Shimano Nexus naafdynamo loopt zwaar

[Rchv]

Mijn vrouw klaagde over een zwaar trappende fiets, ik vermoedde de rollebrake voor en heb het voorwiel eruit gehaald. Blijkt echter dat het voorwiel in de hand zonder rollebrake heel zwaar ronddraait. Het wiel heeft een Shimano Nexus naafdynamo. Ik moet moet het wiel goed vasthouden om het überhaupt rond te kunnen draaien.

Nieuw wiel besteld en precies hetzelfde ben verbijsterd hoe zwaar de naaf draait. Dit is dus met het wiel in de hand, verder niets gemonteerd. Hoort dit zo?

[_Peter_]

Nee, en waarom niet eerst even met de fiets naar de fietsenmaker, misschien is het iets heel simpels zoals de lagers goed afstellen. Ik zou het "nieuwe" wiel gewoon terugsturen, voldoet namelijk niet aan de verwachtingen.

[Wim]

De Shimano naafdynamos met rollerbrake zijn niet geweldig en hebben inderdaad een grote weerstand. Of dat in jouw geval nog weer extra groot is kan ik zo natuurlijk niet zeggen, maar gezien de ervaring met dat nieuwe wiel lijkt me dat het oude wiel misschien wel gewoon zo slecht is als al deze naven zijn. De duurdere Shimano naafdynamos zijn beter (en SON naven natuurlijk nog weer beter) maar bij mijn weten past op geen enkele van die betere naafdynamos van Shimano of andere merken een rollerbrake of trommelrem. Dat is jammer want op een stadsfiets zijn zulke remmen best handig, al ben ik vanwege de weerstand ook als je niet trapt en het beperkte remvermogen (over modulatie hebben we het maar niet) geen fan van Shimano rollerbrakes vergeleken met de betere trommelremmen van SA.

[Shadow]

Mijn vrouw klaagde over een zwaar trappende fiets, ik vermoedde de rollebrake voor en heb het voorwiel eruit gehaald. Blijkt echter dat het voorwiel in de hand zonder rollebrake heel zwaar ronddraait. Het wiel heeft een Shimano Nexus naafdynamo. Ik moet moet het wiel goed vasthouden om het überhaupt rond te kunnen draaien.

Nieuw wiel besteld en precies hetzelfde ben verbijsterd hoe zwaar de naaf draait. Dit is dus met het wiel in de hand, verder niets gemonteerd. Hoort dit zo?

Dat is normaal en als je eenmaal op gang bent merk je er bijna niks van en bij een SON idem, dat zware draaien komt omdat je de magneten pool naar pool draait en dat voelt heel zwaar aan als je het langzaam doet in je hand. Dat hebben de duurdere net zo en als je het wiel in de vork monteert en een zwieper geeft moet het netjes draaien, maar het staat sneller stil als een gewone naaf ja.

[Wim]

Klopt, dat was ik nog vergeten te zeggen. Mijn Son naaf doet zoiets ook. Het is zo geen goede test. Desondanks zijn deze goedkope Shimano naven niet fantastisch, maar dat is zonder alternatief niet anders. Als je vrouw klaagt kan dat ook zijn omdat ze net als wij de afgelopen maanden fietsconditie/spieren heeft verloren. Dat viel ons althans bar tegen toen we vorige week een weekje gingen fietsen met bagage. Verdere suggesties zijn nog: banden oppompen, of betere banden monteren (dat kan flink uitmaken). De interne weerstand van de overige draaiende delen van een fiets is normaal gesproken zeer gering, en verschilt relatief weinig van fiets tot fiets, vergeleken met de rolweerstand van de banden, de lucht weerstand bij hogere snelheden, of de impact van de zitpositie. In die zin lopen eigenlijk alle fietsen zowat even licht.

[Rchv]

Dank voor de reacties. Op zich geruststelling dat het zo hoort aan de andere kant vind ik de weerstand wel erg sterk. Als ik flinke slinger geef aan het wiel met de assen in mn handen vast blijf je die weerstand bij elke snelheid voelen. Ik heb een oudere trekking fiets met een Shimano naafdynamo die juist heel soepel draait. Zou het door gebruik verminderen?

[Wim]

De ene naafdynamo loopt inderdaad zwaarder dan de andere en in die trekkingfiets zou best wel eens een betere kunnen zitten. Anderzijds is de test die je doet geen goede want door de magneten in de naaf wordt het wiel het ene moment tegengehouden en krijgt het het andere moment een zetje in de rug. Kortom dat heft elkaar ongeveer op. Zoals gezegd ook mijn Son naaf doet dit en dat is toch echt de naaf met de minste weerstand.
Die fiets van je vrouw heeft toch niet toevallig van die lompe Marathon Plus banden?

[Shadow]

Of CST banden idd.

Dank voor de reacties. Op zich geruststelling dat het zo hoort aan de andere kant vind ik de weerstand wel erg sterk. Als ik flinke slinger geef aan het wiel met de assen in mn handen vast blijf je die weerstand bij elke snelheid voelen. Ik heb een oudere trekking fiets met een Shimano naafdynamo die juist heel soepel draait. Zou het door gebruik verminderen?

Een sterkere dynamo die meer stroom kan opwekken loopt ook zwaarder omdat de magneten sterker zijn.

[Wim]

Maar de meeste naafdynamo's zijn 'gewoon' 6 volt en leveren 3 watt. Dat is namelijk de wettelijke norm in Duitsland. Er zijn ook nog 2,4 watt modellen die wel op goedkope stadsfietsen gebruikt worden met een batterij achterlicht, maar dat verschil merk je niet snel (ongeveer 1 watt extra weerstand). Verder zijn er ook modellen met veel minder output, maar die zie je eerlijk gezegd nauwelijks. Het ergste zijn de naafdynamo's die ook zonder dat het licht aan is flink wat weerstand leveren. Tot slot nog de vraag of je vrouw haar koplamp wellicht altijd aan heeft staan. Dat scheelt in principe flink: bij een minder goede naafdynamo kom je met licht aan al aardig in de buurt van de 8 watt weerstand, en dat voel je.

[Grandonneur]

[quote=Rchv post_id=369515 time=1593073631 user_id=20741]
Mijn vrouw klaagde over een zwaar trappende fiets,
[/quote]

Trapt de fiets zwaarder dan dan voorheen, of was het altijd al?

[bast1aan]

Een slechte dynamo loopt vooral slecht omdat de kwaliteit van de gebruikte spoelen slecht is. Hierdoor ontstaan elektrische en magnetische verliezen in de spoelkernen, en die treden ook op als de dynamo niet wordt gebruikt. Dit treedt vooral bij hogere snelheid (>15km/h) en dus helpt een slinger aan het wiel geven niet om te bepalen of een dynamo hier last van heeft. Een goede dynamotest kan dit wel ontdekken, hier is veel over te vinden op internet.

De hogere kwaliteit Shimano naafdynamo's en inderdaad de Son zouden hier weinig tot geen last van moeten hebben.

[Shadow]

Een slechte dynamo loopt vooral slecht omdat de kwaliteit van de gebruikte spoelen slecht is. Hierdoor ontstaan elektrische en magnetische verliezen in de spoelkernen, en die treden ook op als de dynamo niet wordt gebruikt. Dit treedt vooral bij hogere snelheid (>15km/h) en dus helpt een slinger aan het wiel geven niet om te bepalen of een dynamo hier last van heeft. Een goede dynamotest kan dit wel ontdekken, hier is veel over te vinden op internet.

De hogere kwaliteit Shimano naafdynamo's en inderdaad de Son zouden hier weinig tot geen last van moeten hebben.

De laatste zin kan ik me in vinden, maar slechte spoelen??? Hoe dan?

[bast1aan]

Een slechte dynamo loopt vooral slecht omdat de kwaliteit van de gebruikte spoelen slecht is. Hierdoor ontstaan elektrische en magnetische verliezen in de spoelkernen, en die treden ook op als de dynamo niet wordt gebruikt. Dit treedt vooral bij hogere snelheid (>15km/h) en dus helpt een slinger aan het wiel geven niet om te bepalen of een dynamo hier last van heeft. Een goede dynamotest kan dit wel ontdekken, hier is veel over te vinden op internet.

De hogere kwaliteit Shimano naafdynamo's en inderdaad de Son zouden hier weinig tot geen last van moeten hebben.

De laatste zin kan ik me in vinden, maar slechte spoelen??? Hoe dan?

De kern moet de hogere frequenties verliesvrij kunnen verwerken. Als hier een slechte kwaliteit kern wordt gebruikt, gaan er wervelstromen lopen of ontstaan er magnetische hystereseverliezen. Bij elkaar heten dit de ijzerverliezen. Dit is waar de SON altijd op voorliep t.o. andere naafdynamo's met hogere kwaliteit blikpakketten en daarmee het minimaliseren van deze verliezen.

Bij bv deze test (pagina 4) kan je zien wat slechte, gemiddelde en goede dynamo's doen wat betreft deze verliezen, hier de nullast, dwz energieverbruik met licht uitgeschakeld.

dynamos.png (29.48 KiB) 10703 keer bekeken

[Shadow]

Ja ok, plus dat er betere magneten in zitten, wat voor de prijs ook wel mag.
Maar wat voor frequenties hebben we het over? 300-400rpm? Een beetje generator doet er 1500 of 3000? Ik kan me niet indenken dat je dan problemen met hoge frequenties introduceert. Wat jij zegt over het blikpakket snijdt hout, maar die frequenties wil ik toch nog wel wat meer info over.

[bast1aan]

In https://nl.wikipedia.org/wiki/IJzerverliezen kopje Hysteresisverlies => "Bij een toenemende frequentie zal het verlies verder toenemen omdat de hysteresislus dan vaker doorlopen moet worden.". Klinkt mij logisch. Komt nog bij dat de wervelstroom groter wordt als het toerental toeneemt en de magneet er met grotere snelheid langs loopt.

In die grafiek kan je zien dat de verliezen bij de S-A X-FDD harder dan lineair met de snelheid toeneemt. In de tekst van het artikel staat dat bij 50km/h het totaal opgenomen vermogen zelfs 40% hoger ligt bij nullast, dan bij 3W/6V elektrische belasting. Je zou daardoor vermoeden dat de elektrische belasting de opgewekte inductie en dus ook de ijzerverliezen afdempt.

Toevoeging: een naafdynamo is gedimensioneerd voor lage toerentallen van een fietsnaaf, met daarom in verhouding sterke magneten en daarom sterke inductie en dus ook relatief ongunstig gedimensioneerd en heb je snel verliezen. De meeste mensen willen ook al bij lage snelheid voldoende licht kunnen hebben. De toerentallen die jij noemt voor een gemiddelde generator (auto? aggregaat?) is er een ontworpen voor hoge toerentallen. Bovendien hoeven die generatoren geen rekening te houden met een gunstig gedrag bij nullast , voor een naafdynamo is dat wel erg belangrijk.

[Shadow]

Ja maar goed, de kracht stelt niets voor in vergelijking met een wisselstroomdynamo van een auto of een generator die idd exact 50Hz levert. Maar dan heb je dus in een fietsdynamo met één fase en 8 (?) Poolparen het dus over ((8x300)/60) = 40Hz wisselspanning, da's niet gek veel, maar toch meer dan ik gedacht had. Ik ga er voor het gemak vanuit dat het 8 polen zijn btw. Ik weet het niet zeker.

Ik denk dat het misschien nog wel meer in het blikpakket te zoeken is dan we denken.

[_Peter_]

Ja maar goed, de kracht stelt niets voor in vergelijking met een wisselstroomdynamo van een auto of een generator die idd exact 50Hz levert. Maar dan heb je dus in een fietsdynamo met één fase en 8 (?) Poolparen het dus over ((8x300)/60) = 40Hz wisselspanning, da's niet gek veel, maar toch meer dan ik gedacht had. Ik ga er voor het gemak vanuit dat het 8 polen zijn btw. Ik weet het niet zeker.

Ik denk dat het misschien nog wel meer in het blikpakket te zoeken is dan we denken.

Het aantal poolparen in een shimano is 4 in een SON en SP 13 (Volgens Forumslader.de)

[Shadow]

Ah dan gaat het al ergens op lijken!
Maar dan nog blijven we met ((13x300)/60) = 65Hz op topsnelheid (40km/u +) niet gek hoog in frequentie. Beetje gemiddelde toersnelheid is 16-20km/u dus dan zit je niet op de helft.

[bast1aan]

Komt ook bij dat de spoelen in de naafdynamo zo gedimensioneerd moeten zijn dat ze in combinatie met de oplopende snelheid en frequentie een dusdanige impedantie hebben dat de stroom wordt begrenst op ~500mA, een vereiste voor traditionele fietsverlichting (en het staat ook nog als verplichting in een Duitse wet, hoe zinloos ook).

Dus samenvatting van de extra eisen bovenop een 'normale' generator:
- geeft bij lage snelheid (en erg laag toerental) voldoende licht
- interne stroombegrenzing op 500mA ook bij hoge snelheden
- nullast verliezen (licht uit) moeten zo laag mogelijk zijn
- rendement bij licht aan moet nog enigszins fatsoenlijk zijn
- mag niet teveel wegen

Best knap dat SON dit allemaal heeft weten voor elkaar te krijgen.

[Shadow]

Ja dat dan weer wel
Ik heb nog een aantal fietsen die er op één wachten