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Lichtmaschine raus, Eigenbau rein

JackLee
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JackLee's Polo 2F

Servus,

mir ist klar das ich hier einen permanenterregten Drehstromgenerator habe.
Deshalb die Elektronik mit dem StepDown bzw. SEPIC Wandler.

EIn guter Kollege hat einen ähnlichen Generator gebaut.
Aber noch deutlich kleiner (50g leicht) und für das Fahrrad.
Dieser bringt ca. 65W Leistung und erreicht dabei einen Wirkungsgrad von 89%.

Denke das sollte ausreichen



Ja, 89% ist schon nicht schlecht!

Wie hoch (oder wie niedrig) ist eigentlich der Wirkungsgrad von normalen Limas und warum ist das so? Es kann doch nicht nur an dem bisschen Erregerstrom liegen oder?


der Erregerstrom im rotor und der relativ schlechte Kern sind Dafür zuständig . Durch Optimierung von wicklung und Blechpaket rotor so wie stator ginge da auch mehr.

Jedoch sind die herkömmlichen limas recht robust und funktionieren mit einer einfachen Regelung. Ich denke das ist deren Vorteil .



JackLee
  • Themenstarter
JackLee's Polo 2F

Servus,

und du hast den allerwichtigsten Punkt vergessen: Sie sind billig!
Ne normale Lima kostet in der Herstellung weniger als so ein kleiner Drehstrommotor.. Eigentlich schwer vorstellbar, wenn man sieht wieviel Eisen und Kupfer in so ner Lima drin ist.

Aber die Blechpakete sind unterste güte, die Regelung maximal simpel.
Simpler sind eigentlich nur die "Regler" aus dem Motorradbereich für permanenterregte Wechselstromgeneratoren..
Die schließen, wenn die Ladeschlussspannung erreicht ist, einfach den Generator via Transistor kurz

Gleichstromgeneratoren möchte ich ungern nutzen. Ich habe zwar noch sehr gute von Maxon (da kostet der 150W Motor gleich mal 450€...), aber da gibts den Verschleiß an Kohlen und Kommutierer.
Bei dem von mir vorgesehen gibt es nur eine einzige Verschleißstelle: Die Lager.
Und diese sind innerhalb von 10min getauscht...
Wenn die jetztigen frühzeitig aufgeben, gibt es als Austauschlager welche aus Keramik. Diese vertragen zwar keine Stöße, aber die kommen ja nicht vor.
Dafür ist die Laufleistung, grade bei höheren Temperaturen, deutlich höher.

Gruß,
Patrick


Top...

Ich finde es gut wenn jemand sich mit seinem Beruf auseinander setzt....

Machst du die stern Dreieck Umschaltung mir einem Relais?!


JackLee
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JackLee's Polo 2F

Servus,

ich bin mir noch nicht sicher ob ich halt einen reinen Step-Down Wandler hintenranschalte, dann benötigt es die Umschaltung (Via Relais), oder einen SEPIC Wandler verwende. Dann braucht es keine Umschaltung (Aber die Leistung die ich rausbekomme ist geringer, da bei ca. 2500U/min ca. 14V anliegen. Bei 1000U/min grade mal 5,6V @40A =224W max)

GRuß,
Patrick


die Nocke macht auch weniger drehzahl als die kurbelwelle.
Hast das mit einbedacht ?
Man könnte aber über die polzahl der stator wicklung evtl etwas machen


JackLee
  • Themenstarter
JackLee's Polo 2F

Servus,

das wollte ich dann über die Wicklung ausgleichen.

Gruß,
Patrick


wie verhält es sich denn zu den Magneten ?
Bei einem normalen Motor geht bei einem 4 poligen Anker und 6 poligen Feld der Strom tierisch hoch. Und der Schlupf steht in keinem Verhältnis mehr .

Man Könnte bei den permanent Magneten Glückhaben das sich das ganze anders verhält . Eine verdopplung der polzahl ist evtl im Verhältnis zum Anker am sinnvollsten



JackLee
  • Themenstarter
JackLee's Polo 2F

Servus,

am einfachsten wäre eigentlich das was der Hersteller auch macht:
Mehr Wicklungszahlen drauf und gut.

Gruß,
Patrick


hey,

kannst du bitte mal aufführen, welchen strom die kisten im detail benötigen?
dh einfach mal ne gute auflistung und in summe (bei nacht und im vollschiff)und die gegenrechnung.

ich find die idee im ansatz gut; frag mich nur, weshalb die technik nicht bei entsprechenden entwicklern angekommen ist...?!?


JackLee
  • Themenstarter
JackLee's Polo 2F

Servus,

wie "welchen Strom" ?
Meinst du was die Verbraucher so verbrauchen?

Im schlimmsten Fall:
-Licht -> 2x21W hinten + 2x 55W vorn + hin und wieder 2x21W hinten zusätzlich (Bremslicht)
-Zündung -> gute Frage..weiß gar nicht was die nimmt. Jemand ne Ahnung?
-Lüftung -> max. ca. 50W
-Anlasser -> für ca. 3sek gut 800W (Nicht mal 1Wh..)

Die größten Verbraucher sind somit die Halogenleuchten. Hinten wird auf LED (legal) umgerüstet. Vorn hab ich leider keine (legale) Möglichkeit des Umbaus.

Gruß,
Patrick


Die elektronisch kommutierten Brushless-Motoren sind wahrscheinlich noch zu neu und die Hybridfahrzeuge schon überall in der Entwicklung, so dass sich die Hersteller diesen Zwischenschritt ersparen wollen. Wenn dieser Generator nachher 0,1 bis vielleicht 0,2L/100Km an Kraftstoff sparen kann, muss man auch schon sehr viel fahren, damit sich ein Umbau älterer Autos lohnt. Ist wohl nur was für Spritsparfreaks.

Patrick, ich denke die größten Verbraucher sind eher Scheibenheizungen und Sitzheizungen. Bin neulich bei nem Kumpel mitgefahren, der beides dauerhaft eingeschaltet hat. Dem war gar nicht klar, was die für nen Strom saugen.


Angekommen ist sie....



Nur zu teuer.
Es ist wie bei vielem,die zu erwartende Energieeinsparung ist als Summe zu klein.

Haltbarkeit und praktikabler nutzen außen vor.....


Ich sehe viel verbesserungspotial , aber bei einem aktuellen auto mit 1,5t plus, machen bei einer Lima mit ~1kw 10 vll 20% Wirkungsgrad steigergung als viel zu kleiner tropfen an....

Als Stichpunkte die ich angehen würde wären:
Bürstenloser fremderregter generator
Mosfet Gleichrichter
"Moderne" unkonventionelle ladeelektronik für z.b. lifepo4
Im Schub betrieb erhöhte Ladung

Wobei ich dem mechanischen generator nicht anfassen würde
(Zuviel know how und lange Testreihen wären nötig etwas zu reißen)


Zitat:

Ist wohl nur was für Spritsparfreaks.


Ich sehe da noch eventuellen Bedarf bei den Gewichtssparern (Motorsport) und den Motorraumcleanern.


JackLee
  • Themenstarter
JackLee's Polo 2F

Servus,

ich werde sehen was der Unterschied ist

Und 0,2-0,3l/100km sind bei einem Gesamtverbrauch von unter 3l/100km extrem viel!

Gruß,
Patrick


Der ist gut.....

Rechne mal grob aus wieviel wh du auf 100km ideal sparst.....

Mal sehen was da für ein potential drin steckt....

Darf i h fragen welche beruflichen Hintergrund du hast..?
Den ich komme aus dem e Bereich und unter Kollegen ist es schon äußerst selten jemanden zu finden der sich mit seinem Beruf auseinander setzt.... Geschweige auch praktiziert...


JackLee
  • Themenstarter
JackLee's Polo 2F

Servus,

habe mich ca. 5-6 Jahre intensiv mit Elektrotechnik (hauptsächlich Audio und Schaltnetzteilbereich) inkl. Studium beschäftigt.
Nun bin ich seit ca. 4 Jahren im Maschinenbau versunken.
Da sind leider einige Fähigkeiten in Sachen E-Technik abhanden gekommen.. Dennoch dürfte ich wohl eine der gaaanz wenigen Maschinenbauer im Kurs sein die bei E-Technik nicht gleich schreiend wegrennen

Ich habe leider keine genauen Daten zu der Lima.
Diese müsste ich mal ausmessen.
Für die hohen Lasten (50A) fehlt mir aber passendes Messwerkzeug.
Könnte höchstens ein paar Hochlastwiderstände nutzen (Damit hab ich früher meine Eigenbauverstärker auf Haltbarkeit und Lastreaktion getestet).
Dann bräuchte es aber noch einen Antrieb bei dem ich weiß, wieviel Input dieser einbringt.

Sagen wirs so:
Bei 100km/h und 3300U/min betrug der Unterschied zwischen Lima abgeklemmt und angeklemmt knappe 0,3l/100km.
Diese Werte werden auch durch Tests im Ecomodderforum an ähnlich alten Fahrzeugen bestätigt. Meist liegt der Unterschied sogar noch höher.
Und das krasse dabei: Die Batterie war VOLL! (so voll wie die 10 Jahre alte Bleibatterie halt ging)
Da gingen also 0,3l in ca. einer Stunde für nichts (ok, maximal die Zündung) flöten.
Der Heizwert von Benzin beträgt ca. 8000Wh/l.
Somit werden hier satte 2400Wh Energie pro Stunde verballert.

Könnte da mal jemand, der eine Strommesszange besitzt, nachmessen?
Einfach Motor starten und dann alle Kabel (bis auf das der Lima) unter die Zange nehmen.

Ich vermute das es da um weniger als 100W geht. Eher 50W.
Aber selbst bei 100W wäre der Wirkungsgrad der Gesamtanlage:
4,2%. Wenn man den Motor selbst rausrechnet (bei dem Speed und der Last ca. 23% Wirkungsgrad) sind wir bei 18%.
Das ist realistisch, eher fast zu hoch für PKW Lichtmaschinen im unteren Lastbereich.
Ich würde sagen das ich mit dem neuen Generator den Wirkungsgrad über die Gesamte Arbeitszeit um das 5-8fache anheben kann.


Zitat:

Mehr Wicklungszahlen drauf und gut.


sollte aber nicht die lösund sein, da das drehzalfenster für dich ruhig tiefer sitzen dürfte in dem die maximale brauchbare spannung anliegt ohne den ohmschen widerstand radikal zu erhöhen oder den induktiven widerstand ins jenseits zu befördern...

Zitat:

Als Stichpunkte die ich angehen würde wären:
Bürstenloser fremderregter generator
Mosfet Gleichrichter
"Moderne" unkonventionelle ladeelektronik für z.b. lifepo4
Im Schub betrieb erhöhte Ladung


also das gefällt mir besser


Wenn das damit funktionieren würde wäre das höchst interessant.
Für mich aus Gewichtsgründen und der Entlastung des Riementriebes.

Aber ich kann mir nicht vorstellen dass das Motörchen für den Dauerbetrieb ausgelegt ist, selbst wenn er nicht auf Volllast läuft oder ne Fremdlüftung verpasst bekommt.


JackLee
  • Themenstarter
JackLee's Polo 2F

Servus,

was ist "Dauerlast" ?
Wenn die damit 1h unter Volllast fliegen, gibts auch keine Ausfälle.
Ich probiers einfach, wenn er abraucht, wird ein größerer installiert.

Gruß,
Patrick


Du nutzt den Ja auch schonmal nicht wie das ding konzipiert wurde.


JackLee
  • Themenstarter
JackLee's Polo 2F

Servus,

das sollte der Haltbarkeit aber keinen Abbruch machen.

Es gibt eigentlich nur 2 Ausfallmöglichkeiten:
-durchbrennen durch zu große Wärmeentwicklung
-ausfall der Lager

Mit hoher Wahrscheinlichkeit wird der erste Fall nicht eintreten, zur Sicherung einfach einen Temperatursensor am Generator anbringen.

Die Lager machen mir aber in gewisser Weise sorgen. Die sind doch sehr klein. Ok, die Kräfte aber auch..


Nunja, ich habe ja jetzt keine näheren Infos zu dem Motor. Für mich sieht das aus wie ein Antriebsmotor aus dem RC bereich.
Wenn du von Fliegen sprichst dann nehme ich mal an dass es sich dann wohl um einen Antrieb für RC Hubschrauber oder ähnliches Handelt.

Meines Erachtens kann man diesen Betrieb absolut nicht mit dem Dauerbetrieb vergleichen wie man ihn als Zweckentfremdete Lima hätte.

Solche ein Fluggerät wird ja zunächst mal keine Stunde voll belastet, Typische Flugdauer von solchen Geräten beträgt idr. ja eh nur so um die 5-6Min bis der Akku getauscht werden muss und es somit wieder eine Zwangspause gibt.

Nehmen wir mal an er Fliegt ne Stunde und liegt dann wieder ne Woche im Schrank. Da mag der Motor vielleicht Jahre halten.

Aber im Auto wo er mehrere Stunden Täglich läuft und mehr oder weniger auch Wind und Wetter asugesetzt ist?

Gut, nun muss man natürlich sage dass du das ganze erstmal auf deine Bedürfnisse auslegst, mit so wie es scheint eher wenig Fahrzeit und selten hoher Drehzahl.

Wenn ich soetwas bauen würde wäre mein Anspruch allerdings dass die Lebensdauer auch bei mehr Fahrzeit entsprechend hoch ist und dass auch bei mehrstündigen Vollgasfahren im hohen Drehzahlbereich, so wie es die Rahmenbedingungen des Autos eben vorgeben.


Da kann ich mir gut Vorstellen dass der Hitzetot schnell eintritt.

Da der Temperaturfühler ja nachträglich und vermutlich nicht direkt in der Wicklung angebracht wird und dazu die Messung duch Fahrtwind oder Fremdlüftung verfälscht wird stelle ich es mir recht schwierig vor das vernünftig zu überwachen.

Ausserdem stellt sich die Frage, was passiert wenn der Fall einer Überhitzung eintritt?

Zu der Lagerung kann ich recht wenig sagen, gefühlt werden die das auf dauert nicht mitmachen, die WItterung wird sich da wie schon erwähnt auch nicht gerade Positiv auswirken.

Gibt es denn Technische Daten zum Motor? Allein die angegebenen Betriebsstunden wären ja mal sehr interessant.


JackLee
  • Themenstarter
JackLee's Polo 2F

Servus,

Daten:
-Dauerbelastbarkeit 55Ampere
-350kv (350U/min pro angelegtem Volt)
-Spitzenbelastbarkeit 65Ampere

Und das die Lager von der Witterung gekillt werden, halte ich für unwahrscheinlich. Man kann einfach 2RS Lager nutzen. Zudem wird das Teil zum guten Teil gekapselt (bis auf die Belüftung).

Selbst wenn der Motor nur 60% der angegeben Last überlebt, wäre das für meine Zwecke vollkommen ausreichend. 30Ampere @ 14V wären schon über 400W. Wo soll der Polo das verbrauchen? Einzig mit voller Festtagsbeleuchtung, ständigem Stop/Start und das ganze mit Hänger würde diese Last überschreiten.
Da aber bei Hängerbetrieb das Rücklicht abgeschaltet wird und der Hänger ein LED-Rücklicht aufweist, gibt es das Problem nicht wirklich.

Maximal mögliche Verbrauchsleistung:
-110W via H4
-42W fürs Rücklicht + hin und wieder 42W beim bremsen (kommt wohl seltener vor als die Nutzung des Blinkers..)
-Zündung.. Was braucht die nun? Muss ich morgen echt mal messen..

Wird wohl deutlich unter 300W bleiben. Da bleibt genug Puffer um mit dem restlichen Leistungsangebot den Akku zu laden.

Gruß,
Patrick


wie kommst Du auf die maximalen 30ampere bei 14Volt ?

Wenn der kleine Motor maximal 55 A kann wäre er Ja auch so Belastbar .
Bei 14Volt. Den Strom geben Ja Verbraucher und Batterie widerstand vor .

Falls den neu wickelst , geb mal den alten drahtdurchmesser an


Hallo Patrick,
ich bin gerade dabei eine ähnliche Idee umzusetzen. Allerdings soll bei mir die Lichtmaschine ganz raus (und die Bleibatterie natürlich auch).
Ich bau mir grad nen 4s24p Li-Ion-Akku aus 96 18650er Zellen. Der wiegt ca 5kg, hat ca 500Wh und kann 400A Strom liefern.
Geladen wird er dann über Nacht mit Ladegerät, quasi wie ein Elektroauto.
Da ich den Polo eigentlich nur zum Arbeitsweg benutze muss der Akku erstmal nur 2mal jeweils 1h durchlalten mit ein paar mal anlassen.

Was ich jetzt nicht ganz bedacht habe, ist die Spannung des Steuergeräts. Voll geladen hat er 4*4,2V=16,8V, dürfte dann aber im Betrieb um 1 oder 2V einbrechen. Für die meisten Verbraucher wird das wahrscheinlich kein Problem sein. nur beim Steuergerät bin ich mir nicht sicher, wie viel Volt das verträgt.

@Karli
Zitat:

18V Grillen auch nicht die Steuergeräte, denn die haben eh eigene Spannungsregler an Bord.


Ist das so? Hast du da genauere Infos oder evtl. ein Datenblatt? Habe einen AAU drin.

Werde weiter berichten was dabei rauskommt.
Gruß Klaus


Zitat:

Maximal mögliche Verbrauchsleistung:
-110W via H4
-42W fürs Rücklicht + hin und wieder 42W beim bremsen (kommt wohl seltener vor als die Nutzung des Blinkers..)


Da sind aber ein paar kleine Fehler in deiner Berechnung:

110 W = Abblendlicht vorne
10 W = Standlicht vorne
20 W = Rücklicht
6-10 W = Kennzeichenbeleuchtung
ca. 5 W = Instrumentenbeleuchtung
42 W = Bremslicht
42 W = Blinker (pro Seite)

dazu kommen noch:
? W Scheibenwischer
? W Lüftung
100 W Kühlerlüfter
? W 2x Kraftstoffpumpe
? W Motorsteuergerät
? W Zündanlage
? W Ansaugbrückenbeheizung
? W evtl. Radio

Da ist man dann ganz schnell über 400 W hinaus...


gelöschtes Mitglied

    + Heckscheibenheizung


    Zitat:

    + Heckscheibenheizung


    Die habe ich jetzt mal (wie auch den Heckwischer) nicht berücksichtigt, da ja an das Auto noch irgendein anderes Heck angeklebt werden soll.


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