50cm C- Rotor Prototyp

[Bernd]

Als Fazit würde ich jetzt daraus ziehen, daß es ab etwa 3m/s Sinn macht einen Brückengleichrichter einzusetzen und darunter quasi kein Ladestrom generiert werden kann (Verdopplerschaltung mal ausgenommen).

Das bezieht sich jetzt aber nur auf genau diese Konstellation. Mit einem eisenlosen Generator
könnte man durchaus auch unter 2,5 - 3m/s schon Energie zum Laden generieren. Mit der
Verdopplerschaltung klappt es ja auch jetzt schon, mit dem Nachteil das der Rotor dann, ohne
weitere elektronische Regelung, im weiteren Betrieb zu stark abgebremst wird.

Die Ladekennline (habs mir schnell in ein Diagramm gegeben) geht fast linear nach oben und beginnt bei ca. 400mA abzuknicken, man sollte also in diesem Lastbereich bleiben und die ca. 400mA als Maximum ansehen. Es scheint so als würde da der magnetische Kreis des Generators beginnen in die Sättigung zu gehen, man kriegt da also kaum mehr zusätzliche Energie raus.

Vollkommen richtig erkannt. Der Shimano kommt wohl relativ früh in die Sättigung, einige andere
Dynamos erreichen bis zu 700mA. Beim Shimano scheint bei 500mA Schluss zu sein.

Das mit dem Step down Schaltregler hört sich ja sehr gut an. Das würde ja bedeuten das man einen
Generator wählt, dessen Spannung grundsätzlich oberhalb der Akkuspannung liegt. Ich denke da gleich an die
oft bei Ebay angebotenen Servomotoren, aber die arbeiten teils bis 500Volt. Ich schätze das wäre
viel zu viel für so einen Regler ? Was mit auch nicht bewusst war ist, das hinter dem Step down Schaltregler
der Strom ansteigt. Wieviel Volt kann denn so eine Schaltung verkraften, wenn sie hinten 12V rausgeben soll ?
Was ist da realistisch ?

Toll auch, das sich dadurch die begrenzte Leistungsabgabe des Dynamos bei höheren Windgeschwindigkeiten
"austricksen" lässt. Tatsächlich kann der Dynamo noch wesentlich höhere Spannung liefern. Ich muss mal
schauen ob ich ne Grafik dazu finde. 30 Volt oder auch 40 Volt sind bei entsprechender Drehzahl durchaus drinn.

Den vielleicht grössten Vorteil einer Regelung sehe ich darin, das der Windradrotor durch eine "intelligente
Steuerung" immer in seinem energetisch optimalen Drehzahlbereich gehalten werden kann.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Dein Tip mit der Tabelle habe ich aufgenommen und diese Tabelle gebaut :



Grüsse

Bernd

[Bernd]

In dieser wunderbaren Ausarbeitung über Nabendynamos
http://www.enhydralutris.de/Fahrrad///M ... owski_.pdf
fand ich folgende Grafik, die die Leerlaufspannung eines Nabendynamos zeigt.



Um von der Angabe V in Km/h auf die Raddrehzahl zu kommen, muss man den km/h Betrag mal
ca. 8 nehmen.

Grüsse

Bernd

[jb79]

Bernd, könntest du vielleicht mal den Generator so schnell drehen, daß er sagen wir mal 30V liefert und die 30V dann mit ca. 400mA belasten?
Dann dürfte die Spannung so irgendwo zwischen 25 und 30V sein, die leistung ist dabei aber viel höher, nämlich so ca. 10-12W.

Schaltregler haben den angenehmen Nebeneffekt daß sie als Step-Down Converter (wenn man die Verluste mal vernachlässigt) für eine Leistungsübersetzung von 1:1 sorgen, also z.B. 30V/1A vorne rein und 10V/3A hinten raus, weil die Differenz von 20V hier nicht verheizt wird sondern die Energie in der Speicherdrossel zwischengespeichert und dann an den Ausgang abgegeben wird. Das kann man sich hier zunutze machen und eine hohe Spannung mit geringem Strom in eine geringe Spannung mit hohem Strom wandeln. Zur Ansteuerung wird im Prinzip ein pulsweitenmoduliertes Signal genommen bei dem die Länge des Einschaltpulses die Ausgangsspannung bestimmt. Bei 30V Eingang und 10V am Ausgang muß man also ein Verhältnis von 33% Ein zu 67% Aus haben., 30V auf 15V bedeutet 50%:50%, diese Verhältnisse sind recht genau.
Den Strom und die Spannung den so ein Regler aushält begrenzen im Prinzip nur die verwendeten Bauteile, je mehr Strom desto größer muß die Speicherdrossel werden, bei Spannungen >40V muß man schon genauer nach brauchbaren Power-Mosfets suchen. Ein PC Schaltnetzteil das auf der 12V Schiene teilweise Ströme im Bereich von 30A und mehr liefern kann arbeitet im Prinzip auch wie ein Step-Down Converter, nur eben mit einer etwas verbesserten und komplizierteren Schaltung (die Drosselspule hat dabei eben eine Primär und mehrere Sekundärwicklungen).

Eine Eingangsspannung von 40V und z.B. 10A sollte noch recht einfach machbar sein. Besser wäre es natürlich wenn der auftretende Strom geringer ist, das verkleinert den Aufwand für die Speicherdrossel. Für unsere Zwecke müßte man das PWM Signal so steuern, daß Eingangsseitig die 400mA gehalten werden, man also die Ausgangsspannung abhängig vom Eingangsstrom regelt, bei 300mA kann man z.B. das PWM Verhältnis rauffahren, dann steigt die Sekundärspannung und es wird mehr Strom vom Generator gezogen, bei 410mA müßte man die Dauer des Ein-Signals zurücknehmen, womit die Ausgangspannung sinkt, was ein Sinken des Ladestromes für die Batterie zur Folge hat, solange bis man wieder unter den 400mA ist. Hoffe das hab ich jetzt halbwegs verständlich erklärt. Die PWM Regelung könnte eigentlich auch der PIC für die Meßwerterfassung machen, halte extra den dafür benötigten Timer2 und die entsprechenden Pins dafür frei, dann fehlt eigentlich nur noch ein spezieller Ansteuerschaltkreis für den High-Side Mosfet (der die Spannung ein- und auschaltet), denn dessen Steuerspannung muß ca. 10V höher sein als die Eingangsspannung (2 der Teile hab ich bereits daheim rumliegen).

Zum eisenlosen Generator: Das wäre natürlich das Optimum da diese Teile auch mehr Leistung und vor allem höhere Spannungen schon früher liefern können, was einen Einsatz des Schaltreglers auch schon bei niedrigeren Drehzahlen möglich macht. Im Anfangsbereich könnte man das Ganze auch so programmieren, daß der Schaltregler erst zu arbeiten beginnt wenn der Ladestrom 400mA übersteigt, damit kann man Schaltverluste vermeiden wenn ohnehin nicht viel Leistung zum Laden vorhanden ist. Aber das ist alles noch Zukunftsmusik, eben das was mir spontan jetzt dazu eingefallen ist.

[Bernd]

Die Art der Lesitungsregelung hört sich sehr vielversprechend an. Ich vermute das
wir damit abschliessend irgendwann genau das realisieren können, was die maximale
Leistung aus einem beliebigen Generator/Windrad holen kann.

Jürgen leider kann ich den Shimano nicht mehr auf irgendwelche Drehzahlen beschleunigen,
da dieser im Windrad verbaut ist. Auch der Test mit dem mir verbliebenen Shimano DH-3N30
ist mir derzeit nicht möglich, da ich hierfür den Dynamo aussen, also sein Gehäuse antreiben
müsste. Mit einem Riemen oder ähnlichen müsste das aber möglich sein. Geil wär ne
Drehbank..
Dann hätte ich schon längst Ladekurven und Wirkungsgradkurven ermittelt bei dem Einsatz
so eines Dynamos an 12V Akkus, derartige Angaben gibts nämlich derzeit noch nicht.

Grüsse

Bernd

[jb79]

Hab mal nen Thread zu diesem Thema eröffnet, vielleicht hat ja jemand einen Nabendynamo und kann mal ein paar Tests machen.

[Bernd]

Du meinst sicher Nabendynamo ?

Grüsse

Bernd

[jb79]

Natürlich, habs mal korregiert, um Mißverständnisse auszuschließen.
Wieviel kostet eigentlich das aktuelle Modell und wo ist es zu bekommen?

[Bernd]

Nabendynamos gibts ab 20 Euro aufwärts.
Empfehlenswert und durch mich getestet ist das Modell Shimano DH-3N71, welches allerdings
40 Euro kostet, wobei es auch Modelle für fast 200 Euro gibt.
Das Modell Shimano DH-3N30 ist auch gut zu gebrauchen, dreht allerdings nicht so leicht wie
der zuvor genannte, kostet aber auch nur 20 Euro.
Beide Modelle findet man bei Ebay. Um "nur" 39 Euro für den DH-3N71 zu zahlen muss man
aber etwas suchen, meist wird er teurer gehandelt.

Hoffentlich liest mal jeamnd der Firma SON hier mit und stellt uns ein Modell ihrer extrem
guten Nabendynamos zu Testzwecken zur Verfügung, das wäre echt spitze !!

Grüsse

Bernd

[Cyclone]

Hallo,

http://cgi.ebay.de/SHIMANO-DH-3N71-SILB ... 240%3A1318

Das Model DN-3N71 ist für ca. 39 Euro zu haben. Ich würde gerne noch so ein SON Nabendynamo
ausprobieren wollen, allerdings kosten diese derzeit um die 180 Euro..

gruss,
jj