Spannungswandler und Gel Batterie

[bitkiller]

Hallo Freunde,
eine Frage an die Spezialisten unter Euch:

Ich habe mich mehrere Wochen mit dem Problem, einen Föhn aus der Aufbau Batterie (2x 85Ah Gel) zu versorgen, beschäftigt.

Erster Versuch mit einem Wandler 800W, modifizierter Sinus (ich konnte bei 99€ leider nicht widerstehen).

Nach wenigen Minuten geht der Wandler auf Störung (Unterspannung), obwohl die Bord Anzeige Spannungen um ca. 12V anzeigt. Der Wandler zeigt dieses Verhalten sowohl bei 700W, als auch bei 350W Abgabe!?

Austausch durch den Lieferant (FraRon), nach erneutem Einbau gleiches Problem.

Parallel zu dem "Föhn Problem", fiel mir auf, dass das Laptop Netzteil brummt und sehr heiß wird.

Nach Diskussion mit den Technikern (kompetent und freundlich), Rücknahme des 800W Wandler, obwohl durch den
Einbau etwas "angegammelt" und Austausch durch ein 600W Gerät mit sauberem Sinus (190€).

Plötzlich geht sowohl der Föhn, als auch der Laptop!

Frage:
Hat jemand Erfahrung, ob die Gel Batterien den harten Pulsen (ein / aus) des modifiziertem Sinus
(ist ja eigentlich ein Rechteck mit Lücken) weniger entgegenzusetzen haben als
der kontinuierlichen Last durch einen Sinus Wandler?

(Der Lieferant macht seine Tests mit normalen Blei Starterbatterien)!

Danke für eine Antwort
Bitkiller

[Schwedenopa]

Hallo Bitkiller,

erst mal eine Frage zurück: Wie dick und wie lang waren die Kabel zwischen Batterie und Spannungswandler?

Grund für die Frage: Viele Probleme mit Spannungswandlern, gerade aus den höheren Leistungsklassen, werden nämlich weder durch den Wandler selbst noch durch die Batterie verursacht, sondern schlicht und einfach durch zu große Widerstände in den Anschlusskabeln auf der 12-Volt-Seite. Sprich: Durch zu dünne und/oder zu lange Kabel. Bedenke, dass bei 800 W auf der 12-Volt-Seite immerhin rund 67 A fließen!

Ansonsten: Der Batterie ist es völlig egal, ob der Wandler nun reinen Sinus produziert oder nicht. Allerdings kann es gerade bei Schaltnetzteilen, wie sie heutzutage nahezu ausschließlich für Laptops etc. verwendet werden, zu höheren Verlustleistungen kommen, wenn kein reiner Sinus anliegt. Erkennbar daran, dass das Netzteil heißer wird als gewohnt. Beim Fön, pardon Haartrockner , sollte allerdings kein Unterschied bemerkbar sein.

MfG
Gerhard

[bitkiller]

Hallo Gerhard,
danke für die prompte Reaktion!

Deine Frage: Ich habe die Wandler direkt über dem Batteriesatz montiert und daher die am Wandler angebrachten Kabel (jeweils 2 x 16 mm2) NICHT geändert.

Gerhard, als Neuling eine Frage an Dich:
Wie kann ich Bilder / Grafiken einem Beitrag hinzufügen, mit einem Bild lassen sich manche Probleme einfach sinnvoller diskutieren!?

Danke und einen schönen Tag von der Küste.

Bitkiller

[Schwedenopa]

Hallo Bitkiller,

eine Anleitung für das Hochladen von Bildern findest Du hier.

Ansonsten: 16 mm² sind für die hier fließenden Ströme schon etwas "mager". Wie lang sind denn die serienmäßigen Anschlusskabel?

MfG
Gerhard

[holiday]

Hallo Bitkiller,


Ansonsten: 16 mm² sind für die hier fließenden Ströme schon etwas "mager". Wie lang sind denn die serienmäßigen Anschlusskabel?

MfG
Gerhard

16mm² sind eindeutig zuwenig,bei 67Amp die da durch gehen, sollten es zumindest 35mm² sein,sofern sie nicht länger als 2 m sind.darüber sind 50mm² der bessere weg.

[bitkiller]

Hallo Gerhard, Holiday,
der Wandler wird mit den Kabeln (ca. 50cm) so geliefert.

Da das Problem aber NUR mit dem modifizierten Sinus UND nach ca. 5 Minuten auftrat, KANN es doch nicht an der Kabeldimension / Installation sondern nur am steigenden Innenwiderstand der Gel Batterien liegen!??

Zum Thema der Bilder: Ich werde KEINE Bilder auf fremde Server laden, wenn das nicht direkt auf Eure Server geht, dann eben nicht .

Gruß
Bitkiller

PS: Nochmals Danke für die rege Diskussion, obwohl mein Problem ja mittlerweile gelöst ist, interessiert mich einfach der technische Hintergrund!

[Schwedenopa]

Hallo Bitkiller,

natürlich können wir hier nur spekulieren, was die wirkliche Ursache des Problems betrifft. Aber eines ist klar: Die normalen Starterbatterien, die der Lieferant zum Testen verwendet, sind für weitaus höhere Stromstärken ausgelegt als Deine Gelbatterien. Du schreibst aber, dass Deine Spannungsanzeige auch dann noch auf 12,0 V stand, als das Problem bereits auftrat. Zwischenfrage: Ist die Spannungsanzeige in den 5 min bis zum Auftreten des Problems gefallen? Falls ja, was war der Startwert?

Ich kann zwei verschiedene Hypothesen anbieten:

1. Spannungsabfall:
Der Spannungsabfall an den Kabeln, den Kontakten, und am Innenwiderstand der Batterie muss zusammengezählt werden. Überdies sinkt bei starker Belastung die Spannung an den Batteriepolen ab. Dies alles zusammengenommen führt beim (stärkeren) Trapezwandler nach einigen Minuten zur Abschaltung wegen Unterspannung, beim (schwächeren) Sinuswandler hingegen nicht.

2. Überhitzung:
Möglicherweise schaltet der Wandler gar nicht wegen Unterspannung ab, sondern wegen Überhitzung? Ein Hersteller, der einen 800-W-Wandler mit (m.E. nach völlig unzureichenden) 16-mm²-Kabeln ausstattet, spart vielleicht auch am Lüfter?

MfG
Gerhard

[bitkiller]

Hallo Gerhard,
nochmals Danke für Dein Unterstützung!

Zu deinen Fragen.

1: Startspannung war ca. 13,7V = 100% Anzeige am Panel. Direkt an den Polen mit einem Multimeter ebenfalls ca. 13,7V
Beim Ausfall des Trapezwandlers Anzeige ca. 12V, Multimeter an den Polen 11,8V.

2: Der interne Lüfter lief auf vollen Touren, ab 40% Last wird er automatisch gestartet.

Ich denke, Dein Hinweis auf die höheren Ströme der Starterbatterien zeigt in die richtige Richtung, wahrscheinlich sind die im WoMo serienmäßig verbauten GEL Batterien NICHT für derart hohe Ströme (ca. 30A pro Batterie) gedacht!?

Gibt es hierzu Erfahrungen / Empfehlungen, ich habe leider bei meinen Unterlagen (Exide) nichts in dieser Richtung gefunden.

Gruß und Danke
Bitkiller

[Hackebaer]

16mm² sind eindeutig zuwenig,bei 67Amp die da durch gehen, sollten es zumindest 35mm² sein,sofern sie nicht länger als 2 m sind.darüber sind 50mm² der bessere weg.

Die Kabelstärke mit 16qmm bei einer Anschlußlänge von 0,5m (für Plus und Minus also insgesamt 1 Meter!) ist für einen 800 Watt Wechselrichter völlig ausreichend!
Der unter Maximallast auftretende Spannungsverlust beträgt weniger als 0,1 Volt und ist quasi vernachlässigbar!
Kabelrechner findest du z.B. hier: Kabelrechner.

Ich könnte mir vorstellen, dass der WR einfach wegen Überlast und damit verbundener Erhitzung abgeschaltet hat.
Sicher ist, dass ein Haartrockner normalerweise KEINEN Sinuswechsler benötigt.
Und wenn dein Haartrockner jetzt(!) problemlos mit einem Sinuswechsel betrieben werden kann, dann liegt das Problem sicher nicht an den Batterien oder an den Kabeln, denn die abgeforderte Leistung bleibt ja gleich und führt über denselben Kabelweg.

Infos über Gelbatterien erhältst du hier: Gel-Handbuch
Mögliche Entladezeiten bei entsprechender Belastung stehen ab Seite 77.
Hierfür ein Beispiel: Einer A412/85Ah kann man max. 68,4Ah entnehmen, wenn der Entladestrom 1/3 der Nennkapazität beträgt.

Der von dir beschriebene Spannungseinbruch mit dem 800 Watt Trapezwechselrichter ist bei intakten 2x85Ah-Batterien demnach nach bereits 5 Minuten schlichtweg nicht möglich.

Gruß
Manfred

[ereus]

Für alle Interessierte habe ich das Oszilogramm von meinem WR hineingestellt. Man sieht, dass es sich um einen billigen Rechteckumrichter mit 3000 Watt handelt.



Fast alle Geräte funktionieren an dem WR. Ohmsche Verbraucher, wie Toaster, Kaffeemaschine oder Glühlampen, ist die Form des Wechselstromes egal. Elektronische Geräte, die ein qualitaiv hochwertiges Netzteil haben, kommen auch sehr gut damit zurecht. Problematisch wird es bei elektronischen Geräte mit einem schlechten Neztteil. Wenn das Netzteil schlecht aufgebaut ist bsw. durch zu kleine Siebekondensatore, dann kommt es zum Brummen oder bei Fernsehgeräten mit qualitativ schlechtem Netzteil auch im Bild zu Streifen. Mikrowellegeräte benötigen grundsätzlich einen guten Sinus.



Dieses Foto zeigt den Strom von meinem Föhn (1200 Watt) am WR. Das rauschen kommt von der Kommutierung der Bürsten des Elektromotors. Wenn der induktive Teil etwas höher wäre, würde sich die das Rechteck sinusförmiger werden.

Und nun zum Thema Störung:
Ich bin sehr sicher, dass es wie Hackebaer es schon sagte um eine Überlastung des WR handelt, deshalb kann ich Euch allen nur empfehlen keine WR unter 2.000 Watt zu kaufen. Schon alleine wegen der Anlaufströme. Zwar wurde hier beschrieben, dass die Störung erst nach 5 Minuten aufgetreten ist, jedoch haben bspw. Motore einen 5 bis 7fachen Anlaufstrom. Wer also einen Staubsauger mit 800 Watt betreiben möchte hat einen Anlaufstrom von mindestens 17 Ampere bei 230 Volt das entspricht einer Leistung von rund 3900 Watt und dieser Anlaufstrom kann dazu führen, dass der WR auf Störung geht. Also darf es beim WR lieber ein bischen mehr sein.

[holiday]

Die Kabelstärke mit 16qmm bei einer Anschlußlänge von 0,5m (für Plus und Minus also insgesamt 1 Meter!) ist für einen 800 Watt Wechselrichter völlig ausreichend!
Der unter Maximallast auftretende Spannungsverlust beträgt weniger als 0,1 Volt und ist quasi vernachlässigbar!
Kabelrechner findest du z.B. hier: Kabelrechner.

hallo manfred

ich weiß du bist der stromguru schlecht hin,aber ich bin von der norm Strombelastung nach ISO10133 und 13297
ausgegangen und da sind zumindest bei 70Amp 25mm² kabel.nach dem motto a bissl mehr schadet nicht,hab ich 35mm² angegeben,bei 60°
bei 70° umgebungstemperatur wären es 50mm²

[bitkiller]

Hallo Freunde, Manfred,
danke für die wertvollen Hinweise!

Manfred: Deine Aussage => die gemessenen Werte sind für intakte Akkus schlicht nicht möglich <=

Heißt das, ich habe einen Fehler in der 12V Versorgung, der nur durch den Wandlereinbau zu Tage kommt?

Das WoMo wird jetzt ein Jahr alt, die Batterien sind demnach genau so alt, nach den Tabellen sollten diese doch etwas länger halten!

Mit freundlichem gruß
Bitkiller

[Hackebaer]

Heißt das, ich habe einen Fehler in der 12V Versorgung, der nur durch den Wandlereinbau zu Tage kommt?

Nein, das heißt es nicht!
Nach Austausch des Trapezwechselrichter durch einen Sinuswechselrichter funktionieren deine Geräte ja einwandfrei. Das Problem lag also eindeutig auf Seiten des Trapezwechselrichters. Es war ja sogar reproduzierbar, weil bei einem 2.Gerät derselbe Fehler auftrat.

Ob der Wechselrichter tatsächlich wegen Unterspannung(!) abgeschaltet hat, ist für mich aus deiner Beschreibung und den angegeben Werten nicht erkennbar.
Wären deine Batterien defekt, müßten sie bei gleicher Belastung durch den Sinuswechselrichter ebenfalls spannungsmäßig einbrechen, was sie aber offensichtlich nicht tun. Als mögliches Problem fällt mir jetzt nur noch ein, dass die Wechselrichter unterschiedliche Abschaltspannungsschwellen hätten, aber dass ein 12V-Wechselrichter bereits bei 12V bzw.11,7V abschaltet, habe ich noch nicht gehört oder erlebt. Die Schwellwerte liegen immer deutlich tiefer, also unter 11V oder gar erst bei 10,5V.

Auch ist die Belastung für die Batterien nicht so stark, als dass sie spannungsmäßig kurzfristig total einbrechen müßten.

Als logische Konsequenz bleibt eigentlich nur, dass der Trapezwechselrichter nicht in der Lage war, über mehr als 5 Minuten die geforderte Leistung abzugeben während der Sinuswechselrichter dazu in der Lage ist.

Gruß
Manfred

[bitkiller]

Hallo Manfred,

ich hoffe, ich nerve nicht .....

Zuerst besten Dank für den Link zu Sonnenschein, was mir allerdings fehlt (wahrscheinlich finde ich nur die richtige Tabelle nicht), das ist eine Kurve Zellenspannung / Entladestrom.
Die Tabelle,für den max. Strom über der Zeit gilt für 1,75V pro Zelle und dies sind doch wahrscheinlich die max. Werte der Batterie.

Ich habe kein "Gefühl", ob die 30A pro Batterie bei 85Ah Kapazität und eine Polspannung von 12,0V zusammenpassen, oder ob die Batterien DOCH ein Problem haben!

Gruß und Danke
Bitkiller

[slomo]

Jetzt muß ich meinen Senf auch noch dazugeben.
Zum Spannungsabfall in der Zuleitung:
Welche Spannung hattest Du direkt am 12V Wandlereingang unter Last? Die Spannung an den Polklemmen der Batterie sagt zu wenig aus.
Ich hatte da auch mal mit einem Föhn ähnliche Probleme. Mein Anschlußkabel vom Akku zum Wandler war ca 2m lang. Bei mir kamen direkt am Wandler nur noch ca. 10,5V an. Nach Reduzierung der Anschlußleitungen auf 0,5m waren alle Probleme wie weggeblasen.
Könnte es sein, daß der Trapezwandler aus Kostengründen einen sehr schlechten Wirkungsgrad hatte und eigentlich besser als Heizlüfter funktioniert hat als Wandler?