Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Der chaotische Hauptfaden

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Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Lukas_P » So 21. Jan 2018, 19:37

Hallo, mal angenommen ich hätte einen Waggon, also unser Verein hat 5 davon. Und ich wöllte die Akkus laden...

Problem ist folgendes: WIr haben wie gesagt 5 Wägen der Bauart Schlieren aus den 1970er Jahren. damals war man mit der Elektronik noch nicht so weit, sodass 4 der 5 Wägen nur eine (von einem Drehgestell Angetriebene) LiMa + Laderegler haben, was bedeutet, dass die Wägen erst wenn sie rollen selbst laden. Zusätzlich hat die Heizungssteuerung einen Unterspannungswächter (ein Schütz mit Vorwiderstand :roll: ) der verhindern soll das man bei fehlendem Steuerstrom die Heizung einschalten kann.

So weit so gut. Nun trifft es sich aber so, das wir vor Ausfahrten den Zug vorbereiten müssen, d.h. es brennt meist mehrere Stunden das Licht und die Heizung wird auch getestet. Das ist schlecht, weil es so am nächsten Tag sein kann, dass die Batterien zu entladen sind um die Heizung einzuschalten, was vor allem im Winter "ungut" ist.
Außerdem macht es keinen Spass ständig schwere Ladegeräte zu den Wägen zu schleppen um die Batterien voll zu halten.

Aus diesem Grund kam mir die Idee, ob es nicht möglich Währe, die Wägen mit permanenten Netzteilen auszustatten um nurnoch ein 230V Kabel anhängen zu müssen(eventuell mit fest installiertem Verteiler im Schrank). (Schaltnetzteile deshalb, weil sie klein sind und nicht viel Platz vorhanden ist.)

Die Verbauten Akkus sind NiCad Akkus der Firma NiFe die relativ unkritisch sind. (Manche Loks haben eine Glühbirne als Ladewiderstand sollte der Laderegler ausfallen) (Akkusätze zu je 300-400Ah, Gewicht ca 400-500 kg)

Die Stromaufnahme eines Wagens bei voller Beleuchtung liegt irgendwo im Bereich von 30-40A, auslegen würde ich die Laderegler auf eine maximale Stromspannung ( :twisted: ) von 20A, das sollte als "Stützladung" reichen.

Mein Problem ist nur, das ich nicht genau weis wie die Schaltnetzteile auf einen Überstrom reagieren (also haben die selber ne Strombegrenzung eingebaut ?) und wie ich die "Ladeschaltung" Realisieren soll (einfacher Widerstand dürfte wohl genügen, ist aber ineffizient "so irgendwie")
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon mastamx » So 21. Jan 2018, 19:55

Was ist da den die Systemspannung?

Schon mal die üblichen Netzteilhersteller abgeklappert? Wichtig ist, dass die Over Current Protection nicht in einen Hiccup Mode geht, sondern in Current Limit.

Alternativ: LED Netzteile, einstellbare Spannung und Strom / Strombegrenzung

http://www.meanwell.com/webapp/product/ ... d=HLG-600H

Bei Meanwell bitte über Firma über den Distributor Emtron anfragen, Farnell/Mouser langen da ganz gut zu.

P.s. Hinweis zur Spannung:
Float Spannung gibt es bei NiCd nicht, also eine Spannung bei der der Akku dauerhaft "zu 100% voll ist", dieser aber nicht überladen wird. Aber wenn du dir die "Kurve" der Ladespannung betrachtest sollte bei 1,3-1,4V pro Zelle kaum nennenswert (Lade)Strom fließen, das ganze ist aber Umgebungstempabhängig.
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon zauberkopf » So 21. Jan 2018, 19:57

NiCad Akkus der Firma NiFe

whut ?!
Moment.. es gibt wirklich eine Firma NiFe, die NiCd Akkus herstellt ?
Oder reden wir hier von NiFe Akkus ?!

Egal.. beide werden mit Konstant-Strom geladen..

Noch ne Frage : Wieviel Volt ?
Mein Problem ist nur, das ich nicht genau weis wie die Schaltnetzteile auf einen Überstrom reagieren (also haben die selber ne Strombegrenzung eingebaut ?) und wie ich die "Ladeschaltung" Realisieren soll (einfacher Widerstand dürfte wohl genügen, ist aber ineffizient "so irgendwie")

Also wie ein Schaltnetzteil auf Störungen reagiert, hängt vom verwendeten PWM-Regler ab.
Es gibt Netzteile die geben alles, bis sie sich selbst zerlegen, und ausgesprochene Zicken, die denen man den Arsch noch hinterher tragen darf ! ;-)
Hast Du da schon was herumliegen ?! Oder brauchst Du eine Kaufberatung ?
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Julez » So 21. Jan 2018, 20:04

Ohne die Spannung zu wissen kann man da nichts empfehlen.
Aber Strombegrenzung ist schon möglich, mal hier gucken:
https://endless-sphere.com/w/index.php/ ... _batteries
http://www.endless-sphere.com/forums/vi ... 31&t=21768
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Roehricht » So 21. Jan 2018, 20:05

Hallo,

das sollten wohl schon 50A werden wenn Verbraucher laufen und dazu noch geladen werden soll. Das Gerät muss ein Strombegrenzung haben und darf bei Überlast nicht abschalten. Das sind locker 1,4kW 28V /50A. So ein SNT gibts denn doch nicht mehr so preiswert.

Die Firmen Farnell, Meanwell, Lambda-EMI-Coutant bauen sowas.
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Lukas_P » So 21. Jan 2018, 20:19

Sry habe ich vergessen zu schreiben .. ja, 24V sind systemspannung, ab etwa 22V geht die Heizung nichtmehr und ab etwa 18V auch die Umrichter für die Beleuchtung nicht mehr. die Wägen ziehen wie geschrieben etwa 30A mit beleuchtung wenn ein Amtliches Ladegerät angehängt ist.

Der Sinn soll ja auch (primär) nicht sein, die Wägen bei laufender Beleuchtung zu LADEN, sondern nur die Entladung zu verlangsamen, bzw. die Akkus (ohne das Licht brennt) wider laden zu können (kann auch einen Längeren Zeitraum dauern, das ist egal)

Ja die Firma NiFe hat irgendwann auf NiCad umgestellt...
Spannungen NiFe.pdf
(585.25 KiB) 67-mal heruntergeladen

(Das ist das Modernste "Datenblatt" Das ich dazu habe)

Eventuell währ ein 24V Netzteil möglich, bei dem man die Ausgangsspannung hochschraubt um den Dropout vom Strombegrenzer zu kompensieren

ZU hoch möchte ich den Ladestrom auch nicht schrauben, da sonst die Akkus zu gasen anfangen wenn man mal vergist abzuschalten :| is zwar bei NiCad nicht weiter tragisch, allerdings muss man dann alle Nase lang Wasser nachfüllen
Zuletzt geändert von Lukas_P am So 21. Jan 2018, 20:26, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Toni » So 21. Jan 2018, 20:21

Ich werfe mal dieses Labornetzeil in den Raum: https://www.reichelt.de/Labornetzgeraete/PEAKTECH-6155/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=146017&GROUPID=4952&artnr=PEAKTECH+6155&SEARCH=%252A

20A für EUR177,30

"Labornetzteil" ist das falsche Wort, weil es primär regelt, und daher in der Stromregelung unendlich träge ist. Zum Akku Laden ist es aber perfekt.
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Luftwatz » So 21. Jan 2018, 20:25

Hallo Lukas P,

mal rein aus Neugierde: könntest Du bei Gelegenheit Bilder von den Batterien, den Lampen und Leuchten und den Umrichtern für die Beleuchtung einstellen?
Und zu der Stromversorgung: wie wäre es mit Drehstrommotor in Verbindung mit 28 V Drehstromlichtmaschine(n) .

Viele Grüße
Luftwatz
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Henning » So 21. Jan 2018, 20:28

Brauche ich eigentlich nicht viel zu sagen: folgende Geräte habe ich mehrfach verbaut, absolute Empfehlung.

GL2024P

https://www.dsl-electronic.de/batterieladegeraete.php
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Lukas_P » So 21. Jan 2018, 20:32

Luftwatz hat geschrieben:Hallo Lukas P,

mal rein aus Neugierde: könntest Du bei Gelegenheit Bilder von den Batterien, den Lampen und Leuchten und den Umrichtern für die Beleuchtung einstellen?
Und zu der Stromversorgung: wie wäre es mit Drehstrommotor in Verbindung mit 28 V Drehstromlichtmaschine(n) .

Viele Grüße
Luftwatz


Dafür habe ich keinen Platz im Wagen...
Die Beleuchtung ist relativ unspektakulär, da sind Leuchtstoffröhren mit kleinen Wechselrichtern (entweder für 1 Lange oder 2 Kurze Röhren drinnen) verbaut. Das Ganze wird mit Nockenschaltern Gruppenweise geschalten.

Die Funktion den Ganzen Zug ein oder auszuschalten (über RIC) unterstützt nur einer der Wägen (der auch schon ein statisches Ladegerät über die 1000V Schiene hat).

Fotos liefere ich nach

Könnten eventuell solche Schaltnetzteile Taugen wie sie (momentan) bei 3D Druckern recht beliebt sind ? (die Währen auch von der Bauform her ganz interessant)
Zuletzt geändert von Lukas_P am So 21. Jan 2018, 20:34, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon mastamx » So 21. Jan 2018, 20:33

https://www.netzteile-kaufen.de/din-sch ... l/sdr-960/

Schau dir das Datenblatt dazu an.

Aber Achtung, das ist keine "Saubere" Lösung, du musst hier selbst sicherstellen dass Ladestrom + Wagenverbraucht unter dem max. Strom bleibt
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Robby_DG0ROB » So 21. Jan 2018, 22:33

Die Bezeichnung NiFe ist für Nickel-Eisen. Diese Akkus wurden auch 100 Jahre in Handlampen eingesetzt und sind praktisch unzerstörbar, aber eben teuer und haben nicht die höchte Energiedichte. Im Bahnbetrieb kommt noch die Rüttel- und Schockfestigkeit dazu, damit Platten nicht sofort zerfallen.

Die Achgeneratoren hatten auf Nebenstrecken mit vielen Halten und La schon immer ihre Probleme beim Laden. Egal ob Riementrieb oder Stirnradantrieb. Die zulässsige Drehzahl darf bei Vmax nicht überschritten werden, daher gibt es keine Möglichkeit, die Übersetzung zu ändern.

Unter Umständen kann man die LS-Röhren mit 24 V EVGs (die bei der Bahn TVG für Transistorvorschaltgerät heißen), durch LED-Röhren ersetzen, die es auch für 24 V (18 - 32 VDC) geben sollte.

Einige Reisezugwägen hatten in der Tat 230/400 V Fremdnetzanschlüsse zum Laden und Speisen von 230 V-Steckdosen (Staubsauger).
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Harry02 » So 21. Jan 2018, 22:37

NiFe ist der Hersteller, die Akkuchemie ist NiCd (wobei NiFe natürlich auch NiFe Akkus hergestellt hat). Es seidenn Lukas_P hat wirklich uralte Eisenakkus. Da die Ladetechnik aber die selbe ist, ist es eh unerheblich.

Jan, es wundert mich, dass dir der Hersteller NiFe unbekannt ist bei deinen früheren umfangreichen NiCd Recherchen.
Zuletzt geändert von Harry02 am So 21. Jan 2018, 22:42, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon ferdimh » So 21. Jan 2018, 22:40

Die ganz billigen chinesischen Schaltnetzteile haben eine Strombegrenzung, weil der UC3842 genau das implementiert. "Hiccup mode" ist was für "intelligentere" Netzteile. Damit wären so Platikpissernetzteile durchaus geeignet. Mit dem Festeinbau in ein Schienenfahrzeug hätte ich aber Bauchschmerzen. Aber das geht ja evtl mit fliegenden Klemmen...
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Julez » Mo 22. Jan 2018, 09:44

Also bevor ich da einen 3-stelligen Betrag ausgeben würde, täte ich erstmal etwas experimentieren.
Diese Netzteile sind sehr zuverlässig:
https://www.ebay.de/itm/IBM-24R2730-X30 ... 2428872861

Man kann 2 in Serie schalten und hat dann 24V / 69A. Wie das geht, steht hier:

https://www.rcgroups.com/forums/showthr ... wer-Supply

Somit hat man dann für ~€30 eine ganz ordentliche Lösung. Wenn man nun €100 in die Hand nimmt, hätte man ~200A, und da wird dann wahrscheinlich so schnell nix abschalten.
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Lukas_P » Mo 22. Jan 2018, 11:05

das Problem ist eben wie gesagt nur das die Akkus schnell warm werden bei zu hohem Ladestrom, d.h. die Kochen leer (also bei NiCd verdampft zumindest das Destilierte Wasser. Bei 200A sind die warscheinlich nach dem 2. mal laden leer .. Aber sonst eine gute idee ich werde mir das mal anschauen ;)

Edit: Was vll noch mit rein sollte ist eine Rückstromdiode (oder) da die Laderegler gern nach lust und Laune auch mal bis 30V hochfahren :idea:

Edit : hab mal paar bilder gesucht (sorry für die schlechte qualität, war nur n handy schnappschuss)

IMG_20180122_091822.jpg


Das ist ein "Kleiner" AKkusatz, also eigentlich sind es 2, die werden aber Parallelgeschaltet um genug Kapazität zu bekommen. Es gibt da bei der Bahn (zumindest bei uns) 2 verschiedene Bauarten. Entwerder wie im Bild 6 Zellen pro Trog oder, wie bei den Wägen um die es geht, 3 Zellen Pro Trog (die dann allerdings um einiges größer sind) (Gewicht ca 60kg pro Trog). Je nach alter wurden die aus Holz oder Kunststoff hergestellt.

IMG_20180122_091917.jpg


Das ist ein Akkukasten, der hängt Unterflur am Wagen. Fasst jeweils 3 Tröge, der Wagen hat also 4. (die anderen Wägen haben 2)

IMG_20180122_091917.jpg


Das ist ein Unterflur Sicherungskasten, wie er bei einem unserer Schlieren eingebaut ist. (der der Schon ein statisches Ladegerät hat)
Die SIcherung die im Deckel hängt ist die Heizspannungshauptsicherung (60A) die automatisch gezogen wird sobald der Kasten geöffnet wird. ausserdem ist der Kasten mit dem Heizungshauptschalter verbunden, d.h. ein öffnen ist erst möglich, wenn die Heizspannung abgeschalten ist. Untem im Kasten sieht man die kleinen Sicherungen. die haben jeweils 16A und sichern Das Ladegerät und die 3 Lufterhitzergruppen (jeweils 10kW) ab. Das weiße sind Schütze die von der Elektronischen Steuerung im wagen geschaltet werden um die Heizgruppen zu steuern.
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IMG_20180122_092220.jpg
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Julez » Mo 22. Jan 2018, 11:26

Also dann würde ich mir überlegen, ob die Akkus überhaupt dauerhaft ans Bordnetz angeschlossen sein müssen. Kann man die nicht abklemmen und geladen halten, und das (die) Netzteil(e) anklemmen und anwerfen wenn man im Stillstand elektrische Sachen im Wagen betreiben will, und dann während der Fahrt die Netzteile abklemmen und die Akkus dran?
Oder ziehen die Heizungen beim Test dann soviel Strom, dass die Akkus unbedingt als Puffer dranbleiben müssen?
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Lukas_P » Mo 22. Jan 2018, 11:51

Naja die Akkus abklemmen ist viel Arbeit, da die Kästen teilweise schwer aufgehen und noch schwerer wider zu. Wir nehmen immer die Laderegler Sicherung und die Automaten raus...

Es is ja so gedacht das die Netzteile nach der Fahrt wider mit 230V Kabel verkabelt werden, um dann alle Monate mal ein paar h nachzuladen (da wir oft längere standzeiten haben), oder eben bei Stromverbrauch im Wagen. Die Heizungssteuerungen laufen immer mit solange die 24V da sind (und die Sicherung drinnen). Allerdings wird der Wagen nur geheizt wenn dann die Hochspannung zugeschalten wird.
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon basti1 » Mo 22. Jan 2018, 12:31

Du könntest auch mit 500 A laden. Die Spannung ist das größere Problem. So lange du nicht zu hoch bist kocht auch nichts über.

Und die Batterien ziehen auch nur soviel Strom wie sie können, mit der passenden Spannung.


MFG Sebastian
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon TDI » Mo 22. Jan 2018, 13:43

Statt teurer Spezialnetzteile würde ich versuchen, günstige Standartnetzteile zu verwenden und ggf die nötige Anzahl parallel zu schalten. Das hat den positiven Nebeneffekt, dass bei Ausfall eines Netzteils die Stromversorgung nicht ganz ausfällt und Ersatz leicht und schnell zu bekommen ist.
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Robby_DG0ROB » Mo 22. Jan 2018, 16:09

Zum Laden ist eine Strombegrenzung/-regelung nötig, während "normale" Netzteile zur reinen Spannungsversorgung nur eine Abschaltung bei Erreichen/Überschreiten der maximalen Stromstärke ausweisen, da sie ja eine konstante Spannung über den gesamten Leistungsbereichen erzeugen sollen und keinen Konstantstrom liefern. Zum I-Laden braucht es jedoch eine Stromanpassung und keine Spannungsanpassung.

Mit alten Trafoladern hat quasi die Impedanz der Quelle das bewirkt, aber ein Schaltnetzteil reagiert da anders und gehorcht anderen Gesetzmäßigkeiten.
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon Julez » Mo 22. Jan 2018, 17:06

Ich hätte da noch ein Chargery bzw Junsi S1200 Netzteil vorzuschlagen:

http://www.elektromodellflug.de/1200w-netzteile.html

So eins hab ich mal zum Testen bekommen:

https://www.youtube.com/watch?v=kiAbAHXWpuY

Wenn ich das richtig in Erinnerung habe, schaltet es bei Überlast nicht ab, sondern geht mit der Spannung runter.
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon OnOff » Mo 22. Jan 2018, 18:17

Oder einen Rotierenden Umformer basteln.
400V Drehstrommotor und eine große LKW Lichtmaschine.
Sollte sich beides ohne allzugroßen Finanziellen Aufwand besorgen lassen.
Oder halt einen kleinen 24V Dieseljockel:
http://www.militaerbestaende-schult.de/ ... iesel.html
Der hat einstellbare Spannungs- und Strombegrenzung.
Gruß Sebastian
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon zauberkopf » Mo 22. Jan 2018, 19:20

Wegen Ladestrom :
Also diese Akkus werden mit höchster Wahrscheinlichkeit NiCd Akkus mit TASCHENELEKTRODEN sein.
Die kann man nicht schnelladen, und haben einen für NiCd Systeme einen recht hohen Innenwiderstand.
Dafür sind diese Akkus aber wie schon gesagt, ernorm robust !

Mann kann hier auch nicht mit Delta-Peak und ähnlichen Tricks arbeiten.. ist der Akku voll, wechselt er von dem Modus :
Akku in den Modus Knallgasgenerator über.

Dafür hat er aber keine Probleme mit Tiefentladung.. und jetzt kann man sich auch gut vorstellen, wie er eingesetzt wurde :
Bahn fährt, lädt langsam nach.. Bahn hält, und er wird entladen.
Das bisschen Überladung, wird halt in Knallgas umgesetzt.. so what ?!

Das Szenario was hier beschrieben ist, kommt also eigentlich gar nicht im Normalen betrieb vor.
Wie denn auch.. sind Museumsteilchen.

Was ich also Gedanklich hingehen würde, wäre folgendes :
Man nehme ich Netzteil das die rund 30-40A bei 24V für die Beleuchtung, etc.. liefert.
(Messen ! )
Und packe dazu noch rund 5-10A drauf.
Dann wird der Akku im Worst-Case fall entweder, ganz langsam gekocht.. oder aber, ist nach einem Testlauf wenigstens so weit geladen, das er ein paar Haltestellen durchhällt.
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Re: Sehr (sehr) große Akkus mit Schaltnetzteil laden

Beitragvon TDI » Mo 22. Jan 2018, 19:46

Einen Trafo mit Gleichrichter zum Laden zu benutzen ist suboptimal, weil der Innenwiderstand zu klein bzw das Gebilde zu spannungssteif und somit mehr Spannungs- als Stromquelle ist.
Ich könnte mir zwei Möglichkeiten vorstellen, das weniger spannungssteif hinzubekommen.
Zum Einen könnte man einen einstellbaren Streufeldtrafo nehmen. Sowas findet sich typischerweise in E-Schweißgeräten.
Eine andere Idee wäre, einen kapazitiven Vorwiderstand zu nehmen. Dieser müsste sich eigentlich auch auf der Primärseite des Trafos realisieren lassen. Über mehrere, schaltbare Cs ließe sich das ein wenig abstufen.
Oder mit ein wenig Regelaufwand per Phasenanschntt...

Wenn es unbedingt Schaltnetzteile sein sollen, wählt man halt welche mit U/I-Kennlinie.
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