LiMa Y-Anschluss: Kann man das Geheimnis der Wirkung lüften?

[hg_filder]

Vorwort: Falls sich jemand nach dem Durchlesen die Frage stellt, ob der Autor des Threads vielleicht einen an der Waffel hat, ist dies vermutlich mit „ja“ zu beantworten.

Nachdem ich im letzten LiMa-Kurs auf die gleichgerichteten Kurven des Drehstromaggregates angesprochen und damit etwas aus dem Konzept gebracht wurde, musste ich mir doch nochmal die Sternschaltung und den Brückengleichrichter genauer ansehen. Hat mich das ganze Wochenende gekostet - irgendwie habe ich in der Vorlesung damals wohl nicht richtig hingehört (E-Motoren sind auch nicht wirklich meine Stärke).

Nun bin ich etwas schlauer und stehe nun jedoch vor der nächsten großen Herausforderung: Wie funktionieren die beiden Dioden, die am Y-Punkt angeschlossen sind und diese ominösen 10% Mehrleistung bringen sollen?
Das erste, was ich verstanden habe, dass diese unter dem Begriff „Mittelpunktsdioden“ geführt werden. Drei Artikel von Bosch und der Hinweis von Uwe (vix-noelopan) haben mich etwas weiter gebracht, schlussendlich versuche ich mal den Effekt zu erklären – mit Bitte um Korrektur!

Quelle Uwe:

Das sind die sogenannten Oberwellendioden. Wegen der Tatsache, dass die Hauptdioden eine Schwellspannung besitzen, kommt keine verlustfreie Kommutierung (= Gleichrichtung) zustande mit dem bei Dreiphasen-Drehstrom eigentlich zu erwartendem Mittelwert 0 Volt am Sternpunkt, sondern es entstehen während der Nulldurchgänge am Sternpunkt Spannungsspitzen, die durch diese zusätzlichen Dioden gewinnbringend gleichgerichtet werden.

Bosch Quelle 1: Zusatzdioden im Sternpunkt (Bosch Autoelektrik und Autoelektronik: Bordnetze, Sensoren und elektronische Systems 6. Auflage)

Bei Drehstromgeneratoren mit Sternschaltung der Ständerwicklungen werden die Wicklungsenden in einem Punkt, dem Sternpunkt, zusammengefasst. Durch zwei weitere Dioden (Zusatzdioden), die als Leistungsdioden zwischen Sternpunkt und Plus- bzw. Minusklemme angeschlossen sind (...), kann die in allen drei Strängen gleichphasig induzierte Spannung der dritten Oberwelle genutzt werden. Die induzierte Spannung der dritten Oberwelle erreicht ab einer Generatordrehzahl von etwa 3000 min^-1 die Bordnetzspannung. Ab dieser Drehzahl tragen die Zusatzdioden zur Leistungs- und Wirkungsgradsteigerung bei. Dieser zusätzliche Anteil erhöht (sich) jedoch auch die Welligkeit der Generatorspannung.

Bosch Quelle 2: Bosch Technische Unterrichtung: Generatoren / Nr. 1 987 722 006

Zusatzdioden im Sternpunkt
Bei Drehstrom-Generatoren mit der Sternschaltung der Ständerwicklungen, werden die Wicklungsenden in einem Punkt, dem Sternpunkt zusammengefasst. Da die Summe der Phasenströme bzw. -spannungen, zumindest im Idealfall, zu jedem Zeitpunkt Null ist, kann der Mittelleiter entfallen. Durch Oberschwingungen und Unterschiede in der Geometrie des Klauenpolsystems kann es in der Praxis vorkommen, dass der Sternpunkt ein Potenzial annimmt, das nicht konstant ist. Dieses Potenzial, das periodisch von plus nach minus wechselt, wird hauptsächlich durch die dritte Oberwelle hervorgerufen. Sie ist der Grundwelle überlagert und hat die dreifache Frequenz. Die darin enthaltene Energie würde normalerweise verlorengehen. Durch zwei weitere Dioden, die als Leistungsdioden zwischen Sternpunkt und Plus- und Minusklemmen angeschlossen sind, kann dieser Strom gleichgerichtet werden. Er führt zu einer Leistungssteigerung ab einer Generatordrehzahl von etwa 3000 U/min und erreicht maximal 10%. Diese Zusatzdioden erhöhen jedoch die Welligkeit der Generator-Ausgangsspannung leicht.

Bosch Quelle 3: Elektrische Motorausrüstung: Starter, Generator, Batterie und ihr Zusammenwirken im Kfz-Bordnetz

Anwendung von Zusatzdioden
Durch die Anwendung von Zusatzdioden zwischen Sternpunkt und Plus- und Minusanschlüssen werden auch die dritten Oberschwingungen in der induzierten Spannung zur Leistungssteigerung genutzt.
Die von den Ständerströmen in der dreiphasigen Ständerwicklung erzeugte Drehdurchflutung besteht aus der Grundwelle und Oberwelle der Ordnungszahl 6g+1. Die Drehgeschwindigkeit der Oberwellen beträgt das 1/(6g+1)-fache der Grundwelle. Demzufolge ändert sich die Form der Gesamtdurchflutung periodisch mit der Zeit. Die durch die Oberwellen in der Ständerwicklung induzierte Spannungen haben unabhängig von ihrer Ordnungszahl jedoch die Grundfrequenz f. Die Addition aller vom Ständerfeld im Ständer induzierten Spannungen im Sternpunkt liefert die Summe Null. Die Oberwellen der Ständerwicklung leisten also keinen Beitrag zur Spannungsbildung. Ihre Wirkung wird in der Oberwellenstreuung berücksichtigt.
Die Drehdurchflutung des Läuferfeldes kann ebenfalls durch eine Fourier-Reihe dargestellt werden. Es treten alle positiven ungeraden Ordnungszahlen (2g-1) auf. Wesentlich ist, dass bei Drehung des Läufers das Feld unverändert fortbewegt wird. Diese bedeutet, dass sämtliche Einzelwellen mit derselben Drehgeschwindigkeit wie die Grundwelle laufen. Sie induzieren daher in der Ständerwicklung Spannungen mit der Frequenz (2g-1) x f. Die Addition aller vom Läuferfeld in der Ständerwicklung induzierten Spannung im Sternpunkt liefert eine von Null verschiedene Summe. Die Grundschwingung und alle nicht durch drei teilbare Oberschwingungen heben sich auf, wogegen sich alle durch drei teilbare Oberschwingungen addieren.
Durch Zusatzdioden zwischen Sternpunkt und Plus- und Minusanschlüssen kann somit durch die Oberwellen des Läuferfeldes ein Beitrag zur Spannungsbildung geleistet werden, insbesondere durch die dritte Oberschwingung. Bei niedrigen Frequenzen ist der Leistungszuwachs praktisch vernachlässigbar, bei hohen Frequenzen ergeben sich deutliche Leistungsgewinne von 5% … 15%, je nach Oberwellengehalt des Läuferfeldes. Zusatzdioden erhöhen allerdings auch die Welligkeit der Generatorspannung.

Alles klar? Mir auch nicht.

Verstanden habe ich soweit, dass die Spannungssummen im Sternpunkt unter idealen Voraussetzungen Null sein sollte (grüne Linie). Wäre das in der Realität auch so, so hätten die beiden Y-Dioden keinen Mehrwert, da sie nie durchleiten würden.
Idealisierter Spannungsverlauf, gelbe Kurve Ausgangsspannung nach der Diodenplatte B+:



Wenn man sich die Funktion der Diodenplatte verinnerlicht, so sieht man, dass immer beim Wechsel der Spannungen (Kreuzungspunkte zweier Spannungen), bsp. W und U am Zeitpunkt 3 (30 Grad in Bezug auf die blaue Kurve der Wicklung U) die Plus-Diode der Wicklung W von offen auf gesperrt geht und die die Plus-Diode der Wicklung U von gesperrt auf offen wechselt. Die Minusdiode der Wicklung V bleibt geöffnet. D.h. zu einem sehr kurzen Zeitpunkt müsste der Stromfluss „stocken“. Dieser Wechsel passiert genau sechsmal während eines Frequenzdurchgangs: Zeitpunkte 3, 7, 11, 15, 19, 23.



linkes Bild Zeitpunkt >3 bis <7
mittleres Bild Zeitpunkt 7
rechtes Bild Zeitpunkt >7 bis <11

Nun zu dem Fall, dass der Aufbau eine nicht-symethische Bauform hat, was ja durch Fertigungstoleranzen der Wirklichkeit eher entspricht. Folgende Annahme: Verschiebung der U-Wicklung um 5 Grad gegenüber den anderen Spulen (die Wicklungen sind idealerweise um 120 Grad versetzt).



Da nun eine Spannung gegenüber dem Minuspotential der Batterie im Falle der Plusdurchganges bzw. beim Minusdurchgang eine Spannung gegenüber dem Pluspotential entsteht, kann nun eine am Sternpunkt eingebaute Diode leitend werden.




linkes Bild Zeitpunkt >3 bis <7
mittleres Bild Zeitpunkt 7
rechtes Bild Zeitpunkt >7 bis <11

Problem ist, dass die Summenspannung am Sternpunkt plus der Spannung, die an der durchleitenden Spule anliegt, höher sein muss als die Spannung, die an B+ herrscht (Boardspannung inkl. Batterie), damit eine Leistungsmehrung zum tragen kommt. D.h. die Zusatzdioden kommen lt. Bosch erst ab ca. 3.000 1/min zum tragen.

Soweit mein kleiner Exkurs. So ganz sicher bin ich mir jedoch nicht. Nun Feuer frei.

Hans

 

[Euklid55]

Hallo,

theoretisch sich alle Wicklungen gleich und in 120° Abstand. Wohl aus der Fertigung ist das dann nicht so und an dem Mittelpunkt entsteht eine Spannung die mitgenutzt werden kann. So zumindest verstehe ich das Ganze.

Gruß
Walter

 

[Vix_Noelopan]

Wenn man sich die Funktion der Diodenplatte verinnerlicht, so sieht man, dass immer beim Wechsel der Spannungen (Kreuzungspunkte zweier Spannungen), bsp. W und U am Zeitpunkt 3 (30 Grad in Bezug auf die blaue Kurve der Wicklung U) die Plus-Diode der Wicklung W von offen auf gesperrt geht und die die Plus-Diode der Wicklung U von gesperrt auf offen wechselt. Die Minusdiode der Wicklung V bleibt geöffnet. D.h. zu einem sehr kurzen Zeitpunkt müsste der Stromfluss „stocken“. Dieser Wechsel passiert genau sechsmal während eines Frequenzdurchgangs: Zeitpunkte 3, 7, 11, 15, 19, 23.

Hallo Hans,

das ist genau das, was ich mit unvollkommener Kommutierung meinte! Dieser »sehr kurze Zeitpunkt« ist wegen der Kniespannung der Hauptdioden von 0 deutlich verschieden, d.h. es vergeht eine gewisse Zeit zwischen der Sperrung der ersten und dem Stromflussbeginn durch die zweite Diode. Während dieser Zeit tritt am Sternpunkt eine von 0 deutlich verschiedene (Wechsel-)Spannung auf, die nutzbringend gleichgerichtet werden kann.

Beste Grüße, Uwe

 

[hg_filder]

Hallo Hans,

das ist genau das, was ich mit unvollkommener Kommutierung meinte! Dieser »sehr kurze Zeitpunkt« ist wegen der Kniespannung der Hauptdioden von 0 deutlich verschieden, d.h. es vergeht eine gewisse Zeit zwischen der Sperrung der ersten und dem Stromflussbeginn durch die zweite Diode. Während dieser Zeit tritt am Sternpunkt eine von 0 deutlich verschiedene (Wechsel-)Spannung auf, die nutzbringend gleichgerichtet werden kann.

Beste Grüße, Uwe

Hi,
heisst, das die gezeichneten Bildchen mit der Y-Diode soweit richtig wäre? Dann hätte ich es auch begriffen.

Hans

 

[Vix_Noelopan]

Hi Hans,

ja, so sehe ich es auch !

Beste Grüße, Uwe

 

[hg_filder]

Hi Hans,

ja, so sehe ich es auch !

Beste Grüße, Uwe

OK,
noch eine Frage: Die Diode lässt doch nur dann einen Strom durch, wenn an dem Sternpunkt mind. die Schwell-Spannung (Kniespannung) der Zusatzdioden anstehen. Irgendwo (LINK) habe ich gelesen, dass es Schottky-Dioden seine. D.h. irgendwas um die 0,4 Volt müssten dann ja dort anliegen.

Hans

 

[Vix_Noelopan]

Richtig. Doch die Kniespannung der scheint wohl das kleinere Übel zu sein. Um das genauer zu untersuchen, müsste man mal ein Skop an eine LiMa im Betrieb halten...

Beste Grüße, Uwe

 

[Blue QQ]

Klasse. Habe ALLES verstanden

Manfred

 

[hg_filder]

Klasse. Habe ALLES verstanden

Manfred

Dann bekommst du demnächst für die Truppe ein neues Update.

Hans

 

[Franz]

Richtig. Doch die Kniespannung der scheint wohl das kleinere Übel zu sein. Um das genauer zu untersuchen, müsste man mal ein Skop an eine LiMa im Betrieb halten...

Beste Grüße, Uwe

Ja, das wäre ein guter Weg zu sehen was da genau passiert und was diese zwei Zusatzdioden bringen. Aber da braucht man wohl ein paar Limas, zum Testen die man dann ausgebaut antreiben und messen kann. Mit und ohne diese Dioden.

Ist bei der normalen Lima eigentlich der Sternpunkt auf einen Anschluss rausgeführt so dass man da mit Messwerkzeugen dran kommt?

Franz

 

[Tommy:-)]

... Ist bei der normalen Lima eigentlich der Sternpunkt auf einen Anschluss rausgeführt so dass man da mit Messwerkzeugen dran kommt?

Wenn die Lima so montiert ist, daß der Kohlenträger oben ist, findet sich der Y-Anschluss links unten, ein einzelnes Kabel geht hoch zur Diodenplatte.

 

[katertoni]

Hallo,
das ganze in post1 sieht gut aus....
bei der Anordnung der Wicklungen und Dioden
hatte ich etwas zweifel.
Habe in der Datenbank die Diodenplatte angeschaut, und
habe folgenden Vorschlag zum Überdenken...

gruß Kater Toni

 

[Vix_Noelopan]

Ja, das wäre ein guter Weg zu sehen was da genau passiert und was diese zwei Zusatzdioden bringen. Aber da braucht man wohl ein paar Limas, zum Testen die man dann ausgebaut antreiben und messen kann. Mit und ohne diese Dioden.

Hallo Franz,

ja, das wäre auch mein Gedanke, dass man eine LiMa auf einen Prüfstand schnallt und Messungen vornimmt. Gibt/gab es denn Prüfstände für »unsere« Generatoren der Bauart G1?

Andererseits geht es eigentlich nur um's Prinzip. Dieses wäre auch an einer LiMa einer anderen, geschlossenen Bauart zu erfahren, wenn man bei ihr den Sternpunkt ebenfalls herausführt (was bei Pkw-LiMas eher nicht der Fall ist) und sie auf einem üblichen Prüfstand montiert.

Beste Grüße, Uwe

 

[Funkenschlosser]

Hallo Franz,

ja, das wäre auch mein Gedanke, dass man eine LiMa auf einen Prüfstand schnallt und Messungen vornimmt. Gibt/gab es denn Prüfstände für »unsere« Generatoren der Bauart G1?

Andererseits geht es eigentlich nur um's Prinzip. Dieses wäre auch an einer LiMa einer anderen, geschlossenen Bauart zu erfahren, wenn man bei ihr den Sternpunkt ebenfalls herausführt (was bei Pkw-LiMas eher nicht der Fall ist) und sie auf einem üblichen Prüfstand montiert.

Beste Grüße, Uwe

Hallo Uwe,
habe ich zu Hause.

 

[Vix_Noelopan]

Super, Bernhard!

Welchen Drehzahlbereich deckt der verwendete Motor ab? Welche Leistung kann er abgeben?

Lasst uns doch einfach nochmal einen LiMa-Workshop veranstalten. Du bringst diesen Prüfstand mit und ich einen Oskar.

Beste Grüße, Uwe

 

[Rote Rita]

Hallo Toni,

ein sehr übersichtliches Ersatzschaltbild! Hier kann man erkennen, dass Y normalerweise auf der gleichen Höhe wie B- (0V) ist.

Bosch schreibt "Durch Oberschwingungen und Unterschiede in der Geometrie des Klauenpolsystems kann es in der Praxis vorkommen, dass der Sternpunkt ein Potenzial annimmt, das nicht konstant ist. Dieses Potenzial, das periodisch von plus nach minus wechselt, wird hauptsächlich durch die dritte Oberwelle hervorgerufen. Sie ist der Grundwelle überlagert und hat die dreifache Frequenz. Die darin enthaltene Energie würde normalerweise verlorengehen. Durch zwei weitere Dioden, die als Leistungsdioden zwischen Sternpunkt und Plus- und Minusklemmen angeschlossen sind, kann dieser Strom gleichgerichtet werden. Er führt zu einer Leistungssteigerung ab einer Generatordrehzahl von etwa 3000 U/min und erreicht maximal 10%. Diese Zusatzdioden erhöhen jedoch die Welligkeit der Generator-Ausgangsspannung leicht. "

Da sind m.E. gleich zwei Korken drin:
1. Die Lima erzeugt eine Spannung, die (falls die Batterie nicht 14V hat) als elektrische Energie eingespeist wird. Aufgrund der Bauweise wird eine periodisch schwankende Spannung erzeugt. Da man jede nicht-hamonische (nicht sinusförmige) Schwingung mathematisch in eine Vielzahl von Sinusschweingungen zerlegen kann, lassen sich hier mehrere Schwingungen errechnen, die eine höhere Spannung und damit auch Energie haben müssten. Die treten aber praktisch nicht zutage, da sich alle Schwingungen zu der einen, von Hans gezeichneten aufaddieren. Selbst wenn durch das Öffnen und Schließen der Dioden beim Durchbruch auch solche Spitzen entstehen: Dudurch entsteht ja nicht eine reale Spannung, deren Energie man nutzen könnte.
2. Tatsächlich können die von den drei Phasen erzeugten Spannungen erheblich voneinander abweichen. Sagen wir mal 20% (geschätzt) Ich habe gerade bei mir nachgemesssen, die sind auf die Stelle nach dem Komma gleich ( kann Zufall sein, vielleich gerade dieses Modell. Oder das Messgerät ist nicht schnell genug) Interessant ist eigentlich die Höhe der Wechselspannung: 7,5V !!! Über Hans' Rechnung lässt sich nachvollziehen, das daraus eine Einspeisespannung von 15,9V entsteht, die dann durch die Dioden auf 14,2 -14,4V runtergebracht wird.
20% von 7,5V sind 1,5V. Wenn die besagten Dioden davon noch eimal 0,7V Durchbruchspannung (Kniespannung) wegnehmen, dann sind es gerade 0,7V mehr. Das wären rechnerisch 10% mehr Leistung, wenn die Unregelmäßigkeit tatsächlich über die gesamte Umdrehung anhält. Das ist aber unwahrscheinlich. Außerdem kann die Spannung nicht einfach 0,7V zunehmen, da arbeitet der Regler sofort dagegen und verhindert eine höhere Energieabgabe.

Gruß aus Berlin

PS.: Wer nachrechnen möchte: 1. Die drei Spannungen YU, YV & YW sind je 7,5V. Die Spitze der Sinusschwingung ist dann um den Faktor Wurzel 2 höher: 10,6V. Durch die anderen, phasenversetzten Spannungen kommt noch einmal (mindestens) die Hälfte dazu; dann sind es 15,9V. Bei kalten Dioden müssen bei 10A Durchlassstrom noch zweimal 0,9V abgezogen werden - sind 14,1V. Bei heißen Dioden nur zweimal 0,75V; sind dann 14,4V. Der Regler steuert nach; allerdings kommt seine Messpannung auch über drei kleine Dioden. Insofern ist die Spannung bei kaltem Motor etwas höher.
2. Die Leistungen verhalten sich im Quadrat zu den Spannungen. Wenn Bei 14,2V die Leistung 100W (rechnerischer Widerstand 2,02 Ohm) produziert wird, so kann bei 14,9V 110W erzeugt werden. Der Regler wird aber die 14,9V sofort auf 14,2V herunterregelt, können nur die kleinen Lücken genutzt werden, in denen der Strom kurzzeitig einbricht, ohne dass die Spannung die 14,2V überschreitet. Damit gehen die 10% aber auch in Richtung 1%! Eine Messung wäre mal eine Aufgabe.

Gruß aus Berlin Rainer

 

[Vix_Noelopan]

Hallo Rainer,

hierzu ebenfalls zwei Anmerkungen:

1. Weshalb sollten die einzelnen Strangspannungen um 20 % differieren? Bei der geringen Anzahl an Windungen, die in die Nuten des Stators eingelegt sind, halte ich eine Toleranz von 0 % durchaus für realistisch. Ein Wickelautomat verzählt sich nicht!

2. Der Spitzenwert der in jede der drei Brückendiagonalen des Gleichrichters eingespeiste Spannung errechnet sich unter der Annahme, dass sie sinusförmig ist, zu:

Strangspannung mal Wurzel 3 mal Wurzel 2 = Strangspannung mal Wurzel 6.

Beste Grüße, Uwe

 

[Funkenschlosser]

Super, Bernhard!

Welchen Drehzahlbereich deckt der verwendete Motor ab? Welche Leistung kann er abgeben?

Lasst uns doch einfach nochmal einen LiMa-Workshop veranstalten. Du bringst diesen Prüfstand mit und ich einen Oskar.

Beste Grüße, Uwe

Hallo Uwe,
Drehzahlbereich von fast 0 U/min bis kurzzeitg knapp 9000U/min (leiden die Lager sehr stark wegen der Wirbelströme). Leistung 1,1KW bei 2850U/min 50Hz.
Ich hatte sowieso vor mal einen Workshop beim Patrick durchzuführen,
wird auf jeden Fall gemacht.

 

[Funkenschlosser]

Hallo Toni,
ein sehr übersichtliches Ersatzschaltbild! Hier kann man erkennen, dass Y normalerweise auf der gleichen Höhe wie B- (0V) ist.
Gruß aus Berlin Rainer

Hallo Rainer,
das ist leider nicht korrekt. Wenn Du den Y-Anschluss mit B- verbindest, dann ist es mit der Ladespannung vorbei.
Brückenschaltung: Je nach Polarität der angelegten Spannung wird der Strom gegen Plus oder Minus durch die Dioden durchgelassen (ganz laienhaft ausgedrückt) .

 

[Rote Rita]

Hallo Rainer,

hierzu ebenfalls zwei Anmerkungen:

1. Weshalb sollten die einzelnen Strangspannungen um 20 % differieren? Bei der geringen Anzahl an Windungen, die in die Nuten des Stators eingelegt sind, halte ich eine Toleranz von 0 % durchaus für realistisch. Ein Wickelautomat verzählt sich nicht!

2. Der Spitzenwert der in jede der drei Brückendiagonalen des Gleichrichters eingespeiste Spannung errechnet sich unter der Annahme, dass sie sinusförmig ist, zu:

Strangspannung mal Wurzel 3 mal Wurzel 2 = Strangspannung mal Wurzel 6.

Beste Grüße, Uwe

Hallo Uwe!

1.Wenn alle drei Sinusspannungen perfekt gleich sind und auch noch exakt 120 Grad phasenversetzt, dann bekommen die Y-Dioden nix zum gleichrichten. Da aber pro Umdrehung 6 Wechsel im Stator sind, kann auch mal die Lage des Eisenkerns variieren. Dadurch können einzelne Spannungen durchaus mal (gegenüber den 5 anderen) höher oder niedriger sein. An die 20% Spannungsunterschied glaube ich auch nicht. Dass wäre aber die Voraussetzung für 10% mehr Leistung - wie in dem Bosch-Artikel angegeben wird.
2. Für die Berechnung der erzeugten Spannung müssen zwei Punkte betrachtet werden: wo die Spannung der drei Phasen den höchsten Wert und wo sie den niedrigsten Wert annimmt.
Sagen wir bei 0 Grad hat Phase U 0V; dann haben die beiden anderen bei 120 Grad 1/2 Wurzel 3 und bei 240 Grad Minus 1/2 Wurzel 3. Das gibt zusammen Wurzel 3 = 1,73 der Spitzenspannung. Dein Wert!
Bei 30 Grad hat U & V den Wert 1/2, W aber sein Maximum im negativen. Das sind zusammen 1,5 des Spitzenwerts der Ausgangsspannungen. Die erzeugte Spannung schwankt also periodisch zwischen diesen beiden Werten. für meine Rechnung habe ich einfach den unteren gewählt; der obere Wert wäre bei gleicher Ausgangsspannung (7.5V) 18,3V. Zwischen 15,9 und 18,3 schwankt also die Ausgangsspannung - theoretisch. Praktisch saugt die Batterie die Schwankungen fast weg. Was wirklich zu hoch ist, macht der Regler.

Gruß Rainer

 

[Rote Rita]

Hallo Rainer,
das ist leider nicht korrekt. Wenn Du den Y-Anschluss mit B- verbindest, dann ist es mit der Ladespannung vorbei.
Brückenschaltung: Je nach Polarität der angelegten Spannung wird der Strom gegen Plus oder Minus durch die Dioden durchgelassen (ganz laienhaft ausgedrückt) .

Ne, verbinden darf man die nicht! Die Spannung an Y ist ja der Knotenpunkt, an dem sie die drei Phasen addieren. Im Schnitt sollten da aber 0V Spannungsdifferenz sein!

Gruß Rainer

 

[Vix_Noelopan]

Hallo Uwe,
Drehzahlbereich von fast 0 U/min bis kurzzeitg knapp 9000U/min (leiden die Lager sehr stark wegen der Wirbelströme). Leistung 1,1KW bei 2850U/min 50Hz.

Hallo Bernhard,

an welchem Inverter betreibst Du ihn denn?

Beste Grüße, Uwe

 

[hg_filder]

Hallo,
das ganze in post1 sieht gut aus....
bei der Anordnung der Wicklungen und Dioden
hatte ich etwas zweifel.
Habe in der Datenbank die Diodenplatte angeschaut, und
habe folgenden Vorschlag zum Überdenken...

gruß Kater Toni

Hi,
mir nicht ganz klar, was du damit meinst. Die in meinen Bildern gezeigten Didoden sind die, die zu diesem Zeitpunkt aktiv sind. Die jeweils gegenüberliegenden und inaktiven Dioden habe ich zur Darstellung, und damit Vereinfachung der Schaltung, aussen vor gelassen. Vorhanden sind sie dennoch.

Hans

 

[hg_filder]

Ok, nun die Sternchenfrage: Diese sogenannte Oberwellen sind ja nicht einfach nur da, sondern entstehen als Reaktion auf einen Einfluss. 6 mal werden Dioden ein- bzw. ausgeschaltet. Das passiert natürlich Zeitsynchron zu den Sinuswellen -> damit ist wohl dann die 3. harmonsiche Oberwelle gemeint. Und damit ist alles weitere wohl nicht anderes als die mathematische Beschreibung des Ergebnisses.

Nur: was regt die Mittelpunktsspannug, einen Wert <> 0 anzunehmen?

1. Unterschiedliche Spannung an dem Spulen: eher nicht
2. Unterschiedliche Geometrie des Rotors oder der Spulenanordnung? Möglich
3. Spannungsspitzen beim Schalten der Dioden?

Weil: eine Spannung <> 0 wird ja benötig, damit die kleine Y-Diode überhaupt durchschaltet. Die Frage ist, ob Punkt 2 überhaupt zum tragen kommt.

Hans

 

[Tommy:-)]

... Diese sogenannte Oberwellen sind ja nicht einfach nur da, ...

Ööööhm...

Unsere Vorstellung einer reinen Sinuswelle beruht auf einer vereinfachten Darstellung einer Schwingung zum besseren Verständnis und leichteren Rechnen.

In Natura kommen Schwingungen praktisch nie ohne Oberwellen daher.

 

[Funkenschlosser]

Hallo Bernhard,

an welchem Inverter betreibst Du ihn denn?

Beste Grüße, Uwe

Hallo Uwe,
Lust VF1408F , der müsste 400Hz können, 3Kw.

 

[Funkenschlosser]

s. 6 mal werden Dioden ein- bzw. ausgeschaltet. Das passiert natürlich Zeitsynchron zu den Sinuswellen -> damit ist wohl dann die 3. harmonsiche Oberwelle gemeint
Hans

Hallo Hans,
zur Begriffsklärung:
Die erste Harmonische ist die Grundwelle, die zweite Harmonische ist die erste Oberwelle.

Die Zwangskommutierung im Nulldurchgang erfolgt nicht Leistungslos, sondern es muss eine höhere Spannung zwischen Anode und Katode an der Diode als die Durchlassspannung vorhanden sein, schon hat man Nichtlinearitäten und die entsprechenden Oberwellen werden erzeugt.

 

[Rote Rita]

Hallo Hans,
zur Begriffsklärung:
Die erste Harmonische ist die Grundwelle, die zweite Harmonische ist die erste Oberwelle.

Die Zwangskommutierung im Nulldurchgang erfolgt nicht Leistungslos, sondern es muss eine höhere Spannung zwischen Anode und Katode an der Diode als die Durchlassspannung vorhanden sein, schon hat man Nichtlinearitäten und die entsprechenden Oberwellen werden erzeugt.

Hallo Bernhard,

hast du ein Original-Oszillogramm, in dem die Oberschwingungen sichtbar werden? Ich wüsste nicht, was die Diode stört, wenn das Potential real größer als die Durchlassspannung ist.

Gruß Rainer

 

[Funkenschlosser]

Hallo Bernhard,

hast du ein Original-Oszillogramm, in dem die Oberschwingungen sichtbar werden? Ich wüsste nicht, was die Diode stört, wenn das Potential real größer als die Durchlassspannung ist.

Gruß Rainer

Hallo Rainer,
die Diode ist ein nichtlineares Bauteil. Dadurch werden die Oberschwingungen erzeugt. Die Spannung ander Wicklung steigt sinusförmig an, genauso würde es der Strom machen, aber bis zur Durchlassspannung fliesst kein Strom. Erst danach, könnte man als Stromlücke bezeichnen.

 

[hg_filder]

[...]

Die Zwangskommutierung im Nulldurchgang erfolgt nicht Leistungslos, sondern es muss eine höhere Spannung zwischen Anode und Katode an der Diode als die Durchlassspannung vorhanden sein, schon hat man Nichtlinearitäten und die entsprechenden Oberwellen werden erzeugt.

Hi,
genau das mein ich: Irgendwo bei meiner Recherche hatte ich ein gutes Oszi-Bild, bei dem beim Durchschalten so eine Spannungsspitze sichtbar war (hab leider die URL verworfen, da ich noch nicht so weit war). Hintergrund ist folgender: Nimmt man die Unsymetrie der Klauen oder der Spulen als Basis und nimmt eine maximal 5 Grad Abweichung an, so kommt man auf ca. 10% der Stangspannung der Wirkspule am Sternpunkt. Das macht aber den Kohl nicht fett - will sagen in Addition der Sternspannung und der Strangspannung sind < als die Batteriespannung bzw. Boardspannung. Zur Zeit bin ich der Meinung, dass die Phasenverschiebung nahezu keinen Einfluss auf den Mehrwert der Y-Dioden hat.

Noch ein Frage: Was irritiert ist, dass die Dioden so kleine ausfallen. Eigentlich müsste doch bei Durchgang der Y-Dioden eine ganz erkläglich Menge Strom durchfliessen, damit die anggebenen 5 - 15 % Mehrleistung an der Batterie ankommen.

Hans, aus der Gruppe Jugend forscht