[dynamo w piaście] Kompendium - wszystko o... doświadczenia, opinie, porady, dodatki...

[zekker]

Sprawność powinno się liczyć dla nominalnej mocy. Większość piast osiąga ją przy prędkości 15-20km/h (koło 700c). O kole 26" nie ma co pisać bo testowali z większym.

Halogen nie ma nic do rzeczy. Mierzysz moc na wyjściu i wejściu. Sprawność odbiornika nie ma tutaj żadnego znaczenia.

 

Nie wiem jak policzyłeś sprawność dla 10km/h z tego wykresu skoro tam nie ma podanej mocy wyjściowej.

[gruby2]

Nie można mierzyć dla nominalnej mocy bo tę moc uzyskuje się dla różnych prędkości zależnie od rezystancji obciążenia.

W przypadku obciążenia halogenowego (3W/6V) nominalną moc piasty uzyskują przy ok. 20-22Hz (10-11km/h dla 26", 11-12km/h dla 28"). Przy czym nie można mierzyć dla nominalnej mocy bo wtedy prądnica wchodzi już w stan nasycenia. http://www.n-s.pl/krudnik/nx30/

 

Opór prądnicy (mechaniczny i magnetyczny) rośnie praktycznie liniowo z prędkością. Generowana moc rośnie liniowo a później się nasyca. Prawidłowe mierzenie sprawności powinno odbywać się w zakresie kiedy prąd prądnicy narasta liniowo. Jak wchodzi w stan nasycenia to logiczne, że opory będą nadal rosły przy stałej generowanej mocy. Dla halogenów i prędkości np. 30km/h sprawność będzie beznadziejna bo nawet mniej niż 50%. Jaki to ma sens? Żaden bo dla innego typu oświetlenia przy tej samej prędkości sprawność będzie znacznie większa.

 

Masz podaną moc którą trzeba "wypedałować". Przy 10km/h jest to ok. 3.5-3,75W (rys. 4). Generowana moc oświetlenia to będzie ok. 2,9-3W (trzeba pamiętać, że testy robią po 15min. świecenia czyli na nagrzanej żarówce a jej rezystancja z temperaturą rośnie czyli prądnica wcześniej się nasyca). Przecież masz podane co zasilali. Dzielisz i wychodzi przeszło 80%.

 

Trzeba też pamiętać, że moc podawana dla wyłączonego oświetlenia nie jest tożsama z tą dla włączonego. Przy włączonej lampce dochodzi opór magnetyczny zależny od płynącego prądu.

[zekker]

Generowana moc oświetlenia to będzie ok. 2,9-3W

Skąd te dane? Znasz charakterystykę testowanych piast?

Jaki sens podawania sprawności przy pracy poniżej nominalnych parametrów? W ten sposób to można pewnie zmierzyć i 99%. Producenci bardzo chętnie pochwaliliby się takimi wynikami, ale jakoś piszą o 65%, 73%. Także nie bez przyczyny są to parametry dla 15km/h dla koła 700c, to są warunki normy StVZO, która wymaga zapewnienia 3W przy tej prędkości.

 

Nie ma znaczenia typ źródła światła o ile zachowuje normę czyli 6V i 0,5A. To są nominalne parametry pracy piasty i tego należy się trzymać przy pomiarach sprawności. Wszelkie kombinacje z większym oporem i pracy na wyższych napięciach są odstępstwem od normy i nie powinny być podstawą do porównywania różnych piast.

 

Z praktyki, to przy kole 700c i prędkości 12km/h lampki dopiero się zabierają do pracy. Pełną moc osiągają w okolicach 17km/h, niezależnie czy to była zwykła żarówka, czy ledy. Różnica jest tylko w ilości światła jaką mamy. Ledowe nawet przy mniejszej prędkości potrafią nieźle oświetlić, żarówka nawet powyżej 20km/h cienko sobie radziła.

[gruby2]

Skąd te dane? Znasz charakterystykę testowanych piast?

Wszystkie prądnice 3W/6V mają bardzo zbliżoną ch-kę.

 

Jaki sens podawania sprawności przy pracy poniżej nominalnych parametrów?

 

Nominalne parametry prądnice uzyskują już przy 10km/h. A nie 15km/h. Jak napisałeś te 15km/h wynikają tylko z jakichś tam niemieckich norm,

W ten sposób to można pewnie zmierzyć i 99%.

Przesadzasz. Wytwarza się prądnice prądu zmiennego z magnesem stałym ze sprawnością nieco powyżej 90%. Rowerowe mają spokojnie powyżej 80%

Producenci bardzo chętnie pochwaliliby się takimi wynikami, ale jakoś piszą o 65%, 73%. Także nie bez przyczyny są to parametry dla 15km/h dla koła 700c, to są warunki normy StVZO, która wymaga zapewnienia 3W przy tej prędkości.

Nie mogą bo muszą to robić wg norm. A czemu nikt nie podaje informacji, że prądnica może wygenerować znacznie więcej niż 3W? Bo znowu jakieś tam normy. I do tego archaiczne bo dostosowane do oświetlenia halogenowego.

Nie ma znaczenia typ źródła światła o ile zachowuje normę czyli 6V i 0,5A.

Oczywiście, że ma znaczenie bo te parametry uzyskuje tylko przy odpowiednim typie źródła światła.

 

Z praktyki, to przy kole 700c i prędkości 12km/h lampki dopiero się zabierają do pracy.

 

Kiepska ta praktyka bo u mnie przy 12km/h płynie już dawno 0,5A a napięcie jest większe niż 6V. Sprawdzone na 700c, 3N20 i lampkach halogenowych B&M (takie były oryginalnie w rowerze).

 

Pełną moc osiągają w okolicach 17km/h, niezależnie czy to była zwykła żarówka, czy ledy. Różnica jest tylko w ilości światła jaką mamy.

 

Próbujesz obalić fizykę. Poczytaj to zmienisz zdanie: http://www.n-s.pl/krudnik/nx30/

[zekker]

Wszystkie prądnice 3W/6V mają bardzo zbliżoną ch-kę.

Przesadzasz i to mocno. Wystarczy spojrzeć na wykresy, które podałeś.

Sam pisałeś, że dynama mają ograniczenie na prąd (0,5A). Z wykresu znamy napięcie przy 10km/h. Jeżeli mielibyśmy otrzymać znamionowe 3W to przy napięciu 5V (np. DH-3N30) musielibyśmy wycisnąć 0,6A. Coś się nie zgadza.

To może w drugą stronę mamy maksimum natężenia 0,5A i zmierzone 5V, czyli 2,5W. Trochę brakuje do nominalnej mocy 3W. Zakładając że mamy te 2,5W i zmierzoną moc dostarczaną 3,8W (na oko) daje nam to sprawność rzędu 66%.

 

Oczywiście, że ma znaczenie bo te parametry uzyskuje tylko przy odpowiednim typie źródła światła.

Jaka jest różnica w obciążeniu 3W przez halogen, rezystor, układ zasilania led? Za każdym razem pobieramy taką samą ilość energii ze źródła, więc skąd ma się brać różnica?

 

Kiepska ta praktyka bo u mnie przy 12km/h płynie już dawno 0,5A a napięcie jest większe niż 6V. Sprawdzone na 700c, 3N20 i lampkach halogenowych B&M (takie były oryginalnie w rowerze).

Nie mierzyłem, ale widzę jak świeci. Być może winę ponosi słabsze dynamo 2,4W obciążone zestawem 3W. Jak nie zapomnę to przetestuję z odłączoną tylną, czy tak samo słabo się lampka zbiera do pracy. Edytowane 5 Marca 2014 przez zekker

[gruby2]

Sam pisałeś, że dynama mają ograniczenie na prąd (0,5A)

 

Nie jest to dokładnie 0,5A. Tak piszę bo jest szybciej. rzeczywista wartość waha się od 520mA do 550mA.

 

Poza tym wiele pradnic przy oświetleniu halogenowym generuje więcej niż 3W. Nasyca się nawet przy 3,5W. Dlatego niektóre pradnice miały zabezpieczenie napięciowe a bez zabezpieczenia niektóre żarówki się przepalały.

 

Może z tymi 3W przesadziłem. Ale będzie 2,8-2,9W. Nadal sprawność bliżej 80% a nie 65%.

 

Jaka jest różnica w obciążeniu 3W przez halogen, rezystor, układ zasilania led?

 

Halogen wprowadza dodatkowe indukcyjności, rezystor  ma znacznie mniejsze, ledy wprowadzają pojemności. Sterowanie impulsowe to już w ogóle oddzielna sprawa. Od tego właśnie zależy ch-ka prądnicy bo sama w sobie ma charakter indukcyjny. Z pradnicy można nawet w prosty sposób wyciągnąć więcej niż znamionowe 0,5A dołączając szeregowo kondensator tworząc układ rezonansowy. Można i nawet wyciągnąc i kilka amperów (oczywiście przy konkretnej prędkości obrotowej).

Nie mierzyłem, ale widzę jak świeci. Być może winę ponosi słabsze dynamo 2,4W obciążone zestawem 3W. Jak nie zapomnę to przetestuję z odłączoną tylną, czy tak samo słabo się lampka zbiera do pracy.

To na pewno to. Prądnica 2,4W ma mieć nasycenie dla znamionowego obciążenia 2,4W przy podobnej prędkości co 3W dla znamionowego obciążenia.

[zekker]

Może z tymi 3W przesadziłem. Ale będzie 2,8-2,9W. Nadal sprawność bliżej 80% a nie 65%.

Dlatego trzeba mierzyć moc wprowadzaną i wychodzącą, inaczej to jest gdybanie i nie może być podstawą porównania.

Powiedziałbym, że mniej więcej w połowie

 

Jeżeli chcemy porównywać sprawność, to muszą być typowe przypadki. Szczytowa nic nie mówi i nie da się w prosty sposób porównać, bo każda piasta osiąga przy innej prędkości. 15km/h z normy jest dobre bo zapewnia nominalne parametry pracy prądnicy, jest to bliska typowej (lub średniej) prędkości przeciętnych mieszczuchów.

 

To na pewno to. Prądnica 2,4W ma mieć nasycenie dla znamionowego obciążenia 2,4W przy podobnej prędkości co 3W dla znamionowego obciążenia.

Sprawdziłem wczoraj i różnica jest ciężka do zauważenia. Bez tylnej lampki być może jest trochę jaśniej, ale i tak pełne możliwości lampka rozwija przy 15km/h. Muszę przyznać, że przy 10km/h jednak jest już sporo światła.

Koło 28x1,6", piasta DH-2R30, lampka Lumotec U.

[gruby2]

Dlatego trzeba mierzyć moc wprowadzaną i wychodzącą, inaczej to jest gdybanie i nie może być podstawą porównania.

Powiedziałbym, że mniej więcej w połowie

To jest oczywiste. Jednak z ze stronu krudnika można w miarę dobrze oszacować. Te wszystkie prądnice mają bardzo zbliżoną ch-kę. Różnice istnieją w oporach, masie i materiale.

Jeżeli chcemy porównywać sprawność, to muszą być typowe przypadki. Szczytowa nic nie mówi i nie da się w prosty sposób porównać, bo każda piasta osiąga przy innej prędkości. 15km/h z normy jest dobre bo zapewnia nominalne parametry pracy prądnicy, jest to bliska typowej (lub średniej) prędkości przeciętnych mieszczuchów.

Oczywiście, że warunki muszą być identyczne. Ale testowanie dla halogenów i do tego w zakresie nasycenia kompletnie mija się z celem. Bo co z tego jak dla tego przypadku wyjdzie te 65% jak dla ledów może być i 80%? Nadal powtórzę, że te normy niemieckie są archaiczne i wymagają zmian. Tak samo jak przepis o obowiązku wyposażania rowery w zasilanie z dynama, który dopiero niedawno wycofano.

 

I nadal podam mój przykład. Przy moich lampkach 7W nasycenie następuje gdzieś nieco powyżej 20km/h, Przy 15km/h szacunkowo otrzymam sprawność 75% (5,25W wyjście / 7,1W na wejściu)

 

Sprawdziłem wczoraj i różnica jest ciężka do zauważenia.

 

Ja sprawdzałem miernikiem dla 3N20 28". Przy 10km/h było już blisko 500mA. Przy 12km/h było nasycenie jeśli dobrze pamiętam to na 520mA. Generowana moc wynosiła coś ok. 3,3W. (z głowy bo nie zapisałem).

[mklos1]

 

 

Halogen wprowadza dodatkowe indukcyjności, rezystor ma znacznie mniejsze, ledy wprowadzają pojemności.

 

Na częstotliwości z którą pracuje typowe dynamo sprawa zupełnie do zaniedbania. Indukcyjność żarówki i to takiej z godną spiralą żarnika (60-100W) to pewnie kilka uH max! Pojemności ledów zwykłych (nie mocy) to 200-300 pF max.

Gdyby żarówki (żarnikowe) miały jakąkolwiek znaczącą indukcyjność, to włączniki oświetlenia upalałyby się dość szybko (styki). Ot przykład. Przekaźniki oświetlenia w moim samochodzie nie były wymieniane nigdy (od 1996 roku).

[gruby2]

Nie jest do pominięcia. Porównywanie z samochodem mija się z celem. W samochodzie masz napięcie za regulatorem (stałe), prądnica daje zmienne a ta ma charakter indukcyjny. Jak sam halogen raczej dużego wpływu nie ma to ledy mocy podpięte bezpośrednio mogą zmniejszyć prąd nasycenia nawet do 400mA.

W samochodzie przepięcia nie mają znaczenia bo masz akumulator, który z uwagi na bardzo dużą pojemność jest bardzo dobrym filtrem. Nie wiem też czy przypadkiem przekaźniki samochodowe nie mają wbudowanej diody na cewce. A włączniki oświetlenia są w obwodzie cewki przekaźnika a nie żarówki

[mklos1]

To w takim razie policz jakie są impedancje na częstotliwości dynama. Może wtedy zobaczysz, że nie ma sensu rozpatrywanie takich parametrów.

A co do samochodu i przekaźnika, to podpowiem, że przekaźnik generuje skok jednostkowy w obwodzie (przerwanie obwodu). Napięcie na cewce jest pochodną prądu.
 

A włączniki oświetlenia są w obwodzie cewki przekaźnika a nie żarówki

Jeszcze 2-3 posty temu pisałeś, że żarówki halogenowe wprowadzają dodatkową indukcyjność. Skoro tak według Ciebie jest, to miałoby to wpływ na żywotność styków w przekaźniku. Akumulator jako filtr nie ma tu żadnego znaczenia, styków nie ochroni, bo cewka musi się gdzieś rozładować. Najbliższą drogą do akumulatora są rozwierające się styki (idzie iskra, którą "wciągnie" aku). Żarówkę można uznać za obciążenie czysto ohmowe, chyba że chcesz rozważać zjawiska do trzeciego czy czwartego miejsca po przecinku - co moim zdaniem jest bez sensu w tym przypadku. Podobnie z diodą led.

 

PS. Jak się steruje przekaźnikiem obciążeniem o charakterze indukcyjnym, to dla ochrony styków stosuje się "gasiki" RC lub RC||D montowane równolegle do styków.

 

 

Edytowane 7 Marca 2014 przez mklos1

[cienkun]

Pytanko o wtyczkę. Jest jakakolwiek różnica między wtyczkami shimano i SRAM?  Kupiłem D3 (20 zł droższa od przecenionej DH-3N20, a o ponad 200g. lżejsza) i jak przymierzam do niej wtyczkę shimano, to pasuje, choć z niewielkim luzem na boki. Ale funkcjonują niby inne wtyczki do SRAM. Są o te 0,5 mm. węższe, czy to jedno i to samo? (W sklepie akurat brak wtyczek SRAM)

Edytowane 8 Marca 2014 przez cienkun

[gruby2]

Jeszcze 2-3 posty temu pisałeś, że żarówki halogenowe wprowadzają dodatkową indukcyjność. Skoro tak według Ciebie jest, to miałoby to wpływ na żywotność styków w przekaźniku.

Zupełnie nie zrozumiałeś o jaki wpływ obciążenia chodzi. Prądnica rowerowa ma charakter indukcyjny. Wartość tej indukcyjności możesz znaleźć. Każde obciążenie o charakterze innym niż czysto rezystancyjne zmieni tę charakterystykę. Wydawałoby się, że halogen czy led nie zmieni tego znacząco. A okazuje się, że tak. Pisałem, że niektóre ledy potrafią zmniejszyć prąd nasycenia z 0,5A na 0,4A. To nie jest do pominięcia.

Trzeba pamiętać, że najgorsze w przypadku prądnicy to odbiorniki pojemnościowe gdyż w najgorszym przypadku gdy trafi się na odpowiednią częstotliwość to można "stłumić prądnicę" (przez obwód RLC).

[mklos1]

Wiesz jaką indukcyjność ma żarówka? Badałeś?

Edytowane 10 Marca 2014 przez mklos1

[gruby2]

Dokładnie nie znam, ciężko też znaleźć jakieś dokładne informacje. Szacuje się na dziesiąte części mH. Prądnica ma indukcyjność ok. 130mH. W przypadku halogenów a rezystora różnica raczej będzie niezauważalna. Ale w przypadku ledów może być znacząca. Pisałem o zmniejszeniu pradu nasycenia z 0,5A na 0,4A.

[mklos1]

 

 

Pisałem o zmniejszeniu pradu nasycenia z 0,5A na 0,4A.

 

To są twoje pomiary? W jaki sposób dokonywałeś pomiaru i na jakim układzie.

[gruby2]

Tak, moje pomiary. Podłączałem ledy w dwóch konfiguracjach:

- prostownik na diodach schottky'ego z kondensatorem filtrującym

- prostownik na mosfetach bez kondensatora filtrującego (nie można użyć kondensatora w takiej konfiguracji)

- prostownik w połowie na shottky'ego i w połowie na mosfetach z konsensatorem

 

W zależności od rodzaju diody i ich ilości prad nasycenia się zmieniał. Ustabilizować go można było dopiero po wpięciu szeregowo kondensatora pomiędzy prądnicę i prostownik.

 

Pomiary były wykonywane najprościej jak się da. Wsiadamy na rower i jedziemy. Pomiar prądu z multimetru.

[mklos1]

Jeżeli nie wykonywałeś pomiarów miernikiem TrueRMS, to wyniki generalnie stoją pod znakiem zapytania, gdyż prostowniki wprowadzają zniekształcenia prądu na swoim wejściu. Im większy kondensator filtrujący za prostownikiem, tym większe zniekształcenia prądu na wejściu i tym bardziej niemiarodajne wyniki. Zatem to nie pojemność diody jest problemem, bo te są pomijalne względem chociażby kondensatora filtrującego.

[gruby2]

http://www.amprobe.pl/oferta,15,23.html   AMPROBE 37 XR-A

Przy czym dla układów z kondensatorem filtrującym wystarczy mierzyć prąd stały. Bez kondensatora zmienny.

[stefankowalski]

 

Halogen wprowadza dodatkowe indukcyjności, rezystor  ma znacznie mniejsze, ledy wprowadzają pojemności.

Aż dokonałem kilku pomiarów żarówek;

2,4W/6V   0,44µH

2,7W/6V  0,51µH

0,6W/6V  2,52µH

500W/220V  5,6µH

Następnie dla zakładanej częstotliwości 20Hz obliczyłem reaktancję dla żarówki 2,4W/6V i wynosi ona ≈ 0,000055Ω czyli jest pomijalnie mała.

Zmierzyłem również pojemność diody power led 3W/700mA i wynosi ona około 470 pF. Dla tej wartości reaktancja pojemnościowa przy częstotliwości 20 Hz to około  -16,9MΩ, czyli wpływ pojemności diody na prądnicę jest tak nikły że aż żaden.

[zekker]

Jesteś pewny wielkości? Raz piszesz, że µΩ nie mają wpływu, a raz MΩ mają na nic nie wpływać.

[gruby2]

Wytłumacz zatem dlaczego dla jednych diod prad nasycenia prądnicy wynosi 0,5A a dla drugich 0,4A?

 

@zekker

Zgadza się bo zapewne indukcyjność jest połączona szeregowo z rezystancją a pojemność równolegle.

[stefankowalski]

Tak ponieważ mówimy tu o dwóch różnych rodzajach reaktancji indukcyjnej i pojemnościowej. W przypadku reaktancji indukcyjnej sumuje się (jest włączona w szereg)  ona z rezystancją żarówki która wynosi około 15Ω (dotyczy to żarówki świecącej, zimna ma 1,7Ω) i nie ma to wpływu na jasność świecenia i pracy prądnicy.

Jeśli chodzi o reaktancję pojemnościową w przypadku diody to jest ona równoległa do rezystancji. Stosuje się tu zasadę jak przy równoległym łączeniu rezystorów. W tym przypadku dodatkowa duża reaktancja dołączona równolegle do stosunkowo niskiej rezystancji nie będzie miała na nią wpływu.

Trzeba też pamiętać że reaktancja pojemnościowa ma znak minus i w połączeniu z reaktancją indukcyjną się wzajemnie znosi ale dotyczy to innych układów przy wyższych częstotliwościach lub wyższych indukcyjnościach i pojemnościach.

Wytłumacz zatem dlaczego dla jednych diod prad nasycenia prądnicy wynosi 0,5A a dla drugich 0,4A?

Czy jest to prąd nasycenia prądnicy, czy raczej prąd zależny od parametrów diody? Diody w zależności od wykonania mogą mieć przy tym samym prądzie różne spadki napięcia Uf, a tym samym różną moc.

Diody led zazwyczaj zasilamy prądem stałym lub o zmiennym współczynniku wypełnienia, ale tu mówimy o raczej sytuacji prądnica→mostek Graetza→filtr→dioda power led i uwzględnianie reaktancji odbiornika nie ma sensu ponieważ w odbiorniku płynie prąd stały.

[gruby2]

Chodzi o prąd, który płynie przez diodę po jego nasyceniu. Czyli jedziemy np. z prędkością przy której prąd już nie wzrasta. W zależności od typu leda prąd jest różny.

Dokładnie ta sama różnica w prądzie wychodzi w przypadku zastosowania prostownika z kondensatorem (mierzymy prąd stały lub rms) jak i bez prostownika (mierzymy prąd rms).

 

Nie można tez mówić o prądzie stałym. Prądnica rowerowa w piaście generuje małą częstotliwość co przy prędkości ok. 25km/h daje 50Hz. Skutecznie tego nie odfiltrujesz elektrolitem np. na 16V. Maksymalnie jaki dostałem to 10000uF. Wtedy przy XM-L biała + XPE czerwona tętnienia napięcia wynoszą 0,13V co daje tętnienia prądu rzędu nawet 200mA.

[zekker]

Dzięki za wyjaśnienia.