Dauernde Ladung bei Batterie und weiter?

[HBFOX]

Hallo Zusammen,

 

nehmen wir mal an, bei einem Flug gibt es eine dauernde Ladung der Batterie durch einen Alternator.

Batterie wird heiss, Gefahr für Brand....

 

So also wir schalten nun die Batterie aus und landen auf dem nächsten Flugplatz.

 

Das Problem, man sollte doch den Alternator nie ohne Batterie betreiben, aber wenn man die Batterie vom Netz nimmt, so ist der Alternator doch noch eingeschalten. Spielt das nun eine Rolle oder hat es hier andere Mechanismen, dass das trotzdem funktioniert?

 

Weiss jemand noch wie das aussieht mit der Ladung der Batterie, wenn diese leer ist und von einem Alternator gespiesen wird?

 

Gruss Alain

[Christian Forrer]

Hallo Alain

 

Nun das mit dem Laden der "Batterie" ist eigentlich ganz einfach: Wie auch beim Auto ist auch im Flieger ein Bleiakku eingebaut. Bleiakkus werden nach dem so genannten Konstantspannungsverfahren geladen, die Ladeschlusspannung eines Bleiakkus beträgt 13.6V. Der Alternator nun liefert max. genau diese 13.6V, das heisst wenn der Akku voll ist, hat er auch die 13.6V und darum kann gar kein Strom mehr zum Akku fliessen da Akku und Alternator die gleich Spannung aufweisen. Der Alternator liefert in diesem Zustand nur noch gerade so viel Strom wie im Bordnetz gerade gebraucht wird.

Erst wenn jetzt irgend ein Ereigniss eintritt, dass die maximale Leistung des Alternators übersteigt wird jetzt auch wieder Strom aus dem Akku bezogen (z.B. wenn ein el. Einziehfahrwerk betätigt wird, elektrische Flaps usw.). Sobaldd iese Last "wieder weg ist", wird die Spannung im Akku tiefer sein als die 13.6V (es wurde ja eben etwas Kapazität "abgegeben", demzuvolge läd sie sich jetzt wieder auf, sofern dazu genügend Leistung vom Alternator zu verfügung steht... (Je tiefer die aktuelle Spannung des Bleiakkus ist um so mehr Ladestrom fliesst, begrentzt durch den maximalen Strom der die Ladestation/Alternator zur verfügung stellen kann).

Ein Überladen von einem Bleiakku kann es eigentlich nicht geben und wenn doch fängt er "einfach an zu gasen", darum haben alle Bleiakkus ein Ventil(e) (auch die wartungsfreien)... eigentlich eine sichere Sache... Wenn eine NiCd, oder ein Lipo- Akku wie im Handy im Flieger wäre, ja dann sähe die Sacher deutlich anders aus...

 

Ist etwas vereinfacht ausgedrückt, aber hoffentlich verständlich :rolleyes:

 

Gruss

Christian

[MarkusP210]

man sollte doch den Alternator nie ohne Batterie betreiben

 

Woher nur diese Weisheit wieder stammt...!?

 

Bei den elektrischen Maschinen die in unseren Flugzeugen zum Einsatz kommen handelt es sich um fremderregte Synchronmaschinen. D.h. der Rotor muss über die Kohlen/Schleifringe bestromt werden (das geschieht durch die Batterie). Durch die Drehbewegung induziert das rotierende Magnetfeld des Rotors in den Statorwicklungen nach dem Lenzschen Gesetz eine Spannung welche wiederum einen Strom treibt; den Ladestrom.

 

Den Alternator ohne Erregung zu drehen bedeutet lediglich, keinen Ladestrom zu erzeugen, weiter nichts. In dieser Betriebsart kann geflogen werden bis die Batterie vollständig entleert ist (keine Ladung, Verbraucher laufen ab Batterie). Deshalb nützt es je nach elektrischer Verdrahtung nichts, einen Flugzeugmotor bei tiefentladener Batterie mit der externen Starthilfe anzuwerfen, keine Erregeung, keine Ladung.

 

Markus

[salihoi]

Auch wenn der Thread schon älter ist will ich trotzdem noch etwas hinzufügen.

 

Woher nur diese Weisheit wieder stammt...!

 

Kann ich dir gerne sagen. Ich habe es auch so gelernt in meiner Lehre als Baumaschinenmechaniker. Gut möglich dass es andere Bauarten gibt aber sicher ist sicher.

 

 

 

Gruss Mäse

[MarkusP210]

Aha, spannend! Die Begründung bleibt der Verfasser aber schuldig; ganz einfach, diese Aussage ist ein unwahres Gerücht, ein hartnäckiges.

 

Wer mein Statement verifizieren möchte, dem empfehle z.B. ich diese Lektüre:

 

http://www.amazon.de/Elektrische-Maschinen-Antriebe-Drehstrommaschinen-Antriebstechnik/dp/3834800988/ref=sr_1_1?ie=UTF8&s=books&qid=1251149154&sr=8-1

 

Markus

[Volume]

Hallo Alain,

 

bei dem Batterieschalter handelt es sich nicht (wie beim Hauptschalter) um einen Hochstromschalter der die Batterie vom Generator trennt (beim Hauptschalter über ein Relais), sondern er schaltet lediglich die Spannungsversorgung des Generatorfelds ab. Es ist also nicht die ganze Generatorleisung die über diesen Schalter fliesst, die Batterie bleibt nach wie vor mit den Generatorwicklungen und den Gleichrichtern verbunden, damit kann es auch keine Überspannung geben.

Nur wenn du das Generatorfeld mit Strom versorgst (Batterieschalter an) aber die Verbindung Generator-Batterie kappst, dann kommt es zu Überspannungen, die die Gleichrichtereinheit zerstört (auch in Sperrrichtung wird eine Diode oberhalb einer Durchbruchspannung durchlässig).

Ich kopier dir mal den Schaltplan aus dem Cessna 150er Flug- und Betriebshandbuch und stelle ihn hier rein, da erkennt man schön den Unterschied zwischen der "Leistungsleitung" über die die Batterie geladen wird und die "Steuerleitung" über die der Regler die Batteriespannung erfährt und das Feld versorgt.

 

Beim Rotax ist es mal wieder anders, denn der hat einen Permanentmagnetgenerator und eine ganz andere Regelung. Hier wird nicht das Feld gesteuert, sondern bei 14V einfach die Ausgangsleistung auf Masse gelegt (kurzgeschlossen), so das die Batterie keine weitere Ladung mehr erhält. Über die Probleme mit diesem Regler ist bei Pilots24 und noch mehr Pilots24 alles gesagt was man schon immer wissen wollte, aber nie zu fragen wagte...

 

Gruß

Ralf

[MarkusP210]

Nur wenn du das Generatorfeld mit Strom versorgst (Batterieschalter an) aber die Verbindung Generator-Batterie kappst, dann kommt es zu Überspannungen, die die Gleichrichtereinheit zerstört

 

Nnnnnein, das glaube ich kaum. Im von Dir beschriebenen Fall würdest Du den Generator lediglich von der Last trennen (über das Batterierelais, das in der Lage ist die gesamte Last zu schalten). Die Erregung bliebe eingeschaltet; der Regler muss in der Lage sein, die entstehende Spannungsspitze freizuschalten (spezielle Dioden auf der Lastseite --> Freischaltdioden), ein Defekt des Reglers darf dabei nicht auftreten (wäre fatal wenn beim Ansprechen der Generatorsicherung jedesmal der Spannungsregler in den Himmel ginge). Nach dem Transienten (die Schaltspannungsspitze) regelt der Regler die Leerlaufspannung wieder ein. Für den umgekehrten Fall, das Einschalten der Last, braucht es dann unbedingt die Batterie um die entstehende, kurzzeitige Unterspannung (der Regler braucht wieder etwas Zeit zum Nachregeln) aus der Batterie zu decken (die Konsequenz daraus wenn die Batterie zu diesem Zeitpunkt tiefentladen ist kennen wir ja alle).

 

EDIT:

@Ralf

Wenn wir in der Zeit ein paar Jahrzehnte zurückgehen, dann stimmt Deine Aussage natürlich. Damals, als die Leistungshalbleitertechnologie noch nicht so weit fortgeschritten war, herrschte bei einem plötzlichen Lastabfall in der Tat latent die

Gefahr der Zerstörung der Gleichrichterdioden durch Zerstörung der Sperrschicht (oder sogar Zerstörung der Statorwicklung). Aus diesem Grund werden in modernen Maschinen Leistungs-Zenerdioden eingesetzt, welche bei der sog. Z-Spannung in Sperrichtung durchschalten und die entstehenden Spannungsspitzen durch Kurzschluss begrenzen. Und ja, auch heutige Flugzeug-Alternatoren gehören zu den modernen Maschinen ;-)

 

Markus

[HBFOX]

Hallo Zusammen,

 

danke für die vielen hilfreichen Antworten :cool:. Jetzt habe ich den Überblick bekommen. Habe meinen Fluglehrer noch gefragt, darauf hin haben wir den Batterieschalter ausgeschaltet (natürlich am Boden), die ganze Elektronik hat noch über den Generator genügend Strom bekommen. Das heisst also dass der Generator noch von der Batterie die Erregungsspannung bekommt, auch wenn der BAT-Schalter ausgeschaltet wird.

 

Das bestätigt auch die Antwort von Ralf.

 

Gruss Alain