Laderegler aktiv kühlen


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#31

Beitrag von Ati » 12.07.2016 17:28

Auf jeden Fall. Zusätzliche Kühlkörper mit ordentlich Flächenschluss helfen enorm. Dennoch dürfte MOS-FET-Technik 1.Wahl sein. Das hat nichts mit dem Akku zu tun. Der Regler wird heiß, weil er überschüssige Energie verbraten muss. FET-Regler müssen das auch, aber durch ihren geringeren On-Widerstand haben sie bei gleichem Strom eine geringere Verlustleistung und damit eine geringere Wärmeentwicklung
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Re: Laderegler aktiv kühlen

#32

Beitrag von jubelroemer » 18.07.2016 8:55

jubelroemer hat geschrieben:Das klingt ja mal nicht so prickelnd.
Hmmm, also doch eher unter der Sitzbank in den Radlauf integrieren.
guzzistoni hat geschrieben:Der Nille hatte auch zuletzt den gladius Regler verbaut, im Radlauf, Höhe Federbein. Er hat mir damals auch gesagt, dass der Regler sehr heiss würde. Gehalten hat er wohl, aber er ist auch nicht sehr viel gefahren. Er hatte auch LiFePo Akku im Einsatz.
DSC_0722.JPG
So siehts eingebaut aus. Einbau kein Problem, auch die Kabel des Gladius-Reglers sind lang genug!
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Re: Laderegler aktiv kühlen

#33

Beitrag von jubelroemer » 18.07.2016 21:43

:idea: Bin grad am überlegen ob ich einen defekten Knubbelregler als zusätzlichen "Kühler" noch dahinter schraube :idee: .
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Re: Laderegler aktiv kühlen

#34

Beitrag von hallo_spencer » 15.04.2017 17:16

Taugen die Regler aus China oder Pilen, welche so um die 20€ bei Ebay angeboten werden?

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Re: Laderegler aktiv kühlen

#35

Beitrag von Ati » 24.04.2017 11:07

Die Frage wird Dir so keiner recht beantworten können. Letztlich sind alle Regler Blackboxen und man kann halt nicht hinein schauen.
Es hilft aber ungemein, sich mit der Funktionsweise einmal auseinanderzusetzen. Also die Frage, warum wird so ein Regler überhaupt so warm.

Das hat in erster Linie mit Verlusten zu tun. Die Lichtmaschinen derzeitiger Motorräder sind und sollen ja klein, aber sehr leistungsfähig sein. Eigentlich schon zwei Dinge, die nicht zusammenpassen.
Leistungserzeugung braucht Energiezufuhr. Viel Leistungserzeugung braucht viel Energiezufuhr. Die kommt vom Motor. Das fällt bei ein paar kW Motorleistung auch nicht so sehr ins Gewicht.
Nächster Punkt ist die abgegebene Leistung - Genau genommen das Produkt aus Spannung und Strom. Jetzt kommt der bauliche Unterschied zwischen Auto-Lichtmaschine und Motorradlichtmaschine zum tragen. Beim Auto sitzt der Regler direkt in der Lichtmaschine und steuert dort die Erregerwicklung der Lichtmaschine und damit mit geringem Leistungsaufwand die Spannung. Beim Motorrad sitzt der Generator im Ölbad. Durch das Öl wird die Lichtmaschine "gekühlt".
Da das Öl aber für Elektronik zu heiß wird, sitzt der Regler außerhalb. Nun wäre es prinzipiell ja kein Problem das gleiche Reglerprinzip des KFZ-Reglers auch im Motorrad anzuwenden. Macht man aber aus Zuverlässigkeitsgründen nicht. Die Erregerwicklung bräuchte nämlich dafür einen Schleifringkontakt. Das ist konstruktiv schwieriger zu realisieren als simple Statorwicklungen.
Damit ist das Funktionsprinzip der Motorradlichtmaschine aber auch anders. Durch starke Permanentmagnete wird ein dauerhaftes Magnetfeld im Rotor erzeugt. Dieses rotiert am Stator entlang und induziert damit die Spannung. Diese ist zunächst ungeregelt und außerdem lastabhängig. Bei niedriger Last geht sie hoch und unter Last bricht sie zusammen bis auf ihre Nennspannung. Bei noch größerer Last (Überlast) würde sie die Nennspannung nicht mehr erreichen. Wenn also beispielsweise die Maximalleistung mit 350 Watt angegeben ist, sollte man das beherzigen als maximale Last.

Nun zum Regler. Der Regler soll die Bordspannung mehr oder weniger konstant halten. Wie man am Lichtmaschinenprinzip erkennen kann, keine leichte Aufgabe. Hier haben die Techniker sozusagen mit Gewalt geregelt. Der Regler funktioniert nach dem Prinzip des Kurzschließens der überschüssigen Spannung.
Dazu sollte man folgendes beachten. Zunächst hat die Lichtmaschine drei Phasen. Diese sind über ein Dreiphasengleichrichtung verbunden. In jedem Zweig der Gleichrichtung sitzt ein elektronischer Schalter. Wird die Nennspannung im jeweiligen Zweig erreicht, wird der Schalter geschlossen und damit die Phase kurzgeschlossen. In diesem Moment fließt der Kurzschlussstrom für diese Phase durch den Schalter. In den anderen beiden Phasen sind zu diesem Zeitpunkt die Schalter offen. Durch die Phasenverschiebungen der Drehfeldes der Lichtmaschine vermittelt sich das ganze also. Mit der Drehung des Motors wird so umlaufend immer der nächste Schalter geschlossen und der vorherige im Nulldurchgang der Wechselspannung geöffnet. Würde man die Spannung mit einem Oszillographen anschauen, wäre man doch noch recht weit von einer sauberen Gleichspannung entfernt. Diese notwendige Glättung übernimmt dann die Batterie. Unter anderem deshalb sind feste und saubere Batteriekontakte generell wichtig.

Wärmeentwicklung am Regler. Wie schon geschrieben - muss der Regler Kurzschlussströme vertragen können. Mit ein wenig Mathematik kommt man auf übersichtliche Werte. Man muss hier gar keine große Dreiphasenbetrachtung heran ziehen. Nehmen wir als Beispiel 350 Watt Leistung der Lichtmaschine. geteilt auf drei Phasen, ergibt das rund 116 Watt pro Phase. Das sind knapp 10 Ampere pro Phase. Im Kurzschlussfall lässt der Regler die Spannung in dieser Phase auf die Flussspannung der Schalters zuzüglich der Flussspannung des zweiten Gleichrichterteils des Brückenzweiges zusammenbrechen. Das sind so ungefähr 1 Volt. Die Lichtmaschinenwicklung versucht nun gegen diese hohe Last (Kurzschluss) gegenzuarbeiten. Jetzt fließt der Maximalstrom in diesem Zweig. Je mehr Leistung die Lichtmaschine erzeugen kann, um so höher ist auch dieser Strom. Der Strom wird nur durch den Innenwiderstand der Lichtmaschine begrenzt. Theoretisch würde bei Kurzschluss der Strom auf unendlich ansteigen, passiert aber wegen des Innenwiderstandes nicht. Der Innenwiderstand der Lichtmaschine ist also ein wichtiger Wert für die Leistung des Reglers. Nehmen wir mal an, der Kurzschlussstrom wäre 30 Ampere. Dann würde die Verlustleistung des Reglers nur in diesem einen Zweig bereits bei 30 Watt liegen. Mit drei Phasen sind es dann 90 Watt. Das ist schon eine ziemliche Menge für einen kleinen Kühlkörper.

Was kann man tun, damit der Regler nicht so warm wird? Last dranhängen. Damit wird die primäre Spannung nicht so hoch und der Reglerschalter braucht nicht so früh einzugreifen und erzeugt damit weniger Verlustleistung. Auch ein Grund, warum die Kante SV mit Doppelscheinwerfer kaum Reglerprobleme hat.

Warum MOS-FET-Regler? MOST-FETs haben die charmanten Vorteile eines sehr geringen On-Widerstandes, einer sehr hohen Strombelastbarkeit und einer hohen Schaltgeschwindigkeit. Damit ist ihre Verlustleistung deutlich geringer als die eines Thyristors (Standard-Regler). Die meiste Wärmeerzeugung bei Kurzschluss findet in dem Fall in der Statorwicklung statt, die ja durch den Motor "gekühlt" wird. Der Regler wird deutlich weniger warm.

Also, heutzutage sollte man sich von der Funktion her eher an einem MOS-FET-Regler orientieren. Aber auch diese sind natürlich von weiteren technischen Probleme abhängig. Die Steuerung der Thyristoren oder auch MOS-FETs wird von einem Reglerbaustein im Regler selbst übernommen. Wenn dieser Baustein einen Defekt hat, kann auch der MOS-FET nichts vernünftig regeln. Hier ist es bei neuen wie bei alten Reglern identisch. Allerdings sind die meisten Ausfälle von Reglern auf defekte Gleichrichterbrücken zurückzuführen.

Bei den China-Teilen würde ich vorsichtig sein. Auch wenn diese meist sehr gut nachgebaut sind, Hier weiß man nicht, was drin ist. Da würde ich eher nach einen MOS-FET-Regler suchen. Alternativ kann auch ein Regler eines anderen Bikes eingebaut werden. Der sollte aber mindestens die Leistung der Lima der SV vertragen können.
Zum Vergleich: Die Lima der Kante hat 400 Watt Leistung.
Lima der GSX-R hat nur 350 Watt - Regler ist also nicht zu empfehlen
Lima der Bandit Baujahre 2001 - 2005 hat 550 Watt - Regler kann verwendet werden, weil er mehr Leistung verbraten kann.

War jetzt langer Text. Aber vielleicht ist das jetzt besser zu verstehen. :wink:
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Re: Laderegler aktiv kühlen

#36

Beitrag von armin » 24.04.2017 14:30

TOP Erklärung :!:
Vielen Dank!

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Re: Laderegler aktiv kühlen

#37

Beitrag von Kolbenrückholfeder » 24.04.2017 14:31

@Ati:
Packe das bitte in die Knowledgebase. :top:
Linke Hand zum Gruß.
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Re: Laderegler aktiv kühlen

#38

Beitrag von Ati » 24.04.2017 15:21

meinst Du wirklich? Und unter was?
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Re: Laderegler aktiv kühlen

#39

Beitrag von Suzidriver » 24.04.2017 17:18

@Ati Sehr schön erklärt. Danke.

Zu den Kurzschlussreglern gibt es noch eine Alternative.
Auf http://www.silent-hektik.de werden Längsregler angeboten.
Also die Lima hängt sozusagen in der Luft wenn die Spannung über 14,5 Volt beträgt.
Technisch sicherlich besser, aber im Vergleich zu Gebraucht- oder Chinareglern halt teuer.
Du musst deinen eigenen Weg gehen, nur ist es gut die Anderen zu verstehen.

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Re: Laderegler aktiv kühlen

#40

Beitrag von bigrick » 24.04.2017 20:32

Kurze Ergänzung:
Limas mir Erregerwicklung wie beim PKW, also ohne Permanentmagneten als Polrad gab es z.B. bei jeder MZ zu DDR Zeiten. Als Gegenstück gab es bei DDR auch nur Simson Mopeds mit Polräder und Dauermagneten. Bei letzteren war die gesamte Elektrik darauf ausgelegt den gesamten Strom zu verbraten, Scheinwerfer, Rücklicht, Rest für Batterieladung, Blinker (wenn vorhanden) und Bremslicht. Dann merkt man schon denn man nicht viel fährt, kommt die Batterieladung mit maximal 21W schnell zu kurz (keine Blinker oder Hupe). Tauscht man z.B. die Scheinwerferbirne von 25W auf 35W oder von 15 auf 25W bricht (je nach Ausführung) das komplette Boardnetz zusammen. Regler gabs nicht. Die 21W hält die Batterie auch so aus.
Bei der MZ hat man das Problem mit leeren Batterien nicht, dafür wenn diese mal defekt ist oder wirklich leer, ist diese nur schwer wieder anzutreten oder anzuschieben da es schon ein paar Umdrehungen pro Minuten braucht damit nen anständiger Zündfunke zustande kommt.
Natürlich sind die MZ Limas nicht dafür ausgelegt um Kilowattweise Strom zu entnehmen. Die beiden Varianten waren halt in der damaligen Zeit die Lösung um ohne großartige Halbleiter oder gar Digitaltechnik auszukommen.

VG

PS: Der SH775 ist ein Längsregler und kann bei den üblichen Marktplätzen erworben werden, samt Anschlusskit (Stecker werden umgelötet/gecrimpt). Kostet ca. 100-120€ Gibt wohl auch schon wieder ein Nachfolger davon, dazu besser mal googeln.

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Re: Laderegler aktiv kühlen

#41

Beitrag von Jockel » 25.04.2017 8:00

Mahlzeit!
Ati hat geschrieben: ...
Da das Öl aber für Elektronik zu heiß wird, sitzt der Regler außerhalb. Nun wäre es prinzipiell ja kein Problem das gleiche Reglerprinzip des KFZ-Reglers auch im Motorrad anzuwenden. Macht man aber aus Zuverlässigkeitsgründen nicht. Die Erregerwicklung bräuchte nämlich dafür einen Schleifringkontakt. Das ist konstruktiv schwieriger zu realisieren als simple Statorwicklungen.

.....
Wenn die Sache ordentlich gemacht ist dann ist auch nix gegen Schleifringe zu sagen, je nach Auslegung hält die Lima (mit dem ersten Satz Kohlen) länger als der Motor.
Konstruktiv aufwendiger ist es natürlich schon, vor allen weil die Schleifringgeschichte nicht im Ölbad laufen soll.
Bei den 750/900er GPzen gibt's z.B. ne extra Lima die auf den Motor gepackt ist, das funktioniert einfach und wenn denn mal die Kohlen wirklich verschlissen sind dann lötet man eben neue ein. Die Elektronik lässt sich im Zweifelsfall auch am Arsch der Welt durch nen x-beliebigen Regler aus nem Auto ersetzen.

Der von bigrick angesprochene SH775 ist ein Riesenprügel, da muß man sich schon überlegen wo man den am Mopped hinbauen möchte, ich hab meinen zurück geschickt weil er mir zu groß war.

ciao, Jockel
XT 250, Bj. 1984
SV 650 S, Bj. 2001

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Re: Laderegler aktiv kühlen

#42

Beitrag von Trobiker64 » 25.04.2017 14:02

bigrick hat geschrieben:Limas mir Erregerwicklung wie beim PKW, also ohne Permanentmagneten als Polrad gab es z.B. bei jeder MZ zu DDR Zeiten.
Auch z.B. ne Bandit 600/650/1200/1250 hat so eine Drehstromlichtmaschine. :D

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Re: Laderegler aktiv kühlen

#43

Beitrag von Ati » 26.04.2017 8:48

Also die Gleichstromlichtmaschine mit 6 Volt aus DDR-Zeiten ist ein ganz schlechtes Beispiel. Aber auch hier war der Dreipunktregler extern. Ich hatte in meiner MZ 250-1se einige Spezialsachen drin. Unter anderem einen elektronischen Regler für die Lima. Der hat die Bordspannung exakt auf 7,2 Volt geregelt. Das Problem war nur, dass die Lima für den nun mehr fließenden Strom nicht recht ausgelegt war. Die Kohlen und die Kollektoren waren nach nicht allzu langer Zeit ziemlich verbraucht. Hier stimmte das Gesamtkonzept einfach nicht. Details zu diesem Regler sind auf der Webseite AR-Elektronik.eu zu finden.
Weiteres Problem ist eben bei solchen Konzepten das Gesamtgewicht. Das Bike soll ja kein Eisenschwein sein. Der Gewichtsvergleich zwischen externen Limas und internen, die in das Motorenkonzept eingebunden sind, dürfte es deutlich zeigen. Innenliegend sind es prinzipiell nur Magnet und Spulen. Die Magnete sind an der Schwungmasse befestigt, die der Motor sowieso braucht.
Bei externen Limas kommt immer ein Korpus nebst Antrieb für die Lima dazu. Die Gründe das innen einzubauen liegen also auf der Hand. Bei Reihenvierern hat man nur das Problem, dass sie dann noch breiter werden, wenn da noch ein Lima außen angeflanscht wird. Das sind also konstruktive Probleme.

Was die MOS-FET-Regler angeht, das stimmt, dass man hier nicht mehr kurzschließen muss. Im Gegensatz zu den Thyristoren lassen sich MOS-FETs jederzeit schalten. Den höheren Preis der Regler rechtfertigt das indes nicht. Innen ist im Prinzip die gleiche Technik am werkeln. Lediglich die Steuerung ist angepasst.


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