Svenska ElektronikForumet

något är fel med skalan - eller så skulle hårddisktillverkarna jubla....

3.7 Tesla kan du knappast få till i en ferritisk magnetledare - de brukar taka i området 2.1 -2.2 T, anstränger du dig mycket med mer eller mindre exotiska och dyra metaller - kanske 2.4


vet inte hur avancerad simuleringen kan göras - men prova med kortsluten spole på statorsidan och se ur magnetfälten blir då.
då kommer förmodligen också förklaringen varför man måste ha en strömstyv matning på rotorspolen och förklaringen varför man behöver rejäl läckinduktans inom rotorn vid 50 Hz för att upprätthålla strömmen genom spolen hyffsad konstant trots att det potentialmässigt kommer att rycka och slita hårt i båda riktningen

(för en permanetmagnet-rotor så är det koerciviteten som ser till att flödet behålls trots att motpolerna på statorn helst vill vända på polariteten i rotorn)

Jo, jag såg att magnetiska flödestätheten var högre än vad som är rimligt när jag skrev inlägget. Man kan dock se det som en konsekvens av att jag möjligen har dåligt uppskattad geometri, samt att det i verkligheten endast behövs ca. 0,5 A gentemot 1,0 A i simuleringarna för att generera en 230 Vrms spänning. Då mitt problem med teori vs. mätningar uppstår redan innan kärnan blir mättad och simuleringen är gjord med ett linjärt magnetiskt material (konstant relativ permeabilitet), så borde det inte ha någon betydelse.

Vad jag vet så går det inte att automatiskt simulera en kortsluten spole i femm. Man måste mata in strömmen manuellt.

I varje fall tror jag mig nu ha kommit på orsaken mellan teori och mätningar. Det beror högst antagligen på att induktansen med stillastående rotor är uppmätt med mycket låg ström, och då blir också kärnans relativa permeabilitit så liten att den minskar på induktansen. Högre ström (som man har vid normal drift) leder i detta fall till högre induktans. Men mer om detta när jag har bättre tid, antagligen ikväll.

Som utlovat, en lite mer utförlig förklarning på vad jag är rätt säker på att är orsaken till skillnaden mellan teorin och mätningarna.

Vid låg excitering av kärnan (låg ström) är relativa permeabiliteten också låg. För att på något vis förankra detta till verkligheten så gäller följande för kärnmaterial M-36, i enlighet med datan som finns i femm wikin. Räknar man ut relativa permeabiliteten från "BH-kurvan" så blir det att se ut som i bilden nedan. Jag bör dock tillägga att den tabellerade datan jag använde började först vid H = 35 A/m, och jag har med ögonmått fyllt på med några punkter ner till H = 0. Från ovanstående graf ser man att relativa permeabiliteten går ner mot några hundra vid magnetisk fältstyrka under ca. 35 A/m. Vid denna storlek på permeabiliteten blir reluktansen i kärnan av samma storleksordning som luftspaltens, vilket innebär att kärnan inte längre är försumbar för induktansen. Mycket riktigt ger också simuleringar i femm en lägre induktans vid riktigt låga strömmar genom rotorn.

Eftersom ursprungsproblemet var skillnaden mellan mätningar och teori, så tyckte jag att det var på sin plats att försöka mäta upp också detta fenomen. Det gjorde jag genom att mäta upp strömmen och spänningen över rotorlindningen vid påslag av en konstant spänning. Strömmen mättes genom ett 100 Ω motstånd, vilket förklarar varför spänningen över rotorlindningen sjunker i mätningarna. Rotorlindningens resistans är ca. 44 Ω. Följande bild visar förloppet under ett av testen. Kanal 1 är spänningen över motståndet, kanal 2 är spänningen över rotorlindningen och kanal 3 är inducerade spänningen i huvudlindningen (som jag inte har beaktat desto mer). För att få bort inverkan av mätbruset anpassade jag splines till både strömmen och spänningen över rotorlindningen. Baserat på dessa räknades induktansen ut. Det blev att se ut som i följande bild (var de anpassade kurvorna dock inte är inritade). Här går rotorlindningens induktans från ca. 7,8 H vid 1 mA till 10,8 vid 37 mA. Vid ett lite längre förlopp gick induktansen upp till ett maxvärde på 14,7 H vid 87 mA. Magkänslan säger att noggrannheten inte är speciellt bra vid dessa mätningar, men de tyder i alla fall på att induktansen är lägre vid riktigt låg rotorström. Bäst hade det nog varit att göra nya mätningar med "transformatorkoppling" och så pass låg frekvens att man kommer upp i en rms-ström på några hundra milliampere. Det har jag för tillfället ingen möjlighet att åstadkomma, så jag nöjer mig med detta. Jag har faktiskt också en annan mätning med rms-ström på 18,3 mA, som gav en induktans på 8,7 H för rotorlindningen. De mätningar jag presenterade i första inläggen var med en rms-ström på 6,3 mA, och dessa gav alltså en induktans på 7,3 H.

I varje fall är jag nu nöjd med detta. Jag får passa på att tacka för visat intresse och alla ideér jag fått!

Vilken intressant tråd! Hoppas att du fortsätter att uppdatera oss nu efter dina nya rön, för visst var tanken att bygga egen regulator?

Jo, tanken är att bygga ny regulator. Ifall det blir av så blir det säkert en separat tråd om det. Lite information om original-regulatorn till ena generatorn finns i en annan tråd. Det är dock en annan generator än den som mätningarna i denna tråd gjorts på.

Jag tog mig en titt på elschemat i din förra tråd, (den du länkade till) Den kopplingen har nog nåt fel, om man kollar tyristorn kontra dom två likriktardioderna så är nog någonting felvänt??? Tyvärr får jag inte upp någon förstoring så det är lite svårt att se. Men den regulatorn kanske ändå är historia i dag?

Schemat skall nog vara rätt så korrekt, men t.ex. D6 är helt riktigt en zenerdiod enligt förslaget i tråden. Ett par av kondensatorerna kan möjligtvis vara VDR-transientskydd. Men kopplingarna mellan komponenterna och diodernas riktning tror jag nog är rätt.

En snabb förklarning är:

• Exciting coil är en permanentmagnetgenerator som ger "startspänning" till field winding. Den halvvågslikriktas av D2 och den kretsen kan ses som rätt fristående från resten.
• När spänningen från auxiliary winding är positiv (övre sidan positiv) så går strömmen därifrån och via field winding och genom tyristorn, ifall den har triggat.
• När tyristorn inte leder går strömmen genom field winding ner. Spänningen över field winding ändrar då riktning och strömmen kortsluts genom D1.

Konstigt om du inte får upp någon större bild på schemat. För mig är det bara att klicka på bilden så får jag upp en större version.

Jo, nu lyckades jag få en större bild... Om jag fattat rätt så krävs det positiv spänning på tyristorns uppsida om den skall ha någon chans att kunna leda, men D1 kortsluter ju alla tendenser till detta? Kort sagt: jag får inte till det...

Om det blir kortslutning i tyristorn,(blir en diod) rusar spänningen då?

Det är auxiliary winding som genererar den positiva spänningen till tyristorn. Säg att auxiliary winding genererar +50 V, mätt från green till white. När tyristorn har slutat leda kommer strömmen att gå genom field winding och D1. Det betyder i sin tur att spänningen på "högra" sidan om field winding är ca. 1 V högre än på "vänstra", p.g.a. spänningsfallet över dioden. Detta skulle alltså i detta exempel ge en spänning på +51 V över tyristorn (var white är 0 V).

Blir det kortslutning i tyristorn så finns det inte längre något som likriktar strömmen från auxiliary winding, och då sjunker huvudspänningen. Den sjunker dock inte till noll, eftersom exciting winding ännu ger en viss ström genom field winding. Skulle man ersätta tyristorn med en diod så skulle spänningen antagligen stiga, men knappast väldigt mycket, då kärnan börjar mättas och en ökad rotorspänning endast mariginellt påverkar huvudspänningen.

Håller du med, eller måste jag börja överväga att jag har fel?

Halv tolv på kvällen och precis färdig med en flytt, min mellanson och hans flickvän har skaffat ett nytt boende så jag orkar inte riktigt och jag tror det kopplar ännu sämre än normalt, men i morgon...

Jo, jag håller med dig, så bör det funka. Vid underspänning så leder tyristorn alla positiva halvdelar och rotorn får likström. vid målspänning så slutar tyristorn triggas och likströmmen över rotorn minskar.
och sen ligger den och slår lite till och från allt eftersom. D1 är enbart en släckdiod. D2-R4 är enbart för att komma igång. Hade den ingen permanentmagnet på rotorn? D3 är för att likrikta den nerbantade huvudspänningen. När basen på Q1 ligger 0,7 volt under emittern (emitter tex 6 volt via D6?) då leder den och lägger några volt på Kollektorn som sen via D4 triggar tyristorn. Så fort tyristorn leder så verkar transistorn belastas ner via R8 och D5, R7 hjälper också till att belasta ner, allt för att tyristorn inte skall förbli triggad. Avbrott i tyristorn blir dålig/ingen kräm. Kortslutning likaså då rotorn får mer eller mindre växelström. Men om tyristorn blir en diod som är ett ganska vanligt fel då skenar denna koppling, men eftersom spänningen är varvtalsberoende och varvtalet ganska konstant blir det nog som du skriver inte katastrof. Vilken lindning är det som ev är kass nu?

Din beskrivning stämmer överens med min uppfattning om hur AVR:en fungerar. Strömmen genom rotorn bestäms av hur snabbt tyristorn triggar på varje positiv halvperiod.

Generatorn i andra tråden har ingen permanentmagnet på generatorrotorn. Däremot har motorns svänghjul permanentmagneter som ger en växelspänning till exciting coil. Det är inget fel på någon av lindningarna i generatorn. Jag kortslöt däremot exciting coil när jag mätte med oscilloskop för något år sedan (och alla som har mätt med oscilloskop kan nog gissa hur det gick till), vilket ledde till att den brann. Den blev dock omlindad rätt omgående.

Jag kunde nog fixa till nuvarande AVR eller också köpa nya från ebay. Men jag funderar också på ifall man kan förbättra funktionen, och kanske få generatorerna att klara lite högre startströmmar vid t.ex. påslag av elmotorer. Generatorn i andra tråden fungerar för övrigt bra när man matar rotorlindningen från ett bilbatteri, eftersom lite på 12 V ger ca. 230 Vrms obelastad på den. Spänningen sjunker dock under 200 Vrms vid lite högre belastning.