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Schwachwind Ladeschaltung
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19.01.2009 22:22
Sandy 

Administrator

Schwachwind Ladeschaltung

Achtung! Bei der folgenden Schaltung können Spannungen jenseits von 50 V auftreten. Deshalb sollte sie nur von erfahrenen Leuten nachgebaut werden.
Seit einiger Zeit habe ich eine Schwachwind-Ladeschaltung in Betrieb, mit deren Hilfe auch geringe Windgeschwindigkeiten genutzt werden können. Nach meinen Beobachtungen beginnt die Ladung schon bei ca. 1 m/s.
Funktion: Drei in Dreieck geschaltete Einphasen Transformatoren werden sekundärseitig auf den Generatorausgang vom Black gelegt, wobei zwei Außenleiter über die Öffner eines Miniaturrelais geführt sind. Die Primärseite habe ich ebenfalls in Dreieckschaltung verdrahtet und auf einen Schottky - Drehstrombrückengleichrichter geklemmt, dessen Ausgang wiederum zum Akku führt.
Damit die Schaltung nicht bei größerer Rotordrehzahl zu viele Verluste produziert, habe ich eine automatische Abschaltung via Schwellwertschalter vorgesehen. Das verwendete Relais hat eine sehr geringe Verlustleistung von 80 mW und wird von einem zweiten Schottky – Drehstrombrückengleichrichter über Zenerdioden + Dioden versorgt.
Zum Schutz bei offenem Gleichrichterausgang habe ich noch eine Zenerdiode ( 27 V) parallel zum Gleichspannungsausgang gelegt.
Der max. Ladestrom beträgt in der Praxis ca. 0,130 A. Dies klingt nicht nach sehr viel Energie, jedoch in den letzten Wochen hat sich gezeigt, dass über lange Zeit gesehen doch einiges dabei herauskommt. Zumindest sind die Steuerungsverluste durch den Original Laderegler mit dieser Schaltung gedeckt.
Anfangs hatte ich geplant, einen Step Up Regler zu verwenden, jedoch arbeiten diese Geräte meist erst ab 7 V. Die Verwendung von Trafos ermöglicht eine Ladung ab ca. 2 V AC (ca. 75 U/min.).

Grüße von
Sandy

Hinweis: Der Nachbau nachfolgender Schaltung geschieht auf eigenes Risiko.


    19.01.2009 23:29
    Hermann 

    Administrator

    Re: Schwachwind Ladeschaltung

    Hallo,Rainer
    Die Spannung bei der das Relais jetzt öffnet, ist jetzt nur vom verwendeten Relais abhängig.
    Ist das richtig?Oder sehe ich das falsch?

    _______________

    Beste Grüße Hermann

      20.01.2009 22:51
      Sandy 

      Administrator

      Re: Schwachwind Ladeschaltung

      Moin Hermann,
      die Spannung, bei der das Relais anzieht bzw. abfällt hängt zunächst, wie du richtig schreibst, vom Relais ab. Allerdings wurden die Schaltpunkte von mir mit Hilfe einer Zenerdiode und zwei Dioden angepasst.
      Folgende Werte habe ich ermittelt (Systemspannung bei 12,58 V):
      Einschalten des Relais / Ausschalten der Trafos bei 10 V
      Ausschalten des Relais / Einschalten der Trafos bei 6 V
      Bei ca. 4 V AC kann ich einen Ladestrom von 35 mA und eine Frequenz von 8 Hz messen, wenn ich’s richtig sehe sind dies 120 U/min.
      Logischerweise werden die Schaltpunkte von der Systemspannung mitbestimmt. In der Praxis hat dies keine negativen Auswirkungen.
      Im Moment bin ich gerade dabei, die Bezugsquellen der verwendeten Bauteile aus meinen Unterlagen herauszusammeln. Sobald ich diese gefunden habe, erscheinen sie oben im Bild.

      Grüße von
      Sandy

        20.01.2009 23:25
        Hermann 

        Administrator

        Re: Schwachwind Ladeschaltung

        Hallo, Rainer
        Wäre eine Schwachwindladung bis zur Schwelle wo der Laderegler zur
        Ladung ansetzt nicht besser? So geht die Energie von 10 Volt bis 12,5 Volt
        verloren. Evtl. könnte ich mir sogar eine Überschneidung vorstellen.
        Dazu hast Du Dir bestimmt Gedanken gemacht, oder?
        Ich könnte mir vorstellen, dass der Sprung von 10 – 12,5 Volt schnell vonstatten geht, wenn bei 10 Volt das Relais die Trafo´s trennt und die
        dadurch erfolgte Entlastung eine schnelle Drehzahlanhebung bewirkt.
        Hast Du das mal getestet?
        _______________

        Beste Grüße Hermann

          22.01.2009 22:02
          Sandy 

          Administrator

          Re: Schwachwind Ladeschaltung


          ... die Antwort steht eigentlich in meinem vorhergehenden Bericht. Es handelt sich bei meiner Spannungsangabe um die Spannung zwischen den Außenleitern, also Wechselspannung. Ziehe ich den Vergleich mit dem Eingang vom eigentlichen Laderegler (In meiner Anlage selbst gebaut, mit Schottky - Dioden), so haben wir tatsächlich eine Überschneidung vorliegen.
          So konnte ich das Einsetzen der Hauptladung bei eben dieser Schwelle von 10 V feststellen. Die Abhängigkeit von der Systemspannung ist, wie gesagt, kein Problem. Sollte sie bedingt durch die Solaranlage mal einen höheren Wert haben (Über 13 V), so gibt es den von dir beschriebenen Effekt: Durch die kurze Entlastung bekommt der Black einen richtigen Kick, die Rotordrehzahl steigt an und die Hauptladung setzt schlagartig ein.
          Demnächst werde ich ein Diagramm aufzeichnen, um den ganzen Ablauf auch grafisch darzustellen.
          Es gäbe auch noch die Möglichkeit der Perfektionierung, in dem eine Spannungs-Differenzschaltung verwendet wird. Der große Nachteil liegt jedoch im ständigen Energiehunger dieser Schaltungen, weil sie nach meinem Wissen ständig mit einer Gleichspannung versorgt werden müssen. Hier liegt der Vorteil auf Seiten meiner Technik. Das Relais nimmt, solange es noch nicht angezogen hat, weniger als 1 mA auf, schaltet es durch (Somit hat ja die Hauptladung eingesetzt), steigt der Strom auf 6,5 mA.

          Grüße von
          Rainer

            22.01.2009 22:03
            Hermann 

            Administrator

            Re: Schwachwind Ladeschaltung


            Hallo,Rainer
            Super!
            Jetzt brauch ich nur noch ein passendes RELAIS und Zeit
            dann bau ich das nach.

            _______________

            Beste Grüße Hermann
            eMail : hermann@mahnecke.de

              26.01.2009 20:03
              Harald 
              Re: Schwachwind Ladeschaltung

              Hallo Rainer,

              zu Deiner "Schwachwind" Schaltung noch eine Frage.

              Nach Deiner Beschreibung, Zitat: Das Relais nimmt, solange es noch nicht angezogen hat, weniger als 1 mA auf, schaltet es durch (Somit hat ja die Hauptladung eingesetzt), steigt der Strom auf 6,5 mA.
              Müssten die Relaiskontakte in diesem Fall "Öffner" und keine "Schließer" sein?
              d.h. unter ca. 12 V Ladespannung sind die Kontakte des Relais geschlossen, die Relaisspule hat noch nicht die nötige Spannung um das nötige Magnetfeld für die Betätigung der Arbeitskontakte erreicht. Die Kontakte sind noch geschlossen. (Im Schaltbild sind die Kontakte in Spannungslosem Zustand als Schließer zu sehen, müsste nach meiner Meinung aber Öffner sein)
              Daher mein Einwand, oder liege ich hier falsch?
              Sonst sieht die Schaltung mit den wenigen Bauteilen gut aus.
              Mit etwas mehr Aufwand, mit Aktiven Bauteilen währe eine noch genauere Regelung möglich.
              Die erforderliche Spannung dafür könnte auch vom Generator bezogen werden.

              Grüße
              Harald

                26.01.2009 22:37
                Sandy 

                Administrator

                Re: Schwachwind Ladeschaltung

                ... Logo müssen es Öffner sein, nur beim nachträglichen Eintragen der Bauteile habe ich die falsche Vorlage erwischt. In meiner Beschreibung hatte ich die Öffner bereits erwähnt.
                Den Fehler werde ich gleich beseitigen.
                Aufmerksame Leser sind immer gut für das Forum.
                Grüße von
                Rainer

                  26.01.2009 22:47
                  Hermann 

                  Administrator

                  Re: Schwachwind Ladeschaltung


                  Hallo,zusammen
                  die Trafos, die ich mir rausgesucht habe, in meinem Sammelsorium, haben
                  60 VA. Könnte sein, dass ich den Black-Generator damit zu sehr bremse.
                  Hattest Du mal verschiedene ausprobiert Rainer?

                  _______________

                  Beste Grüße Hermann
                  eMail : hermann@mahnecke.de

                    26.01.2009 22:49
                    Sandy 

                    Administrator

                    Re: Schwachwind Ladeschaltung


                    P.S. Hast du noch eine Idee für eine aktive Schaltung mit einstellbarem Spannungsfenster? Bedingung wäre, dass sie genauso wenig an Energie aufnimmt.


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