mein Längsreglerumbau zum Schutz der Lima

    Hallo zusammen,

    ich wärme diesen Thread wieder auf, da ich jetzt die Möglichkeit hatte, einen Oszillografen vor den beschriebenen SH847 zu hängen.

    Versuchsaufbau:

    Regler in normaler Einbauposition, Batterie 1 Woche nicht geladen, Spannung vor Motorstart 12,1V, 1:10 Tastkopf an eine von den 3 Phasen angehalten (zwischen Regler und Lima), Tastkopfmasse an Motor, Motor im Leerlauf.


    Ergebnisse

    Erste Erkenntnis:

    -es ist schwer ein stabiles Bild zu bekommen, da Motordrehzahl schwankt und Störungen vorhanden sind

    -analoge Röhre ist schwer zu fotografieren

    Bild1:

    -Das Bild 1 zeigt eine abgeflachte Wechselspannung, mit 2,5 Kästchen Spitze-Tal-Wert. -->Überlegung: Die Y-Skalenteilung beträgt ca. ein Volt pro Kästchen. Mit dem 1:10 Tastkopf werden aus abgetasteten 25V 2,5 V (=2,5 Kästchen) -->Schlussfolgerung: Wechselspannung wechselt zwischen +12,5V und -12,5V --> passt zur Bleibatterie.

    Bild2:

    -Die Spannung verweilt beim Wechseln auf 0V --> "Drosselung" des Reglers oder Messfehler?

    Bild3:

    -Spannung verweilt auf 0V mit anschließenden Überschwinger

    Bild 4, Bild 5 und Bild 6:

    -Sprung von ca. -14 V auf 0V auf +14V mit seltsamen Artefakt (Überschwinger?)


    Frequenz: Die gemessene Periodendauer beträgt zwischen 3 und 4 Kästchen. Ein Kästchen entspricht 2 Millisekunden. Daher beträgt die Periodendauer zwischen 6 und 8 Millisekunden. Das ergibt eine Frequenz von 150 Hz oder 9000 1/min. -->Überlegung: Die Lima dreht im Leerlauf eher mit 1500 1/min als mit 9000 1/min. -->Schlussfolgerung: 6 Polpaare sind realistisch. 6 Pole * 3 Phasen ergibt 18 Spulen auf dem Stator. --> passt.


    Das war soweit mein Versuch mit dem Oszi. Ein paar Schlussfolgerungen konnte ich zwar ziehen, aber die Erleuchtung wie genau der Regler arbeitet ist trotzdem ausgeblieben... :o:

    Zum Vergleichen habe ich auch einen anderen Versuch gefunden: https://cx500.forumieren.org/t…zundung-und-nec-cdi#40887


    Vielleicht kann von den Wissenden jemand eine Einschätzung zu den Ergebnissen geben? :wave:

    Zitat von Zlatan

    ich wärme diesen Thread wieder auf, da ich jetzt die Möglichkeit hatte, einen Oszillografen vor den beschriebenen SH847 zu hängen.

    Bevor ich "meckere" erstmal ein Kompliment, es geht ja nicht jeder so gründlich den Dingen auf den Grund !

    :thumbup: :thumbup: :thumbup:

    Zitat von Zlatan

    jemand eine Einschätzung zu den Ergebnissen geben

    Ich versuche es mal, auc wenn ich lückenhaft bleiben muss.

    Zitat von Zlatan

    da Motordrehzahl schwankt und Störungen vorhanden sind

    Vielleicht läuft ein warmgelaufener Motor gleichmäßiger.

    Störungen sind wohl unvermeidlich wegen des Arbeitens der Zündung und der Einspritzung, alles mit induktiven Bauteilen.

    Zitat von Zlatan

    analoge Röhre ist schwer zu fotografieren

    Gemssen an manch anderen Bildern im Forum sind Deine doch gar nicht so schlimm.

    Hauptproblem ist die Reflexion der Lichtquelle im Hintergrund.


    Zitat von Zlatan

    Versuchsaufbau:

    Regler in normaler Einbauposition, Batterie 1 Woche nicht geladen, Spannung vor Motorstart 12,1V, 1:10 Tastkopf an eine von den 3 Phasen angehalten (zwischen Regler und Lima), Tastkopfmasse an Motor, Motor im Leerlauf.

    Nach einer Woche sollte Deiner Batterie keine nennenswerte Ladung fehlen, die jetzt nachgeladen werden müsste. Die Spannung ist vermutlich die bei bereits eingeschalteter Zündung, die hat auch keine hohe Aussagekraft.


    Das Hauptproblem Deiner Messanordnung sehe ich darin, dass die Spannung nicht an einer Wicklung gemessen wird, sondern gegenüber der Masse des Motorrads. Der Regler verarbeitet aber die Spannung zwischen jeweils zwei Anschlüssen der Statorwicklung, die keinen Masseanschluss hat.

    Daher tue ich mir auch schwer, Deine Messergebnisse zu interpretieren.


    Ich weiß aber auch nicht, ob man das Oszilloskop anders anschließen kann, denn dann müsste dessen Masse ja an einen "heißen" Punkt des Reglers angeschlossen werden, was zu Störungen udn sogar Gefahren führen könnte. Vermutlich hat Dein Oszilloskop auch keine Funktion, die Differenz zwischen 2 Eingängen zu bilden, wie man es an manch besserem Gerät findet.


    In diesem Beitrag hattest Du ja Dein Multimeter an zwei Phasen angeschlossen und das erwartete Ergebnis erhalten - das halte ich nach wie vor für das aussagekräftigste Ergebnis.


    Noch aussagekräftiger wäre, den Strom in den Phasen zu messen, wozu man am Oszilloskop einen Stromwandler haben müsste ...


    Zitat von Zlatan

    Bild1:

    -Das Bild 1 zeigt eine abgeflachte Wechselspannung, mit 2,5 Kästchen Spitze-Tal-Wert. -->Überlegung: Die Y-Skalenteilung beträgt ca. ein Volt pro Kästchen. Mit dem 1:10 Tastkopf werden aus abgetasteten 25V 2,5 V (=2,5 Kästchen) -->Schlussfolgerung: Wechselspannung wechselt zwischen +12,5V und -12,5V --> passt zur Bleibatterie.

    Soweit kommt mir das plausibel vor.

    Zitat von Zlatan

    Bild2:

    -Die Spannung verweilt beim Wechseln auf 0V --> "Drosselung" des Reglers oder Messfehler?

    Was wurde denn gegenüber Bild 1 geändert ?

    Gilt auch für die weiteren Bilder.


    Was auch noch wesentlich wäre: Um den Unterschied zu sehen, muss man den Regler ja auch sicher in den Regelbereich bringen, was bedeutet, dei Drehzahl zu erhöhen.

    Zitat von Eckart

    Ich weiß aber auch nicht, ob man das Oszilloskop anders anschließen kann, denn dann müsste dessen Masse ja an einen "heißen" Punkt des Reglers angeschlossen werden, was zu Störungen udn sogar Gefahren führen könnte. Vermutlich hat Dein Oszilloskop auch keine Funktion, die Differenz zwischen 2 Eingängen zu bilden, wie man es an manch besserem Gerät findet.

    Der betagte Oszi hat leider nur ein Kanal. Die Masse ist auch mit dem Gehäuse verbunden. Bei "heißem Masseanschluss" läge dann die Spannung am Gehäuse an und die würde auch nicht über den Schutzleiter abgeleitet, da nicht vorhanden... Also eher nicht so günstig. Es soll wohl Differenztastköpfe geben, so einen habe ich aber leider nicht zur Verfügung.


    Bei den Bildern wurde am eigentlichen Versuchsaufbau nicht verändert außer:

    -Die Bilder sind in zeitlicher Reihenfolge entstanden (Bild_1=10 sek nach Motorstart.... Bild_6 nach 5 min)

    -die Bilder sind Schnappschüsse innerhalb eines ziemlich gestörten Verlaufs, ich habe dazwischen einige unbrauchbare Bilder gemacht

    -ich habe zwischendurch ein bisschen am Trigger vom Oszi rumgespielt um zu versuchen, den Verlauf zu stabilisieren

    -Bei Bild 5 wurde die Y-Achse nach unten verschoben, um zu prüfen ob der 0V Strich mitwandert


    Die Drehzahlerhöhung ist ein guter Punkt. Wenn es die Zeit erlaubt, werde ich mir eine dritte und vierte Hand besorgen und nochmal probieren zu messen. (Tastkopf halten, Wagoklemme halten, Masseklemme festhalten gegen abrütteln, Oszipegel einstellen, Bild machen und Gasgeben :dance1: )

    Anlässlich Deines neuerlichen Beitrags ist mir aufgefallen, dass ich eine Passage Deines vorletzten Beitrags ein wenig grob überflogen hatte:

    Zitat von Zlatan

    Das Bild 1 zeigt eine abgeflachte Wechselspannung, mit 2,5 Kästchen Spitze-Tal-Wert. -->Überlegung: Die Y-Skalenteilung beträgt ca. ein Volt pro Kästchen. Mit dem 1:10 Tastkopf werden aus abgetasteten 25V 2,5 V (=2,5 Kästchen) -->Schlussfolgerung: Wechselspannung wechselt zwischen +12,5V und -12,5V --> passt zur Bleibatterie.

    Am Drehstrom-Brückengleichrichter im Regler liegt ja nicht die von Dir gegen Masse gemessene Spannung an, sondern die Spannung zwischen zwei Phasen. Im Bild 1 sehe ich eine Spannung von etwa einem Kästchen gegenüber der Nullinie.

    Messen wir im Haushalt die Netzspannung von 230 V, so liegt zwischen den Phasen eines Drehstromanschlusses dieses Netztes 400 Volt - die Spannung ist also um einen bestimmten Faktor höher. Wenn die an einer gegenüber Masse gemesse Spannung = 1 Kästchen = 10 Volt ist (so jedenfalls lese ich das ab), sind es zwischen zwei Phasen 10/230*400 = 17,4 Volt. Wenn in diesem Längsregler Thyristoren anstelle der Dioden im Strompfad liegen, liegen zwei in Reihe. Da Thyristoren eine Flussspannung von 1,4 Volt haben fallen an 2 Thyristoren 2,8 Volt ab, sodass von den 17,4 Volt noch 14,6 Volt übrig bleiben, was im Rahmen der Ablese- und Rechengenauigkeit auffällig dicht an der Ladeschlusspannung eines ladenden Bleiakkus liegt. Passt also tatsächlich ....


    Sollten statt der Tyristoren FETs im Regler sein, so gibt es da natürlich auch Spannungsabfälle, größenordnungsmäßig passt es da also trotzdem.

    Zitat von Zlatan

    -analoge Röhre ist schwer zu fotografieren

    Wenn Du eine Kamera hast bei der man die Belichtungszeit einstellen kann, dann diese auf mindestens 30 x time division einstellen und ein Stativ verwenden. Dann solten mindestens zwei Strahlendurchgänge drauf sein . Ansonsten halt wieder Polaroidfilm verwenden .

    Zitat von KöfferliRebel

    Wenn Du eine Kamera hast bei der man die Belichtungszeit einstellen kann, dann diese auf mindestens 30 x time division einstellen und ein Stativ verwenden. Dann solten mindestens zwei Strahlendurchgänge drauf sein . Ansonsten halt wieder Polaroidfilm verwenden .

    Schmunzeln muss ich über diesen Kommentar schon, denn obwohl er inhaltlich richtig ist, wie man es bei Dir nicht anders kennt, finde ich ihn etwas weltfremd: Die Kamera ist sicherlich sein Handy, ja, da gibt es manchmal Einstellungen. Dein Vorschlag führt zu 1/15 s Belichtungszeit, da sollte man ein Stativ ... Stativ ? - was is'n das ? Sowas wie 'ne Selfie-Stange ? ;)

    Polaroidfilm ist ja jetzt wieder total hip !

    Tatsächlich hatten bessere Oszilloskope dieses Alters manchmal Aufsätze zum Fotografieren, das uralte russische (vermutlich bei einer Verschrottungsaktion abgestaubte - die Industrie benutzt sowas nicht mehr) evtl. nicht. Das Polaroidfoto dann mit dem Handy abfotografieren (wieder mit Stativ) :?:


    Trotz der Mängel lassen die Aufnahmen das Wesentliche erkennen. Für eine wissenschaftliche Arbeit müsste man sicherlich mehr Aufwand treiben, auch das Gerät kalibrieren und vor allem - wie von mir bereits bemerkt, eine geeignetere Messanbindung schaffen.


    Könntest Du denn die Bilder 4 bis 6 deuten ?

    Hallo zusammen,

    mir ist nun endlich klar geworden, wie ein "Three-Phase Open Regulator" (umgangssprachlich: Längsregler) arbeitet. Daher muss ich mal eben eine Abhandlung loswerden...

    Funktionsweise Three-Phase Open Regulator

    Dazu das Schaltbild von der Shindengen- Seite: https://www.shindengen.com/products/electro/motorcycle/reg/

    pasted-from-clipboard.png

    Weitere Informationen habe ich in einem Protokoll der Uni Hamburg gefunden:

    https://www.studocu.com/de/document/hochschule-fur-angewandte-wissenschaften-hamburg/grundlagen-energietechnik/gep-a2-drehstrombrucke/5703283

    pasted-from-clipboard.png

    Man beachte den vergleichbaren B6-Drehstrombrückenaufbau wie im Shindengen. Dort wird über den "Zündverzögerungswinkel" der Thyristoren die Höhe der gleichgerichteten Spannung eingestellt:

    pasted-from-clipboard.png

    Es ist erkennbar, dass je größer der Verzögerungswinkel ist, desto niedriger ist die gleichgerichtete Spannung. Wie muss man sich das vorstellen? In folgenden Bildern ist gelb die Spannung zwischen Phase 1 und Phase 2. Grün ist die gleichgerichtete Spannung. Rot ist der Strom der im Leiter 1 fließt. Bei null grad Zündverzögerung ergibt sich folgendes Bild:

    pasted-from-clipboard.png

    Es ist erkennbar, dass sobald die Spannungsdifferenz zwischen Phase 1 und 2 die dominierende ist, wird diese durchgeschalten und "lädt" mit voller Spannung die Gleichstromseite. Daher ist hier die Wechselspannungsspitze gleich der Gleichspannungsspitze. Bei 60 grad Zündverzögerung ergibt sich folgendes Bild:

    pasted-from-clipboard.png

    Hier wird die Spannungsdifferenz zwischen Phase 1 und 2 erst nach dem Maximum auf die Gleichstromseite durchgeschalten. Daher ist die Gleichspannungsspitze niedriger als die Wechselspannungsspitze. So kann beispielsweise aus 60V Wechselspannung zwischen den Phasen unserer Lichtmaschine 14,5 V Gleichspannung zum Laden gewonnen werden.


    Zusammenfassung Three-Phase Open Regulator:
    Der "Three-Phase Open Regulator" nutzt nur einen Teil der abfallende Seite der Sinusspannung zwischen den Phasen um die Spannung zu begrenzen.


    Testfrage: "Warum wird nicht auch die aufsteigende Seite der Sinusspannung genutzt?"

    Antwort: Ein Thyristor ist normalerweise nicht leitend. Wird er gezündet, wird er leitend und bleibt das solange, bis kein Strom mehr hindurchfließt. Das bedeutet, der Thyristor wird erst wieder nichtleitend, wenn die Sinusspannung ihren Nulldurchgang hat. Bei einer Zündung auf der aufsteigenden Seite der Sinusspannung kann der Thyristor den Stromkreis vor dem Sinusmaximum nicht mehr öffnen und unser Bordnetz würde das volle Spannungsmaximum sehen.


    Vergleich zum Three-Phase Short Regulator

    pasted-from-clipboard.png

    Der Kurzschlussregler nutzt dagegen die aufsteigende Seite der Sinusspannung. Wenn die Spannung zwischen den Phasen zu hoch wird, wird eine Phase gegen Masse mittels Thyristor kurzgeschlossen. Hier kann man dagegen die abfallende Seite der Sinusspannung nicht nutzen, da auch hier wieder auf den nächsten Nulldurchgang der Sinusspannung gewartet werden muss, damit der Kurzschlussthyristor nichtleitend wird.


    Nutzen für die Messung
    Wie in des Oszillografen-Aufnahmen der Uni Hamburg zu sehen ist, beeinflusst der Three-Phase Open Regulator die Sinusspannung zwischen den Phasen kaum. Da die Sinusspannung zwischen den Phasen eine Überlagerung der Einzelspannungen der Phasen zur Masse ist, können diese auch kaum beeinflusst sein. Auch müssen Spannungen deutlich über 14,5V messbar sein.

    Der Three-Phase Short Regulator muss dagegen beim Kurzschließen der Einzelphasen zu einem deutlichen Spannungsabfall führen. Außerdem dürften keine Spannungen deutlich über 14,5 V Messbar sein. (Maximum des Sinus wird durch Kurzschluss unterbunden)

    Anbei noch die Versuchsmessung mit erhöhter Drehzahl.

    Leider hab ich erst zu spät bemerkt, dass das störende Licht nicht das Garagenlicht ist, sondern der LED-Scheinwerfer, der von der Rückwand reflektiert...

    Außerdem kann das Handy nur so eine Spurenbelichtung, für coole Lichteffekte in der Stadt. Für den springenden Oszi eher nicht so geeignet (siehe Bild 2_1).


    Bild 2_1: bei (zu) langer Belichtung wird deutlich, wie die Linien seitlich springen.


    Bild 2_2:

    2,5 Kästchen Periodendauer -->ca. 2000 u/min

    2 Kästchen Höhe bei 2 V/K und 1:10 er Tastkopf--> ca. 40 Volt Spitze Spitze


    Bild 2_3:

    2,3 Kästchen Periodendauer -->ca. 2200 u/min

    4,5 Kästchen Höhe bei 1 V/K und 1:10 er Tastkopf--> ca. 45 Volt Spitze Spitze


    Bild 2_4: wie Bild 2_3, nur mit Artefakten


    Bild 2_5: Endlich ohne Störlicht, nach kurzer gefahrener Runde

    2,3 Kästchen Periodendauer -->ca. 2200 u/min

    3,5 Kästchen Höhe bei 1 V/K und 1:10 er Tastkopf--> ca. 35 Volt Spitze Spitze


    Bild 2_6: Drehzahlsteigerung, Zeitbereich umgestellt

    3 Kästchen Periodendauer !bei 1ms/K! -->ca. 3300 u/min

    5,5 Kästchen Höhe bei 1 V/K und 1:10 er Tastkopf--> ca. 55 Volt Spitze Spitze

    Abflachung des Sinus enthält Bögen


    Bild 2_7: Bild vertikal nach oben verschoben

    3 Kästchen Periodendauer bei 1ms/K -->ca. 3300 u/min

    6 Kästchen Höhe bei 1 V/K und 1:10 er Tastkopf--> ca. 60 Volt Spitze Spitze

    Abflachung des Sinus enthält Bögen


    Die Spannungshöhe zeigt eine Größenordnung wie die Multimetermessung 2022. Zu beachten ist, das weiterhin nur eine Phase zur Masse gemessen wurde.

    Es ist festzuhalten, dass auch im zeitlich hoch aufgelösten Bereich Spannungen deutlich über Bordspannungen anliegen. Das bringt mich zu der Schlussfolgerung, dass wie im vorigen Post argumentiert, es sich bei meinem SH847 um einen Three-Phase Open Regulator handelt. Offen bleibt für mich, wo die Abflachungen der Schwingungen herkommen.


    Wenn es die Zeit erlaubt, werde ich mal die Uhr-F mit Kurzschlussregeler anzapfen.


    Bild2_1.jpgBild2_3.jpgBild2_5.jpgBild2_4.jpgBild2_7.jpgBild2_6.jpgBild2_2.jpg

    Zitat von Zlatan

    Daher muss ich mal eben eine Abhandlung loswerden

    Vielen Dank, vielleicht bringt das auch letzten Zweiflern an diesem Reglertyp dessen Funktion nahe. :thumbup: :thumbup: :thumbup:

    So einen Beitrag wie Deinen liest man ja nicht jeden Tag im Forum !

    Zitat von Zlatan

    Schaltbild von der Shindengen- Seite

    Die Shindengen-Seite allerdings wurde schon mehrmals im Forum zitiert, auch von mir. Schade finde ich, dass sich da nicht noch mehr Detailinformatioen finden.

    Zitat von Zlatan

    "Warum wird nicht auch die aufsteigende Seite der Sinusspannung genutzt?"

    Antwort: Ein Thyristor ist normalerweise nicht leitend. Wird er gezündet, wird er leitend und bleibt das solange, bis kein Strom mehr hindurchfließt.

    Diese Argumentation greift aber nur für einen mit Thyristoren aufgebauten Regler. Einen FET könnte man jederzeit ein- und ausschalten. Aber Du weißt ja, was passiert, wenn man den Stromfluss in einer Induktivität, wie es die Statorspulen ja sind, plötzlich stoppt ... also werden die mit FET es genauso machen (müssen).

    Zitat von Zlatan

    Offen bleibt für mich, wo die Abflachungen der Schwingungen herkommen.

    Das kann ich nach wie vor auch nicht erklären, habe aber die Vermutung, dass es an Deiner Messanordnung liegt:

    Du hängst das Oszilloskop ja nur an eine Phase. Der Gegenpol der gemessenen Wicklung, eine der beiden anderen Phasen ist ja über die Schaltelemente des Reglers je nach deren Schaltzustand mal mehr, mal weniger gut mit der Masse auf der Gleichspannungsseite verbunden. Dadurch wird sich auch das Schalten der anderen Phasen in der Messung der einen Phase widerspiegeln. Ich fürchte aber, mit Deiner Ausrüstung wirst Du das nicht besser hinbekommen.