Experimente zu einfacher Rekuperation

[JürgenRu]

Ausgangslage:
- Cityel mit (noch) 36V, (noch) Bleibattereien, Thrige-Motor
- übliches Streckenprofil mit mehreren Anstiegen
- Bergab rollt das El teilweise mit 80 Sachen, was man dann leider alles verschleißträchtig in den Bremsbelägen verheizen muss. Schön wäre also sanft bremsendes Rückspeisen bergab.

Überlegung zum Thrige-Motor:
Reihen und Nebenschlusswicklung bauen gemeinsam das Feld auf. Bei Endgeschwindigkeit sollte die Compound (=Nebenschluss-)Wicklung einen großen Anteil am Feld haben.
Würde man also nur die Compoundwicklung ausreichend mit Strom beaufschlagen, sollte am Anker eine generatorische Spannung anliegen, die durchaus einen Ladestrom in die Akkus treiben könnte. Allerdings wird diese Spannung erst bei höherer Geschwindigkeit hoch genug, als dass sie direkt nutzbar ist.

Die 1. Messung:
- Motoranschlüsse gedreht nach Kürten, damit liegt an der Compoundwicklung erst mal volle Spannung.
- Schalter am Strompoti gebrückt, damit die Schütze angezogen bleiben, auch wenn man vom Pedal geht.
- Messgerät an den Anker angeschlossen.
- Berg rauf, umdrehen und los ...

Ergebnis:
Ankerspannung annähernd proporitional zur Geschwindigkeit (wie erwartet). Bei 45km/h etwa 30V. Bei höherer Geschwindigkeit - plötzlich aus, Schütze fallen ab. Ursache: Vermutlich stört sich der Curtis daran, dass die Spannung an M- unter 0V sinkt. Das ergibt sich, da die positive Spannung des Ankers über die Freilaufdiode an A2 Richtung Batterie + angeschlossen ist. Wenn also die Spannung am Anker größer als die Batteriespannung wird, ist M- negativ.

Die 2. Messung:
Also Freilaufdiode von Batterie- zu M- eingebaut (natürlich richtig herum, sonst rummst es). Jetzt darf die Spannung an M- maximal 0,3V unter 0 fallen, eben die Durchlassspannung der Diode. Nützt aber nichts, der Curtis schaltet trotzdem ab - das mag er einfach nicht.

Fazit:
Rechnerisch müsste die Rekuperation bei etwa 60km/h einsetzen, denn da wäre die mittlere Ankerspannung ca. 40V. Das wäre schon mal ein Anfang. Schaltungstechnisch ist es aber mit angezogenen Schützen und aktivem Curtis scheinbar nicht möglich, da der Curtis die Freigabe der Schütze abschaltet, wenn ihm die Spannungen nicht gefallen. Man müsste also zurück zur alten Motorschaltung mit dem Compondrelais (D1E1 an B+). Dann kann man das Compoundrelais einschalten, während die Hauptschütze ausbleiben. Die Spannung am Anker könnte man einfach über einen Brückengleichrichter abgreifen und an die Batterien legen. Hab da noch ein 35A-Teil zuhause liegen. Weitere Versuche werden also folgen.

Gruß
Jürgen

 

[inoculator]

Hallo Jürgen,

Erfahrungswert:

Basis: 50V EL mit Thrige.
Compound schaltbar.

Beschleunigen mit abgeschaltetem Compound bis zum Ausdrehen (~75km/h)
Dann bei getretenem Pedal Compound einschalten:
<12A ReKu Strom bis zum unterschreiten von etwa 55km/h.

Noch besser wird es, wenn Du den Anker wendest und den Abgriff zwischen Feld und Anker auf Masse legst.

Wenn Du jetzt den Curtis pulsen läßt, hast Du eine "echte" Reku.

Nach diesem Prinzip funktioniert die Fleischmann Reku und so ist auch die Reku mit meinem 1205er aufgebaut.

gruss

Carsten

 

[mwulz]

Hallo,

Hat Jürgen da wieder was weiter versucht? Möchte auch in meinen EL ein Reku einbauen.
Hab Thrige mit Bleigel und Curtis mit original-Lader (BJ1993) alles soweit wie möglich original.

gruss
M

 

[Hobbyschrauber Mario]

@Jürgen

Frage: mit welcher Übersetzung Arbeitest du ?

Riemen 5,83:1 oder Kette 70/11 6,36:1 / 70/12 5,83:1 ?


Meine Glaskugel ist leider noch in Reperatur :joke:

Spaß bei Seite-rück/

Ich nehme einfach mal deine werte :

Effektiv musste man also mit 43,5 Volt am Motor erzeugen was bei ca. 65,25 km/h der Fall ist.

Bei angenommenen Verlusten von 0,7 Volt am Gleichrichter hast du so 13,8 Volt pro Block.

Da kommt der Punkt mit der Übersetzung zum tragen!

Theoretisch:

Also gegeben:

- 45 Km/h
- Radumfang 1,63 Meter
- Überätzung 5,83:1
- Überätzung 6,36:1

45 km/h : 60 : 1,63 x 5,83 = 2682,515 U/min am Motor

45 km/h : 60 : 1,63 x 6,36 = 2926.380 U/min am Motor

Drehzahl Differenz: 1,090909090909091

Übertrage ich das jetzt auf die Spannung komme ich auf 32,72 Volt statt 30 Volt.

Bei 60 km /h sollte das dann statt 40 Volt 43,636 Volt.

Diese 43,636 Volt könnten dann Ausreichen !


Ich habe an diesen Thema auch einiges Interesse, weil ich ein EL in entsprechender Konfieguration fahre.

Unzwar mit einem Kellykontroller / Ohne Schütze / mit dieser verschaltung

Reihenschluss: B+ -> A1 -> A2 -> D2 -> E1/D1 -> M- -> B- Compound: B+ -> E2

 

[Christian s]

Ich hab diese reku über die Compoundspule vor einigen jahren gebaut ( ist ja sehr verlockend weil man die dicke Motorverkabelung nicht ändern muß ) mit schwerer diode u sicherungen angeschlossen über einen lenkradschalterknopf mittells kleinem relais zum betätigen . etw probleme hat anfangs der große Selbstinduktionsfunken der compoundspule gemacht .

hat soweit gut funktioniert . wenn man schneller als 30 war wenn man 42V statt 36 in die compoundspule geschickt hat gings noch besser. ich hab sie aber dann entfernt weil ich ihr mitschuld am curtis ende gegeben habe ... er hat nach bremsen bei rel vollgeladenen akkus im 42 V betrieb den geist aufgegeben

 

[Hobbyschrauber Mario]

Hallo Christian,

ich denke du meinst das Thema Elektrobremse von 2. März 2009

Leider werde ich aus der beschriebenen Beitrag nicht ganz Schlau besonders was die Komponenten und Verschaltung angeht:

Ich habe nun versuchsweise aus 2 alten 30 A KFZ Relais , einer alten Lichtmaschinengleichrichtdiode und einem 4 fachen 24V Relais eine Elektrobremse gebastelt. (Auslösung über einen Taster)

Zu den komponenten

- 2 x 30 A KFZ Relais ? ( 12 Volt 30A KFZ Standet Relais ? )
- Lichtmaschinengleichrichtdiode ? (aus Welcher stammt der ?)
- 4 fachen 24V Relais ? ( das müsstest du genauer beschreiben )

Wie ist die Schaltung genau aufgebaut ?

Ich würde deine Reku Schaltung gerne testen !


Momentan mein Motor Strang so verkabelt :

Reihenschluss: / Compound:
B+ -> A1 -> A2 -> D2 -> E1/D1 -> M- -> B-
|
-> E2

 

[Bernd Schlueter]

Ich würde die Serienfeldspule mit dem Strom aus einer 1,2 Volt oder 2 Volt-Zusatzbatterie beaufschlagen. Das kann mitten während der Vorwärtsfahrt geschehen. Rückwärts rekuperiern allenfalls Bayern. Normale Erdbewohner tun so etwas nicht. Deshalb sind dann auch nur zwei Dioden am Anker erforderlich. Super, wenn die Relais abfallen, denn dann entspricht der Rekuperationsstrom dem durch die Serienfeldspule. Auf jeden Fall, aus 1,2 Volt werden 48 , 56 Volt oder so.
Die Relais fallen ab beim Bremsen. Ich spreche von der Uralt-Version. Warum versucht Ihr Euch nicht an zwei symmetrischen Compoundwicklungen? Gibt mehr Motorwirkungsgrad und wenig Kohlenabnutzung. Jetzt wird es wohl was mit der Einfach-Reku?
Carsten hatte doch schon mal losgelegt?
Übrigens, im stark entladenen Zustand hole ich mindestens 50% der eingespeisten mechanischen Leistung zurück. Beim Thrige etwas weniger, Bei vollem Akku lohnt die Reku fast nicht.

 

[mwulz]

Hallo,

hat schon mal jemand von euch daran gedacht eine Auto-Lichtmaschine an das Lüfterrad hinten anzuflanschen und damit eine Reku zu machen?

Müsste doch relativ einfach zu Lösen sein oder?

gruss
Michael

 

[Hobbyschrauber Mario]

@Michael

Nimm es mir bitte nicht Übel:

Wie so denn das ?

Der Wirkungsgrad würde Rapide fallen und im Endeffekt mit allen Teilen würde man schlechter als mancher Benziner dastehen.

auserdem :

Das Lüfterrad ist nicht umsonst am Thrige-Motor, ohne die damit erreichte Kühlung würde der Motor Thermisch überlastet.

Die Idee ist für sich nicht schlecht, Aber in diesem Fall würde der Schuss nach hinten los gehen !

Die geringe Menge an Strom die man damit erzeugt, würde nicht einmal den Mehr bedarf, für die zu Beschleunigende Masse decken.

(Mehr Verbrauch Pro/km)

Deswegen gibt es diese Themen : wo besprochen wird einfacher Rekuperation am Thrige-Motor zu Realisieren ist.

Ich habe mal Versuch nicht Negativ zu klingen.

 

[mwulz]

Hallo,

danke - ja dachte ja nur daran ;-)
Ich weiss ja nicht was eine Lichtmaschine an Wirkungsgrad bringt.

gruss

 

[Christian s]

Hallo Mario ! ich hab mirs nicht genau aufgeschrieben das Prinzip war aber sehr einfac : Ausgangasbasis original ( nicht nach Kürten ) geschalteter Thrige Version ohne compoundrelais .

1. mit einem dünnen draht der an+ 36V am akku angeschlossen ist an die Dicken kabel die zum Stator des thrige gehen kurz hinblitzen wen nein schön grün gelb blitzender selbstinduktions funken zu sehen ist dann hat man die stelle wo man den compounndstrom hinleiten kann ohne daß die schütze angezogen sind. bei mir wars D 1 (nicht der eigentliche compoundanschluß der bei meinem modell in Ruhe ohne schützanzug mit dem minuspol in verbindung ist ) wenn man da dauerhaft 36 V reinlässt müssten ca 2 A fließen . dann kann man OHNE ZÜNDSCHLÜSSEL !!) schon einen abwärtsrollversuch machen u sehen daß wenn man die Kohlenaschlüsse am Rotor kurzschließt schon eine deftige bremsung erfolgt .

2, Schritt man verbindt diesen anschluß nich t dauerhaft mit 36 V sondern über einen taster zB an den scheibenwischerhebel geklebt mit dem man später bremst. dieser taster sollteaber über einen zweiten schaltkontakt oder ein relais den Gaspedal mikroschalter unterbrechenn daß KEIINESFALLS die schütze anziehen wenn du bremst . um nun den gewonnene streom aus dem Anker nicht mit kurzschluß zu vernichten sondern doch etw strom in diie akkus zu rekuperierne kan man beide ankeranschlüsse mit + u - der akkus über je ein 30 A KFZ relais verbinden das auch über den Taster angesteuert wird. vorher Polarität testen.


um zu verhindren daß beim versehentlichen drücken des Tasters bei stillstand d er strom aus den akkus in den anker gerätr statt umgekehrt muß an einer stelle in diesem stromkreis eine Diode ( Polarität beachten ) die 30 -40 A kann ( also zb aus alter Lichtmaschine .
das schalten des compundfeldes verursacht ja bekanntlich den zerstörereischen Selbstinduktionsfunken. ich habe desw um den Taster nicht zu sterstören auch ein kleines relais verwendet . um darin den Funken niederzuhalten habe ich einen Kondensator eingebaut der hohe Spanningen vertägt eine diode wäre nicht gegangen da bei gewissen schalttzuständen der strom dort auch in die andere Richtung fließt . weiß nicht mehr genau warum

wenn man das compoundfeld mit 42 statt 36 V beaufschlagt hat war die bremswirkung natürlich besser als mit 36 V ...

Nachteile :

bremswirkung nicht modulierbar ( jhat mir aber nichts gemacht ) einspeisung ( reku ) bei stadtverkehrsverhältnissen eher gering bei 40 kmh aber doch ca 30 A und fragliche zerstörerische einflüsse durch ev spannungsspitzen beim Abschlten des compoundfeldes ( wares vieleeicht schuld , daß nachher die Tachoplatine gesponnen Hat oder doch nicht ?? hätte der91 er curtis doch noch länger gehalten ??

Ich habs nach einem Jahr dan ndoch wieder ausgebaut . hatte mich aber schon sehr daran gewöhnt u tippte bei mbremsen später eine zeitlang immer noch an den scheibenwischerhebel

 

[Christian s]

für mich als stadtfahrer war das resumee im prinzip doch negativ wenn man von lustiger bastelei absieht . * es vermehren sich doch die fehlerquellen in einem doch nicht mehr fehlöerfrein Fahrzeug das über 15 J auf dem buckel hat u doch tgl brav u verlässlich fahren soll ,
* es ist ein weiteres Kastl im motorraum der eh schon voll ist
* eventuel doch selbstinduktionsspannungsspitzen .

bremsenschonend bin ich sowieso unterwegs .

 

[Norbert Kern]

Hallo
Ich hab meine Reku nicht ein Tag bereut .Auch im fachen Land angenehm.
Wer basteln will ( und kann ! ) darf gern. Alle die ein fertiges und funktionierendes System anbieten haben ihr Lehrgeld bezahlt. Probieren und Riskieren oder :Augen zu, Geldbeutel auf und es funktioniert.
Gruß
Norbert

 

[Christian s]

Hast Du die Stoll reku?

 

[Norbert Kern]

Hallo
Ja und mit Poti am Bremspedal.
[attachment 205 Poti_Reku_02.JPG]
Ist ein wenig zum bauen, haut aber nich grad voll rein. Hab einfach den Leerweg des Bremspedal etwas vergrösert.
Gruß
Norbert

 

[Bernd Schlueter]

Zunächst möchte ich einmal daran erinnern, dass der Thrige-Motor in das Cityel gebaut wurde, als die Planer von Elektronik keine Ahnung hatten. Ein Compoundmotor ist Steinzeittechnik und hat einen entsetzlich schlechten Wirkungsgrad.
Selbst, wenn Ihr in gebirgiger Gegend wohnt, bringt die Reku alleine weniger als der Umbau auf zwei gleiche Spulensätze, also vier gleiche Feldspulen: sowohl beim Fahren, wie bei der Reku steigt der Wirkungsgrad des Motors um geschätzte 20%, die Lebensdauer der Kohlen wird vervielfacht, ein zerstörter Kommutator gehört der Vergangenheit an, die Richtungsschütze mit ihrer viel zu hohen Ausfallrate entfallen.

Wie ich es sehe, hat kaum jemand meine immer wieder wiederholten Warnungen vor dem Ausschaltfunken des Compoundfeldes gelesen, bitte , denkt daran, man kann das Feld nicht mit einem einfachen Schalter ausschalten, der Funke zerstört alles, auch das Curtis. Da gehört unbedingt eine kräftige Funkenlöschdiode dazu, wegen der Richtungsschütze mehrere.

Jetzt, da viele die Idee von meiner Einfachstreku aufgreifen, lasst uns zusammensetzen und keine Fehler wiederholen. Wir haben, ich per Telefon, Manuel mit seinem Cityel, genug Erfahrungen gesammelt. Es darf einfach nicht mehr passieren, dass wir einfach losexperimentieren.
Ein Baby, das Ihr falsch herum wickelt, fängt wenigstens noch an zu schreien, das Cityel gibt den Geist auf.

Dieser Thread hier wird viel zu lang, wenn wir alle wild drauflosschreiben, das liest doch kein Pferd mehr. Elwiki?

Also, macht was Vernünftiges, die große Lösung mit Umbau der Feldspule, genau 50% von Euch entscheiden sich für zwei Serienfeldspulensätze, die anderen für zwei Compoundspulen. Beide vertragen fast gleich viel Feld und damit Wärme, mit einem leichten Vorteil von Feldspulen für gebirgiges Gelände.
Compoundspulen benötigen weniger Aufwand.

Ich habe zwar im Laufe der Zeit alles geschrieben, was zu sagen ist, aber ich hielte es für sinnvoll, wenn ich meine Erfahrungen (andere machten die Fehler, die ins Geld gingen) irgendwo gesammelt einbringen könnte. Also bitte, wer sich an den Umbau gibt, ruft mich wenigstens an: wie Ihr mich erreichen könnt, steht gut versteckt im Profil, also an falscher Stelle.


Kurz soviel: Für die Compoundlösung ist eine gut gesicherte Viertelbrücke erforderlich plus eine einfache Steuerung per Operationsverstärker, Mikroprozessoren haben hier nichts zu suchen.

Die Feldspulenlösung benötigt entweder eine Vollbrücke oder eine Fremdstromquelle mit hoher Stromlieferfähigkeit, also eine einzige Zusatzelle (bei Nicad zwei) oder einen Spannungswandler und jeweils die gleiche einfache Steuerelektronik ohne störanfälligen Prozessor.
Prozessoren sind eine Supersache, aber hier fehl am Platze. Vergesst nicht, Strom sieht man nicht, den Funken, wenn es zu spät ist. Eine 1,5 fache Reichweite ist das Mindeste, was ich erwarte.
Bitte überlegt schon mal, wer für mich eine kleine Messreihe an einem Prüfstand mit einem umgebauten Thrigemotor machen kann, das Wirkungsgradoptimum bei welcher Drehzahl und bei welchem Drehmoment ist zu finden.
Ich verspreche Euch, der Thrige ist, zumindest im gebirgigen Gelände, besser als der Perm. die einfache elektronische Schaltung kostet fast nichts und baue ich dann. (Analogrechner mit ca vier OPs (= ein Vierfach-OP) . Eine kleine Serie für sämtliche Cityels ist längst überfällig.

Meine Warnungen für das ungesicherte Ausschalten des Compoundfeldes haben bisher nicht beachtet: mindestens hier oben Christian, vor vielen Jahren Manuel, und Johannes.
Das Serienfeld ist trotz höherem Strom etwas ungefährlicher, weil das Eisen die spannunsmäßige Reserve der Schalttransistoren nicht voll auslastet, aber auch hier, Vorsicht!
Nur Johannes hatte Glück, weil das dicke Motorzuleitungskabel als Sicherung wirkte, bei schätzungsweise 400 bis 500 Ampere an seinem sehr steilen Hausberg.. Er wollte nicht glauben, dass die Schütze beim Bremsen anfallen. Die dicke Schutzdiode fehlte. Er hatte die Lösung mit den Zusatzzellen.


Vertut Euch bitte nicht, in der Original-Cityelschaltung ist das Compoundfeld über eine Schutzdiode, sogar mehrere gesichert! (im Curtis) Nur ein Schalter geht auf keinen Fall.

 

[Christian s]

für wen ders wirklich braucht ist das wohl das gescheiteste.. kostet halt.

 

[inoculator]

Hallo,

die ReKu ist nach meiner Erfahrung nur ein Bremsenschoner -was beim EL schon einiges ausmacht.
Richtig ist auch, daß es bei dem Thrige einige Dinge zu beachten gibt.

So hat man beim Umschalten von Fahren auf ReKu je nach Schaltreihenfolge eine erhebliche Spitze, die in die Kette/den Riemen schlägt.
Außerdem ist der Leerstrom über die Compoundkohlen nicht zu verachten -mittlerweile weiß ich auch warum.

Weiterhin erhöht sich bei den Kettenfahrern der Verschleiß an der Kette beträchtlich -vor allem im Stadtverkehr. Ebenso leiden Ritzel und Kettenblatt natürlich doppelt.

Wenn die ReKu aber einmal richtig eingestellt ist, wird das Bremsen zu einem Erlebnis und fordert auch vom Fuß keinen hohen Kraftaufwand mehr.
Die unterschiedlichen Methoden der Bedienung des Potis sind dann wieder Gewöhnungssache.

Gruss

Carsten

 

[Bernd Schlueter]

Die Stoll Reku hat den fürchterlichen Nachteil eines furchtbaren Rekaisgeklappers, das stark den Verschleiß fördert. Beim Defekt verschiedener Teile sehe ich die Gefahr des Blockierens.Kompliziert, nicht eigensicher, sonst ausgereift.
Wie Carsten schon sagt, der Schlag auf Kette und übrigen Antrieb ist unvermeidlich, wenn die Elektronik nicht sanft einsetzt. auch tut sich am schlechten Wirkungsgrad des Thrige nichts, wenn man nicht dafür sorgt, das vier gleiche Spulen vorhanden sind. Die Dänemärker jagten damals noch mit hölzernen Harpunen Wale, als sie Ihr Meisterwerk in die Welt setzten. Dass man dann nicht das Miniäll an den Fortschritt der Zeit anpasste, haben Nestmeyer und andere zu verantworten.
Die Walfangflotten der Dänen gehören heute zu den modernsten der Welt, nämlich den walschonendsten, die es gibt. Nur aus historischem Interesse würde heute ein Däne mit einem Steinzeitmobil herumfahren.
Carsten, Du wolltest doch mal gleiche Spulen auf das Äll setzen? Es ist im Übrigen ziemlich egal, welchen Draht Ihr auf die Spulen wickelt. Hauptsache, mindestens die gleich Kupfermasse. Den Rest regelt die Elektronik. Nur darf der Draht nicht dünner als der der Compoundspule sein.
Bei zu dickem Draht wird die Fahrtrichtungänderung problematisch, weil die erforderlichen Transistoren zu dick werden und man eher bei der Relaisvollbrücke plus Löschdioden bleibt.

Die Steuerung des Älls ist auf jeden Fall eine Katastrophe.
Also, wie ich das sehe, gibt es keine sinnvollen Experimente mehr?
Ohne Cityäll lohnt es sich für mich auch nicht, mich zu stark zu engagieren.

 

[Hobbyschrauber Mario]

Dieser Beitrag ist nur eine Spur ausführlicher, aber er verdeutlicht es glaube ich am besten.

Eine Asynchrongenerator Lichtmaschine hat einen Wirkungsgrad von annähernd 75-87%.
(Also relativ Effizient )

Nun nehmen wir mal an :

Lichtmaschine entkoppelbar über ein Relai was mit dem Bremlichtschlter geschaltet wird.
(Sehr Wirkungsvoll da nur dann durchgeschaltet wird wenn man bremsen möchte.)

Strecke Flach / Gefälle / Steigung

Auf flachen Strecken

Mit Lima :

Beim fahren : wird sich zeigen, dass sich der Verbrauch an Energie erhöht, da mehr Masse in Bewegung gebracht werden muss. ( Trägheitsmoment / Rollwiederstand )

(Masse ca. 8-9 Kg + Kraftübertragung von Antrieb zu Generator )

Einsatz der LimaReku : wird geringfügig mehr Leistung liefern als der Thrige-Motor und stärker bremsen.

Ohne Lima:

Thrige-Motor Reku: wird geringfügig weniger Leistung einbringen als die Lima.

Weniger zu bewegende Masse ( Trägheitsmoment / Rollwiederstand )


Strecke Gefälle:

Lima Reku

Dort hat die Lima Reku den Vorteil der Größeren Masse und wird seine Nachteile fast verlieren.


Thrige-Motor Reku hat hier leicht das nachsehen da durch geringere Masse und Wirkungsgrad des Thrige die eingespeiste Leistung geringer ist.


Strecke Steigung:

Lima Reku:

Hier ist es genau umgekehrt zum Gefälle und die benötigte Leistung ist um einiges Größer wegen der erhöhten Masse. ( Trägheitsmoment / Rollwiederstand )

Thrige-Motor mit Reku:

Wird kaum messbar mehr belastet als ohne Reku da die Bauteile sehr leicht sind .
(geschätzt 300-500 Gramm)

Ich denke damit lässt sich leicht verstehen warum ich Privat die Thrige Reku bevorzuge.