kleines Windrad, wo liegt mein Fehler?

[Jan1988]

Hi,
Ich bin neu hier und versuche grade mein eigenes kleines. Savonius windrad aufzubauen. Dazu habe ich einen kleinen Schrittmotor mit Gleichrichter.
Ohne elektronische Läßt bekomme ich, wenn ich ihn mit dem Akkuschrauber drehen lasse eine Spannung von 4V. Nun habe ich einen 1 Ohm widerstand angehängt, dabei fällt die Spannung auf 66mV ab.
Diesen starken Abfall habe ich nicht erwartet,... Ich möchte später mal Akkus damit laden. Wo liegt mein Fehler bzw. Was kann ich ändern?

[andreas]

Hallo Jan,

Schrittmotore sind meist recht hochohmig, liefern also wenig Strom. Dafür kommt relativ viel Spannung raus. Die 4 V bei Deiner Messung deuten darauf hin, dass Du die Wicklungen des Motors nicht sauber verschaltet hast. Wie groß ist der Schrittmotor? Hat er eine Typenbezeichnung?

MfG. Andreas

[Jan1988]

Danke für die schnelle Antwort. Ich versuche mal ein Bild hochzuladen und die Bezeichnung raussuchen

[Famzim]

Hallo Jan

Bei 0,066 V an 1 Ohm fließen auch nur o,o15 A !
Gehe mal mit dem Wiederstand auf 100 bis 200 Ohm hoch und messe dann die Spannung.
Diese Motoren haben nur schwache Magnete die zur Orientierung der Drehrichtung sorgen, denke ich, sie sind als Generator nicht unbedingt geeignet aus diesem Grund .
Einen Microgenerator hab ich unter viewtopic.php?f=8&t=2054 beschrieben.
Eine etwas andere Konstruktion, aber von der Generatorleistung ähnlich denke ich mir .

Gruß Aloys.

[Jan1988]

Danke, das werde ich morgen mal ausprobieren.
Aber was ich nun nicht ganz verstehe: welcher Motoren eignen sich denn nun am besten für einen generator (ca.5watt)? Bisher dachte ich, dass es dir Schrittmotoren seien?

[Famzim]

Da ist ein Nabendynamo besser geeignet bei 0,5 A und höherer Spannung.
Die knicken aber auch über 0,5 A in der Spannung ein, also besser max 0,45 A und 10 bis 12 V bei entsprechent höherer Drehzahl.

Gruß Aloys.

[picowindmiller]

Hallo Jan,
Wie ich sehe , hast du deinen Schrittmotor nur an einem Gleichrichter angeschlossen. Das funktioniert so nicht!!. Ich schicke dir hier mal die prinzipielle Beschaltung von so einem Steppermotor. Zuerst nimm bitte mal ein Ohmmeter und messe die Anschlüße aus. Schreib dir das alles auf und mach ne Skizze. Wenn die Mittelanschlüsse nicht verbunden sind, findest du beim Messen die Anschlußbelegung schnell heraus. Denk dich einfach mal in die Zeichnung rein, die ich dir hier mitschicke.
Also grundsätzlich zwei Graetz-Brücken(Gleichrichterblöcke) verwenden. Den Ausgang der beiden Gleichrichterblöcke kannst du je nach Bedarf entweder in Reihe (höhere Spannung) oder parallel (höherer Strom) schalten.

Anschluß Steppermotor.pdf

Probieren geht über Studieren

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Sollte dein Schrittmotor verbundene Mittelanzapfungen haben, wird die ganze Sache etwas komplizierter. Dann schaltest du die Gleichrichterblöcke immer an die zwei gemessenen Anschlüsse mit dem höherem Widerstand an. Die Mittelanzapfungen der Spulen bleiben in jedem Fall frei und werden nicht mit angeschlossen.
Probiere es mal aus.
Viel Glück und große Erfolge
N.B.

[Jan1988]

Vielen Dank für die vielen guten Antworten! Echt toll hier
@ N.B.
Danke für deine ausführliche Antwort und Mühe! Dein Beitrag war sehr hilfreich und im nachhinein auch sehr einleuchtend für mich!
Ich habe gestern Abend nochmal auf die schnelle nachgemessen und den den Gleichrichter mit mit nur einer Phase? Spule? (??) verbunden.
Diese hatte einen Widerstand von 20 Ohm . Ich hatte noch einen 80 Ohm Widerstand bei mir liegen, den ich dann angeschlossen habe.
Beim test mit dem Akkuschrauber kam ich dann auf 5V (@80 Ohm).

Wie ist denn da der Zusammenhang, mit welchem Widerstand wäre meine Leistung am größten? Gibts da eine Berechnung, oder muss ich das ausprobieren, oder wovon hängt das ab?

Ich konnte leider noch keine Typbezeichnung finden, der Motor ist aber sehr klein (40x40mm), was durchaus erwünscht ist.

[picowindmiller]

Hallo Jan,
normalerweise ist die abgegebene Leistung an einen Lastwiderstand am größten bei Ri = Ra. Das lässt sich recht einfach mit den Mitteln der niedern Mathematik nachweisen. Angestrebt wird aber immer ein möglichst niedriger Generator-Innenwiderstand, um bei einem gegebenen fließenden Strom die in Wärme umgewandelte Verlustleistung des Generators gering zu halten. Vom Grundsatz her sollte für die Ladung von Akkus der Innenwiderstand des Generators so gering wie möglich sein. Das hängt damit zusammen, das der Innenwiderstand von Akkulumatoren ladezustandsabhängig recht niedrig ist.
Berechnungsgrundlage ist das Ohmsche Gesetz und die Formel zum Errechnen der elektrischen Leistung. Bei einem Generator wird mit einem Ersatzschaltbild gerechnet. Das bedeutet, du hast eine Spannungsquelle in Reihe mit einem Innenwiderstand. Gehst du da etwas tiefer in die Materie, wird die Angelegenheit etwas komplexer. Das sollte aber hier nicht das Thema sein.
Möchtest du dagegen ein paar LED zum Leuchten bringen, wirst du erstaunt sein, was so ein kleiner Steppermotor leistet. Teste es einfach mal aus, indem du in Reihe geschaltete LED`s an deinen Gleichrichterausgang anschliesst und den Generator mit dem Akkuschrauber drehst. Ich betreibe an so einem kleinnen Steppermotor 12 Stück 20mA superhelle weiße LED, Davon jeweils drei in Reihe geschaltet und das dann 4 mal parallel.
Was du gern mal versuchen solltest, ist die Aufladung von AA NiMh Akkus die etwa in der Größenordnung von 2000 mAh liegen. Schließ mal den Gleichrichterausgang an an einen bzw. mehrere Akkus an und messe den fließenden Strom. Ein interessantes Experimentierfeld. Für ein kleines Gartenwindrad zur Beleuchtung reicht die Leistung eines solch kleinen Windrades meist gut aus. Wenn du dir einen Savonius baust, versuche die Fläche, die im Wind steht nicht durch Breite, sondern durch Höhe zu erreichen. Das Problem ist nämlich immer, eine ausreichende Drehzahl am Generator zu bekommen.
Viel Spaß auf der Entdeckungsreise.
N.B.

[Bernd]

Ein Nabendynamo liegt mit seinem Innenwiderstand in der Gegend von 2 Ohm.
Er kann aber nur ca. 500mA liefern, dafür aber auch mehr als 6 Volt (was die meisten nicht wissen).
An 12 Volt betrieben liegt man mit dem Nabendynamo also in der Gegend von 6 Watt.
Dafür sind ca. 250 - 300 U/min nötig.
Ladebeginn an 12Volt liegt aber weitaus tiefer bei ca. 60 - 80 U/min.


Grüsse

Bernd