[ChocoHolic]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Gerd: auch bei der Energieauskoplung aus einer "üblichen Ladungspumpe" tritt das 2-Kondensatorproblem auf.

Öh? Wieso denn das? Das 2-Kondensatorproblem ist doch nur da präsent, wo Verluste auftreten obwohl nur verlustfreie Bauteile in Idealform im Modell sind.
Hast du nen Link zu der "üblichen Ladungspumpe" auf die du dich beziehst?
Ladungspumpen sind seit Jahrzehnten ein bewährtes und hocheffizientes Prinzip für PFC-Schaltungen, wie kommt ihr da auf das 2-Kondensatorproblem?
Überall sauber definierte du/dt und entsprechende Ströme - selbst bei Verwendung von realen Dioden sehr effizient. Und die paar Verluste sind alle präzise den prinzipiell verlustbehafteten Bauteilen zuzuordnen.

Die Kondensator-Schiebe-Ladesysteme bergen IMHO keine echten Überraschungen.
Und natürlich kann man auch via Diode damit nen weiteren C Laden. Die Spannungserhöhung fällt dann niedriger aus als beim alleinigen Plattenkondensator , schließlich liegt der zweite C ja über die Diode parallel und nimmt Ladung auf. Der Ansatz der Ladungskonstanz im Plattenkondensator ist damit nicht mehr gegeben.
Der Umladevorgang selber ist jedoch sehr verlustarm. Lediglich in der Diode entstehen Verluste und diese sind gering wenn die Flussspannung der Diode gering gegenüber den Kondensatorspannung ist.

Gerd's Ansatz mit den Induktivitäten hat was.
Real allerdings schwierig weil reale Induktivitäten zwar gute Kurzzeitspeicher sind, aber für Zeitkonstanten jenseits des ms-Bereiches werden die notwendigen Drosselkonstruktionen doch etwas exotisch. ...und schnell mal im us-Bereich den Kern entfernen und messen was sich tut... iss sportlich.
Cs sind da gutmütiger, Zeitkonstanten im Bereich mehrerer Tage sind kein Problem.

BTW:
Bei den anfänglichen zwei Cs lässt sich die Energie verlustfrei via einer geschalteten Induktivität verteilen. Dann kriegt man an beiden Cs nicht die um den Faktor zwei reduzierte Spannung, sondern um Faktor Wurzel aus zwei.
Spannend an diesem Konstrukt ist, dass man ohne zusätzliche Stromquellen hinterher mehr Energie...
Edit: Stuss!
Korrektur:
...mehr Ladung gespeichert hat als vorher. Zwar auf niedrigerem Potential, aber es wurde mehr Ladung getrennt.

[Basstler]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker
Ich konnte nicht ahnen, dass Du prompt wieder ins Gleisbett hüpfst. Wenn die Fahrt erstmal richtig losgeht, werden wir Dich am Sitz festbinden müssen.

Ich hab lang mit mir gekämpft ... ich kanns nicht lassen ...

http://www.youtube.com/watch?v=Pw5capTC53k

[alfsch]

oh basti, da sag ich nur:
http://www.youtube.com/watch?gl=DE&hl=de&v=_7VsoxT_FUY

[Basstler]

So bin ich halt

Bin auch für Wärmerückgewinnungsanlagen in Krematorien.

[Rumgucker]

Choco: ich stell mir das laienhaft so vor, dass ein geladener Kondensator (irgendeines pulsierenden Generators) einen Siebelelko auffüllen soll. Typischerweise über eine Diode.

Im allerallerallerersten Takt des Generators ist der Siebelko leer. Und prompt treten die 50% Verluste auf (bei gleich großen Pump- und Siebelkos).

Aber im nächsten Takt schon ist der Siebelko etwas voller und die Verluste sinken.

Im übernächsten Takt wirds noch besser. Insgesamt kommt man dann auf einen guten Wirkungsgrad.

Aber der allererste Takt geht in die Hose. 50% Verluste. Immer!

[Rumgucker]

Zurück zu den Kondensatormaschinen.

Um da weiter zu kommen, benötigen wir in Spice einen Drehkondensator, den wir in Abhängigkeit von der Zeitachse parametrieren (wobbeln) können.

Zur Erinnerung: im Transduktoren-Thread wollten wir Spulen parametrieren. Allerdings elektrisch und nicht zeitabhängig. Es gelang uns nicht besonders gut. Zum Schluss beschränkten wir uns auf die Verwendung der von Spice fertig gelieferten unlinearen Spulen.

Nicht unproblematisch, denke ich. Aber wenn wir komplexe parametrische Maschinen entwickeln wollen, brauchen wir den Drehko. Später auch die von der Zeit abhängige Spule.

[Rumgucker]

Wegen Chocos Einwand möchte ich nochmal schnell unterschiedlich große Kapazitäten prüfen.

Zwar sind typische Ladungspumpen mit überall gleich großen Kondensatoren ausgestattet, aber wie hoch sind die Verluste, wenn ein leerer 1000uF Siebelko von einem 100uF mit 50V gefüllten Pumpelko aufgefüllt wird?

Startenergie W = (C * U²) / 2 = (100uF * 2500V²) / 2 = 0.125Ws

Nach dem ersten Pumptakt hat der Siebelko 5V (Pumpelko ganz leer), also hat das System nun eine Energie von (1000uF * 25V²) / 2 = 0.0125Ws

Also haben wir im ersten Arbeitstakt sogar 90% Verluste produziert.

[Rumgucker]

Hehehe....

der sieht doch klasse aus:

http://powerelectronics.com/mag/504PET07.pdf

[Rumgucker]

Sieht wirklich sehr gut aus! So werden wir auch später Spulen parametrieren können (Variometer). Aber jetzt erstmal die Drehkos:

[kahlo]

Also... V2 ist die Handkurbel? V1 kann dann aus Vc generiert werden . Da ist der Weg wirklich nicht mehr weit zu diesem:

[Bild: cyl1.jpg]
Quelle

Ich bin begeistert !

[Rumgucker]

Jo... V2 wäre die Kurbel.

Ich bin auch hin und weg. Hab das Teil man ganz genau gecheckt und noch ein wenig parametriert. Ist wirklich toll. Hier mit realistischeren Werten.



...wir sind einen Schritt weiter. Ich mach ne Lib draus. Lad ich gleich hoch.

[Rumgucker]

https://stromrichter.org/d-amp/content/i...aricap.asc ins Hauptverzeichnis
https://stromrichter.org/d-amp/content/i...aricap.lib ins Hauptverzeichnis
https://stromrichter.org/d-amp/content/i...aricap.asy ins "lib\sym"

[Rumgucker]

Mist! Ich habs doof reingestellt. Die führenden "1_" müssen natürlich weg.

[Rumgucker]

Das mit der elektrischen Steuerbarkeit des Drehkos ist ganz vorzüglich, weil wir so auch elektrostatische Kräfte simulieren können, was möglicherweise beim elektrostatischen Oszillator noch ne wichtige Rolle spielen wird.

[kahlo]

In diesem Thread ist zwar die Basis dafür schon vorhanden, aber... .

Um die elektrostatischen Kräfte zu simulieren wäre es am elegantesten, am CTRL-Eingang des Drehkondensators eine Leistung abzufordern. Solte mit den im Thread vorhandenen Formeln gehen.

[Rumgucker]

Ja. Gute Idee.

Wir können im Modell die Spannung an den Platten messen und damit eine Stromquelle steuern, die CTRL belastet.


/EDIT: ne... so einfach ist es doch nicht.

[Rumgucker]

Eigentlich wollte ich gestern abend noch schreiben, dass alles noch viel einfacher ist. Dass die Kraft doch eigentlich konstant bleiben müsste, wenn ich die Platten auseinanderziehe. Dann hab ich aber das Kraft-Modell doch noch anständig ausgearbeitet... und jetzt kommen wirklich tolle Erkennntnisse!



In grün ist die Kondensatorspannung dargestellt und in rot die Kraft (= 630 uN), mit der sich die C-Platten anziehen. Zuerst lädt sich der 500p-Drehko gemütlich auf. Dann zieh ich ihn auf 250p auseinander. Wie erwartet, schnellt die Spannung auf die doppelte Ladespannung hoch. Die Diode verhindert das Abfließen der Ladung.

Anm: ich hab die simulierten Kräfte von Hand nachgerechnet. Sie stimmen!

Spannend ist aber, dass die Anziehungskraft der Platten konstant ist. Das muss ja auch so sein, weil sich Spannung und Plattenabstand verdoppeln, was sich wieder kürzt.

Damit unterscheiden sich die Anziehungskräfte zweier geladener Platten deutlich von den Anziehungskräften zweier Magnete. Bei den Magneten fällt die Kraft mit dem Quadrat der Entfernung. Bei Kondensatoren (mit konstanter Ladung) bleiben die Kräfte konstant - egal wie weit ich die Platten voneinander entferne.

Ich bin verblüfft! Ein derartiges konstantes Kraft-Verhalten ist extrem selten. Selbst die Gravitation ist nicht konstant sondern entfernungsabhängig. Typische sind ja eher Federeffekte, also Änderungen der Kraft in Abhängigkeit vom Abstand. Genaugenommen fällt mir keine Kraft in der Natur ein, die unabhängig von der Entfernung ist.

Es muss aber stimmen, denn ich erinnere einen uralten Physikversuch, in dem (polarisierte) Öltröpfchen zwischen zwei Kondensatorplatten schwebten. Es spielte keine Rolle, in welchem Abstand von den Platten. Sie schwebten überall gleich.

Perpetuum mobile war ja nichts. Aber eine "konstante-Kraft-Maschine" mit unendlicher Reichweite hätte ja auch nen gewissen Charme, oder?

[Gerd]

Klasse!

eine Anm. zum Drehko: da spielen die Kräfte sowieso fast kein Rolle, da der Hauptanteil auf die eingedrehten Platten wirkt, und somit senkrecht zur Betätigungsrichtung. Beim Verändern der Kapazität muß ich diese Kräfte also nicht überwinden.
Es bleibt eigentlich nur Luftwiderstand und Reibung übrig...

[Rumgucker]

Ich hab das Ergebnis noch nicht verdaut. Eine konstante Kraft, die bis in die Unendlichkeit wirkt? Mein Bauch sagt " nein". Die Formeln sagen "ja".

[Rumgucker]

Also was ich hier msehe, ist wirklich fantastisch. Die elektrische Ausgangsenergie eines parametrischen Verstärkers ist also wirklich höher als die elektrische Eingangsenergie. Er transformiert nicht nur die Spannung (wie man so denkt), sondern er verstärkt sie. Die zusätzliche Energie kommt von der Kurbel (rot).