Simplicissimusschaltung von Alexander B.J. Kayser

[simplicissimus]

Hallo Bernd...
Habe noch mal fix die Elemente der Schaltung markiert, damit ich dir versuchen kann zu erklären, was ich meint, wenn ich vom Schutz der Kondensatoren sprach... Mit zeichnen macht es sich nämlich echt doof, da man in dem entstehenden Strickmuster schnell nicht mehr durchsieht...

Nehmen wir mal die positive Welle von L1 nach L2:
Ohne Zusatzdioden würde der Strom insbesondere unter 0,7V direkt falsch durch C1 und richtig durch C2 flitzen - schlecht.

Mit Zusatzdioden führt der Weg nach 2 immer über mindestens 2 Dioden - jetzt mal alle aufgeführt:
1. DB1 - C2 - DZ2
2. DB1 - C1 - C4 - DB5
3. DB1 - C3 - C6 - DB5
4. DZ4 - C4 - DB5
5. DB1 - C2 - C5 - DB5

so weit ja alles eigentlich ganz gut
Und nun kommen noch die Wege, die die Schaltung noch nicht so gut sein lassen:

5. DB1 - C1 - C4 - falsch C5 - DZ2
6. DB1 - C3 - C6 - falsch C5 - DZ2
7. DZ4 - C4 - falsch C5 - DZ2

Das dürften Ich denke,jetzt alle Wege dieser Halbwelle sein...

Anbei die Frage an Jürgen: Wo haßt du die Induktivitäten reingetan um die über 20V zu erhalten? Das würde mich voll interessieren...
Liebe Grüße vom Simplicissimus der jetzt wieder auf Arbeit muß...

[jb79]

Jeweils in Serie zu den Spannungsquellen V1-V3. Unter denen ist etwas Platz wenn du das Bild meines Schaltplans anschaust. Wert war glaub ich 10mH, es verändert sich dann aber auch das Aussehen der Ströme und Spannungen, die Induktivitäten dämpfen starke Stromanstiege, so daß der Strom durch die Dioden etwas kleiner wird.

[jb79]

So hab mal die Ströme und Spannungen in den Kondensatoren gemessen. Da gehts wild hin und her!

[simplicissimus]

So ihr Lieben - habe soeben noch mal die möglichen Wege der positiven Halbwelle von L1 nach L2 in meinem Beitrag von heut früh überarbeitet...
Sorry - aber muß derzeit immer bis in die Nacht arbeiten und bin dann nach dem aufstehen noch nicht so 100%ig da -jetzt sollten die Wege aber stimmen...

Meines Erachtens ist das Hauptproblem die Brücke über den Zusatzdioden, welche zwar zur Entladung der Kondensatoren zwingend nötig ist, aber auch die Möglichkeit bietet, daß zumindest im betrachteten Fall eine Fehlladung von C5 über DZ2 erfolgen kann...
So - nun mein Vorschlag dazu: Fließen die Ladeströme (wie im Fall 1 bis 5 oberer Beitrag) über die DB5 ist soweit alles gut. DZ2 liegt mit C5 allerdings parallel zu DB5 (für den betrachteten Fall: pos Halbwelle von L1 nach L2) soweit ich daß zur jetzig späten Stunde beurteilen kann betrifft die Falschladung in sämtlichen auftretenden Halbwellen ausschließlich die drei unteren Kondensatoren - also C4, C5 und C6...
Und ich hoffe jetzt die ultimative Lösung zu haben: Wir packen einfach noch eine Diode in die Zusatzdiodenbrücke!!!
Resultat: Der Ladestrom der Kondensatoren kann sich nun aussuchen: Nehme ich den Rückweg über eine der unteren Dioden der B6 oder über zwei Dioden, nämlich eine Diode in der Diodenbrücke und eine Zusatzdiode... HAHA wollen mal hoffen, daß der Strom nicht zu menschlich ist und sich den Weg zum Ziel macht... Den Verlust von 0,7 Volt wenn sich die Kondensatoren dann entladen nehme ich mal in meiner Großzügigkeit in Kauf...
Anbei noch die aktualisierte Fassung der Simplicissimusschaltung:
So ein Mist - gerade jetzt ist der Akku von der Kamera leer - und dabei hab ich für die neue Zeichnung sogar ein Lineal verwendet... Na dann halt morgen früh oder viel mehr nachher...
Liebe Grüße vom Simplicissimus

[simplicissimus]

Akkus sind wieder so voll, die Schaltung abzulichten...
An dieser Stelle: (ich weiß ich wiederhole mich) Einen ganz doll großen Dank an alle, die mich mit ihrer Kritik und vor allem mit ihrem Eifer und Engagement motiviert haben...
So nun das gute Stück:

[jb79]

Btw: wie wäre es, die Schaltungen in einem Zeichenprogramm zu zeichnen (ich nehm meist Paint) bzw. wenn man die Schaltung eh simuliert mach ich dort nen Screenshot (verwende Pspice Student zur Simulation).

Als ich vorher den Rechner hochgefahren habe und das Bild hochladen wollte, war plötzlich das Laufwerk weg, Reboot hat nix geholfen, offenbar ist die Partitionstabelle meiner Datenfestplatte flöten gegangen. Für das meiste hätte ich aber ohnehin ein Backup gehabt (hab da aus der Vergangenheit gelernt), diese Daten waren allerdings noch zu neu. Zum Glück konnte ich die Tabelle wiederherstellen, hab dafür das Tool "Testdisk" benutzt, das hat mir schon einige Male bei Problemen mit Partitionen geholfen.

So, zurück zum Thema:
Also die Simulation ist jetzt durch, etwas besser ist es nun. Hab eigentlich schon um 12:30 simuliert mußt dann aber schnell weg.
Last wie immer 10 Ohm.
Erklärung oberes Bild: Ganz oben die zwei Ausgangsspannungen (gelb der normale Brückengleichrichter), die Kurven unten sind die Ströme, die vom Generator kommen, also der Eingangsstrom der Schaltung.
Unteres Bild: hier hab ich versucht rauszufinden, ob ein Kondensator verkehrt gepolt wird (also mit negativer Spannung). Bezugspotential ist Masse der Ausgangsspannung der Simplicissimusschaltung. Schaut eigentlich ganz gut aus, die Spannungen an den unteren Kondensatoren bleiben in jedem Fall positiv, die an den oberen Kondensatoren dank der Dioden auch.
Daß die Schaltung viel Strom braucht haben wir ja schon festgestellt, denke daß da sicher noch irgendwo einige Ströme im Kreis fließen die die Kondensatoren laden und wieder entladen.

[simplicissimus]

Hallo Jürgen - also die Pspice-Student-Version hatte ich damals auch mal, aber sie hatte ne Macke und bis hierhin habe ich das Programm noch nicht wieder brauchen können. Werde mich demnächst mal wieder daran machen. Erstmal dank dir für deine Simulation - bin leider grad arg k.o. und werde mich dann sicher morgen noch mal in die Schaltung rein denken um eventuelle Vagabunden aufzuspüren... Aber zumindest sind wir wieder ein kleines Stückchen vorran gekommen...
Bis dahin erst mal liebe Grüße vom Simplicissimus...

[simplicissimus]

Hallo ihr Lieben... wünsche noch fix nen guten windreiches neues Jahr mit möglichst vielen neuen und klugen Einfällen...

War über die Feiertage nicht ganz faul und hab mich mal wieder in Pspice eingearbeitet und viele Gedanken über die Spannungsverdopplerschaltungen am Drehstromgenerator kreisen lassen...
Erst vorhin laß ich über die neue Schaltungsvariante von Cordopc und die damit verbundenen Simulationsproblemchen...
Wiederum sah ich ein Hauptproblem bei der Queranzapfung der Kondensatoren mittels einer Phase...
Des weiteren führten mich Jürgens Simulationsergebnisse zu dem Schluss, das sich die Kondensatoren über den gemeinsamen Pluspol einfach auch noch untereinander ausgleichen(meine alte Variante), was wiederum nicht im Sinne der Erfindung sein sollte.
Ich habe nunmehr nochmal eine neue Schaltung ausgedacht, wo nun ein jeder Stromweg festgeschrieben ist. Nachteil ist die relativ hohe Anzahl an Dioden. Unter Verwendung von Schottkys sind die Verlust allerdings im Gegensatz zu normalen unter der Verwendung einer B6 ähnlich. Selber simulieren konnte ich das nun auch und bekam ganz brauchbare Ergebnisse...
P-Last 130W bei 36V und 10 Ohm
C= 4700 µF
P-L1 77W U-L1 7V RMS bzw. 10VSpitze
Und wenn wir nun daran denken, daß wir statt ca 14 V U-Last bei der B6 Schaltung mit der Verdopplerschaltung in diesem Fall 36V an der gleichen Last liegen haben, ist es auch verständlich, das wir einen sehr hohen Stromverbrauch haben. Das nun gleich mal als Argument gegen einen scheinbar sehr hohen Stromverbrauch...
habe mal die Werte im Verhältnis zur B6 gesetzt - und siehe da - wir liegen nicht schlechter...
So nun noch fix das gute Stück, welches alle Halbwellen nutzt und keine Kondensatorquerausgleichsströme mehr aufweisen sollte...
Liebe Grüße

[simplicissimus]

So ...seit gestern früh gibt es nun die Simplicissimusschaltung 2010 als Hardware-Version nachdem ich die halbe Nacht den Lötkolben schwang...
Würde mal sagen das Ding funktioniert tatsächlich. Während ich bisher bei ner normalen B6 bei einer Rotordrehzahl von 1/s eine Leerlaufspannung von etwa 4V Gleichspannung als mein nennen konnte fließen mit Hilfe der Simplicissimusschaltung 2010 bei einer Rotordrehzahldrehzahl von 1/s bereits 1A in die 12V-Batterie ...
Werde morgen noch mal eine Umschaltmöglichkeit zwischen beiden Schaltungen ( B6 und die S...2010) realisieren um bessere Vergleiche machen zu können.
Achtung beim Nachbau!!!: Habe an den Ausgang der Simplicissimusschaltung einst erwähnte 22 in Reihe verschaltete Hochleistungsdioden als Spannungsbegrenzung gesetzt, welche einen maximalen Spannungswert von ca (22x0,7=) 15,4V zulassen. Alles darüber wird in den Dioden verbraten, die 60A abkönnen. Als ich diese Diodenreihe wegnahm sprang die Ausgangsspannung im Leerlauf(Rotordrehzahl nun etwa 3/s) auf über 38V.! Innerhalb dieser etwa halben Sekunde mal-Ausprobieren-Zeit hatte ich die Reihe schon wieder rangeklemmt aus Angst meine neuen Kondensatoren zu zerschießen, welche einzeln nur 35V abkönnen... Was ich damit sagen will: Achtung wir kommen schnell in Leerlaufgleichspannungsbereiche die gefährlich werden können...
Noch ne kleine Anmerkung bezüglich der Begrenzungsdioden: Durch diese Verschaltung ist es möglich die ganze Schaltung ohne Lastabnahme zu betreiben, ohne das der Rotor leer dreht. Dadurch ist es des weiteren möglich nun einen Laderegler zu nutzen, der das Windrad nicht kurzschließt sondern von der Batterie einfach nur wegschaltet. Vorteil: preisgünstiger da Serienregler? genutzt werden können, die die Leistung im Gegensatz zu Shuntreglern nicht intern verrbaten müssen und sich somit nicht unnötig aufheizen, bzw Probleme bei sehr hohen Windgeschwindigkeiten bekommen könnten. Schönes WE euch und würde mich mal wieder über ein kleines Feedback freuen oder hat es euch die Sprache schon bei den simulierten Werten verschlagen?

[CAD&Co]

Herzlichen Glückwunsch!
Die Ergebnisse hören sich ja nicht schlecht an.

Zudem verbraten der höheren Spannung hätte ich eventuell eine Idee.
Je nach Volt Zahl müssten mehrere Akkus in Reihe geschaltet werden.
Das heißt, je nach Abfrage der Spannung, in 1,5 V Schritten einen weiteren Akku in Reihe dazu schalten.

Bei Lithiumakkus wird eine Balancing-System verwendet, um die einzelnen Zellen untereinander
auf gleicher Spannung zu halten.

Verwendet man nun diese in Reihe geschalteten Akkus nur als Pufferakkus, kann man damit, über eine
geeignete Schaltung, einen 12 V Akku laden.

Theoretisch könnte das klappen, ob sich so etwas technisch wirklich umsetzen lässt ist noch die Frage.
Als neue Herausforderung kannst Du ja mal über diese Idee nachdenken.