Mythes rondom de Spanningsregelaar

[VFRikus]

Ik heb ooit dat voor mijn backup SR eenvoudiger op gelost.

Gewoon hier op het forum een passende defecte SR vragen en de kabelboom over solderen.

VFRikus

[Ray]

Staat hij hier niet tussen?

[Paliasco]

Dit heeft namelijk te maken met tweede vreemde eigenschap van de PMG: je kunt de verschillende fasen (spoelen) kortsluiten. Er is dan geen spanningsverschil, geen magnetische weerstand op de as van de PMG en dus geen verlies. Dit verklaart ook waarom de PMG niet continu volledig wordt belast; dit vermogen wordt simpelweg niet opgewekt. Deze methode wordt in het Engels shunting genoemd. Hoe het precies werkt is te complex om hier uit te leggen, maar met de opkomst van windturbines is er een hoop interessants over geschreven mocht je meer willen lezen.

 

 

 

misschien moet je eens een link geven waar dit beter uitgelegd staat, maar voor zover ik het begrijp moet je hier de lorentzkracht uit zien te schakelen.

 

Er draait namelijk nog steeds een permanente magneet door een spoel, ik ben wel benieuwd hoe jij voor elkaar krijgt dat daar geen stroom doorheen gaat lopen als je de kringloop sluit,

[VFRikus]

Ik denk dat die stroom gewoon blijft lopen, want de overtollige energie wordt afgefakkeld naar massa. Kan ook niet anders.

VFRikus

[Paliasco]

Hoe het precies werkt is te complex om hier uit te leggen,

 

 

24 september 2014 aangepast door Paliasco

[Jeroen!]

Palliasco en Rikus, de basis van mijn post is gebaseerd op dit verhaal op Aapjesforum, waar het allemaal nog wat uitgebreider wordt uitgelegd. Een forumpost blijft weliswaar een forumpost, maar het effect wordt ook beschreven in een boek¹:

"If the load impedance across the terminals of an alternator is gradually reduced until the armature is completely short circuited, there is a far less danger than with the comparable d-c case. This can be better understood if it is remembered that the synchronous impedance, which now limits the current, has practically a 90 degrees lagging angle, and therefore produces a large demagnetizing action."

 

Hoe gradually reduced zich vertaalt naar de wijze waarop de SR pulserend kortsluit weet ik niet. Het gaat hier echter om het natuurkundig effect en niet om engineering, dus mijn inziens is dat ook niet relevant. Waar het, zoals ik het begrijp, op neerkomt is dat de stroom die opgewekt wordt in de kortgesloten spoelen een magnetisch veld geneert dat tegengesteld is aan het veld van de permanente magneet op de rotor. Door het magnetisch veld van de rotor effectief te verkleinen worden ook de reeds aangehaalde Lorentzkrachten verkleind. Het afgegeven vermogen neemt dus af, daar dit bepaalt wordt door het aantal windingen en de kracht van het magnetisch veld. Ergo, de energie wordt niet afgefakkeld maar simpelweg niet opgewekt door de magneet in de dynamo 'ineffiënter' (minder watt per rotatie) te laten draaien.

 

Interessant is dat iemand dit effect heeft getest met een (1-fase) motorfietsdynamo om te zien hoe dit in de praktijk werkt:

"After doing some reading about permanent magnet generators, and having a stator and rotor mounted to a a motor [...], I started the motor and connected the alternator wires together as they would be when shunted by the regulator. I wanted to see just what the load would be. It appears from my reading that the magnetism created in the stator's windings counteracts the rotor's magnetism. [...]

The motor didn't change rpm's and after a half hour the temperature of the stator only increased a modest amount. I then connected up a regulator connected to a battery that needed charging. In short order the stator body started to get quite a bit hotter and the motor showed a minute drop in rpm from the load. It was obvious that more work was being done when I introduced the battery/regulator than just connecting the alternator's output wires together."

 

 

¹ Jack Rosenblatt & M. Harold Friedman (1963) Direct and alternating current machinery [klik]

[Jeroen!]

On a side note: ik ben het fundamenteel oneens met meneer Einstein. Wanneer ik moet wachten tot ik verliefd zijn eenvoudig kan uitleggen voordat ik het goed genoeg begrijp wat ik er mee moet, sterf ik een eenzaam man.

[Paliasco]

Ok dat verhaal verduidelijkt het wel. doordat de stroom door dit type generator constant is, is het vermogen lineair met de spanning. De SR laat de spanning een factor tien dalen van ca 14 naar ca 1,4 volt, dus ook het opgewekte vermogen. De wet van lorentz blijft in stand, die zorgt voor dezelfde amperes.

 

Zie je wel dat Einstein gelijk Had.

[Jeroen!]

Mooi dat het verhaal begrijpelijker is geworden. De clou zit 'm inderdaad in het feit dat de dynamo een constante stroom geeft. Dat de VFR zich boven de natuurwetten verheft heb ik niet beweerd . Wel dat de kracht van het magnetisch veld (B) in de berekening van de Lorentzkracht (F) in de formule F = B * I * _LN, de enige variabele is die het afgegeven vermogen beïnvloed. (Stroomsterkte I; lengte van de spoel L; aantal wikkelingen N)

 

Over het citaat van Einstein (dat vermoedelijk niet van Einstein is), gaan we geen consensus vinden. Well enough is immers volstrekt arbitrair zolang het doel niet is gedefinieerd. Desalniettemin ben ik de eerste om toe te geven het niet volledig te begrijpen, maar mijns inziens wel goed genoeg om er een verhaaltje over te schrijven dat andere mensen kan helpen het te begrijpen. Wederom niet volledig, maar wellicht goed genoeg om er een aantal praktische keuzes op te baseren. Het is daarom ook dat ik het in de vorm van de ontkrachting van een aantal mythes heb gegoten en geen natuurkundeboek heb geschreven. Het doel was immers een praktisch handvat bieden, niet de toffe natuurkundige uithangen.

 

Hoe kom je overigens aan die spanningen en reductiefactor?

[Paliasco]

Als je met een enigszins natuurkundig onderlegde blik terugleest wat je in je eerste post onder 1. schreef, moet je denk ik toegeven dat je op geen enkele manier de indruk wekt grip te hebben op de materie. (edit: waarmee ik niet wil zeggen dat je dat niet hebt, maar het blijkt niet uit dat deel)

 

Het staat vol met feitelijke onjuistheden en onnauwkeurigheden, die ingaan tegen alles wat ik van dit onderwerp onthouden heb.

 

De 1.4 volt spanningsval over de SR heb ik uit dat verhaal op het aapjes forum. De 14 volt is (afgerond) de laadspanning waar de SR op afregelt (en eigenlijk elke auto- of motordynamo)

De factor 10 heb ik helemaal zelf uitgerekend door deze twee op elkaar te delen.

 

Ik ben nog eens door oude topics over dit onderwerp aan het neuzen, met daarin electrisch schema's van de SR, en ik kan het mis hebben, maar volgens mij blijft de accuspanning over de spoelen van de dynamo staan, ook als de SR "kortsluit".

 

Dat haalt die hele theorie toch wel onderuit, want dan heb je de 'vaste' stroom maal de accuspanning, is toch altijd hetzelfde vermogen wat opgewekt wordt.

maar nogmaals, ik heb niet alles doorgelezen en kan er naast zitten.

 

Zie dit topic, hierin staan ook links naar oudere topics en schema's

25 september 2014 aangepast door Paliasco

[Jeroen!]

Wat jij feitelijke onjuistheden noemt heb ik getracht met theorie- en praktijkvoorbeelden te staven in mijn laatste post. Eerlijkheidshalve kan ik alleen maar aanmoedigen dat je vraagtekens plaatst bij een matig gefundeerd verhaal als het mijne van een niet-elektrofysicus zoals ik. Wanneer de theorie in het aangehaalde boek en de Brit met z'n motor-en-stator experiment je echter niet kunnen overtuigen, vrees ik dat ik verder weinig kan betekenen. Ik neem direct van je aan dat jij meer kennis over dit onderwerp hebt dan ik, maar dit is simpelweg wat ik erover heb gevonden van bronnen die ik voldoende betrouwbaar acht. Er is ongetwijfeld meer literatuur te vinden die de uiteenlopende beweringen in deze thread ondersteunen dan wel ontkrachten, maar mijn tijd en energie is mij te kostbaar om aan een diepgaande studie naar deze materie 'af te fakkelen'. Nogmaals, ik heb de waarheid absoluut niet in pacht. Ik heb alleen met beperkte tijd en middelen de mij voorhanden zijnde kennis en bronnen geïnterpreteerd zoals beschreven. Met een aannemelijke redenering die, mijns inziens, niet haaks op de natuurwetten staat, een boek waarin deze redenering theoretisch wordt onderbouwt en een experiment dat deze theorie bevestigt neem ik genoegen. Dat ik de materie niet tot in de kern begrijp neem ik voor lief.

"De factor 10 heb ik helemaal zelf uitgerekend door deze twee op elkaar te delen."

 

Alle scherpte, kritiek en scepsis waardeer ik, maar wanneer we op een dergelijke toon de discussie voortzetten is het constructieve er wel af en verdoen we elkaars tijd.

Hoe dan ook, het klinkt mij onlogisch in de oren dat de accuspanning (een constante lijkt me) over de spoelen van de dynamo staat wanneer van deze dynamo bekend is dat de spanning lineair is aan het toerental, zoals je zelf al eerder beschreef. De schema's kan ik de precieze werking helaas niet uit deduceren.

[AFS Motorparts]

Ik ben geen electronica-wizzard (verre van dat), maar dat de dynamospanning lineair toeneemt met het toerental klopt absoluut niet. Zet er maar een Voltmeter op.....

Met de spanningsregelaar afgekoppeld zie je dat de wisselspanning bij stationair toerental inderdaad laag is, maar dat hij bij minder dan de helft van het maximale toerental al zijn maximale wisselspanning haalt. Sterker nog, bij meer toeren valt de wisselspanning vaak zelfs terug.

Ook met de spanningsregelaar en de accu aangekoppeld zie je dat dit gebeurd, of je nu wisselspanning aan de dynamo meet of gelijkspanning over de accu.

[Jeroen!]

In theorie zou het volgens mij lineair moeten toenemen, maar het kan goed dat ik een aantal factoren over het hoofd zie die er voor zorgen dat dat niet gebeurt. Overigens is het maar de vraag in hoeverre een eenvoudige meting van de dynamospanning met een normale multimeter is uit te voeren. Tux legt dat wel aannemelijk uit in deze post in de topic dat Paliasco al aanhaalde.

 

edit: ik heb m'n multimeter nog nooit aan m'n dynamo gehangen dus ik spreek niet vanuit praktijkervaring.

26 september 2014 aangepast door Bosland