Hilfe beim Scheibengenerator (C-Rotor, Schulprojekt)

[Ekofun]

Hallo Mario,

ja,ganz genau,D-rech. ist Durchmesser vom Mitte des Magnet zu Mitte der Magneten dem gegenüber.Also 200 mm -40mm = 160 mm. D-Rec. = 160mm.

Ich rechne nie mit Tool,rechne mit unsere Formel: Ui = B * l * N * V(m/s) * 1,41 .

B = Flußdichte in T
l = Wirksame Länge in m(hier 40mm = 0,04 m)
N = Windungszahl
V = geschwindigkeit pro sek. in m( V = D-Rech. * 3,14 * U/min / 60)
1,41 = Wurzel aus 2( Effektivwert)

Zuerst mache mir FEEM und nehme Mittlereflußdichte in T und das ist dann richtige Wert für rechnen,meiner Meinung nach.

Grüße

Ekofun

[vm]

Hallo Mario

Die Lastdrehzahl liegt bei etwa 75 % der Leerlaufdrehzahl

Das reicht nicht !!!!

Bei 0,43 T kommst du bei 3m/sek (60U/min ) nur auf etwa 5,8 Volt pro Phase.

Bei Drehstrom ergibt das nach Gleichrichtung etwa 10 Volt minus Gleichrichter , sagen wir mal 9 Volt weil es Schottkys sind.

Für die 3,39 Watt Wellenleistung benötigst du also etwa 376 mA bei 9Volt.

Da dein Geni aber 9,5 Ohm Innenwiderstand hat vernichtet er pro 100mA 0,95Volt also bei der Aktion etwa 3,57 Volt ( 1,34 Watt )

Die restlichen 5,43 Volt ( 2 Watt ) kannst du nutzen !!!


mfg.Volker

[Bernd]

Beim C-Rotor als auch beim Savonius etc. sollte man immer über ein Getriebe zwischen Rotor und Generator nachdenken.
Das erleichtert und verbilligt den Generatorbau ganz erheblich.
Gerade bei einem eisenlosen ist eine Übersetzung auch nicht so schlimm, weil der Generator selbst ja praktisch kein
Anlaufmoment aufweist welches durch das Getriebe erhöht werden könnte.


Grüsse

Bernd

[Mo75]

@Ekofun:

Ich habe die ganze Zeit gerätselt, warum nicht mit der doppelten Schenkellänge gerechnet wird, wo doch beide Schenkel gleichzeitig vom Magnetfeld durchsetzt werden. Auch war für mich unklar, warum MAL und nicht DURCH Wurzel (2) wegen Effektivwert.
Bin dann aber dahinter gestiegen, dass das das selbe ist, da 2 / Wuzel(2) = Wurzel(2)
Desshalb logisch:
Ui = B * l * n * v * 1,414 = B * 2l * n * v / 1,414
Also es SIND beide Schenkel berücksichtigt.

Ich rechne nochmal:
Ui = 0,45T * 0,04m * 119 * 0,5m/s *1,414 =1,514V
das mit 4 Spulen multipliziert sind 6,06V

Verkettungsfaktor bei Sternschaltung ist Wurzel(3), richtig?
U(phase) = 6,06V WURZEL(3) = 10,49V

Das ist in sofern blöd, das der Geni so nicht passt. Zumindest von der Effektivspannung her nicht. Allerdings folgt ja noch die Gleichrichtung und Siebung, so dass ich auf 10,49V * 1,414 = 14,8V Spitzenspannung komme. Oder sollte man das vorerst außer Acht lassen?

Wo ich dann auch schon zu Bernds Vorschlag mit dem Getriebe komme. Da habe ich auch schon mal dran gedacht, aber irgendwie scheue ich den Mehraufwand der Konstruktion und die Verluste (die ich bei unpassendem Geni natürlich auch habe). Ich weiß nicht wie meine Kollegen darüber denken, aber ich vermute, dass wir es möglichst einfach halten wollen. Mir wäre da lieber den Geni etwas größer auszulegen...

@Volker:
Was du da ausrechnest klingt logisch. Das wären ja grad mal 67% Wirkungsgrad Da hab ich in der Tat deutlich mehr erwartet bzw das Tool errechnet in dieser Ausführung satte 91%. Allerdings habe ich noch lange nicht alle Rechnungen kontrolliert oder nachvollzogen, was da eigentlich genau gerechnet wird.

Fakt ist, wir wollen/sollen bei 3m/s Ladebeginn haben und bei 6m/s 10 Watt elektrisch "ernten", was ich allerdings mindestens für sportlich halte. Der erste Versuchsaufbau der Schaltung mit Netzteil hat gezeigt, dass bei gut 14V DC Ladebeginn ist.

[vm]

Hallo Bernd

Ja darüber sollte man nachdenken.

Bei einer 1 :3 Übersetzung sieht das ganze schon deutlich besser aus.

Bei halber Windungszahl und doppeltem Drahtquerschnitt hätte man 14 Volt bei 2,4 Ohm

Da du auf Grund der etwas höheren Spannung nur noch 242 mA benötigst liegt der Spannungsabfall bei 0,58 Volt ( 0,14 Watt )

Nutzbar sind dann 13,42 Volt ( 3,25 Watt )

mfg.Volker

[Famzim]

Hallo

Ich möchte mal etwas zur Bestückung mit Magneten schreiben.
Diese sind 10 mm breit und im mittel 21 mm seitlich nebeneinander.
Der Luftspallt ist 10,7 mm.
Ich halte dieses Verhältnis für sehr unausgewogen, denn die Spulen erzeugen nur Spannung in dem schmalen Magnetfeld von 10 mm, danach haben sie 21 mm frei, das geben doch nur Sinuspeaks oder, so wie bei einem langsam geschobenen Fahrrad mit Nabendynamo.
Warum die Magnete nicht doppelt so breit, dann ist die Spannung viel länger verfügbar.
Ich würde 2/3 Magnetbreite anstreben, dann ist die 2 te Phase auch eher aktief und alles läuf runder.
Natürlich geht seitlich zweischen den Magneten mehr verloren wenn sie dichter nebeneinander sind, das stützt aber das mittlere Feld auf einem breiteren Wirkungbereich.
Es nützt nicht nur breitere Spulen zu wickeln, da muß auch ein Feld sein.
2/3 Magnetbreite ist in allen Elektromaschienen üblich, und bringt mit 3 Phasen ein sehr homogenes arbeiten (weniger brummen) im Magnetfeld.

Gruß Aloys.

[Thomas]

Hallo zusammen!

Ich heiße Thomas und gehöre ebenfalls der Projektgruppe von Mario an.

Wir haben noch eine andere Variante mit 18 Spulen und 0,8mm Draht (55 Windungen im Stern) in der näheren Auswahl.
Dies würde einen Gesamtinnenwiderstand von 2,95Ohm ergeben und müsste meiner Ansicht nach die deutlich bessere Alternative sein?

[Bernd]

Was du da ausrechnest klingt logisch. Das wären ja grad mal 67% Wirkungsgrad
Da hab ich in der Tat deutlich mehr erwartet bzw das Tool errechnet in dieser Ausführung satte 91%.

Was das Tool da an Wirkungsgrad ausrechnet gilt nur für Akkuladung.
Bei einfacher Akkuladung ist der Wirkungsgrad unter Last prinzipbedingt denkbar schlecht.

Außerdem sollte man den Wirkungsgrad nicht bei 3m/s ausrechnen sondern bei Volllast um realistische Werte zu erhalten.

Einen Generator, der mehr als ein paar einstellige Watt an Leistung an 12V abgeben soll und mehrere Ohm Innenwiderstand aufweist
kann man im Grunde gleich vergessen weil er den überwiegenden Teil der Leistung in seinen Spulen vernichtet.
Beispiel: 12 Volt Spannung und nur 12 Watt ergeben schon 1Ampere.
1 Ampere bei einem Gesamtinnenwiderstand von 6 Ohm ergeben 6 Watt Verlustleistung.
Bei 12 Ohm Innenwiderstand und 1 Ampere wäre es schon 12 Watt Verlustleistung im Spulenpaket.


Grüsse

Bernd

[Bernd]

Die Lastdrehzahl liegt bei etwa 75 % der Leerlaufdrehzahl

Beim C-Rotor liegt der Wert noch niedriger.
Ich würde mal als Faktor 0,6 bis höchstens 0,7 des Leerlauf TSR annehmen.


Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Mario,

zur Spanung: Im Lehrlauf sollte er meiner Meinung nach eine Weshselspanung haben von mindest 14 V wegen Verluste bei Gleichrichtung,besser noch ca 15 V.
Sie haben 4 Spulen pro Fase dann: 15V / 4 = 3,75 V und das durch 1,73 teilen ergibt 2,17 V pro Spule.

V(m/s) bei 200 U/min = 1,67 m/s.

Wdg. = 2,17 V / ( 0,45 T * 0,04 m * 1,67 m/s * 1,41 ) = 2,17 V / 0,0424 = 51 Wdg pro Spule.

Übersetzung:

Windrad hat 0,7 m Durchmesser und denke das TSR ist um 1.So rechne bei 3m/s Wind eine Drehzahl von ca 50 U/min bei belastung.
Übersetzung für 200 U/min sollte dann 1 zu 4 sein.

Wenn Spulenschenkel 5 mm breit ist und 8 mm hoh ist macht das 0,4 cm^2 Fläche.

Passen 48 Wdg mit 0,8 mm dicke Draht.Querschnit ist dann 0,5 mm und pro Meter hat sie 0,036 Ohm.Eine Windung hat dan ca 11,5 cm und 48 Windungen haben dann 5,52 m Draht pro Spule.Eine Fase hat dann 22,1 m Draht und das macht 0,794 = 0,8 Ohm.

Geni hat dann eine Wiederstand von 0,8 * 1,73 = 1,38 Ohm.Damit ist auch Wirkungsgrad höher.

Grüße

Ekofun