Elektrik: Lichtmaschine, Stromwelligkeit

[Sinclair]

Weiss jemand, ob in der Lima des E38 750i (nach 2000) ein Kondensator zur Glättung der Stromwelligkeit verbaut ist, und wie groß ist er ? ???uF / ???V ?

Im E32 war wohl einer drin, konnte den Wert nicht herausfinden. Hat irgend jemand ein pdf File der ausführlicheren Motorgesamtbeschreibung des E38 (ich habe nur welche vom E32 und E65 gefunden) ?

[knuffel]

Zitat von Sinclair

Weiss jemand, ob in der Lima des E38 750i (nach 2000) ein Kondensator zur Glättung der Stromwelligkeit verbaut ist, und wie groß ist er ? ???uF / ???V ?

Hi !

Ein Kondensator ist in der Regel nicht notwendig.
Die Batterie übernimmt die Siebung, resp. sorgt für Reduzierung der Restwelligkeit.

Gruß
Knuffel

[Sinclair]

mit der Siebung der Spannungwwelligkeit hast Du recht, mit der Siebung der Stromwelligkeit nicht.
Es gibt Hinweise, dass die Strompulsationen, die von der Lima zur Batterie (bzw. Doppelbatterie im 750i) über das fette Pluskabel nach hinten laufen und über den Rahmen und Bleche als Ground dann nach vorn zurück; auch für einen Teil der Jaul/Heulgeräusche verantwortlich sein könnten, die bei einigen 750er beklagt werden. Will man hier klar Schiff machen, heißt das, dass man den AC-Stromkreis direkt über einen großen Kondensator an der Lima zum Motor schließen muß (Niederohmigkeit im mOhm-Bereich). Deshalb will ich rauskriegen, was der möglicherweise Lima-interne Kondensator zu diesem Problem bereits beihilft.

[knuffel]

Zitat von Sinclair

mit der Siebung der Spannungwwelligkeit hast Du recht, mit der Siebung der Stromwelligkeit nicht.
Es gibt Hinweise, dass die Strompulsationen,
dass man den AC-Stromkreis direkt über einen großen Kondensator an der Lima zum Motor schließen muß (Niederohmigkeit im mOhm-Bereich). Deshalb will ich rauskriegen, was der möglicherweise Lima-interne Kondensator zu diesem Problem bereits beihilft.

Öhmm...

So funzt das nicht.....

Ein Strom, der fließt wird bestimmt durch die Spannung der Spannungsquelle
und den Widerstand, durch den er fließt.

Ändert die LIMA ihre Spannung in Form von Restwelligkeit, ändert sich bei
gleichem Lastwiderstand auch genauso der Strom.

Das ist untrennbar miteinander verbunden.

Unterschiedlich können nur die Spannungsabfälle über den Widerständen(Verbrauchern) sein. Wobei Du hier wohl auf die Kabel/Masseverbindung etc.
anspielst, die de Facto in Reihe geschaltet sind.
Über diesen Teilwiderständen entstehen Teilspannungen, die sich in Abhängikeit von der Last ändern.
Ein Pulsieren bekämst Du nur über pulsende Laständerungen, welche analog
dazu die Teilspannungen über den Widerständen verändern.

Dazu müssen sich mindestens und immer zwei Dinge ändern.
Sonst hätte der alte Ohm eine falsche Gleichung gebaut.
Die schwankenden Lastwiderstände verursachen schwankende Teilspannungen
und damit schwankende Leistung. Also gilt es nach pulsierenden
Laständerungen zu suchen.
Da kann Deine Spannungsquelle ultrastabil sein und dennoch hättest Du das Problem.

AC = Wechselspannung gibt es im Auto nicht, da kein Polaritätswechsel erfolgt. (Ausser an den Feldwicklungen der LIMA selbst, aber nicht mehr hinter
den Gleichrichterdioden)

Ein Kondensator in der Lima gäbe also keinen Sinn. Seine Kapazität müsste,
um noch wirksamer zu puffern als die Batterie selbst, eine ähnliche Größen-
ordnung wie die Batterie haben.

Was man allerdings mit den Kondensatoren unterdrücken kann, sind hohe
Spannungsspitzen, deren Oberwellen bis in den HF-Bereich hineinreichen.
( Rückschlagimpulse durch zusammenbrechende Magnetfelder)
DAS wäre der einzige Grund für Kondensatoren in einer LIMA.

Gruß
Knuffel

[Sinclair]

ich will's nicht so lang machen, aber
- beim Innenwiderstand einer guten Batterie nahe Null ergeben sich durch die Gleichrichterdioden doch stets einseitig wellige Ladeströme (Io+I1.cos(wt)), oder so ähnlich. Diese drehzahlabhängigen Strompulsationen will ich vom Masserückkreis des Rahmens und der Blechteile bis zum Masseband des Motors weghaben. Also überlege ich, einen Kondensator im 0,3F Bereich direkt der Lima und der Motormasse parallel zu legen (zugegeben, dieses Konstrukt muß dynamisch einen effektiven ESR << 10mOhm haben). Dann werden diese Stromwelligkeiten im Ladestrom praktisch nur noch über den Kondensator fliessen und die Stromkabel zur Batterie bekommen praktisch wellenlosen Gleichstrom, genauso wie der Masserückweg nun nur noch geglätteten Gleichstrom sieht.
Wenn das bzgl. des Jaulen um 1200Upm Erfolg hat, erkläre ich es mit Schaltbild nochmals ausführlich.

[knuffel]

Zitat von Sinclair

Also überlege ich, einen Kondensator im 0,3F Bereich direkt der Lima und der Motormasse parallel zu legen (zugegeben, dieses Konstrukt muß dynamisch einen effektiven ESR << 10mOhm haben). Dann werden diese Stromwelligkeiten im Ladestrom praktisch nur noch über den Kondensator fliessen und die Stromkabel zur Batterie bekommen praktisch wellenlosen Gleichstrom, .

Hi.

Das wird nicht funktionieren. Die Restwelligkeit nicht mehr auf dem Bordnetz
zu haben, bedeutet, sie über einen Widerstand abfallen lassen zu müssen.
Ein solches Siebglied funktioniert nur als RC-Kombination.
Der Widerstand "entkoppelt" quasi die beiden Punkte, wo die Restwelligkeit noch
besteht, und wo sie nicht mehr besteht.

Und damit würdest Du gleichzeitig den Innenwiderstand der Spannungsquelle
LIMA erhöhen. Der dann fliessende Strom würde Spannungsabfälle über
dem Siebwiderstand verursachen, wodurch die Spannungsquelle LIMA insgesamt
einen höheren Innenwiderstand bekäme.
In Abhängigkeit von der Last hättest Du dann noch mehr Schwankungen.

Gruß
Knuffel

P.S.: Ich hatte vor Monaten schon mal geschrieben, daß bei mir das Heulen
von den LIMA-Lagern kam. (Im Ursprungsthread)
Das hatte nicht nur seine mechanische Ursache in den Lagern und war nicht
nur Drehzahl-,sondern auch von der elektrischen Last abhängig.
Verursacht durch die Magnetfelder.(Feedback elektrische Last zum Anker)
Den Effekt kennst Du sicherlich von Motoren, die bei Belastung anfangen
zu brummen. (Nur ist es dort umgekehrt, weil ein Motor ja kein Generator ist).
Vielleicht lohnt es sich doch, bei den Lagern mal nachzusehen.
Ebenso wichtig ist die Oberfläche/Auflagefläche der Collektoren und die Schleifkohlen.

P.P.S.:
Vorschlag :
Mach´s vernünftig....

Oszillographiere die Restwelligkeit direkt an der Lima und hänge einfach
einen Kondensator dran ( Spannungsfestigkeit 25 Volt reicht)
Dann kannst Du schön sehen, was sich verändert.
Den Scope kannst Du auch benutzen, um die Kabel abzufahren und dabei zu
beobachten, wo die Spannungsabfälle in der Restwelligkeit liegen.
Spätestens (!!) an der Batterie wirst Du eine Flat-Line haben....

[Sinclair]

werde ich aus Dimensionierungsgründen vielleicht mal machen.
beste Grüße
Sinclair

[knuffel]

Zitat von Sinclair

werde ich aus Dimensionierungsgründen vielleicht mal machen.
beste Grüße
Sinclair

Jooo.....

Nur geht PSpice von idealen Spannungsquellen aus....
Die LIMA kannst Du dort wegen der Wechselwirkungen nicht emulieren.
Nur typische C-R-C-Kombinationen.

Was Du aber brauchen würdest , wäre ein Tiefpass.
Um den Gleichstromwiderstand gering zu halten, jedoch Restwelligkeit zu
unterdrücken, wäre die einfachste Form eines Tiefpasses eine
L-C-Kombination. Über der Spule fällt dann eine Restwelligkeit ab.
Aber bei einem Drahtquerschnitt von mindestens 6² wäre das ein
ordentlicher Bollermann......

Wenn Du kein Scope zur Hand hast, aber wissen möchtest, ob die LIMA die
Pfeifgeräusche erzeugt, gibt es zwei einfache Methoden :

1. Nimm den Keilriemen runter. Zum Testen bei kalter Maschine geht´s für
den Moment auch ohne die Wapu, falls die an demselben Riemen hängt.

2. Nimm das Kabel für die Vorerregerspannung ab. Dann erhält der Anker
keine Gleichspannung und die LIMA ist elektrisch tot...

Gruß
Knuffel

[Sinclair]

bzgl. PSPICE und der LIMA-Nachbildung:
ich denke, die LIMA wirkt mit ihren inneren Wicklungswiderständen und den Serienwiderständen der GL-Dioden im Vergleich zur Batterie (bzw. sogar Doppelbatterie im 750i) mit geschätzten Innenwiderständen (inkl. 35mm2 Kabel nach vorne) von ca. 15mOhm ? eher wie eine Stromquelle. Für den angedachten Beruhigungskondensator sollte 0,3F ok. sein, jedoch braucht es schon diese Größe. Entscheidend ist sein ESR< 5mOhm, damit er auch die Stromwelligkeit möglich umfangreich, Motor-nah, übernimmt. Ein Vorversuch mit 0.066F hat schon mal etwas gebracht. Ich werde wohl auf 0,3F erhöhen, wenn die neuen Cs da sind. Das Kalkül ist halt, dass bei den 750i'ern mit Doppelbatterie, zum einen ein (zweiter) Batteriestützpunkt für die Bordbatterie (X64020) am linken Dom hochgelegt ist, der direkt von der LIMA gespeist wird und zum anderen beim Doppelbatteriesystem der effektive Batterieinnenwiderstand besonders niedrig ist, so dass die normalen Strompulsationen aus der gleichgerichteten Drehstrom-LIMA höher ausfallen, als beim "normalen" 7xx. Durch das "Hochlegen" des zweiten Batteriestützpunkts am linken Dom wird somit eine riesige Spule mit 1 Windung gebaut, bis das 35mm2 rote Pluskabel wieder unten am rechten Rahmen ankommt und dann nach hinten läuft. Diese Spule aus einer Windung, wenn sie mit 100A-Pulsen bei einigen 100Hz durchflossen werden kann, kann schon im Zusammenhang mit dem magnetischen Stirnblech eine Art Lautsprecher bilden; wenn die Welligkeitsfrequenz der Strompulsationen mit der Stirnblech-Eigenresonanz übereinstimmt. Man kann das akustisch auf Plausibilität testen, wenn man ins Kassettendeck eine Emulationskassette einlegt, deren Kabel als Antenne nur baumeln lässt, und die Lautstärke am Radio voll aufdreht. Dann hört man eine eingestreute Frequenz bei steigender Drehzahl, deren Grundton verdächtig in der Nähe des parallel zu hörenden, beklagten Heul/Jaultones bei 1200Upm liegt. Ich halte bislang Einstreuungen aus der Zündung hierfür für eher unzutreffend, weil deren Frequenz bei 1200Upm niedriger liegen müßte. Hingegen die LIMA bleibt im Verdacht, weil deren Drehzahl, Polzahl,... besser passt.
Übrigens hat der 0,066F-Kondensator, wie beschrieben, diese "Mithörmöglichkeit" im RC-Radio bereits vollständig unterdrückt und das Jaulen wohl auch etwas zwischen 1300-1600 gemindert, jedoch zwischen 900-1300Upm ist es noch ähnlich, wie ohne diese Maßnahme. Daher verspreche ich mir noch etwas von der Erhöhung des C-Werts auf ca. 0,3F.

Das Experiment wird halt zeigen, ob an dieser Theorie was dran ist. Mich würde nicht wundern, wenn das gesamte Heul/Jaulgeräusch sich zusätzlich noch aus Geräuschen des Kettentriebs und...und... zusammensetzen würde. Mir geht es erstmal um "einfache" Abhilfemaßnahmen.

Grüße
Sinclair

[knuffel]

Zitat von Sinclair

Durch das "Hochlegen" des zweiten Batteriestützpunkts am linken Dom wird somit eine riesige Spule mit 1 Windung gebaut, bis das 35mm2 rote Pluskabel wieder unten am rechten Rahmen ankommt und dann nach hinten läuft. Diese Spule aus einer Windung, wenn sie mit 100A-Pulsen bei einigen 100Hz durchflossen werden kann, kann schon im Zusammenhang mit dem magnetischen Stirnblech eine Art Lautsprecher bilden;

Öhmm....

Heulen / Pfeifen etc. ist eine Frequenz ab ca. 500 Hertz aufwärts.
Um diesen Ton zu erzeugen, muss das entsprechende Material, welches als
Akustikwandler funktionieren soll, auch entsprechend schnell schwingen......
Dafür dürfte die Masseträgheit zu groß und der Kopplungsgrad nicht hoch genug sein... (trotz Deiner "Erregerströme" )

Aber vielleicht klemmt der Flux-Kompensator....

Mir scheint es, als wenn hier eine gewisse Menge an Knowhow in einen Spekulations-Knobelbecher
getan wurde. Unter dem Aspekt : Was kommt dabei wohl heraus...

Aber naja.., das ist ja auch ein Teil Spaß an der Technik.

( Bitte nicht als Angriff o.ä. werten. Ist ein wertfreies Statement )

Gruß
Knuffel

P.S.: Die Störungen in Deinem Radio, die Du mit dem C abgeschwächt hast, haben
eine ganz andere Charakteristik und bestehen aus vielen Harmonischen.
Wie immer wenn eine steile Flanke ausschwingt.. (siehe weiter oben)
Ausserdem pflanzen sie sich induktiv, kapazitiv und elektromagnetisch fort.
Desweiteren gelangen sie mit erheblich geringeren Amplituden in den NF-Verstärker
des RC.

Achja.... einfache Abhilfemaßnahmen...
Über die -so denke ich- sollte man sich erst Gedanken machen, wenn man
Art und Quelle des Störgeräusches eindeutig(!) identifiziert und lokalisiert hat..