Onderwerp: Alternator veldstroom, hoeveel amps?

Wie weet hoeveel ampère er door het veld van een alternator loopt?

Mijn alternator is de standaard Yanmar/Hitachi 65 amp die op mijn 3GM30F zit.

In verband met LifePo4 laden wil ik de maximale output halveren van 65 naar 30 Ampère.
Ik wil met een weerstand de veldstroom omlaag brengen. Maar aan welke weerstand en welk wattage moet ik denken?

De interne regelaar blijft dus zitten. Het draadje naar de koolborstel onderbreek ik en daar komt een weerstand tussen. Die weerstand komt buiten de alternator ergens op een schot.

De dynamo van WaltB een ampere of 5 zei hij.

Maar dan zal de regelaar weer gaan regelen tot ie alsnog het juiste levert.
Of als je de weerstand te groot maakt, zal ie bij lage toerentallen niets leveren.

De regelaar neppen door er een hogere spannin aan te bieden zal beter werken.

Een weerstand gaat niet werken inderdaad, omdat de regelaar aktief regelt om dit weer te compenseren.
De simpelste 'oplossing' om de laadstroom te beperken is een weerstand in de laadstroom draad(bv in de vorm van 20m 4mm² koperdraad)

Eens met Paradyske.
Dat is allemaal ontworpen voor spannings-regeling, als de uitgangsspanning te laag is zal de regelaar bijregelen totdat die spanning weer op de juiste waarde is.
Totdat de maximale spanning op het veld staat en het dus niet verder gaat. Dat is bij stationair toerental dus.

"Enkele amperes" voor de veldstroom is wat ik weet, en dat zal vooral van de grootte van de dynamo afhangen.
De externe weerstand zou ongeveer gelijk moeten zijn aan de weerstand van de veldwikkeling, en die kan je gewoon even meten.
Het vermogen van de weesrstand is dan vervolgens de stroom in het kwadraat x de weerstandswaarde.

Vermogensweerstanden worden pittig warm, die zou ik niet "gewoon" op een schot schroeven.

Als je deze vragen stelt hier weet ik niet of je er nu zelf mee aan de slag moet gaan.... :-S

R.

Richard

Victron Orion smart 30A, dan heb je gelijk spanningsregeling, start/stop regeling bij stationair lopen en via je telefoon in te stellen met bluetooth.
En ook nog met een schakelcontact aan/uit te zetten, gestuurd door je BMS

Werkt geweldig!

Volgens mij word dat hier al bijna 2 jaar besproken. Prima oplossing.

Het zal best goed werken, maar 240 Euro voor een DC-DC apparaat waarmee je nog steeds geen laadstroom kunt regelen? Wat je wilt is een manier om laadstroom (niet spanning) te regelen op een voor de dynamo comfortabel niveau.
Die 30A kunnen ook teveel zijn voor je dynamo, die daardoor te warm kan lopen. Of juist te weinig als je een flinke dynamo hebt waarmee je zonder problemen 50A kunt laden. Maar ja, bluetoooth en andere franje hè, verkoopt altijd lekker.

Lijkt me zeker in verband met de LifPo4 accu zou ik hier een goede gepaste laadregelaar toepassen en niet gaan zitten hobbyen met een weerstandje de veldstroom aansluiting gaan aanbrengen. Aangezien je alternator regelt naar de vooringestelde uitgangsspanning zal dit waarschijnlijk niet optimaal werken. ( Maar alleen extra warmte genereren . )
Om je nieuwe (dure) LifPo4 accu in goede toestand te hebben en houden zou ik maar wat extra geld uitgeven. ( een nieuwe accu is vermoedelijk duurder. )

WaltB schreef :
+1
Vreemd dat wel de spanning wordt geregeld maar niet de stroom.
Wanneer zouden er dynamo's op de markt komen die wel de stroom regelen.

De Orion is er in 18A en 30A, en kunnen ook parralel geschakeld worden. Dus als 30 teveel is dan neem je 18A. Heb ik ook gedaan met een 60A dynamo, omdat je, net na de start, ook je startaccu bijlaad, voorgloeien etc.

Panoramix schreef :
De dynamo's die ik ken maximaal 6A veldstroom.
Als je het nu een stapje verder neemt en een variabele weerstand gebruikt (een rheostat dus), dan kun je precies afregelen op een laadstroom die voor de dynamo comfortabel is.

De standaard spanningsregelaar doet bij LiFePO4 helemaal niets. De dynamo blijft voor 99% van de tijd bulk (maximale opbrengst) leveren totdat de spanning van de regelaar wordt bereikt, bijv. 14V Dan probeert die inderdaad de spanning (noem het maar absorptie spanning) op hetzelfde niveau te houden, maar bij LiFePO4 betekent dat dat de accu 95% vol is en wil je op dat moment gewoon stoppen met laden. Dat stoppen bereik je met een voltage relais van Alie voor een paar Euro. Je kunt die standaard spanningsregelaar dus gewoon verwijderen of bypassen.
Je hoeft niet constant aan de rheostat knop te blijven draaien. Die stel je op een veilig niveau in. Als je een tijdlang met min of meer dezelfde snelheid motert en het maximale uit je dynamo wilt halen, kun je evt. de rheostat nog wat bijstellen voor een grotere laadstroom.

Als je met een ir thermometer eenmalig hebt bepaald bij welke belasting en toerentallen de dynamo koel genoeg blijft, hou je bij het regelen daar rekening mee. Wil je het nog wat mooier maken, dan sluit je ook een thermostaatje aan, die bij overschrijden van de maximaal veilige temperatuur de veldstroom onderbreekt.

Het enige nadeel van een rheostat is dat die wat warmte genereert. Een 100W rheostat kan dat aan, maar niet in een dicht doosje bouwen. Beter nog is een fannetje gebruiken, dan kun je wel een doosje voor het geheel maken.

Is allemaal uitgebreid beschreven in de bijlage.

Wil je het lekker compact houden en geen warmte ontwikkelen gebruik dan i.p.v. een stoere rheostat het PWM boardje uit de andere bijlage. Dit is niet alleen wat ik denk dat zal werken, maar ik gebruik dit regelmatig zelf voor testen en als back-up voor mijn Wally100 dynamo regelaar.

Het grote risico van een reostat is dat het een handmatige oplossing is.
Daar hebben we het al eerder over gehad, en afhankelijk van je accu's / BMS kan dat meer of minder dramatische gevolgen hebben...

Stroomregelende dynamos zijn er gewoon voor nieuwe autos en trucks, maar die zijn dan onderdeel van een groter systeem en niet zomaar "los" te krijgen.

Ik vind 250 euro niet veel geld.
Je moet dat afzetten tegen de prijs van een dynamo, de prijs van je accupakket en de veiligheid die je koopt.
ALS ik al een duizend (paar duizend?) E in accus had geinvesteerd was het een no-brainer.

Richard

Alabastine schreef :
Leg dan eens uit in concrete bewoordingen wat dat "grote risico" is. Een rheostat is alleen maar een variabele draadgewonden weerstand en gaat niet makkelijk kapot. Zelf wel eens een rheostat in levende lijve gezien of mee gewerkt? De alternator vindt het alleen maar prettig als hij niet de volle bulkstroom hoeft te leveren en in principe slikt de LifePO4 accu alles zolang je deze maar niet over charged, niet over-discharged of bij te lage temperatuur laadt.

WaltB schreef :

WaltB schreef :
Ehm... waarom vraag je mij dat?
Je geeft zelf het juiste antwoord... we zijn het eens

R.

Gijper schreef : Dankje, zal het ook even veranderen.

Als je de stroom beperkt met je variabele weerstand voor een bepaald toerental, dan zal bij een lager toerental je uitgangsspanning ook dalen, en dus de laadstroom.
Verhoogt je het toerental, dan zal de spanning ook toenemen, en dus de laadstroom. Dat beperken wordt dus erg toerentalafhankelijk.

Ja, dat klopt. Een soortgelijk gedrag kon je vroeger waarnemen bij diep ontladen loodzuur accus. Door het motor toerental na starten laag te houden kon je de laadstroom een paar minuten beperken om de alternator en v-snaar te sparen. Mijn Wally100 charge controller varieert de veldstroom automatisch, maar bij een rheostat of handmatig ingestelde PWM controller gebeurt dat natuurlijk niet.
Je zet de rheostat op een stand die de gewenste stroom levert bij een gemiddeld toerental, zeg maar voor kruissnelheid. Wil je bij stationair al flink laden dan verstel je de rheostat.
Bij laag toerental wil je minder vermogen leveren i.v.m. koelen van de alternator, dus minder vermogen komt dan mooi uit, maar helemaal proportioneel is het niet. Wil je altijd optimaal laden, dan moet je wat vaker verstellen. Daarom handig als je het dimmertje of rheostat naast de accu monitor plaatst.
Ik vond nog een stukje trace van mijn laag vermogen testopstelling waarbij je het stroomverloop kunt zien tussen 1500 en 2200 toeren terwijl in dit geval het handmatige PWM dimmertje in dezelfde stand is gehouden. Daarboven is de curve wat vlakker.


01:04:26.20 $PAXDR, 3,Amps, 15,MaxAmps,13.43,Vbat, 26,Talt,1438,RPMalt,LFP-MODE (L)*12
01:04:28.18 $PAXDR, 5,Amps, 15,MaxAmps,13.43,Vbat, 27,Talt,1516,RPMalt,LFP-MODE (L)*18
01:04:30.16 $PAXDR, 6,Amps, 15,MaxAmps,13.43,Vbat, 27,Talt,1622,RPMalt,LFP-MODE (L)*1F
01:04:32.13 $PAXDR, 7,Amps, 15,MaxAmps,13.45,Vbat, 27,Talt,1683,RPMalt,LFP-MODE (L)*13
01:04:34.16 $PAXDR, 8,Amps, 15,MaxAmps,13.51,Vbat, 27,Talt,1760,RPMalt,LFP-MODE (L)*15
01:04:36.14 $PAXDR, 9,Amps, 15,MaxAmps,13.49,Vbat, 27,Talt,1851,RPMalt,LFP-MODE (L)*10
01:04:38.12 $PAXDR, 10,Amps, 15,MaxAmps,13.51,Vbat, 27,Talt,1904,RPMalt,LFP-MODE (L)*00
01:04:40.10 $PAXDR, 11,Amps, 15,MaxAmps,13.51,Vbat, 27,Talt,1922,RPMalt,LFP-MODE (L)*05
01:04:42.07 $PAXDR, 12,Amps, 15,MaxAmps,13.55,Vbat, 27,Talt,2003,RPMalt,LFP-MODE (L)*0B
01:04:44.05 $PAXDR, 12,Amps, 15,MaxAmps,13.55,Vbat, 27,Talt,2082,RPMalt,LFP-MODE (L)*02
01:04:46.08 $PAXDR, 13,Amps, 15,MaxAmps,13.55,Vbat, 27,Talt,2127,RPMalt,LFP-MODE (L)*0D
01:04:48.06 $PAXDR, 13,Amps, 15,MaxAmps,13.55,Vbat, 27,Talt,2178,RPMalt,LFP-MODE (L)*07
01:04:50.04 $PAXDR, 13,Amps, 15,MaxAmps,13.55,Vbat, 27,Talt,2187,RPMalt,LFP-MODE (L)*07
01:04:52.02 $PAXDR, 14,Amps, 15,MaxAmps,13.55,Vbat, 27,Talt,2202,RPMalt,LFP-MODE (L)*0E
01:04:53.99 $PAXDR, 14,Amps, 15,MaxAmps,13.57,Vbat, 27,Talt,2211,RPMalt,LFP-MODE (L)*0E
01:04:55.97 $PAXDR, 14,Amps, 15,MaxAmps,13.57,Vbat, 27,Talt,2211,RPMalt,LFP-MODE (L)*0E
01:04:57.95 $PAXDR, 14,Amps, 15,MaxAmps,13.55,Vbat, 27,Talt,2216,RPMalt,LFP-MODE (L)*0B
01:04:59.98 $PAXDR, 14,Amps, 15,MaxAmps,13.57,Vbat, 27,Talt,2216,RPMalt,LFP-MODE (L)*09
01:05:01.96 $PAXDR, 14,Amps, 15,MaxAmps,13.57,Vbat, 26,Talt,2216,RPMalt,LFP-MODE (L)*08
01:05:03.93 $PAXDR, 14,Amps, 15,MaxAmps,13.57,Vbat, 27,Talt,2211,RPMalt,LFP-MODE (L)*0E
01:05:05.91 $PAXDR, 14,Amps, 15,MaxAmps,13.57,Vbat, 27,Talt,2211,RPMalt,LFP-MODE (L)*0E

Bij mijn alternator ( Lucas 11c ) is de veldstroom net iets minder als 5 A.

Dat weet ik omdat ergens in 2000 in de Franse kanalen de spanningsregelaar het begaf. Ik kon geen vervanging vinden, dus heb uit een paar 12 volt lampjes, schakelaars en een rheostaat uit een wasmachine zelf een regelaar gemaakt.
Die regelaar gebruik ik nog steeds. In feite loopt onze alternator meestal mee zonder iets te doen want we hebben stroom genoeg van zon en wind. Als het al eens nodig is dat ik stroom draai met de diesel kan ik bulk laden met volle porre. Dus gewoon de accuspanning op het veld.
Zie ik de boordspanning de 14,5 volt bereiken kan ik door het inschakelen van de rheostaat en een combinatie van de lampjes de veldspanning begrenzen zodat de afgeleverde spanning de 14,5 volt niet overschrijd.
Heb nu ook een in de kajuit zichtbaar hel rood ledje in de veldleiding opgenomen want het gebeurde wel eens dat ik de motor stopte en vergat de veldstroom uit te schakelen. Is een keer bijna 24h lang vergeten, de alternator werd flink warm. Accu´s zowat leeg.
Ik weet , het is een “creatief met kurk” oplossing maar het is een low tech oplossing die niet stuk gaat.
En dat mag ik.

Prachtig toch, dit soort improvisatie. Zo doe je dat. Zag je een aantal jaren geleden veel vaker. Afhankelijkheid van leveranciers en "specialisten" aan de wal is nu groter dan ooit te voren. Het alternator boekje van Edgar J Beyn zul je nu niet vaak meer tegenkomen in de boord-bibliotheken, schat ik zo.

Je zult er nu waarschijnlijk geen interesse meer voor hebben, maar voor de kosten van een ijsje kun je wat je beschrijft nog vervolmaken:

1. 12V relais in serie met de veldstroom en aangestuurd door de power switch van de motor instrumenten, zodat veldstroom alleen kan lopen wanneer de motor loopt. Of nog beter: aux (wat normaal voeding voor regulator is rechtstreeks naar veldspoel.
2. Een V-switch (Voltage relais) dat je afstelt op 14.5V om veldstroom bij overschrijden van die accu spanning uit te schakelen.
Onderdeeltjes die ook maar zeer zelden stuk gaan en als dat gebeurt ook geen man over boord.

Groet, Walt

edit: aux via rheostat naar veldspoel

Bij jachten met kleine motoren heb je ook het voordeel dat alle pk´s kunnen naar de schroef gaan, onderschat het gebruikte vermogen niet als een alternator na de start het volle vermogen heeft.
Ik heb geen juiste getallen maar onze best zware Perkins 4108M hoor je duidelijk in toeren teruggaan als ik de alternator met zijn max. 35 A inschakel.
En ja, één keer heb ik alle beschikbare pk´s nodig gehad. Dat die motor dat volgehouden heeft verbaast me nog steeds en ik ben er ook zeer dankbaar voor.
Ik zou mijn regeling echter niet durven gebruiken bij die moderne LifePo4 accu´s.
Denk dat daar elektronica mijn regelkunde de baas is.
Bij normale loodaccu´s ben ik als regelaar alle elektronica te slim af.
Ik weet hoelang ik verwacht te motoren, welk weer het word, hoeveel zon en wind we krijgen en hoeveel we gaan gebruiken. Hoe oud mijn accu´s zijn. Om dat alles in te brengen heb je reeds een computer nodig. Zo krijg je wel een boot die onverkoopbaar is. Maar dat is ook niet mijn plan.

Panoramix schreef :
Heb je al gemeten hoeveel stroom de alternator in de praktijk levert?
De alternator van mijn Yanmar 3YM30 heeft ongeveer dezelfde specificaties als de jouwe. In het begin jaagt hij zo'n 35A door het LiFePO4 accublok, maar dat wordt heel snel minder. Als dat bij jou ook zo is hoef je misschien niets te doen.

Iedereen bedankt voor zijn bijdrage.

Een vermogensweerstand gaat wel erg heet worden met de genoemde veldstromen.

Het idee van een pwm regelaar spreekt mij het meest aan. Voorkomt warmte en is beter regelbaar. Ik heb een 10A 12V pwm controller besteld bij alie.

Als ik weer op mijn boot (in Corfu) ben, ga ik de veldstroom meten/regelen en de temperatuur en output van de alternator meten.
Ik heb in de voorgaande jaren nooit meer als 35A gezien vanaf de alternator naar mijn lood accus (3x 105Ah). Ben benieuwd hoe dat straks met LifePo4 gaat.

Mijn plan is de hybride toepassing. 100Ah lfp parralell aan 200Ah lood. BMS werkgebied instellen op (12.6-12.8) tot (13.2-13.4) is 20-90%. Buiten dit gebied schakelt de bms af en zit er alleen lood aangesloten.

Panoramix schreef :
Die regelaar is een beetje te klein voor je toepassing vind ik, en is bovendien maar tot 16 Volt ontworpen.. (als het de cheapo PWM is).
Ik zou eens kijken of er niets iets stevigers te vinden is, en beter beveiligd. Het zou echt zonde zijn als er iets misgaat met de regelaar en je vervolgens andere zaken beschadigd...

Richard

Panoramix schreef :
Helaas gaat het op die manier niet werken. In de eerste plaats wil je niet bij 13.2-13.4 al met laden van de LiFePO4 stoppen, meer in de buurt van 13.7-13.8.
Tijdens laden van LiFePO4 accu komt het voltage voor 99% van de tijd niet boven 13.5-13.6V. Dat betekent dat de loodzuur accu's nooit vol raken.
Belangrijker is nog, dat wanneer de BMS de LiFePO4 accu afschakelt (op zich zou ik dat al niet aan de BMS overlaten) wordt het laden van de lood accus geregeld door het PWM boardje. Bij loodaccu's klimt het voltage dan snel naar het absorptie punt en op dat punt is spannings-regeling nodig. De alternator regeling is echter nog via het PWM FET boardje. Voor de LiFePO4 accu prima, maar bij loodzuur alleen door het oplopen van het voltage niet geschikt, tenzij je erbij blijft staan en steeds bijstelt. Doe je dat niet, dan gaan de loodzuur accu's bij overschrijden van de gasspanning koken. Lijkt mij niet de bedoeling.

Er is echter een oplossing: Gebruik een V-switch (voltage relais) afgesteld op 13.8V, dat bij dat voltage de PWM afschakelt en de interne regelaar weer inschakelt voor het laden van de loodzuur accu's.

Nog steeds geen ideale setup, maar in ieder geval op deze manier geen kokende loodzuur accu's.

Beter is nog om de LiFePO4 accu deheel dedicated te laden (met PWM boardje en de extra beveiligingen zoals in de bijlages die ik heb gestuurd staat beschreven. Dan een audible waarschuwing bij LiFePO4 "vol" (via het beveiligings relais). Veldstroom is dan 0. Dan handmatig een schakelaar omzetten om dedicated de loodzuur accu's te laden, met voltage regulation door de interne regelaar.