Elko berechnen
Wolfgang Horejsi
Ich möchte an einem meiner Motorräder die Batterie weglassen. Scheinbar
kommt die Regelung der Lichtmaschine dabei vollkommen durcheinander und
produziert leistungsstarke Schwingungen. Die Kontrolllampen blitzen heftig
auf, wenn der Motor im Stand läuft. Bei höherer Drehzal ist Ruhe, da gibt es
keine Probleme. Nuh will ich einen dicken Elko statt der Batterie
dranhängen. Wie dick? Welche Kapazität sollte ich nehmen, wenn ich davon
ausgehe, dass bei 10Hz und geschätzten 3A eine Restwelligkeit von max. 20 %
nicht schaden? Die Spannung wird vom Regler auf 15V begrenzt, wenn er nicht
gerade schwingt. Reicht da ein 16V Elko? Im Sommer und im Freien dürften es
unter der Sitzbank etwa 50 Grad sein. Schadet das dem Elko? Meist steht ja
drauf: max. 85 Grad, aber geht das auf Dauer, und bei Wechselstromlast?
Superhightechzuverlässig muss das nicht sein, es handelt sich nicht um einen
Airbag, sondern nur um eine Zündanlage. Allerdings ist die mit Elektronik
bestückt, und da habe ich schon meine Bedenken, wenn gelegentlich die
ungeregelte Leerlaufspannung der Lichtmaschine (>50V) anliegt.
--
Wolfgang Horejsi
Ich hasse Computer!
Olaf Kaluza
>dranhängen. Wie dick? Welche Kapazität sollte ich nehmen, wenn ich davon
>ausgehe, dass bei 10Hz und geschätzten 3A eine Restwelligkeit von max. 20 %
>nicht schaden?
Ich fuerchte das kann man mit deinen Angaben nicht so einfach
ausrechen. Es geht ja nicht nur um eine Spannungsquelle deren
Innenwiderstand du nicht kennst, sondern auch noch um eine Regelung
deren Verhalten du nicht kennst. Nimm also einen moeglichst grossen
Elko. Ausserdem wuerde ich da noch einen normalen Kondensator von etwa
1uF parallel schalten. Ansonsten geht hier wohl probieren ueber
studieren. Mit 4700uF als unteren Wert wuerde ich anfangen.
>Die Spannung wird vom Regler auf 15V begrenzt, wenn er nicht
>gerade schwingt. Reicht da ein 16V Elko?
Noe. Ich wuerde mindestens 25V, besser noch 35V nehmen.
>Im Sommer und im Freien dürften es
>unter der Sitzbank etwa 50 Grad sein. Schadet das dem Elko?
Ja!
>Meist steht ja
>drauf: max. 85 Grad, aber geht das auf Dauer,
Nein! Was das genau bedeutet steht im Datenblatt des
Herstellers. Normalerweise bedeutet das etwa das nach 1500-2500h nur
0.5% der Elkos ausfallen. Nun haben Elkos aber eine Toleranz von
+/-20% und wenn du einen neuen kaufst ist der immer am oberen
Grenzwert. Es ist also nicht unrealistisch anzunehmen das ein 1000uF
Elko nach wenigen Wochen von 1200uF auf 800 abgesunken ist.
Das ganze natuerlich bei 85Grad. Bei 50Grad wird der Elko deutlich
laenger halten, aber nicht endlos lange. Wie lange genau haengt unter
anderem davon ab wie klein sein Wert werden darf bis dein Motorrad
nicht mehr funktioniert.
Also entweder nimmst du von vornerein einen Wert der deutlich groesser
ist als du nach dem probieren fuer notwendig haelst, oder welche fuer
105Grad.
Bei nichtbeachtung dieser Tips, schaetze ich mal die Lebenerwartung
auf 2-3 Jahre. Vielleicht reicht das ja auch.
Es koennte auch sinnvoll sein eine grosse Kapazitaet aus mehreren
kleinen aufzubauen.
>und bei Wechselstromlast?
Kein Elko vertraegt Wechselstrom, also negative Spannungen. Aber das
meinst du sicherlich nicht. Was du meinst ist Schaltbetrieb. Es gibt
Elkos die speziell dafuer ausgelegt sind. Die sind aber teuer! (etwa
Faktor 10)
Ich glaube aber eigentlich nicht das du soetwas brauchst. Der
parallelgeschaltete Kondensator muesste IMHO ausreichen.
Eine billige Moeglichkeit an gute Elkos zu kommen besteht IMHO darin
ein Schaltnetzteil auszuschlachten. :)
>Allerdings ist die mit Elektronik
>bestückt, und da habe ich schon meine Bedenken, wenn gelegentlich die
>ungeregelte Leerlaufspannung der Lichtmaschine (>50V) anliegt.
Diese Bedenken hast du zurecht. Zusaetzlich zu den Elkos koennte man
vielleicht auch noch ueber eine schnelle Schutzdiode nachdenken. Aber
damit habe ich selber noch keine Erfahrungen gemacht. Soll mal jemand
anderes was zu sagen.
Olaf
--
D.i.e.s.S. (K.)
Wolfgang Horejsi
Fq9sH...@criseis.ruhr.de...
> Elko. Ausserdem wuerde ich da noch einen normalen Kondensator von etwa
> 1uF parallel schalten. Ansonsten geht hier wohl probieren ueber
> studieren. Mit 4700uF als unteren Wert wuerde ich anfangen.
Ich hatte mit 10.000 uF angefangen, die Spannung war noch sehr unruhig. Aber
immerhin, die Lampen blitzten nicht mehr auf, scheinbar war damit das
Überschwingen des Reglers schon vermieden.
> >Die Spannung wird vom Regler auf 15V begrenzt, wenn er nicht
> >gerade schwingt. Reicht da ein 16V Elko?
>
> Noe. Ich wuerde mindestens 25V, besser noch 35V nehmen.
Warum schreiben die 16 V auf einen Elko drauf, wenn er noch nicht einmal 15V
aushält?
> Diese Bedenken hast du zurecht. Zusaetzlich zu den Elkos koennte man
> vielleicht auch noch ueber eine schnelle Schutzdiode nachdenken. Aber
> damit habe ich selber noch keine Erfahrungen gemacht. Soll mal jemand
> anderes was zu sagen.
Wie jetzt, Schutzdiode? Parallel in Sperrichtung? Oder am Drehstromregler,
an den Eingängen, aber da sind bereits Dioden drin? Oder am Ausgang? Wer
soll da wen wovor schützen?
> Eine billige Moeglichkeit an gute Elkos zu kommen besteht IMHO darin
> ein Schaltnetzteil auszuschlachten. :)
Da sind doch immer nur so kleine Dinger drin.
Uwe Hercksen
<wolfgang...@gmx.de> wrote:
>10 Hz, 3A, wieviel mueF, wieviel V?
>
>Ich möchte an einem meiner Motorräder die Batterie weglassen. Scheinbar
>kommt die Regelung der Lichtmaschine dabei vollkommen durcheinander und
Hallo,
wenn Dir beim Überholen plötzlich die Zündung ausfällt wirst Du evtl.
Deine "Elko statt Aku" Idee verfluchen.
Mit Akku funktioniert es doch vieltausendfach, also wozu den Akku
weglassen, damit Dir im Leerlauf das Licht schön dunkel wird?
Bye
--
Uwe Hercksen
Elektronikwerkstatt
Universität Erlangen-Nürnberg
Cauerstr. 5
D91058 Erlangen
Uwe Hercksen
<wolfgang...@gmx.de> wrote:
>10 Hz, 3A, wieviel mueF, wieviel V?
>
>Ich möchte an einem meiner Motorräder die Batterie weglassen. Scheinbar
Hallo,
wie üblich hast Du natürlich wieder auf konkrete Zahlenwerte
verzichtet. Ich rechne daher mal mit einem Akku 12 V 10 Ah, das
umrechnen auf eine andere Akkugrösse sei dem Leser als Übung
überlassen ;-)
Wir brauchen ausserdem noch die Lade- und Entladeschlussspannung, ich
nehme mal 14,4 und 10,4 V an.
Die Kapazität eines Kondensators wird in Farad angeben, 1F = 1 As / V
also rechnen wir 10 Ah in Amperesekunden As um, das sind 10 * 60 * 60
As = 36 kAs (kiloAmperesekunden)
Um die nötige Kapazität zu errechnen benutzen wir die
Spannungsdifferenz zwischen Lade- und Entladeschlussspannung 14,4 V -
10,4 V = 2 V
Damit erhalten wir eine Kapazität von 36 / 2 [kAs/V] = 18 kF
(KiloFarad) ;-)
Wie möchtest Du denn einen Kondensator von 18 kF und wenigstens 15 V
Spannungsfestigkeit bezahlen, am Motorrad befestigen und
transportieren?
Den Preis, die Grösse und Masse eines 18 kF auszurechnen wird dem
Leser als Übung empfohlen, man gehe von einem Kondensator mit
1.000.000 µF aus mit 7,6 cm Durchmesser, 21,9 cm Länge zu 170,- DM,
Gewicht ist bei *onra* nicht angegeben, nehmen wir mal 0,5 kg an.
Auch mit 1 Ah statt 10 Ah siehts nicht viel besser aus, selbst mit 0,1
Ah nicht.
Deine Signatur solltest Du ändern in:
Ich hasse Computer und elektrotechnisches Basiswissen! ;-)
Sorry, could not resist and bye
Stefan Junghans
Wolfgang Horejsi schrieb:
> 10 Hz, 3A, wieviel mueF, wieviel V?
>
> Ich möchte an einem meiner Motorräder die Batterie weglassen. Scheinbar
> kommt die Regelung der Lichtmaschine dabei vollkommen durcheinander
.....
> 10Hz und geschätzten 3A eine Restwelligkeit von max. 20 %
O.K., hi Wolfgang.
Q:Ladung, U:Spannung, I:Strom, t:Zeit ( aktuell 0Uhr15)
Also erstmal Kuh = Kuh.
d.h. Q=CU (hoffe ich nach Bierkonsum).
weiter ist I=dQ/dt.
damit ist unter Vernachlaessigung aller Mathematischen Rechtschreibregeln:
I*dt = C* dU.
dann waere
C= (I*dt)/dU.
Bei Dir: dU=3V, dt=0,1sec , I=3A.
dann ist das gesuchte C=3A*0,1sec /3V= 0,1 As/V.
wenn jetzt As/V auch als F(arad) durchgeht (bitte um ueberpruefung durch
fachkundiges personal),
dann brauchst Du einen Elko, nein, einen irgenwie-gearteten Kondensator, nein
(nicht
notwendigerweise einen Kondensator), eine Kapazitaet (die Realisierung bleibt
Dir ueberlassen)
von: 0,1 F = 100000uF.
Es gibt glaub ich auch 25 V-Typen - das koennte reichen.
Du koenntest da z.B. 100 Stueck mit 1000 uF zusammenschalten.
Im ernst, es gibt hohe Kapazitaeten in dieser Spannungsklasse -
vielleicht findest Du ja irgendwo 22000 uF (in einem alten Harman-Kardon
vielleicht)
Als Alternative kaeme vielleicht ein kleinerer Akku in betracht ?
Uff, immer diese Gehirnakrobatik .....
ciao,
stefan
p.s. wenn ich jetzt ein hoffnungsvolles Wochenendprojekt gestoppt habe, sorry.
Olaf Kaluza
>Warum schreiben die 16 V auf einen Elko drauf, wenn er noch nicht einmal 15V
>aushält?
Er haelt die schon aus, aber die Frage ist ob er das auch sehr lange
und bei jeder Temperatur macht. Mit anderen Worten du lebst mit nur 1V
etwas naeher am Abgrund. Aber du kannst es ja einfach mal
ausprobieren. Im schlimmsten Fall kommt eben der Saft aus dem Elko und
dein Motorrad wird verstaerkt rosten.
>Wie jetzt, Schutzdiode? Parallel in Sperrichtung? Oder am Drehstromregler,
>an den Eingängen, aber da sind bereits Dioden drin? Oder am Ausgang? Wer
>soll da wen wovor schützen?
Parallel zum Kondensator, als Schutz vor zu hohe kurzzeitige Spannungsimpulse.
>> Eine billige Moeglichkeit an gute Elkos zu kommen besteht IMHO darin
>> ein Schaltnetzteil auszuschlachten. :)
>Da sind doch immer nur so kleine Dinger drin.
Es gibt solche und solche Schaltnetzteile. :-)
Olaf
--
D.i.e.s.S. (K.)
Thorsten Ostermann
> > >Die Spannung wird vom Regler auf 15V begrenzt, wenn er nicht
> > >gerade schwingt. Reicht da ein 16V Elko?
> >
> > Noe. Ich wuerde mindestens 25V, besser noch 35V nehmen.
>
> Warum schreiben die 16 V auf einen Elko drauf, wenn er noch nicht einmal 15V
> aushält?
Weil das die maximal verträgliche Spannung ist. Im KFZ-Bordnetz gibt es
schonmal Spannungsspitzen die deutlich über den Mittelwert hinausgehen,
und dann würde der Elko u.U. ein paar Durchschläge bekommen :-(
Und wenn du zu 'digitalem Gasgeben' [TM] neigst, kann auch der
Mittelwert der Spannung kurzfristig ansteigen.
Gruß & gute Fahrt
Thorsten
--
Thorsten online - Electronic Projects
http://www.ostermann-net.de/electronic
Rund um Schrittmotor, Fräs-Bohr-Plotter & Mikrocontroller
Wolfgang Horejsi
38b26fe1...@news.uni-erlangen.de...
> Wie möchtest Du denn einen Kondensator von 18 kF und wenigstens 15 V
> Spannungsfestigkeit bezahlen, am Motorrad befestigen und
> transportieren?
Du hast mein Posting nicht verstanden. Ich möchte nicht einen Elko, der es
mir ermöglicht, 2 Stunden das Licht brennen zu lassen, ohne dass es dunkel
wird. Ich möchte einen Elko, der bei einer Drehzahl von 600U/min, die
normale Leerlaufdrehzahl liegt darüber, die Zeit zwischen den Stromimpulsen
der Lichtmaschine überbrückt. Genauso, wie ein Elko in einem Netzteil die
Zeit zwischen den Stromimpulsen mit 100 Hz überbrückt. Im Netzteil sind die
Ladeimpulse vom Brückengleichrichter 100Hz, ich gehe in meinem Fall von 10
Hz aus. Im Netzteil ist die Restwelligkeit im allgemeinen durch den
verwendeten Spannungsregler vorgegeben, ich habe geschätzt, dass ich bei
einer Restwelligkeit von 20% keine Probleme mit der Elektrik bekomme. Der
Laststrom liegt, ebenfalls geschätzt, bei 3A. Die Spannung ist irrelevant
für die Berechnung der Elkokapazität, deswegen habe ich sie nicht gepostet,
es sind 12V.
Leider habe ich keine Formelsammlung zur Hand, in der die passende Formel
steht. Ich hatte vermutet, dass jemand sagt: "Bei 3A und 20% Welligkeit
würde ich bei 100Hz xx uF nehmen, bei 10 Hz ist es dann das 10fache". Diesen
Wert für xx kann ich nicht berechnen. Ich könnte der Wert experimentell
ermitteln, dazu müsste ich das Motorrad aus dem Keller in den Garten
schieben. Es handelt sich um ein nicht mehr zulassungsfähiges Rennmotorrad.
Im Keller möchte ich es nicht laufen lassen, weil es dann sehr stinkt.
Ich habe die Batterie aus 2 Gründen ausgebaut: Erstens hat man mit dem
Bleiakku bei seltener Benuzung immer wieder das Problem, das er streikt.
Zweitens kann ich ohne Akku auch das Zündschloss weglassen. Beides zusammen
wiegt etwa 1 kg. Unnützer Ballast.
Wolfgang Horejsi
38B38852...@Ostermann-net.de...
> Weil das die maximal verträgliche Spannung ist. Im KFZ-Bordnetz gibt es
> schonmal Spannungsspitzen die deutlich über den Mittelwert hinausgehen,
Genau diese Spannungsspitzen will ich ja mit dem Elko verhindern.
Ich werde es ja sehen. Mit 10000 uF war die Spannung ja schon viel ruhiger,
und ich habe noch zwei 15000uF 16V in der Bastelkiste gefunden. Die werde
ich einfach mal hineinbauen.
Uwe Hercksen
<wolfgang...@gmx.de> wrote:
>wird. Ich möchte einen Elko, der bei einer Drehzahl von 600U/min, die
>normale Leerlaufdrehzahl liegt darüber, die Zeit zwischen den Stromimpulsen
>der Lichtmaschine überbrückt. Genauso, wie ein Elko in einem Netzteil die
>Zeit zwischen den Stromimpulsen mit 100 Hz überbrückt. Im Netzteil sind die
>Ladeimpulse vom Brückengleichrichter 100Hz, ich gehe in meinem Fall von 10
>Hz aus. Im Netzteil ist die Restwelligkeit im allgemeinen durch den
>verwendeten Spannungsregler vorgegeben, ich habe geschätzt, dass ich bei
>einer Restwelligkeit von 20% keine Probleme mit der Elektrik bekomme. Der
>Laststrom liegt, ebenfalls geschätzt, bei 3A. Die Spannung ist irrelevant
>für die Berechnung der Elkokapazität, deswegen habe ich sie nicht gepostet,
>es sind 12V.
>
Hallo,
also bei 600 U/min sind es 10 Hz, nach einer Zweiweggleichrichtung
aber 20 Hz. Ich hoffe hier ist es eine Vollbrückenschaltung, oder ist
es eine Drehstomlichtmaschine?
Du kennst die Näherungsformel für die Berechnung nicht, weisst aber
trotzdem das die Spannung irrelevant ist? ;-)
Im Tietze Schenk steht eine Näherungsformel, in die geht die
Brummspannung als Spitze-Spitze Wert ein, das sind hier wohl 20 % von
12 V, also 2,4 V. Die Restwelligkeit in % nützt nichts.
Das ist aber eine Näherungsformel für sinusförmigen Strom unter der
Annahme das die Aufladezeit des Kondensators wesentlich kleiner als
die Entladezeit ist.
C ~= I / (Ubrss * f)
C ~= 3 / (2,4 * 20) [A / (V * 1/s]
C ~= 0,063 [As/V] = 63 mF = 63000 µF
Wenn es aber 10 statt 20 Hz sind wird der Kondensator gleich doppelt
so gross.
Der Kondensator sollte wenigstens für die Spitzenspannung reichen, bei
Sinusform und 12 V effektiv wären das schon 17 V, wir müssen aber eher
von 14,4 V effektiv ausgehen, da sind wir schon bei 20,4 V.
Zuschläge für höhere Temperatur und längere Lebensdauer wären nicht
verkehrt, also eher 35 oder 40 V
Wäre ein kleinerer Motorradakku als ursprünglich vorhanden nicht
vernünftiger, die halbe Kapazität oder so?
Übrigens wenn das Zündschloss weggelassen wird, wie stoppt man den
Motor? Benzinhahn zu oder gar Kerzenstecker abziehen?
Beim Kerzenstecker abziehen könnte die Elektronik noch zusätzliche
Spannungsspitzen übergebraten bekommen, also beschwer Dich nicht wenn
was kaputt geht, alles auf Dein Risiko, keine Haftung meinerseits.
Bye
Carl Sandhagen
>Spannungsspitzen übergebraten bekommen, also beschwer Dich nicht wenn
nich nur die elektronik ;-)
Bye
Carl
delete ".delete" from reply-address
Uwe Hercksen
Sandhagen) wrote:
>>Beim Kerzenstecker abziehen könnte die Elektronik noch zusätzliche
>>Spannungsspitzen übergebraten bekommen, also beschwer Dich nicht wenn
>
>nich nur die elektronik ;-)
Hallo,
recht hast Du, am meisten Gewicht kann man am Rennmotorrad eh
einsparen indem man den Fahrer weglässt ;-)
Stefan Junghans
Hallo allerseits,
Uwe Hercksen scchrieb:
> Im Tietze Schenk steht eine Näherungsformel,
> ......
> C ~= 0,063 [As/V] = 63 mF = 63000 µF
>
> Wenn es aber 10 statt 20 Hz sind wird der Kondensator gleich doppelt
> so gross.
Bereits vor geraumer Zeit habe ich in diesem thread mal
in einem dreizeiler die Annahme zu Grunde gelegt, dass der
Elko schlagartig aufgeladen wird (alle 0,1 sec.) und dann
konstant mit 3 A entladen wird.
Dann spart man sich auch den Tietze und kommt auf
100 000 uF.
Sicher weniger realistische Annahme, aber im Ernst,
ob es nun 63000, 100000 oder 126000 uF sind
ist doch recht egal.
gruss,
stefan
(scheinbar erscheinen derartig hohe Kapazitaeten so unglaubwuerdig,
dass man mit nichtbeachtung gestraft wird ;-) )
Rainer Knaepper
Moin Wolfgang,
> Leider habe ich keine Formelsammlung zur Hand, in der die
> passende Formel steht. Ich hatte vermutet, dass jemand sagt:
> "Bei 3A und 20% Welligkeit würde ich bei 100Hz xx uF nehmen,
> bei 10 Hz ist es dann das 10fache".
Bei Netzgeräten funktioniert die Faustregel 1000 - 2200uF pro Ampère
Ausgangsstrom recht gut. In Deinem Fall also mindestens 3*10*1000uF.
Rainer
--
Wolfgang Horejsi
> also bei 600 U/min sind es 10 Hz, nach einer Zweiweggleichrichtung
> aber 20 Hz. Ich hoffe hier ist es eine Vollbrückenschaltung, oder ist
> es eine Drehstomlichtmaschine?
Sie hat 3 Wicklungen, und einen Drehstromgleichrichter, aber es sieht so
aus, als wären die 3 Wicklungen unsymetrisch auf den Stator verteilt.
> Der Kondensator sollte wenigstens für die Spitzenspannung reichen, bei
> Sinusform und 12 V effektiv wären das schon 17 V, wir müssen aber eher
> von 14,4 V effektiv ausgehen, da sind wir schon bei 20,4 V.
Aus dem Regler kommen max. 15 V Gleichstrom. Aber wie so viele Regler
schwingt die Schaltung stark, wenn ungünstige Lastbedingungen sind. Das
extreme Überschwingen habe ich mit den 10.000 uF bereits verhindert. Jetzt
hat mich der Ehrgeiz gepackt, und ich will auch noch das letzte Flackern der
Kontrolllampen bei niedriger Drehzahl verhindern.
> Zuschläge für höhere Temperatur und längere Lebensdauer wären nicht
> verkehrt, also eher 35 oder 40 V
Die Lebensdauer des Motors schätze ich auf 200 Stunden, danach kann er durch
aufwändiges mehrfaches Überholen vielleicht auf bis zu 600 Stunden kommen,
mit neuem Motor und Getriebe ev. auch auf 1000. Ich probier es doch erst
einmal mit den 16V Elkos, die vorhanden sind.
> Übrigens wenn das Zündschloss weggelassen wird, wie stoppt man den
> Motor? Benzinhahn zu oder gar Kerzenstecker abziehen?
An jedem Motorrad das ich kenne, ist ein Killschalter, meist beschriftet mit
Stop, oder engine stop. So ist es auch bei meinem. Der Killschalter geht bei
mir direkt in das Zündsteuergerät, CDI (capacity discharge ignition, oder
so), und schaltet die Zündimpulse aus, wahrscheinlich indem er die
Ansteuerimpulse verhindert. Da bei stehendem Motor kein Strom mehr
produziert, ist kein Ausschalter erforderlich. Falls kein Killschalter
vorhanden wäre, könnte man den Motor auch einfach abwürgen in dem man einen
Gang einlegt und die Kupplung bei gezogener Bremse kommen lässt.
> C ~= I / (Ubrss * f)
> C ~= 3 / (2,4 * 20) [A / (V * 1/s]
> C ~= 0,063 [As/V] = 63 mF = 63000 µF
Danke.