Gibt es eine Art regelbare "Stromweiche" anstelle eines Widerstands?

Klar. Potentiometer können das.

Es gibt ganz viel.
--> Was willst du machen, was ist das Problem?

Ich habe es hier versucht, mal zu veranschaulichen. Gegeben ist ein 
System mit 4 Verbrauchern, die an eine Stromquelle angeschlossen sind. 
Parallel zu jedem Verbraucher hängt ein einstellbarer Widerstand, um den 
Einzelstrom an jedem Verbraucher einzustellen.

Das Problem ist, dass jeder Widerstand den Strom, der dadurch fließst, 
in Abwärme verwandelt wird.

Ich habe ein zweites Schaubild gemacht. Dort sieht man ein gelbes 
Bauteil. Gibt es ein Bauteil, wo ich den Strom "verzweigen" kann, dass 
nur immer ein Teil durch den Verbraucher geht und der Rest verlustarm 
seitlich vorbeigeleitet wird - also verlustärmer wie durch einen 
Widerstand?

Hinweis noch - das gelbe Bauteil muss einstellbar sein - sagen wir von 
0-100 Prozent - 50 Prozent würde bedeuten, 50 Prozent gehen zum 
Verbraucher, 50 Prozent werden dran vorbeigeleitet.

Du willst also eine theoretische Abhandlung über merkwürdige 
"Stromverteilung" erstellen.

Dazu kann ich nix beitragen, bin Praktiker.

Stefan M. schrieb:
> Warum sind die Verbraucher alle in Reihe zur Stromquelle geschaltet?

Wenn ich die Verbraucher entladen will, müssen sie in Reihe geschaltet 
sein, damit dann genügend Spannung vorhanden ist. Zum Füllen der Zellen 
wäre es praktisch, wenn man Leitungen einsparen kann und beim 
Füllprozess die Stromquelle dann in Reihe zu den Verbrauchern setzt. 
Wenn ich es umgedreht betreiben will, kann ich die Stromquelle 
abschalten und einen Verbraucher dann anhängen.

Anfänger schrieb:
> Hi, gibt es eine Art regelbare Stromweiche, wo ich zwei Pfade habe
> und den elektrischen Strom durch einen Regler durch zwei Abgänge steuern
> kann - ähnlich wie eine Art Mischer in einer Heizung?

Ja, die Stromspannung kann durch gekonntes Spalten des Kaltleiters in 
mehrere (unabhängige) Stromquellen abgewandelt werden. Gesteuert wird 
das Gsnze im Anschluss von den nuklearen Neutronen im kristalinen 
Seleen. Mischen und Regeln dann, wie gewohnt, mit Autotune.

Stefan M. schrieb:
> Welche Ströme sollen da fließen?

Jede Verbraucherzelle braucht laut Datenblatt ca. 2A, wenn sie leer ist 
und je voller sie ist, um so weniger Strom braucht sie. Und wenn sie 
voll ist und andere Verbraucherzellen noch nicht, dann soll die Weiche 
den Strom zu 100 Prozent zur nächsten Verbraucherzelle weiterleiten.

Frodo G. schrieb:
> Also die "Verbraucher" sind Akkus?

Es könnten z.B. Akkus sein, vielleicht könnten es aber auch Lampen sein, 
deren Helligkeit mit einem Strom geregelt wird etc. Daher habe ich es 
theoretisch "Verbraucher" genannt.

Frodo G. schrieb:
> Und du willst so etwas wie einen "balancer" für die einzelnen Zellen?
> (Damit sie alle geleich geladen / entladen werden)

Was ein Balancer ist, dass weis ich nicht. Aber ja, es sollte z.B. so 
sein, dass die einzelnen Teile geladen werden. An jedem Teil könnte man 
dann noch Kabel anhängen, um die jeweilge Spannung am Verbraucher zu 
messen und ein Regelsystem könnte die "Stromweichen" einzeln regeln und 
auch den Gesamtstrom an der Stromquelle "regeln".

Kot im Urin schrieb:
> Ja, die Stromspannung

Was genau meinst du mit Stromspannung? Meinst du damit das Produkt U*I - 
also die elektrische Leistung?

Anfänger schrieb:
> Hinweis noch - das gelbe Bauteil muss einstellbar sein - sagen wir von
> 0-100 Prozent - 50 Prozent würde bedeuten, 50 Prozent gehen zum
> Verbraucher, 50 Prozent werden dran vorbeigeleitet.

Nennt sich Shunt-Regler. 50% der Zeit lässt du den Strom durch den 
Verbraucher fließen, 50% lässt du ihn dran vorbei fließen. Glätten 
kannst du den Stromfluss dann mit Induktivitäten.

Frodo G. schrieb:
> Also sollen die "Verbraucher" eine konstante Spannung erhalten, während
> durch das gesamte System ein konstanter Strom fließt?

Die einzelnen Verbrauchszellen benötigen einen Ladestrom zum Füllen. Je 
höher der Ladezustand ist, was man mit einer Zellenspannung ermitteln 
kann, um so geringer muss der Ladestrom sein. Ist die Zelle voll, muss 
der Ladestrom Null sein und der komplette Strom an der Zelle dran 
vorbeigeleitet werden. Der Gesamtstrom kann durch eine Bilanz bestimmt 
werden. Wenn man die einzelnen Ladespannungen der Zellen bestimmt, kann 
man daraus den notwendigen Gesamtladestrom des Systems berechnen, den 
dann die Stromquelle bereitstellen muss.

Es ist ein Gleichstromsystem. Jede einzelne Zelle hat so um die 3 Volt. 
Wie viel man an der anderen Seite braucht, weis ich nicht. Bei 12V 
müsste man ca. 4 Verbrauchszellen in Reihe schalten, bei 24 Volt etc. 
entsprechend mehr.

Anfänger schrieb:

> Ich habe es hier versucht, mal zu veranschaulichen. Gegeben
> ist ein System mit 4 Verbrauchern, die an eine Stromquelle
> angeschlossen sind. Parallel zu jedem Verbraucher hängt
> ein einstellbarer Widerstand, um den Einzelstrom an jedem
> Verbraucher einzustellen.

Okay.


> Das Problem ist, dass jeder Widerstand den Strom, der
> dadurch fließst, in Abwärme verwandelt wird.

Klar.


> Ich habe ein zweites Schaubild gemacht. Dort sieht man ein
> gelbes Bauteil. Gibt es ein Bauteil, wo ich den Strom
> "verzweigen" kann, dass nur immer ein Teil durch den
> Verbraucher geht und der Rest verlustarm seitlich
> vorbeigeleitet wird - also verlustärmer wie durch einen
> Widerstand?

Wenn wir von Gleichstrom sprechen: Nichts derartiges bekannt.

Ich glaube auch nicht, dass das physikalisch möglich ist,
denn es müsste Strom fließen und Spannung abfallen, aber
es dürfte trotzdem keine Leistung umgesetzt werden -- das
widerspricht sich jedoch.

Was aber geht: Kästchen mit vier Anschlüssen, an die
auf der einen Seite jeweils ein einzelner Verbraucher
angeschlossen wird und deren andere Seiten alle
parallelgeschaltet werden (theoretisch ginge auch in
Reihe, aber das ist unpraktisch). Stellmöglichkeit im
Kästchen ist machbar; gestellt wird nicht der Strom, der
VORBEIGELEITET wird, sondern der Strom bzw. die Spannung,
die dem angeschlossenen Verbraucher ZUGEFÜHRT wird.

HTH

Forist schrieb:
> Nennt sich Shunt-Regler.

Ein Shunt-Regler ist aber keine Phasenanschnittsteuerrung - oder?

Diese "Balancer" - arbeiten die mit einem parallelen einstellbaren 
Widerstand, der Energie verheizt, oder energieeffizienter?

Egon D. schrieb:
> Stellmöglichkeit im
> Kästchen ist machbar; gestellt wird nicht der Strom, der
> VORBEIGELEITET wird, sondern der Strom bzw. die Spannung,
> die dem angeschlossenen Verbraucher ZUGEFÜHRT wird.

Was für ein elektronisches Bauteil wäre denn dann das Kästchen?

Anfänger schrieb:

> Die einzelnen Verbrauchszellen benötigen einen Ladestrom
> zum Füllen. Je höher der Ladezustand ist, was man mit einer
> Zellenspannung ermitteln kann, um so geringer muss der
> Ladestrom sein. Ist die Zelle voll, muss der Ladestrom Null
> sein

Ja.


> und der komplette Strom an der Zelle dran vorbeigeleitet
> werden.

Nicht unbedingt (siehe unten).


> Der Gesamtstrom kann durch eine Bilanz bestimmt werden.
> Wenn man die einzelnen Ladespannungen der Zellen bestimmt,
> kann man daraus den notwendigen Gesamtladestrom des
> Systems berechnen, den dann die Stromquelle bereitstellen
> muss.

Das Problem ist m.E. grundsätzlich lösbar, aber nicht
ausschließlich mit Gleichstrom bzw. -spannung. Irgendwo
im System braucht man mal Wechselspannung und Trafos.


> Es ist ein Gleichstromsystem. Jede einzelne Zelle hat so
> um die 3 Volt. Wie viel man an der anderen Seite braucht,
> weis ich nicht. Bei 12V müsste man ca. 4 Verbrauchszellen
> in Reihe schalten, bei 24 Volt etc. entsprechend mehr.

Was grundsätzlich denkbar ist, das ist eine Anordnung, bei
der jede einzelne Zelle ihre eigene Ladeschaltung hat -- es
gibt also so viele Ladeschaltungen, wie das System Zellen
besitzt.
Die Ladeschaltungen bekommen ihre Energie über einen Trafo,
d.h. in Form von Wechselspannung.
Die Akkuzellen können elektrisch in Reihe verschaltet sein
und auch während der Ladung bleiben; die Versorgung der
Ladeschaltungen sind vom Energiefluss her parallelgeschaltet.
Jede nimmt sich so viel Strom, wie sie selbst braucht -- es
muss kein Strom irgendwo "vorbeigeleitet" werden.

Egon D. schrieb:
> Jede nimmt sich so viel Strom, wie sie selbst braucht -- es
> muss kein Strom irgendwo "vorbeigeleitet" werden.

Du meinst also eine Art solche Anordnung, wie ich es in dem Bild 
versucht habe, zu verstehen?

Anfänger schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Stellmöglichkeit im Kästchen ist machbar; gestellt wird
>> nicht der Strom, der VORBEIGELEITET wird, sondern der
>> Strom bzw. die Spannung, die dem angeschlossenen
>> Verbraucher ZUGEFÜHRT wird.
>
> Was für ein elektronisches Bauteil wäre denn dann das
> Kästchen?

Eine ganze Baugruppe: Im Prinzip ein potenzialgetrennter
DC/DC-Wandler. Wenn wir von Akku-Zellen reden, muss
außerdem ein geeigneter Laderegler enthalten sein. Ist m.E.
prinzipiell lösbar -- wird es aber kaum als fertigen Modul
geben.

Der Aufwand ist natürlich beträchtlich und lohnt m.E. nur
für relativ große Akkuzellen, denn man braucht so viele
Laderegler, wie man Zellen hat.

Anfänger schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Jede nimmt sich so viel Strom, wie sie selbst braucht --
>> es muss kein Strom irgendwo "vorbeigeleitet" werden.
>
> Du meinst also eine Art solche Anordnung, wie ich es in
> dem Bild versucht habe, zu verstehen?

Ja, genau.

Christian M. schrieb:

> Der TO braucht ganz genau einen Balancer!

Nein.
Den hat er jetzt schon.


> Der macht ganz genau das, was er erreichen will!

Nein.

Der TO hat AUSDRÜCKLICH formuliert, dass ein Shunt
parallel zu jeder Zelle zwar funktioniert, aber den
Nachteil hat, dass Leistung in Wärme verwandelt wird.
Genau DAS ist der Punkt, den er vermeiden möchte.

Man kann die Energieverschwendung belanglos finden,
aber ich finde das Anliegen berechtigt.


> Aber das ist wieder so ein Salami-Thread, wo der TO
> sich schon auf eine viel zu komplizierte Lösung
> fixiert hat statt das Problem zu beschreiben!

Lies einfach richtig.

Der TO hat eine Frage gestellt, und ich habe ihm geantwortet,
dass das so, wie er sich das vorstellt, nicht funktioniert --
und m.E. physikalisch auch nicht funktionieren KANN.

Was ich ihm statt dessen vorgeschlagen habe, ist eine
Einzelzellenladung mit potenzialgetrennten Ladereglern.

Wenn ich dabei einen Denkfehler gemacht haben sollte und
mein Vorschlag nicht funktionieren kann, bitte ich um
Hinweis mit nachvollziehbarer Begründung.

Mit DC wirds nix. Höchstens mit Sperrwandler.

Annähernd läßt sich das Ladeproblem ungefähr so lösen. Doof halt, wenn 
unterschiedlich gute Zellen dann unterschiedlich leer werden.

Parallel sparen geht nicht. Strom, der am Verbraucher vorbei geführt 
wird, verbrät U*I, egal ob im Widerstand oder sonstwo.

Du kannst diese Leistung höchstens nutzen: andere Batterie laden, 
Wasserstoff herstellen oder eine LED betreiben.

Auch alle Arten von Wandler sind denkbar, die per Trafo ins Netz oder in 
die Versorgung einspeisen. Das ist aber ein eigenes Thema und 
vergleichbar mit Nutzung kleinster Mengen Solarstrom.

Anfänger schrieb:
> Das Problem ist, dass jeder Widerstand den Strom,
> der dadurch fließst, in Abwärme verwandelt wird.

Das lässt sich vermeiden, indem du einstellbare Schaltregler verwendest. 
Aber nicht in eine Reihe geschaltet, sondern parallel:

1

+ o---+------[Regler]----[Last]----+---o -

2

      |          |                 |

3

      |          +-----------------+

4

      |                            |

5

      |                            |

6

      +------[Regler]----[Last]----+

7

      |          |                 |

8

      |          +-----------------+

9

      |                            |

10

      |                            |

11

      +------[Regler]----[Last]----+

12

      |          |                 |

13

      |          +-----------------+

14

      |                            |

15

      |                            |

16

      +------[Regler]----[Last]----+

17

                 |                 |

18

                 +-----------------+

Stichwörter: Step-Down Wandler, Buck Converter, Schaltregler

Die gibt es wahlweise mit einstellbarer Spannung, einstellbarem Strom 
(selten) oder beides einstellbar.

Die obige Schaltung gilt für normale Lasten wie z.B. Glühlampen an einer 
gemeinsamen Stromversorgung.

Für Akkus ist diese Schaltung aber unbrauchbar. Für Akkus brauchst du 
einen Balancer oder für jede Zelle einen einen potentialfreien 
Laderegler (nicht handelsüblich).