Spannungsverdopplung am Drehstromgenerator

[cordopc]

Hallo,
ich habe hier die Diskussion um die Spannungsverdopplung an Drehstromquellen mitbekommen und habe einen eigentlich ganz einfachen Vorschlag dazu.
Die Schaltung habe ich ausprobiert....und sie funktioniert ohne Kurzschlüsse oder erhöhten Stromverbrauch......*ggg. Alle enstehenden Halbwellen werden nachvollziehbar über die Kondensatoren geleitet und verdoppeln somit die Ausgangsspg. Der Ladebeginn eines Akkus kann daher früher einsetzen. Die max. Leistung ist natürlich abhängig vom Generator...aber auch von der Dimensionierung der Kondensatoren.
Die Schaltung habe ich an einem Nabenmotor/Generator erprobt.
Auf ein Echo bin ich neugierig!

Grüße
Klaus

IMG_0002.jpg (29.02 KiB) 17898-mal betrachtet

[andreas]

Hallo Klaus,

ich habe das mal simuliert, prinzipiell funktioniert es, zumindest unbelastet oder mit geringer Last. Leider hat mein alter Simulator offenbar mit den korrekten Phasenlagen ein kleines Problem (könnte Jürgen vielleicht auch mal testen), daher folgendes unter Vorbehalt. Die Generatorströme nehmen unbelastet nur moderat zu, das wäre also erträglich. Schlechter sieht es bei (ein wenig) Last aus, scheinbar bekommen die beiden Elkos dann den doppelten Laststrom ab und die Generatorströme steigen stark an. Wenn Du kannst, mach mal eine kleine Meßreihe der Ströme von Last, Elkos und Generatorphasen.

MfG. Andreas

[Bernd]

Es ist schon erstaunlich das uns die Idee eines Drehstromverdopplers ziemlich viel Arbeit macht .
Ich muss auch zugeben das ich dieser Tage manchmal fast Augenkrebs kriegte auf der Suche nach den vielen
möglichen Stromwegen den die Wechselströme der drei Phasen wohl nehmen könnten.

Klaus deine Variante zeigt nach meiner Einschätzung folgende Schwäche.
Nur die Wechselspannungpannung zwischen Phase 1 und 2 sowie 1 und 3 (von oben nach unten gezählt) führt
zu einer korrekten Aufladung beider Kondensatoren. Beide Kondensatoren werden dabei mit voller Spannung
aufgeladen. Da diese Kondensatoren in Reihe zum Ausgang liegen, erhält man doppelte Spannung.

Bei Phase 2 und 3 besteht kein direkter Weg zu Mittelanzapfung zwischen den Kondensatoren, das geht
ja auch nicht sonst würde man einen Kurzschluss bauen.
Das hat aber zur Folge das die gleichgerichtete Spannug zwischen Phase 2 und 3 die Kondesatoren in
Reihenschaltung auflädt, das heisst jeder der beiden Kondensatoren erhält nur die halbe gleichgerichtete Spannung.

Die Schaltung arbeitet also zwischen den Phasen 1 und 2 , sowie 1 und 3 korrekt.
Bei den Spannungen zwischen 2 und 3 arbeitet sie nicht wie gewünscht.

Grüsse

Bernd

[jb79]

Simulation kommt natürlich prompt, wie immer 50Hz 10v Spitzenspannung, 0,1Ohm Windungswiderstand, 1N4002 Dioden, 1mF Kondensatoren und 10 Ohm Last:

Tja, leider gibts das gleiche Problem wie bei der Schaltung von Alexander, es treten also hohe Ströme in den Zuleitungen bzw. den Kondensatoren auf, nur daß das in deinem Fall auf nur eine Phase beschränkt wird.
In der Simulation:
grün=Ausgangsspannung deiner Schaltung
rot=Ausgangsspannung einer B6 Schaltung
die drei gleichmäßigen Hügel bis ca. 2,5A sind die Ladepulse in Zuleitung der B6 Schaltung, die etwas kleineren bzw. die ganz großen (in der Legende die letzten 3) sind die Ströme in der Zuleitung deiner Schaltung.

[andreas]

Hallo Jürgen,

hier zeigt der Simulator erheblich höhere Ausgangsspannungen ohne Last, fahre das doch bitte auch mal ohne Last durch. Bei 10 Ohm Last muß es schlecht aussehen, fange mal mit deutlich mehr Ohm an.

MfG. Andreas

[Bernd]

Hier mal das was ich meinte im Bild.
Die Spannungen zwischen Phase 2 und 3 laden die Elkos in Reihe auf.
Da die Spannungen in den Elkos durch die Aufladung der anderen Phasen aber schon auf einem höheren Niveau liegen,
sind die Spannungen zwischen Phase 2 und 3 fast nutzlos.

[jb79]

Da hast du Recht Andreas, bei 10k Last steigt die Spannung enorm, fast 32V!
Aber auch bei 100 Ohm liegt man nur knapp unter 30V, allerdings gibts dann schon wieder enorme Stromspitzen bis zu 4A.
Oben: 10k Ohm Last
Unten: 100 Ohm Last.
In de Legende: erst die zwei Ausgangsspannungen, dann die 3 Eingangsströme der Verdopplerschaltung, dann die 3 Eingangsströme der B6 Schaltung

[Bernd]

Ich steige durch die Bezeichnungen nicht ganz hindurch.
Was ist " I Rv1 " und so weiter ?
Wofür steht da rv ? Ist das der Strom in dem jeweiligen Phasenanschluss ?
Beziehungsweise entsteht ja nur ein grosser Strombuckel, zwischen welchen Phasenanschlüssen
wird da der Stromfluss generiert ?

Grüsse

Bernd

[cordopc]

Hallo,
ist ja interessant was da alles für Ergebnisse zum Vorschein kommen. Ich habe mir die praktische Seite mal näher angesehen und bei konstanter Drehzahl meines Generators, unterschiedlichen Belastungen ....aber immer mit 2x1000uF gemessen. Aber zunächst mal die Daten im Leerlauf (Leer)...mit und ohne Dopplerschaltung (D):
U(Leer)= 12,4V
U(D)= 25,3V
Meßdaten bei verschiedenen Belastungen ...ohne Dopplerschaltung:
Ohm 16 25 100
U 11,0 11,5 11,8
I 0,6 0,35 0,12
W 6,6 4,0 1,4

Meßdaten bei verschiedenen Belastungen ...mit Dopplerschaltung:
Ohm 16 25 100
V 15,4 18 21,5
I 0,85 0,55 0,22
W 13,9 9,9 4,7

Was mir beim Betrachten der Daten sofort auffällt, ist die erheblich höhere Leistungsausbeute bei Verwendung der Dopplerschaltung. Ich kann daraus nur schließen, dass das Auswirkungen der besseren Anpassung an den Ri des Generators sind.
Vielleicht hat aber auch noch jemand andere, bessere Erklärungen.

Grüße
Klaus

[Bernd]

Primär geht es ja um folgendes, nämlich einen Stromfluss zu erreichen wo sonst noch keiner wäre weil
die Spannung sonst noch zu gering für einen Ladebeginn wäre. Sekundär passiert dann das was du
feststellen konntest, eine sztärkere Belastung des Windrades bei gleicher Drehzahl.

Ich finde es erstaunlich das das bei Dir schon mit nur 1000uF so gut funktioniert.

Grüsse

Bernd