Drehstromgenerator

[andreas]

Hallo Allerseits,

scheinbar habe ich nun endlich die Ursache für die Zerstörung meines alten Drehstromstators gefunden. Das mir unerklärliche Schleifen der äußeren Magnetkanten am Stator speziell an der oberen und unteren Kante des Stators ist eine Wirkung von Kreiselkräften bei hohen Drehzahlen und dem Schwenken des Generators um die Hochachse durch die Windfahne bei schnellen Windrichtungsänderungen. Dabei entsteht wohl die sogenannte Präzession, welche um 90 Grad versetzt zur ursprünglichen Kraft auftritt. Dies führt zur Verbiegung der Generatorachse nach oben bzw. unten, je nach Drehrichtung um die Hochachse.

Fazit: Die Welle ist zu dünn und den Kräften dieses schweren Rotors nicht gewachsen. Ich werde den Generator also mechanisch neu aufbauen dürfen.

Aufgefallen ist mir das erst in diesen Tagen bei gutem Wind und hohen Drehzahlen. Beim Schwenken des Windrades durch Windrichtungsänderungen tritt ein Schleifgeräusch auf, wobei wohl der Rotor am dicht davor verlaufenden Gehäuseblech schleift. Das Gehäuse ist steif genug und mehrfach mit dem Generator verschraubt, es bewegt sich also nicht selbst. Nach Demontage werde ich wohl Schleifspuren innen im Gehäuse oberhalb und unterhalb der Generatorwelle mit dem Abstand des Rotorscheibendurchmessers vorfinden können.

MfG. Andreas

[Bernd]

Das ist eine interessante Beobachtung die du da machen konntest.
Darauf muss man erstmal kommen!
Ich habe da gleich das Bild eines Mannes auf einem Drehstuhl sitzend vor Augen der ein rotierendes Rad eines
Fahrrades in den Händen hält. Wenn er dieses Rad schwenkt, dreht der Typ sich auf seinem Drehstuhl.
Genau diese Kräfte haben also deine Generatorachse gebogen.

Grüsse

Bernd

[andreas]

Hallo Bernd,

um die Drehzahl etwas herunter und die Spannung hinauf zu bekommen, habe ich den herkömmlichen Gleichrichter durch einen schnell gebauten B6-Schottky-Gleichrichter ersetzt. Da so ein Teil recht einfach zu bauen ist, will ich es hier mal vorstellen. Man benötigt eine Leiterkarte dazu, hier haben 45x45 mm ausgereicht, eine Anschlussklemme mit wenigstens fünf Polen sowie sechs Schottky-Dioden passender Leistung.

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Zuerst werden die Bohrungen für die Bauteile angerissen und angekörnt.

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Dann werden alle Löcher gebohrt (hier mit 1,5 mm Durchmesser) und entgratet.

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Nachfolgend werden die Trennstellen der Leiterfläche stark mit der Reissnadel eingeritzt und mit einem scharfen Cuttermesser wechselseitig vertieft, bis sich keine Verbindungen zwischen den einzelnen Flächen mehr messen lassen. Bei zweiseitigem Kupferbelag muss das (wie hier) auch auf der anderen Seite spiegelbildlich erfolgen. Alternativ können die Löcher der Bauteilseite auch stark angesenkt werden, so dass die Bauteile keine leitende Verbindung zu dieser Kupferfläche mehr haben. Danach kann die Karte blank geputzt werden.

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Jetzt können die Bauteile bestückt werden. Die Ringmarkierung aller Dioden zeigt in die gleiche Richtung, zum Pluspol.

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Zum Schluß wird alles sauber verlötet und vermessen. Nach Beschriftung der Klemmen ist der B6-Gleichrichter einsatzbereit.

Durch den Einsatz dieses Gleichrichters habe ich etwa 1 V Ladespannung mehr zur Verfügung. Verwendet wurden Dioden vom Typ SB540, womit der Gleichrichter bis 40 V und 15 A belastet werden kann. Der so gebaute Gleichrichter passt in einen Feuchtraumverteiler rein, wie er hier im Kabelweg verwendet wird. Umgeklemmt habe ich bei laufendem Betrieb, wobei je zwei Generatorphasen durch eine Krokoklemme kurz geschlossen waren, damit mir das Windrad nicht unbelastet hoch dreht.

MfG. Andreas

[andreas]

Hallo Ekofun,

richtige Messwerte habe ich noch nicht, denn dazu müßte ich sie protokollieren können - das kann meine Software noch nicht. Aber ein paar Maxima von heute, mehr zufällig gesehen: Drehzahlen bis 830 U/min, Generatorstrom bis 7 A bei 15 V. Der böige Wind kommt mit seinen 9 m/s hier nicht wirklich an, da die Bäume ringsherum noch ein wenig höher als das Windrad sind.

MfG. Andreas

[Bernd]

Hallo Andreas und vielen Dank für deine schön bebilderte Nachbauanleitung.
Ich bin mir sicher das das einige zum Selbstbau eines Schottkygleichrichters anreizen kann.

Deine Maximalwerte sind ja wirklich sehr gut. Mein Black 300 muss sich bei dieser Windrichtung,
die auch bei mir derzeit nicht ideal ist, schon dolle anstrengen um auf so hohe Werte zu kommen.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Andreas,

Ihre vorleufige Daten sind sehr gut,Beume haben schlechte Einfluß wenn sie in der nehe sind,ab 50m ist Einfluß klein,und bei 10 m Mast noch kleiner.
Scheze das Sie mit 8m/s(bei 9m/s) rechnen können,sollten Beume in der nehe sein dann ist das anderes.

Wie groß ist Ihre Windrad?

Brauchen Dioden keine Kühlkerper(Germaniumdioden bis 90 Grad max)?


Grüße

Ekofun

[andreas]

Hallo Ekofun,

die Bäume in der Umgebung sind recht nahe. Selbst meine eigenen alten Obstbäume sind fast 10 m hoch und nur wenige Meter vom Windrad entfernt. Der kleine Wald in nördlicher Richtung ist deutlich höher und unter 20 m weit weg.

Mein Windrad ist ein ganz kleines, es hat nur 1,10 m Durchmesser.

Diese Schottky-Dioden brauchen keine weitere Kühlung. Ihre Flussspannung ist recht gering, so dass an ihnen nur sehr wenig Leistung abfällt. Beim Vermessen mit dem Multimeter zeigen sie etwa 160 mV Spannungsabfall in Flussrichtung, wobei das natürlich mit höheren Strömen mehr wird.

MfG. Andreas

[Ekofun]

Hallo Andreas,

ja,dann steren Beume zimlich viel,dachte die sind weiter weg vom Windrad.

Habe Schotkydioden 40A/25V Anschlüsse sind 4mm dick,Pluspol ist am Geheuse
der 6mm Gewinde hat.Werden aber warm bei 15A ca 40 Grad,so habe Kleine Kühlkörper vom 4mm Kupfer gebastelt und wurde bischen besser.

Warte auf Drehzahlmässgerät,dann sende Daten vom meine Geni mit Ferit Magneten.Er ist Eisengeni und Rastung ist minimal,genaue Daten werden folgen.

Grüße

Ekofun

[andreas]

Hallo Ekofun,

damit Du mal einen Eindruck vom Standort bekommst:

WindradAusSueden.jpg (20.43 KiB) 10743-mal betrachtet

Das Bild ist aus dem Obergeschoss aufgenommen. Das Speizendreieck scheint horizontal zu liegen, es befindet sich in etwa 5 m Höhe über Grund. Das ist ein Blick schräg von unten - die Bäume dahinter sind höher als das Windrad. Das ist ein Blick Richtung Norden, dort befindet sich die schlimmste Abschattung. Richtung Westen sieht es nur wenig besser aus, nach Osten hin ist dagegen relativ viel Luft aus Sichthöhe des Windrades. Im Süden steht das Haus im Weg, es ist ca. 9 m hoch.

MfG. Andreas

[Ekofun]

Hallo Andreas,

Schade,Windrad ist wirklich im Windschaten,und meisten Winde kommen aus Nord-Nordwest,vom Osten weniger.

Sonst haben Sie Windrad gut gemacht und haben sehr gute Ergebnise,gratuliere.

Grüße

Ekofun