Baubericht eisenloser Ringgenerator, Großversion

[Bernd]

Hat mal jemand den Gleichrichtwert für sinusförmigen Drehstrom zur Verfügung ?
Als Steigerung neben den üblichen 3 Phasen vielleicht auch noch für 5 Phasen ?

Grüsse

Bernd

[finn]

wiki kennt alles

[Bernd]

Danke für den Link, aber auf der verlinkten Seite steht nichts von Drehstrom sondern nur von Wechselstrom.
Ich habe auch schon diverse andere Seiten abgeklappert aber bisher nichts gefunden.
Auf jeden Fall ist mal logisch das kein allzu grosser Unterschied zwischen Peak und Effektivspannung
beim gleichgerichteten Drehstrom vorhanden ist.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

http://www.didactronic.de/stromric.htm

Etwas weiter unten die Formel für den B6 Gleichrichter.
Die Werte kommen mir ja unheimlich hoch vor.
Bei einer Strangsspannung von 230 Volt eff ergeben sich nach Gleichrichtung Peak = 563 Volt.
Selbst der Effektivwert soll bei unheimlich hohen 541Volt betragen.

Ich glaube ich muss nochmal am Nabenmotor messen aber da hatte ich nach Gleichrichtung
nie mehr als das doppelte der Wechselspannung eines Stranges.
Alles sehr komisch....

EDIT:
Die hohen Werte kommen zum Teil vielleicht durch die Sternschaltung die im Beispiel zu grunde
gelegt wird. Siehe Bild, Quelle: http://www.didactronic.de/stromric.htm
Bei Sternschaltung rechnet man mit dem Faktor Wurzel 3, der ja in der Formel zu finden ist.



Grüsse

Bernd

[jb79]

So, hab die Sternschaltung mal simuliert, wie immer ist der Spitzenwert der Sinuswelle 10V, der Innenwiderstand jeder einzelnen Quelle beträgt 0,1 Ohm. Hab alle 3 Phasen hinter den Innenwiderständen kurzgeschlossen, damit ergibt sich ein Strom von genau 100A Spitze auf jeder Phase => Innenwiderstand stimmt also genau mit dem Windungswiderstand überein. Dabei ist es egal, ob der Kurzschlußpunkt mit dem Sternpunkt verbunden wird (solange alle 3 Phasen kurzgeschlossen sind sind deren Potentiale genau gleich.
Schlußfolgerung Sternschaltung:
Spannung einer Phase: entspricht genau der Leerlaufspannung einer Windung
Innenwiderstand einer Phase: entspricht genau dem Wicklungswiderstand der jeweiligen Spule
Verkettete Spannung zwischen 2 Anschlüssen: ist das 1,73-fache (Wurzel aus 3) der Einzelspannung einer Spule

Das gleiche für die Dreiecksschaltung ergibt folgendes Bild:
Spannung zwischen 2 Anschlüssen: Leerlaufspannung einer Windung
Innenwiderstand einer Phase (über Kurzschlußstrom gemessen)= Innenwiderstand einer Windung gebrochen durch Wurzel 3.

Hier nun die Schaltung (5 Phasen hat 72° Phasenverschiebung, die restlichen Werte sind gleich).

Hab noch die Leerlaufspannungen (10k Lastwiderstand) gemessen, hier kommt die Schaltung mit 3 Phasen auf 16V, die mit 5 Phasen auf 17,7V. Diese Werte sind allerdings mit realen Dioden => die theoretischen Werte werden ne Spur höher sein. Nimmt man den Gleichrichtwert der B6 Schaltung her, so müßte dieser in unserem Fall ca. 17,3V sein (die beiden Dioden machen 1,3-1,4V Spannungsabfall), hochgerechnet auf die 5 Phasen kommt man dann auf etwa 19V Gleichrichtwert. Ganz ordentlich wenn man bedenkt, daß eine Phase nur eine Spitzenspannung von 10V hat.
Leider hat der Generator mit 5 Phasen wohl eine etwas niedrigere Phasenspannung, damit dürften die resultierenden Spannungen gerade im Leerlauf ziemlich gleich sein.
@Bernd: Wenn du mir einen genauen Spannungswert für beide Schaltungen (Leerlaufspannung einer Phase) geben kannst, dann kann ich die Werte im Simulator mal eingeben und schauen was hinter dem Gleichrichter rauskommt. Das Ganze wird aber keine 100% genaue Simulation da wir ja keine Sinusspannungen sondern so einen verzerrten Kamelhöcker haben.

Die dritte Grafik zeigt die Diodenströme bei 3 und bei 5 Phasen (exemplarisch an einer der 6 bzw. 10 Dioden). Dabei kann man sehen, daß bei der 5 Phasen der Strom in jeder einzelnen der Dioden geringer ist, da er sich auf mehr Dioden aufteilt. Die Schaltung mit 5 Phasen ist wieder in grün.

[Bernd]

Hallo Jürgen, deine Simulation geht davon aus das die Spannung zwischen zwei Phasenanschlüssen
10 Volt beträgt, richtig ?
Das heisst diese 10 Volt sind nicht die Spannung eines Phasenstrangs, sondern die resultierende Spannung
nach Verschaltung auf Stern oder auf Dreieck die sich dann zwischen 2 Phasen ergibt, richtig ?

Schön wäre wenn man immer von der gleichen Spannung eines Phasenstrangs VOR Verschaltung als Stern oder
Dreieck ausgehen könnte um auch die Auswirkung der Verkettung sehen zu können.
So müsste die Spannung der Spulen einer Spule bei Sternschaltung nur ca. 5,8 Volt betragen um summiert in
Sternschaltung zwischen zwei Phasen 10 Volt abzugeben.

Anders fomuliert, was wird jeweils aus 10 Volt (Wechselspannung schöner Sinus) einer Spule, wenn man:
a) die Spulen in Stern- oder Dreieck verschaltet
b) das ganze dann auch noch mit einem B6 Gleichrichter gleichrichtet
c) jeweils Ergebnisse für Effektiv und Peak

Mir geht es eigentlich darum die Werte zu haben die aus der Spannung einer unverschalteten (!) Spule nach
Verschaltung auf Stern- oder Dreieck und nach Gleichrichtung wird.
Belastungen sind dabei völlig egal, es geht erstmal um die Leerlauf Peak- und Effektivspannungen nach
Gleichrichtung.

Am Ende sollten dann die Formeln raus kommen oder bestätigt werden wie sie in der verlinkten Grafik stehen,
falls diese korrekt sind.

Für die Sternschaltung schreibst du das der Innenwiderstand zwischen zwei Phasenanschlüssen gleich dem einer
einzelnen Spule ist, das kann eigentlich nicht sein denn es sind zwischen zwei Phasenanschlüssen immer
zwei Spulen in Reihe.

Grüsse

Bernd

[jb79]

Hallo Bernd!

Nein, die Spannung eines Phasenstrangs (vor Stern/Dreieckverschaltung), also V1-V5 und V11-V13 ist gleich (10V Spitze, 50Hz).
Kann natürlich auch eine Simulation einer einzelnen Phase machen.
Werd auch Simulationen für Stern und Dreiecksschaltung machen (jeweils mit 3 und 5 Phasen).

Zum Widerstand in Sternschaltung:
Stimmt du hast recht, ich hab den Kurzschluß zwischen allen 3 Phasen gemacht, dadurch bildet sich ein virtueller Sternpunkt, es überlagern sich Ströme und man hat in Summe pro Phase den Strom, der durch Phasenspannung/Phasenwiderstand zustande kommt. Der Widerstand zwischen 2 Phasen müßte dann die verkettete Spannung/2x Phasenwiderstand sein, also (Uphase*Wurzel(3))/(2xRphase).

[Bernd]

Mit dem Ohmmeter gemessen entspricht es genau der Reihenschaltung, also doppelter Widerstand einer Spule.
Aber kann sein das der bei Wechselstrom "wirksame" Widerstand nur Wurzel 3 mal eine Spule ist.
Hmm... das ist relativ wichtig.

Wenn du nochmal simulierst, dann mach doch bitte mal ohne Lastwiderstand und ohne Ladekondensator, die
verändern das gesuchte Ergebnis vermutlich etwas. Als Ausgangsspanung einer Phasenspule kannst du ja mal
die 2,79 Volt aus der Beispielrechnung nehmen, oder vielleicht doch wieder 10 Volt das ist übersichtlicher.

Für die Spannung nach Gleichrichtung hattest du (bei 10 Volt pro Phasenspule) ca. 19 Volt prognostiziert.
Das sollte aber von der Beschaltungsart abhängen und laut Formel bei Stern sogar 23,5 eff und sogar 24,5 Volt
Peak betragen. Bei Dreieck hingegen weiss ich es nicht wie hoch sich da die Spannungen zu einer neuen
Effektivspannung verschachteln. Das müsste irgendwas zwischen 10 und 14,1 Volt sein, vielleicht ist es dann
genau die Hälfte wie bei Stern ?

Grüsse

Bernd

[jb79]

Ach so, du meinst bei 5 Phasen ist die Spannnung dann das WURZEL(5) fache. Tja das ist leider nicht so. Mit einer Gleichrichterbrücke erreicht man keine höhere Spannung als die Spitze-Spitze Spannung einer einzelnen Phase. Das Maximum ist also bei 20V erreicht wenn eine Phase 10V Spitzenspannung erreicht.

Eventuell wären 6 Phasen am besten, denn da sollten immer 2 Spulen genau das entgegengesetzte Maximum haben und somit die Spitze-Spitze Spannung von 20V treffen. Ist jetzt aber nur ne Theorie. Man muß nämlich die Spannungen mit ihren Phasenverschiebungen betrachten.
Als Pfeil gezeichnet (Winkel=Phasenverschiebung, Pfeillänge=Spitzenspannung) ergeben sich geometrische Figuren, wenn man die Pfeispitzen verbindet. Verlängert man einen Pfeil nach hinten bis zur Umrißlinie der Figur, so müßte die Strecke von dieser Linie zur Pfeilspitze der theoretischen Maximalspannung des Gleichrichtwertes entsprechen, Hört sich jetzt seltsam an, aber eigentlich müßte man dann mit geraden Phasenzahlen das Maximum erreichen, muß das aber erst überprüfen.

[Bernd]

Ach so, du meinst bei 5 Phasen ist die Spannnung dann das WURZEL(5) fache.

Wie kommst du darauf ? Ich habe sowas nie behauptet.

Mit einer Gleichrichterbrücke erreicht man keine höhere Spannung als die Spitze-Spitze Spannung einer einzelnen Phase

Einer Phase nicht, aber eines Strangs, siehe oben. (Strang = unverschalteter Spulenstrang einer Phase)

Das Maximum ist also bei 20V erreicht wenn eine Phase 10V Spitzenspannung erreicht.

Das Maximun der gleichgerichteten Spannung wäre im Extremfall bei Dreieck die Spitzenspannung einer Phase,
da kommt man aber nicht ganz hin und bei Stern dann das ganze noch mal 1,73.

Eigentlich gehts es aber darum welche Rechenfaktoren für Drehstrom bei Stern- oder Dreiecksschaltung für
die Berechnung von der Strangsspanung hin zur gleichgerichteten Spannung gelten, mehr nicht.

Grüsse

Bernd