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Hallo in die Runde,

die Frage, bei der meinerseits noch ein größeres Fragezeichen besteht, ist die, nach der elektrischen Leistung bei einem Windkraftgenerator.
Es geht mir hier um die Ausführung mit Neodymmagneten auf dem Rotor und auf dem Stator montierten Erregerspulen.
Hierbei interessieren mich einerseits empirische, real gemessene Werte bei einem definierten Generator, also bei einem Generator, dessen Komponenten im Detail bekannt sind, ohne irgendwelche Blackboxen, unbekannte Materialien usw.. Und natürlich Daten, wie die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors und Spalt.
Noch besser wäre ein Prinzipversuch, mit nur einer Spule und einem Magneten, so dass sich diese Ergebnisse anhand gemessener Werte hochskalieren lassen (Bestückung mit vielen Spulen, Magneten usw.).
Bei diesem Prinzipversuch liessen sich die diversen Optionen bei der Gestaltung von Spule, Windungszahlen, Magnet, Anordnung usw. durchspielen und vergleichen.

Gleichzeitig könnte eine mathematische Berechnung der Leistung durchgeführt und anhand des realen Messergebnisses verifiziert werden.

Man hätte anschliessend eine verlässliche Basis um auf der gegebenen Konstruktionsgrundlage beliebige Generatoren zu bauen und ihre Leistung vorab zu bestimmen (innerhalb gewisser Schwankungsbreiten).

Sollte hier oder anderswo schon derartiges stattgefunden haben, bitte ich um Hinweis.

Gruss - GW

hallo GW,

Da ich auch mehr für praktisch ermittelte Leistungswerte zu haben bin, habe ich schon eine Menge Daten sammeln können. Allerdings betreffen die alle Generatoren mit Blechpaketen im Stator. Welche Sorte von Angaben brauchst du? Zu Ergebnissen aus den sog. "Eisenlosen" gibt es im Forum schon einges an praktisch ermittelten Werten. Ich arbeite auch gerade an so einem Scheibengenerator, der sich aber mit dem Maxigerät von Bernd nicht messen kann. Ich denke aber wenn Bernd fertig ist, werden wir auch seine Meßwerte, Wickeldaten und Magnetgrößen erfahren.

Gruß Hans

Hi Hans,

dank für die Rückmeldung.
Ich bin jedenfalls interessiert an deinen Ergebnissen: auch ich denke an eine Ausstattung des Stators mit Blechpaketen (wäre aber zum Vergleich auch an eisenlosen Versionen interessiert).

Kannst du entsprechende Details zu eingesetzten Magneten, Umfangsgeschwindigkeit, Spalt, Spulenauslegung und elektrischen Ergebnissen übermitteln oder einen Link dahin?

Gruß -GW

Hallo GW,
hab in meiner Datesammlung nach Angaben gesucht, die dir weiterhelfen könnten: Dreiphasengenerator aus den Teilen von zwei Drehstromlimas, von denen ich ein Gehäuse und zwei Blechpakete verwendet habe. Damit konnte ich eine Paketstärke von 54 mm erreichen. Der Statordurchmesser beträgt 89,5 mm und ist mit 30 Neodymmagnete 45x8x4 bestückt. Die 18 Wicklungen des Stators (3x6 Wicklungen für 36 Spalten) sind mit jeweils 40 Windungen 0,75 Cul gewickelt. Der Luftspalt liegt zwischen 0,3 und 0,5mm.Die kleine Tabelle gibt die gemessenen Werte nach dem Gleichrichter bei Sternschaltung der drei Phasen ohne Last an.
U/min V leer
100 15
125 19
150 22 16V bei 3A
175 27
200 30
225 34
250 39
Bei Belastung kannst du etwa 30% der erreichten Spannungswerte abziehen. Ausgemessen habe ich nur den einen Wert bei 150 U/min. Der Generator arbeitet zZt noch an meiner kleinen WKA.

Hallo haditei, da hast du durch deine tolle Idee zwei Statorpakete übereinander zu stapeln (finde ich
echt eine sehr gute Idee) aus der LIMA einen richtigen Langsamläufer gemacht.
Sicher trägt dazu auch die recht dünne und lange Wicklung bei.
Ich schätze der Innenwiderstand ist dabei aber recht hoch geworden ?
Du verwendest 30 Magnete, wieviele davon drehen ihre Runden in einem Statorpaket ?
Ich schätze es sind recht schmale die du nebeneinander gelegt hast ?
Wie sieht es mit dem Cogging aus ?
Hast du die Statorpakete evtl. um einen Winkel versetzt um Cogging zu reduzieren ?

Bei Belastung kannst du etwa 30% der erreichten Spannungswerte abziehen.

Aussagekräftig wird das aber erst wenn man die genaue (!) Belastung kennt die bei der jeweiligen
Drehzahl vor lag. Da liegt auch genau das Problem, nämlich mit vergleichbare Werte zu ermitteln ist
bei einem Generator für die Werte unter Last gar nicht so einfach denn was soll man als (konstante)
Last einsetzen ?
Widerstände würden bei hohen Leistungen schnell warm werden und würden dann ihre
Widerstandswerte stark verändern.
Völlig ungeeignet für solchen vergleichbaren Messungen wären Glühlampen weil sie in noch stärkeren Maße
mit der Leistungsaufnahme ihre Eigenschaften total verändern.

Mich graut es immer wenn ich in Ebayauktionen lese " Gemessen mit 500 Watt Belastung" (oder so ähnlich)
und dann hängt der "Tester" einfach eine 500 Watt Lampe drann und "misst" dann die Spannungen
pro Drehzahl, die auf diese Weise ermittelt rein gar nichts aussagen, das kann er sich sparen.

Die Belastung mit einem Bleiakku, eine häufig benutzte Methode, sagt auch wenig aus, denn dessen
Stromaufnahme ist von seinem Ladezustand und auch von der Baugrösse und vermutlich auch von
der Veralterung des Akkus abhängig. Immerhin ist es aber besser als mit einer Glühlampe.

Wenn wir also Generatorwerte unter Last irgendwie verwertbar und vergleichbar machen wollen, dann müssen
wir mal zunächst über eine "standardisierte" Last nachdenken.
Es muss eine Last sein, die auch bei Aufnahme von einiger Leistung ihre Eigenschaften so gut wie
nicht verändert.


Grüsse

Bernd

Hallo Bernd,
die Magnete sind 45x8x4 und sitzen ca 10mm gegeneinander verschoben auf dem Rotor, so wird die gesamte Länge des Stators magnetisch durchflossen. Das Rasmoment ist sehr günstig, da immer nur 6 Magnete in exakter Gegenüberstellung zu den Zungen am Stator stehen. Damit ist auch das Ruckeln fast vollständig ausgeschaltet. Lediglich bei der Abgabe von Leistung ist ein Brummen zu hören. Der Wicklungswiderstand ist mit 1,45 Ohm gerade noch erträglich. Die maximale Leistungsabgabe liegt bei etwa 200W. Da ich den Generator im Direktantrieb fahre, habe ich ihn auf Sternschaltung gepolt. Da kommen dann allerding rund 2,9 Ohm zusammen, was schon erheblich ist, aber im unteren Leistungsbereich geht's. In Dreieckschaltung hat er 0,83 Ohm, dazu brauche ich aber höhere Drehzahlen und somit ein Gertriebe. (die Widerstandswerte sind allerdings alle anhand der verwendeten Drahtlänge und des Drahtdurchmessers berechnet).

Gruß Hans

Diese Ergebnisse machen ja einen recht positiven Eindruck.
Wenn ich auf die Umfangsgeschwindigkeit bei 150Upm schaue, dann sehe ich 0,75m/sec und schon ein ordentliches Ergebnis.
Bei meiner "Fahrradgenerator"-Konstruktion hätte ich bei einer Windrotor-Umdrehung / Sekunde eine Umfangsgeschwindigkeit von 4m/sec, also das 5-fache.

Was andererseits schwer reproduzierbar / skalierbar ist, das ist natürlich die LiMa-Blechpaket-Konstruktion.
Das schränkt die Verwertbarkeit des Ergebnisses wieder deutlich ein.
Es gibt aber immerhin schon einmal einen Anhaltspunkt, was mit einer optimierten Konstruktion der Erregerwicklungen erreichbar ist.

Grüße - GW

Hi Bernd,

bei der standardisierten Belastung sehe ich kein so großes Problem:
ich glaube, du wirst kaum eine Last finden, die sich unter allen Umständen und Leistungen gleich / linear verhält.

Andererseits kannst du eine Tabelle aufstellen für einen (ohmschen) Verbraucher passender Größe, für eine Lampe oder einen Lastwiderstand: du machst einmal eine kleine Messreihe, bei der du Strom und angelegte Spannung misst, und hast anschliessend deine Tabelle, mit der du abgleichst, mit der du feststellst: aha, 14 Volt liegen an; dann hat mein Halogenstrahler jetzt einen Widerstand von 3,3 Ohm und eine Leistung von 60Watt.
Wobei ich meine, mit einem Fehler im kleinen einstelligen Prozentbereich können wir leben.

Grüße / GW

Das es so herum geht ist natürlich klar. Das Problem ist dann nur das eine Lampe bei jeder
Last und bei jedem Generartor einen anderen Widerstand "vorgaukelt" und so einfache Messreihen
für "Nichtelektriker" zum Problem werden würden und diese dann auch schwerer vergleichbar würden.

Viel schöner wäre ein Last, die sich zumindest bei unseren Leistungen nicht so stark verändert.
Ich denke da an Gegenstände des täglichen Lebens die auch nahezu jeder zur Verfügung hat.
Konkreteres ist mir noch nicht eingefallen.

Grüsse

Bernd

@Bernd
Bezüglich der Last, die möglichst aus dem Haushalt kommen soll und möglichst wenig Widerstandsveränderung auf Grund der Erwärmung hat: Ich weiß ganz ehrlich nicht genau, ob folgendes funktioniert, aber ich hab grad die Idee nen Eimer mit Wasser zu nehmen, mal grob geschätzt nen Kilo Salz reingeworfen, kräftig gerührt und zwei Kupferstäbe rein. dann noch nen Deckel drauf, daß kein Wasser raus kann - auch kein bischen - und fertig ist der Widerstand. Ich glaub ich probier das demnächst mal aus. Mittels Widrstandsaufnahme über die Temperatur ließe sich alles noch etwas verfeinern. Auf jeden Fall müßte die Menge des Wassers eine ordentliche Trägheit in die sonst recht zügige Temperaturabhängigkeit der Widerstande bringen... Ist grad nur so'n Gedanke...
LG vom Simpli...