Schrittmotor bestmöglich ausnutzen

[Bernd]

Die mögliche Nutzleistung ist 1/4 der Kurschlussleistung aber auch nur wenn man den Generator durch die Belastung auf 50% Wirkungsgrad herunter quält.
Im Normalbetrieb wird daher die Nutzleistung noch unter 1/4 Kurzschlussleistung liegen.

Der Faktor 1,4 ist der Umrechnungsfaktor zwischen dem Peakwert der Spannung (der Spitze der Amplituden) zum Effektivwert der Spannung.
Dieser Effektivwert mal dem Strom ergibt die Leistung.
Wenn du z.B. am Nabendynamo direkt einen Akku hast dann wird dieser schon von den Spitzen der Spannung geladen wenn diese die
Ladespannung erreichen. Wenn aber nur die Spitzen über die Ladespannung ragen dann wird auch nur dann geladen und den Rest der Zeit nicht.
Der Nabendynamo hat recht ausgeprägte spitze Amplituden.


Grüße

Bernd

[M.Eng]

Hallo Bernd,

wo die Zahlen herkommen ist mir jetzt bewusst.

Die Frage ist: wenn ich meinetwegen 15V (nach ElKo) messe, was ja dann die Peakspannung ist, und damit in einen Laderegler gehe, reicht das dann zum dauerhaften Laden von 12V? Wenn der Effektivwert dann bei 10,7V (15/1,4) liegt.
Oder läd es tatsächlich nur, wenn dir Momentane Spannung über 12V liegt?

vG

Hab mir übrigens mal das ROWI-Tool angesehen. Geile Sache.
Noch ein bisschen unklar an einigen Stellen, aber ich fuchs mich mal rein.

vG

M.

[Totte]

Hallo,

ich muss nochmal nachfragen – die neuen Messdaten sind also alles Kurzschlusswerte?
D.h. Spannung und Strom gemessen bei Generaturkurzschluss mittels Strommessgerät?
Und beide Phasen sind schon in Reihe geschaltet?

Dann schlage ich jetzt folgendes Experiment vor:

Schalte an den Generatorausgang (mit 2 Gleichrichter und Spannungen addiert) einen 12V Akku als Last und nimm die Kurven für Ladespannung und Ladestrom über die Generatordrehzahl auf ...
Dann haste doch alles was Du wissen musst (Ausser später für Dauerbetrieb den nötigen Laderegler um den Akku zu schonen) und kannst den Rotor dimmensionieren!?

[M.Eng]

Hallo,

also gemessen habe ich es so:

Messmethode.JPG (13.09 KiB) 9691-mal betrachtet

Und dann je nach Messwert zwischen VDC und ADC umgestellt.

Also einfach einen Akku nehmen und Zwischen -Plus, Messgerät und Minus- als Reihenschaltung klemmen?
Musste dann ein halbwegs voller sein, um last zu simulieren, ge?

vG

M.

[M.Eng]

Moin,

habe jetzt mal den GR selbst zusammen gelötet (erstes Mal Platine löten... angucken darf man sich das nicht -.-) und es funktioniert überraschend gut!
An dieser Stelle vielen Dabnk an Totte!

Habe die Messung von letztens wiederholt (Mit den von Conrad bestellten GR und dem eigenbau im Vergleich).
Im Bild ist auch die erste Messung von letztens zu sehen zu sehen (Bernd hatte recht, der eine Ausreißer war wirklich einer, denn er trat jetzt nicht mehr auf).

Messung Vergleich.JPG (86.55 KiB) 9678-mal betrachtet

Bin positiv überrascht!

PS: Die Frage vom Post drüber ist noch offen

vG

M.

[Bernd]

Er lädt dann nur wenn die Amplitude oberhalb 12 V erreicht.
In den Tälern darunter wird dann nicht geladen.
Einen Elko parallel zu einem Akku zu schalten kannst du Dir praktisch sparen denn der Akku killt alles was über seiner
aktuellen Spannung rein kommt.

Mir ist gerade die abknickende Stromkurve aufgefallen.
Sie scheint mir ein Indiz dafür zu sein das mit dem Strom irgendwann Schluß ist und sich dieser nicht
weiter erhöht wenn man die Belastung erhöht.
Das Eisenmaterial im Motor ist dann gesättigt und kann nicht mehr hergeben.

Bei einbem Nabendynamo der eine natürliche Drosselung auf 500mA hat sieht die Stromkurve ganz ähnlich aus.


Grüße

Bern

[Totte]

Sehr schöne Messreihen – da sieht man den Vorteil der Schottky Dioden bei den generierten Kleinstspannungen sehr deutlich.
Damit ist der getriebene Strom auch gleich um einiges höher ...

Das mit dem abnehmenden Stromanstieg bei steigender Drehzahl ist erstmal kein Problem, dass können wir später korrigieren.
Das kommt vom induktiven Blindwiderstand XL der Wicklung, da mit steigender Rotordrehzahl ja auch die Frequenz unserer erzeugten Wechselspannung steigt.
Heißt, also, das der Generatorinnenwiderstand Z mit steigender Drehzahl steigt:

generator_impedanz.png (512 Bytes) 9671-mal betrachtet

Das ist das gleiche Problem beim Nabendynamo ... mit kapazitiver Reihenkompensation kann man dem und allen anderen Schrittmotoren mit hoher Wicklungsinduktivität deutlich mehr Strom entnehmen.

[Famzim]

Hallo M.

zum Laden oder entladen werden jeweils Minus mit Minus zusammen geschaltet.
Also - vom Gleichrichter an - des Akkus.
Zum Strom messen dann + vom Gleichrichter zum + Messgerät, weiter von - Messgerät zu + vom Akku.
So fliest der Ladestrom, durch den Strommessbereich des Messgerätes, und dann weiter.
Also das Messgerät auf Gleichtrom schalten UND stöpseln.
Nach erreichen der Akkuspannung beginnt dann die Ladung.

Gruß Aloys.

[Bernd]

Das ist das gleiche Problem beim Nabendynamo...mit kapazitiver Reihenkompensation kann man dem und allen anderen Schrittmotoren mit hoher Wicklungsinduktivität deutlich mehr Strom entnehmen.

Bist du Dir ganz sicher das die Kurve eines Nabendynamos wirklich nur daher rührt ?
Nach dem was ich diversen Publikationen auch der Hersteller gelesen habe scheint mir eher ein anderer Grund für den Knick dort maßgeblich zu sein.

Mit Kompensation sieht man in den publizierten Kurven zwar einen etwas anderen Kurvenverlauf aber die Kompensation hat auch nicht nur Vorteile.
Bei hohen Drehzahlen sinkt dann die Leistungsentnahme am Nabendynamo eher.
Nach meiner Meinung kann man damit weniger egalisieren bzw. heraus holen als man sich wünscht.
Ich behaupte mal du erreichst damit beim Nabendynamo keine höhere Maximalleistung, nur eine Verschiebung der Leistung in Bezug auf die Drehzahl.
Beim Nabendynamo sind die Frequenzen allerdings auch nicht so sehr hoch wie bei einem schnell drehenden Schrittmotor und beim
Nabendynamo beginnt der Knick trotzdem schon sehr früh.

Beim Schrittmotor kann es allerdings ganz anders sein.
Grundsätzlich ist so eine gebogene Kurve sowieso per se erst mal kein Negativum wenn man nicht gerade super hohe Leistungen benötigt.
Wenn das Eisen allerdings schon seine maximalen Amperewindungen erreicht hat dann nutzt kompensieren auch nicht viel.


Grüße

Bernd

[Famzim]

Hallo

Vor etwas längerem einige Tests mit Eisengenerator!


Nochmal Messungen:
Motor nun der 32 Poler und Generator 28 Pole.
Darum die etwas niedrigeren Drehzahlen!
Drehzahl--- Moment--- Motor V--- Motor A--- Gen.V (Y)- Gen.Strom- Mess Spule
3500 --------20 -------34,4------3,3---------22,6------------0------3,25
3370 --------40 -------33,9------5,5---------21,0------------0------3,09
3010 -------120--------32,6-----13,6---------15,2-----------11,4----2,41
2930 -------140--------32,0-----15,7---------14,0-----------13,7----2,21
2870 -------160--------31,6-----17,9---------11,9-----------17,1----1,9
2860 -------164--------31,5-----18,4---------10,0-----------19,4----1,62
2880 -------160--------31,7-----17,7----------8,5-----------21,0----1,41
3070 --------97--------32,5-----11,2----------2,9-----------24,0----0,75
U/min-------Ncm---------V--------A------------V-------------A-------V

Ich denke man kann die untereinander stehenden Werte auch gut ohne Kurve sehen!
Das höchste Drehmoment mit 164 Ncm bei 2860 U/min.
Generatorspannung schon unter 50 %.
Motor max Leistung.
Auch die Messspule zeigt 50 % Spannung.
Danach sinkt die Antriebsleistung bei wieder steigender Drehzahl.
Das Drehmomend sinkt auf 97 Ncm trotz steigendem Generatorstrom.
Bei Kurzschluß am Gleichrichter zeigt das V Meter 2,9 V am Y Phasenausgang.
Messspule auch nur noch 0,75 V für das wirksame Magnetfeld, im gegensatz zu 3,25 V im "fast" Lehrlauf.

Ja so sieht es aus am BL Generator.

In der zweiten Reie fehlte mir der Generatorstrom, keine Ahnung, deshalb die Null für Strom.
Man sieht aber das die Antriebsleistung nach einem Maximum an Strom wieder kleiner wird, trotz größerem Generatorstrom.
Auch der Spannungsverlauf vom Generator und wie niedrig die Spannung dann bei starker Last ist, kann man heraus lesen.
Die Meßspule ist übrigens eine unabhängige Spule die oben, schon über einer Generatorspule sitzt, und zur Feldstärkemessung im Steg genutzt wird, das Feld ist dann fast nicht mehr vorhanden, nach der erregten Spannung zu urteilen.
Lehrlauf = 3,25 V und bei Kurzschluß dann = 0,75 V =23 % .
Auch ein Nabendynamo wird so immer am Stromlimmit betrieben, und das bestimmt die " Lampe " die ihren Wiederstand von kalt zu heiß um den Faktor 10 verändert.
Da ist also " ein Knick " .
Da ist aber das Eisen nicht gesättigt sondern das Gegenteil ist passiert !
Das Feld der Magneten wird zurück gedrängt durch das Elektrofeld der Generatorspule.

Gruß Aloys.