Nachhilfe/Links DC-Generator gesucht

[pfuscher]

Hallo! Vorweg: Ich bitte um Nachhilfe. Weil das ne Zumutung ist, verweist mich gerne auf etwas spezifischere Seiten.

Plan ist, an meinem Rennrad einen Modellbau-DC-Außenläufer als Walzen-Dynamo zu betreiben, um Licht vorne und hinten zu haben.
Motivation: leicht, bei Nichtgebrauch kein Widerstand, einfaches Bastelprojekt, sehr gute Erfahrungen an einem Erbstück-Fahrrad

Leistungsbedarf ...2W vorne, 1W hinten würden wohl reichen. STVZO mit Beschränkung auf 6V 3W fällt nicht ins Gewicht. Der Betrieb soll sinnvoll möglich sein von (5) 10-30 km/h, d.h. 2,8-8,3 m/s. Ein Motor mit 3cm Durchmesser käme auf 1800 bis 5000 U/min. Daß ich die freie Achse lagern muß, ist klar.

Angeblich können drei-kabelige Motore als Generator benutzt werden, zweipolige nicht?

K-Zahl mit U/min Leerlaufdrehzahl pro V Betriebsspannung habe ich verstanden. Wie ist das im Dynamobetrieb? Ausgangsspannung = U/min durch k-Zahl ? Was liefert der Motor? pulsierende Gleichspannung oder Wechselspannung? Frequenz ~ U/min?

Wie hängt der Strom von Innenwiderstand und Last ab? Insbesondere das habe ich nicht verstanden Die Spannung fällt bei Strom"entnahme" ab? Je größer der Innenwiderstand, desto größer die Abhängigkeit der Spannung vom entnommenen Strom? Hiernach https://www.ingenieur.de/fachmedien/kon ... erwendet/ sollte ich in der ersten Grafik einen Motor mit sehr geringem Innenwiderstand nehmen?

LED's brauchen 3,6V, reicht ein Vowiderstand? Je nach Motor, reicht ein mOtor mit K-Zahl 1000 gerade so. Ab einer gewissen Geschwindigkeit liefert der Dynamo "zuviel" Spannung und Strom. Kann man so was wie "eine Wicklung kurzschließen", so daß er weniger Leistung bringt? Einfach die überschüssige Leistung mit einer (Zener?) Diode zur Spannungsbegrenzung zu verbraten ist ja geistlos. Geht das nicht besser?

Fragen über Fragen... Vielen Dank für jede Hilfe

[Alexander470815]

Plan ist, an meinem Rennrad einen Modellbau-DC-Außenläufer als Walzen-Dynamo zu betreiben, um Licht vorne und hinten zu haben.
Motivation: leicht, bei Nichtgebrauch kein Widerstand, einfaches Bastelprojekt, sehr gute Erfahrungen an einem Erbstück-Fahrrad

Der Drehwiderstand bei den Drehzahlen dürfte deutlich merkbar sein, ähnlich wie bei Dynamos die an die Seite vom Reifen gedrückt werden.
Ich würde auf jeden Fall einen Nabendynamo bevorzugen.
Dazu kommt das die Außenläufer offen sind und bei den Spaltmaßen darin kommt Dreck nicht so gut.

Angeblich können drei-kabelige Motore als Generator benutzt werden, zweipolige nicht?

Ich habe noch nie Außenläufer gesehen die nur zwei Drähte haben.

Ausgangsspannung = U/min durch k-Zahl ?

Ja

pulsierende Gleichspannung oder Wechselspannung? Frequenz ~ U/min?

Dreiphasenwechselstrom mit Frequenz und (Leerlauf)Spannung proportional zur Drehzahl.
Sprich da muss noch ein Gleichrichter dahinter und diverse Regler damit die LEDs sinnvoll betrieben werden können.

Ich würde lieber einen Nabendynamo oder ein Batterie / Akku Licht verwenden.

[pfuscher]

Danke! Du hast recht, praktisch sind Deine Vorschläge. Aber:
ein Nabendynamo am Rennrad sieht scheiße aus, an einem klassischen Rennrad noch beschissener, ist schwer, teuer, hat Widerstand auch im Leerlauf, erfordert neues Einspeichen.... Die Nabendynamos an zwei meiner Räder sind genial, aber das sind andere Einsatzbereiche. Am geerbten Rad ist ein fernbedienter Rollendynamo dran, ebenfalls super, nachts Licht, tagsüber kein Widerstand.
Akku-LEuchte? Mittlerweile sind die ja klein und billig, aber ich hasse das Gehampel mit Ladekabeln und USB-Ladegeräten...

Ich dachte halt, einfach ein Motörchen von 20g ans Hinterrad, Spannung begrenzen, gleichrichten und fertig.

[zauberkopf]

Also ich habe ein Rennrad mit so einem richtigen Dynamo.
Das ist schon geil ! Kein verlgeich zu einem Radnabendynamo, der irgendwann anfängt auch ohne Licht Wirbelstromverluste zu fahren.

Aaber : Bei meinem Altagsesel habe ich was ganz anderes gemacht womit ich hochzufrieden bin :
Die Beleuchtung habe ich mit 5V aus einer USB-Powerbank besaftet.
Dafür habe ich mir am Lenker (bei mir z.b. ) ein stabiles Kästchen angebracht, wo ich die Powerbank schnell rein und wieder rausholen kann.
Das ist jetzt quasi eine Taschenlampe auf 2 Rädern.

[Julez]

Wenn es dir um's Basteln geht, wird das mit einem Modellbaumotor schon irgendwie funktionieren. Aber dann hast du das ganze Kabelgewurschtel da dran, wasser- und dreckfestfest sind die Motoren auch nicht, usw...
Einfach und bewährt ist ein LockBlock mit Taschenlampe, siehe Taschenlampen-Thread.

[sysconsol]

Angeblich können drei-kabelige Motore als Generator benutzt werden, zweipolige nicht?

Bei kabbeliger See siehste AC Sorry.

Wenn da drei Kabel aus so einem Motor rauskommen, hat der zwei Drehzahlen (Scheibenwischermotor) oder ist meistens für 3 Phasen Drehstrom ausgelegt.
Woher der Drehstrom kommt, ist dabei erst einmal egal.

Wenn zwei Kabel rauskommen, braucht der Motor nur eine Phase Wechselstrom oder Gleichstrom.

K-Zahl mit U/min Leerlaufdrehzahl pro V Betriebsspannung habe ich verstanden. Wie ist das im Dynamobetrieb?

Die K-Zahl wird durch die Messung der Leerlaufspannung bei Generatorbetrieb ermittelt.
Sprich: So ein Motor wird z.B. mit 1000 Umdrehungen angetrieben und die Klemmspannung an den Anschlüssen gemessen. Ohne Belastung!

Ausgangsspannung = U/min durch k-Zahl ?

Gilt für Leerlauf (unbelasteter Generator).

Was liefert der Motor?

Strom. Der Generator ist eine Stromquelle.
Im Leerlauf liegt die oben betrachtete Leerlaufspannung an.
Unter Last bricht die ein.

Einen Link zur Erklärung hast du selbst schon gefunden.

Die Auswahl des Generators muss/sollte so erfolgen, dass du bei geringer Fahrgeschwindigkeit schon die Spannung unter Last für deine Beleuchtung zusammenbekommst.
Den Rest erledigt ein Spannungswandler.
Komplizierter wird es, wenn du via Leistungsanpassung arbeiten willst.

pulsierende Gleichspannung oder Wechselspannung? Frequenz ~ U/min?

Wenn der Motor nicht permanenterregt ist, kann er - zumindest nicht so einfach - als Generator genutzt werden.
Bei Permanenterregung gilt auch: Muss DC rein, kommt auch DC raus. Muss AC rein, kommt AC raus.

Die Spannung/der Strom pulsiert - schon wegen der Kommutierung.

Die Frequenz bei AC hängt von der Drehzahl und der Polpaarzahl des Generators ab.

Ab einer gewissen Geschwindigkeit liefert der Dynamo "zuviel" Spannung und Strom. Kann man so was wie "eine Wicklung kurzschließen", so daß er weniger Leistung bringt?

Kann man machen. Motor zerlegen und Windungsabgriffe nach außen führen.
Der Begriff Kurzschluss sagt es aber schon: Es fließt trotzden noch etwas.
Das ist in diesem Fall Strom. Und damit kommt zwar weniger elektrische Energie aus dem Generator, aber mehr thermische.
Und beide Formen der Energie müssen via mechanischer Energie in den Generator gesteckt werden...

Einfach die überschüssige Leistung mit einer (Zener?) Diode zur Spannungsbegrenzung zu verbraten ist ja geistlos. Geht das nicht besser?

Da hilft ein geschalteter/getakteter Spannungsregler.
Bedenke, dass er die viele Spannung bei voller Fahr aushalten können muss.

LED's brauchen 3,6V, reicht ein Vowiderstand?

LED brauchen Strom. Im Idealfall ist der konstant. Die sich dabei einstellende Spannung an der LED nicht.

Wenn die Versorgungsspannung konstant ist, reicht ein Widerstand aber aus.
Ist sie das nicht, musst du den so berechnen, dass er bei maximaler Spannung den Strom auf den zulässigen Wert begrenzt.
Ist die Spannung geringer (=langsamer fahren), dann wird die LED dunkler...



Wenn du den Motor extra beschaffen willst, wirst du im ein bisschen Rechnerei und ggf. Grafik (U-I-Kennlinie Generator bei verschiedenen Drehzahlen und U-I-Kurve der Last) nicht umher kommen.
Wenn dir die 20g egal sind:
Motor vom Schlittenantrieb eines Tintenstrahldruckers nutzen.
Oder einfacher: Nabendynamo.

Beides wiegt so viel, wie ich mal eben trinke. Oder esse. Hauptsache das Rennrad ist leicht

[pfuscher]

Ab einer gewissen Geschwindigkeit liefert der Dynamo "zuviel" Spannung und Strom. Kann man so was wie "eine Wicklung kurzschließen", so daß er weniger Leistung bringt?

Kann man machen. Motor zerlegen und Windungsabgriffe nach außen führen.
Der Begriff Kurzschluss sagt es aber schon: Es fließt trotzden noch etwas.
Das ist in diesem Fall Strom. Und damit kommt zwar weniger elektrische Energie aus dem Generator, aber mehr thermische.
Und beide Formen der Energie müssen via mechanischer Energie in den Generator gesteckt werden...

Wahrscheinlich hatte ich das von einem nicht permanenterregten Motor mal irgendwo aufgeschnappt und falsch abgespeichert.

Es gibt also keine Möglichkeit, den Generator ab einer gewissen Geschwindigkeit als Spannungsquelle mit konstanter Spannung, Strom und mechanischem Leistungsbedarf/Wirkungsgrad zu betreiben?

Wenn das mit einem Außenläufer nicht mal eben so geht, nehme ich vielleicht doch einen klassischen Reibraddynamo...

[ferdimh]

Es gibt da schon ein paar Möglichkeiten, insbesondere für KonstantSTROM:
Mit der Drehzahl steigt die Frequenz und die Spannung. Eine Induktivität in Reihe erhöht ihre Impedanz mit der Frequenz. Wenn man das passend kombiniert, gibt das einen ungefähr konstanten Strom - auf jeden Fall konstant genug für eine LED.
Was bleibt, ist, dass dabei so etwa 80% der möglichen Generatorleistung ungenutzt bleiben - immerhin wird es aber nicht zu Wärme.
In einem "echten" Fahrraddynamo ist diese Induktivität als Streuinduktivität der Wicklung bereits eingebaut.

[Bastelbruder]

Der Konstantstrom beim Fahrraddynamo wird ganz einfach durch die Eisensättigung "geregelt". Wenn man so einen Klauenpolgenerator genauer anguckt wird klar was ich meine. Wenn ein bestimmter Strom überschritten wird, nimmt das Büchsenblech am magnetischen Geschehen nicht mehr teil ...

[Später Gast]

Es gibt extra für Rennräder Dynamos, die auf der Felge laufen, vielleicht kann man sich da was abschauen...

Youtube (am besten auf 1,5fache Geschwindigkeit stellen, der labert etwas lahm.)

[johannes]

Danke! Du hast recht, praktisch sind Deine Vorschläge. Aber:
ein Nabendynamo am Rennrad sieht scheiße aus, […]

Daher einen Rollendynamo statt dem Fahrradständer am Hinterrad befestigen sieht man von außen nicht und Fahrradständer sind eh überbewertet (hab ich an meinem Rennrad so )

[pfuscher]

Ja, so einen habe ich auch an einem Stadtrad, super! Ich dachte nur, sowas kann man heutzutage leichter bauen. Befestigung müsste man eh basteln

[vobs]

Der Konstantstrom beim Fahrraddynamo wird ganz einfach durch die Eisensättigung "geregelt".

Nein. Entscheidend ist der induktive Innenwiderstand des Dynamos, also Haupt- und Streuinduktivität. Die Spannung steigt mit der Drehzahl, ebenso aber auch die Frequenz und somit der induktive Blindwiderstand.

Grüßle
Volker

[ferdimh]

Und die Realität ist irgendwo in der Mitte. Man kann das an der Schwingungsform erkennen. Hat sie unter Last Spitzen, ist Sättigung im Spiel (wie z.B. bei meinem alten Nabendynamo). Bei Reibraddynamos und einer Holder-Lichtmaschine habe ich das bisher allerdings nicht beobachten können.

[reutron]

https://www.magniclight.com/ und das ist keine Option?

[pfuscher]

Genial. Aber 180€ sind schon eine Ansage. Hier ein Labortest dazu:https://fahrradzukunft.de/18/labortest- ... erdynamos/

[reutron]

Äh.... ich hatte an die Technik nicht an das Produkt gedacht.

[Bastelbruder]

Der Magnetrotor ist kein Geheimnis. Ich meine in Eiterfeld schon mal mit so einem streng geheimen Versuchsobjekt konfrontiert worden zu sein.
https://www.fingers-welt.de/phpBB/viewt ... le#p202160
ich geh nochmal suchen.

Und zum Thema Technik: Ich könnte mir auch den Motor einer alten 3-1/2er Festplatte, O-Ring drum, als Reibraddymamo vorstellen. So ein Teil hat gerade mal eine Indianerdaumenbreite Außendurchmesser.