LiMa Prüfstand [nun fertig]

AW: LiMa Prüfstand

Wie würdet ihr denn die Belastbarkeit der LiMa "normalerweise" messen?

Interessant ist doch, wie sich die Spannung verhält, wenn man die LiMa langsam höher belastet (wie es ja auch im Betrieb vorkommt, Licht einschalten, Bremslicht, Heizgriffe usw.). Also: Drehzahl vorgeben (z.B. 3000 1/min), Belastung langsam steigern, Strom im Auge behalten und Spannung messen. Die sollte (dank Regler) wie festgenagelt auf z.B. 13.8V stehen und dann irgendwannmal (bei 20A oder mehr) in den Keller gehen, weil die LiMa halt nicht mehr als 20A kann. Da will man dann keine Batterie drinhaben, das wäre die zweite Spannungsquelle im System. Einen fetten Elko zum Glätten könnte man sich überlegen, da gibt es genügend Gigant-Teile für 12V (aus dem Lager der UMMZ-UMMZ-UMMZ Fraktion).

Genau das macht man mit der Einstellung CC der elektronischen Last. Da gibt man vor, welchen Strom die Last "zieht", unabhängig von der Speisespannung.

"Ich will 1 A haben", Spannung messen.
"Ich will 2 A haben", Spannung messen.
[...]

Auf die Weise kriegt man die Stützpunkte einer Belastungskurve (Spannung vs. Belastungsstrom) bei einer bestimmten Drehzahl. Nix anderes will man haben... für alle möglichen Drehzahlen durchspielen, fertig. Das gibt dann Stützpunkte für eine Fläche, das Kennfeld "LiMaspannung bei verschiedenen Drehzahlen und Belastungen"). Da sieht man dann sofort das Regelverhalten des Reglers, bei welcher Drehzahl die LiMa welchen Strom liefern kann usw.

Martin
Hallo Martin,

die Lima verhält sich als Stromquelle und die Batterie ist die Spannungsquelle. D.h. Limaspannung bei versch, Drehzahlen macht ertsmal keinen Sinn. Der Regler schaltet immer nur ab, wenn die LAdeschlusspannung erreicht ist.
VG Michael
 
AW: LiMa Prüfstand

Hallo Martin,

die Lima verhält sich als Stromquelle und die Batterie ist die Spannungsquelle. D.h. Limaspannung bei versch, Drehzahlen macht ertsmal keinen Sinn. Der Regler schaltet immer nur ab, wenn die LAdeschlusspannung erreicht ist.
VG Michael

... und genau das wollen wir in echt sehen A%!

Gruß Holger
 
AW: LiMa Prüfstand

... und genau das wollen wir in echt sehen A%!

Gruß Holger

Yep. Sehe schon, Praktiker am Werk.

Es ist sicher nicht verkehrt, bei der Einstellung CC einen kleinen Shunt in Reihe zu legen (ändert an der Belastung nix, man muss halt davor die Prüfspannung messen), da kann man nämlich schön ein Scope über den Shunt hängen und zusehen, wie die elektronische Last so vor sich hinregelt.

Martin
 
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AW: LiMa Prüfstand

Interessant. Was genau geht denn nicht, kommt die Last nicht mit der pulsierenden Gleichspannung ohne Filterung klar?

Ich denke schon, daß ein fetter Filterkondensator sinnvoll wäre. Bei der KFZ-Rabbatzfraktion gibt es 20V Elkos bis 5F (!). Sehr beachtliche Teile, besser nicht (vollgeladen) kurzschliessen (obwohl, an Sylvester... mal die Strombelastbarkeit eines Power-Mosfet ausreizen, was sind schon 1000J unter Freunden :D)

Martin
 
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AW: LiMa Prüfstand

nein, es macht keinen Sinn Stromquelle und CC=Stromquelle zusammenzuschalten
Lima=Stromquelle und CV=Spannungsquelle geht.
 
AW: LiMa Prüfstand

Jetzt zweifle ich an mir, bitte auf Denkfehler hinweisen.

Die Last ist doch keine Strom- oder Spannungsquelle, die simuliert einen Widerstand. Du hängst einen variablen Widerstand (die elektronische Last) an eine (näherungsweise) Spannungsquelle (LiMa & Regler), und da fliesst ein Strom I=U/R.

Im Modus CC der Last gibst Du den Strom vor, und das Teil variiert den Lastwiderstand R, bis der voreingestellte Wert I rauskommt, egal was die Quelle macht. Kann halt sein, daß dabei die Quelle (weil sie eben keine Ideale Spannungsquelle ist) dabei in die Knie geht, und genau dieses Verhalten will man ja messtechnisch erfassen (den Spannungsgang bei konstanter Drehzahl und variabler Strombelastung)

Die anderen Modi der Last sind hier uninteressant, die kann auch den Widerstand schlicht konstant halten (CR), die Spannung konstant halten (Strom ziehen bis die Quelle nachgibt, CU) oder die abgenommene Last konstant halten (CW)).

Denke ich da falsch?

Martin
 
AW: LiMa Prüfstand

Also die Lima ist ein Syncrongenerator. Hier das einphasige ESB. Wenn der Betrag des Augenblickswertes der Spannung UP größer ist als die BAtteriespannung, dann leiten die Dioden und die Batterie ist mit den beiden Polen US verbunden. Jetzt gibt es eine Spannungsdifferenz an Xd. Xd integriert diese Spannungszeitfläche und dann fließt Strom.

Die Induktivität und deren Spannungszeitfläche ist im wesentlichen für den Strom verantwortlich.

Eine Last verhält sich passiv, außer es ist eine bidirektionale und teure.
Die Last kann konstanten Strom "ziehen" bei CC, aber dann funktioniert das ganze Gebilde hier nicht. Bei CV verhält sich die Last wie eine Spannungsquelle, die zugegeben "passiv" ist, es kann nix rauskommen.

Hier ist es wirklich so, das die Quelle, also UP nachgibt, aber das liegt an Xd.
330px-Vereinfachtes_Ersatzschaltbild_Synchronmaschine_am_Netz.svg.png

VG Michael
 
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Wo ist der Regler in Deinem Ersatzmodell? Der macht aus dem Drehstromgenerator (den Du völlig richtig beschrieben hast) eine (nicht ideale) Spannungsquelle....

Als erstes Begriffe klären. Vorgegeben sei ein Diagramm mit Spannung (x-Achse, waagerecht) und Strom (y-Achse, senkrecht). Dann gilt:


  • eine Stromquelle hat eine waagerechte Kennlinie. Der Strom bleibt konstant, egal bei welche Spannung anliegt.
  • eine Spannungsquelle hat eine senkrechte Kennlinie. Sie hat eine Spannung, unabhängig vom Strom.

Wichtig: damit ist nicht gesagt, ob das Bauteil Leistung abgibt oder annimmt!

Praktisch ausgeführte Bauelemente sind nur in bestimmten Bereichen (angenäherte) Strom- oder Spannungsquellen. Eine gängige Silizium-Diode ist im Durchlassbereich (rechter oberer Quadrant, nur positive Spannungen und Ströme) oberhalb ca. 0.7V eine Spannungsquelle. Man kann eine solche Diode mit der Kathode auf Masse legen und eine sich erhöhende Spannung anlegen. Ab ca. 0.7V wird sich der Strom erhöhen, ohne daß die Spannung weiter ansteigt (bis die Diode den Hitzetod stirbt...). Eine solche Kennlinie (senkrecht) ist die einer Spannungsquelle.

Die LiMa und die elektronische Last (oder eine Glühbirne) sind keine idealen Strom- oder Spannungsquellen. Sie arbeiten nur in bestimmten Bereichen (die Glühbirne kann nur Leistung verbrauchen, aber keine liefern) und die LiMa soll Leistung liefern und nicht verbrauchen. Ausserdem kann eine (2V-) LiMa z.B. 20A, nicht aber 300A liefern.

Zurück zur LiMa. Eine real ausgeführte LiMa (incl. Regler!!!) ist (bei hinreichender Drehzahl, z.B. 3000 1/min) eine Spannungsquelle. Sie hat unbelastet z.B. 13.8V, bei 10A immer noch 13.8V, bei 20A auch noch und bei 22A eher nicht mehr, weil sie soviel nicht kann. Die 13.8V kommen vom Regler, es können je nach Regler auch 13.6V oder 14.2V sein. Das ist das Verhalten einer (nicht idealen) Spannungsquelle. Ob das jetzt nach Belastung bisschen hin und her geht oder wie sich das Teil bei schlagartiger Belastungserhöhung (oder -abwurf) verhält, sei mal dahingestellt... das ist eben der Unterschied zwischen einer realen und einer idealen Spannungsquelle.

Die (elektronische) Last ist eine Stromquelle im obigen Sinn, die halt nur Leistung verbrauchen, aber nicht liefern kann. Man stellt z.B. 5A ein, und das Ding zieht 5A, ob man 2 oder 20V anlegt. Strom- und Spannungsquellen ergänzen sich problemlos. Die Spannungsquelle sagt "ich liefere 13.5V" und die Stromquelle "ich will 2A". Also erzeugt die LiMa 27W (13.5V * 2A) und der Verbraucher verbraucht die.

Was nicht geht, ist die Zusammenschaltung zweier Strom- oder zweier Spannungsquellen. Da setzt sich eine der beiden durch und die andere geht (im realen Leben) kaputt. Daher darf man eine LED (eine Spannungsquelle, genau wie eine normale Diode) nicht einfach so an eine andere Spannungsquelle (Batterie, Netzteil) anschliessen, sondern muss an Anpassnetzwerk (z.B. Vorwiderstand) verwenden oder sie an eine Stromquelle, z.B. 350mA LED-Netzgerät anschliessen. Ebenso darf man Spannungsquellen gerne in Reihe schalten (zwei Batterien...), nicht aber ohne weiteres parallel (sonst streiten die sich, wer seinen Spannungspegel hält). LEDs sind Spannungsquellen, auch die darf man gerne in Reihe schalten und der gleiche Strom fliesst durch alle, bei Parallelschaltung zieht eine mehr Strom als die andere und die Helligkeit ist im günstigen Fall ungleich, im ungünstigen Fall begeht die mit mehr Strom Selbstmord, weil sich die Leistung ungleich verteilt und zu viel wird.

Diese ganze CC, CP, CV usw.-Charakteristiken beschreiben nur das Verhalten der Last bei wechselnden Eingangsspannungen. Mal ist trotz unterschiedlicher Eingangsspannung der Strom konstant (CC), mal die Leistung (CP). Bei CR ist die Kennlinie der Last die eines Widerstands, der Strom ist proportional zur Spannung. Egal welche Charakteristik, die Last ist immer eine Stromquelle und im eingeschwungenen Zustand kann man die Charakteristik nicht unterscheiden.

Bei CV wird die Last selber zur Spannungsquelle (Constant Voltage...) und versucht dem Partner eine Spannung einzuprägen. Bei einer Stromquelle (LED-Netzteil) auf der anderen Seite schafft sie das, dann fliesst der Strom, den die Stromquelle will bei der Spannung, die die Spannungsquelle will.

Langer Rede kurzer Sinn: die Charakteristik der Last (ausser natürlich bei CV, wenn das Ding von der Strom- zur Spannungsquelle wird) ist egal. Die wirkt sich nur um nicht eingeschwungenen Fall aus.

Martin
 
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AW: LiMa Prüfstand

Mein akademischer Berater weist mich darauf hin, daß die Last natürlich nur in Stellung "CC" eine Stromquelle wäre. In CR ist die U/I Kennlinie eine (geneigte) Gerade und in CP eine Hyperbel.

Das stimmt natürlich. Allerdings wirkt sich das nur aus, wenn sich U oder I ändert, dann ist die Reaktion unterschiedlich. Was ich als "eingeschwungenen Zustand" bezeichne, ist das Verhalten bei konstantem U und sich daraus einstellendem I. Das bezeichnet genau einen Punkt im Kennfeld. Bei konstantem U kann man die Einstellungen der Last nicht unterscheiden.

Natürlich darf man den Generator nie ohne Last betreiben, das ist ja der Fall, in dem die Gleichrichterdioden wegen Überspannung hopps gehen. Das ist eben ein nicht abgedeckter Randfall der unperfekten Spannungsquelle. Gleiches gilt für den Start, ohne Strom durch die Ladekontrollbirne und die Erregerwicklung (der aus einer Batterie oder anderen Spannungsquelle kommen muss) kein arbeitender Generator.

Martin
 
AW: LiMa Prüfstand

Moin Martin,
der letzte Satz: "Natürlich darf man den Generator nie ohne Last betreiben, das ist ja der Fall, in dem die Gleichrichterdioden wegen Überspannung hopps gehen."

Das sagt doch aus das die Lima wie eine Stromquelle mit begrenzter Ausgangsspannung verhält.

Ich kann alles an die Lima anschließen, was ich will. Aber was wollen wir/Hans mit dem Prüfstand ? Macht es Sinn das der Regler immer abschaltet während der Messung? Dann stelle ich die LAst so ein, das der Regler nicht abschaltet und das ist bei einer Spannung < 14,4V.
Also CV.

IMG_1007.jpg

In dem Bild siehst Du in der oberen Kurve die Wechselspannung an der Lima, wenn das Ding läuft. Man sieht an dem -nichtsinusförmigen- Kurvenverlauf die "clampung" also die Abflachung gegen die BAtteriespannung.

Da wo die blaue Kurve rauf, bzw. runter geht erkennt man die Kommutierung, also die auf- bzw. Abmagnetisierung der einzelnen Stranginduktivitäten.



Das grüne ist der Strom, der gerade im Mittel bei ca 3-4 A ist. Ohne eine Konstante Spannung funktioniert das ganze System nicht.

Also CR und CP wird nicht gehen und CC sicher nicht. Wobei ich CP noch nicht probiert hab.

Wenn dann alles Richtig ist, dann soll eine solche kurve rauskommen:

kurven.jpg
Auf der X-Achse sind RPM und auf der Y Achse Mittelwert des Ausgangsstromes bei konstanter Ausgangsspannung (daher CV) von 13,5V

VG Michael

PS: Die Dioden bleiben ganz, mir ist das logischerweise mal passiert, das das Kabel mit der Last abgegangen ist:
IMG_0993.jpg
 
AW: LiMa Prüfstand

Ich bin noch am Leben.

Erst mal vielen Dank für die rege Diskussion.

Stand der Dinge ist, dass der Motor und FU angekommen sind und am Wochenende in Betrieb genommen wurden. War sehr spannend, war es doch mein erste Drehstrommotor und erster Frequenzumrichter, den ich in den Händen hatte und verkabelt bzw. konfiguriert habe. Hat aber soweit alles mal gut funktioniert, der Motor dreht, vorläufig mit der ausgelegten Nenndrehzahl.


[....]
Ich kann alles an die Lima anschließen, was ich will. Aber was wollen wir/Hans mit dem Prüfstand ? Macht es Sinn das der Regler immer abschaltet während der Messung? Dann stelle ich die LAst so ein, das der Regler nicht abschaltet und das ist bei einer Spannung < 14,4V.
Also CV.
[...]


Das war eines meiner zentralen Frage, wenn man sich die Kennzahlen auf den LiMas ansieht, die als Bezugsspannung 14 Volt angeben. Das ist mit dem "normalen" Regler nicht möglich, ohne macht keinen Sinn, falsch eingestellt ebenso nicht. Deshalb meine Verständnisfrage nach CV - passt.

Hans
 
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Es geht in kleinen Schritten weiter.

Nachdem im Dezember der Drehstrommotor

Drehstrommotor_2019-12-13_01.jpg

und Frequenzumrichter eintrafen

FreqUmformer_2019-12-13_04.jpg

kamen heute die nächste Elektrokleinteile: Anschlußterminals, 4mm-Stecker zum anklemmen von Kabeln und natürlich eine Ladekontrollleuchte (in der muss aber noch eine Leuchte mit mehr Watt rein). Der Messshunt liegt schon seit dem Frühjahr hier. Man fängt ja früh an, zu sammeln ...

E-Teile_2020-01-09_02.jpg

Hans
 
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Kleines Update:
Die mechanischen Arbeiten für Aufhängung/Adapter sind abgeschlossen. Werde diese Woche das Teil abholen und vor Ort mal einen Probelauf machen. Wir sind sehr gespannt.

Hans
 
AW: LiMa Prüfstand

So, liebe Leute, es geht in die nächste Runde.

Gestern Abend in die Nachbarschaft gefahren und „mein Teil“ abgeholt. Ich muss zugeben, dass ich aufgeregt wie ein kleines Kind war. So viele technische „haben-will“ Träume hat man nicht mehr. Hatte schon ein Foto vorab von einem Zwischenstand erhalten, aber in Natur glänzt die Apparatur ungemein. Der erste Eindruck ist gewaltig, das Gewicht inkl. Drehstrommotor beläuft sich auf 18,6 kg.

OK, ich versuche wieder sachlich zu werden.

Gestern vor Ort zuerst mal den Rundlauf der Welle und danach den Rundlauf des Rotors vermessen. Der Drehstrommotor hat von sich aus schon ein minimales Spiel. Gut, es sollte ja ein bezahlbarer Motor werden. Die Spec von BMW bezüglich max. Ausschlag der Welle am Zapfen (max. 0,02 mm) und am Rotor (max. 0,06 mm) werden eingehalten bzw. deutlich unterschritten, die u-Anzeige des Fühlhebelmessgerätes ist doch sehr empfindlich. Mit meinen Klavierfingern merke ich nichts. Es sollte auch nicht vergessen werden, dass der Drehstrommotor von sich aus keine einseitigen Kräfte auf die Welle wie beim Boxer ausübt.

Noch den FU angeschlossen und das erste Mal den Motor hochdrehen lassen (war bis dato nur von Hand möglich). Das Teil mit einem Rotor in Aktion zu sehen, macht schon Spass. Alles wieder abgebaut und ab nach Hause. Meine Frau war auch sichtlich erstaunt und positiv überrascht.

Heute dann mal etwas Platz geschaffen und einen Rotor und Stator (zerlegt) angeschlossen. Danach mal den ersten schnellen Hochlauf probiert. Alles Bestens bis jetzt. D.h. ab sofort wird die Messtechnik angeschlossen, verprobt und ein Feintunig vollzogen. Ich hoffe, keine gravierenden Fehler gemacht zu haben.


Ein paar Bilder:


Planung

Generator-Pruefstand_2019-12-27_01.jpg

Prüfstand "Elektro-Mechanik"

Generator-Pruefstand_2020-03-03_01.jpg

Rotor-Montage

Generator-Pruefstand_2020-03-03_02.jpg

Stator

Generator-Pruefstand_2020-03-03_03.jpg

Statorgehäuse

Generator-Pruefstand_2020-03-03_04.jpg

Probelauf

Generator-Pruefstand_2020-03-03_06.jpg



Einen besonderen Dank an Holger (Rote Emma) für die Unterstützung der mechanischen Herstellung.


Demnächst mehr


Hans
 
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AW: LiMa Prüfstand

So, liebe Leute, es geht in die nächste Runde.

Einen besonderen Dank an Holger (Rote Emma) für die Unterstützung der mechanischen Anschaltung.

Hans

Hans,

da spricht der Elektiker :entsetzten:, Anbindung, Ausführung, Herstellung usw. alles i.O. aber Anschaltung - mechanisch - oh no :oberl:

Trotzdem - viel Spass und klär uns auf mit gemessenen elektrischen Werten und deren zeitlichen Verläufen in Abhängikeit div. Parameter ;)

Gruß Holger
 
AW: LiMa Prüfstand

Hans,

da spricht der Elektiker :entsetzten:, Anbindung, Ausführung, Herstellung usw. alles i.O. aber Anschaltung - mechanisch - oh no :oberl:

Trotzdem - viel Spass und klär uns auf mit gemessenen elektrischen Werten und deren zeitlichen Verläufen in Abhängikeit div. Parameter ;)

Gruß Holger

Hab es schon geändert. Nun kommt ja noch die "Kabelage" ...

Hans
 
AW: LiMa Prüfstand

Hallo Hans,
ein toller, sauberer Aufbau so weit! )(-:

Was mich verblüfft, ist daß die senkrechte Halteplatte nicht noch ein (deutlich schlankeres) Stück höher gezogen ist, um einen Montageplatz für die Diodenplatte und den Regler zu schaffen.

Offensichtlich planst Du das anders - darf ich fragen, wie?

Beste Grüße,
Florian
 
AW: LiMa Prüfstand

Hallo Hans,
ein toller, sauberer Aufbau so weit! )(-:

Was mich verblüfft, ist daß die senkrechte Halteplatte nicht noch ein (deutlich schlankeres) Stück höher gezogen ist, um einen Montageplatz für die Diodenplatte und den Regler zu schaffen.

Offensichtlich planst Du das anders - darf ich fragen, wie?

Beste Grüße,
Florian

Wo ich genau Didodenplatte und Regler unterbringe, wird sich im Testaufbau weisen. Es muss ja auch noch Frequenzumrichter, LKL, externe Messpunkte und ein optionaler Batterieanschluss verbaut werden. Der wilde (und farblich völlig unpassende) Kabelanschluss Motor zu FU ist dann auch noch vernünftig zu verlegen. D.h. noch alles offen.

Hans
 
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AW: LiMa Prüfstand

Hallo,

so als elektrisch Unbedarfter würde mich mal interessieren was alles damit gemessen werden kann. Kann man mit der Vorrichtung auch den Wirkungsgrad der Lima messen? Die Leistungsabgabe die LIMA das ist klar, nur wie viel ich vom Motor her investiert werden muß finde ich auch von Interesse.

Gruß
Walter
 
AW: LiMa Prüfstand

Sehr schön, Hans!

Drei Fragen dazu habe ich: Im welchem Drehzahlbereich lässt sich Dein Motor fahren, wer hat den Adapter Motorwelle -> Limakonus hergestellt, und ist da noch ein Stützlager?

Beste Grüße, Uwe
 
AW: LiMa Prüfstand

Hallo Hans,

das sieht extrem gut aus. Bin gespannt auf die nächsten Schritte.

Viele Grüße

Stefan

PS: :sabber:
 
AW: LiMa Prüfstand

Hallo,

so als elektrisch Unbedarfter würde mich mal interessieren was alles damit gemessen werden kann. Kann man mit der Vorrichtung auch den Wirkungsgrad der Lima messen? Die Leistungsabgabe die LIMA das ist klar, nur wie viel ich vom Motor her investiert werden muß finde ich auch von Interesse.

Gruß
Walter

Hallo Walter,
wie sagt man so schön: Das ist mal die Basis, optional kann da ganz viel mit gemacht werden.

Was damit gemacht werden soll, siehe Eingangspost

Was soll der Prüfstand können?



  • Leistungskurven alle bei den 2-Ventilern verbauter Statoren von Bosch ermitteln
  • Leistungskurven der Standardregler und Behördenregler ermitteln
  • Nachstellen von Problemen, Ermittlung von Fehlern
  • Entwicklung eines Standardverfahrens zum vergleichen unterschiedlicher Generator-, Gleichrichter- und Reglersysteme
  • Transportabel

"Mehr" derzeit noch nicht. Zum Thema Wirkungsgrad: Habe ich mir auch schon mal angesehen. Muss mal schauen, ob der Frequenzumrichter diesbezüglich Ausgaben (Stromaufnahme) macht. Einen Drehmoment-Abnehmer dazwischen zu hängen, ist mit der Anordnung meiner Meinung nach nicht zu machen. Im einfachsten Fall klemme ich eine Stromzähler zwischen Steckdose und FU ....

Wer gute Ideen hat, darf sich gerne melden. Ist dann aber was für später, auf mich warten erst mal fundamentale Herausforderungen.

Hans
 
AW: LiMa Prüfstand

Sehr schön, Hans!

Drei Fragen dazu habe ich: Im welchem Drehzahlbereich lässt sich Dein Motor fahren, wer hat den Adapter Motorwelle -> Limakonus hergestellt, und ist da noch ein Stützlager?

Beste Grüße, Uwe


  1. 50 Hz bei 2860 1/min, d.h. rein rechnerisch zwischen 457 1/min und 5.720 1/min (doppelte Nenndrehzahl). Vor habe ich den Bereich von 800 bis 3.800 1/min zu nutzen, d.h. der Bereich, der bei der BMW relevant ist
  2. Geh mal meine Beiträge durch, ist irgendwo versteckt enthalten
  3. Nein

Hans
 
AW: LiMa Prüfstand

Zum Thema Wirkungsgrad: Habe ich mir auch schon mal angesehen. Muss mal schauen, ob der Frequenzumrichter diesbezüglich Ausgaben (Stromaufnahme) macht. Einen Drehmoment-Abnehmer dazwischen zu hängen, ist mit der Anordnung meiner Meinung nach nicht zu machen. Im einfachsten Fall klemme ich eine Stromzähler zwischen Steckdose und FU ....

Wer gute Ideen hat, darf sich gerne melden. Ist dann aber was für später, auf mich warten erst mal fundamentale Herausforderungen.

Hans

Hallo Hans,

eine Strommessung würde den Wirkungsgrad des Frequenzumformers und des Motors mit beinhalten und messtechnisch auch nicht ganz trivial sein.
Wenn dynamische Aspekte keine Rolle spielen (was bei Deinem Prüfstand in erster Näherung der Fall ist), könnte man die Drehmomentabgabe des Motors mit einem Hebel und einer Kraftmesseinrichtung ermitteln. Der Motor müsste sich dann in der Aufhängung frei drehen können und sich nur über besagten Hebel abstützen..

Gruß

Walter
 
AW: LiMa Prüfstand

Hallo Hans,

eine Strommessung würde den Wirkungsgrad des Frequenzumformers und des Motors mit beinhalten und messtechnisch auch nicht ganz trivial sein.
Wenn dynamische Aspekte keine Rolle spielen (was bei Deinem Prüfstand in erster Näherung der Fall ist), könnte man die Drehmomentabgabe des Motors mit einem Hebel und einer Kraftmesseinrichtung ermitteln. Der Motor müsste sich dann in der Aufhängung frei drehen können und sich nur über besagten Hebel abstützen..

Gruß

Walter

Hi,
diese Drehmonent-Abstützung ist das, was nicht vorgesehen ist (was ich oben schon angedeutet und "befürchtet" hatte). Wenn man die Maschinerie ohne Lima im Leerlauf und dann mit LiMa und den jeweiligen Belastungen messen würden, könnte an Hand des Strom-Mehrbedarfs einen Richtwert erhalten. Das das dann nicht mehr als ein Daumenwert ist, sollte man natürlich nicht unterschlagen.

Hans
 
AW: LiMa Prüfstand

und dann hat’s Wumm gemacht …

Ist ja etwas ruhig hier geworden, jedoch stockte die Umsetzung etwas.

Aber der Reihe nach.
Nachdem der Test im Leerlauf wunderbar geklappt hat, sollte eigentlich in kleinen Schritten die Elektrik komplettiert werden. Als erstes ein Spannungsnetzteil an die Kohlen angeschlossen, um für die Erregung zu sorgen und die angelegte Spannung langsam höher drehen.

Generator-Pruefstand_2020-03-05_01.jpg

Man kann sehr schön hören, wenn die LiMa hochläuft, d.h. das Akustik verändert sich deutlich, sobald Spannung erzeugt wird. Unter 400 1/min (Wert geschätzt) passiert nichts, dann schlagartig die Geräuschveränderung.
Frohen Mutes ging es an die nächste Stufe. Regler und Diodenplatte wurden angeschlossen. Auf dem nächsten Bild kann man schön die wilde Verkabelung ansehen.

Generator-Pruefstand_2020-03-05_02.jpg

Sobald die LiMa hochfährt (noch ohne angeschlossene Verbraucher oder Akku), wurde die Ausgangsspannung gemessen. Die hörbare Veränderung der Akustik kann auf dem Multimeter sehr schön angesehen werden: Mit dem Wechsel steigt auch die Spannung deutlich an und zeigt gleich mal 17 Volt bei runden 1.100 1/min an. Leichtes Hochdrehen und die Spannung steigt auf runde 27 Volt. Irgendwie scheint der Regler nicht zu wollen.

Dann das neue Meßequipment angeschlossen und die LiMa langsam hochgefahren. Es sieht ganz gut aus, die Spannung wird bei knapp 12,5 Volt gehalten und der Strom geht bis auf 7 Ampere hoch. Eigentlich zu wenig, auch fällt die LiMa immer wieder ab und Strom bzw. Spannung brechen zusammen. Was sofort auffällt, ist, dass die LiMa sich nicht selber versorgen kann, d.h. sobald das externe Netzteil (mangels eines Akkus) an D+ deaktiviert wird, bricht die LiMa zusammen.

Nochmal und nochmal, immer wieder an verschiedenen Stellen gemessen, immer wieder das gleich Verhalten. Auch die Überprüfung der Verkabelung brachte keine Erkenntnisse. Auf einen Schlag keine Leistung mehr messbar, Akustik aber gewohnt belastet, jedoch alle Anzeigen auf „0“.

Bis es einen riesigen Knall gibt, alles schlagartig aus ist und aus dem neuerstandenen Meßequipment The Magic Smoke aus dem Gehäuse steigt – aus die Maus, nun hat es wohl das Leben ausgehaucht. Etwas fassungslos und völlig deprimiert alles Spannungfrei geschaltet und die Sicherung wieder eingeschaltet: Haus und Hof stehen noch, auch die Elektrik scheint keinen abbekommen zu haben.

Zurück am Messplatz die Gerätschaften elektrisch getrennt. Gleich aufgefallen, dass eine Dreifachsteckdose sehr warm geworden ist. Ist eine von den Baumarktteilen, die nicht mehr eingesetzt werden sollten. Also mein Fehler – nur warum ist die so heiß geworden? Dann gesehen, dass das Spannungskabel klebrig, noch heißer war und zusammengeschmolzen aussah.

Generator-Pruefstand_2020-03-05_04.jpg


Beim Meßequipment die Sicherung gezogen: OK. Leichte Hoffnung keimt wieder auf. Neues Netzkabel besorgt und an einer speziellen abgesicherten Steckdose das Teil in Betrieb genommen: Es blinkt, als ob nicht passiert ist. Uff….

Motor in Betrieb genommen, FU funktioniert, und wieder ohne Last hochgefahren. Alles OK. Spannungsversorgung an D+ angeschlossen, die LiMa zieht wieder hoch, Spannung liegt an. Meßequipment wieder angeschlossen – LiMa zieht hoch, aber Spannung bricht zusammen. Kurz laufen gelassen und mal die Hand am Spannungskabel gehalten: Es wird wieder warm. Ein eingeschleiftes Verbrauchsmessgerät auf der 230 Volt Seite zeigt keinen besonderen Stromanstieg. Abschalteten und alles auf „0“. Irgendwo muss es einen kapitalen Fehler geben. Die gesamte Verkabelung geprüft – nichts gefunden.

Fehleranalyse:
Irgendwie beschleicht es mich, als ob der Strom einen alternativen Weg gefunden hat. Mit dem Ohmmeter dann mal die Eingänge mit Phase, Null und Erde verbunden. Volltreffer, der Pluseingang des Messequipments hat Durchgang zur Erde. Damit konnte der Strom von der LiMa über Diodenplatte, Messequipment, Erde, Erde FU, Erde Motor, Adapter, Kohlehalter, Kabel von D- zur Diodenplatte (extra verbundene Masse, da Diodenplatte nicht am LiMa-Adapter angeschlossen) einen separaten Stromkreis bilden. Je nach Übergangswiderstand habe ich dann eine Spannung messen können oder eben auch nicht. Da das Spannungskabel nur 3 x 0,75 mm2 Litze hat und ich zusätzlich dieses Kabel mit dem Kabelbinder zusammengehalten hatte, wurde es eben dort am wärmsten, bis die Isolation das Handtuch warf – Kurzschluss im 230 Volt Netz, Sicherung zog.

Generator-Pruefstand_2020-03-05_03.jpg

Nur warum gab es zwischen dem Meßeingang und der Erde Kontakt? In den letzten Hirnwindungen im Kopf hatte ich einen Internet-Beitrag genau zu diesem Thema im Kopf. Ab in die Browserstatistik und den englischen Beitrag gesucht – ein ytube Video – mit genau dem gleichen Fehler. Nur dass bei ihm das Labornetzteil den Fehler sofort erkannt hat und abgeschaltet hatte.

Also das neuerworbene Teil zerlegt (Garantie ist vorhanden – aber ein Tausch dauert ja ewig). Und siehe da, der Trafo hatte sich in seiner Befestigung deutlich verdreht und einen Kontakt zur Messeinheit hergestellt. Alles zerlegt und den Trafo ausgebaut und angeschaut. Die Befestigungslaschen (roter Kreis) sind aus einem sehr weichen Metall.

Generator-Pruefstand_2020-03-06_01.jpg

Vermutlich wurde bei der Beförderung das Gerät mal heftig auf links geworfen, der Trafo hat sich durch sein Eigengewicht in der Befestigung verdreht und zur oberen Meßeinheit den Kontakt hergestellt.

Blech wieder geradegebogen und etwas verstärkt wieder eingebaut. Zusätzlich den oberen Teil isoliert (mit der Isolation muss ich noch eine Schmelzprobe machen). Durchgemessen: Nun ist es wieder so, wie man es erwartet.

Fazit: So eine Lichtmaschine mit Prüfstand ist schon ein Teufelszeug und kann einen richtig in Atem halten. Den Hersteller werde ich noch anschreiben, denn ich dürfte nicht der einzige bleiben, der mit dem Problem zu kämpfen hat (die Lieferdienste gehen ja bekanntlich nicht sehr vorsichtig mit der Versandware um).

Der größte Schock ist mal verkraftet, demnächst geht es weiter.

Hans
 
AW: LiMa Prüfstand

und dann hat’s Wumm gemacht …

Ist ja etwas ruhig hier geworden, jedoch stockte die Umsetzung etwas.

Du kannst einen aber auch erschrecken :entsetzten:, ich dachte natürlich zuerst, dass dir das Ding um die Ohren geflogen sei :schock:. Aber die Mechanik scheint ausreichend dimensioniert zu sein :gfreu:.

Also, Weitermachen

Holger
 
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