Spanningsregelaar motorfiets

Dit is een schema van een spanningsregelaar zoals die vaak te vinden is in brommers/motorfietsen.
Als ik het schema goed begrijp dan worden de spoelen kortgesloten zodat de gemiddelde spanning circa 14V wordt.
Dit betekent volgens mij dat de dynamo altijd vol vermogen levert en dit vermogen óf naar de accu/verbruikers gaat óf wordt gedissipeerd door de spoelen en transistors?
Klopt dit?

Waarom hebben ze het niet zo gemaakt dat de spoelen niet kort gesloten worden maar er telkens juist verbinding wordt gemaakt, net als met pwm?
Ze zullen er vast een reden voor hebben, die jullie wel weten. En daar ben ik benieuwd naar ?

dat is het groene is gewoon de gelijkrichter om de 3fase spoelen altijd dezelfde + en - te geven aan de motor.

de 'diode' symbooltje met dat extra draadje naar de spanningsregelaar, sluiten de wikkelingen kort naar massa

je gaat ze kortsluiten omdat de spanning te fel oploopt, zou je met PWM onderbreken, gaan de spanningen in de spoelen nog meer opslingeren.

Op 21 december 2023 08:31:00 schreef fcapri:
dat is het groene is gewoon de gelijkrichter om de 3fase spoelen altijd dezelfde + en - te geven aan de motor.

Ja ik was er vergeten bij te zetten dat ik dat groene zelf niet had omcirkelt, zo had ik de afbeelding gedownload. Ik weet inderdaad dat dat het gelijkrichten van de 3 fases is.

Maar is het dan misschien zo dat in deze situatie de spanning van 0 tot 14V geregeld wordt en anders van maximaal naar 14V, dus bijvoorbeeld van 60V naar 14V?

Er was al de misvatting besproken dat de kortgesloten dynamo "vol vermogen" zou leveren.
Zie de discussie in https://www.circuitsonline.net/forum/view/162769 .

Ik heb alles even snel doorgelezen.
Het komt er dus op neer dat hij niet vol vermogen levert omdat hij maar maximaal een bepaalde stroom kan leveren?
Dus stel hij kan maxjmaal 20A leveren, spanningsval over de thrystors en spoelen tijdens het kortsluiten is bijvoorbeeld 2V dan gaat er op dat moment 40W in warmte op ipv maximaal 20A×14V= 480W naar alle verbruikers?
Klinkt logisch eigenlijk.

Ik las wel eens op motorforums dat het beter voor de spanningsregelaar zou zijn om zoveel mogelijk verbruikers aan te hebben. Omdat de spanningsregelaar dan minder energie in warmte hoeft om te zetten.

Maar klopt dit dan wel? Ik denk zelf van wel. De spanningsval over de dioden en thrystors blijft gelijk, dus wanneer de thrystors minder vaak kortgesloten worden krijgen ze minder vaak de 20A te verwerken?

Klopt zo inderdaad lijkt me.
Klein addertje onder het gras: de dynamo kan kortgesloten net wat meer stroom leveren dan wanneer die 14 V moet overwinnen. De stromen en het verschil hangen mede af van het toerental. De kortsluitstroom loopt bij toenemend toerental sneller op naar het maximum dan die andere.

Dan schiet me toch nog een vraag te binnen.
Bij een auto is het zo dat elke extra elektrische verbruiker zorgt voor meer aansturing van de veldwikkelingen. Dus de motor krijgt het zwaarder omdat hij meer weerstand krijgt.
Dus meer brandstofverbruik. (Ook al is dit heel weinig).

Hoe zit dat dan bij een motorfietsdynamo...
Want deze levert misschien niet het volledige vermogen bij minder vraag, maar wel maximale stroom.
Is het de stroom of het vermogen wat voor de extra weerstand in de dymamo zorgt?

stel dat de motorfiets dynamo 10A kan leveren, als je die kortsluit doet die dan 10A x 2V = 20W.
als je die maximaal belast, is er dan 10A x 14V = 140W.
kortgesloten doet die 7x minder weerstand voor de motor

een autodynamo doet makkelijk 60-100A. die kortsluiten, dan heb je best veel vermogen. zelf aan 2V x 100A moet je ineens 200W verstoken in die regelaar. daar loont het dus om de veldwikkeling aan te sturen.
die dynamo is dan ook een stuk groter en moeilijker, dan bij een motor waar een paar spoelen vast zitten met een magneet die rondslingert (geen veldwikkeling die je kan sturen)

[Bericht gewijzigd door fcapri op (48%)]

Ik was bezig met mijn motorfiets en toen moest ik weer aan de werking van de spanningsregelaar denken. Ik wilde er toch wat dieper op in gaan.

Wanneer krijgt de regelaar nu het meest te verduren?

Stel hij kan maximaal 14V x 20A = 280W leveren.
In dit voorbeeld heeft de diode 0,6V spanningsval en de thyristor 1,2V, volgens mij zijn dat wel aannemelijke waardes.

Als de thyristor 'on' is, de spoelen worden kortgesloten dan is het gedisspeerde vermogen van de thyristor bijvoorbeeld 1,2V x 22A = 26,4W.

Als de thyristor 'off' is dan is het gedisspeerde vermogen over de 2 dioden afhankelijk van de afgenomen stroom.
Dus: 2 x 0,6V x A.

Op vol vermogen zou dit dus 1,2V x 20A = 24W zijn. Bijna gelijk aan 26,4W in de 'on' state.

Maar wat gebeurt er nu precies als er minder vermogen afgenomen wordt, bijvoorbeeld 5A of 10A?

Ik kom er even niet uit.

Wordt de spanningsregelaar nou juist warmer bij veel verbruikers aan of bij minder verbruikers aan? Of ligt het ergens in het midden?

De spanning is in de eerste plaat afhankelijk van de RPM van de motor. En zeg bij 80 - 100km/h zal denk ik de spanning precies goed zijn om de accu te kunnen laden. De Ri van de wikkelingen zal ook wat spanningsval hebben en zo kan je bij deze snelheid de accu opladen zonder dat regelaar hoeft in te grijpen.

Er is onlangs al eerder een heel topic hierover geweest.

https://www.circuitsonline.net/forum/view/162769#highlight=motorfiets+…

Wat ik daarvan onthouden hebt (is heel weing ;) is dater nogal wat verschillende type dynamo's en alternators voor motorfietsen bestaan en dat het type regeling nogal verschilt voor een een dynamo voor klein vermogen of groot vermogen.

Is het de stroom of het vermogen wat voor de extra weerstand in de dymamo zorgt?

Wat komt er het eerste?
De spanning is er als eerste. Als je daar een verbruiker op aansluit dan loopt er ook nog een stroom en dus vermogen. Het dus beide vermogen spanning en stroom horen bij elkaar en het totaal ervan zorgt voor de weerstand.

Ik kom er even niet uit.

Wordt de spanningsregelaar nou juist warmer bij veel verbruikers aan of bij minder verbruikers aan?

Een dejavu met je andere topic over blindvermogen. Ook daar was het de stroom die voor warmte zorgt, dat is hier niets anders.

P = I x I x R >> Stroom is dus geen factor als het om weerstanden gaat en hun warmte gaat.

Maar dat klopt niet helemaal want als je een dynamo gaat kortsluiten en de spanning zou op 12V blijven staan dan zou de stroom de belachelijk groot worden. Dus spanning is in die zin ook een factor omdat de stroom dan hoger word.

stel dat de motorfiets dynamo 10A kan leveren, als je die kortsluit doet die dan 10A x 2V = 20W.
als je die maximaal belast, is er dan 10A x 14V = 140W.

JE kan bij een dynaomo iets met een magnetisch shunt ( of hoe dat) doen waardoor ze kortsluit vast worden. Nominaal zal de stroom dan 10A zijn en bij kortsluiten bv 13A. Tot 10A zal de spanning normaal zijn en als je dan boven de zeg 11A komt zakt de spanning heel hard in elkaar.

En omdat de dynamo dus zo gemaakt is dat spanning hard onderuit gaat en er opzeg 13A begrenst word is het ongeveer 13A x 2V = 26W watt wat er in thyristoren gaat zitten.

Als de Dynamo normaal werkt is het maximaal 10A en dan gaat er 10A x 2 x 0,6V = 12W in de 6 diodes zitten.

[Bericht gewijzigd door benleentje op (12%)]

Ik had het hele topic al doorgelezen.

Voor het gemak houden we de RPM even op maximaal, en varieren we alleen het verbruik.

Wat mij nog niet duidelijk is, of wat ik wellicht verkeerd begrijp, is dat in the 'on' state er ongeveer evenveel vermogen wordt gedissipeerd als in de 'off' state als hij vol vermogen moet leveren.

Dus hoe het nu op mij over komt is dat de regelaar even warm wordt met maximaal verbruik als met geen verbruik.
In het ene geval is de 'on' tijd een groot gedeelte van de tijd aan en wordt er maar weinig vermogen door de dioden gedissipeerd.
In het andere geval is de 'off' tijd een groot gedeelte van de tijd aan maar dan wordt er weer veel vermogen door de dioden gedissipeerd.

Ik hoop dat het een beetje duidelijk is wat ik bedoel. Van horen zeggen zou het zo moeten zijn dat de regelaar warmer wordt bij weinig stroom afname van de verbruikers.
Maar hoe ik het zie heft het een het ander op en blijft het gedissipeerde vermogen redelijk gelijk.

IK heb mijn vorige bericht nog flink aangepast lees het aub nog even door.

Maar wat gebeurt er nu precies als er minder vermogen afgenomen wordt, bijvoorbeeld 5A of 10A?

Ik kom er even niet uit.

Wordt de spanningsregelaar nou juist warmer bij veel verbruikers aan of bij minder verbruikers aan? Of ligt het ergens in het midden?

Dat zijn vragen die je met logica kan oplossen.
Je kijkt dan gewoon na alle of een aantal scenario's en die voor elk van die scenario's een berekening.
Als het om warmte gaat is de het P = I2 x R. Dus grote stroom zorgt voor de meeste warmte.

Ik had in mijn vorig post die al gedaan en er zijn eigenlijk 2 toestanden
1) als de de dynamo normaal werkt zonder ingrijpen van de regelaar en de maximale stroom is dan bv 10A
10A x 2 x 0,6V = 12W

2) Als de regelaar moet ingrijpen. IK schat de stroom dan even op 13A.
Over een thyristor in geleiding valt 2V. Door het kortsluiten zalt de spanning van de dynamo hard in elkaar en zal dan ook 2V worden.
13A x 2V = 26W

3) ander scenario.
Thyristors gaan aan en de spanning zakt in elkaar en de regelaar schakelt dan weer de thyristors uit. Spanning zakt niet zo heel hard in elkaar

10A gaat naar de accu + verbruikers en 3A door the thyristor.

PS 3) heb ik zelf verzonnen dus weet niet of dat klopt.

Wat komt er het eerste?
De spanning is er als eerste. Als je daar een verbruiker op aansluit dan loopt er ook nog een stroom en dus vermogen. Het dus beide vermogen spanning en stroom horen bij elkaar en het totaal ervan zorgt voor de weerstand.

1) als de de dynamo normaal werkt zonder ingrijpen van de regelaar en de maximale stroom is dan bv 10A
10A x 2 x 0,6V = 12W

2) Als de regelaar moet ingrijpen. IK schat de stroom dan even op 13A.
Over een thyristor in geleiding valt 2V. Door het kortsluiten zalt de spanning van de dynamo hard in elkaar en zal dan ook 2V worden.
13A x 2V = 26W

Dus ondanks dat de stroom in kortgesloten toestand hoger is, is de weerstand (dus waar de verbrandingsmotor tegenin moet werken) hoger wanneer er veel verbruik wordt afgenomen, want dan is het vermogen groter? Aan de ene kant wel logisch, want er wordt meer vermogen geleverd dus meer energie en die moet ergens vandaan komen. Maar ik dacht altijd dat het de stroom in een motor of dynamo was wat zorgde voor de weerstand.

Een dejavu met je andere topic over blindvermogen. Ook daar was het de stroom die voor warmte zorgt, dat is hier niets anders.

Ik denk dat mijn laatste bericht niet helemaal duidelijk was.
Dat de stroom hier voor zorgt weet ik, want I² x R = P, maar deze stroom is dus het grootst wanneer de spoelen kortgesloten worden én wanneer er maximaal stroom verbruikt wordt door de verbruikers. In het eerste geval zijn het de thysristors die deze warmte dissiperen, in het andere geval de 2 diodes.
Wanneer er dus weinig stroom nodig is zullen de spoelen vaak kortgesloten worden = maximale stroom thysristor, weinig stroom door diodes.
Wanneer er veel stroom gevraagd wordt is de tijd dat de stroom door de thyrstors gaat kort, maar de stroom en tijdsduur door de diodes weer groot.

Voor mijn gevoel ontstaat er een soort evenwicht.
Het is, lijkt mij, automatisch zo dat wanneer er weinig stroom gevraagd wordt de thyristor vaak kortgesloten is, maar wanneer de duty-cyle kleiner wordt, betekent dit dus dat er meer stroom gevraagd wordt, en dus meer stroom door de diodes gaan naar de verbruikers toe.
Voor mijn gevoel blijft het rond die 24W zitten.
Stel er wordt maar 50 procent van de maximale stroom afgenomen dan is dit dus: 0,5 x 24W + 0,5 x 24W = 24W.
Wordt er maar 10 procent afgenomen dan: 0,1 x 24W + 0,9 x 24W = 24W.
Wordt er 70 procent afgenomen dan: 0,7 x 24W + 0,3 x 24W = 24W
Enz.

Het feit blijft dat het verschil in volledig gevraagd vermogen en volledig kortsluiting in mijn voorbeeld van mijn één na laatste bericht 24W en 26,4W is. Dus alles tussen 0 gevraagd vermogen en maximaal gevraagd vermogen zal hier dan ergens tussen deze 2 waardes in zitten lijkt me?

Of de spanningsval over de thyristor moet veel groter zijn dan de spanningsval over de 2 diodes?

op welk merk en type motorfiets zit dit?

Of de spanningsval over de thyristor moet veel groter zijn dan de spanningsval over de 2 diodes?

Nee. Een thyristor is aan of uit en heeft daar niets tussenin zitten. Dus die 2V zal het wel ongeveer zijn. Ja dat kan ook iets meer of minder zijn maar ik ken niet alle thyristoren uit mijn hoofd :).

Voor mijn gevoel ontstaat er een soort evenwicht.

Dat is uiteraard wel de bedoeling.

Dus hoe het nu op mij over komt is dat de regelaar even warm wordt met maximaal verbruik als met geen verbruik.

Als je je aan de snelheid houd dan niet :). Alleen als de spanning van de dynamo boven een grens komt gaat die regeling aan. Maar als je sneller gaat dan zullen de thyristoren steeds vaker aangaan. En maximaal gezien is het vermogen in thyristoren of diodes ongeveer gelijk.

Op welk merk en type motorfiets zit dit?

Eigenlijk op alle motorfietsen die ik heb gehad of aan gesleuteld heb, er zullen vast ook andere systemen zijn maar de meeste spanningsregelaars sluiten telkens spoelen kort om de spanning te verlagen.

De kortsluit gelijkstroom veroorzaakt dat de spoelen in verzadiging gaan en er geen spanning meer opgewekt word, zodat ook het kortsluit vermogen beperkt word.

Op zaterdag 17 augustus 2024 00:33:40 schreef Hunebedbouwer:
De kortsluit gelijkstroom veroorzaakt dat de spoelen in verzadiging gaan en er geen spanning meer opgewekt word, zodat ook het kortsluit vermogen beperkt word.

En daarom rekenen we heel dit topic al met de spanningsval over de thyristor, die blijft.

De kortsluit gelijkstroom veroorzaakt dat de spoelen in verzadiging gaan

Dat is wel erg krom verwoord door Hunebedbouwer. De spoelkernen kunnen kunnen in verzadiging gaan maar dat is nou net niet wat er bij kortsluiting gebeurt. De opgewekte stromen voorkomen juist zoveel mogelijk dat het magnetisme in de kernen varieert. En omdat het door de spoelen wisselstroom betreft blijft dat magnetisme rond neutraal.

Ik heb niet alle details gevolgd maar krijg de indruk dat vergeten wordt dat bij kortsluiting er ook stroom vloeit door de dioden die vanaf de min geleiden. Dus niet alleen door de thyristors.

Goed punt, dat was ik inderdaad vergeten. Ik dacht alleen door de dioden bij geen verbruik.
Maar bij kortsluiten natuurlijk ook door door een diode en thryristor.
Dan snap ik wel dat er meer warmte vrij komt als de thyristor aan is.