Spannungsverdopplung am Drehstromgenerator

[andreas]

Hallo Klaus,

Danke für die Messungen! Ich habe mal ein wenig mit Deinen Werten gerechnet. Demnach hat Dein 16-Ohm-Widerstand gut 18 Ohm, Dein 25-Ohm-Widerstand sogar fast 33 Ohm. Die 13,9 Watt sind übrigens nur 13,09 Watt, aber egal. Wenn man nun die Innenwiderstände errechnet und mal in Beziehung zu den Lasten setzt, so ist der schlechte Wirkungsgrad der Verdopplung erkennbar - wenn man mit gleichen Lasten arbeitet. Speziell im Fall des hohen Stromes am Verdoppler geht nach Deinen Messungen schon etwa ein Drittel der Leistung in Generator und Gleichrichtung verloren! Die Leistung wird wohl im Generator und den Elkos verheizt werden, man müßte nach einiger Zeit eine gewisse Erwärmung feststellen können.

MfG. Andreas

[cordopc]

hallo,
@andreas
man sollte vielleicht doch den Taschenrechner benutzen...*gg

Ich habe die Meßreihe mal auf größere Kondensatoren erweitert....auf 4700uF.
Dabei kommt folgendes raus:
Ohm 16 25 100
U 18 20,4 22,6
I 1,0 0,6 0,22
W 18 12,2 4,9

Gruß
Klaus

[andreas]

Hallo Klaus,

das war an Werten zu erwarten. Entscheidend dürfte auch die Frequenz sein, die der Generator abgibt, die wirkt sich ja direkt auf den Kondensatorstrom aus. Bei nur wenigen Hertz passiert da noch nicht viel, aber bei höheren Frequenzen, die ja bei solchen Vielpolgeneratoren schnell erreicht sind, könnte es schon mal die Elkos zerlegen.

MfG. Andreas

[Bernd]

Man kann auch mehrere Elkos parallel schalten. Neben dem Effekt das sich die Kapazitäten ergänzen,
teilen sich auch noch die Ströme auf und deren Verluste sinken.

Nach meiner Einschätzung sollte die Schaltung von Klaus im Leerlauf keine Stromaufnahme haben, also
keine Verlustströme erzeugen. Das ist auch sehr wichtig wenn die Elkos nicht sterben sollen.

Im Betrieb werden derzeit aber "nur" 2 Phasen verdoppelt (immerhin), denn die Spannung zwischen den
Phasenanschlüssen 2 und 3 wird nicht mitverdoppelt.
Seht ihr das auch so ?

Dann wäre diese Schaltung schon ziemlich nahe dem Ideal, allerdings mit 33% unverdoppelter Spannung.
Das wir die letzten Prozente auch noch flott machen können bezweifle ich mittlerweile.
Aber auch so finde ich das erreichte schon recht gut, wenngleich es eine unsymetrische Belastung des
Generators zur Folge hätte.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Achso, die Nabenmotoren dürften pro Umdrehung, je nach Baumuster, so ca. 14 Hz erzeugen.
Da die Motoren so ausgelegt sind das sie ihre Nennleistung bei ca. 180 U/min (als Motor) erbringen,
dürfte die Frequenz als Generator unter Vollast bei ca.50 Hz liegen, vielleicht auch etwas darüber.

Grüsse

Bernd

[andreas]

Hallo Bernd,

auch Klaus' Schaltung hat eine Ruhestromaufnahme. D.h. auch, wenn keine Leistung aus dem Verdoppler entnommen wird, fließt dort laut Simulator einiges an Wechselstrom zwischen Generator und Verdoppler. Wie viel das praktisch ist, würde ich mal dem Klaus überlassen - offenbar hat er gerade alles zur Hand für solche Tests.

MfG. Andreas

[jb79]

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

Ach so, das Bild erklärt es recht schön:
Rv1-Rv2 sind die Vorwiederstände (0,1Ohm) der zu messenden Verdopplerschaltung, die ebenso wie die B6 Gleichrichterbrücke (zum Vergleich) aus einer idealen Spannungsquelle (V1-V3: 10V Spitzenspannung, 50Hz) gespeist wird. I(Rv1) ist dann der entsprechende Strom der 1. Phase.
V(x,y) bedeutet die Spannung zwischen zwei Punkten, wobei die Simulation für die Benennung das nähestgelegene Bauteil hernimmt.
Sollte vielleicht in Zukunft immer die zugehörige Schaltung dazuposten.

[andreas]

Hallo Jürgen,

die (aktuelle) Schaltung dem Diagramm beizupacken oder vorab mal zu posten, ist eine sehr gute Idee. So wird auch für Simulations-Ungewohnte nachvollziehbar, was dort dargestellt ist. Denn so richtig logisch sind Deine kurzen Bezeichnungen auch nicht immer - Rv steht normalerweise für Vorwiderstand, wobei Du hier aber den Innenwiderstand des Generators als Quelle meinst - dort wäre eher Ri oder Rg oder Rq angebracht.

MfG. Andreas

[finn]

was fürn programm ist das eigentlich, womit ihr diese schönen kurven simuliert?

[jb79]

Pspice Student => Download ganz unten auf der Seite.
Ist auch praktisch, um schnell mal ne Schaltung zu zeichnen und davon nen Screenshot online zu stellen.

Analysen wie ich sie mache sind im Prinzip einfach, nur sollte man einige Dinge bedenken:
1.) Die Software reagiert schlecht auf Kurzschlüsse und offene Kreise, man sollte also auch offene Pins bzw. Bauteile bei denen ein Pin in der Luft hängt z.B. mit einem hochohmigen Widerstand nach Masse legen. Ein Massepotential muß immer vorhanden sein, sonst geht die Simulation nicht.
2.) Jeder Bauteilname darf nur einmal vorkommen.
3.) Viele Schaltungen brauchen eine Einschwingphase, wenn man also nicht unbedingt die Reaktion während des Einschaltvorganges sehen will, so sollte man die Simulation so einstellen, daß erst die Zeit eine Weile nach der Initialisierung angezeigt wird. Auch wichtig hier: Die Bauteile sind auch wenn sie viele Parameter haben gleich. 2 Transistoren sind somit exakt gleich. Das führt dazu, daß z.B. ein AMV der genau symetrisch aufgebaut ist nicht anschwingen würde. Man muß also z.B. eine kleine Unsymetrie einbauen und sei es nur ein um 0,1Ohm abweichender Widerstand.
4.) Wechselstromquellen und Impulsquellen haben viele Parameter, die zumal sogar mich verwirren. Mit ein bißchen Rumprobieren kriegt man aber schnell raus, welche Parameter wichtig für einen sind.

Wenn jemand Fragen dazu hat bzw. mit der Software bei einem Problem ansteht kann ich evtl. weiterhelfen, wir haben damals in der Schule schon damit gearbeitet.