MC-elektro Virkemåde og fejlfinding. - Ducati Klub Danmark
MC-elektro Virkemåde og fejlfinding. - Ducati Klub Danmark
MC-elektro Virkemåde og fejlfinding. - Ducati Klub Danmark
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>MC</strong>-<strong>elektro</strong><br />
<strong>Virkemåde</strong> <strong>og</strong> <strong>fejlfinding</strong>.<br />
Stenløse 2-8-2005.<br />
1. Introduktion. 2<br />
1.1 Fra jævnstrøm til vekselstrøm. 2<br />
2. Hvorledes virker en vekselstrømsgenerator? 3<br />
3. Ensretning <strong>og</strong> regulering. 5<br />
4. Batteriet. 6<br />
5. Lidt længere ned i teknikken. 7<br />
5.1 Jævnstrømsdynamoen. 7<br />
5.2 Det trefasede system. 8<br />
5.3 Det tofasede system. 12<br />
5.4 Det enfasede system. 13<br />
6. Fejlsøgning. 15<br />
6.1 Regulator <strong>og</strong> ensretter. 16<br />
6.2 Batteriet. 18<br />
6.3 Ledningsnettet. 18<br />
6.4 Starteren. 20<br />
7. En hjemmebygget laderegulator. 22<br />
8. Måleinstrumenter. 24<br />
9. Appendix 26<br />
9.1 Appendix 1 - Instrumenter. 26<br />
9.2 Appendix 2 – Målinger på en <strong>MC</strong>. 28<br />
9.3 Appendix 3 – Montering af ekstraudstyr. 29<br />
9.4 Appendix 4 – Hjemmebygget laderegulator. 30<br />
9.5 Appendix 5 – <strong>Ducati</strong> relæmodifikation. 35<br />
9.6 Appendix 6 – Orla Pedersens hjemmebyggede laderegulator. 37<br />
1
1. Introduktion.<br />
Store forsamlinger kan altid sætte skub i tingene, <strong>og</strong> i det henseende er <strong>Ducati</strong> <strong>Klub</strong>bens<br />
generalforsamling ingen undtagelse.<br />
Under en diskussion om fejlsøgning på <strong>MC</strong> Elektro kommer det lakonisk fra vor WEB sjasker, Jan<br />
Skovsgaard: ”Hvorfor er det ikke blevet beskrevet endnu”?<br />
Hertil er der kun et svar – Dovenskab.<br />
Det kan der nødtvunget rettes op på.<br />
Det følgende er et forsøg på at beskrive virkemåden af <strong>MC</strong> Elektro med <strong>fejlfinding</strong> for øje, d<strong>og</strong><br />
med vægten lagt på <strong>Ducati</strong>.<br />
Som altid når der er tale om fejlsøgning er det vitalt at forstå virkemåden af systemet, så derfor en<br />
lille runde om de mest almindelige systemer.<br />
1.1 Fra jævnstrøm til vekselstrøm.<br />
Vekselstrøm (Alternate Current - AC) contra Jævnstrøm (Direct Current - DC)<br />
Vekselstrømsgeneratoren har flere indlysende fordele frem for jævnstrømsdynamoen.<br />
Forbrugsstrømmen tages fra et faststående felt <strong>og</strong> ikke fra et roterende anker gennem kul.<br />
Generatorens fysiske dimensioner er mindre i forhold til den effekt den kan afgive <strong>og</strong> den er dermed<br />
lettere.<br />
Vekselstrømsgeneratoren er (næsten) vedligeholdelsesfri.<br />
Generatoren er lettere at regulere end dynamoen.<br />
En interessant betragtning i den forbindelse er, at dynamoen på en typisk 50’er <strong>MC</strong> kan levere<br />
maksimalt 60 watt, bilerne havde med samme type dynamo 200 watt at gøre godt med.<br />
De første <strong>MC</strong> vekselstrøms generator var på 80 Watt, <strong>og</strong> bilerne var nu godt 350 watt.<br />
I dag leverer en moderne <strong>MC</strong> generator let 400 Watt <strong>og</strong> bilerne er 500 Watt eller mere.<br />
I sandhedens interesse skal nævnes, at EL-værket på de tidlige <strong>MC</strong>’er var underdimensioneret.<br />
Også selv om det udelukkende skulle generere EL til lys, idet tændingen ofte var fremstillet som<br />
magnettænding, <strong>og</strong> dermed helt uafhængig af det almindelige EL-system.<br />
Kvaliteten af de EL komponenter fabrikanterne anvendte var heller ikke alt for god, <strong>og</strong> det var trods<br />
alt vigtigere at kunne køre end at lyse, så magnettændingen var særdeles velanbragt.<br />
En almindelig kendt vittighed fra 60’erne: Q: Hvem opfandt mørket ? A: Lucas.<br />
N<strong>og</strong>et andet er at kravet til EL-værkets formåen er steget kraftigt i takt med at køretøjerne er blevet<br />
forsynet med yderligere EL hungrende forbrugere så som dobbelte forlygter, computerstyret tænd-<br />
<strong>og</strong> indsprøjtningssystem <strong>og</strong> en mængde ekstraudstyr.<br />
Forhold der betyder, at en jævnstrømsdynamo af rimelige fysiske dimensioner ikke vil kunne<br />
generere den nødvendige energimængde, hvorimod vekselstrømsgeneratoren reods sine ringe<br />
fysiske dimensioner let klarer opgaven.<br />
2
2. Hvorledes virker en vekselstrømsgenerator?<br />
I brændstofmotorens barndom var den udstyret med en dynamo der producerede jævnstrøm.<br />
Årsagen til jævnstrømsdynamoens popularitet var den enkle at spændingsreguleringen med et<br />
glimrende resultat kunne klares med relæer, altså mekanisk.<br />
Man kendte glimrende til vekselstrøm, men havde ikke komponenter der kunne ensrette <strong>og</strong> regulere<br />
større strømme, så man blev længe ved det kendte..<br />
Jævnstrømsdynamoen lider af flere fejl.<br />
Da den har kul som forbindelse mellem kommutatoren, <strong>og</strong> dermed til ankeret, kræver den en del<br />
vedligeholdelse<br />
Da ankeret er den komponent der fremstiller brugsstrømmen, skal kullene overføre en betydelig<br />
strøm, hvilket heller ikke forlænger kullenes levetid.<br />
Hvis den skal levere en rimelig effekt vil den være af betydelige fysiske dimensioner <strong>og</strong> dermed<br />
tung.<br />
Den mekaniske regulering er ikke særlig heldig idet kontakterne i relæerne bliver brændte.<br />
Sidst i 50’erne skete der n<strong>og</strong>et i <strong>elektro</strong>nikindustrien der betyder at vekselstrøm vinder frem. – Der<br />
fremstilles ensretter dioder der kan behandle strømme over 25 Ampere.<br />
Nu er strømmen ikke vekselstrømsgeneratorens eneste problem – Reguleringen er et andet.<br />
Så godt som alle bil generatorer har et roterende felt, hvor man med en relativt ringe strøm kan<br />
regulere spændingen på simpel vis hvilket d<strong>og</strong> medfører, at generatoren får en størrelse <strong>og</strong> vægt der<br />
i første omgang gør den uegnet til montering på en <strong>MC</strong>.<br />
Desuden har en vekselstrømsgenerator som regel <strong>og</strong>så kul til det roterende felt, hvilket heller ikke<br />
gør den helt vedligeholdelsesfri.<br />
OK, strømmen der går i kullene er ringe, idet den strøm der flyder kun skal anvendes til regulering,<br />
idet forbrugsstrømmen tages fra det stillestående felt.<br />
De første generatorer var udelukkende til biler.<br />
Senere fremstilles der d<strong>og</strong> generatorer efter bil princippet til <strong>MC</strong>’er i takt med at teknikken<br />
udvikles.<br />
Først i 60’erne dukker de første <strong>MC</strong>’er med vekselstrøm op.<br />
Der er kommet endnu en ny komponent i <strong>elektro</strong>nik industrien, en diode der først leder når<br />
spændingen når en vis værdi – Zeener dioden.<br />
Så vidt jeg husker er det Triumph der tager teten.<br />
De fremstiller en generator med en roterende permanent magnet der kører i et trefaset felt.<br />
Spændingen fra en sådan generator vil stige med omdrejningstallet langt ud over de 14 volt vi<br />
ønsker.<br />
Spændingen fra feltet ensrettes til jævnstrøm, <strong>og</strong> spændingen begrænses simpelthen ved at sætte en<br />
14 volt zeener diode over generatoren, hvorved generatoren ganske simpelt kvæles.<br />
Metoden kaldes shuntregulering.<br />
Løsningen er ikke skøn idet der afsættes en del energi i både zeener dioden <strong>og</strong> i generatoren selv,<br />
men princippet bliver stadig anvendt med mere moderne komponenter på adskillige japanske <strong>MC</strong>.<br />
I starten var næsten alle generatorer trefasede.<br />
3
Årsagen er indlysende, idet strømmen dermed fordeles på tre viklinger i systemet i stedet for et<br />
enkelt, hvilket bevirker at den kobbertråd der er viklet på generatorens felt er tyndere <strong>og</strong> dermed<br />
lettere at vikle på, dioderne skal kun kunne bære 1/3 del af strømmen, periodetallet, <strong>og</strong> dermed<br />
pulseringen af strømmen, bliver tre gange så høj, hvilket giver en mere jævn strøm fra generatoren.<br />
I de trefasede generatorer sidder de tre stator (felt) viklinger enten i en stjerne- eller i en<br />
trekantkobling, hvorved der kommer tre ledninger ud af generatoren mellem hvilke der vil kunne<br />
måles en ens modstand mellem alle.<br />
Om den så reguleres med et roterende felt eller shuntreguleres er i den forbindelse uden betydning.<br />
Senere hvor de komponenter der benyttes til ensretning <strong>og</strong> regulering bliver bedre, går n<strong>og</strong>en<br />
fabrikker over til det såkaldte tofasede system.<br />
I sådanne systemer er der kun to ens stator viklinger der er monteret i serie.<br />
Der kommer stadig tre ledninger ud af generatoren, men hvis man måler med et ohm meter over de<br />
tre ledninger vil de to målinger være ens, <strong>og</strong> den tredje vise den dobbelte værdi af de to første<br />
målinger.<br />
Tråden spolerne er viklet af må være en del tykkere end det trefasede system hvis generatoren skal<br />
levere samme effekt, hvilket bevirker at fremstillingen bliver vanskeligere, men<br />
reguleringskredsløbet til gengæld simplere <strong>og</strong> dermed billigere at fremstille, selv om<br />
komponenterne skal kunne bære en større effekt..<br />
Enkelte <strong>MC</strong>’er kører med enfasede systemer, der pudsigt nok har fået navnet ”to tråds generatorer”.<br />
Her er der kun én enkelt vikling til at levere effekten, hvorfor det kræves at den tråd statoren er<br />
beviklet med skal kunne bære den totale belastning.<br />
At bevikle statoren med en enkelt tråd der skal klare denne opgave kan være krævende, hvorfor<br />
man ofte ser beviklingen foretaget med to eller flere tråde der lagt i parallel.<br />
4
3. Ensretning <strong>og</strong> regulering.<br />
Moderne ladeensrettere er oftest fremstillet som en integreret enhed hvor ensrettere <strong>og</strong> regulering er<br />
sammen bygget i et <strong>og</strong> samme hus.<br />
D<strong>og</strong> findes der ældre systemer hvor ensretter <strong>og</strong> regulering er i to separate kasser, hvor ensretterne<br />
kan være dioder <strong>og</strong> reguleringen mekanisk (relæ), hvilket anvendes i visse <strong>MC</strong> med roterende<br />
feltvikling.<br />
For at lette forståelsen vælges det her at betragte de to systemer adskilt..<br />
Som det fremgår af det ovenstående er det der kommer ud af generatoren vekselstrøm, <strong>og</strong> for at det<br />
kan anvendes på en <strong>MC</strong> må det ensrettes.<br />
Til at ensrette spændingen benyttes dioder der er i stand til at bære strømmen.<br />
Der er ingen principiel forskel på om der er tale om en, to eller trefasede systemer ud over antallet<br />
af dioder i systemet, <strong>og</strong> dermed den strøm de enkelte komponenter skal kunne bære..<br />
På mange japanske trefasede systemer sidder der seks dioder til ensretningen <strong>og</strong> reguleringen er<br />
udført som en shuntregulering hvor en thyristor skydes af når spændingen har nået 14 volt, hvorved<br />
en eller flere viklinger i feltet kortsluttes.<br />
Det bevirker at magnetfeltet i generatoren ”vælter” <strong>og</strong> generatoren stopper med at producere energi.<br />
Systemet virker ret brutalt, <strong>og</strong> ligner på mange måder de første engelske systemer.<br />
Årsagen til at det har vundet udbredelse er fremkomsten af endnu en ”ny” komponent i<br />
<strong>elektro</strong>nikindustrien, den styrede ensretter – Thyristoren.<br />
Når først thyristoren er ”tændt” ligger der en meget lille restspænding over den, <strong>og</strong> den effekt der<br />
afsættes i den er derfor meget ringe.<br />
Det, sammenholdt med at generatorspændingen bryder sammen, gør at systemet ikke overbelaster<br />
sig selv.<br />
Shuntsystemet må betragtes som et simpelt kompromis system, <strong>og</strong> der findes regulatorer med en<br />
mere ”human” måde at regulere på, som f.eks. Erik Schnabels udmærkede regulatorer.<br />
Hvis man betragter <strong>Ducati</strong>’s tofasede system, har man her udnyttet thyristoren på en anden måde.<br />
Dels indgår den her som ensretter samtidig med at den <strong>og</strong>så er en del af reguleringen.<br />
Her anvendes to thyristorer, der dels varetager reguleringen, <strong>og</strong> <strong>og</strong>så ensretningen af spændingen.<br />
Princippet er i sin enkelhed at thyristorene holdes ledende indtil spændingen over batteriet når en<br />
værdi på 14,2 volt, så afbrydes ladningen til spændingen er sunket til under 13,8 volt.<br />
Metoden er faktisk simpel, men har den bagdel at der er tale om enkeltensretning hvorved<br />
effektiviteten af generatoren falder.<br />
Hvis man sammenligner med trefase systemet hvor der oftest anvendes seks dioder i ensretningen er<br />
tofase systemet ikke så effektivt, men set fra et funktionelt synspunkt mere humant.<br />
Hvis man sammenligner tofase systemet med det enfasede er forskellen i <strong>elektro</strong>nikken ikke stor.<br />
Laderegulatoren er her forsynet med yderligere to dioder i den positive side, hvorved der her er tale<br />
om en brokobling bestående af to dioder <strong>og</strong> to thyristorer.<br />
Det enfasede system er derfor mere effektivt end det tofasede, men kommer ikke op på siden af det<br />
trefasede system.<br />
Nu er talen om effektivitet ikke så afgørende ved den frekvens generatoren arbejder med.<br />
Frekvensen på det normale lysnet er 50 Hz, hvor frekvensen på en <strong>MC</strong>- eller bilgenerator er mange<br />
gange højere, hvilket øger effektiviteten i sig selv, så talen om effektivitet i de tre forskellige<br />
systemer må betragtes som teoretisk..<br />
5
4. Batteriet.<br />
Batteriet har selvfølgelig <strong>og</strong>så en rolle at spille.<br />
Ikke bare som ”energilager” for starteren <strong>og</strong> andre sultne forbrugere, men den indgår faktisk <strong>og</strong>så i<br />
reguleringssystemet.<br />
En akkumulator er faktisk en meget stor kondensator, <strong>og</strong> den er med til at udglatte de<br />
halvbølgeformede pulser der afleveres fra ensretteren samt at dæmpe de transienter (spidser)<br />
ladesystemets regulering er med til at generere.<br />
Samtidig er det meget svært at lave de store spændingssving på en frisk akkumulator, så den vil<br />
<strong>og</strong>så have en stabiliserende virkning<br />
Batteriet har dermed flere funktioner idet det både er energilager <strong>og</strong> kondensator.<br />
Af samme årsag kan det være forbundet med fare at fjerne batteriet fra en kørende motor, idet den<br />
stabilisering batteriet er medvirkende til fjernes <strong>og</strong> ladesystemets regulering kan begynde at<br />
flukturere samtidig med at transienterne fra reguleringen vil brede sig ud i ledningsnettet.<br />
Det kan i værste fald medføre at den <strong>elektro</strong>nik moderne <strong>MC</strong> er udstyret med for at styre tænding<br />
<strong>og</strong> brændstofindsprøjtning skades.<br />
6
5. Lidt længere ned i teknikken.<br />
5.1 Jævnstrømsdynamoen.<br />
Som nævnt er jævnmstrømsanlæg et levn fra fortiden.<br />
Når det nu alligevel er med her, er det dels for at få et indblik i teknikken, <strong>og</strong> dels fordi mange<br />
nostalgiprojekter er udstyret med et sådant.<br />
Så helt død er den ikke.<br />
Fig. 1 Jævnstrømsdynamo <strong>og</strong> laderelæ.<br />
Det diagram der vises her er til en NSU Max, men det er faktisk et Bosch system der har været<br />
anvendt på en del tyske <strong>MC</strong> i 50’erne.<br />
Data er 6 Volt 65 Watt.<br />
Reguleringen virker på følgende måde:<br />
Både ankerets + pol (det ene kul) <strong>og</strong> feltspolen (statoren) er forbundet sammen permanent <strong>og</strong> går<br />
derfra gennem tilbagestrømsspolen <strong>og</strong> dennes kontakt (tilbagestrømsrelæet).<br />
7
Den anden side af ankeret (det andet kul) er stelforbundet.<br />
Ved lave omdrejninger er feltets anden side stellet gennem laderelæets anden kontakt (regulatoren),<br />
således at feltspolen i realiteten er parallelforbundet med ankeret.<br />
Når spændingen ved højere omdrejninger stiger trækker spændingsrelæet <strong>og</strong> slipper stelkontakten,<br />
hvorved en ca. 2 Ohm shunt lægges ind i serie med feltet hvorved formagnetiseringen svækkes <strong>og</strong><br />
udgangsspændingen falder.<br />
Hvis omdrejningstallet, <strong>og</strong> dermed spændingen, stiger yderligere trækkes spændingsrelæet <strong>og</strong><br />
kortslutter feltet hvorved dynamoen taber pusten.<br />
Hvis man betragter det "live" vil spændingsrelæet arbejde konstant, således at kontaktarmen<br />
(relæets anker) vibrerer mellem kontaktpunkterne <strong>og</strong> dermed holder feltet på en (n<strong>og</strong>enlunde)<br />
konstant spænding.<br />
Den fjeder der belaster relæets anker er bestemmende for spændingen, sagt på en anden måde:<br />
Dynamoens udgangsspænding justeres ved at ændre fjederens spænding.<br />
5.2 Det trefasede system.<br />
Lad os først se på det traditionelle system hvor reguleringen foretages via det roterende felt der<br />
oprindelig var bygget med slæberinge.<br />
Det har f.eks. Yamaha været så venlige at bygge på en måde hvor feltet er stillestående inde I en<br />
rotor bygget af metalfaner der magnetiseres af det stillestående felt.<br />
Der er I princippet ingen forskel på virkemåden I de to systemer ud over at Yamaha’s udgave er<br />
vedligeholdelsesfri.<br />
Fig.2 – Trefaset generator med feltregulering.<br />
<strong>Virkemåde</strong>n er følgende:<br />
8
Når tændingen tilsluttes lægges der en spænding fra batteriet på feltet der bevirker at det<br />
magnetiserer rotoren.<br />
Når motoren så startes vil rotoren blive magnetiseret hvorved statoren afgiver en spænding der<br />
ensrettes med de seks dioder, <strong>og</strong> derefter påtrykkes batteriet.<br />
Når spændingen stiger til ca. 14,2 volt nedsættes spændingen på feltet således at magnetiseringen<br />
falder <strong>og</strong> udgangsspændingen fra statoren på den måde holdes på plads.<br />
Regulatoren er her vist mekanisk, hvilket den <strong>og</strong>så er på visse ældre <strong>MC</strong>, men kan <strong>og</strong>så være<br />
<strong>elektro</strong>nisk som vist på næste billede.<br />
Fig.3 Diagram af Yamaha XS500 laderegulering.<br />
Pilene i diagrammet viser hvorledes strømmen til feltet løber.<br />
Diagrammet stammer fra håndb<strong>og</strong>en til Yamaha XS500.<br />
Som det ses er der ikke et egentligt tilbagestrømsrelæ som på jævnstrømsdynamoen, idet denne<br />
rolle <strong>og</strong>så varetages af ensretterdioderne.<br />
En diode lader som bekendt kun strømmen flyde i én retning.<br />
Det trefasede system der oftest ses i dag anvender permanente magneter i rotoren (”feltet”).<br />
Her er der ikke n<strong>og</strong>et loft over hvor høj den uregulerede spænding generatoren kan levere.<br />
80 Volt er ikke sjældent, så der kræves en del af reguleringssystemets komponenter.<br />
Generatorer med permanente magneter i rotoren har d<strong>og</strong> en væsentlig fordel frem for generatorer<br />
med viklet felt: De kan starte strømproduktionen uden at have strøm på batteriet.<br />
Det kan generatorer med viklet felt ikke.<br />
9
Fig. 4 Tre faset generator med permanent magnet rotor.<br />
Som det ses af ovenstående diagram kan reguleringen af en trefaset generator med permanente<br />
magneter i rotoren foretages ved at kortslutte viklingerne i statoren.<br />
Reguleringen måler spændingen over batteriet, <strong>og</strong> når den er ca. 14 volt bliver viklingerne<br />
kortsluttet.<br />
Nu foretages kortslutningen ikke med mekaniske kontakter (relæer), men med thyristorer, hvorfor<br />
der ikke er n<strong>og</strong>en mekaniske dele i en sådan generator, <strong>og</strong> den burde derfor være<br />
vedligeholdelsesfri.<br />
Fig. 5<br />
En praktisk udførelse af thyrsitorstyret reguleringen af en trefaset generator.<br />
Diagrammet stammer fra Suzuki’s manual til RG250.<br />
10
Fig. 6 – Shuntregulering, pilene viser strømretningen gennem batteriet.<br />
Som det ses af pilene flyder strømmen gennem den positive diode, gennem batteriet <strong>og</strong> tilbage til<br />
generatoren gennem den negativt ledende diode.<br />
Strømvejen vil naturligvis veksle afhængigt af hvilke spoler i generatoren der lige pt et på vej i top<br />
af vekselstrømskurven <strong>og</strong> dermed leverer strøm.<br />
Det gælder til spændingen når over 14 volt – Så træder reguleringen I kraft.<br />
Fig. 7 – Shuntregulering, pilene viser strømmen gennem thyristoren ved regulering.<br />
Reguleringen sker ved at spændingen mellem punkterne A <strong>og</strong> B stiger så meget at spændingen i<br />
punktet B er stor nok til at zeenerdioden mellem B <strong>og</strong> thyristorens gate leder igennem <strong>og</strong> dermen<br />
fyrer thyristoren.<br />
Når thyristoren er trigget løber strømmen ikke gennem batteriet , men derimod tilbage til<br />
generatoren, hvilket i praksis betyder at den er kortsluttet.<br />
Man kunne nu forestille sig at der vil gå en meget stor strøm i kredsløbet, men i praksis sker der det<br />
at feltet i generatoren ”vælter”, <strong>og</strong> den mister evnen til at generere energi, hvorfor der kun går en<br />
meget stor strøm lige i det øjeblik thyristoren trigges.<br />
11
Thyristoren slipper (lukker op) når spændingen på begge sider af den er ens, hvilket vil ske når<br />
generatoren går ned i vekselspændingens negative halvperiode.<br />
I Appendix 6 findes en konstruktion for hjemmebyggere hvor diagrammet med thyristorstyringen<br />
<strong>og</strong>så er vist, d<strong>og</strong> kun med en enkelt thyristor, hvilket er tilstrækkeligt til at styre spændingen.<br />
Den form for regulering temmelig hård ved både rotoren <strong>og</strong> komponenterne i regulatoren, specielt<br />
thyristorene, så visse mærker er nærmest berygtede for fejl på generator <strong>og</strong> regulator.<br />
Selve ensretningen af vekselspændingen foretages, som tidligere skrevet, af de seks dioder I<br />
ensretterbroen.<br />
Da der er tale om en dobbeltensretning af hver enkelt spole er effektiviteten ganske høj.<br />
5.3 Det tofasede system.<br />
Det tofasede system er faktisk det mest simple af de systemer vi behandler her.<br />
Egentlig er talen ”om tofaset” en populærbetegnelse, idet der er tale om to enkeltfasede systemer I<br />
serie.<br />
Der er stadig tale om et system med en permanent magnet i rotoren, så reguleringsproblematikken<br />
er den samme som den trefasede generator.<br />
Generatoren har godt nok tre ledninger præcis som det trefasede system, men der er kun to spoler i<br />
generatoren.<br />
Spolerne i generatoren er koblet i serie, så de tre ledninger er koblet til midtpunktet mellem<br />
spolerne <strong>og</strong> hver sin ende.<br />
Fig. 8 – Tofaset system som på <strong>Ducati</strong> Pantah motoren.<br />
<strong>Virkemåde</strong>n er følgende.<br />
Generatorens midtpunkt forbindes til batteriets + pol, <strong>og</strong> både ensretning <strong>og</strong> regulering foretages<br />
med de to thyristorer i spolernes endepunkter.<br />
Når spændingen når ca. 14 volt afbrydes styringen til thyristorene <strong>og</strong> strømmen afbrydes dermed.<br />
Da thyristorene er styrede dioder virker de samtidig som ensrettere <strong>og</strong> foretager dermed den<br />
nødvendige ensretning I den tid de er styret on – Ganske smart ikke sandt?<br />
Da der er tale om såkaldt enkeltensretning er effektiviteten mindre end ved det trefasede systems<br />
dobbeltensretning.<br />
Der er én hage ved dette system.<br />
12
Når først en thyristor er styret on forbliver den on til vekselspændingen passerer nulgennemgang<br />
igen.<br />
Det der kommer ud af ensretteren er derfor pulser der kan antage en værdi der er lig med den<br />
maksimalt afgivne spænding fra generatoren.<br />
Det eneste der holder spændingen på plads er derfor batteriets træghed.<br />
Sagt på en anden måde: Over batteriet ligger der restpulser fra reguleringen, <strong>og</strong> hvis batteriet fjernes<br />
vil spændingen vokse op til maksimum generatorspænding uanset reguleringen.<br />
Fjern derfor aldrig batteriet fra en kørende motor!<br />
5.4 Det enfasede system.<br />
Det enfasede systen, <strong>og</strong>så kaldet to-tråds generator, har kun een vikling I generatoren.<br />
Der er igen tale om en generator med permanentmagnet rotor (”felt”), så reguleringsproblematikken<br />
er den samme som for det tofasede system.<br />
D<strong>og</strong> er det nødvendigt at anvende dobbeltensretning for at få effektiviteten op på siden af de<br />
tidligere beskrevne systemer.<br />
Fig. 9 – Det enfasede system som <strong>Ducati</strong> 888 <strong>og</strong> andre nyere modeller.<br />
<strong>Virkemåde</strong>n er følgende:<br />
De to dioder der er yderligere end i det tofasede system ensretter positivt, <strong>og</strong> de to thyristorer<br />
ensretter negativt.<br />
Som det kan ses er der kun de to dioder til forskel mellem det tofasede <strong>og</strong> det enkeltfasede system,<br />
<strong>og</strong> de ensrettere der leveres af <strong>Ducati</strong> til enkeltfasesystemet kan ”opereres” til at virke i et<br />
tofasesystem, men det modsatte er ikke umiddelbart tilfældet.<br />
Modifikationen er ganske enkelt at skære to lederbaner i regulatoren således at de to positive dioder<br />
bliver koblet fra.<br />
Modifikationen er prøvet i praksis.<br />
Årsagen var en ”fejlleverance” hvor en regulator til et enfaset system havde fundet vej til en<br />
generator med to faser.<br />
Laderegulatoren blev uhyggelig varm, <strong>og</strong> var dømt død af behandlingen – På det tidspunkt var<br />
tanken om fejlleverancen ikke trængt ind.<br />
Vi prøvede at teste regulatoren på bordet, uden at det ændrede dommen: Død.<br />
13
Altså kunne man lige så godt lukke den op – meget forsigtigt.<br />
Da den væmmelige masse regulatoren er støbt op med var fjernet ventede en overraskelse:<br />
Der var to dioder mere i den end forventet, hvilket omgående pegede på at den var til et enfaset<br />
system.<br />
En hobbykniv <strong>og</strong> to lederbanesnit der befriede ensretteren for de to ekstra dioder, <strong>og</strong> vupti, så er<br />
sagen modificeret til et tofaset system.<br />
Med til historien om den en- / tofasede laderegulator hører, at i forbindelse med en totalhavareret<br />
regulator til et tofaset system (læs: Brændt), blev denne dissikeret, undersøgt <strong>og</strong> et diagram tegnet,<br />
så indmaden i den tofasede regulator var rimelig godt kendt.<br />
Det afstedkom desuden en søgen på Internet hvor vi fandt et diagram til en hjemmebygget regulator<br />
til det tofasede system, der altså legende let lader sig modificere til at styre et enfaset system.<br />
Diagram <strong>og</strong> virkemåde senere i dette skrift.<br />
Nedenfor ses et fot<strong>og</strong>rafi af den enfasede regulator der er modificeret til tofaset.<br />
Fig. 10 – Modificeret <strong>Ducati</strong> Ernegia laderegulator.<br />
Læg mærke til de to lederbaner øverst til venstre i billedet.<br />
De har været udsat for en hobbykniv.<br />
Ledningerne til dioderne kommer op fra kølepladen i øverste venstre hjørne.<br />
14
6. Fejlsøgning.<br />
Forudsætningen for al fejlsøgning er at forstå virkemåden af det system man skal fejlsøge på.<br />
Lidt groft sagt: Hvis man ikke forstår virkemåden er det nytteløst at søge fejl.<br />
Første skridt i al fejlsøgning er derfor at læse diagrammet <strong>og</strong> få tingene til at virke i hovedet før<br />
man går til den egentlige jagt på en formodet fejl.<br />
Samtidig er det vigtigt at gå systematisk til værks for ikke at komme til at løbe i ring.<br />
Lad os tage et konkret eksempel:<br />
En <strong>MC</strong> har svært ved at starte <strong>og</strong> der er mistanke om at batteriet ikke bliver ladet.<br />
Et godt sted at starte, når der er mistanke om at n<strong>og</strong>et er galt i ladesystemet, er at foretage en måling<br />
over batteriets poler ned motoren snurrende på omkring 2500 RPM.<br />
Spændingen skal ved en sådan måling ligge på mellem 13,8 <strong>og</strong> 14,5 volt.<br />
Hvis det er OK kan man lige tage et par målinger ved forskellige omdrejningstal for at sikre at<br />
generatoren <strong>og</strong>så leverer effekt ved højere omdrejningstal.<br />
Hvis en spændingsmåling på den måde viser OK må blikket rettes mod batteriet selv eller evt.<br />
starteren.<br />
Hvis nu spændingsmålingen viser en spænding der er lavere end 13,5 volt kan mistanken om et<br />
defekt ladesystem bekræftes, <strong>og</strong> fejlsøgningen må fortsættes i retning mod generatoren.<br />
Det letteste er nu at checke selve generatoren først.<br />
Det kan gøres simpelt ved at måle modstanden mellem de enkelte viklinger i generatoren med et<br />
ohmmeter når generatoren er frakoblet regulatoren.<br />
Hvis det er et trefaset system skal målingen mellem alle tre ledninger til statoren være ens – helt<br />
ens, ca. mellem 1,5 <strong>og</strong> 3 Ohm, <strong>og</strong> en måling mellem en af ledningerne (faserne) <strong>og</strong> stel skal vise<br />
uendelig modstand.<br />
Hvis der er tale om en generator med aktivt felt, roterende eller fast, er spændingen ud af<br />
generatoren afhængig af formagnetiseringsspændingen.<br />
Hvis den mangler kommer der intet ud af generatoren.<br />
Man kan checke generatoren ved at lægge en fast spænding på 12 volt på feltet <strong>og</strong> så gentage<br />
målingen.<br />
Ohm målingen på det aktive felt gælder selvfølgelig stadig – Den bør være omkring 4 Ohm.<br />
Hvis der ikke er forbindelse til et roterende felt med slæberinge (kul), så check kullene.<br />
Hvis der er formagnetisering på feltet <strong>og</strong> der stadig ikke kommer n<strong>og</strong>et ud af generatoren er enten<br />
felt eller stator defekt.<br />
I et tofaset system skal modstanden mellem midterlederen <strong>og</strong> de to yderpunkter være ens, mellem 1<br />
<strong>og</strong> 2 Ohm, <strong>og</strong> modstanden til stel skal igen være uendelig.<br />
På det enfasede system er det enkelt, der er kun to ledere at måle imellem, under 1 Ohm, <strong>og</strong> igen<br />
skal en måling mod stel vise uendelig.<br />
En mere sikker måling er at måle spændingen ud af generatoren under belastning.<br />
Man kan benytte en gammel forlygtepære til at belaste med, <strong>og</strong> så måle spændingen over pæren<br />
med et voltmeter.<br />
Ved en sådan måling skal motoren ikke meget over tomgang før pæren ryger.<br />
Spændingen ved 1500 RPM vil typisk være godt 14 volt, så den er tæt på pærens arbejdsspænding.<br />
15
Den rigtige metode er, at lave en kunstbelastning af tre ens modstande på f.eks. 10 Ohm 50 Watt, <strong>og</strong><br />
så forbinde dem over de enkelte viklinger således at generatoren er belastet symetrisk.<br />
Ved at måle over modstandene ved ca. 2500 RPM skal spændingen over alle spoler være ca. 25<br />
volt, <strong>og</strong> helt ens.<br />
Hvis det er et tofaset system skal der kun være to belastningsmodstande til målingen <strong>og</strong> i det<br />
enfasede system kun én enkelt.<br />
Et instrument til disse målinger beskrives senere i dette skrift.<br />
De mest almindelige fejl i generatorens statorvikling er:<br />
En afbrudt vikling.<br />
En vikling der er kortsluttet til stel.<br />
Og den mest kedelige <strong>og</strong> sværeste at afsløre: En vikling der er kortsluttet i en af spolerne.<br />
En kortsluttet vikling kvæler generatoren, <strong>og</strong> selv om en Ohm måling viser OK, er statoren færdig.<br />
Hvis generatoren er i orden, <strong>og</strong> ladespændingen stadig ikke er oppe på niveau må regulator/ensretter<br />
dømmes defekt.<br />
6.1 Regulator <strong>og</strong> ensretter.<br />
Hvis regulator <strong>og</strong> ensretter er separate kan ensretteren testes med et universalinstrument med diode<br />
test facilitet ved at checke de enkelte dioder i ensretteren – én ad gangen.<br />
Mål fra de ledninger der normalt er tilsluttet generatoren en af gangen, først mod pluslederen (den<br />
der går til batteriet), <strong>og</strong> derefter mod minus (den der går til stel).<br />
Den spænding der måles over dioderne vil variere lidt <strong>og</strong> normalt ligge mellem 0,5 <strong>og</strong> 0,65 volt i<br />
lederetningen <strong>og</strong> 0 i spærreretningen.<br />
Hvis en af dioderne ”mangler” er ensretteren moden til udskiftning.<br />
Den ”løse” regulator kan testes ved at tilslutte en 25 Watt 12 Volt pære (stoplys) i stedet for<br />
feltviklingen <strong>og</strong> så sætte spænding på fra en variabel strømforsyning der skal kunne afgive 2 Amp.<br />
<strong>og</strong> spændingen skal kunne reguleres mellem 10 <strong>og</strong> 16 volt.<br />
Fra 12 til 13,5 volt skal pæren lyse fuldt op, <strong>og</strong> langsomt slukkes når spændingen går over 14 volt.<br />
Hvis det er tilfældet virker regulatoren som den skal.<br />
På de fleste moderne <strong>MC</strong> er regulator <strong>og</strong> ensretter, modsat bilerne, sammenbygget til en enhed som<br />
ikke er så ligetil at fejlsøge på.<br />
Hvis det drejer sig om et trefasesystem med shuntregulering kan samme målemetode som på den<br />
separate ensretter anvendes, men for at checke regulatoren kræver det en speciel testopstilling, som<br />
ikke vil blive behandlet i dette skrift.<br />
Det tofasede system findes <strong>og</strong>så som shuntregulering, <strong>og</strong> kan fejlsøges på samme måde som det<br />
trefasede shuntsystem.<br />
Hvis det derimod drejer sig om det tofasede system der anvendes på <strong>Ducati</strong>’s Pantah motorer er det<br />
seriereguleret med thyristorer, <strong>og</strong> det kan man ikke måle på med et ohmmeter eller en diodetester.<br />
Til gengæld er det relativt enkelt at teste som vist i følgende opstilling:<br />
16
Fig. 11 – Opstilling til test af <strong>Ducati</strong> ”to fasede” ladeensretter / regulator.<br />
Transformeren T1 gør det ud for generatoren.<br />
En transformer 220 volt ind <strong>og</strong> 2x18 - 20 volt ud forbindes til relæet i stedet for generatoren. Et<br />
batteri forbindes til relæet ganske som det er når det er monteret på cyklen, med + på B+, <strong>og</strong> minus<br />
på relæets hus. En ladelampe forbindes mellem L <strong>og</strong> C. Switchen simulerer tændingsnøgle. Når den<br />
er sluttet <strong>og</strong> der er spænding på transformeren, vil relæ <strong>og</strong> spændingsregulator fungerer normalt,<br />
forudsat det er i orden.<br />
Ved at forbinde et volt- <strong>og</strong> amperemeter som vist, kan man checke relæet på bordet. Spændingen<br />
skal stige til 14,2 volt, <strong>og</strong> strømmen skal efter kort tid falde til under 2 Amp. Jeg anvendte en<br />
forlygtepære til at teste det under belastning. Med sådan én på, skal den stadig holde 14,2 volt <strong>og</strong><br />
strømmen skal stige til over 5 Amp.<br />
<strong>Ducati</strong>’s enfasede system (to-tråds generator) kan testes med samme opstilling.<br />
Her forbindes transformerens yderpunkter til generatorpolerne på regulatoren <strong>og</strong> transformerens<br />
midtpunkt forbindes til samme pol som batteriets + pol er forbundet til – Måleværdierne ud af<br />
regulatoren vil være de samme.<br />
Lad os nu antage at ladesystemet er fundet i orden, <strong>og</strong> køretøjet stadig har startbesvær.<br />
Som tidligere nævnt må blikket nu rettes længere ud i ledningsnettet.<br />
.<br />
17
6.2 Batteriet.<br />
Batteriet skal i startøjeblikket kunne levere en betragtelig strøm uden at spændingen falder for<br />
meget.<br />
Strømmen i starteren er op mod 200 Amp. i de første 100 millisekunder, hvilket får spændingen<br />
over batteriet til at falde til omkring 10 Volt.<br />
10 Volt er lige nok til at forsyne køretøjets øvrige forbrugere så som tændsystem, <strong>og</strong> evt.<br />
benzinindsprøjtning, til korrekt funktion.<br />
Forudsat at ledningsnettet, pga. dårlig kontakt i stik o.l., ikke bidrager med yderligere<br />
spændingsfald.<br />
Hvis spændingen over batteriet falder til under 10 Volt <strong>og</strong> starteren har besvær med at dreje<br />
motoren rundt med tilstrækkelig hastighed må batteriet udskiftes.<br />
I den forbindelse er det værd at huske, at man ikke skal regne med mere end ca. 4 år’s levetid af et<br />
normalt batteri.<br />
Årsagen til batteriets begrænsede levetid er at der afsættes aflejringer på batteriets plader hvorved<br />
kapaciteten langsomt falder.<br />
Specielt evnen til at levere den store startstrøm forsvinder med tiden.<br />
6.3 Ledningsnettet.<br />
Hvis batteri <strong>og</strong> ladesystem er fundet i orden kan årsagen være spændingsfald i ledningsnettet selv.<br />
Check først alle stelledninger, specielt den ledning der går fra batteriet til motorblokken eller<br />
stelrammen.<br />
Almindelig fejl er:<br />
Dårlige samlinger mellem kabel <strong>og</strong> kabelsko.<br />
Dårligt spændte kabelsko – Specielt dem på batteriet.<br />
Knækkede ledninger.<br />
Kabelsko der er påskruet steder med maling så der ikke er kontakt til stel.<br />
Korrosion i stik.<br />
Prøv at måle spændingen på tændspolerne i startøjeblikket.<br />
Spændingen må ikke være lavere end ca. 1 volt under batterispændingen.<br />
En anden målemetode er at måle spændingen fra batteriets + pol til tændspolernes +.<br />
Den måling giver en sikker indikation af hvor stort spændingsfaldet reelt er.<br />
Hvis spændingsfaldet er for stort, er det tid til rensning af stik <strong>og</strong> samlinger, samt at checke for<br />
beskadigede ledninger.<br />
<strong>MC</strong> <strong>elektro</strong> er generelt ikke for godt lavet, <strong>og</strong> stikkene ikke for godt beskyttet mod fugt <strong>og</strong> snavs.<br />
Start derfor med at adskille alle stik, rens kontakterne ordentligt <strong>og</strong> spænd evt. stikkene ved at<br />
klemme dem lidt med en tang eller at presse dem lidt ved at stikke en meget lille skruetrækker ned<br />
mellem stikhylsen (hun stikket) <strong>og</strong> stikkets hus.<br />
Når stikkene er renset <strong>og</strong> spændt, giv så det hele et meget tyndt lag vaseline – Så holder de sig tørre.<br />
Sikringsholderne er heller ikke for gode når det drejer sig om kontaktfejl.<br />
Den moderne type sikringer med spadestik er rimelig gode, men den gamle runde type med<br />
broncefjedre I holderne er n<strong>og</strong>et bras som man skal være efter jævnligt.<br />
De bør faktisk skiftes til en moderne type for at undgå ærgelser fra den kant.<br />
18
Tændingslåsen på en <strong>MC</strong> er et af ledningsnettets svage punkter.<br />
På de fleste er ledningsnettet bygget således at al forbrug, tænding, benzinpumpe, lys osv. trækkes<br />
over tændingsnøglens kontaktsæt, <strong>og</strong> det kan den i mange tilfælde ikke holde til i længden.<br />
Desuden trækkes forbrugsstrømmen faktisk flere gange gennem elnettets ledninger, <strong>og</strong> da de i<br />
regelen er dimensioneret ”lige til øllet” bevirker det i sig selv et betragteligt spændingstab.<br />
Ledningerne er oftest under 1,5 kvadrat, hvilket ikke er tilstrækkeligt.<br />
En praktisk modifikation er derfor at indbytte et relæ der overtager nøglekontaktens opgave, således<br />
at sidstnævnte kun skal bære strømmen til relæets trækspole.<br />
Mht. en praktisk modifikation – Se appendix 5.<br />
En fejl som hyppigt ses er, at regulatoren får sin referencespænding ”et-eller-andet” sted I elnettet,<br />
f.eks. via tændingslåsen.<br />
Det bevirker at det spændingsfald der er I elnettet adderes til ladespændingen, idet regulatoren<br />
forsøger at kompensere for spændingsfaldet.<br />
Det bevirker at ladespændingen antager en værdi der forårsager at batteriet overlades <strong>og</strong> at der<br />
forbruges en del vand.<br />
Hvis man derfor hyppigt skal efterfylde demineraliseret vand på sit batteri er det en god ide at<br />
checke ladespændingen.<br />
Hvis spændingen er for høj bør man checke spændingstabet I ledningsnettet, <strong>og</strong> evt. flytte<br />
regulatorens referencepunkt til et sted der befinder sig tættere på batteriet.<br />
En anden, <strong>og</strong> oftest overset fejlkilde, er ”dødemandsknappen”.<br />
OK, vi har alle prøvet ikke at kunne starte fordi ”n<strong>og</strong>en” har pillet ved knappen, men da den<br />
sjældent bliver benyttet er dens kontakter oftest i en meget misserabel forfatning.<br />
Man kan checke kontakten ved at måle spændingen over den <strong>og</strong> tænde <strong>og</strong> slukke for den n<strong>og</strong>le<br />
gange.<br />
Hvis det afstedkommer forskellige målinger eller et foruroligende stort spændingstab, er det tid at<br />
adskille kontakten <strong>og</strong> rense den.<br />
Et lille fif:<br />
Hvis man har en mistanke om at årsagen til problemerne er for lav spænding på tændspolerne,<br />
forårsaget af spændingsfald i ledningsnettet, så læg en midlertidig forbindelse direkte fra<br />
tændspolernes + pol til batteriets + pol.<br />
Hvis motoren nu starter problemfrit er mistanken bekræftet.<br />
19
6.4 Starteren.<br />
Starteren selv har været nævnt som fejlkilde, så selv om dette skrift egentlig kun var tænkt til at<br />
beskrive virkemåde <strong>og</strong> fejlsøgning på generator <strong>og</strong> elnet tager vi lige en runde om starteren.<br />
Starteren er en ganske almindelig jævnstrømsmotor hvor spændingsoverføringen til ankeret<br />
(rotoren) foretages med kul.<br />
D<strong>og</strong> forbruger starteren en del effekt for at dreje motoren rundt, hvilket en startstrøm på 200 Amp.<br />
taler sit tydelige spr<strong>og</strong> om.<br />
De mest almindelige fejlårsager er:<br />
Nedslidte kul.<br />
Slidt kommutator.<br />
Skæv (oval) kommutator.<br />
Defekte lejer.<br />
Kullene slides med tiden, <strong>og</strong> selv om der er fjedre bag kullene, medfører sliddet at de en dag ikke<br />
har det fornødne tryk mod kommutatoren.<br />
Når trykket falder springer der flere gnister der laver brændemærker i de enkelte lameller i<br />
kommutatoren, hvilket medfører forøget slid på både kul <strong>og</strong> kommutator.<br />
Hvis man ikke i tide får skiftet kul, risikerer man at kommutatoren beskadiges så meget at den ikke<br />
kan reddes.<br />
Sikre tegn på at det er tid for renovering, er at starteren periodisk ikke tager fat når startknappen<br />
trykkes, samt at effekten fra starteren generelt falder.<br />
Selv om man skifter kul i tide, er det en god ide at sætte ankeret op i en drejebænk <strong>og</strong> checke<br />
kommutatoren for skævheder <strong>og</strong> lige pudse overfladen med et stykke fint sandpapir.<br />
Mellem de enkelte lameller i kommutatoren er monteret isolationsmateriale.<br />
Disse isolationsstykker skal ligge ca. 0,25 til 0,5 mm lavere end kommutatorens overflade for ikke<br />
at forhindre kullene i at have fuld kontakt med lamellerne.<br />
Isolationsmaterialet kan sænkes lidt med en knækket klinge til en løvsav, eller en anden skarp<br />
genstand der passer med bredden af isolationsmaterialet.<br />
Et knækket blad fra en skalpel kan <strong>og</strong>så benyttes.<br />
Hvis kommutatoren er blevet skæv eller oval skal den drejes af, <strong>og</strong> hvis man ikke selv har mod på at<br />
foretage det må man henvende sig til en <strong>elektro</strong>mekanikker.<br />
Hvis kommutatoren er oval er årsagen muligvis defekte lejer, <strong>og</strong> de skal skiftes.<br />
Når starteren nu alligevel er ude for renovering er det under alle omstændigheder en god ide at<br />
skifte lejerne.<br />
20
Fig. 12 – Check af kommutator.<br />
Renoveret kommutator – Bemærk dybden isolationen ligger i.<br />
”Dybdeindikatoren” er en løvsav klinge – Den passer n<strong>og</strong>enlunde i bredden.<br />
Dette anker er ikke til en starter, men princippet er det samme.<br />
21
7. En hjemmebygget laderegulator.<br />
Den her beskrevne laderegulator er beregnet for <strong>Ducati</strong>’s Pantah motorer med tofaset generator.<br />
Konstruktionen skyldes det tyske Pantah-Race-Team der har fremstillet den til deres banecykler.<br />
Pantah-Race-Team har venligst tilladt offentliggørelsen af denne konstruktion i dette skrift.<br />
Da denne regulator er til en baneracer er der ikke behov for en styring af ladelampen hvorfor denne<br />
mangler, så vi har fremstillet to forslag til styring af ladelampen.<br />
Det ene kredsløb er næsten en kopi af det originale <strong>Ducati</strong>, hvor ladelampen slukker så snart<br />
generatoren genererer spænding, det andet kredsløb slukker først ladelampen ved en ladespænding<br />
på over 13,5 volt, hvorved ladelampen virker som en ægte spændingskontrol.<br />
Det her beskrevne kredsløb er, som skrevet, beregnet til en tofaset generator, men vil ved montering<br />
af yderligere to dioder kunne anvendes til en enfaset generator.<br />
Fig- 13 - Diagram med ladelampekredsløb.<br />
<strong>Virkemåde</strong>n er følgende:<br />
Når der sættes tænding på <strong>MC</strong>’en er der samtidig spænding på ”C”.<br />
Q1 vil lede fuldt igennem da dens base er forspændt gennem R4 på 1 kohm, hvilket forspænder<br />
begge thyristorer SCR1 <strong>og</strong> SCR2 gennem dioderne D1 <strong>og</strong> D2.<br />
Når motoren startes vil thyristorene ensrette negativt mod stel, hvorved den positive spænding i<br />
punktet B+ vil stige.<br />
B+ <strong>og</strong> ”C” er i princippet parallelforbundet gennem nøglen, hvorfor spændingen i ”C” <strong>og</strong>så vil<br />
stige.<br />
Når spændingen har nået en værdi, ca. 14 volt, hvor zeenerdioden Z1 leder igennem <strong>og</strong> der er<br />
opbygget en spænding på omkring 1 volt over Q2’s base/emitter strækning vil denne lede igennem,<br />
således at dens kollektor, <strong>og</strong> dermed <strong>og</strong>så Q1’s emitter bliver lagt på B+ potentiale<br />
Q1’s forspænding til thyristorene forsvinder, hvorved de spærrer <strong>og</strong> generatoren ophører med at<br />
generere spænding.<br />
22
Når belastningen på batteriet får spændingen til at falde åbner Q2 igen, <strong>og</strong> Q1 leder således at<br />
thyristorene forspændes, <strong>og</strong> ladningen genoptages.<br />
Det vil sige, at selve spændingsstabiliseringskredsløbet udgøres af Q2, Z1, R5, R6 <strong>og</strong> R7, <strong>og</strong><br />
styrekredsløbet af Q1, D1, D2, R1,R2, SCR1 <strong>og</strong> SCR2.<br />
D3 <strong>og</strong> D4 sørger for en n<strong>og</strong>enlunde stabil strøm på ca. 50 mA til styring af thyristorene.<br />
C1 er for at begrænse indkoblingstransienter fra thyristorene så meget som muligt, C3 er for at<br />
skabe lidt træghed i reguleringen, <strong>og</strong> C2 er for at udglatte forsyningsspændingen.<br />
Ladelampekredsløbet virker som følger:<br />
Med motoren stoppet, men med tænding tilsluttet, er FET’en Q3 styret igennem af modstandene<br />
R8,R9 <strong>og</strong> R10, således at den lampe der er tilsluttet ”L” får stel <strong>og</strong> dermed lyser.<br />
Når motoren startes <strong>og</strong> generatoren producerer spænding ensrettes n<strong>og</strong>et af spændingen gennem<br />
dioderne D5 <strong>og</strong> D6.<br />
Den spænding der ensrettes er negativ, <strong>og</strong> ”overruler” den positive spænding gennem R9.<br />
Gaten på Q3 går derfor negativt, så meget Z2 tillader, hvorved Q3 ophører med at lede, <strong>og</strong><br />
ladelampen slukkes.<br />
Det originale diagram,en alternativ ladelampestyring, komponentliste <strong>og</strong> print lay-out findes i<br />
Appendix 4<br />
23
8. Måleinstrumenter.<br />
Man kan komme langt i fejlsøgning på <strong>MC</strong> <strong>elektro</strong> med et billigt universalinstrument der fås i<br />
diverse byggemarkeder for under 50 Kr.<br />
Faktisk er det egnet til det meste, <strong>og</strong> hvor der er behov for specielle måleinstrumenter er det som<br />
regel <strong>og</strong>så personer med <strong>elektro</strong>nik baggrund der skal benytte dem.<br />
Et lille fif til måling på ledninger uden at klippe eller afisolere.<br />
De små nåle der benyttes til at hænge ting på opslagstavlen med, kan uden problemer trykkes<br />
gennem isolationen <strong>og</strong> ned i kobberet – Nu kan instrumentet sættes på nålene <strong>og</strong> der kan på den<br />
måde måles uden at beskadige ledningerne.<br />
Når nålene fjernes ”nulres” isolationen mellem fingrene <strong>og</strong> den lukker sig igen.<br />
Et udmærket, men dyrt (ca. 2000 Kr), instrument er et DC tangamperemeter.<br />
Det kan anvendes til at måle forbrug på de enkelte ledninger uden at skulle klippe dem.<br />
Amperemeteret klemmes ganske enkelt omkring den ledning der skal måles på<br />
Udlæsningen kan så foretages som en spidsværdi, en middelværdi eller en øjebliksmåling med hold.<br />
Der har tidligere i dette skrift været omtalt et instrument der kan belaste generatoren <strong>og</strong> måle<br />
spændingen over faserne på selve generatoren uden regulator <strong>og</strong> ensretter tilsluttet.<br />
Her vises et diagram af en sådan belastning der kan anvendes til både tre- to <strong>og</strong> enfasede systemer.<br />
De tre 10 Ohm modstande er temmelig store, 50 Watt, hvilket er nødvendigt for at få tilstrækkelig<br />
belastning på generatoren uden at modstandene overbelastes..<br />
På et fejlfrit trefaset system vil alle tre instrumenter vise ens, ca. 25 volt ved 2500 RPM.<br />
Hvis indikeringen ikke er ens er generatoren defekt.<br />
Hvis instrumentet benyttes på et tofaset system som det er, vil et af instrumenterne måle det<br />
dobbelte af de to andre, således at det faktisk vil vise 25 volt allerede ved 1500 RPM.<br />
Man skal ikke forsøge at øge omdrejningstallet yderligere, idet det vil beskadige en af modstandene.<br />
Årsagen er at spændingen over begge spoler vil være i serie, <strong>og</strong> dermed dobbelt op..<br />
Hvis man ønsker max visning på to instrumenter afbrydes blot den ledning der forbinder bunden af<br />
R2 med toppen af R3, hvorved modstanden der ligger over yderpunkterne frakobles.<br />
Gør det kan man måle fuld spænding – 25 volt – ved ca. 2500 RPM.<br />
De to instrumenter (spoler) skal vise ens.<br />
Det enfasede system kan testes med instrumentet uden ændringer.<br />
Ved ca. 2500 RPM skal udgangsspændingen indikeret på et af instrumenterne være ca. 25 volt.<br />
De to andre vil vise det halve pga. at de to andre modstande i instrumentet vil virke som<br />
spændingsdeler – Det skal man ikke tage sig af.<br />
24
Fig. 14 - Diagram til generator måleinstrument.<br />
R1, 2 <strong>og</strong> 3 er 10 Ohm 50 Watt.<br />
R4,5 <strong>og</strong> 6 er tilpasset instrumenterne, i dette tilfælde 1Kohm.<br />
Dioderne kan være 1N4148, 1N4001 eller lignende.<br />
<strong>MC</strong> generator load.<br />
25
9. Appendix<br />
9.1 Appendix 1 - Instrumenter.<br />
Multimeter (Måling = Spænding på batteri før start)<br />
Multimeter (Måling = Batterispænding ved 4000 RPM)<br />
Det skal pointeres, at denne værdi er for høj – Det rigtige niveau er som anført tidligere i teksten.<br />
26
Tang amperemeter (måling = Strømforbrug med tænding på).<br />
Tang amperemeter (Måling = Starter strøm MAX hold).<br />
Startstrømmen er her målt til væsentligt under 200 Amp. som andetsteds er opgivet til at være<br />
typisk koldstartstrøm<br />
27
9.2 Appendix 2 – Målinger på en <strong>MC</strong>.<br />
N<strong>og</strong>le målinger foretaget på en <strong>Ducati</strong> Paso 750<br />
Tomgangsspænding på batteri fuldt opladet, men ubelastet: 12,66 volt.<br />
Batterispænding når nøglen står i start uden lys: 12.25 volt.<br />
Den samlede belastning på akku'en før start (uden lys) er: 5,9 amp.<br />
Akkuen er da belastet af: Benzinpumpe, tænding <strong>og</strong> kontrollamper.<br />
Startstrømmen ved tryk på startknappen er: 199,2 Amp. målt med en samplingtid på 100 mS.<br />
Laveste målte spænding på Akku når starteren aktiveres: 10,2 Volt<br />
Ladespænding ved 3500 rpm uden lyset tændt: 14,3 Volt.<br />
Ladespænding med lyset tændt: 14,6 Volt.<br />
Ladestrøm til akku lige efter start: 10,9 Amp. - Den falder naturligvis inden for kort tid til en mere<br />
rimelig størrelse ;-)<br />
En måling af startstrømmen på flere forskellige <strong>MC</strong> mærker indikerer at de alle ligger omkring de<br />
200 Amp +- 10 Amp.<br />
Målingerne kan, selv om de foretages på samme køretøj, variere lidt afhængigt af batteriets aktuelle<br />
ladestand..<br />
28
9.3 Appendix 3 – Montering af ekstraudstyr.<br />
Hvorledes monterer man elekrtonisk ekstraudstyr på et køretøj?<br />
Som tidligere nævnt virker batteriet som en meget stor kondensator, af hvilken årsag spændingen<br />
over batteriet må anses for at være den mest rolige, fri for transienter <strong>og</strong> større udsving, på et<br />
køretøj.<br />
Hvis der skal monteres <strong>elektro</strong>nisk ekstraudstyr som f.eks. GPS eller radio tages spændingen direkte<br />
på batteriets poler – både + <strong>og</strong> – ledning.<br />
Ikke n<strong>og</strong>et med at skrue minus på stel for at spare en ledning!<br />
I + ledningen indsættes en sikring af passende størrelse, f.eks 8 Amp., så tæt på batteriets + pol som<br />
muligt.<br />
Samme monteringsteknik bør anvendes hvis man vil montere et ”cigartænderstik” til campingudstyr<br />
eller til at lade igennem.<br />
Måling af ripple over et batteri med motoren på 4000 RPM.<br />
Bemærk den manglende puls først i billedet, set er måden reguleringen virker på.<br />
Luk kun spænding igennem når der er behov for det.<br />
Spændingsmålingen er foretaget med 0,2 volt/div. = ca. 1 volt.<br />
Bunden af billedet er 14,0 volt DC overlejret med 1,0 Volt AC.<br />
Horisontal indstilling er 1mS/div. = Frekvens ca. 700 Hz.<br />
Hvis det er et samtaleanlæg der fødes fra <strong>MC</strong>’en kan det afstedkomme en ”hyletone” af varierende<br />
frekvens fra 175 – 1500 Hz.<br />
Hvis udstyret ikke forbindes direkte over batteriet vil det i regelen blive mere udtalt.<br />
29
9.4 Appendix 4 – Hjemmebygget laderegulator.<br />
Tilføjelser til hjemmebygget laderegulator til <strong>Ducati</strong> Pantah.<br />
Originaldiagrammet fra Pantah-Racing-Team:<br />
Komponentplacering i køleplade.<br />
30
.<br />
Print lay-out uden ladelampestyring – set fra komponentsiden<br />
.<br />
Komponentplacering til det originale diagram.<br />
Komponentplacering <strong>og</strong> lay-out til diagrammet fig. 13 i afsnit 7 med ladelampestyring.<br />
R8 <strong>og</strong> R9 er ændret til 10 Kohm.<br />
31
Prototype af den hjemmebyggede ensretter / regulator med ladelampestyring<br />
32
Stykliste til diagrammet med ladelampestyring:<br />
Q1 MJE350 TO126 PNP power transistor (Alternativ BD234)<br />
Q2 BC556B TO92 PNP transistor (Alternativ BC307)<br />
Q3 BUZ50B TO220 N-kanal SIPMOS (Alternativ IRF540)<br />
D1-2 1N4004 DO41 Diode<br />
D4-5 1N4148 DO35 Diode<br />
D5-7 1N4004 DO41 Diode<br />
Z1 ZPD12 DO35 12 volt Zeenerdiode<br />
Z2 BZX4V7 DO35 4,7 volt zeenerdiode<br />
SCR1 TP154E TO220 Thyristor (Alternativ 2N6507 – 9)<br />
SCR2 TP154E TO220 Thyristor (Alternativ 2N6507 – 9)<br />
R1-2 100<br />
R3 15<br />
R4-5 1K<br />
R6 Ca. 1,5K Justeres til Ubatt. 14,2 volt (2,7K = 14,3 volt)<br />
R7 560<br />
R8 10K<br />
R9 10K<br />
R10 10K<br />
R11 3,3<br />
C1 150nF 400 Volt<br />
C2-3 100nF 50 Volt<br />
C4 470nF 50 Volt<br />
Diverse stik.<br />
33
Alternativ ladelampestyring.<br />
Med det her viste komponentvalg slukker ladelampen ved 13,7 volt.<br />
Styringen kan <strong>og</strong>så anvendes sammen med bestående laderegulatorer<br />
Hvis man syntes at opstillingen forekommer bekendt er det ingen tilfældighed.<br />
Den er skåret over samme læst som tidligere viste selvbyggerregulator.<br />
34
9.5 Appendix 5 – <strong>Ducati</strong> relæmodifikation.<br />
Følgende modifikation har tidligere været offentliggjort på <strong>Ducati</strong> <strong>Klub</strong> <strong>Danmark</strong>’s hjemmeside.<br />
Kærnen i modifikationen er et lille relæ der anvendes til lygterelæ i biler <strong>og</strong> som kan bære 30<br />
Ampere. Fabrikatet er Hella type 4RA003510-08, men det findes i flere andre fabrikater. Fat i en<br />
skævbider <strong>og</strong> skær den sorte ledning (BK) mellem stikket <strong>og</strong> sikringsboksen. Den ende af den sorte<br />
ledning der kommer fra stikket forbindes til relæets trækspole (85). Den anden side af trækspolen<br />
forbindes til stel. Den (endnu) frie ende af den sorte ledning (BK) der går til sikringsboksen<br />
forbindes til relæets ene kontaktpol (30). Relæets anden kontaktpol (87) forbindes til den røde<br />
ledning (R ) der kommer ud af sikringsboksen <strong>og</strong> går til stikket. Den ledning er faktisk ledningen<br />
der går til nøglen. Som det er forbundet nu går der kun den strøm gennem tændingskontakten der<br />
skal til at trække relæet.<br />
Gevinsten er, at nu er det 11,5 volt på forlygtepæren i stedet for de før målte 10 volt med stoppet<br />
motor. Og det giver pokker til forskel: Ingen dykken i lyset når bremsekontakten aktiveres <strong>og</strong> så er<br />
der virkelig kommet forlys på cyklen.<br />
Der er ingen ben i at udføre denne lille modifikation. Hele operationen kan fortages på en halv time<br />
når man har fundet relæet. Jeg har kigget på en del andre diagrammer af <strong>MC</strong> <strong>elektro</strong>, <strong>og</strong> alle er til<br />
min store forbavselse lavet på samme mærkværdige måde. Nå, men alle andre lande kører jo ikke<br />
med lys hele døgnet, så de har nok ikke de samme problemer.<br />
Modifikationen vil med godt resultat kunne udføres på næsten alle <strong>MC</strong> mærker, det er blot at finde<br />
det rigtige sted at indskyde relæet.<br />
35
Det originale diagram<br />
<strong>Ducati</strong> Paso’s elsystem efter ændringen.<br />
36
9.6 Appendix 6 – Orla Pedersens hjemmebyggede laderegulator.<br />
Vi har fået tilladelse til at gengive den følgende byggebeskrivelse af et trefaset<br />
ensretter/regulatorsystem, <strong>og</strong> videregives her I sin originale form.<br />
Beskrivelsen er lavet af en af news gruppen dk.fritid.motorcykel’s flittige skribenter Orla Petersen.<br />
Part 1:<br />
Man behøver ikke at være <strong>elektro</strong>nikfusker for at løse denne opgave, men<br />
mekanisk snilde er at foretrække, da der er en del mekanisk konstruktion i<br />
opgaven.<br />
Du skal have fat i en aflagt Bosch bilgenerator, om lejerne er ødelagte<br />
betyder intet, den skal alligevel bare adskilles for at donere ensrettere<br />
til projectet. Afmonter kulholderen, den sidder med to skruer på bagstykket<br />
modsat remskiven, afmonter fra remskive siden, de lange stagbolte der holder<br />
for <strong>og</strong> bagside sammen, <strong>og</strong> fjern herefter frontstykket med rotor, men lad<br />
midterstykket (jernlamellerne med viklingerne) blive ved bagstykket. Når man<br />
ser ind i resterne af generatoren kan se tre forbindelser fra viklingerne<br />
forbundet til ensretterne på to halvmåne formede kobberplader. Ensretterne<br />
er de runde tingester, der er presset i halvmånerne, <strong>og</strong> med en tap hvorpå de<br />
"bare" kobberledninger <strong>og</strong> viklinger er loddet fast. Klip viklingerne over<br />
tæt ved ensretterne, <strong>og</strong> smid midterstykket væk. Fjern skruerne der holder<br />
halvmånerne fast i bagstykket, bemærk at den ene halvmåne er isoleret fra<br />
bagstykket, det er den positive pol af ensretter arangementet, udtag<br />
halvmånerne, der nu kun er holdt sammen af tre kraftige kobbertråde. Bemærk<br />
forbindelserne ensretterne imellem, de skal nemlig senere forbindes på samme<br />
måde, klip kobbertrådene over halvdelene imellem, <strong>og</strong> med en kraftig<br />
loddekolbe fjernes resterne af trådene fra tappene på ensretterne. Pas på,<br />
tappene tåler ikke ret meget mekanisk belastning, specielt må de ikke<br />
vrides, da det isoleringsmateriale tappen sidder i, vil ødelægges ! Bemærk,<br />
<strong>og</strong> om nødvendigt noter ;-) , den halvmåne der var isoleret fra bagstykket<br />
bærer de "positive" ensrettere, <strong>og</strong> den anden de "negative" ensrettere (de er<br />
ikke ens). De enkelte ensrettere skal nu presses ud af halvmånerne. Dette<br />
gøres i en skruestik ved hjælp af et stykke rør <strong>og</strong> hovedet af en unbraco<br />
bolt (8 mm gevind). Røret skal indvendigt passe omkring "kraven" på<br />
ensretteren på den side hvor loddetilslutningen (tappen) befinder sig, <strong>og</strong><br />
have en længde på ca. 20 mm. Med røret om "kraven", <strong>og</strong> bolthovedet på den<br />
flade side af ensretteren, klemmes disse i skruestikken ud en efter en.<br />
Det var trin et, det kan godt være det er for udpenslet, specielt hvis man<br />
har arbejdet med den slags før, men jeg ved ikke hvor detalieret det er<br />
nødvendig at være, så meld endelig tilbage. Jeg vil vende tilbage inden for<br />
længe med næste opgave, pladedelene (3mm aluminium) <strong>og</strong> forhåbentlig<br />
tegninger på dk.binaer.<br />
37
Part 2:<br />
Til den nye ensretter/regulator skal der bruges 2 stk. 3 mm.<br />
aluminiumsplader til at montere ensrettere <strong>og</strong> thyristor på. I pladerne skal<br />
der bores et antal huller til ensretterne (12,6 mm), hulstørrelsen er ret<br />
kritisk, ellers får ensretterne enten ikke termisk kontakt til pladen (for<br />
stort hul), eller ensretterne knuses (for lille hul). De andre mindre huller<br />
er ikke kritiske. Der er skitser med mål på dk.binaer under Suzuki<br />
ensretter.<br />
Ensretterne skal herefter presses i pladerne, de positive i en plade <strong>og</strong><br />
negative i den anden, dette gøres på samme måde som da de blev presset ud.<br />
D<strong>og</strong> skal der nu bruges to rørstykker, det ene med en indvendig diameter på<br />
ca 13 - 14 mm, <strong>og</strong> det andet med ca 10 mm indvendig diameter. Det tynde rør<br />
anbringes omkring tappen på ensretteren, den anden side af ensretteren<br />
anbringes mod hullet i pladen, <strong>og</strong> på den anden side af pladen anbringes det<br />
større rør. "Samlingen" placeres i en skruestik, <strong>og</strong> der klemmes til at<br />
kraven på ensretteren ligger an mod alu-pladen. Kontroler under klemme<br />
processen at det store rør tillader ensretteren at passere gennem<br />
alu-pladen.<br />
38
Herefter har man igen en positiv <strong>og</strong> en negativ plade med hver tre<br />
ensrettere, marker dem <strong>og</strong> afvent part 3<br />
Skitserne til de sidste mekaniske komponenter ligger nu på dk.binaer som<br />
Suzuki regulering. Det vil sige afstandsrørene som skal holde pladerne med<br />
ensrettere i en passende afstand, samt isolere pladerne fra hinanden.<br />
Materialet kan være nylon eller delrin, efter temperament kan man forsyne<br />
rørene med M4 gevind, eller alternativt bare "kværne" selvskærende skruer<br />
4,2 * 9,5 ) i de forborede huller. Uanset hvilke skruer der anvendes, må de<br />
bare ikke kunne nå hinanden midt i rørene, dette fordi pladerne da vil blive<br />
kortsluttet. Der er <strong>og</strong>så et par isometriske skitser der giver lidt<br />
fornemmelse af hvad projectet skal ende med.<br />
Næste trin bliver elektrisk montage, jeg skal lige have fundet en thyrister<br />
type der er tilgængelig, det nytter jo ikke at jeg specificerer en af de<br />
udgåede modeller jeg selv har på lager. ;-)<br />
Med hensyn til Part 2, så har jeg ikke fået nævnt, at _en_ af pladerne med<br />
enrettere skal monteres spejlvendt ! Det vil sige, at når man samler<br />
pladerne med afstandsrør imellem, så skal tappene på ensretterne parvis pege<br />
mod hinanden.<br />
39
Part 4<br />
Stykliste til regulering:<br />
Q1 = thyristor type 22RIA40 eller 22RIA60 (kan købes ved Farnell som<br />
handler alt muligt, deriblandt <strong>elektro</strong>nik komponenter)<br />
R1 = modstand 330 ohm<br />
R2 = modstand 1K ohm (1000 ohm) Denne modstand skal sikkert ændres<br />
undervejs, så det er nok en ide at bruge en trimmer (justerbar modstand),<br />
indtil laderegulatoren er justeret ind til den rigtige ladespænding,<br />
herefter kan man måle værdien af trimmeren <strong>og</strong> erstatte denne med en fast<br />
modstand af samme værdi.<br />
D1 = zenerdiode 6V8 (svarer til en zenerspænding på 6,8 volt)<br />
Disse stumper kan fåes i enhver <strong>elektro</strong>nik/radio forretning, de kan sikkert<br />
<strong>og</strong>så fremskaffe thyristoren.<br />
Jeg håber dette skrift kan bidrage til forståelsen af motorcyklens elektriske kraftværk <strong>og</strong> hvorledes<br />
det virker.<br />
Steen Gruby .<br />
40