Berechnung Durchmesser und mehr

[bambuz]

Als absoluter Anfänger im Generatorbau macht man sich so seine Gedanken. Ich habe mir das Berechnungstool für den Scheibengenerator angeschaut, schön und gut, aber woher soll ich die Dimensionierung herausfinden wenn ich überhaupt keine Anhaltspunkte habe?
Darum habe ich mir schnell ein Exceltool http://www.jenoe.de/Durchmessertool.xls geschrieben das die Mindestmaße der Rotorscheibe errechnen kann. Man müsste den errechneten Maßen natürlich noch etwas zugeben um einen stabilen und sicheren Rotor herzustellen. Als Abstand zwischen den Magneten habe ich eine halbe Stärke des Magneten angegeben (das ging aus dem vorhandenen Tool so hervor)
Jedenfalls kann man mit dem Tool die Daten der bei ebay angebotenen Magneten schnappen und schonmal eine Vorstellung bekommen wie groß der Rotor voraussichtlich wird.

Gibt es Mindestmaße für die Magneten? Ist es egal ob rund oder eckig? Wären Trapezförmige Magnete besser geeignet? Worauf bezieht sich der Abstand zwischen den Magneten? Auf Ober- oder Unterkante? (weiter außen auf der Scheibe ist es ja mehr)

Vielleicht kann man das Ganze noch ergänzen um beispielsweise die Spulengröße automatisch berechnen zu lassen?

[Bernd]

Mit dem Scheibengeneratortool verhält es sich etwa so:
Man gibt eine Windradgrösse vor (Durchmesser)
Dann das TSR (Verhältnis aus Umfangsgeschwindigkeit zur Windgeschwindigkeit) beim C-Rotor ca. 0,6
Dann die Windgeschwindigkeit bei Nutzbeginn (Ladebeginn), meist wird man dort um die 3m/s vorgeben
Aus diesen Parametern errechnet das Tool die Drehzahl des Generators bei Nutzbeginn.

Als nächstes kommt die Eingabe der Anzahl der Spulen. Hier muss man wissen das wir bei den meistens
angestrebten 3 Phasen Scheibengeneratoren 1/4 weniger Spulen als Magnete benötigen.
Bei unserem Beispiel mit 12 Magneten geben wir dann also 9 Spulen vor.
Für die Grösse des Spulenlochs geben wir die Abmessungen des Magneten vor.

Jetzt möchte das Tool die Anzahl, Grösse und Dicke der Magnete wissen. Hier muss man selber etwas
kreativ werden oder einfach ausprobieren, denn es macht keine Vorschläge oder ähnliches.
Ein guter Anfang sind z.B. 12 Magnete 40 x 40 x 10mm auf jeder der beiden Scheiben.
Je kleiner/dünner die Magnete werden, desto mehr werden wir benötigen um zum Ziel zu kommen.
Mit dem Magnetabstand von Scheibe zu Scheibe ist nur der Luftspalt zwischen zwei Magneten gemeint.
Hier muss später der Stator mit dem Spulen incl. Luftspalt zwischen Stator und Magneten, hinein passen.

Als nächstes kommt die Eingabe der Anzahl der Spulen. Hier muss man wissen das wir bei den meistens
angestrebten 3 Phasen Scheibengeneratoren 1/4 weniger Spulen als Magnete benötigen.
Bei unserem Beispiel mit 12 Magneten geben wir dann also 9 Spulen vor.
Für die Grösse des Spulenlochs geben wir die Abmessungen des Magneten vor.

Mit der "Systemspannung" geben wir den Spannungswert vor den der Generator bei Nutz/Ladebeginn erreichen soll.
Für den Mastervolt Einspeiser würde ich dort 35 Volt vorgeben.

Mit "Drahtdicke" und "Drähte in Hand" muss man etwas experimenteiren bis der Stator dünn genug für den
Luftspalt wird. Mit den "Drähten in Hand" ist die Anzahl parallel gewickelter Drähte gemeint.

Die Leistungskurven unten bitte mal total igonrieren, die gelten nur für direkte Akkuladung.

( Ein gutes Beispiel von gängigen Eingabewerten sind die Abmessungen und Werte des eisenlosen Generators
für 400 Euro aus dem Shop von http://www.kleinwindanlagen.de )

Nun spuckt das Tool schon eine Berechnung aus.

Durch verändern einzelner Parameter wie z.B. Magnetabstand (Luftspalt) zwischen den Magneten oder der
Grösse der Magneten (Spulenlochgrösse mit korrigieren) können wir versuchen das ganze zu optimieren.

Das Problem sind die Magnete die heute das vierfache oder mehr kosten wie vor einem Jahr.

Grüsse

Bernd

[bambuz]

Jetzt möchte das Tool die Anzahl, Grösse und Dicke der Magnete wissen. Hier muss man selber etwas
kreativ werden oder einfach ausprobieren, denn es macht keine Vorschläge oder ähnliches.
Ein guter Anfang sind z.B. 12 Magnete 40 x 40 x 10mm auf jeder der beiden Scheiben.

Genau, und hier liegt auch mein erstes Problem, die beiden Scheiben müssen ja gelasert werden, dafür brauche ich aber Maße, dafür wiederrum brauche ich zuerst Magnete
Ich habe an diese hier gedacht
http://www.ebay.de/itm/NEODYM-MAGNET-MAGNETE-40-30-10-Loch-Senkung-35-KG-/180754481859?pt=DE_Heimwerker_Bio_Wasser_Windenergie&hash=item2a15ce82c3#ht_6675wt_1110

Das ergibt dann bei 24 Magneten (je 12 pro Scheibe) eine Scheibengröße von D=214mm bei 5mm Abstand. Das erscheint mir etwas klein.

[Bernd]

Noch etwas wichtiges, der Aufwand beim Generatorbau fällt im Quadrat mit der Erhöhung der Drehzahl.
Das heisst einen Generator zu bauen der bei 100 U/min beginnt zu laden ist 4 mal einfacher zu erreichen als
einen Generator der schon bei 50 U/min seinen Nutzbeginn hat. (Bei sonst gleichen Leistungsdaten)

Wer also kein Problem mit einem Getriebe hat, egal ob Zahnrad, Planetengetriebe, Riemen/Zahnriemen, Kette oder
was auch immer, der möge das bitte als Alternative unbedingt durchdenken.
Gerade vor einem eisenlosen Generator, wie dem Scheibengenerator, erzeugt ein Getriebe kaum eine zusätzliche
Anlaufhemmung weil der eisenlose nun mal super leichtläufig ist.
Der Generator kann viel kleiner und viel günstiger ausfallen. Ein 1 : 3 Getriebe wäre da schon eine Sensation.
Direktantrieb ist natürlich das störunanfälligste und leiseste, aber auch viel viel teurer.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Das ergibt dann bei 24 Magneten (je 12 pro Scheibe) eine Scheibengröße von D=214mm bei 5mm Abstand. Das erscheint mir etwas klein.

Ja das ist tatsächlich etwas klein und das wäre zu knapp, die Werte werden dann zu schlecht.
Die Magnete an sich sind ok. Wenn du 18 pro Scheibe nimmst sollte es klappen, aber dann kosten die Magnete schon die 400 Euro die der komplette
Bausatz im Kleinwindshop kostet. Die Magnetpreise sind einfach irre hoch gegangen.

Eine, zumindest vom Magnetpreis her, günstige Alternative wäre die Verwendung von normalen Ferritmagneten.
Dafür müsste der Generator aber wesentlich grösser werden, vom Durchmesser her, oder aber übersetzt werden.
Ferritmagnete sind vergleichsweise spott billig.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo,

ja,genau,und dann mit uberlapenden Spulen um Nachteil der ferriten einiger Maßen zu mindern.
Komisch keine macht mehr solche Genis,sind sie wirklich so kompliziert?

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Für jemanden der das erste mal Spulen bauen/wickeln muss/will vielleicht.

Grüsse

Bernd

[bambuz]

http://www.ebay.de/itm/220876344150?ssPageName=STRK:MESINDXX:IT&_trksid=p3984.m1436.l2649#ht_809wt_1110

Käme so ein Magnet in Frage? Der wird nicht mit Gold aufgewogen wie seine Neodym Geschwister.

Über ein Getriebe habe ich auch nachgedacht, die Sache aber wieder verworfen. Das würde das ganze nur komplizierter und technisch aufwendiger machen. Dann doch lieber die Scheibe etwas größer dimensionieren. Wäre es eigentlich eine Option einen großen Neodym Quader zu kaufen und den dann zerschneiden? Ich hätte die Möglichkeit des Drahterodierens, damit lassen sich alle elektrisch leitenden Materialien mit einer Schnittbreite von 0,25mm beliebig schneiden. Oder verliert der Magnet damit an Kraft oder seine Polarisation? Ist Neodym eigentlich elektrisch leitend?

Überlappende Spulen? Wie kann ich mir das vorstellen? Ineinander gewickelte Spulen oder einfach fertige Spulen stapeln? Dann ist doch der Abstand zur Magnetscheibe nicht mehr an allen Stellen gleich und das ganze wird schwerer justierbar oder?

[Ekofun]

Hallo Bambuz,

haben Sie irgendwan ein Drestrommotor vom innen gesehen. Das sind überlapende Spulen,in einen Spulenloch sind noch zwei Schenkel von anderen verschiedenen Spulen.Damit ereicht man mehr Kupfer und keine lehren Stellen.und so ist auch Wirkung besser.

Aber lassen wir das, es ist bischen komplizierter das zu bauen.Bleiben Sie am Anfang bei Scheibengeni.Eine nach den anderen,nicht alles gleichzeitig,und nacher kommt man durcheinander.

Sie haben guten Lehrer,und Bernd ist Experte für Eisenlosen Genis.Mit Scheibengeni habe auch Schwirigkeiten,so mache mit überlapenden Spulen,weil ich damit Praxsis habe und für mich ist leichter.

Grüße

Ekofun

[bambuz]

Hallo Ekofun,

ja ich habe tatsächlich schonmal einen Drehstrommotor von innen gesehen. Allerdings war das Innenleben für mich nicht mehr als als Kabelsalat. Ich habe mir gerade das Winterprojekt mit den überlappenden Spulen angeschaut - jetzt ist mir die Sache auch klar. Für die Ausführung hätte ich auch schon ein paar Ideen, ich denke aber ich bleibe erstmal bei der einfachsten Version mit den nebeneinander liegenden Spulen.

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