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Generator/ Lichtmaschine Drehwiderstand !?

Themenstarteram 2. November 2015 um 11:16

hey alle zusammen,

Ich habe über dieses Thema schon ein bischen gelesen, jedoch ist es dort nicht allzu verständlich geschrieben und ich habe es auch nicht ganz verstanden.

Also hier zu meiner Frage:

Die Lichtmaschine ist ja über Keilriemen direkt mit der Kurbelwelle verbunden.

Daher produziert diese abhängig von der Drehzahl immer dieselbe Menge Strom.

Jetzt habe ich aber gehört das wenn man mehr Verbraucher dazu schaltet, sich der Drehwiderstand der Lichtmaschine erhöht !

Stimmt das ?

Beste Antwort im Thema

Ich Versuchs nochmal anders.

Um in einem Generator Strom zu erzeugen nutzt man das Induktionsgesetz. Das sagt aus, das , wenn man einen Leiter

In einem Magnetfeld bewegt in diesem Leiter ein Strom induziert wird.

Das passiert bei einem Generator auch , der "Leiter" , wird durch ein Magnetfeld gedreht und damit wird Strom induziert.

Die Feldlinien des Magnetfeld kann man sich vereinfacht als Gummibänder vorstellen

Die Höhe des erzeugten Stroms ist dabei abhängig von der Stärke des Magnetfelds ( dicke der Gummibänder) oder von der Anzahl der geschnittenen Feldlinien des Magnetfelds ( Anzahl der Gummibänder) ,also der Drehzahl des Läufers des Generators.

Wenn man also mehr Strom erzeugen möchte muss man entweder ein stärkeres Magnetfeld erzeugen ( bedeutet dickere Gummibänder) und den Läufer dadurch drehen, was dann schwerer geht oder mehr Feldlinien ( mehr dünnere Gummibänder) in der gleichen Zeit durchschneiden, was dann eben auch "schwerer" geht.

Das ist sehr vereinfacht beschrieben , eben für elektrische Laien! Meine "Kollegen" verzeihen mir.

Und "Obendrauf " noch das Lenzsche Gesetz, denn in dem steht , das ein Induktionsstrom immer so gerichtet ist das er der Ursache seiner Entstehung entgegengerichtet ist.

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Zitat:

@biohack schrieb am 2. November 2015 um 20:55:34 Uhr:

kann das denn jemand aus Elektrotechnischer Sicht erklären warum sich der Widerstand erhöht oder soll ich das einfach so hin nehmen :D

Ich will's mal so sagen: wenn die bisherigen Erklärungen für dich nicht schon ausreichend waren, dann musst es wahrscheinlich einfach hinnehmen.

Auf einen ganz kleinen Nenner gebracht: von nix kommt nix, auch bei einer Lichtmaschine nicht. Die von der Lichtmaschine abgegebene elektrische Leistung ändert sich je nach Ladezustand der Batterie und Zuschaltung diverser Verbraucher gewaltig. Diese elektrische Leistung muss irgendwo her kommen. Woher also? Na, von der mechanischen Eingangsleistung.

Auf der mechanischen Seite ist die Sache hoffentlich hinreichend bekannt

Leistung = Drehmoment mal Winkelgeschwindigkeit

Die Winkelgeschwindigkeit ist jederzeit durch die aktuelle Motordrehzahl und die Übersetzungsverhältnisse am Keilriemen vorgegeben, die Leistung durch die elektrischen Verbraucher ebenfalls. Damit die Gleichung im Lot bleiben kann, muss sich das Drehmoment ebenfalls ständig ändern.

Bevor du dir jetzt die kompliziertesten Versuchsaufbauten ausdenkst nimm dir ein Fahrrad mit Dynamo. Klemme die Lampen ab und drehe das Rad mit Dynamo und schau dir an wie lange es dauert bis das Rad wieder steht. Das machst du dann nochmal mit Licht. Dann wirst du den Effekt sehen. Es ist ja auch klar: Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden. Wenn ich im Fahrzeug elektrische Energie einsetze dann muss die aus einer anderen Energieform stammen. Wenn ich also die Lichtmaschine belaste muss die auch mehr mechanische Energie aufnehmen. Diese entnimmt sie dem Motor über die Riementrieb. Wenn ich eine 100A Lima habe und die voll auslaste sind das ohne Reibungs und ohmsche Spulenverluste schon 1,4KW, also deutlich spürbar! Ohne Belastung ist die Lichtmaschine kaum ein bremsender Faktor. Rein physikalisch lässt sich das so erklären. In einer unbelasteten Lima fließt durch den Stator kein Strom. Es entsteht also kein Magnetfeld. Das Magnetfeld des Rotors strecht also widerstandslos durch den Stator, die lima bremst nicht. Wenn aber ein Strom entnommen wird erzeugt dieser jetzt seinerseits ein Magnetfeld im Stator. Dieses ist naturgemäß gegen das Rotorfeld gerichtet. Deshalb bremsen sich diese Felder nun ab, die Lima fordert mechanische Energie ein. Beim Elektromotor isses umgekehrt, da polt man den Strom so dass antreibende Kräfet entstehen. Die Energie die der Motor dann ausspuct entstammt der Stromquelle. Das würde grob gesagt beim Anlassen passieren ;-)

Gibt/gab ja auch beides in einem, Stichwort Dynastarter.

mfg

Übrigens Bremsen ICE Züge in Normalfall (nicht bei einer Notbremsung) rein kontaktlos über Magnetfelder. Nur um mal zu verdeutlichen wie stark so ein unsichtbares Magnetfeld sein kann. ;-)

Ja stimmt, der Dynastart war kombiniert Anlasser und Lichtmaschine. Wobei der meines Wissens doch baulich getrennte Licht und Anlasspulen hatte und auf dem Rotor Dauermagneten, das Ganze war gleichzeitig Schwungrad. Er brauchte also keine Schleifkohlen. Beim Zug gibt sja 3 Bremsarten: Die Generatorbremse, da wird wirklich der Fahrmotor als Generator betrieben und kann so die Energie entweder ins Oberleitungsnetz zurückspeisen oder man verbrädt den Strom in Lastwiderständen (war früher eher der Fall). Dann hat man die Wirbelstrombremse, die senkt starke Eletromagneten in gerengen Abstand zur Schiene ab und erzeugt in dieser Wirbelströme, die genau wie beim belasteten Generator auch ihrer Bewegungsursache entgegenwirken und bremsen. Und natürlich die klassische Reibungsbremse, auf die kann man nicht verzichten da die Wirkung der magnetischen und Generatorbremse mit der Geschwindigkeit stark nachlässt. Deshalb muss auch der ICE den letzten Rest der Geschwindigkeit mittels Reibung abbremsen. Er hat aber keine Radbremsen wie die klassischen Züge sondern Scheibenbremsen auf den Achsen, die sieht man nicht. Ein besonders beeindruckendes Beispiel für die Wirkung der Magnetfelder dürfte aner der Transrapid, also Magnetschwebebahn sein

Zitat:

@kev300 schrieb am 3. November 2015 um 08:34:29 Uhr:

Übrigens Bremsen ICE Züge in Normalfall (nicht bei einer Notbremsung) rein kontaktlos über Magnetfelder. Nur um mal zu verdeutlichen wie stark so ein unsichtbares Magnetfeld sein kann. ;-)

Hallo,

nicht ganz. Der ICE bremst in dem die Fahrmotoren in den generatorischen Betrieb übergehen und Strom in die Fahrleitung zurückgespeißt wird. Beim Hybrid-Autos würde man rekuperieren dazu sagen. Allerdings wird auch die Scheibenbremse benützt. Für Notbremsungen steht eine Wirbelstrombremse zur Verfügung, bei der die Schiene in ein Wechselmagnet versetzt wird.

Zur Frage des TE. Irgendwo muss die Energie ja herkommen, die der Generator abgibt. In einem Kraftwerk ist es auch nicht anders. Wenn morgens alle aufstehen und die Kaffeemaschine einschalten muss im Kraftwerk mehr Dampf auf die Turbine gegeben werden, damit die Drehzahl nicht absinkt, weil der Generator mehr dagegen arbeitet.

Oder probiers mal mit einem Fahrrad:

Klemm die Drähte am Dynamo ab und stoße das Rad an. Es macht eine bestimmte Anzahl an Umdrehungen. Jetzt klemme die Drähte wieder an und das Rad macht weniger Umdrehungen. Schließe den Dynamo kurz und das Rad macht noch weniger Umdrehungen.

Siehe auch hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrischer_Generator

 

Grüße,

diezge

Also ich habe gelernt, dass der ICE hauptsächlich mit der Wirbelstrombremse bremst und im Notfall mit den Scheibenbremsen.

Dass der Elektromotor auch mitbenutzt wird, erscheint allerdings logisch. ;-)

Aber vielleicht liegt meine Quelle ja falsch...Jedenfalls kann die Wirbelstrombremse ordentlich abbremsen. ;-)

Zitat:

 

Aber vielleicht liegt meine Quelle ja falsch...Jedenfalls kann die Wirbelstrombremse ordentlich abbremsen. ;-)

Die Wirbelstrombremse ist schön und gut aber ihre Wirkung nimmt exponentiell (oder quadratisch, bin ich mir nicht mehr ganz sicher) mit der Geschwindigkeit ab, deshalb hat sie bei niedrigen Geschwindigkeiten kaum noch Wirkung. Da muss meschanisch gebremst werden.

Öööööhm, ich glaub er hat's jetzt begriffen. ;-))

Themenstarteram 3. November 2015 um 10:41

ja vielen dank für die zahlreichen Erklärungen ^^

Jetzt hab ich ein wenig dazu gelernt :)

Auch dein Fahrraddynamo bremst das Rad ganz unterschiedlich je nach Belastung ab. Wenn die Lampen angeschlossen sind und leuchten, dann geht er schwer, wenn die Birnen herausgedreht sind, geht er leicht.

Das ist bei der LiMa nicht anders.

DoMi

edit..das hatte @dietzge ja schon geschrieben...

Moin

 

Zitat:

Gibt/gab ja auch beides in einem, Stichwort Dynastarter.

Gibt es bis heute, jeder Vollhybrid, und vor allem auch jeder Alektrowagen treibt sich mit E-Motoren an (Oder hilft, wie beim Hybrid) und rekupiert Energie über genau diese Motoren zurück, wenn man bremst.

So bremst schon der Prius bei normaler Bremsung bis um 7 kmh elektrisch, dann den Rest mit den Scheiben.

Beim PKW kommt aber noch der Riemenantrieb der Lichtmaschine hinzu, der hat einen unterirdischen Wirkungsgrad. Ich meine das der keine 50% schafft, kann mich da aber täuschen.

Das bedeutet das die leer drehende Lima dennoch recht hohen Energiebedarf durch den Riemen hat.

Moin

Björn

Zitat:

 

Beim PKW kommt aber noch der Riemenantrieb der Lichtmaschine hinzu, der hat einen unterirdischen Wirkungsgrad. Ich meine das der keine 50% schafft, kann mich da aber täuschen.

Das bedeutet das die leer drehende Lima dennoch recht hohen Energiebedarf durch den Riemen hat.

Da irrst du in der Tat, so schlecht sind Riemenantriebe nicht, va nicht die Flachriemen.

Zitat:

@Friesel schrieb am 3. November 2015 um 15:17:31 Uhr:

Moin

Zitat:

@Friesel schrieb am 3. November 2015 um 15:17:31 Uhr:

Zitat:

Gibt/gab ja auch beides in einem, Stichwort Dynastarter.

Gibt es bis heute, jeder Vollhybrid, und vor allem auch jeder Alektrowagen treibt sich mit E-Motoren an (Oder hilft, wie beim Hybrid) und rekupiert Energie über genau diese Motoren zurück, wenn man bremst.

So bremst schon der Prius bei normaler Bremsung bis um 7 kmh elektrisch, dann den Rest mit den Scheiben.

Beim PKW kommt aber noch der Riemenantrieb der Lichtmaschine hinzu, der hat einen unterirdischen Wirkungsgrad. Ich meine das der keine 50% schafft, kann mich da aber täuschen.

Das bedeutet das die leer drehende Lima dennoch recht hohen Energiebedarf durch den Riemen hat.

Moin

Björn

.

Falsch ... keine 20 %

 

.

Falsch ... keine 20 %

Meinst du damit den Wirkungsgrad des Riemens? Selbst ein ganz normaler Keilriemen hat an die 90%, ein Flachriemen noch mehr.

Stellt euch doch mal vor: Wir haben einen Riemen, der die Lima, den Klimakompressor, die Servopumpe und noch die Wasserpumpe antreibt. Letztere lassen wir mal aus, die braucht nicht viel. Aber rechnen wir mal für die Lima 1kW Antriebsleistung, der Klimakompressor braucht gut und gerne 2 kW, die Lenkhilffe noch mal grob ein halbes kW, dann hätten wir ungefähr 3,5kW. Jetzt stellt euch mal vor der Riementrieb hätte nur 50%Wirkungsgrad, das heißt er müsste nochmal 3,5kW in Wärme umwandeln. Wie lange würde es wohl dauern bis er verdampft?!

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