein.

Autor: Fiete11 (Gast)
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Die Maschine war ursprünglich mal für 48V ausgelegt. Das heißt maximale 
Generatorspannung 54,4V. Gemessen dann sogar sogar 57V. Es sind 
BLDC-Motoren mit max. 50V Betriebsspannung angeschlossen. Aus 
Sicherheitsgründen haben wir alles auf nominal 36V also max 40,8Volt 
(3x12V) umgestellt. Um nicht einen neuen Generator kaufen zu müssen, 
suche ich nach der Möglichkeit einer möglichst verlustfreien 
Spannungsreduzierung.

Autor: Fiete11 (Gast)
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Nachtrag: Die eingebauten Controller sind auch für max 50V ausgelegt.

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Fiete11 schrieb:
> Die Maschine war ursprünglich mal für 48V ausgelegt. Das heißt maximale
> Generatorspannung 54,4V. Gemessen dann sogar sogar 57V. Es sind
> BLDC-Motoren mit max. 50V Betriebsspannung angeschlossen. Aus
> Sicherheitsgründen haben wir alles auf nominal 36V also max 40,8Volt
> (3x12V) umgestellt.

Was für eine "Maschine"?
Die ganze Zeit ging es um einen durch einen Verbrennungsmotor 
angetriebenen Generator mit regelbarer Erregerspannung.

Was meinst du mit auf 36V umgestellt? Also keine 4 x 12V Akkus, sondern 
nur noch 3x12V Akkus?

Warum aus "Sicherheitsgründen"?
Kleinspannung geht DC bis 120V.
Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Kleinspannung

Sorry aber wenn dir jemand helfen soll dann musst du dir etwas mehr Mühe 
mit der Beschreibung deines Problems geben.

Du kannst auf jeden Fall nicht einfach einen Step Down Converter an den 
Generator hängen ohne daß da 4x12V Pufferakkus dran sind. Die Regelung 
des Generators würde sehr wahrscheinlich spinnen.

Autor: Fiete11 (Gast)
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Die "Maschine" ist eine landwirtschaftliche Maschine, angetrieben von 
einem Verbrennungsmotor. Dieser treibt ebenfalls den Generator.

Mit Sicherheitsgründen meine ich mögliche Überspannungen an den teuren 
Motorcontrollern. Max 50 Volt-Geräte möchte ich nicht dauerhaft mit 57,4 
Volt versorgen.
Da die Generatoren nicht übermäßig spannungsstabil sind, habe ich mich 
entschlossen alles auf 36Volt umzustellen. Da bin ich auch bei 
Spannungsschwankungen (oder Spitzen) deutlich unter der 50V Grenze der 
Controller.
Ich werde den Generator mal ausbauen und öffnen. Damit verliere ich zwar 
die Garantie, aber wie soll ich sonst herausfinden, was da an 
Spannungsregelung drin ist.

Autor: Volker S. (sjv)
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Fiete11 schrieb:
> Ich werde den Generator mal ausbauen und öffnen. Damit verliere ich zwar
> die Garantie, aber wie soll ich sonst herausfinden, was da an
> Spannungsregelung drin ist.

Gibt der Hersteller keine Unterlagen heraus?

Autor: Fiete11 (Gast)
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Man wird immer sehr höflich vertröstet. Einen neuen Generator (36V) kann 
ich selbstverständlich in 3 Wochen für 800€ bekommen.
Ich hab den Generator jetzt geöffnet und ein paar Bilder angehängt. 2x 
geöffneter Generator mit losem aufliegendem Regler, dann 3x Regler. An 
dem Stehbolzen auf der Reglereinheit wird die Erregerspannung (14V) 
angeschlossen.
Wo kann ich jetzt was messen? Weiter aufbrechen möchte ich das nicht.

Autor: chris (Gast)
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Fiete11 schrieb:
> An
> dem Stehbolzen auf der Reglereinheit wird die Erregerspannung (14V)
> angeschlossen.

Messer mal die 14V mit nem Oszi wie das Signal aussieht statisch oder 
getaktet.

entweder takte mal diese 14V mit lang kurz lang kurz bzw kurz lang kurz 
lang fortlaufend an und beobachte die Ausgangsspannung

oder

reduziere die 14V auf z.B 12V und beobachte den Ausgang

Autor: Fred F. (feuerstein7)
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Fiete11 schrieb:
> Wenn ich die
> Erregerspannung reduziere (Anfrage beim Hersteller) sinkt die Leistung
> erheblich (30-40%).

Wenn ich das richtig verstehe, kann die externe Erregerspannung erhalten 
bleiben. Du müsstest den Regler modifizieren. Das sollte nicht so einen 
hohen Einfluss auf die Leistung haben.
Die angegebenen 14V deute ich mal als Versorgungsspannung für den 
Regler, nicht als eine Spannung die als Regelgröße herangezogen wird.
Mein Tipp:
kauf einen Ersatzregler, er sieht aus wie die Modelle im KFZ dort kostet 
so ein Teil zwischen 10 und 20€.
Regler öffnen und versuchen zu modifizieren. Vermutlich ist dort drinne 
ein Chip unter einer gatschigen Silikonschicht, also wird es wohl auf 
ein wenig Bastelei hinauslaufen.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite
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schau mal da

https://www.bus-ok.de/T5-Original-VW-Regler-Lichtmaschine-NEU-OVP-Verg-07K903803


und dann zeig mal das Typeschild der LIMA

Ich wette die LIMA gibts in allen Versionen eventuell benötigst du nur 
den Passenden Regler.

Namaste

: Bearbeitet durch User
Autor: Fiete11 (Gast)
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Genau,
das werde ich jetzt mal angehen. Ich habe heute mal bei Opel und VW 
meine Fühler ausgestreckt. Momentan noch ohne Ergebnis. Aber das heißt 
ganz einfach weitersuchen.

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Fred F. schrieb:
> Das sollte nicht so einen
> hohen Einfluss auf die Leistung haben.

Begrenzend ist hier die Stromstärke. Wenn er also 25% weniger Spannung 
hat (bei gleichem Strom) hat er auch 25% weniger Leistung.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite
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Udo S. schrieb:
> Fred F. schrieb:
>> Das sollte nicht so einen
>> hohen Einfluss auf die Leistung haben.
>
> Begrenzend ist hier die Stromstärke. Wenn er also 25% weniger Spannung
> hat (bei gleichem Strom) hat er auch 25% weniger Leistung.

was spricht gegen eine 2. LIMA bei großen Landwirtschaftsmaschinen nicht 
unüblich. Allerdings sollte sie dann einen Balancer vorgesehen werden.

Namaste

Autor: Fred F. (feuerstein7)
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Udo S. schrieb:
> Begrenzend ist hier die Stromstärke. Wenn er also 25% weniger Spannung
> hat (bei gleichem Strom) hat er auch 25% weniger Leistung.

Ich deute das als ein Missverständnis, so wie ich das verstehe:
Der Regler bekommt die 14V gewissermaßen als Betriebsspannung.
Intern macht der Regler irgendeine Spannung für die Erregerwicklung (die 
könnte modifiziert werden).
Wenn die 14V jedoch verringert werden wird dem Regler die 
Versorgungsspannung gekürzt und die Leistung geht in die Knie.

Ich bezog mich auf dies hier,
Fiete11 schrieb:
> Die LiMa hat
> eine von außen zugeführte Erregerspannung von 14V. Wenn ich die
> Erregerspannung reduziere (Anfrage beim Hersteller) sinkt die Leistung
> erheblich (30-40%).

Das die Lima hat sicher andere Parameter bei anderen eingestellte 
Arbeitspunkten aber so ist es nun mal.

Autor: Joachim D. (Firma: JDCC) (scheppertreiber)
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Der Rotor ist ein Elektromagnet. Die Spannung ist dem
ziemlich wirscht - es geht um den Strom.

Autor: A. H. (pluto25)
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Ist kein 36V (41V) Regler für die Lima lieferbar?  Sie sind simpel 
aufgebaut:
Sie geben alles (ca 2A) auf den Erreger bis kurz vor Sollspannung und 
fahren dann recht schnell runter bis fast auf Null kurz über Soll (57V). 
Bei Eigenkonstruktionen an eine Strom/Schwingungsbegrenzung denken da 
die interne Versorgungsspannung stark lastabhängig ist.

Autor: Fred F. (feuerstein7)
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Hach, klar geht es um den Strom, der wird von der Spannung "getrieben", 
mir geht es darum:
14V am Regler >>50V am Ausgang
10V am Regler >>XXV am Ausgang und 30...40% weniger Leistung
Aber die 14V sind meiner Meinung nach nicht die Regelgröße, dem Gebilde 
wird bei dem Szenario der Saft abgedreht und es bricht zusammen.

Die Ausgangsspannung wird im Regler intern durch den Erregerstrom 
eingestellt, oben wurde schon angesprochen an dieser Stelle 
einzugreifen. Das hat meiner Meinung nach nix mit dem abdrehen der 14V 
zu tun, dass ist nur eine Minderung der Betriebsspannung für den Regler.
So verstehe ich die obige Aussage zumindest.

Daher sehe ich immer noch die Möglichkeit den Regler zu Modifizieren, 
welche Leistung dabei rauskommt kann ich schlecht abschätzen, da spielen 
ja auch mehrere Parameter eine Rolle.

Autor: A. H. (pluto25)
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Fred F. schrieb:
> Daher sehe ich immer noch die Möglichkeit den Regler zu Modifizieren,
Eine Spannungsvervielfacher 41V zu 57,4V dann macht der Regler den Job 
wie gewünscht.
> welche Leistung dabei rauskommt kann ich schlecht abschätzen
Einfach 41V mal max Strom

Autor: chris (Gast)
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Fred F. schrieb:
> Ich deute das als ein Missverständnis, so wie ich das verstehe:
> Der Regler bekommt die 14V gewissermaßen als Betriebsspannung.
> Intern macht der Regler irgendeine Spannung für die Erregerwicklung (die
> könnte modifiziert werden).
> Wenn die 14V jedoch verringert werden wird dem Regler die
> Versorgungsspannung gekürzt und die Leistung geht in die Knie.

NEIN das ist der sogenannte DF-Eingang und du hast vom Hersteller schon 
deine Antwort bekommen das genau dies so einfach zu machen wäre als 
QUICK&DIRTY-Lösung.
Siehe:
Fiete11 schrieb:
> Wenn ich die
> Erregerspannung reduziere (Anfrage beim Hersteller) sinkt die Leistung
> erheblich (30-40%).

Es bleibt die Frage um wieviel man die 14V absenken muss.
Der Regler wird grundsätzlich von der Batterie versorgt. Die Spannung 
ist ja die gleiche die dann im Betrieb aus der Lima kommt.
Und genau das willst du
Rechenbeipsiel geg. I_max = 60A, U_Last = 50V P = 3000W

Wenn 14V reduziert I_max = 60A bei U_neu = 36V = 2160W

Das schöne ist ja das die LIMA bei erhöhten Strom, zwar kurzeitig in der 
Spannung zusammenbricht, aber genau das wird wieder ausgeregelt. 
Zumindest wenn man es nicht übertreibt in der Stromabnahme. Deshalb 
heißt er auch Konstantspannugsregler.

Ich glaube das dass Verständnis da gerade hinkt, nicht Böse gemeint. Der 
Maximalstrom bleibt trotzdem erhalten weil Leistung IMMER das Produkt 
aus Strom und Spannung ist.

Autor: Fred F. (feuerstein7)
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chris schrieb:
> NEIN das ist der sogenannte DF-Eingang und du hast vom Hersteller schon
> deine Antwort bekommen das genau dies so einfach zu machen wäre als
> QUICK&DIRTY-Lösung.

Arrgh, hier geht ja jetzt alles durcheinander, ich bin nicht Fiete11.

chris schrieb:
> Es bleibt die Frage um wieviel man die 14V absenken muss.
> Der Regler wird grundsätzlich von der Batterie versorgt. Die Spannung
> ist ja die gleiche die dann im Betrieb aus der Lima kommt.
> Und genau das willst du
> Rechenbeipsiel geg. I_max = 60A, U_Last = 50V P = 3000W
>
> Wenn 14V reduziert I_max = 60A bei U_neu = 36V = 2160W

Wenn die Lima 57,4V liefern soll, wird logischerweise auch diese 
Spannung gemessen, und die Lima regelt dazu passend den Erregerstrom. 
Auf konstante externe 14V zu regeln, ergibt keinen Sinn. Die Lima ist 
nicht auf 14V vom Hersteller eingestellt, sondern auf 57,4V.
Vergleiche das Ding mal mit einem Schaltregler der 5V liefern soll. Die 
5V am Ausgang gehen auf einem Spannungsteiler, der macht daraus 1,25V 
und die liegen am Schaltregler am Feedbackpin.

Daher mein Vorschlag:
-die 14V bleiben unangetastet
-Regler öffnen
-den Spannungsteiler suchen, der aus den 57,4V eine kleinere Spannung 
macht
-Spannungsteiler modifizieren

Autor: chris (Gast)
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Fred F. schrieb:
> Daher mein Vorschlag:
> -die 14V bleiben unangetastet
> -Regler öffnen
> -den Spannungsteiler suchen, der aus den 57,4V eine kleinere Spannung
> macht
Schwierig wenn der Regler alles selbst intern macht so das unter 
Umständen keine externe Beschaltung um den Reglerbaustein mehr nötig 
ist. Um Ausfälle durch defekte Löstellen zu minimieren...
> -Spannungsteiler modifizieren

Wenn Fiete11 schon von 14V spricht, siehe Beitrag,

Fiete11 schrieb:
> Die LiMa hat
> eine von außen zugeführte Erregerspannung von 14V.

dann wird dieser der DF-PIN sein. Was der Hersteller auch bestätigt hat 
das hier die Leistung 30-40% weniger möglich sind.

Fred F. schrieb:
> Die Lima ist
> nicht auf 14V vom Hersteller eingestellt, sondern auf 57,4V.

Hab ich geschrieben das der Ausgang auf 14V eingestellt ist ? NEIN!
Sonst würden externe 14V nicht ca 57V am Ausgang der Lima bereitstellen 
lassen da DF DynamoFeld = Erregerstrom/spannung/Referenz darstellt bzw 
der Regler hierüber in einem gewissen Maße beeinflusst werden kann.

Autor: E-Biker (Gast)
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Fiete11 schrieb:
> Ich habe eine LiMa

Ich liebe Abk.

https://de.wikipedia.org/wiki/Lima

Autor: batman (Gast)
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Fiete11 schrieb:
> Mit Sicherheitsgründen meine ich mögliche Überspannungen an den teuren
> Motorcontrollern. Max 50 Volt-Geräte möchte ich nicht dauerhaft mit 57,4
> Volt versorgen.
> Da die Generatoren nicht übermäßig spannungsstabil sind, habe ich mich
> entschlossen alles auf 36Volt umzustellen. Da bin ich auch bei
> Spannungsschwankungen (oder Spitzen) deutlich unter der 50V Grenze der
> Controller.

Klingt so als würde es sich da eher anbieten, jedem teuren Controllern 
eine eigene stabile Spannungsregelung für eine handvoll Öre 
vorzuschalten, die ja vermutlich nur wenige Watt leisten muß anstatt ein 
paar kW Nutzlast runter zu transformieren und die ganze Netzspannung 
umzustellen.

Autor: Fiete11 (Gast)
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Danke zunächst einmal für die breitgefächerten und ausführlichen 
Kommentare.

Ich habe zunächst versucht einen 36V Regler zu bekommen. Ohne Erfolg. 
Dann habe ich einen 48V Regler erstanden und geöffnet. Der ist intern 
mit Epoxidharz vergossen und läßt sich nicht "auseinanderpopeln". Dann 
habe ich nach einer kompletten LiMa 36V gesucht und Angebote von 600 - 
900€ erhalten.
 Ich habe jetzt beschlossen 2 neue Motorcontroller (40-72V) zu 
beschaffen und die Generatorspannung zum Schutz der Batterien, durch 
geringfügiges Absenken der Erregerspannung, auf von 57 auf 54V zu 
reduzieren. Den Leistungsverlust muss ich wohl hinnehmen.
Damit hätte ich dann eine Lösung zum Preis von 1/4 eines neuen 
Generators.

Danke nochmal Euch Allen!

Autor: batman (Gast)
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LiMa können bei Lastabwurf weitaus höhere Schwankungen erzeugen. Den 
Batterien macht das wenig.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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batman schrieb:

> LiMa können bei Lastabwurf weitaus höhere Schwankungen erzeugen. Den
> Batterien macht das wenig.

Stromschwankungen ja, Spannungsschwankungen eher wenig, weil diese
durch den niedrigen Innenwiderstand des Akkus abgeblockt werden.

Autor: batman (Gast)
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Würde ich mich aber nicht unbedingt drauf verlassen, daß dieser niedrige 
Akku-Innenwiderstand da ist, wenn man ihn braucht.

Autor: A. H. (pluto25)
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Fiete11 schrieb:
> durch
> geringfügiges Absenken der Erregerspannung, auf von 57 auf 54V zu
> reduzieren.

Wie soll das funktionieren? Die Erregerspannung (die die der Regler 
ausgibt)
bestimmt den Ladestrom. Die Endspannung wird vom Regler beeinflußt der 
weiterhin versucht 57V zu erreichen. Das selbe wird ein Absenken der 
Reglerversorgungspannung bringen - weniger Ladestrom aber immer noch der 
Versuch 57V zu erreichen.
Wo sind die 14V? doch nicht vom Kontrollämpchen?

Autor: Günter Lenz (Gast)
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Fiete11 schrieb:
>Wie kann ich am einfachsten die Spannung auf 41 Volt
>reduzieren ohne viel Leistung zu verlieren?

Nur transformatorisch. Leistung = Spannung * Strom
Wenn die Spannung kleiner wird, muß der Strom größer
werden um auf gleiche Leistung zu kommen.

Du kannst einfach die Reglung ändern um da ein 36V-System
draus zu machen, aber die Strombelastbarkeit der
Lichtmaschine bleibt gleich. Das mußt du dann so
hinnehmen.

Wenn die Lichtmaschine eine Drehstromwicklung mit
anschließenden Drehstromgleichrichter hat, könntest
du mit einem Drehstromtrafo runter transformieren
und dann gleichrichten.

Oder alles so lassen wie es ist (48V-System mit
48V Akkus) und mit einem Schaltwandler runter
transformieren. Andere Möglichkeiten gibt es nicht.

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