Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

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Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon bleifrei » 16. November 2021 23:47

Hallo Forengemeinde,

ich bin gerade dabei meine MZ TS 250/1 auf 12V hochzuregeln mittels Hüco-Regler und einer Rückstromsperrdiode. Beide Bauteile sind nun da und werden demnächst montiert. Die Idee dazu habe ich hier natürlich aus dem Forum.

Mich interessiert jetzt aber wie das im Detail funktioniert. Ja klar, Bauteile anschließen und es werden schon 12V raus kommen, möge einigen reichen, mir allerdings nicht. Im Kreise der eingeschworenen MZ-Fahrern und Elektrikern konnte mir leider niemand so recht helfen was es denn mit der Funktionsweise auf sich hat. Ist tatsächlich nur der Regler für die Spannung zuständig? Könnte ich dann auch einen 24V Regler anschließen und mich über Flutscheinwerfer ähnliches Licht freuen?

Diesem Fred viewtopic.php?f=6&t=85506&mobile=Desktop entnehme ich dass durch probieren ca. 115Watt zur Verfügung stehen bei 12V, leider ohne abschließender Erklärung. Ist das nun wirklich so oder gibts doch nur 60Watt? Wenn ja, warum? Hilfreich wäre natürlich auch die passende Formel.
Eine geeignete Maschine ist eine Voraussetzung.
Die Qualität des Ergebnisses wird aber maßgeblich davon beeinflußt wer diese Maschine bedient.

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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon XHansX » 17. November 2021 00:08

Hier die wichtigsten Grundlagen / Gleichungen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichstrommaschine

24V könntest Du ebenfalls aus dem Generator holen.
Kein Problem, dann steigt nur die Drehzahl für den Ladebeginn etwas an.

Probleme kannst Du bekommen, wenn Du es mit der Leistung bzw. dem Strom übertreibst.
Dann wird die Wicklung thermisch überlastet.

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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon speedy734 » 17. November 2021 10:53

Zu dem Thema gibt es Lothars exzellente Seiten:
Lothar - Elektrik

Im speziellen ist das Thema hochregeln auf der letzten Seite dieses Dukuments behandelt:
Gleichstrom Lima

Aus den Abhandlungen dort kann man ableiten, dass das mit den 24V, die hier auch angesprochen wurden, eher nichts werden kann.

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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon Mainzer » 17. November 2021 14:16

Bei 24 V wird wohl die Erreglerwicklung brennen.
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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon zweitakt » 17. November 2021 18:44

Mainzer hat geschrieben:Bei 24 V wird wohl die Erreglerwicklung brennen.


Nur wenn Du auch entsprechend Strom fließen läßt.
Spannung allein kostet nichts. :wink:

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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon Mainzer » 17. November 2021 19:05

zweitakt hat geschrieben:
Mainzer hat geschrieben:Bei 24 V wird wohl die Erreglerwicklung brennen.


Nur wenn Du auch entsprechend Strom fließen läßt.
Spannung allein kostet nichts. :wink:

Zitat Lothar:
Zu bedenken ist jedoch die Tatsache, das sich bei Drehzahlen um 2000 min-1 der Strom
durch die Feldwicklung gegenüber dem 6V-Fall verdoppelt, das bedeutet 4fache
Verlustleistung im Stator. Rechnet man im 6V-Betrieb mit maximal 6 V an 1,5 Ω, also 4 A
und 24 W, wären das bei der 12V-Anlage im Maximum schon 8 A und 96 W.


Der Regler gibt bei niedrigen Drehzahlen halt "Vollgas" auf die Erregerwicklung, um möglichst viel Ausgangsleistung rauszukitzeln. Klar, man könnte einen Regler mit Strombegrenzung an DF nutzen (wenn es sowas gibt).
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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon Lorchen » 17. November 2021 19:07

zweitakt hat geschrieben:
Mainzer hat geschrieben:Bei 24 V wird wohl die Erreglerwicklung brennen.


Nur wenn Du auch entsprechend Strom fließen läßt.
Spannung allein kostet nichts. :wink:

Der ist gut. MERK! :ja: :lach:
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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon walkabout 98 » 17. November 2021 19:21

Mit Sicherheit kannst Du aus der Lichtmaschine auch 200W oder 500W „rausholen“, Du musst nur entsprechend kühlen. Eine 100W Glühbirne wird auch wärmer, wie eine 25W

Man hat ja eine gleichbleibende Konstante, das ist der Innenwiderstand der Lichtmaschine. Der ist unabhängig von der Spannung nur über den Widerstandswert des Kupfers definiert.
Alles andere ist ein wenig rechnen nach dem ohmschen Gesetz U=R•I und P=U•I
Daraus ergibt sich, das bei gleichen Widerstand eine Verdoppelung der Spannung zu einer Halbierung des Stromes führt. Womit die Leistung gleich bleibt.
Du kannst natürlich mehr Leistung entnehmen, nur passiert dann das, was zum Beispiel passiert, wenn Du die Spannung bei einer Glühbirne erhöhst. Sie brennt durch.
Ich möchte mich schon mal vorweg für meine laienhaft Darstellung entschuldigen

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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon Mainzer » 17. November 2021 19:31

Lorchen hat geschrieben:
zweitakt hat geschrieben:
Mainzer hat geschrieben:Bei 24 V wird wohl die Erreglerwicklung brennen.


Nur wenn Du auch entsprechend Strom fließen läßt.
Spannung allein kostet nichts. :wink:

Der ist gut. MERK! :ja: :lach:

Erinnert mich an den Studenten bei uns, der stundenlange Messreihen durchgeführt hat und am Ende darauf kam, dass es einen linearen Zusammenhang zwischen Strom und Spannung gibt :!: :licht:
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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon XHansX » 17. November 2021 20:14

walkabout 98 hat geschrieben:... Man hat ja eine gleichbleibende Konstante, das ist der Innenwiderstand der Lichtmaschine. Der ist unabhängig von der Spannung nur über den Widerstandswert des Kupfers definiert.
Alles andere ist ein wenig rechnen nach dem ohmschen Gesetz U=R•I und P=U•I...


Bist Du Dir da sicher?
Ist es nicht vielmehr so, dass wir hier eine stromdurchflossene Spule haben, in der sich eine zweite stromdurchflossene und rotierende Spule befindet?
Induziert nicht die innere Spule auch eine Spannung in die äußere Spule, die der Erregerspannung entgegen wirkt und den Erregerstrom hemmt?

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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon bleifrei » 19. November 2021 11:42

Also ich fasse mal „kurz“ zusammen, bitte berichtigt mich wenn ich falsch liege.

Funktionsweise:

Ich schalte die Zündung auf Stellung 1. Nun fließt der Strom von der Batterie über das Zündschloss sowie über den Regler in die Lichtmaschine und erzeugt da einen Erregerstrom (ca.12V).
Jetzt starte ich den Motor und der Rotor beginnt sich zu drehen. Es entsteht die elektrische Leistung P, allerdings nicht genug um die Batterie zu laden. Folglich ist die LKL an. Ab einer Drehzahl oberhalb von 1500 1/min entsteht dann so viel elektrische Leistung P das die LKL erlischt und das Bordnetz mit 12V befeuert werden kann. Sollte die gewünschte Ladespannung erreicht sein dann arbeitet der Regler entgegen sodass es nicht zur „überladung“ kommt.

Vorteil:
Man hat eine höhere Bordspannung.
Es stehen nun mehr Watt zur Verfügung da, I*U=P. Die 10Ampere bleiben bei 6V als auch bei 12V relativ konstant. Ich beziehe mich da auf Achims Messung. (Bei hochgeregelter Zündung ging der Motor bei 131Watt Abnahme aus. Bei 115Watt Abnahme lief er weiter)
Der Zündfunke wird stärker
Günstiger Regler

Nachteile:
Die einzelnen Wicklungen werden höher belastet und wärmer (Verdopplung von Wiederstand auf R=1,25 anstatt R=0,6).
Die Schleifkontakte (Kohlen) werden höher belastet und unterliegen folglich einem höheren Verschleiß.
Eine Hochregelung auf 24V würde die LiMa wahrscheinlich auf Grund des hohen Wiederstands und der einhergehenden Temperaturbelastung schnell zerstören.

Fazit für mich:
Der Umbau wird durchgeführt und es wird im Eigenversuch probiert. Den hohen Kohleverschleiß kompensiere ich sowieso durch seltenes fahren. Ersatzkohlen samt Federn werden stets mitgeführt. Eine ErsatzLiMa sollte bereit liegen.

Ich hoffe ich langweile euch nicht mit dieser Darlegung. Ich bin aber ein Freund von der theoretischen Funktion bevor ich sowas durchführe. :D
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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon seife » 19. November 2021 11:55

Deine Erklärung ist leider fast vollständig falsch ;-)
Ist aber egal, funktionieren wird es trotzdem.

* der Widerstand (von was eigentlich?) ändert sich nicht
* Die Belastung der Kohlen etc. und der Generatorwicklung wird nicht höher.
* Die Belastung und Erwärmung der Erregerwicklung wird höher.
Gruß, Stefan

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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon XHansX » 19. November 2021 11:58

Wenn man die Zündung einschaltet, wird die Erregerspule nicht von Strom durchflossen.
Erst wenn der Motor läuft und eine gewisse Drehzahl überschritten hat, erzeugt die Rotorwicklung eine Startspannung, die dem Regler zugeführt wird und im Anschluss die Erregerwicklung speist.
Die Startspannung entsteht also ohne Erregerstrom allein durch die Restmagnetisierung / Remanenz der Rotorspule.
Der Regler nutzt keinen Strom aus der Batterie, um die Erregerwicklung zu speisen, sondern immer nur Strom aus der Lima.

An den Widerständen der Wicklungen ändert sich durch das Hochregeln auf 12V nichts.

Ob die Kohlebürsten mehr oder sogar weniger belastet werden, ist noch nicht bekannt.
Wenn bei gleicher Leistung die Spannung verdoppelt wird, halbiert sich der Strom.
Also würden die Kohlen bei gleicher Leistung nur mit dem halben Strom belastet.
Die Frage ist jetzt, ob die Kohlen ehr von der Spannung oder dem Strom verschleißen.
Vielleicht überwiegt auch der mechanische Verschleiß durch Reibung und die elektrischen Belastungen haben kaum Einfluss auf die Standzeit, wer weiß?

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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon kutt » 19. November 2021 16:31

Hier wird zum Teil viel durcheinandergewürfelt.

Nehmen wir mal an, daß man den Generator nicht schneller drehen lassen will/kann. Dann hängt die erzeugte Spannung / mögliche Leistung vor allem vom der magnetischen Flussdichte im Eisenkern der Feldwicklung ab. Ändert man nichts an der Geometrie der Spule, dann ist die Flussdichte nur linear vom Strom abhängig.

Das stimmt aber nur unter der Bedingung, daß man sich im linearen Bereich der Hysterese befindet. Selbst wenn man die Spule thermisch unter Kontrolle halten könnte, würde der Eisenkern irgendwann in die Sättigungsmagnetisierung kommen. Da diese materialspezifisch ist kann man das nur umgehen, indem man auf ein anderes Material schwenkt oder halt den ganzen Generator größer baut.

Oder halt bildlich erklärt: Man hat ein Wasserrad (=Spule), auf das man immer mehr Wasser kippt (Strom erhöht). Das Wasserrad treibt über eine Kupplung (magn. Fluß) einen Generator an (Spulen im Rotor). Irgendwann ist die zu übertragende Leistung auf der Welle zu viel und die Kupplung fängt an zu rutschen. Dan kann man so viel Wasser auf das Wasserrad kippen, bis es zusammenbricht ... der Generator wird nicht mehr Leistung abgeben können.
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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon flotter 3er » 19. November 2021 16:43

Jenseits aller theoretischen Überlegeungen reicht mir, das rein praktisch die Sache erst einmal bei 12V funktioniert. Da die Kabelquerschnitte bleiben, verringern sich die Verluste. Vorausgesetzt natürlich immer optimale Verbindungen.
Und ob die Laube nun bei theoretischen 24V abbrennt....
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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon bleifrei » 20. November 2021 11:03

Vielen Dank für die reichlichen Antworten ihr seid mir eine gute Hilfe.

Da dachte ich, Mensch jetzt haste das System begriffen… falsch gedacht :| Die 24V sind auch nur beispielhaft, ich möchte meine TS mit 12V betreiben.

Mit den neuen Erkenntnissen und noch diversen Fragezeichen übern Kopf bin ich gestern ans Werk und habe den HüCo-Regler mit externer Rückstromsperrdiode verbaut, leider war der Erfolg nur mäßig. Erst ging gar nichts und dann kam ich auf eine Ladespannung von ca. 20V. Ein BERU-Regler aus einer ETZ regelte wunderbar bei 14V. Ich könnte es mir nicht erklären aber die Erleuchtung kam dann am Abend beim Bier mit dem Vorbesitzer des HüCo-Regler. Ein jemand vertauschte mal Plus mit Minus am Sicherungskasten, möglicherweise hat der Regler schaden dabei genommen.

Nun bestell ich noch einen neuen Regler, hoffentlich klappt’s damit. :D
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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon pd108 » 20. November 2021 11:21

Wenn der ETZ Regler funktioniert, warum nimmst Du ihn nicht?
Wenn es doch eine anderer sein soll, beachte daß es plusregelnde (wie der ETZ) und minusregelnde Regler gibt.
Das hat nichts mit Masse am Rahmen zu tun.
mfg
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Zuletzt geändert von pd108 am 20. November 2021 20:23, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon bleifrei » 20. November 2021 11:45

Aufgrund mangelnder Kenntnisse möchte ich mich gern an diese Anleitung halten. http://up.picr.de/25634835hj.pdf?rand=1463932979

Der ETZ Regler ist übrigens einer von HELLA und gehört mir leider nicht.
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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon flotter 3er » 20. November 2021 12:57

bleifrei hat geschrieben:Aufgrund mangelnder Kenntnisse möchte ich mich gern an diese Anleitung halten. http://up.picr.de/25634835hj.pdf?rand=1463932979

Der ETZ Regler ist übrigens einer von HELLA und gehört mir leider nicht.


Die Anleitung ist gut und funktioniert. Achte auf einen ausreichenden Kühlkörper für die Diode!
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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon bleifrei » 24. November 2021 18:14

Habe mich heute mal wieder ran gemacht um vielleicht doch noch die angestrebten 12V zu realisieren. Leider klappte das immer noch nicht.

Die LKL erlischt bei ca. 4500 1/min was mir bisschen entschieden zu hoch ist und geht bei ca. 1500 1/min wieder an mit vorherigen Flackern an. Gemessen an der Batterie wurden unkonstant max. 17V bei 5000 1/min. Im mittleren Drehzahlbereich sind’s ca. 14V.

Angeschlossen habe ich so:

D+: zwei Kabel der Diode, grün/rot LiMa, grün/rot LKL
DF: blau/grün Lima
D-: Masse am Massenpunkt vom Rahmen.

Getauscht habe ich schon die Kohlen und den Rotor ohne Erfolg.

Wo liegt denn hier Fehler ? Ich bin ratlos! :|


Ergänzung: Ich habe wieder zurück auf 6v gebaut, d.H. 6V Batterie, 6V Zündspule, 6V Regler und die Tachobirnen, Ruhestrom ist 6,3V; bei mittlerer Drehzahl 7V und bei volllast gehts bis auf 11V hoch.

Habe ich die Lichtmaschine jetzt „verzwölfvoltet“? :lol:
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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon flotter 3er » 24. November 2021 19:23

Was für ein 6V Regler hängt da drin? Warum hast du noch die Diode verbaut bei 6V? Die brauchst du doch nur bei einem Drehstromregler?
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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon bleifrei » 24. November 2021 19:30

Das Bild stammt noch von der 12V Anlage, so sieht’s jetzt aus.

Nach ner kleinen Proberunde habe ich jetzt mit der 6V Anlage ca.7V an der Batterie bei Eingeschalteten Licht. Sollte so okay sein.
Ich werde das nächste mal ein anderes Gerät zum messen probieren, Ungenauigkeiten sind hier nicht auszuschließen.

Gibts noch Hinweise was den Umbau auf 12V angeht ? Der neue HüCo Regler ist als OK bewertet nachdem er an der ETZ seine Arbeit bei 14V verrichtete.
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Re: Theoretische Darlegungen des hochregeln auf 12V

Beitragvon bleifrei » 26. November 2021 01:03

So liebe Gemeinde, wie ich schon annahm lag mein Messgerät falsch da die 0,5A Sicherung durch ist. Zugegeben ist das sicherlich auch nicht das beste.

Also 6V Anlage wieder komplettiert und siehe da, alles paletti. 7,3V habe ich ohne Licht ab 2000 1/min und 6,8V mit Licht, gemessen an der Batterie (Vape-Regler).

Da das nun funktioniert habe ich mich nochmal an die 12V Variante gemacht und jetzt wird’s interessant.

Der 1.HüCo-Regler regelte bis Jenseits von 20V, der ist wohl Schrott.
Der 2.HüCo-Regler regelt so:

Drehzahl in 1/min, Spannung in V ohne Licht
1500, 10
2000, 12
ab 2500, 14

Drehzahl in 1/min, Spannung in V mit Licht
1500, 7
2000, 11
An 2500, 13,7

Drehzahl in 1/min, Spannung in V mit Stellung 5
Ab 2000, 12

Die Ladekontrollleuchte erlischt nach kurzen Gasstoss bei ca 4000 1/min und geht dann erst nach ausschalten der Zündung kurz wieder an, also solange bis der Motor aus ist.

Die Ruhespannung der Batterie liegt bei 11,6V hier ist also anzunehmen das die Batterie an ihre Altersgrenze gekommen ist.

Sind die Werte so akzeptabel oder muss da nachgebessert werden? Ich hoffe mir kann da jemand was zu sagen. :mrgreen:
Eine geeignete Maschine ist eine Voraussetzung.
Die Qualität des Ergebnisses wird aber maßgeblich davon beeinflußt wer diese Maschine bedient.

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