Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Permanentmagnet Generator an Verbrennungsmotor Spannungsregelungsproblem


von Andy (Gast)


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Hallo,
habe folgendes Problem:
Gegeben ist ein Permanentmagneterregter Generator welcher von einem 
Mini-Verbrennungsmotor (4 Takt, Benzinbetrieb) angetrieben wird. Die 
ganze Sache ist ähnlich aufgebaut wie an alten Motorrollern oder Mopeds. 
Eine Spule besorgt die Zündung, die andere macht Strom. Da das ganze 
primär als Generator entwickelt (und auch als solches Verkauft wurde) 
ist die Zündungsspule (übrigens mit Unterbrecherkontakt, eine Sch..... 
vor dem Herrn das einzustellen) sehr klein, die Generatorspule aber ein 
richtiger Prügel mit einer größe von ca. 200mm x 55mm.

Strom kommt auch raus, allerdings natürlich Wechselstrom mit einer 
Frequenz an der man die Motordrehzahl ablesen kann. Gleichrichtung mit 
großen Schottkys nebst großem Elko zur Glättung ist kein Problem. 
Allerdings schwankt die Spannung natürlich sehr stark mit der 
Motordrehzahl.

Nun zu den Fragen:
1. Meine Idee war einen Step-Down-Wandler anzuschließen der die Spannung 
von 8V (leerlauf) bis 60V (Vollgas) auf die benötigten 12V runtersetzt. 
Der Generator ist sehr Spannungsweich! (Ausprobiert mit Autobirnen als 
Last) Was kann man da am besten nehmen (also was für nen 
Schaltregler-IC)? Ausgangsstrom sind maximal 8A. Der Generator hat ne 
Leistung von 250W sollte also von der Eingangsseite her kein Problem 
sein. Der Step-Down muß allerdings auch den 100% Duty-Cycle beherrschen 
vermute ich mal da bei Leerlauf ja zu wenig Spannung da ist. Step-Up ist 
nicht notwendig. Oder anderst herum gefragt, was macht nen Step-Down 
wenn Vin kleiner Vout wird? Geht der Kaputt? (z.B. LM2576 so zum 
probieren mal)

2. Die Kontaktzündung ist... nun ja... (böses Fäkalwort...) Ich werde 
diese durch eine CDI ersetzen und die Generatorspule der Zündung als 
Ladespule für die CDI verwenden, notfalls werde ich die halt Umwickeln. 
Ich brauche aber noch nen Pickup für die Kolbenposition wegen dem 
Zündzeitpunkt. Was kann man da am besten nehmen? Optisch scheidet aus so 
nen Verbrennungsmotor ist ölig-schmierig, also nix was ne Lichtschranke 
gerne hat... Wie wird das bei den "normalen" KFZ-Motoren z.B von 50ccm 
Motorrollern gemacht? Hab bei meinem Piaggio das Pickup mal gemessen, 
scheint sehr induktiv zu sein, ist also ne Spule drin, das Ding ist aber 
stark Magnetisch. Ist da nen Dauermagnet drin? An der Schwungscheibe ist 
nur nen Metallstift aufgeschraubt der am Pickup vorbeisaust. Kurz darauf 
knallts dann (hoffentlich) im Zylinder...

Zum Verständnis warum ich das versuche selbst zu bauen:
Die Originalzündung und der Generatorregler war nur noch Rost und 
teilweise schon nicht mehr da aufgrund der langen Lagerzeit (war ne Art 
Scheunenfund und ist sicher schon 12-15 Jahre vergessen rumgelegen. 
Großvater wusste das vielleicht noch, konnte aber nix mehr Sagen wegen 
seiner angeschlagenen Gesundheit und einem seeeeeehr fortgeschrittenen 
Alter von 93 Jahren)

Das ganze ist eine Art Stationärgenerator, viiiiiiel Eisen und daher 
sehr Schwer. Also kein Fahrzeug.

Hat jemand Antworten für mich?

von mike (Gast)


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von Rolle M. (rolle-m)


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Hallo Andy,

zu deinen Fragen:

Die Idee mit dem Step-Down funktioniert, das habe ich selbst schon 
gemacht um etwas mehr Leistung aus einer alten Gleichstromlichtmaschine 
an einem Motorroller rauszuholen. Die Schwankende Eingangsspannung ist 
auch kein Problem, nur sieh einen Überspannungsschutz vor damit die 
Spannung NIE zu hoch wird (Stichwort: hohe Drehzahl und kleine 
Last!)sonst schlägt der Schalttransistor (oder FET) durch und du hast 
volle Spannung am Ausgang und zwar ungeregelt... Als Überspannungsschutz 
tut es ein TL431 in Verbindung mit einem Leistungs-FET und einem 
Hochlast-Zementwiderstand, je nachdem wie viel du an Leistung vernichten 
musst (Beispiel im Datanblatt). Da für solche alten Generatoren meistens 
keine zuverlässigen unterlagen mehr existieren würde ich das mal 
Testweise mit Glühbirnen-Testlast auszuprobieren.

Zur Zündung (falls du das noch nicht entdeckt hast) www.transmic.net ist 
da auch nen Geheimtip zum Thema CDI, auch für Schaltungsvarianten die 
sich die benötigte Hochspannung selbst erzeugen (bischen Mini-Trafo 
Wickeln und nen MC34063 dran dann passt das).

Zum Pickup kann ich nix sagen das Problem hatte ich noch nie, ich weiß 
nur das die Dinger wirklich tierisch Magnetisch sind, bei einer 
Generatorreparatur kleben immer die Schrauben dran, zumindest bei mir. 
Ich habe irgendwo noch infos wie die intern aufgebaut sind ich suche die 
mal raus.

Wie sich ein Step-Down Regler verhält wenn die Spannung eim Eingang 
kleiner wird wie die Eingestellte Ausgangsspannung ist mir aber nicht 
bekannt, vielleicht kann jemand hier im Forum weiterhelfen. Kaputt 
dürfte der davon nicht gehen.

Übrigens:
Der Versuch einen Spannungsregler von einem Motorroller zu verwenden 
bringt meistens Rauch da diese den Strom nicht vertragen und den 
Hitzetod sterben. Die Dinger sind in den normalen Rollern teilweise 
schon sehr am Limit (kann man sich gut die Finger dran verbrennen, 
eigene Erfahrung).

@mike, danke die Seite kannte ich auch noch nicht, kommt gleich in die 
Favoriten... :))

Rolle

von Holm T. (Gast)


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Üblich sind heute 2 Verfahren zur festlegung des Zündzeitpunktes einer 
CDI, 1. ein wie auch immer geartetes Spulensystem an dem ein Magnet 
periodisch vorbei saust (oder halt die Geschichte mit dem Stift, ein 
sich schlagartig änderndes Magnetfeld ist angesagt) oder aber ein 
Hallsensor der durch einen kleinen Magneten der an der Schwungscheibe 
sitzt getriggert wird.
Das letztere System wird auch an Modellverbrennern mit 
Hochspannungszündung verwendet. Der Hallsensor selbst muss natürlich 
irgendwie verschiebbar montiert sein um den Zündzeitpunkt fest zu legen.

Die Elktronikzündung des 2-Takt Autos Wartburg (DDR 3 Zylinder) 
verwendete übrigens durchaus Lichtschranken..

Gruß,

Holm

von Rolle M. (rolle-m)


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Hallo Holm,

das mit den Lichtschranken für die Zündung kenne ich auch noch aus 
meinem ersten Auto, einem alten Seat Ibiza (die eckige Bauform). Da war 
das eigentlich recht zuverlässig bis die Dichtung Zwischen Ventildeckel 
und dem Zündverteiler vermutlich aus Altersgründen mal langsam Undicht 
wurde und das öl für Lustige Zündzeitpunke sorgte. Von da fingen die 
Probleme an. Eine neue Dichtung vom Hersteller die ich am Wochenende 
schnell einsetzte Löste das Problem aber wieder für Jahre. War aber eine 
richtige Pfriemelei da der ganze Zündverteiler runter musste.

An kleineren Motoren (z.B. Motorrollern) kenne ich eigenlich nur die 
"Pickup" variante. Ich vermute das der Hersteller das einsetzt weil es 
günstig herzustellen ist und auch recht Störsicher. Meine Piaggio 
Schüssel (ne alte Sfera) läuft jetzt seit 12 Jahren, problemlos und das 
ausschließlich im Stadtverkehr. Robust ist diese Technik also durchaus 
und hat sich bewährt sonst würden die Hersteller das nicht massenweise 
Verbauen.

Wegen dem Pickup-Aufbau habe ich was gefunden vom inneren Aufbau her, 
ich werde eine Zeichnung erstellen und hier hochladen. Geht aber ca. 1-2 
Stunden hab vorher noch was anderes zu tun.

Grüße
Rolle

von Rolle M. (rolle-m)


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Hallo,

ein Bild sagt mehr als 1000 Worte,

Ich habe soeben meine Favoriten auf dem alten PC durchforstet und siehe 
ich habe den Link noch gefunden an den ich mich erinnert kann.

http://www.bcb-300.de/pages/fakten/pickup.php

Da sieht man sogar als Animation wie Pickup aufgebaut ist. Das sollte 
keine Fragen offen lassen. (und ich muss nicht selbst Zeichnen...:D)

(Jetzt weiß ich sogar warum beim Kurbelwellenwechsel letzte Woche beim 
Roller meines Kollegen die Schrauben so "klebrig" am Pickup waren. Diese 
Pickups beinhalten also tatsächlich einen Starken Magneten.

@holm, danke für deine Anregung das hat mich wieder auf die richtige 
Spur zum suchen gebracht!
Mit Modellverbrennern meinst du da Mini-Flugzeugmotoren? Die Dinger 
sollen ja drehzahlen haben jenseits von Gut und Böse, da müssen die 
Magneten extrem gut befestigt sein sonst haben die "Flugtag" und zwar 
Buchstäblich...


Bei modernen Autos ist der Kurbelwellensensor (Gibt eine festgelegte 
Gradzahl vor OT vom ersten Zylinder) eine ähnliche Konstruktion, oder 
bei ganz modernen Fahrzeugen ist das schon nen Hallsensor. (Recherchiert 
im Werkstatthandbuch eines Renault Transporters Bj2011 welches hier 
grade rumliegt)

Grüße
Rolle

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