Die LKL und ihre Funktionsweise

[Tommy:-)]

Weil immer wieder Fragen zu dem Thema kommen, hab ich mal eine schematische Darstellung angefertigt, die exemplarisch auch den Verlauf der Ströme bei steigender Spannung an D+ zeigt.

Den Admins steht es frei, das Bild unverlinkt in die DB zu übernehmen.

 

[Joerg_H]

Schick, Danke! :]

(... SPICE oder Spreadsheet? )

 

[Tommy:-)]

EasyEDA

Hab ich beim Stöbern in einer DB für Datasheets entdeckt.

 

[slash6]

ok.

damit hast Du klargestellt, dass das 1. Kirchhoffsche Gesetz (Knotenregel) stimmt.

Schöne Darstellung Tommy. Danke für die Werte.

Gruß
Hans-Jürgen

 

[Joerg_H]

EasyEDA

Modelliert das denn auch den Kaltleiter-Charakter des Glühfadens korrekt?

 

[Tommy:-)]

Keine Ahnung

Für Simulationen wird Spice genutzt.

Die mA Werte hab ich mit Excel errechnet.

 

[Joerg_H]

Die mA Werte hab ich mit Excel errechnet.

Ah, dann eben doch Spreadsheet. Ich dachte, die von Dir verlinkte Software hätte auch gleich die mA berechnet ... darum die Frage.

 

[hg_filder]

Hallo Tommy,
hast du auch die dazu passenden Drehzahlen aufgeschrieben? Wenn ja, kannst du die mal posten?

Danke

Hans

 

[Euklid55]

Hallo,

das mit der Drehzahl wird nicht so einfach klappen. Batteriezustand, Wicklungstemperatur und weiß der Gott was alles damit noch einfließt.

Gruß
Walter

 

[Joerg_H]

Moin,

hast du auch die dazu passenden Drehzahlen aufgeschrieben? Wenn ja, kannst du die mal posten?

Er hat gesagt, nein: geschrieben, dass die gesamte Tabelle berechnet ist ... wo dabei die Spannung an D+ herkommt (drehzahlunabhängiges Labornetzteil oder drehzahlabhängige LiMa), ist den Werten egal.

Den Rest hat Walter schon gesagt

 

[Tommy:-)]

Eine Zuordnung der Spannung zur Drehzahl interessiert mich auch, nur habe ich leider keine Möglichkeit eine demontierte Lima kontrolliert anzutreiben und dann zu messen.

Bei meiner Recherche durch diverse Formelberge bin ich zu der Erkenntnis gelangt, daß die magnetische Feldstärke eines Leiters linear proportional zum durch ihn fließenden Strom steht.

So weit, so gut.

Tricky wird's am anderen Ende.

In einem zweiten Leiter wird von diesem Magnetfeld ja keine Spannung induziert, sondern ein Strom, sofern er denn fließen kann.

Die damit einhergehende Spannung kann berechnet werden mit der Kenntnis des Wertes des angeschlossenen Lastwiderstands oder entsprechend gemessen.

Daraus folgt, daß die Werte der Spannung sehr variabel sein können, also wenig aussagekräftig sind.

 

[Reimund]

Weil immer wieder Fragen zu dem Thema kommen, hab ich mal eine schematische Darstellung angefertigt, die exemplarisch auch den Verlauf der Ströme bei steigender Spannung an D+ zeigt.

Den Admins steht es frei, das Bild unverlinkt in die DB zu übernehmen.

ja

Tommy,
nur für mich als Laie, ob ich es richtig lese:

- der höchste Strom aus der Batterie ohne Lima beträgt 258mA = LKL leuchtet!?
- bei 11V und 3235mA an der Diodenplatte glimmt die LKL noch, bei 13V (3824mA) ist sie aus!?

Danke
Reimund

 

[hg_filder]

Tommy,
nur für ich als Laie, ob ich es richtig lese:

- der höchste Strom aus der Batterie ohne Lima beträgt 258mA, oder?
- bei 11V und 3235mA an der Diodenplatte glimmt die LKL noch, bei 13V (3824mA) ist die aus!?

Danke
Reimund

Zum Glimmen: Sie glimmt immer in folgenden Fällen:

• Spannung D+ kleiner als Batteriespannung bzw. B+
• Spannung D+ grösser als Batteriespannung bzw. B+

Der zweite Fall ist dann, wenn die Verbindung B+ zur Batterie einen Übergangswiderstand hat oder nicht vorhanden ist.

Hans

 

[Reimund]

Hans,
da bringe ich dann wohl etwas nicht ganz zusammen. Ich bin immer davon ausgegangen, dass für das Leuchten oder Nicht-Leuchten der LKL der Potentialunterschied zwischen D+ und B+ (hier im Bild müsste B+ wohl mit Schaltplus benannt sein) entscheidend wäre!? D- bringe ich da nicht richtig in den Zusammenhang.

Gruß
Reimund

 

[hg_filder]

Hast Recht - geändert!!

Hans

 

[Tommy:-)]

... D- bringe ich da nicht richtig in den Zusammenhang. ...

Der Regler hat ja intern eine Schaltung, und dabei ist es völlig egal, wie die aufgebaut ist, mit der er vergleicht, ob die Spannung an seinem D+ die maximal zulässige des Systems ist, oder größer.

Steigt sie über den Maximalwert, dreht er dem Rotor den Saft ab, und gut is.

Aber nur mit den Bezugspunkten D+ (Eingang) und DF (Ausgang) kann die Schaltung nicht arbeiten.

Deshalb braucht der Regler über sein D- eine Information, wo denn elektrisch die Nulllinie des Systems rumlungert, das ist alles.

 

[Euklid55]

Hallo Tommy,
hast du auch die dazu passenden Drehzahlen aufgeschrieben? Wenn ja, kannst du die mal posten?

Hallo,

die Arbeit habe ich mir einmal gemacht.

Gruß
Walter

 

[Tommy:-)]

... - der höchste Strom aus der Batterie ohne Lima beträgt 258mA = LKL leuchtet!? ...

Im Prinzip: JEIN !

Wenn D+ = 0 V und 15 = 13 V, dann fließt ein Strom über die Widerstände LKL 47 Ω und Rotor 3,4 Ω = 50,4 Ω.

Wenn jedoch D+ > 0 V, dann wird für den Strom durch die LKL die Spannung an D+ der Bezugspunkt (Masse), der Widerstand des Rotors fällt aus der Rechnung raus, es gilt nur noch der Widerstand der LKL, der Strom steigt an.

Bei D+ = 0,1 V fließen von dort 29 mA Richtung Rotor, und über die LKL fließen 274 mA, denn es liegen 12,9 V an 47 Ω.

Der Rotor bekommt in dieser Konstellation 304 mA geliefert.

 

[hg_filder]

Hallo,

die Arbeit habe ich mir einmal gemacht.

Gruß
Walter

Stimmt, hattest du mal gepostet - DANKE!!

Hans

 

[hg_filder]

Hallo Walter,
ich haben die damalige Diskussion nicht mehr ganz parat - es ging aber hauptsächlich um die Öltemperatur.

Ein bischen "interpretieren" deiner Messwerte:
grüne Kurve: von Standgas bis eigentlich Reglerlimit linear
orangene Kurve: der Verlauf im ersten Teil nahezu linear, danach aber wieder ein deutlicher Abfall



Zu den Daten ab 4.000 1/min: Hast die Messung bei einem Motor mit Einspritzung gemacht? Kann es sein, dass die Einspritzung inkl. Steuerung bei höherer Drehzahl "mehr" an Energieleistung benötigt?

Hans

 

[Reimund]

Im Prinzip: JEIN !

Wenn D+ = 0 V und 15 = 13 V, dann fließt ein Strom über die Widerstände LKL 47 Ω und Rotor 3,4 Ω = 50,4 Ω.

Wenn jedoch D+ > 0 V, dann wird für den Strom durch die LKL die Spannung an D+ der Bezugspunkt (Masse), der Widerstand des Rotors fällt aus der Rechnung raus, es gilt nur noch der Widerstand der LKL, der Strom steigt an.

Bei D+ = 0,1 V fließen von dort 29 mA Richtung Rotor, und über die LKL fließen 274 mA, denn es liegen 12,9 V an 47 Ω.

Der Rotor bekommt in dieser Konstellation 304 mA geliefert.

Verstanden. Danke!

 

[Reimund]

In diesem Zusammenhang hätte ich noch eine Frage, nämlich woher der Regler die Höhe der Spannung zur Batterie (B+) hernimmt, um zu den Erregerstrom entsprechend einzustellen. Der Regler ist ja nicht direkt mit der Batterie verbunden.

Ich weiss, dass die Diodenplatte das organisiert. Zum einen verteilt sie über die 'großen' Dioden den Strom vom Stator an die Batterie (B+), zum anderen hat sie noch über die 3 'kleinen' Dioden eine Verbindung über D+ zum Regler.

Irgendwie spielte doch hier der Spannungsabfall an den Dioden eine Rolle, über den der Regler die B+ Spannung indirekt mitbekommt. Liege ich falsch? Bekomme das noch nicht ganz zusammen.


Gruß
Reimund

 

[Detlev]

Irgendwie spielte doch hier der Spannungsabfall an den Dioden eine Rolle, über den der Regler die B+ Spannung indirekt mitbekommt. Liege ich falsch? Bekomme das noch nicht ganz zusammen.

Du hast in beiden Stromkreisen jeweils Siliziumdioden, also auch den gleichen Spannungsabfall.

 

[hg_filder]

Hi,

In diesem Zusammenhang hätte ich noch eine Frage, nämlich woher der Regler die Höhe der Spannung zur Batterie (B+) hernimmt, um zu den Erregerstrom entsprechend einzustellen. Der Regler ist ja nicht direkt mit der Batterie verbunden.

Gar nicht: Für den Regler ist nur D+ zu Masse sein Bezugsmesspunkt, d.h. ist die Batterie nicht angeschlossen, "merkt" das der Regler nicht.

Ich weiss, dass die Diodenplatte das organisiert. Zum einen verteilt sie über die 'großen' Dioden den Strom vom Stator an die Batterie (B+), zum anderen hat sie noch über die 3 'kleinen' Dioden eine Verbindung über D+ zum Regler.

Kleines "Regelbild"

Irgendwie spielte doch hier der Spannungsabfall an den Dioden eine Rolle, über den der Regler die B+ Spannung indirekt mitbekommt. Liege ich falsch? Bekomme das noch nicht ganz zusammen.


Gruß
Reimund

Der Spannungsabfall der Dioden ist unerheblich, da der Regler ja die Spannung nach der Diodenplatte (Gleichrichtung) misst, d.h. der Abfall wird durch etwas mehr Leistung der LiMa kompensiert.

 

[Euklid55]

Zu den Daten ab 4.000 1/min: Hast die Messung bei einem Motor mit Einspritzung gemacht? Kann es sein, dass die Einspritzung inkl. Steuerung bei höherer Drehzahl "mehr" an Energieleistung benötigt?

Hallo,

sind natürlich die Verhältnisse am Einspritzmotor. Der zieht ja ständig einen Datenlogger mit. Die Einspritzdüsen habe jeweils 12 Ohm und die Einspritzzeit steigt an mit der Drehzahl. Zündspule ist Serie nur die Benzinpumpe zieht 6A ständig zu der Straßenbeleuchtung.
Meine Erkenntnis ist, daß wenn die Batterie nach ca. 15min. den Anlaßschock überwunden hat, die Bordspannung nach unten geht. Dann produziert die LIMA nur noch so viel Strom wie verbraucht wird. Dazu kommt, das die Leistung der LIMA mit der Zunahme der Motortemperatur nachläßt (irgendwie ohmsches Gesetz). Hans-Jürgen (Slash6) hat mir das einmal erklärt, kann ich wegen ermangeln an Kenntnisse nicht nachvollziehen. Da habe ich wohl in Physikunterricht geschwänzt. Dummerweise habe ich auch die mündlich Diplomprüfung vergessen. Zu der Zeit bin ich mit der R69S durch den Taunus gedüst. Gab eine Standpauke vor dem Präsident der Hochschule.

Gruß
Walter

 

[Tommy:-)]

..., das die Leistung der LIMA mit der Zunahme der Motortemperatur nachläßt (irgendwie ohmsches Gesetz). ...

Eher schlichte Physik...

Mit steigender Temperatur steigt auch der Widerstand eines elektrischen Leiters.

Daher rührt auch das intensive Bemühen einen elektrischen Leiter auf Temperaturen nahe 0 Kelvin runter zu kühlen, dann nix mehr Widerstand, Stromtransport verlustfrei = mächtig billig.

Um ein Bild zu bemühen:

Bei steigender Temperatur der Lima muß sich der induzierte Strom durch ständig klebriger werdenden Matsch mühen.

Da verliert jeder die Lust am Laufen...

 

[Rote Rita]

In diesem Zusammenhang hätte ich noch eine Frage, nämlich woher der Regler die Höhe der Spannung zur Batterie (B+) hernimmt, um zu den Erregerstrom entsprechend einzustellen. Der Regler ist ja nicht direkt mit der Batterie verbunden.

Ich weiss, dass die Diodenplatte das organisiert. Zum einen verteilt sie über die 'großen' Dioden den Strom vom Stator an die Batterie (B+), zum anderen hat sie noch über die 3 'kleinen' Dioden eine Verbindung über D+ zum Regler.

Irgendwie spielte doch hier der Spannungsabfall an den Dioden eine Rolle, über den der Regler die B+ Spannung indirekt mitbekommt. Liege ich falsch? Bekomme das noch nicht ganz zusammen.


Gruß
Reimund

Hallo Reimund,

ganz genau so ist es. Allerdings bekommt der Regler seine Messspannung über sechs (!) Dioden: die drei kleinen und die drei dicken Minus-Dioden für D+. Die Dioden sind deutlich verwschieden, denn die großen haben grundsätzlich einen kleineren Spannungsabfall (Vorwärtaspannung) als die kleinen. Der Spannungsabfall steigt aber an diesen Dioden wenn sie viel Strom durchlassen müssen. Ich habe keine Kennlinie parat, aber über 1V sind nicht unmöglich. (Wer hat, kann die U-I Kennlinie posten) . Damit sinkt die Spannung an D+ um 0,3V, obwohl die erzeugte Wechselspannung vom Regler auf den korrekten Wert eingestellt ist. Der Regler kompensiert den Spannungaabfall an den kleinen aber nicht den an den großen Dioden.

Gruß aus Berlin Rainer

 

[MM]

... Wer hat, kann die U-I Kennlinie posten ...

Die?

 

[Rote Rita]

Hallo Michael,

danke für die schnelle Antwort!
Ich meine die spezielle Kennlinie für die BYW72, die in der Diodenplatte verbaut ist. Ist sie das? Dann würden bei 20A in jeder Richtung knapp 20W, also mindestend 35W verbraten. Erst wenn Die Diode auf 175 Grad aufgeheizt ist wären es noch 30W. Dann hat der Rotor wahrscheinlich schon über 4 Ohm? Auch nicht gut!


Gruß Rainer

 

[MM]

Das ist S35PF, ein Ersatztyp.
BYW72 kann nicht sein, das sind die kleinen.