Spannungswandler 21V/360V für Hybrid Twike, Update


Wolfgang Jenne

Mitglied
07.12.2004
81
Hi Bernd,

auf den Dioden steht (zumindest auf einer der vielen) RURP8100 was auf eine 1000Volt, 8 Ampere, 110ns Diode schliessen lässt. Das sollte eigentlich reichen.
Ich hab mal die Uebertrager angeschaut. Auf den Teilen steht 2500A und ein Logo, das ich mit LS übersetzten würde. Leider konnte ich im Internet nichts darüber finden.

Ich werd das Teil mal einbauen und noch 2 der 3 Batterien vom Twike drinn lassen. Damit sollte ich dann in der Lage sein behutsam die Last zu erhöhen.

Wasser kommt mir nicht in die Elektronik des Wandlers !!! Dazu bin ich zu wenig abergläubisch.

Gruss, Wolfgang
 

Wolfgang Jenne

Mitglied
07.12.2004
81
Hallo,

ich hab nun eine kleine Webseite mit ein Paar Bildern darüber gemacht:
http://www.spider.li/twike

für Feedback bin ich immer dankbar,

schöne Grüsse,

Wolfgang
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Wolfgang, der Toyota Deiner Frau hat demnach einen Aufwärts/Abwärtswandler, der ist im Wesentlichen ähnlich aufgebaut wie der Curtis im Twike, nur dass er auf jeden Fall eine vom Motor getrennte Induktivität besitzt und die Starkstromelemente in ihrer Anschlussreihenfolge vertauscht Auch die Steuerchips können meistens beides, nach oben und nach unten regeln.
Die Dioden in Deinem Wandler sollten die Spannung aushalten können, die sind von Intersil, mit Sicherheit keine schlechte Qualität. Bei 800 Volt hätte ich Bedenken gehabt.
XXXXXX
Letztes mal konnte ich Deine Bilder nicht laden, ich weiß nicht warum. Jetzt gerade habe ich sie mir angeschaut und kann nur sagen, das sieht Spitze aus. Die TL 598 von Texas sind ja anscheinend voll beschaltet, mal sehen, ob ich einen Schaltplan finde.
Hier isser:
http://focus.ti.com/lit/an/slva003b/slva003b.pdf

Dürfte wohl, ich habe noch nicht nachgeschaut, bei Dir genauso aussehen, mit allen Sicherungen gegen Überschreiten der Sättigung der Trafos: Nicht austauschen, wenn sie die Spannung nicht voll erreichen!
Stattdessen können wir auch den Strom reduzieren, indem wir den Dreieckstreiber im TL 598 nicht das volle Rechteck schalten lassen, wenn die Spannung zu hoch ist. Das Sirren macht mir Sorgen.
Ich fürchte mal, der sirrende Trafo geht in die Sättigung, der Primärstrom in der Transformatorprimärspule wird zu hoch, der Regler schaltet notweise aus, die im Trafo gespeicherte Energie bearbeitet ungesund die Primärfets.
Sollte der sirrende Trafo wärmer werden, als die nicht sirrenden, besteht Alarmstufe.
Aha, Idee, die Verluste steigen an, wenn der Trafo in die Sättigung geht. Also: einfach an der Primärleitung den Strom messen. Dann die Spannung nach oben drehen. Der Leerlaufstrom sollte so gut , wie nicht ansteigen. Steigt er ziemlich plötzlich deutlich an, ist die Sättigungsgrenze erreicht. Eine höhere Spannung dürfen wir nicht einstellen, lieber ein wenig zurückdrehen. Das ganze bitte mit voll geladener Batterie, der aber schon ein wenig entnomen wurde. Dann den gleichen Test nochmal, aber vorher einen Belastungswiderstand anbauen, sagen wir zwei hintereinandergeschaltete 100 Watt Glühbirnen. Achtung! hoher Primärstrom! Wieder schauen, wie hoch man die Spannung drehen kann, bis diesmal ein Stromanstieg feststellbar ist, der über das Hellerwerden der Glühlampen hinausgeht. Wenn da nichts zu bemerken ist, freuen. Immer auf Sirren achten, kann vom Trafo und von den Mosfets kommen (Magnetostriktion oder Piezo des Chips), kann, muss nicht schlimm sein.
Anderer Test: Eine Batterie, die am Entladetiefpunkt der Lithiumbatterie angekommen ist (Bleiakku vom Auto) und nochmal gucken, wie hoch die Spannung mit Belastung einregelbar ist. Wenn das ziemlich hoch möglich ist und das Sirren weg ist, auch freuen.
Wenn wir uns nicht immer gefreut haben, sollten wir etwas unternehmen, damit bei voller Ausgangsspannung der Strom reduziert wird, aber bei sinkender wieder hochgefahren. Das sollte eigentlich als Schutz reichen. Die übrigen Schutzmechanismen schalten natürlich auch ab, aber darauf sollten wir uns nicht verlassen und die können auch Störungen verursachen, z.B.absatzweises Ausschalten des Oszillators, was Rucken auf der Autobahn führen könnte.
Berichten, dann schauen wir weiter.
mail@berndschlueter.de (neue Adresse)
Das Ding sieht richtig toll aus. Das sind alles Standardteile, das bekommen wir immer repariert. Es lässt sich auch leicht auf 740 Volt umbauen. Da kommen wir aber schon in die Gegend, wo sich der Stromabnehmer für den Trolleybus lohnt?

Wenn die Spannung nicht reicht, hängen wir noch einfach ein oder zwei alte Computernetzteile mit 12 Ampere/12 Voltausgang dahinter, direkt betrieben von der Ausgangsgleichspannung, die dann ja nicht mehr ganz so hoch ist. 350 Volt dürften kein Problem sein. Wir könnten die Spannung ein wenig höher drehen und so auf 16 Volt kommen, die Schaltung ist praktisch die gleiche, wie beim großen Bruder. Dabei sind die alten AT-Netzteile vorzuziehen, die überall wegeworfen werden. Sie lassen sich auch leicht auf 25 Volt modifizieren, da wir ja auch die vielen Strippen loswerden wollen , ist das kein großes Problem. 370 Volt kommt auch gefährlich an die 400 Volt der Kondensatoren heran, Den Transformatorentausch ersparen wir uns tunlichst.
Bernd
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Habe soeben unter ebay einen 300-Watt-Wandler ersteigert. Werde ihn einmal unter die Lupe nehmen und kann dann besser sagen, ob etwas zu ändern ist.
Mich stört etwas, dass bei dem großen Gerät nicht "kurzschlussfest" steht.
Bei dem kleinsten, 150 Watt kommt man vielleicht, wenn man 7 Stück nimmt (guter Mengenrabatt ab 7) , giut weg. Wenn dann mal einer ausfällt, ists nicht weiter schlimm, jeder hat die gleiche Steuerung, man kann evtl. dosiert Energie zum Motor geben (= Motorregler), weil jedes Teil eigentlich einen Einrichtungs-Curtiss darstellt und möglicherweise spart man bei sehr leichter Modifikation (Ventilatorkühlung) noch Geld und Gewicht.
Die Pulsweite regelt alles. Zusätzlich sind noch getrennte Überlasteingänge vorhanden. Ich fürchte mal, falls ich unter "schlueb" den nächsten Kleinen ersteigern kann, kann ich Euch auch sagen, inwieweit man solch ein Teil, mit anständiger Kühlung versehen, übersteuern kann und , wann es seinen Geist aufgibt. Bei dem großen Teil, fürchte ich, sind die Reserven geringer.
Was ich dann ebenfalls versuchen werde, einen Rückspeiseregler für 12 Volt zu stricken, ebenfalls aus dem kleinsten Regler. Die Elektronik braucht nur sehr geringfügige Änderungen. Allerdings anderer Trafo, Dioden und Leistungs-Transistoren, kommen nach draußen.

Will man nicht selber stricken, kommt man bei den Geräten mit mittlerer Leistung vielleicht besser hin: ab 5 ist der Mengenrabatt günstig, die Gewichte sind bei kleineren eher günstiger, weil man da auch noch die Kühlung verbessern kann und Gehäuseteile weglassen. Preise bei Abnahme von 5 Stück:
alles bezogen auf 2400 Watt Dauerleistung, entsprechend 4,3,2 Stück:
4 mal 600 Watt: 330 Euro, 3 mal 800 Watt 321 Euro, 2 mal 1200 watt 376 Euro, letztere mit Fernbedienung. Auch das 1000 Wattgerät für 137 Euro pro Stück (5er Abnahme) hat Fernbedienung und anscheinend die höchste Überlastungsfestigkeit mit 1200 Watt für 30 Minuten bei 30°C. Ich würde sogar mischen und das 5 Stück-Angebot aushandeln, kann mir nicht vorstellen, dass das nicht möglich ist.
Jetzt schaut mal bei ebay unter "Spannungswandler" und überbietet mich fleißig!

Ich werde der Firma schreiben und berichten.
Noch mal meine Adresse : mail"at"berndschlueter.de, damit sie nicht jeder findet.
Aber, welchen Vorteil 14,4 Volt-Akkus gegenüber kleineren haben, habe ich noch nicht verstanden. Auch 24-Volt Geräte sollten wegen der etwas geringeren Ströme leichter handhabbar sein und mehr Reserve haben! 3, 6 Volt würde allerdings auch gehen!! 2000 Ah, da braucht man wohl keine Sicherung mehr, da schmilzt eh alles zusammen, und für den Carlo wäre dann wohl die 10.000 Ah- Type die richtige, wenn einer beim Tragen hilft.

Die Daten für die Wandler findet Ihr unter "Fraron" bei den googles.
Die Bilder von Jens erreicht man links oben in der Ecke in seinem link.
 

Wolfgang Jenne

Mitglied
07.12.2004
81
Hallo Bernd,

interessante Gedanken...
Ehrlich gesagt wäre mir eine einzelne 3.6V Zelle auch am liebsten, aber irgendwann schleppe ich mehr Gewicht an Kupfer mit mir rum als Batterie.
Ausserdem gibts die Wandler nun mal mit 12 Volt ab der Stange...

Ich hoffe dass ich dieses Wochenende mal meinen 2.5kW Wandler ins Twike bauen kann... Ihr hört dann wieder...

schöne Grüsse,

Wolfgang
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Ich habe gerade Antwort von Fraron bekommen. Die Wandler kommen aus Taiwan. Die aus der Voksrepublik hätten zu viele Ausfälle gehabt. Diese hier seien rundum sicher und nicht überlastbar, es gäbe so gut, wie keine Ausfälle. Wobei es natürlich eine obere Grenze geben muss! 370 Volt sind zum Laden der Nicads nicht gerade viel, aber für den Wandler dürfte eine obere Zumutbarkeitsgrenze existieren.
Einen Schaltplan gibt es dort nicht, aber, da es sich ja um die vorgeschriebenen Aplikationen des TI 598 und der Zusatzsicherheitschips handelt, wissen wir ja eigentlich genug.
Was ich mir als nächstes überlege, wenn wir mehrere kleinere Wandler nehmen, die ja sonst keinerlei Nachteile haben, könnten wir das jetzt brachliegende Wechselstromteil ganz hervorragend nutzen, um damit einen Vielphasen-Synchronmotor mit Permanentmagneten anzutreiben.
Wenn man nämlich auf die beiden Leistungs- und Reichweitendiagramme auf der Twike-Seite schaut, sehen wir, dass das Twike überaus verschwenderisch mit der elektrischen Energie umgeht. Nach den Diagrammen wird nur knapp die Hälfte genutzt, wo eigentlich 95% Stand der Technik wäre. Das kann eigentlich nur an dem schlechten Wirkungsgrad des Asynchronmotors liegen.
Das ist eine Schande und passt überhaupt nicht zu dem sonst scheinbar so ausgefeilten Design der Mikroprozessortechnik des Twike. Im Wesentlichen beinhaltet die Elektronik nur einen Vierquadrantenmotorsteller für einen Asynchronmotor, der bekanntlich auch nur unzufriedenstellend rekuperiert, selbst bei den großen Motoren der Bahn..
Ganz unfair finde ich dann die Gegenüberstellung mit einem Benziner, wo 4 kWh auf 100 km gleichgesetzt werden mit 0,4 Liter Benzin. Das ist eben eine Lüge, denn bis die 4 kWh aus dem Kraftwerk im Twike gelandet sind, sind mindestens 1,6 Liter Benzin oder die entsprechende Menge Atomenergie oder Wasser von der Alm bei Liechtenstein nach Außerrhoden herabgeflossen. Wir sollten endlich einmal ein sparsames Auto bauen, und das Twike ist nur Augenwischerei, obwohl es, mit einem vernünftigen Antrieb ausgerüstet, tatsächlich in etwa das halten würde, was die Werbung scheinbar verspricht: 2 kWh auf 100 km , entsprechend 0,8 Liter Benzin.
Jens, auf jeden Fall hast du mir mit Deinem Kauf und der schönen Darstellung der Elektronik gezeigt, wohin die Entwicklung gehen kann. Die Motoren sind jedenfalls zum großen Teil noch eine Katastrophe..
Mit einem vierpoligen, fünfphasigen Permanentmagnetsynchronmotor und zwei 12 -oder 24-Voltbatterien mit Mittelanzapfung lässt sich auf einfache Weise ein hocheffektiver Antrieb aufbauen, der das Doppelte leistet.
5 Abwärtsregler mit dem 598 in Richtung Motor, 5 Aufwärtsregler mit gleichem Cip in Richtung Batterie, oder eine Schaltung aus einem Guss, mit Vierquadrantenregelung. Entwickelt sind die längst, angewendet wurden sie kaum, und wenn, dann nur zu unerhörten Preisen.
Greifen wir zur günstigeren Lösung. Die Wandler enthalten zu allem Überfluss zusätzlich noch die wesentlichen Bestandteile, die für die Steuerung eines kollektorlosen Motors nötig sind...
Wenn wir die Chinesen nicht hätten, könnten wir uns bald nur noch ein Dromedar aus Arabien leisten. Woher kommen eigentlich die Lithium-Batterien? :rp:
 

Wolfgang Jenne

Mitglied
07.12.2004
81
Hallo Bernd,

Schau Dir doch mal dieses Paper an:
http://www.netl.doe.gov/publications/proceedings/04/seca-wrkshp/Virginia%20Tech%20-%20Lai.pdf
(ich habs schon mal geposted). Was hälst Du davon ? 97% Wirkungsgrad bei 1kW ? Und es schaut ganz schön klein aus. Allerdings hab ich keine Ahnung wie man so was macht.

von den Verlusten beim Twike kann ich nur folgende Beobachtungen machen:
- Der Inverter selbst wird nicht so stark warm und wird auch nur schlecht gekühlt. Dort gibt es wahrscheinlich keine so grossen Verluste
- Der Motor hingegen wird ganz schön warm, da verbrennt man sich schon mal die Finger. Allerdings ist auch der nicht gut gekühlt, da es eine recht gut geschlossene Bodenplatte gibt und der Motor auf der einen Seite noch eine Thermische Isolation (gegen die Karosserie) aufweist.
Aber 50% ... so schlecht kann er eigentlich nicht sein.
- Alle anderen erhältlichen E-Mobile brauchen viel mehr kWh/100 km

Auch muss ich Dir mitteilen, dass, wenn das Wasser von einer Alp in Liechtenstein nach Ausserrohden fliessen würde, müsste es entweder mit dem Schwung, mit dem es runter fliesst wieder nach Appenzell hochfliessen, oder es handelt sich um ein Perpedum Mobile.

schöne Grüsse,

Wolfgang (Ich mache jetzt dann eine Namensänderung - in Jens;-)
 
R

Rainer Partikel

Guest
Hallo liebe Forumsschreiber/Leser und innen


Bernd schreibt:


Wenn wir die Chinesen nicht hätten, könnten wir uns bald nur noch ein Dromedar aus Arabien leisten.

Liebe Leute, wenn die Chinesen alle soviel mit dem Auto fahren wie es in unseren Breitengraden der Fall ist, dann kaufen wir demnächst das Benzin wieder in der Apotheke :angry:

ZINNEKE
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Wolfgang, just, als ich den Grat erklomm, war es mir, als wäre zumindest einer der an dem Grat überhängenden Tropfen von Liechtensteienr auf Schweizer Gebiet hinübergeweht worden, und da befindet sich schließlich die Alm und so kannst Du nicht sagen , dass ich etwas ganz und gar Falsches gesagt habe. Und der Grat ist doch wohl die Grenze zu Euch "Österreichern"?
V6, das ist so eine Art Twike Sechszylinder, da kommt mir eh nichts anderes ins Haus. Mit zwei Batterien, mit Mittelanzapfung, und schon haben wir noch idealere Verhältnisse als auf der schönen Webseite. Die bestärken mich in der Annahme, dass die Verluste (fast) alle auf hochfrequenten Wellen beruhen, die sich dann an den unmöglichsten Stellen totlaufen. Insbesondere Magnetmaterial heizt sich bei solchen Gelegenheiten auf und deshalb würde ich nicht nur mit drei, sondern mindstens mit fünf Phasen meinen Synchronmotor betreibven. Seitdem die kleineren Wandler vom Preis/Leistungsverhältnis und auch sonstwie keinesfalls schlechter sind, würde ich sogar überlegen, auf einen 7- oder 9 - phasigen Motor überzugehen, wie es bei guten Kollektormotoren auch üblich ist.
Ganz super sind diese Wandler auch deshalb, weil man, obwohl die Frorons sagen, nein, die Ausgangsgleichspannung im vollen Bereich regeln kann und der anschließende Wechselspannungserzuger nur noch das Umpolen und die Feinheiten verrichten muss. Damit wird der Wirkungsgrad der Motoren deutlich größer und es fehlen diese Hochfrequenzspikes, die man als das Motorsirren hört. Das stört nicht nur mich, sondern ermüdet auch die Materialien (Motorteilschwingungen). Das gilt auch für Deinen Asynchronläufer.
97% in jedem Aggregat sind nicht nur Wunschvorstellungen.
Die Chinesen haben jetzt den Transrapid und wenn die erst einmal eine richtige Verkehrsstauung erleben, werden die ganz schnell weder ihr Fahrrad aus der Ecke holen. In den Transrapid passen überhaupt gar nicht wenige Twikes. Wenn die leichter werden, konnte man diese dann gebündelt in den Transrapid rollen. Vielleicht gibt es die dann für China auch zum Aufblasen. Lacht nicht, das ist eine Supersache mit Kevlarrohren.
Bernd
 

Wolfgang Jenne

Mitglied
07.12.2004
81
Hallo,

nun hab ich das Ding im Twike mit einer 12 V/100Ah Batterie mal betrieben. Um es kurz zu machen, das Ding bringt die Leistung nicht.
Bei 330Volt bekomme ich grade mal 800 Watt raus. Bei höherer Spannung entsprechend weniger. Die höchste Leistung die ich gesehen habe lag bei 280Volt bei ca. 1.5-1.6kW.
Dafür hab ich überhaupt keine Geräusche im Wandler bemerkt. Auch im Fahrbetrieb passst sich die Spannung und eigentlich auch die Abgabeleistung problemlos den Bedingungen an. Das gute ist auch, dass das Ding so überhaupt nicht überlastbar ist...

Vielleicht wird das etwas besser, wenn ich eine höhere Batteriespannung habe (ich hatte ca. 10-11 Volt).

Diese Spannung ist nun definitv zu niedrig. So kann ich die Hochspannungspufferbatterie nie in einem vernünftigen Bereich betreiben. Ich könnte mir noch vorstellen einen 2. Wandler zu kaufen und paralell zu hängen, aber mit dieser Leistung bräuchte ich 3-4 Stück, und dann werden auch die Verluste langsam zu hoch.

Hat jemand eine Idee wie wir hier mehr Leistung herauskitzeln könnten ?

schöne Grüsse,

Wolfgang
 

John

Neues Mitglied
14.04.2006
42
Hallo

Um die Leistung ein bisschen zu erhöhen kannst du ganz einfach die 12V
Eingangsspannung dem Ausgang in Reihe schalten !

Die Übertrager (Trafos) zu ändern ist bestimmt zu aufwendig.
Man könnte aber probieren die Frequenz zu erhöhen.
(ca 10-20%)

Wenn der Wandler mal mit 4 Li-ion Akkus betrieben wird.
hat man einen Spannungsbereich von ca 12-17V
Mit 17V Eingangsspannung sind die 330V Ausgang natürlich kein Problem.

Die Sicherheitsschaltung des Wandler schaltet aber bestimmt schon bei 15-16V
ab. Die Überspannungsabschaltung muss also etwas modifiziert werden.
Vorher aber genau nachschauen ob auch ALLE Bauteile die 17V aushalten.
Könnte mir vorstellen das Primärseitig nur 16V Kondensatoren verbaut sind.
Dann wirds mit Li-ion problematisch.

Eine Übergangslösung wäre ein DC-DC Wandler der von den 280V gespeisst wird und am Ausgang potentialfrei z.b. 48V liefert die dasnn den 280V in Reihe
geschaltet werden.

MFG
 
K

Karl

Guest
Hallo Wolfgang,

ich finde Dein Projekt super!
Du hast bereits bewiesen, daß es geht!
Wenn die Eingangsspannung bei über 11,5 Volt bliebe, sollte es auch noch besser funktionieren- hier wäre vielleicht eine "spannungssteifere" Batterie (i.e. niedrigerer Innenwiderstand) sinnvoll?

Sonnenelektrische Grüße

Karl
 

Wolfgang Jenne

Mitglied
07.12.2004
81
Hallo miteinander,

danke für Eure Bemerkungen.
@John:
- Die 12 Volt der Batterie sind zu wenig. Ich müsste auf ca. 350Volt bei 2kW kommen um die HV Batterien vernünftig betreiben zu können.
- Die Frequenz erhöhen: Das könnte gehen. Bist Du sicher, dass es da keine Seiteneffekte gibt ? Ich stelle mir einfach vor, dass die Entwickler des Gerätes die Bauteile schon ziemlich ausgereizt haben.
- Danke für den Hinweis mit den 16 Volt. Ich werde den Wandler nochmals inspizieren.
@Karl:
Ich habe natürlich keine Ahnung wie sich am Ende die Li-Zellen verhalten werden. Das macht es doch etwas spannend... eigentlich sollte es schon gehen, da die Zellen so bei ca. 0.5C betrieben werden.

Ich habe heute noch eine Idee gehabt: Da ich die Spannung nicht erhöhen kann (ohne Leistungsverlust) müsste es doch in die andere Richtung gehen. Ich habs auch gleich ausprobiert, ich kann den DC Wandler problemlos auf 150-200Volt runterschrauben.
Ich nehme nun an, dass bei einer niedrigeren Spannung das Ding wenigstens den gleichen Strom abgibt wie im "normal" Betrieb. Wenn ich nun zwei solcher Dinger, modifiziert auf 180 Volt in Serie schalte, müsste ich doch beim nominal Strom von ca. 10 Ampere (2.5 kW/ 230V) und dann 360 Volt auch entsprechend 3.6 kW bekommen. Das würde dann auch eher dem Leistungsbedüfnisses des Twikes entsprechen.
Hat jemand hierzu Einwände ? Als Maschinenbauer fühle ich mich nie so ganz sicher in der Materie...

schöne Grüsse,

Wolfgang
 

John

Neues Mitglied
14.04.2006
42
Hallo

Wenn man die Frequenz erhöht hat das natürlich Vorteile und auch Nachteile.
Auf jeden Fall wird der Wirkungsgrad etwas geringer.
Die Trafos können mit höherer Frequenz aber auch mehr Leistung übertragen.

Was genau passieren wird ist kaum vorhersehbar. Einfach mal ausprobieren.
Wahrscheinlich muss ja auch nur ein einziger Kondensator geändert werden.

2 Wandler in Reihe schalten sollte problemlos möglich sein.
Problematisch könnte es nur werden wenn ein Wandler in die Strombegrenzung geht.

MFG
 

Wolfgang Jenne

Mitglied
07.12.2004
81
Hallo,

ich habe nun den ersten Belastungsbericht ins Internet gestellt (leider ohne Bilder)
http://www.spider.li/twike

Das neue: Ich denke nun daran den Wandler nicht mit 370 Volt zu betreiben, sondern mit 180. Dafür werde ich zwei in Serie schalten. Damit müsste ich auch auf eine höhere Leistung kommen, da ich den vollen Strom nutzen kann. (>3.6 kW - hoffentlich).

schöne Grüsse,

Wolfgang
 

Bernd Schlüter

Aktives Mitglied
19.01.2004
322
Krefeld, 02151 9287045
Wolfgang, mein etwas geschärfter Blick auf Deine schönen Bilder lässt einige Drosseln vermissen. Könnte es sein, dass es sich dabei doch um Sperrwandler handelt?

Der Schaltkreis kann nämlich beide Varianten, Sperr- und Flußwandler steuern. Das müssen wir aber unbedingt wissen, ehe wir in die Schaltung eingreifen, was beim Flusswandler ohnehin fast unmöglich ist.
Sperrwandler sind total kurzschlussicher und sehr variabel in der Spannung und lassen sich leicht in einen Sperr-Flusswandler verwandeln.

Könntest Du das klären?

Zwei Fets bedienen je einen Trafo. Sind die nun im Gegentakt geschaltet und arbeiten auf zwei getrennte Spulenanschlüsse (Flusswandler =FW) oder parallel und es gibt primärseitig nur eine Wicklung (=SW)?
Des weiteren würde mich interessieren, wie die Sekundärseite aussieht. Etwa auch nur eine Wicklung (SW), wobei zwei Wicklungen auch noch hintereinandergeschaltet sind? Oder geht ein gemeinsamer Trafoausgang an den Ladekondensator und je einer der beiden Trafoausgänge über je eine Diode geht ebenso zum Kondensator?

Ist es ein Sperrwandler, könnten wir sekundärseitig so ganz nebenbei und fast gratis noch eine kleinere negative Zusatzspannung in Flußrichtung abzapfen, die genau der entsprechen könnte, die uns noch fehlt. Das wäre dann eine Methode, bei der der Wirkungsgrad und Leistung sogar noch leicht ansteigen. (Schätzungsweise um 100 zusätzliche Volt mit zwei Dioden und eine Drossel pro Wandler, sonst nichts, aber nur bei SW)
Trafoumwickelei kommt mir jedenfalls nicht in die Tüte.

Mist, ich glaube, meine e-mailadresse sieht man gar nicht: mail ät berndschlueter.de Das ät ist wohl besser hier, weil die spamautomaten dann die Adresse nicht finden. Bei der Schweizer fehlt mir zur Zeit das Passwort!

Mit einem Oszi an fast beliebiger Stelle primär oder sekundär sollten wir die Frage SW oder WP sofort entscheiden können, ihr habt doch da einen Graphen bei Euch herumlaufen. Hat der keinen?

Vielleicht kommen die angeblichen 5000 Watt auch nur heraus, wenn volle 16 Volt vorne anliegen und die Sekundärspannung auf 220 Volt Rechteckspannung zusammengefallen ist? Bei dem Modell steht ja nicht einmal, wie lange die Spitzenleistung vertragen wird, höchstens ein paar Mikrosekunden? Bei den anderen Modellen wird da wenigstens eine 20% höhere Leistung für bis zu 30 Minuten angegeben.
Bei FW können die 280 Volt auch nur durch Überschwinger der Streuinduktivitäten der Trafos entstehen, die dann bei leisester Belastung zusammenfallen.

Ich drücke den Daumen, das es ein SW ist.

Gute Nachricht fur Cityels: Ein SW lässt sich überaus simpel, nach Kochrezept, in einen Spannungswandler fürs beliebig hohe Leistung und bis zu ca. sechsfacher Eingangsspannung wandeln, ohne, dass man Trafos wickeln muss. Dafür tun es dann auch eine paar "saumäßig" zusammengeklebte Spulen. Der Motorwirkungsgrad würde dabei noch ansteigen. Beim Twike ist der Abstand der Spannungen zu hoch.
Mal sehen, was Froron mir schickt.
Bernd
 
G

Georg Schütz

Guest
@Bernd
Wenn´s denn alles so einfach ist, stelle es doch einfach als Projekt ins elweb-Abteilung Projekte.
 

Bernd Schlüter

Aktives Mitglied
19.01.2004
322
Krefeld, 02151 9287045
Gute Idee, zuerst der Schaltplan, falls es ein Sperrwandler ist, dann Vorschläge zur Anpassung an unsere Belange. Wandlertechnik und Motoren/Generatorensteuerung sollten eins sein, der Curtis ist ein Wandler. Ein Kollektor in einem Motor muss da wirklich nicht mehr sein und wir sollten mit einem universalen Konzept Permanentmagnetsynchronmotoren und beliebigen, austauschbaren Batterien zum Durchbruch verhelfen. Ich denke, der wichtigste Schritt in Richtung zum Automobil der Zukunft.
Das Verbrennungsaggregat dann nur noch als herausnehmbare Zuladung, das dann in seiner einfachen Konstruktion in Bezug auf Wirtschaftlichkeit, Geräusch und Sauberkeit auch von kleineren Firmen optimiert werden kann.. Ich halte es für zumutbar, mit 90 oder 100 km/h Europa zu durchqueren. Für längere Strecken eine Ergänzung durch Verladung, quer. Bei der geringen Geschwindigkeit ist auch eine Ausgleichsfederung nach Art der uralten Enten, ergänzt durch Hydropneumatik, möglich. Für ermüdungsfreies Fahren. Kurzes Fahrzeug, Fahrkomfort wie ein doppelt so langes.
Wird auch der Transrapid nicht gebaut, sollten unsere neuen Leistungshalbleiterfabriken dennoch eine sinnvolle Aufgabe erfüllen. In früherer Zeit gab Siemens zu seinen Chips sinnvolle Applikationen heraus. Das tun heute nur noch wenige Hersteller. Sollte Siemens uns nicht mit gutem Material bedienen, es gibt Alternativen. Glühlampen mit Sollbruchstelle a la Siemens wollen wir nicht.
Bernd
 

Bernd Schlüter

Aktives Mitglied
19.01.2004
322
Krefeld, 02151 9287045
Wie Wolfgang mir eben mitteilt, handelt es sich um einen Flusswandler. Damit sind meine ganz großen Hoffnungen erst einmal gedämpft und ich werde mich mit einem Projekt erst melden, wenn ich ein wenig gebastelt habe.
Hier das, was ich Wolfgang geantwortet habe, weil es vielleicht doch den einen oder anderen interessieren könnte. Wolfgang schaltet nun einen zweiten Wandler in Reihe.

"Wolfgang, Deine Auskunft, drei Anschlüsse an jeder Seite der Transformatoren, genügt schon. Dann ist der Fraron 2500 ein Flußwandler. Flusswandler heißt nur, dass Strom auf der Sekundärseite nur fließt, wenn gleichzeitig der Strom durch einen der beiden Transistoren fließt. Der Trafo hat dann im Inneren keinen Luftspalt, es ist (so gut wie) keine Energie im Magnetfeld gespeichert. Außerdem arbeiten die zwei Transistoren im Gegentakt, was vor allem zu einem sehr kleinen Trafo führt und die Stromlieferung glättet.

Sperrwandler werden von einem einzigen Transistor, oder auch mehreren parallelgeschalteten, betrieben. Hier wird in ein Luftvolumen im Inneren der Transformatorspule ein Magnetfeld geladen, dessen Energie beim Ausschalten (das ist die sogenannte "Sperrphase des Transistors") auf der Sekundärseite über die Dioden den Ausgangs bedient.
Die Bilder legten die Vermutung nahe, dass es sich doch um einen Sperrwandler handeln konnte, was allerdings ein wenig ungewöhnlich für das PWM-chip von Texas Instruments wäre. Aber auch so etwas kann man damit bauen.
Also, das Konzept, das Du jetzt planst, ist damit das einzig richtige. Eine wirkungsvolle Spannungserhöhung ist beim Flusswandler nicht möglich. Die Ausgangsspannung ist im Wesentlichen über das Übersetzungsverhältnis des Transformators festgelegt (hier leider 12!), beim Sperrwandler nicht.
Die einzige Möglichkeit wäre gewesen, den Wandler für eine höhere Eingangsspannung auszulegen, sprich, die Komponenten anzupassen und auch die Frequenz im gleichen Maße zu erhöhen. Der Sprung von 240 auf 360 oder mehr Volt ist allerdings etwas zu groß. Die Halbleiter würden das höchstwahrscheinlich mitmachen, zumindest, wenn man den Strom etwas reduziert.

Der Preis ist ja auf jeden Fall sehr günstig.

Aber bitte, beim Hintereinanderschalten der beiden Teile darauf achten, dass wirklich keine Phase am Gehäuse oder an der Erde anliegt!

Übrigens, ein Flusswandler ist, abgesehen vom Transformator, immer ein Abwärtswandler, ein Sperrwandler kann die Spannung nach oben, und nach unten wandeln. Das ist hier das Problem!
Die erhöhte Spannung, die Du einstellen kannst, rührt dann von den geringen Streuinduktivitäten der Transformatorspulen her, die dem Wandler im geringen Maße auch Sperrwandlereigenschaften verleihen. Möglicherweise ist sogar ein kleiner Luftspalt eingebaut, um mit höherer Spannung, bei kleiner Belastung, einen sinusförmigen Spannungsverlauf besser annähern zu können. Das Sirren bei höherer Spannung wäre ein möglicher Hinweis darauf (das Magnetfeld übt auch Kräfte aus). Wandlerbau ist eine Wissenschaft für sich.
Beim Sperrwandler gibt es weniger Probleme beim Anpassen der Spannung. Er benötigt allerdings eine größere, teurere Spule, bzw. Trafo für größere Spannungssprünge. Die Autozündung ist ein Sperrwandler (Abreißfunken), da ist das Spannungsverhältnis bis zu 1 zu 2000, obwohl der Zündspulentransformator nur ein Übersetzungsverhältnis von etwa 1 zu 50 bis 1 zu 100 besitzt. Die Spannung der Zündspule passt sich also automatisch dem Zündfunkenplasma an, die Magnetfeldenergie wird optimal ausgenutzt (Bis zu 25000 Volt Zündspannung, danach brennt das Zündfunkenplasma mit wenigen hundert Volt weiter...)."

Bernd
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Der Herr Lai vergleicht hier einen Dreiphasenwandler, den es überhaupt nicht gibt, mit einem vernünftigen Einphasen- und sechs parallelen Wandlern, wobei letztere alle 97% Wirkungsgrad haben. Die nur 95% Wirkungsgrad rühren daher, dass eine Phase immer ungenutzt stromlos ist und über einen Transistor unnötigerweise immer der doppelte Strom fließt. Merkwürdige Art, zu solch einem untauglichen Fundstück noch eine Arbeit zu schreiben.
Unsere Regler sind, das habe ich erst spät erkannt, 12 bzw. bei mir 10 oder 14 parallele Einphasenwandler, es gibt praktisch keine Verzögerung zwischen den Einschaltpunkten.
So kann auch bei uns der Wirkungsgrad sehr hoch liegen, was ich noch nicht ausgetestet habe.

Schade, auch für uns würden zwei einfache 300 Watt-Regler für 25 Euro (ebay!) genügen, wir brauchten lediglich andere 130 Ampere-Transistoren einsetzen und je einen einzigen dicken Trafo von Pollin , und wir hätten unsere 2 kWatt bei jeder gewünschten Spannung. Als Strombegrenzung reichte dann eine Schmelzsicherung und die vom Strombegrenzung vom Twike-Regler.
Die 300-Watt-Teile sind nicht spannungsgeregelt, aber könnten alles aufnehmen. Wir würden nur die Kühlung deutlich verstärken müssen (innen und außen). Vorder- und Rückwand heraus und zwei etwas größere Computernetzteilventilatoren oder einen größeren davor. Die schalten dann auch erst bei 45 Grad ein. Sicherungen fehlen den Dingern, die müssten wir ergänzen.

Aber demnächst gibt es Schaltpläne, und dann sehen wir genauer weiter. Ein Umbau sollte auf jeden Fall erfolgen, denn einmal bietet sich der Einbau stärkerer Transistoren, eines anderen, passend gewickelten Trafos (primär immer nur eine Kupferblechwindung) und die Integration der Rückspeisung an. Mir ist noch nicht ganz klar, ob wir unbedingt eine Spannungsregelung beim Aufwärtsteil benötigen.
Immerhin erscheinen mir die Lithiumakkus spannungskonstanter als die Nicads zu sein, falls wir die dann überhaupt noch benötigen. Vier umgebaute 300-Wattnetzteile würden sicherlich 5 kW bringen.
Wie hoch ist die Strombegrenzung beim Twike normalerweise eingestellt? Welche Primärspannung wäre sinnvoll? Selbst zwei Zellen ließen sich verwirklichen, aber es dürfte auch kein Problem darstellen, fünf Zellen über Leuchtdioden zu überwachen! 12 Volt ist die höchste Spannung, bei der solch ein Pollintrafo noch mit einer einzigen Primärwindung arbeitet, der von wotan kann das Doppelte mit seinen 5 cm² Kernquerschnitt.
Rechnung: U = 0,4 Tesla * 4 * 30.000 Hz * 5 exp -4 m² = 24 Volt

Die Ausgangstransistoren des 300 Watt-Reglers sollten volle 8 Ampere rekuperieren können, also bei 400 Volt 3200 Watt, bei zwei 300-Wattgehäusen also 6 kW. Diese Transistoren enthalten dann auch schon die passenden Gleichrichterdioden, wenn wir gleichzeitig aufwärtswandeln wollen.

Es muss nur die Regelschaltung stillgelegt und der 50 Hz-Eingang eines Optokopplers mit dem 30 kHz-Generator verbunden werden.
Diese kleinen, leichten, umgebauten Wandler sollten wir sinnvollerweise zum Rekuperieren, getrennt von Deinen regelbaren benutzen, da ich festgestellt haben, dass die Geräte extrem Hochfrequenzempfindlich bezüglich zerstörerischer Rückkopplung sind...Die würden einfach ab einer Mindestspannung oberhalb der Deiner Wandler anfangen, die Batterien zu laden.
Bei dem Preis ist das Nachdenken darüber, ob wir die Rekuperation in Deine Wandler verlegen, witzlos, obwohl da auch alle Voraussetzungen wären. Für das Experiment sind Deine Wandler zu wertvoll. Was hast Du für Ladegeräte? Das Ladegerät könnten wir sonst auch mit hineinpacken. Ich kenne mich aber nicht mit der Ladecharakteristik von Lions aus. Konstantspannung bei Strombegrenzung und abnehmendem Ladestrom...?

Bernd
 

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