Lichtmaschine Überstrom

[Amper]

Moin, ich dacht ich nutz die gelegenheit mit dem paralellthread mal ohne ihn zu kapern

Ich habe letzten Sommer oft einen großen Kondensator (16V 500F) genutzt um mein Auto anzulassen, im Sinne von Starthilfe, besonders auch im Winter davor. Das ging immer wunderbar, Kondensatorbank auf 15V laden, ans Auto anklemmen, startet wie ein Traum. Allerdings immer nur als Quelle und anschließend wieder abgeklemmt.

Im Sommer dann hatte ich den Kondensator dann im Auto liegen und er war als ich ihn gebraucht habe noch größtenteils voll, so bei 11V etwa, also wie gehabt angeklemmt, kfz gestartet aber diesmal dann dran gelassen um ihn wieder zu laden. Mein Wissen damals war, dass Lichtmaschinen ja strombegrenzt sein müssen, ein Bleiakku kann ja auch sehr hart sein was die Stromaufnahme angeht. Leider gab es dann nach 1-2 minuten Ladezeit ein weinendes Geräusch aus dem Motorraum und die Lima wurde in wenigen Minuten kochend heiß. Das kostete dann 200€ und eine menge Stress am gleichen Tag noch eine bei zu bekommen und zu tauschen, es waren wie erwartet Dioden durch.

Jetzt ist die Frage an die KFZ affinen hier, wodurch ist das passiert? Hat eine Lima keine ausreichende Strombegrenzung zum Selbstschutz? War der Stromripple durch die Härte des Kondensators zu viel? Gabs andere Gründe?

Ich würde längerfristig sehr gerne wieder einen Kondensator mit einem kleineren PB akku verbauen, das Anlassen geht doch viel viel besser so, und der Platz ist vorhanden.

Zum Gerät: BMW M47TU2 mit Hella Lima 14V 150(?)A, also völlig übliche lima größe und bauart aus den 2000ern.

VG

[Joschie]

Ich würde vermuten das die Diodenplatte der Lima den Hitzetod gestorben ist.

Den Grund hierfür würde ich dem niedrigen Innenwiederstand der Kondensatorbank sehen.
Die Kondensatorbank kann ja problemlos die 150 Ampere die die Lima maximal liefern kann in sich aufsaugen, ein Bleiaquarium schafft dies nicht.

Darum denke ich das der Klauenpolgenerator alles was ihm möglich ist zu liefern geliefert hat und das auch durch die Diodenplatte durchgedrückt hat.
Ich nehme an das das alles bei Standgas oder leicht erhöhtem Leerlauf passiert ist, da bringt das Ventilatörle auf dem Anker noch keinen ausreichenden Luftstrom um die Diodenplatte ausreichend zu kühlen.
Ebenfalls gibt es Autos wo die Luftansaugung durch die Lichtmaschine passiert um eben diese bei der Kühlung zu untestützen, was im Leerlauf auch nicht gscheid was bringt da der Motor zu wenige Gaswechsel pro Minute macht.


Ich persönlich würde dem Autokarren einfach ein anständiges Bleiaquarium verpassen um dann die nächsten vier bis fünf Jahre wieder Ruhe zu haben, das ganze gebastel mag ich nicht mehr.
Wenn man es ganz gut machen will und sicher sein kann das die Bordspannung 14,3-14,5 Volt nicht übersteigt greift man zur Optima RedTop.
Wir starten damit auch im tiefsten Winter mit zwei 50Ah RedTop in Reihenschaltung das Stromaggregat mit Deutz F8L413 (8Zylinder V-Motor, 11,5ltr. Hubraum, 210PS) und da ist Leistung gefragt da der Motor Drehzahl braucht zum Anspringen.

Grüße
Josef

[Bastelbruder]

Der Stroom wird durch den Lade-Innenwiderstand des Akkus und durch die relativ dünne Ladeleitung zwischen LIMA und Batterie begrenzt. Üblichweise setzt ein Akku mit Schluß einer Zelle der Ladespannung von 14,4 V (am Regler) nichts entgegen.
Der Supercap ist auch beim Laden niederohmig.

[Julez]

Hab das mal kurz berechnet.
https://wetec.vrok.de/rechner/cclad.htm
So ein Kondensator mit 500F und 0,1 Ohm ist bei 160A nach 4-5sec voll. Der maximale Strom fließt aber auch nur für 1s oder so.
Reicht das, um die Dioden zu grillen?

Hier hat das jemand 3 Jahre lang gemacht, und kein Problem gehabt:
https://www.youtube.com/watch?v=gzaLF5tFf88

5 Jahre:
https://www.youtube.com/watch?v=vmWWp16BQg8

Der Kollege hier hat das mal ausgemessen:
https://www.youtube.com/watch?v=tKki89sq0XY

[Joschie]

Ich würde etwas mehr Zeit rechnen da zum einen der Autowagen ja auch Strom sehen will als auch der verbaute normale Akkumulator Strom aufnimmt.

Ich bilde mir ein das der Threadstarter einen Diesel fährt (mit irgendwelchen kryptischen Angaben kann ich nichts anfangen).
In dem Falle gehe ich jetzt mal davon aus das die Kiste in den ersten Minuten wenn der Motor kalt ist die Glühanlage zum "Nachglühen" weiterhin in Betrieb hält (4x 20-30Ampere), dazu kommen dann diverse andere Stromfresser (schätzen wir einfach mal 30 Ampere), der Akkumulator nimmt bei solch weit abgesackter Spannung auch nochmal Strom auf (Bauch würde jetzt einfach mal 15 Ampere sagen).

Dann sind wir bei einer Last ohne Kondensatoren von 125 Ampere.
Heißt mal dumm gesprochen in die Kondensatorbank laufen noch mal 30 Ampere.

Damit vergrößert sich die Ladezeit.

Gut, bei 5 oder 10 Sekunden ist es schon fraglich ob das nicht der Kühlkörper auffangen kann, aber bei mehr würde mir flau im Magen.

Ein wenig weiter gedacht, eine Diode der Diodenplatte brennt durch und mutiert zum Volleiter.
Dann wird im Generator nicht nur der Strom den er selbst erzeugt verbraten, es schiebt das Bordnetz auch noch mit.
Hier mit dem Kondensator noch viel kräftiger als nur mit Batterie.

Grüße
Josef

p.s. kann auch sein das ich einen Denkfehler im Hirn hab.

[Amper]

Danke für die Antworten.

Kern meiner Frage war eigentlich, begrenzt eine lima von sich aus?
Ich habe mal gehört, dass die so ausgelegt sind, dass irgendwas in sättigung geht sobald maximalstrom erreicht wurde. In dem Fall wäre alles was mehr sein könnte durch den extrem schlechten Leistungsfaktor eines gleichgerichteten Kondensators.
Dass die Lima ohne Strombegrenzung stirbt ist klar, der Kondensator den ich in Verwendung habe darf 2kA "dauer" und pro Zelle (6x2,8V) 0,36mOhm, da begrenzt dann wirklich nurnoch die Zuleitung zum Generator.

Ich mag das Gebastel auch nicht, aber leider ist auch ein neuer Akku recht schwach in diesem Fall (ja, 2l Diesel), der Anlasser ist für heutige Verhältnisse etwas unterdimensioniert und über 3m Leitung vom Kofferraum nach vorn angeschlossen. Der Kondensator macht die sache viel viel besser, sonst würde ich mir das nicht antun wollen.
Davon abgesehen soll es auch ein Starthilfe/ Akuuersatzgerät für andere Fahrzeuge werden die selten bewegt werden, bei uns gibts bagger, rasenmäher, notstromdiesel und autos die nur gelegentlich bewegt werden, sich dauernd um die ganzen akkus zu kümmern stört, es ist immer irgendwas kaputt oder auf dem Weg dahin, mit C wär das einfach zuende, kurz mit einem netzteil aufladen und starten, fertig, einfrieren kann dann auch nichts mehr.

Dann werd ich da wohl mal einen fet und DCDC dazwischen hängen, es gibt ja mittlerweile fertige "ideal diode" ICs und FETs die den entsprechenden Strom können ohne gekühlt werden zu müssen.

EDIT:
Im Motorrad hatte ich es auch eine Weile so mit 50F, da ist aber ein Permanentmagnetgenerator mit DCDC verbaut den das nicht gestört hat. Das habe ich aber dann irgendwann entfernt, es funktioniert technisch gut, ohne Backup Akku könnte es bei einem nächtlichen Unfall durch die geringe Energie im Kondensator aber leicht sein, dass man bis zum nächsten Tag völlig unbeleuchtet im Graben liegt und einen keiner sieht.

[Joschie]

Kern meiner Frage war eigentlich, begrenzt eine lima von sich aus?
Ich habe mal gehört, dass die so ausgelegt sind, dass irgendwas in sättigung geht sobald maximalstrom erreicht wurde.

Ja, ein Klauenpolgenerator (Drehstromlichtmaschine) begrenzt sich selbst.

Zitat aus einem schlauen Buch:
Mit zunehmendem Strom wir die Magnetisierung in der Ständerwicklung größer und folglich auch die Selbstinduktionsspannung. Diese wirkt wie ein induktiver Blindwiederstand, da sie der erzeugten Spannung entgegengesetzt gerichtet ist. Zugleich steigt der induktive Blindwiederstand mit der Frequenz.


Aber wie gesagt, ich glaube an eine thermische Überlastung.

Grüße
Josef

p.s. das ist mein Glaube, bitte lasst mir den

[Amper]

Und ja, mit standgas hattest du auch recht, ich kann mir vorstellen, bei mehr drehzahl, damit mehr frequenz hätts klappen können. Aber am ende leider wohl nicht praktikebel, muss wohl doch ne elektronik dran auch, wenn ich das nicht so mag für solche anwendungen.

[ferdimh]

Mit zunehmendem Strom wir die Magnetisierung in der Ständerwicklung größer und folglich auch die Selbstinduktionsspannung. Diese wirkt wie ein induktiver Blindwiederstand, da sie der erzeugten Spannung entgegengesetzt gerichtet ist. Zugleich steigt der induktive Blindwiederstand mit der Frequenz.

Diese Erklärung ist leider sehr... kreativ - aber beim dritten Hingucken nicht ganz falsch. Man könnte es sich auch anders darstellen:
Der Eisenweg um die Lichtmaschine herum ist sehr dünn. Damit geht das Eisen bei einem bestimmten Strom einfach in Sättigung und es ist Schluß.
An meinem Karren habe ich dies mal beobachtet: Die 90A-LiMa begrenzt auf 90-100A, wenn das Blei, das Licht, die Kaffeemaschine und die Glühkerzen gleichzeitig Strom sehen wollen. Das passiert fast unabhängig von der Drehzahl - und eine Strommessung ist nicht verbaut. Dieser Strom wird bei Bedarf auch längerfristig (zweistellige Minuten) ohne Abbrennen geliefert.

Ich glaube nicht, dass der Ladestrom des Kondensators hier das wesentliche Problem war. Das haben schon zu viele Leute ohne Probleme gemacht.

Auch: Wenn das Ding erst nach zwei Minuten verreckt ist, war zu dem Zeitpunkt der Kondensator ganz sicher schon voll. Also hat das Ding entweder einen langsamen Selbstzerstörungsmechanismus in die Wege geleitet - oder es war gar nicht die Ursache.

[tschäikäi]

Wie es der Zufall will, habe ich einen E61 mit M47TÜ in der .. also der kommt öfter mal vorbei.
Und an der Karre war immer schon was mit dem Anlasser komisch. Und ständig war die Batterie platt.
Neue Batterie, drei Wochen später der gleiche Mist.
Ende vom Lied: der Anlasser war dabei, sich selbst zu zerlegen. Die Schrauben vom Motor zum Getriebe lose,
alles verdreht, alles am klemmen. Beide Akkus haben es überlebt.
Ich hab mir extra ne Stromzange zugelegt, bevor ich den Anlasser ausgebaut habe und mit zwei Bleien parallel dran einen Startversuch gemacht.
Das Zangenamperemeter ging bis knapp über 600A, die Karre ist angesprungen. Keine komischen Geräusche.
Der Anlasser soll 180A ziehen, geben wir ihm beim Kaltstart 220A.
Soll heißen: Miss mal den Strom beim Anlassen und mach dir so lange gar keine Gedanken über die Lima.
Gruß Julian

[Amper]

Mhmhmhm....

Das blöde ist halt, fakt ist, das Teil ist nach drei Jahren in meinem Besitz und unveränderter funktion just in dem moment gestorben als der Kondensator für ein paar minuten dran war.
Das mit der Ladezeit stimmt schon so, sagen wir 4V Differenz, 100A, 2000As sind 20s Ladezeit bei Konstantstrom.

Ich kanns mir nur so erklären, dass der Ripple das Problem ist, die Kondenaorkennlinie ist so hart, dass die lima nur am obersten ende der Sinusfunktion Strom schiebt und da geht dann der Spitzenstrom durch die decke. Vielleicht hatte ja auch schon einer der Gleichrichter eine Macke und das war dann der Rest. Alles in allem nicht furchtbar, die Schleifringe waren bei 350Mm eh durch und wären bald ausgefallen.

Vielleicht nehmich die alte Maschine mal und mach auf der Drehmaschine einen Versuch damit, dann kann ich mit der schnellen Stromzange und dem Oszi sehen was da wirklich abgeht, scheint ja irgendwie nicht ganz eindeutig zu sein.


Zum Auto selbst: Ja, ich habe natürlich auch einen Dauerverbraucher, den hab ich schon auf irgendwas im Radiobereich lokalisiert, das geht erstaunlich gut mit einem normalen multimeter, es gibt Widerstandstabellen für die üblichen kfz Sicherungen, man kann also schön den Sicherungskasten als Shuntkasten nutzen und so auch kleine Verbraucher mit einigen 10mA finden.
Den Anlasser hatte ich vor zwei Wochen beim Kupplungs und Schwungradtausch in der Hand, der sah noch gut aus und hat sich über die letzten Jahre auch nicht verschlechtert, wenn er stirbt dann sehr bruce willis. Die 180A sind sehr interessant, woher hast du die Zahl? Ist dein Ampermeter wirklich schnell genug?
Aber ja, ich mess mal.

[ferdimh]

Die Spitzenstromtheorie scheitert daran, dass der auf schnelle Sättigung und hohe Streuinduktivität gezüchtete Generator gar keine Spitzeströme liefern kann.

Ich überlege noch, ob das andere Verhalten der Kondensatorlast einen mächtigen Überschwinger im Regler verursachen kann (oberhalb von 15V wird ein Bleiklumpen wieder relativ hochohmig, ein Kondensator nicht), der in Folge die "Notbrems"-Zenerfunktion in der Diodenplatte bis zum Exitus stressgetestet hat. Dafür wäre so eine hyperintelligente Lichtmaschine eher prädestiniert.