Generator - laddnings modell

[beow 0]

Det är ju ganska många frågor om laddningsproblem i det här forumet. Eftersom även jag har drabbats av detta har jag scoutat runt lite på nätet och försökt förstå hur det fungerar. Baserat på detta har jag gjort en enkel skiss som jag tror är riktig och har med de väsentliga delarna. På bifogade bild har jag i ljusblått markerat de delar som ingår i själva generator/regulator delen. De externa gränssnitten är då B , D och B- (jord). Internt finns alltså 61, DF och D- (jord).

Externa kontakter:

B : Laddspänning ut till batteriet

B-: Jord (motorblocket)

D : Ingång till laddningsregulatorn

Interna kontakter:

61: Referensspänning till laddningsregulatorn

DF: Magnetiseringsspänning till rotorn

D-: Jord

Funktion:

När motorn startar tar den spänning från 12V batteri via laddningslampan in till regulatorn så att vi får en magnetiseringsström som gör att generatorn kan börja ge spänning. När generatorn börjar ge spänning ut på B och 61 så tar 61 över uppgiften att ge en inspänning till regulatorn. Eftersom den ger ut ungefär samma spänning som B så blir spänningsfallet över laddningslampan ungefär noll och den slocknar.

Så långt är allt gott och väl (eller hur?) Sen när det gäller detaljerna så skulle jag gärna vilja ha lite hjälp:

Vad skiljer B och 61? Först tänkte jag att 61 skulle ge en referensspänning till laddningsregulatorn som är oberoende av hur B är lastat (annars skulle man väl kunna köra med B isf 61 ?) Och hur funkar det när man har en sensorledning? Den kopplar man väl från batteriet (i princip B ) till D eller hur? Så 61 är ett litet mysterium för mig.

Hoppas ni som kan det här kan fylla på lite, tror det kan hjälpa många. Och gärna förslag om hur rätta och komplettera bilden.

[Thomas-1 311]

Verkar som att regulatorns field current supply bara halvvågs-likriktas !?

B trefas helvågs-likriktas med 6 st dioder, men av någon anledning tycks fältströmmen ha en egen likriktare kallad diode trio. Måste väl vara nån sorts finess med detta, men den lyckas jag inte klura ut. Än iaf ... hmm ... förslag någon?

http://www.alternatorparts.com/understanding_alternators.htm　

/ Thomas

[Lasse-L 341]

Lite matnyttigt om bla. generatorer http://www.skyllermarks.se/pdf/infohafte_2010.pdf

[2taktochel 3]

På B kan du egentligen inte se vad generatorn ger för spänning för 3 fasdioderna gör att man ser bara batterispänningen eventuellt spänningsfall i ledning dit.

Men 61 är ju halvvågslikriktning av generatorspänningen som man använder att reglera fältlindningen med och ge lagom ström åt den så laddningen blir rätt.

Men då utan sense i det fallet du visar på din ritning.

Med sense behövs en extra tråd mellan därför avsedd regulator och batteri.

Vid tändning på så lyser laddningslampan och ser till att fältlindningen får lite startström så generatorn kan generera spänning då den börjar rotera. När den väl kommit i rörelse stiger spänningen till ca samma som batteriet för det sköter laddningsregulatorn om och då slocknar laddlampan.

 

 

 

 

 

 

 

[2taktochel 3]

http://www.terrangbil.net/_content/_manualer/_tgb11/section3electrical2.pdf

 

[Thomas-1 311]

Den separata diodtrio-kopplingen används inte alltid, men när den används så är det tydligen för att öka fältströmmen och få högre uteffekt redan vid låga motorvarv. Man ökar på nåt vänster fältströmmen mer än en vanlig B koppling skulle gett, något som totalt sett ger högre uteffekt vid låga varv.

För magneternas styrka och rotorns hastighet blir nog det primära här, allt annat lika. Kan man inte öka hastigheten så kan man kanske fuska litet, och kompensera genom att separat öka magnetstyrkan/fältströmmen litet extra istället?

Nå, tamtara tam ... The meaning of diode trios ...

 

 

The purpose of the diode trio

The diode trio has a unique function in the generator. Notice that the three cathodes in the diode trio are tied together and go to the rotor winding's B side. The three anodes are connected to one of the three diode networks where the stator sine wave is applied. What's the reason? This is especially interesting since some generators do not use a diode trio; therefore, a diode trio isn't always necessary for a generator to generate.

The advantage of using a diode trio is most evident when the diode trio fails. The generator light comes ON at idle and goes OFF when rpm increases at acceleration. The purpose of the diode trio is to increase generator output at idle since at low rpms a generator may not turn fast enough to produce the energy needed to charge the battery and operate the electrical system. Increased generator output at idle is accomplished by the diode trio taking some of the stator sine wave energy, rectifying it to DC and sending it to the rotor winding for increased excitation during low rpm (idle) conditions. By applying an increased amount of B to the voltage side of the rotor winding, more current is drawn through the rotor to increase excitation. During times of high rpm the diode trio isn't needed but continues to contribute to the overall generating efficiency of the generator.

http://www.asashop.org/autoinc/aug2000/techtotech.htm

Tyvärr fick jag inte tvåtaktoel:s länk att funka, vem har sabbat länkinläggnings-funktionen egentligen?

Edit:
Senkommet och rejält off topic så berodde ovanstående datastrul troligen på nåt som firman Google ansvarar för. (För efter visst ytterligare strul nyss, då i programmet Google earth, stängdes - efter ett vi undersöker/reparerar-meddelande - de flesta av mina internetfunktioner.)

Strax därpå fungerade allt som vanligt fullt okej igen! ...  

Ber därför om ursäkt riktat till maringuidens Admin, för några lätt syrliga länkfunktions-kommentarer nedan och i andra trådar. Rätt skall vara rätt.

 / Thomas

 

Senast ändrad av Thomas-1 | 14 juni 2010 | 17:45

Senast ändrad av Thomas-1 | 14 juni 2010 | 17:48

[2taktochel 3]

Om du kör kopiera och sen klistrar in länken överst funkar den.

I den länken så går triodioder till generatorns lindningar och inte till B .

På så sätt ger dom spänning som man kan öka fältströmmen även vid låga varvtal och därmed öka spänningen ytterligare för att snabbare kunna uppnå laddström när generatorn snurrar, vilket ström genom bara laddlampan inte räcker till.

Länken visar också det schema som finns med i början på detta ämne. Bosch så inget konstigt.

Andra laddningsvarianter finns också.

 

[Thomas-1 311]

Märkligt, i min dator får jag page can not be found. Dessutom får jag konsekvent varje ord i inläggena understrukna ifall jag flyttar cursorn ut åt sidorna mm.

(Vet f.ö. redan att reklamen på sidorna inte är huvudsaken, även utan den sortens pekpinne ...

Nymodighet eller bara min dator? Nån annan som drabbats ??

[2taktochel 3]

http://www.terrangbil.net/_content/_manualer/_tgb11/section3electrical2.pdf

Datastrul?!

 

Senast ändrad av 2taktochel | 12 juni 2010 | 19:56

[2taktochel 3]

Hittade den här bilden på sensemodell.  

[Thomas-1 311]

Okej, fick till länken genom att kapa till hemside-adressnivå och sen söka manuellt.

Förstår nog fortfarande inte riktigt hur de separata dioderna gör skillnad, de stora dioderna (märkta A,B och C i figuren) går ihop till en punkt, B
De små a,b och c likaså till punkten 61/D .

Kännetecknande för kiseldioder är väl deras konstanta framspänningsfall, nästan oavsett ström. Ifall B belastas hårt sjunker väl även spänningen på själva generatorlindningarna, och då även på a,b och c.
Så punkterna B och 61/D verkar nästintill ekvivalenta vad jag begriper (förutom minimalt ökat spänningsfall pga ev stor ström) !?

Visserligen används ett mekaniskt trestegsrelä i den gamla terrängbilen, men den förmodade fördelen (bättre laddning på lågvarv) borde väl utnyttjas och fungera ändå? Laddregulatorn matas förvisso med helvågslikriktad spänning, alltså till synes identiskt lika på såväl B som 61/D .

Kanske är det dioder av helt olika slag, alltså bortsett ifrån strömtåligheten. Eller så utnyttjas inte alternatorns finess med bättrad lågvarvseffekt. Eller så ... ??

(Säkert att det bara är jag som får inläggen understrukna med sidoflyttad cursor ??)

Edit: Nu börjar det måhända klarna, då generatorn levererar mellan batteriets ca 12,4 V och generatorns 14,4 så lönar det sig att hämta fältströmmen ifrån generatorlindningarna. Naturligtvis, diodtrions 61/D  lastas inte av batteriet. Däremot B . Som 2taktoel mycket riktigt påpekade. Klurigt!

Edit2: Lönar sig mellan 12,4 och 13,1 snarare, med tanke på diodernas konstanta 0,7 volts framspänningsfall. Alltid något.

Edit3: Men nej, inte ens det. Först vid 13,1 V på lindningen börjar förvisso B lyftas ifrån förmodade 12,4 och då hindra lindningens spänning ifrån att stiga vidare fritt. Men även 61/D har ju 0,7V spänningsfall då (iofs svagare) ström tas till fältlindningen. Alltså också 12,4 V precis som B .
Summa summarum: Ger ingen vinst alls, i alla fall inte på det viset. 
Men på nåt sätt förmodas det fungera, men vilket??  

Senast ändrad av Thomas-1 | 12 juni 2010 | 21:56

[2taktochel 3]

Som beows schema är får ju fältlindningen ström genom tändningslampan innan generatorn snurrar.

När generatorn börjar snurra så ökar 61 spänningen pga diod trion. Den spänningen använder man direkt att ge mer ström till fältlindningen än tändningslampan ger och sen även som som refererensspänning för reglering av laddspänningen när den kommit upp till acceptabelt värde.

Man kanske skulle på ett listigt sätt kunnat använda B också, men mycket svårare med reläer i laddningsregulatorstyrningen att göra det.

 

 

 

 

 

[Thomas-1 311]

Vinsten med diodtrion ligger nog i att alternativet faktiskt kräver ytterligare en seriediod till på B utgången.
(Eller ett relä som på gamla likströmsgeneratorer, det sk backströmsreläet.)

För att laddningslampan skall kunna lysa får inte batterispänningen nå dess nersida bakvägen. Blir ju isf batterispänning på bägge sidor och släckt lampa.

I fallet likspänningsgenerator behövde man också förhindra batteriurladdning bakvägen vid stillastående generator. Gäller ju iofs inte alternatorer som har sin likriktare. Men i bägge fallen måste batterispänning bakvägen alltså ändå hindras.

Relän är svåra att få exakt tillslagsspänning på, så en diod är nog att föredra trots 0,7 volts spänningsfallet. Men ...

En förmodad seriediod måste i så fall vara betydligt effekttåligare än själva likriktardioderna, där ju strömmen är fördelad på sex stycken dioder som arbetar i tur och ordning. (Exempelvis en seriediod med 50A x 0,7V kontinueligt ger 35 watt, som en hyfsat rejäl lödkolv.)

Diodtrion verkar plötsligt mycket bra och nödvändig, minskat spänningsfall med 0,7 V plus att en bautadiod kan undvaras.
Alternativet enligt bilden verkar i alla fall klart sämre. Finns säkert ännu bättre sätt att koppla laddlampan, men med diodtrio funkar det ju trots allt bra.

[2taktochel 3]

Att sätta dit en extern effektdiod skulle vara dumt genom att då bränna bort 35W av generatorns effekt till ingen nytta.

Tidigare var en fråga om olika diodtyper.

Det finns kiseldioder med framspänningsfall på ca 0.7 V vid rimlig ström vanligast. Men det finns även Schottkydioder som har ca 0,4V framspänningsfall. Men de är dyrare för samma ström och spänningstålighet som vanliga kiseldioder och användes i högtidligare sammanhang där lågt framspänningsfall och snabbhet är viktigt.

Kanske någon behöver det för sina experiment? Jag har kört med det i likriktare för snurrans magnetspole för att tjäna lite framspänningsfall.

 

 

 

[beow 0]

Tack för måna bra svar. Dock verkar mysteriet B /61 fortfarande inte löst. För mig verkar ju nån form av reglering mot B naturligt så att man håller B konstant oavsett belastning på B . Med 61 som styr får man ju egentligen bara en konstant B vid konstant last.

Alltså kan man använda en sensor ledning från B eller batteriet. Vad jag har förstått så behöver man då en speciell regulator med ingång för en sensor, man går alltså inte in på D (som jag halvt föreslog högst upp, det skulle ju ge nackdelarna med laddningslampan som beskrivs i citatet ovan). För sensoringång ingår väl inte i standard generatorn/regulatorn?

Sen antar jag att man göra lite hem-kokta knep som att lägga en diod mellan 61 och D om man vill jacka upp B med 0.7 V för att kompensera spånningsfall t ex.

Börjar få en ganska bra känsla för hur det funkar nu... 

 

[2taktochel 3]

Det hela får nog ses lite historiskt med.

Idag kan man med lite elektronik göra en väldigt fin laddningsregulator som begränsar både maxström och maxspänning väldigt exakt samt använder sense så man känner av spänningen vid batteriet .

Men schemat med 61 är gammal teknik som bygger på dioder och reläer och de reglerar inte lika exakt.

Brukar laddar batterier hemma med konstant ström och konstant spänning från nätagg. Då ger de en inställd maxström som avbryts exakt då 14,2 V uppnåtts. Det mår batterierna bäst av.

I båten har jag bara likriktad magnetspole från snurran och det ger aldrig för mycket så inga problem. Men det ger mer än ingenting. Har man inte laddning i båten laddar man ofta ur för mycket och därmed sabbar batterierna. Oftast ett problem för seglare förr i världen med utombordare utan likriktare. Alla vet ju hur tungt och besvärligt det är att bära hem och ladda ett batteri så då gör man det ofta försent.

 

 

 

[Thomas-1 311]

beow:

Men regulatorn reglerar just B , nåt annat duger inte!

Lastas B ner under 14,4 V så pytsas mer effekt ut och kompenserar. Att det ligger konstanta diodspänningsfall emellan spelar ingen roll, just för att de är konstanta oavsett ström.

Diodtrions utgång 61/D har exakt samma spänning som B . Alltså givet att alternatorn laddar, dvs ger högre spänning än batteriets tomgångsspänning.

Vet inte hur sense-ledningen fungerar i detalj, men regulatorn innehåller förmodligen en del transistorer. Krävs i så fall bara en klen kabel ifrån batteriet ifall den går till en transistors strömsnåla styr-bas eller -gate. Strömmen i fältlindningen är ganska liten så en kraftigt serie-transistor kan nog styra direkt, utan switchning eller annat hokus pokus !?

Borde nog gå att lura regulatorn att öka utspänningen på B med diod som du beskriver, alltså även utan sense-ledning. Tror jag, bäst att tillägga.

[2taktochel 3]

I samma inlägg som senseschemat fanns var det ett mera utförligt schema längre ner i artikeln med elektroniken med.

Men man måste vara försiktig att labba på den egna generatorn med laddare så man inte sförstör något.

[Thomas-1 311]

2taktoel:
Intressant, T3 är dessbättre i serie så min gissning var inte uppåt väggarna ...

(Skall fördjupa mig lite mer vid tillfälle, för jag var tvungen att bryta både lampanslutning och matning för att kunna stänga av min generator pga svag motor på lågvarv. Drog märkligt nog 3A ur batteriet utan att tändningen var påslagen då jag först bara bröt lampanslutningen. Skall se om jag ev begriper varför.)

Provar att lägga in en cross reference mellan olika tillverkares benämningar på anslutningar.

(Om nu bilden blir tydlig nog.)

Bra t.ex. att snabbt kunna se saker som att D verkar entydigt, men bara D också kan betyda dummy etc.
Kan kanske t.o.m. öka sannolikheten att koppla rätt.

Edit: Gränsfall med tydligheten, men inga asterisker förekommer i bilden utan det är plustecken som ser ut så.
(Hade forumets länkinläggning fungerat ordentligt så hade jag naturligtvis lagt in en direktlänk istället.)

 

Senast ändrad av Thomas-1 | 13 juni 2010 | 14:05

[beow 0]

Blir en bra referenstråd det här...  Fick igång laddningen idag utan alltför mycket high-tech. borstade bara rent flatstiftkontakterna till laddningslampan från gammal ärg, och pang, laddningen igång! Men det känns bra att veta ungefär varför...

[Thomas-1 311]

Ha ha ... flatstift tillsammans med ärg och vibrationer är en pålitlig felorsak, som ju därmed på sitt vis gör livet lättare för felsökare. (Men de borde nog sakligt sett förbjudas i båtsammanhang, men men.)
Kul iaf att du fick ordning på laddningen!

Fick förresten själv ordning på mitt märkliga datastrul, har satt in en liten rödfärgad edit om detta längre upp i tråden.

Har f.ö. också konstaterat att exempelschemat över regulatorn ovan knappast kan förklara min tidigare nämnda 3-amperes kortslutning. (Backriktad ström i B kabeln får tydligen enligt schemat obönhörligen tvärstopp, då den som sig bör endast möter 3 st backkopplade likriktardoder.)
Nå, min generator-tillverkare måste tydligen ha kopplat annorlunda, för nånstans kan strömmen uppenbarligen smita förbi inuti generatorn !?

Skall vid tillfälle försöka fixa till en fungerande direktlänk till crossrefence-sajten ovan (har upphört,men finns cachad hos google), för den innehåller mer fakta som nog kan platsa i denna tråd.

/ Thomas