Wirkungsgradberechnungen an Generatoren

[Ekofun]

Hallo Bernd,

ich danke Dir auf so ausführliche Bericht,Habe nachgeprüft und Fehler bei ablesung gefunde so habe jezt eine mittlere Flüßdichte 0,35T,was auch zu viel ist und entspricht nicht Realitet.Habe bis 3 Uhr nachts gesessen und mit Schübler in Diagram gemessen,so kleine dinger sind es.
Aber unterschied ist zu Deinem 0,23T zu meinem 0,35T 0,12T und das ist einfach zu groß.

Ich wollte Dir wirklich nicht so viel Mühe machen, habe gedacht wenn Geni fertig ist dann sehen wir was Ergebnise bringen.

Noch als lezte Frage - Wirkungsgrad.Geni hat 160W und 13V.Inenewiderstand
0,3 Ohm(24 Spulen),wenn er Paralel geschaltet ist sollte er dann 0,15 Ohm haben.Das ist für Frage nicht wichtig.
Also 160W/13V=12,3Ampere.
Spanung= 12,3A*0,3Ohm = 3,7V; 3,7V*12,3A = 45,5W,Am Geni werden 45,5Watt
verbraten. 45,5*100/160=28,44%. Dann ist 100%-28,44%=71,56%.

Wirkungsgrad sollte 71,56% sein. Bei Dir ist 50%

Wo ist meine Gedanken Fehler,oder ist Mattevorgang falsch.?

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Ein Generator mit 0,3 Ohm kann bei 13 Volt Leerlaufspannung (!!) maximal ca 140 Watt abgeben.
Die Formel ist sehr einfach: (Leerlaufspannung zum Quadrat durch Innenwiderstand) durch 4.

Ein Generator der bei einem Strom von 12,3 Ampere eine Abgabespannung von 13 Volt erzeugt
gibt dabei 160 Watt ab, zeigt aber auch andere Spannungswerte und dreht schneller als ein Generator
der 13 Volt Leerlaufspannung erzeugt !! Abgabespannung unter Last und induzierte Leerlaufspannung sind etwas anderes.
Die Gesamtspannung beträgt in deiner Rechnung nicht 13 Volt sondern ist um den Spannungsabfall am
Innenwiderstand höher.
Zu den 13 Volt Klemmenspannung kommen noch die 3,7 Volt Spannungsabfall am Innenwiderstand dazu.
Die Gesamtspannung in deinen Beisspiel beträgt also 16,7 Volt und nicht 13 Volt.
Du rechnest die Leistung jedoch bei einer Abgabespannung (!!)von 13 Volt aus. Dann kommt natürlich
eine viel höhere Leistung heraus als bei 13 Volt Leerlaufspannung möglich ist.
Daher der Unterschied zwischen unseren Berechnungen.

Übrigens hast du die Gesamtspannung auch bei der Ermittlung des Wirkungsgrades unterschlagen.
Die Gesamtspannung beträgt 16,7 Volt, bestehend auf 13 Volt Abgabe- und 3,7 Volt Verlustspannung.
Da der Strom immer der gleiche ist, verhält sich der Wirkungsgrad wie das Verhältnis aus
Gesamtspannung von 16,7 Volt zu Verlustspannung von 3,7 Volt.
Der Wirkungsgrad beträgt daher nicht 71,5 % sondern ca. 78 % bei 160 Watt.

Bei 13 Volt Leerlaufspannung und 0,3 Ohm Innenwiderstand kann ein Generator maximal :
13 Volt zum Quadrat durch 0,3 Ohm durch 4 = 140 Watt abgeben ( bei 50% Wirkungsgrad )

Bei 16,7 Volt Leerlaufspannung und 0,3 Ohm Innenwiderstand kann ein Generator maximal :
16,7 Volt zum Quadrat durch 0,3 Ohm durch 4 = 232 Watt abgeben ( bei 50% Wirkungsgrad )

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

soll heissen halbe gibt halbe wird in Geni verbraten?,wie muss dann Geni mit 85% Wirkungsgrad gemacht werden?,mansche haben laut Literatur 90%.
Mit mehr U/min?.

Grüße Ekofun

[Bernd]

Der Wirkungsgrad ist maßgeblich von der Höhe der Last abhängig die wir am Generator anschliessen.
Eisenlose Generatoren haben bei geringer Leistungsentnahme meist extrem hohe Wirkungsgrade von 90%....95% und
noch mehr. Das liegt daran das sie bei kleinen Lasten kaum andere Verluste neben der Lagerreibung aufweisen.
So hat ein eisenloser Direktläufer vom Start an einen extrem hohen Wirkungsgrad der mit zunehmender Last absinkt.
Dadurch kann man gut auch sehr schwache Winde ausnutzen.
Bei eisernen ist es eher umgedreht. Bei kleinen Leistungen überwiegen dort die inneren Verluste die
hauptsächlich vom Ummagnetisieren des Eisen herrühren. Bei höheren Leistungen steigt dann der Wirkungsgrad an.

Wenn ich einen Generator sehr stark belaste dann sinkt der Wirkungsgrad stark ab. Das liegt an den dann vermehrt
auftretenden Verlusten am Innenwiderstand des Generators.
Wenn bei einem Generator eine Angabe für den Wirkungsgrad gemacht wird dann gilt diese zumeist ausschiesslich
für eine eine bestimmte maxmale Leistung. Belasten wir stärker sinkt der Wirkungsgrad unter den Nennwert ab.

Bei 50% Wirkungsgrad, das ist eine heftige Belastung, stellt sich die so genannte Leistungsanpassung ein.
Dann ist der innere Widerstand des Generators gleich dem Widerstand der angeschlossenen Last.
Die erzeugte Spannung teilt sich 50 zu 50 auf, ebenso die Leistungen, daher 50% Wirkungsgrad.
Das ist der Punkt an dem wir die meiste Leistung aus dem Generator holen können, nicht zu verwechseln
mit der höchsten Effektivität !!! Die erzielen wir bei viel kleinerer Leistungsentnahme.
Soll der Wirkungsgrad steigen müssen wir beim eisenlosen die Leistungsentnahme verringern.

Ich nutze den Punkt der Leistungsanapassung (50%/50%) gerne da er sehr schnell eine Vorstellung von der maximal möglichen
Leistung des Generators bei einer bestimmten Drehzahl vermittelt, völlig unabhängig von der Höhe der erzeugten Spannung.
So kann man auch Generatoren mit unterschiedlichen Spannungsniveau gut miteinander vergleichen.
Auch zeigt diese Methode schnell wieviel Leistung bei bestimmten Drehzahlen maximal möglich ist und somit kann man auch
schnell die Eignung des jeweiligen Generators für geringe Drehzahlen beurteilen.

Die Berechnung funktioniert denkbar einfach, wir ermitteln einfach die Kurzschlussleistung und teilen diese durch 4.
Wenn ein Generator beispielsweise bei einer bestimmten Drehzahl 12 Volt Leerlaufspannung erzeugt und einen Innenwiderstand
von 0,5 Ohm aufweist, dann ergibt das eine Kurzschlussleistung von P = U² durch R = 12² duch 0,5 = 288 Watt.
Ein viertel dieser Kurzschlussleistung ist das was wir dem Generator bei 50% Wirkungsgrad bzw. Leistungsanpassung maximal
entlocken könnten, nämlich = 288 Watt durch 4 = 72 Watt.
Unser Generator der aktuell 12 Volt erzeugt und 0,5 Ohm hat könnte also bei dieser Drehzahl maximal 72 Watt abgeben.
Natürlich liegt die Abgabespannung dann nicht bei 12 Volt sondern bei der Hälfte.
Erhöhen wir die Drehzahl steigt die Spannung und damit auch die maximal mögliche Leistung die wir entnehmen könnten.
Für einen guten Wirkungsgrad müssen wir aber weit unter dieser maximal möglichen Leistungsentnahme bleiben.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

ich akceptire Deine Rechnung,nur kommt mir jezt Zweifel in alle Technische Bücher die ich besize oder besizen werde.Als B.S.

P-abgabe=Wirkgrad*Wurzel aus 3*U*I*cos.fi*10^-3 in KW bei(Drehstrommot.und Geni).Cos.fi steht am Genis Schild wirkungs grad aus Tabellen.

Normale weise wenn ein Motor/geni am Schild KW angabe hat 2 KW und Wirkungsgrad 75% bedeutete dann für mich das er 25% vom 2 KW verbratet in Kupfer und Eisen,das sind Verluste und er muß dann Gesammtleistung vom 2,5KW
haben um Angabe am Schild zu erfülen.

Diese Beispil in Deinem lezten Beitrag 288 Wat und 72 Wat was wir bekommen stelt mir die Frage:

Welche Dimensionen sllte Eisenlose Geni haben um eine Bateri vom 1000Ah/24V
inerhalb 48 Stunden voll zu laden. P=24V*20A=480W.Beste Wirkung ist bei klenen Entnahmen,das gibt mir jezt zu denken,und in keine Buch sind solche Sachn erwent.

Das verwierung noch größer wird, unser Mitglied Menelaos hat 10 KW Geni gemacht!,also max 5KW kommt heraus.

Als erste Hilfe sollten Spulen 0,001 Ohm haben so bei 24 Spulen 0,024 Ohm Gesammtwiderstand ist.Das ist aber für "kleine Leute" nicht möglich.
er hätte dann 6,26KW bei 50% Wirkgrad.
O.K.,sehe Thema ist SEHR kompliziert,denke für Hobi sind Genis gut so wie die Sind,besser geht nicht.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Normale weise wenn ein Motor/geni am Schild KW angabe hat 2 KW und Wirkungsgrad 75% bedeutete dann für mich das er 25% vom 2 KW verbratet in Kupfer und Eisen,das sind Verluste und er muß dann Gesammtleistung vom 2,5KW haben um Angabe am Schild zu erfülen.

Das sehe ich ähnlich, aber nicht genauso. 2kW entsprechen 75% (!!), dann sind die anderen 25% die Verluste, nämlich 666 Watt.
Insgesamt muss dem Motor 2666 Watt elektrische Energie zugeführt werden damit bei einem Wirkungsgrad von 75%
2000 Watt an der Welle verfügbar werden.

Diese Beispil in Deinem lezten Beitrag 288 Wat und 72 Wat was wir bekommen stelt mir die Frage:

Welche Dimensionen sllte Eisenlose Geni haben um eine Bateri vom 1000Ah/24V
inerhalb 48 Stunden voll zu laden. P=24V*20A=480W.

ich habe keine Ahnung was du ausdrücken wolltest mit dieser Frage bzw. wie die ins Thema passt.

Beste Wirkung ist bei klenen Entnahmen,das gibt mir jezt zu denken, und in keine Buch sind solche Sachn erwent.

Vermutlich gibt es auch keinen Bereich in deinem Büchern wo mal nicht von eisernen Generatoren, sondern von Rechnungen an eisenlosen
Generatoren die Rede ist ? Warum ist es für dich so schwer zu akzeptieren das es auch andere Szenarien wie die in
eisernen Generatoren geben kann ? Im Grunde ist es doch ganz simple Elektrotechnik und ohmsches Gesetz.
Leg doch einfach mal die Bücher zur Seite und betrachte die Dinge mit deinem elektrotechnischen Wissen.
Meistens reicht schon das ohmsches Gesetz um sich Dinge zu erklären und sie nachzuvollziehen.

Das verwierung noch größer wird, unser Mitglied Menelaos hat 10 KW Geni gemacht!,also max 5KW kommt heraus.

Warum sollten aus einem 10 KW Generator maximal 5KW heraus kommen ? Wie kommst du auf diese Idee ?
Kann es sein das du alles total durcheinander würfelst was ich versuchte zu erklären ?

Als erste Hilfe sollten Spulen 0,001 Ohm haben so bei 24 Spulen 0,024 Ohm Gesammtwiderstand ist.Das ist aber für "kleine Leute" nicht möglich.
er hätte dann 6,26KW bei 50% Wirkgrad.

Wer oder was soll diese Werte aufweisen und warum? Der Generator von Menelaos ?
Um ehrlich zu sein klingt das alles sehr konfus für mich. Drück dich doch bitte mal nachvollziehbarer aus.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

hast recht,bin wirklich durcheinander,das mit Spulen war nur als abhilfe
gegen Wiederstand,je kleiner er ist um so bessere Wirkung,hab mich falsch ausgedrukt.

Ohmisches gesez kenne ich und kann damit umgen aber bis jezt kam er nicht
zu anwendung um Wirkungsgraden zu berechnen.Nehmen Sie tabellen und cos fi
damit hat es.

Hab noch Fragen aber zu erst muss klare Kopf krigen.Sagen Sie, ist einfache
Sache,ist aber(für mich) kompliziert.

Geni vom Menelaos: hab wieder was durcheinander gemacht,hab gedeacht beste Wirkung bei 50% so bin auf 5KW gekommen.

Baterie Laden:Normale Strom ist(Buch)Kapazitet/10(Bleiaaku)were 1000Ah/10 =
100 Ampere.Das ist eine Leistung vom 2,4KW ohne Geniverluste,deshalb habe gefragt wie groß sollte Geni(eisenlose)sein.

Habe mir Drehzahl Messgerät bestelt und in ca 2-3 Wochen kommt sie,dann mache Test mit meinem Geni(belastet).

Ergebnise teile mit.

Grüße

Ekofun

PS: wie haben Sie das mit Beitragen und neuen Titel so gut hingekrigt?

[Bernd]

Baterie Laden:Normale Strom ist(Buch)Kapazitet/10(Bleiaaku)were 1000Ah/10 =
100 Ampere.Das ist eine Leistung vom 2,4KW ohne Geniverluste,deshalb habe gefragt wie groß sollte Geni(eisenlose)sein.

So gross das er diese Leistung dauerhaft abgeben kann ohne zu heiss zu werden.
Es müsste also ein Generator sein der dauerhaft 2,4 kW Abgabeleistung bei 24V (bzw. etwas mehr) Abgabespannung liefern kann.

So ganz verstehe ich aber den Hintergrund der Frage nicht.

PS: wie haben Sie das mit Beitragen und neuen Titel so gut hingekrigt?

Administratoren und Moderatoren eines solchen Forums sind in der Lage Foreninhalte zu bearbeiten, zu löschen, zu verschieben
und so weiter.

P.S. Vergiss das "DU" nicht wieder....

Grüsse

Bernd