spanning regelaars dynamo,s

Spanningregelaars,dynamo,s en startaccu’s

De energie voorziening op onze club motoren is  er 1 waarvan de spanningen danig hoog op kunnen lopen.
De mogelijke symptomen zijn uitvallende elektrische systemen zoals de accu, lampen, toerenteller en alles wat samen hangt  met mogelijk zelfs brand tot gevolg.
Bekent onder het fenomeen kort sluiting.


Hieronder volgt dus wat uitleg om zodoende met bescheiden middelen tot een diagnose te kunnen komen zodat we het hoofd weer koel kunnen krijgen.

Het hedendaags elektrisch systeem van motorfietsen is erg complex maar bevatten nog steeds de  3 basis elementen

Namelijk een,

Startaccu
Dynamo
Gelijkrichter en/of  een spanningsregelaar

Zoals de naam van start accu al aan geeft dient deze als krachtbron om  de motor te kunnen starten via  een zogenaamde startmotor die de kruk as in beweging zet.
Mede door meerdere systemen zal de motor zogenaamd gaan lopen.
Het verlies van energie in de startaccu wordt aangevuld door de combinatie van dynamo en  gelijkrichter/spanningsregelaar
Ook zorgt de dynamo dat alle stroomverbruikers van energie voorzien kunnen worden
Echter tijdens (te)grootte vraag naar energie zal het systeem ook de start accu aan spreken.

Normaal werkt het systeem zonder noemenswaardig onderhoud echter er kunnen situaties voordoen die er voor zorgen dat dit systeem uitvalt.

De functie van een startaccu mag duidelijk zijn .
Maar waarom een gelijkrichter/spanningsregelaar ?

Hedendaagse dynamo’s genereren een wisselspanning die als zodanig niet geschikt is als stroom voorziening op een motorfiets.
Alle elektrische systemen op motorfietsen maken namelijk gebruik van gelijkstroom
Waarbij de polariteit dus vast staat
De keus om een wisselstroom dynamo te gebruiken ligt in het feit  dat deze kleiner kunnen zijn maar ook meer rendement geven dat een gelijkstroom dynamo.

Om nu de stroom toch geschikt te maken als zijnde een gelijkstroom spanning wordt er een zogenaamde gelijkrichter gebruikt.
Ook de boordspanning van hedendaagse motorfietsen bedraagt nominaal 12 volt  en dient dus onder alle omstandigheden deze waarde ook aan te houden teneinde alle systemen goed te laten werken zoals verlichting etc
Komt de spanning te laag dan stopt de lamp ermee  echter komt ze te hoog dan brandt de lamp door .
Dit geld ook voor zaken zoals de ontsteking van de motorfiets, de toerenteller brandstofpomp etc.
Om dit te regelen hebben we dus een spanningsregelaar die de spanning binnen vastgestelde kaders plaatst
Het effect van een te lage boordspanning  op de accu is niet zorgelijk echter het effect van een te hoge spanning des te ernstig
Uiteindelijk zal de accu aan deze overdaad van spanning  de geest gaan geven en in extreme gevallen zoveel warmte kunnen genereren dat uit een spatten niet ondenkbaar is.
Het is dus uitermate belangrijk dat dergelijke problemen tijdig onderkent worden

Verdachte symptomen zijn,

Doorbranden van lampen,
Defecte accu (die erg bol staat en of droog gekookt is)
Uitval van elektrische delen zoals toerenteller, tempmeter, brandstofpomp
brandlucht

Uiteindelijk geldt ook hier,

METEN IS WETEN

Ik hoop dat onder staande uitleg hier aan bij draagt.


Diagnose stellen laadsysteem:
– alle voorkomende metingen uitvoeren aan een laadsysteem, die nodig zijn om een diagnose te kunnen stellen.
–    de meetresultaten interpreteren en een conclusie trekken
                  met betrekking tot de storing
Spanningsregelaar/gelijkrichter:
–    de werking van een spanningsregelaar/gelijkrichter
                  verklaren aan de hand van metingen
–    storingen aan een spanningsregelaar/gelijkrichter
                  Opsporen


Inleiding

Benodigdheden voor een meting van het  laadsysteem,

Een zogenaamde Multi meter die volt, ampères en weerstand kan meten.


Opsporen van storingen aan laadsystemen,

In geval van een storing aan het laadsysteem, kan een elektrisch schema (uit het werkplaatshandboek) erg handig zijn
Bestudeer dit schema voordat je gaat meten.
Je kunt op die manier vaak van tevoren al een aantal mogelijkheden uitsluiten.
Voordat je metingen uitvoert aan het laadsysteem, is het belangrijk om eerst de accu te controleren, zowel optisch als met een accutester maar een Multi  meter voldoet ook.

Voer vervolgens de onderstaande metingen uit (indien nodig).

Metingen die aan de accu uitgevoerd kunnen worden

– nominale spanning over de accupolen bepalen
– Het soortelijk gewicht vast stellen (lood/zuur accu’s)
–  Startcapaciteit meten (CCA )

De metingen die aan het laadsysteem kunnen worden uitgevoerd zijn:

–  de afgeregelde acculaadspanning (gelijkspanningsmeting)
–  laadstroommeting
–  weerstandsmetingen aan een stator, te weten:
–  massasluiting onderbreking  (kopersluiting in een stator is nauwelijks te meten)
–  wisselspanningmeting aan de uitgangsdraden van de dynamo( bij Honda zijn deze 3   
    draden geel gekleurd)
– werking testen van een spanningsregelaar.



Afgeregelde laadspanning meten,

Deze wordt gemeten aan de polen van de accu, met een Multi meter in de stand DCV (gelijkspanning). Hoe hoog deze waarde moet zijn, en bij welk toerental wordt door de fabrikant opgegeven.

BELANGRIJK
Voor deze meting moet de accu volledig geladen zijn.
Je kunt een zelfde meting uitvoeren aan de uitgangsdraden  Groen (massa) en rood.
van de regelaar.
Op die manier kun je testen of de spanning  die hier wordt afgegeven, ook bij de accu terechtkomt (anders is er sprake van spanningsverlies).

Laadstroom meten

Deze wordt gemeten tussen de min van de accu en de minkabel,
met een Multi-meter in de hoogste stand van DCA  (gelijkstroom).dit is moeilijk voor een hobbyist
Als de motor loopt kun je de stroom meten over de spanning regelaar dan moet je een extra kabeltje maken .

LET OP:

Het hoeft niet zo moeilijk te zijn door diverse metingen is het uit sluiten van dingen haast wel te doen.

7
instructeur
Weerstandsmeting aan de stator






Fig 1 schema van de xl 600 V transalp


De stator bestaat in de meeste gevallen uit drie spoelen, die  in het midden met elkaar verbonden zijn.
Men noemt dit een sterschakeling, vanwege de schematische vorm.
Een andere schakeling, die minder vaak voorkomt, is de driehoekschakeling.
Hierbij zijn de drie spoelen met de uiteinden met elkaar verbonden. Daardoor ontstaat
schematisch een driehoeksvorm.
De spoelen zijn gewikkeld om een weekijzeren kern. De windingen mogen zowel elkaar als de kern niet raken!
Als je goed kijkt naar een stator, dan zie je ook dat elke draad omgeven is door een laklaag. Deze laag zorgt voor de isolatie.
De stator van een driefasen dynamo heeft dus drie uitgangsdraden.
Tussen deze draden worden de weerstandsmetingen uitgevoerd, met behulp van een Multi-meter in de Ohm-stand.
Als de dynamo nog op de motorfiets zit, moet eerst de stekkerverbinding worden losgenomen.
De motor mag in dit geval niet lopen.
Ook hiervoor geven de meeste fabrikanten een minimum- en maximumwaarde.

Hoe test je de stator wikkelingen op onderbreking.

Om nu te testen of de wikkelingen geen sluiting naar massa maken, hou je dus  één probe op één van de stator uitgangsdraden, en de andere op de kern van de
stator. (massa)
De Multi-meter moet nu een oneindig hoge weerstand(onderbreking) aangeven.
Deze meting kan dus uiteindelijk ook gebeuren zonder demontage van de stator(dynamo)


Afgegeven wisselspanning meten aan de dynamo

Deze wordt gemeten met lopende motor.
De meetpunten zijn gelijk aan die van de weerstandsmeting op onderbreking.
Maar bij deze meting staat de Multi-meter in de stand ACV (wisselspanning).
De fabrikant geeft aan hoe hoog de afgegeven wisselspanning moet zijn, bij een bepaald toerental.
LET OP  dit hoog afgegeven voltage  kan dodelijk zijn!!!!
Voer deze meting niet te lang uit (ca. 5 sec. per meting)!
De dynamo kan tijdens deze meting de spanning niet kwijt.


Testen gelijkrichter/regelaar

Het principe van de werking van de gelijkrichter berust op de werking van een diode.
In de gelijkrichter zijn zes diodes zodanig geschakeld dat de wisselspanning omgezet wordt in  een pulserende gelijkspanning.
De werking van een spanningsregelaar is afhankelijk van het soort laadsysteem.




Fig 2. schema van een gelijkrichter


Bij een dynamo met permanente magneten worden de uitgangen van de stator kortgesloten (aan massa gelegd) waardoor de spanning daalt.

Bij onze spanning  regelaar.

In beide gevallen is de werking van de regelaar gebaseerd op de werking van een zenerdiode.
Dit component heeft de eigenschap om pas bij een bepaalde spanning stroom door te
laten.
Behalve deze zenerdiode zitten er natuurlijk nog meer componenten in de spanning regelaar, zoals bijvoorbeeld transistoren, weerstanden enz.
Deze mogen nooit te warm worden (je zet je computer ook nooit zonder koeling aan) omdat de componenten dan stuk gaan.
Deze kritische temperatuur ligt bij ca 75 graden celsius
Om de bedrijfszekerheid te verbeteren zijn er op diverse fora oplossingen te vinden met als doel de koeling van de regelaar te verbeteren.
Er valt dan te denken aan een ventilator of het door  koelend oppervlak te vergroten
Het afkoelen gebeurt doordat de warmte afgeven wordt aan de omgevingstemperatuur.
.
Zo zijn er ook clubleden die een  strip aluminium achter de spanning regelaar geschroefd  heben met koel pasta.

Bij een dynamo met permanente magneten wordt een gecombineerde gelijkrichter/spanningsregelaar toegepast.
Het gelijkrichtgedeelte kun je vrij eenvoudig doormeten (kijk in het schema hoe de diodes geschakeld zijn).
Om het regelgedeelte te testen heb je echter een regelbare voeding nodig.
Meestal wordt daarom in de praktijk de ingaande wisselspanning en de uitgaande gelijkspanning gemeten.
Daaruit kun je concluderen of de gelijkrichter/spanningsregelaar goed werkt.
Let bij deze controle ook op een goede massaverbinding!

In het algemeen is het verstandig om bij storingen aan een motorfiets, dus ook aan het laadsysteem, te werken volgens een stappenplan.
In onderstaand overzicht staat een voorbeeld van een dergelijk stappenplan.


STORINGSTABEL LAADSYSTEEM dynamo met permanente magneten

Voorbereiding

Controleer de laad toestand van de accu.
Zo nodig laad je deze op  of vervang je deze bij geconstateerde problemen.
De spanning is zo,n 2 volt per cel  en zodoende verraad het aantal cellen de nominale spanning.

Meet de laadspanning op de accu.

Start je motor en laat deze warm draaien.
Voor de juiste meting  breng je de motor op het gewenste toetental zoals omschreven in het werkplaats handboek om vervolgens de accuspanning te meten met een Multi-meter in  DCA stand  normaal gaat de spanning omhoog .
Controleer of deze meting valt binnen de opgegeven waarden van de fabrikant.
Standaard wordt bij Honda de meting verricht met ingeschakelde verlichting.

Geen of te lage laadspanning:

Stap 1 Controleer alle kabels en draden op breuk en beschadigde isolatie.
Raadpleeg het werkplaatshandboek voor de kleurcoderingen.
Stap 2 Controleer de spanningsregelaar op sterke vervuiling, in verband met
warmte-uitstraling.
Stap 3
Controleer alle stekkerverbindingen in het laadsysteem.
Let ook op de accupool verbindingen !

Raadpleeg het werkplaatshandboek, om te weten hoe het laadsysteem is
opgebouwd. Vervuilde of verroeste contacten moeten schoongemaakt en
zonodig vervangen worden.

Stap 4
Voer de weerstandsmetingen op de dynamospoelen uit, en vervolgens de
wisselspanningsmetingen.
Conclusie: Dynamo levert wel/geen wisselspanning.

Stap 5
Levert de dynamo geen wisselspanning: Stator vervangen
Levert de dynamo wel wisselspanning: Monteer een nieuwe
(of een gegarandeerd goede) gelijkrichter/regelaar.

Stap 6 Meet nogmaals de laadspanning op de accu.

Te hoge laadspanning (overladen)

Stap 1
Controleer alle stekkerverbindingen in het laadsysteem.
Raadpleeg het werkplaatshandboek, om te weten hoe het laadsysteem is
opgebouwd. Vervuilde of verroeste contacten moeten schoongemaakt en
zonodig vervangen worden.

Stap 2 Massaverbinding van de regelaar controleren.
De regelaar moet naar massa kunnen afregelen.
Bij vervuiling zal de spanning toenemen om dat de weer stand de boel ontregelt

Stap 3 Monteer een nieuwe (of een gegarandeerd goede) gelijkrichter/regelaar.
Zo zijn er veel motoren die nooit last van dit gedoe hebben zoals  Honda cbr 600, NTV 600.
Deze krijgen dus wel  genoeg koeling.

11
instructeur
Aandachtspunten bij het demonteren en monteren van dynamo’s

– Raadpleeg het werkplaatshandboek, werk zorgvuldig, en
  onthoud hoe de onderdelen gemonteerd zaten.

  Tip: Maak dus  aantekeningen ! Of foto,s

–  Let op dat de wikkelingen van de spoelen niet beschadigen
    (isolatie!).dit lak is nog al hard en bros
–  Vang bij een dynamo die in de olie draait, de olie op in een
    schone opvangbak.(je kunt de motor ook kantelen zo dat de olie er niet uit loopt)
–  Let ook op metaaldeeltjes die afkomstig kunnen zijn
    van andere motoronderdelen, zoals bijvoorbeeld de
    startkoppeling; deze kunnen sluiting veroorzaken.
–    Monteer alleen onderdelen van gerenommeerde fabrikanten
–    De stator zit over het algemeen vast met bouten die me  borgvloeistof gemonteerd zijn.    Gebruik bij montage nieuwe borgvloeistof.
– Monteer altijd een nieuwe dynamodekselpakking, om olielekkage te voorkomen.
– Gebruik bij de draaddoorvoer vloeibare pakking.
–    Let goed op de loop van de draden. Zorg dat ze niet geklemd zitten!
Let ook op juiste montage van beugeltjes, die ervoor moeten zorgen dan de      uitgangsdraden van de stator geen  contact kunnen maken met massa.
– Op het vliegwiel kan ook een ontstekingspulsgever  bevestigd zijn. Deze is te herkennen aan een metalen nok aan de buitenkant. Let in dit geval op de juiste standwaarin het vliegwiel gemonteerd moet worden (juiste montage van de spie).

12
instructeur

LET OP:maak geen kortsluiting  als je gaat werken aan de onderdelen of  wanneer je de spannings regelaar gaat vervangen
bouw je accu even uit, je heb de boel zo stuk of  erger brand of de accu ontploft!!!!

Dit is aan geboden door de technische commissie

Ad Mies,  Bob van den Bosch en Bobby tempelier.