Uitgangsspanning dynamo geleidelijk verhogen

Hallo allemaal,

Dit is mijn eerste topic op dit forum, hopelijk kunnen jullie mij helpen.

Op mijn stage ben ik bezig met het maken vaneen prototype waarbij er een dynamo word aangedreven door een aandrijfas van een bestaande machine. Graag wil ik dat de dynamo pas gaat laden op het moment dat de machine is opgetoerd. Dit zodat de draaiweerstand van de machine met starten tot het minimum beperkt kan worden. Het probleem is alleen dat wanneer de machine is opgetoerd de aandrijfas van de dynamo 3500 omw/min maakt. Wanneer ik nu het magnetisch veld van de dynamo in een keer bekrachtigen ben ik bang dat de aandrijf as een te hoog piekkoppel te verdragen zal krijgen waardoor er op den duur slijtage gaat optreden.

Mijn vraag is nu of het dynamovermogen geleidelijk kan worden opgevoerd, totdat de benodigde waarden is bereikt? Hierbij dacht ik zelf bijvoorbeeld om het magnetisch veld langzaam te bekrachtigen of doormiddel van een variabele weerstand aan te brengen bij de plus van de dynamo waarmee dus de laadstroom geleidelijk kan worden opgevoerd.

Het gaat hier om een 24 volt / 80 ampère dynamo met een Bosch spanningsregelaar.

Het gebeurt bij auto's ook. Ik heb hier een stukje van 'Smart Charge' dynamoregelsysteem.

De PCM controleert en regelt tegelijkertijd de uitgangsspanning van de dynamo. Als het stroomverbruik hoog is of als de accu overmatig ontladen is, dan kan het systeem het stationair toerental verhogen. Om de draaiweerstand van de motor tot een minimum te beperken wanneer de motor wordt gestart, dan schakelt de PCM de dynamo uit. Wanneer de motor is gestart, dan verhoogt de PCM geleidelijk de uitgangsspanning van de dynamo.

Bij het 'smart charge' dynamoregelsysteem wordt de dynamo tijdens het starten van de motor uitgeschakeld. Pas nadat de motor is aangeslagen wordt de dynamo ingeschakeld.

Wat hierboven beschreven word is eigenlijk waar ik naar toe wil.

Ik ben benieuwd naar jullie reacties :)

van een variabele weerstand aan te brengen bij de plus van de dynamo

Zoek eens op stroombron

It's the rule that you live by and die for It's the one thing you can't deny Even though you don't know what the price is. It is justified.
Shiptronic

Golden Member

Aan de dynamo hoef je niks te doen dat is alleen een spanningsregelaar die de boel op 13,8 28 V houd.

Het ligt er aan hoe zwaar je hem belast, ofwel hoeveel stroom trek je eruit, en dat kan je heel langzaam oplaten lopen. Maar daarvoor hoef en moet je niks aan het veld ed. lopen prutsen.

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

dus ik zou de dynamo gewoon kunnen bekrachtigen met de schakelaar,lapje accu etc. en vervolgens met een variabele weerstand de gevraagde laadstroom kunnen laten oplopen vanaf het moment dat de machine stationair loopt?

Shiptronic

Golden Member

Yep, en met dat lampje bepaalje waneer de dynamo "aan" gaat.

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

vanaf een bepaald toerental schiet de dynamo vanzelf in gang, lampje of geen lampje.

mijn dodge had zo een 'nieuwere' dynamo maar was daarop niet voorzien (regelaar zat in de kabelboom elders verwerkt).
ik heb enkel de dikke + klem van de dynamo aan de accu gehangen en eens de motor boven de 2000Rpm ging, schoot de dynamo vanzelf ingang en bleef dan zelf bekrachtigd.
enigste probleem was dan wel dat de dynamo onbelast 16V gaf, met de lichten aan nog 14V, ruitenwissers aan 13V en chauffageaanjager aan 12V.
ik moest dus zelf de belasting 'regelen' zodat men accu niet leegliep en ook niet overladen werdt (dus met de ruitenwissers en lichten aan, moest de verwarming uit). overdag moest ik dan ofwel de chauffage ofwel de lichten aanzetten om van die 16V af te raken

[Bericht gewijzigd door fcapri op 13 maart 2015 14:36:36 (11%)]

ik hou van werken ..., ik kan er uren naar kijken
Franssel

Golden Member

Op 13 maart 2015 14:35:15 schreef fcapri:
vanaf een bepaald toerental schiet de dynamo vanzelf in gang, lampje of geen lampje.

Deze Wisselstroom dynamo zoals de afbeelding gaat niet laden zonder voorbekrachtiging via het lampje
Wel een gelijkstroom dynamo zoals jij bedoeld

Verder geniet ik van mijn f9638 geluid in mijn werkplaats en huiskamer

ik vraag me af wat voor aandrijfas je gebruikt.
Als je 28v bij 80A afneemt is dat ongeveer 2,2Kw dat zou 6,8Nm zijn bij 3500Rpm kan die as dat niet aan?

Automotive engineer - www.easy-tech.nl

Als met een externe bron B+ boven 28V wordt gehouden zal de dynamo geen vermogen moeten leveren en de as dus amper gaan belasten.

Als je een goede koppeling hebt met de as en de dynamo zie ik niet waarom er daar slijtage zou optreden. Slijtage kan enkel op de overbreng punten plaatsvinden en niet op een as zelf.

Op 13 maart 2015 15:43:47 schreef Franssel:
[...]
Deze Wisselstroom dynamo zoals de afbeelding gaat niet laden zonder voorbekrachtiging via het lampje
Wel een gelijkstroom dynamo zoals jij bedoeld

en toch hebben al mijn autos zo een dynamo zoals hierboven (weliswaar met een blokje waar 14.4V opstaat) en gaan die dynamos spontaan werken als het toerental boven de 2000rpm gaat. dashboard lampje of niet. je mag zelf dat velddraadje komen uittrekken, voltmeter op de accu en zal hier dan een auto starten. eerst 11,5-12V, ff gas geven tot 3000rpm en je zal 14V hebben

ik hou van werken ..., ik kan er uren naar kijken
EricP

mét CE

Waar zou die piek dan vandaan moeten komen???

Mastervolt had destijds van die regelaars. Bedoeld om een motor niet direct na het starten te belasten. MI. vooral goed voor in de folder, maar het deed wat jij hier beschrijft.

Voor mijn weten gaat de dynamo pas zwaarder lopen naarmate deze bekrachtigd wordt. Zolang je hem elektrisch afgekoppeld heb is de belasting nihil voor de motor.

Zodra je hem dan in 1 keer inschakelt heb je op dat inschakelmoment dat de motor het iets zwaarder krijgt maar dit kan gewoon, of is je motor hiervoor te licht?

De Dynamo heeft hier echt niet onder te lijden want deze draait al mee, niets aan de hand dus.

Het mechanisch plotseling inschakelen van de dynamo veroorzaakt een piekbelasting op een as. Dat kan na verloop van tijd een probleem worden.

Maar als ie mechanisch al draait en je schakelt plotseling de generator in, dan zal plotseling het koppel in de as van nul (alleen de wrijving) naar nominaal stijgen. Geen overshoot. Uit metaalmoeheid onderzoek blijkt dat de krachtwisselingen vooral van belang zijn. Dus of je nu langzaam of snel van die nul naar nominaal gaat maakt niet uit....

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

en toch hebben al mijn autos zo een dynamo zoals hierboven (weliswaar met een blokje waar 14.4V opstaat) en gaan die dynamos spontaan werken als het toerental boven de 2000rpm gaat. dashboard lampje of niet. je mag zelf dat velddraadje komen uittrekken, voltmeter op de accu en zal hier dan een auto starten. eerst 11,5-12V, ff gas geven tot 3000rpm en je zal 14V hebben

Klopt min of meer gedeeltelijk niet wel zeg maar. ;)

Het laadlampje zat in grijs en oud verleden rechtreeks het circuit van de de veldwikkeling. Lampje stuk geen veld en dus geen uitgangspanning op de dynamo. In sommige modernere dynamo's met een moderne electronische (Wat is modern trouwens, in mijn 40 jaar oude auto zit het ook al.) regeling zit dat anders. De veldstroom wordt gestuurd en daarmee de uitgangspanning van de dynamo. Het lampje zit er appart bij en wordt gestuurd door die regeling omdat dat handig is voor de bestuurder. Het rechtstreekse verband met de veldspoelen is er dus niet (altijd) meer. Afhankelijk van de lader is dit lampje soms wel en soms niet belangrijk om de dynamo te starten. Dit lampje op het oude systeem zomaar vervangen door een led gaat dus ook niet werken.

Dan hebben alle dynamo's ook nog zoiets als een beetje remanent magnetisme. Niet alle weisgebiedjes staan willekeurig door elkaar met als gevolg een magnetische resultante van nul. Er staan toevallig een paar gebiedjes dezelfde kant op. Met als gevolg een zeer klein magnetisch veld. Dit veld is dan voldoende om de kettingreactie van een beetje veld geeft een beetje stroom die geeft weer een beetje meer veld enz. De dynamo gaat stroom geven. Is het veld circuit onderbroken door een defect of afwezig lampje (of ondeskundig ingebouwd ledje) dan zal mde dynamo dus nooit gaan werken. Zit er in plaats van een lampje een spannings regelaar tussen dan kan de dynamo dus wel gaan werken als die regelaar die eerste initiele stroom doorlaat.

Het is dus niet echt te zeggen wat er hoe gaat gebeuren zonder het exacte schema van zowel de dynamo als de regelaar en de aangesloten circuits zoals dat van het laadlampje. Er zijn best verschillen tussen de merken automobielen, dynamo's en regelaars.

Mijn dynamo met regelaar levert nominaal 27,6 volt (Maximaal 36 volt. Toen was de regelaar stuk. '-( ) en een piekstroom van 90 ampere. Dat is volgens de specs. van de dynamo. Maar ik heb het getest ook >:-) .

Franssel

Golden Member

Op 15 maart 2015 10:55:48 schreef Ex-fietser:
[...]
Het is dus niet echt te zeggen wat er hoe gaat gebeuren zonder het exacte schema van zowel de dynamo als de regelaar en de aangesloten circuits zoals dat van het laadlampje. Er zijn best verschillen tussen de merken automobielen, dynamo's en regelaars.>:-) .

Nou Zonder schema kan ik u vertellen hoe de regeling werkt .

1==zoals bovenstaande dynamo van TS met ingebouwde regelaar heb men het lampje nodig ter voorbekrachtiging , mocht het anker toch wat remanent magnetisme hebben en voldoende zou zijn om de regelaar te laten werken dan heb ik twijfel over de kwaliteit vd dynamo

2==zonder deze regelaar , dan zie je 2 velddraadjes die gestuurd worden door de boordcomputer (lampje gestuurd door de computer alleen ter controle en is de installatie geschikt voor calciumaccu's (sinds ongeveer 2005)

3== de echte oude gelijkstroom dynamo waar het lampje ook alleen ter controle is , de Stroom/spannings/regelaar zit vaak in de buurt vd dynamo , soms erop , de laadstroom gaat dan ook via de regelaar naar de accu

4== dynastarters is een anders verhaal ivm combinatie van de spoelen

Verder geniet ik van mijn f9638 geluid in mijn werkplaats en huiskamer

bedankt voor alle reacties, ik ben het idd met 'electromoter' eens en ga de dynamo dus pas voor bekrachtigen op het moment dat de machine is opgetoerd. Nu zit ik alleen nog met 1 probleem. Na wat op internet rondgeneusd te hebben kwam ik uit bij de "bosch technische leergang".

Hierin staat ook dat de dynamo kapot kan gaan wanneer deze niet is aangesloten op een accu:
"Bij correct aangesloten batterij en onder
gewone rijomstandigheden is normaliter geen extra bescherming nodig voor de elektronische eenheden. De zeer kleine inwendige weerstand van de batterij dempt alle spanningspieken die in de installatie kunnen optreden . Onder abnormale bedrijfsomstandigheden of in geval van storingen kan het aanbevelenswaardig zijn om een bescherming tegen te hoge spanning aan te brengen . De achtergrond van te hoge spanning en de gevolgen te hoge spanning in de installatie van een motorvoertuig kan optreden ten gevolge van het uitvallen van de regelaar, het uitschakelen van verbruikers met een grote inductieve weerstand (elektromotoren), slechte contacten en kabelbreuk . Ook de ontstekingsinstallatie kan te hoge spanningen afgeven
. Vaak gaat het hier om spanningspieken, dus kortdurende hoge spanningen van enkele milliseconden.
De grootste spanningspieken komen vanaf de ontstekingsinstallatie en kunnen ongeveer350V bedragen. Ook ontstaan er spanning pieken
wanneer bij lopende motor de verbinding tussen dynamo en batterij is verbroken (starten met een hulpbatterij of het verkeerd losnemen van de batterij) en verbruikers worden ingeschakeld.

Om gevaarlijke spanningspieken te vermijden mag een dynamo onder
normale rijomstandigheden niet zonder batterij werken. In bepaalde situaties moeten we echter rekening houden met het feit dat gedurende korte tijd (noodsituaties)zonder batterij zal worden gereden. Beveiliging tegen te hoge spanning zodat een bescherming tegen te hoge spanning noodzakelijk is .
Het gaat hierbij om de volgende omstandigheden:

Het wegrijden van nieuwe auto's
op de eindmontageband zonder
batterij naar de afdeling waar de
motoren worden afgesteld .

Autotransport (de batterij wordt
pas gemonteerd tijdens aflevering
van de auto aan de klant) .

Bij werkzaamheden aan de auto .

Ook bij tractoren, bouwmachines, aggregaten etcetera kan niet altijd worden vermeden dat incidenteel ook zonder batterij wordt gewerkt. Zonder beschermende maatregelen lopen hoofdzakelijk de halfgeleiderelementen als dioden, transistoren en
thyristors in dynamos, regelaars of bijvoorbeeld elektronisch gestuurde inspuitsystemen het gevaar om door spanningspieken te worden beschadigd. Te hoge spanningen veroorzaken elektrische doorslag in de dunne halfgeleider- en isolatielaagjes, met als gevolg dat de goede werking van deze elementen wordt gestoord
of dat ze geheel uitvallen . Een voldoende bescherming tegen to
hoge spanning maakt de schakeling zelf duurder of vereist de montage van extra beschermingselementen."

Verder op in dit document staat een stuk over een zener-diode die ervoor zorgt dat de dynamo kan draaien zonder accu en zonder dat deze dan ook kapot
gaat.(ik zal jullie nog zo'n de lap tekst besparen)

Nu zit er wel iets (naar mijn idee) extra op achterop mijn dynamo en daarmee bedoel ik het zwarte draadje met zwart blokje (zie afbeelding hieronder) maar weet niet zeker of dit een zener-diode is. Mijn vraag is nu of iemand van jullie dat wel weet en of iemand weet of het met zo'n zener-diode wel mogelijk is om zonder accu de dynamo te laten draaien:)

Franssel

Golden Member

Mooi verhaal en zal deels waar zijn .
Maar als ik/wij een accu verwijderen bij lopende motor dan schakelen we gewoon het groot licht aan als buffer en belasting .
op mobilisatie complexen waar vele honderden voertuigen stonden was dat dagelijkse praktijk .
die voertuigen werden halfjaarlijks gestart voor onderhoud met een los accu set met kabel , nooit defecten gehad

Verder geniet ik van mijn f9638 geluid in mijn werkplaats en huiskamer

Dat zwarte blokje is de regelaar, geen zenerdiode. De regelaar is het ding wat kapot kan gaan van spanningspieken.

P.S. In de ontsteking komen spanningen voor van wel 2000V! Gelukkig blijven die wel binnen "de ontsteking".

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Shiptronic

Golden Member

Nee dat blokje is niet de regelaar maar een Condensator, de ronde transistor met bosch erop is de regelaar

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

Oh.... Ik keek naar dat ronde zwarte ding en dacht dat iemand anders dat wel een "blokje" kon noemen.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Beste master-wincoop,

Op 23 april 2015 15:55:22 schreef master-wincoop:
bedankt voor alle reacties, ik ben het idd met 'electromoter' eens en ga de dynamo dus pas voor bekrachtigen op het moment dat de machine is opgetoerd.

Hij heeft het idd bij het rechte eind. Het opstarten van de belasting zou inderdaad zonder speciale voorbereiding moeten kunnen gebeuren. Ik denk dat de slow-start systemen bedoeld zijn voor voertuigen waar onderdelen in zitten die extreem veel (start)stroom vragen zoals een zware compressor of een lege accu. En zelfs dan is het waarschijnlijk meer ter bescherming van de aandrijfriem dan de as. Dynamo's zijn gebouwd op dit soort belastingen.

Hierin staat ook dat de dynamo kapot kan gaan wanneer deze niet is aangesloten op een accu:

[...]

Als je goed leest dan zie je dat ze spreken of het uitvallen van gebruikers. Dat komt omdat een dynamo een groot inductief element heeft, en als er dan veel stroom loopt die je dan uitschakelt ontstaat er een grote spanningspiek die elektronica en isolatie kapot kan maken. Het ligt dus niet aan het onbelast draaien, maar aan het uitschakelen/uitvallen van belastingen. Als er in jouw geval niets aangesloten is op je dynamo zou er nooit een apparaat kunnen uitvallen en komen er geen inductieve piekspanningen die iets stuk kunnen maken. Dan kan de dynamo zonder belasting functioneren. De (iets) te hoge spanning die hij dan levert moet niet het probleem zijn. Een accu kan de spanningspieken gewoonlijk opnemen omdat hij een lage inwendige weerstand heeft en dan is extra beveiliging niet nodig.

Als je vervolgens een belasting aansluit met een of ander vorm van een schakelaar of zo is het wellicht wel een idee om parallel aan het contact een snubber te plaatsen. Dan voorkom je een spanningspiek en is een accu niet strict nodig. Een snubber is een serieschakeling van een weerstand en een condensator. Afhankelijk van de stroomsterkte die vraagt moet je deze onderdelen dimensioneren. Omdat de stromen vrij groot zijn moet er een zware draadgewonden weerstand in die de piekspanning beperkt. De grootte hiervan is:

Rsnub=Up/Imax

Up = de maximaal acceptabele piekspanning, zeg 50V of zo, dat moet je dynamo sowieso wel aan kunnen denk ik
Imax = De maximale stroom die je verwacht te trekken

De condensator zal een Low-ESR type condensator moeten zijn, ik zou beginnen met 470µF/100V oid. Dan moet de piekspanning op de condensator worden gemeten wil je het echt zeker weten, maar voor de veiligheid is een flinke waarde wel handig. De hoeveelheid energie in de wikkelingen van een dynamo is alleen te weten te komen als je de zelfinductie van de spoelen kent, maar schaalt kwadratisch met de stroom. Reken dus op krachtige inductieklappen als je plotseling de belasting afkoppelt.

Groet,
Kruimel

Volgens mij kan het een stuk simpeler.
Als je de regelaar verwijdert zit er een contact veer die verbinding maakt met D+.
Als je de veer vervangt voor een paar stukken draad kan je extern via een relais de bekrachtiging inschakelen zonder last te hebben van remanent magnetisme.

Automotive engineer - www.easy-tech.nl

Het gaat in ons geval erom dat ik de dynamo buiten het inschakelen bij hoog toeren ook wil kunnen uitschakelen ingeval van een noodstop. Dit dacht ik te doen door een relais te zetten tussen de laadstroom kabels. Dit zodat ik de laadstroom kan onderbreken tijdens een noodsituatie. Door de laadstroom te onderbreken zal de dynamo "vrij"gaan lopen. Hiermee bedoel ik dat de stator uiteraard wel zal draaien maar dat er geen vermogen meer wordt gevraagd waardoor er minimale belasting is voor de machine.

Wanneer ik de laadstroom in een keer zal uitschakelen zal er dus zoals Kruimel zegt een hoge piekspanning optreden die naar alle waarschijnlijkheid de regelaar zal slopen.

Dit probleem is dan met een snubber op te vangen?

Tevens heb ik nog een andere vraag:
Vanmorgen heb ik een test gedraaid met de opstelling waar de dynamo "normaal" is aangesloten op de accu's. Op de uitgaande as van de machine (aandrijf as dynamo) is een reductor geplaatst die omgekeerd wordt gebruikt als versneller. Volgens de leverancier zou het gebruiken van die reductor als versneller geen probleem moeten zijn. Nu blijkt echter dat de reductor erg heet wordt, ver boven zijn specs en begon te zweten. Heeft iemand ervaring met het gebruiken van een rector als versneller en werd deze toen ook warmer dan in de specs bescheven stond?

Gr david

Beste Paul Welther, master-wincoop,

Op 24 april 2015 10:55:49 schreef Paul Welther:
Volgens mij kan het een stuk simpeler.
Als je de regelaar verwijdert zit er een contact veer die verbinding maakt met D+.
Als je de veer vervangt voor een paar stukken draad kan je extern via een relais de bekrachtiging inschakelen zonder last te hebben van remanent magnetisme.

Is die D+ de excitatiewinding? Klinkt inderdaad als een goed idee. De stroom daar zal een orde grootte kleiner zijn dan de uitgangsstroom en is makkelijker te schakelen.

PS Op de foto zit D+ tegenover de regelaar, wellicht zit D- onder de regelaar. :o Maakt verder niet uit en het blijft een uitstekend idee! :-)

Op 24 april 2015 11:45:28 schreef master-wincoop:
Het gaat in ons geval erom dat ik de dynamo buiten het inschakelen bij hoog toeren ook wil kunnen uitschakelen ingeval van een noodstop. Dit dacht ik te doen door een relais te zetten tussen de laadstroom kabels. Dit zodat ik de laadstroom kan onderbreken tijdens een noodsituatie. Door de laadstroom te onderbreken zal de dynamo "vrij"gaan lopen. Hiermee bedoel ik dat de stator uiteraard wel zal draaien maar dat er geen vermogen meer wordt gevraagd waardoor er minimale belasting is voor de machine.

Wanneer ik de laadstroom in een keer zal uitschakelen zal er dus zoals Kruimel zegt een hoge piekspanning optreden die naar alle waarschijnlijkheid de regelaar zal slopen.

Dit probleem is dan met een snubber op te vangen?

Tevens heb ik nog een andere vraag:
Vanmorgen heb ik een test gedraaid met de opstelling waar de dynamo "normaal" is aangesloten op de accu's. Op de uitgaande as van de machine (aandrijf as dynamo) is een reductor geplaatst die omgekeerd wordt gebruikt als versneller. Volgens de leverancier zou het gebruiken van die reductor als versneller geen probleem moeten zijn. Nu blijkt echter dat de reductor erg heet wordt, ver boven zijn specs en begon te zweten. Heeft iemand ervaring met het gebruiken van een rector als versneller en werd deze toen ook warmer dan in de specs bescheven stond?

Gr david

Paul Welther's oplossing zou voor je noodstop ook moeten werken en is inderdaad een stuk simpeler.

Over reductors weet ik niets, daarvoor moet je wellicht de fabrikant opnieuw raadplegen. In elk geval zal er meer informatie moeten komen over de reductor. Merk, typenummer en de omstandigheden van de test. Soms komt het door een slechte uitlijning, dan zijn de assen van de machines niet precies haaks en dan trek je de lagers scheef die dan warm worden. Dan heb je een of andere vorm van elastische koppeling nodig.

Misschien heeft hij last van momentimpulsen. Waardoor wordt hij aangedreven? Als het verbrandingsmotor met maar 1 cilinder is bijvoorbeeld kan dat ook een deel van het probleem zijn. Dan incasseert hij heel grote piekkoppels door het traagheidsmoment van de dynamo (die dan ook nog eens 3x zo snel gaat) worden gladgestreken. Daardoor krijg je een veel zwaardere belasting dan simpele berekeningen impliceren.

Mocht je dit willen doen is het belangrijk de contacten op de dynamo en de belasting goed aangesloten te houden. Een los contact is hetgeen ze in de Bosch technische leergang expliciet voor waarschuwen!

Groet,
Kruimel

edit: Reactie op het bericht van master-wincoop toegevoegd
edit2: d- ipv d+