Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

[magneto]

Hast Du keine Bedenken über möglichen Zwischenfasen – Kurzschluß?
Der Spannungsunterschied zwischen den Fasen wird bei Höchstleistung ziemlich groß sein und der Draht ist wohl nur 1x lackieret.
Jetzt bietet sich noch die Möglichkeit die Holzleisten mit Isolierstoff (Pressspan) zu umwickeln und dann andrehen.
Dann nachdem die erste Fase fertig und verklebt – ist der Pressspan gut und sicher zwischen den Fasen fixieret.
Bin kein Elektriker – vielleicht ist es auch nicht nötig...

Grüsse
Stefan

[Bernd]

Der Einwand ist gar nicht mal so schlecht. Über mögliche Spannungsüberschläge habe ich mir
noch keine Gedanken gemacht. Muss gleich mal recherchieren wie hoch die Durchlagsfestigkeit
so eines Kupferlackdrahtes ist.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

So wie in Tabellen steht ist Lackdraht bis mindestens 500 V Durchlag sicher,mit noch Seide isoliert geht das 1000V und noch bischen mehr.
Glaube aber nicht das Du diese Voltzahl errechen wirdst.Isolation zwischen Strängen ist immer gut,ist nichts Verkehrt,wenn man Platz hat.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Ich habe mal bei einigen Herstellern von Lackdrähten nachgeguckt und war erstaunt das die Angaben zwischen
2500 und 8000 Volt für die Durchlagsfestigkeit lagen. Laut einer älteren DIN Norm ist das Minimum, das heute
wohl alle Hersteller bei weitem überschreiten, zwischen zwei Lackdrähten 800 Volt.

Wenn ich es mir so recht überlege dann liegen auch bei jedem handelsüblichen Motor die Spulenköpfe
der 3 Phasen aneinander bzw. übereinander.
Ich werde daher keine Veränderungen zum geplanten Aufbau durchführen.

Grüsse

Bernd

[magneto]

Hallo Bernd

Ich besitze schon den Einspeiser "Windmaster 500" der in einem Spannungsbereich zwischen ca. 35 und 125 Volt arbeitet.
Wenn ich nun anstatt 60 Windungen nur 8 Windungen verwende, dann erhalte ich bei 1000 U/min anstatt 1000 Volt
nur noch 133 Volt, wenn alle Phasen nach Gleichrichtung in Reihe verschaltet werden. Zur Erinnerung, es werden 4 Phasen.

Ich melde mich wieder mit folgender Angelegenheit:


Mich beschäftigt das Problem mit der Nutzungsbereich des Generators, weil ich auch Absicht habe einen ähnlichen Generator wie Deiner zu bauen.
So beobachte ich Dein Vorgang beim Bau und lerne....
Ohne abzugucken hätte ich es sicher niemals gewagt, den Aufbau eines Genis selbstständig zu planen
Ich erwäge dabei auch manchmal die Lösungen, die VILLEICHT auch naiv sind, deshalb als Nicht- Elektriker wage ich mich eine solche Lösung unter scharfe Kritik zu stellen

Die theoretisch abnehmbare Leistung an Deinem Generator bei 100U/min beträgt:
Spannung: ca. 13,3V
Drahtquerschnitt ca.1,5mm2
Allgemein nimmt man Strombelastbarkeit ca. 2,5A / 1mm2 Kupfer an.
Maximale Strombelastbarkeit des Drahtes im Generator: ca.3,75A
3,75A*13,3V = 49,8 W – die man rein theoretisch schon bei 100U/min vom Generator zum Windmaster abführen könnte, wenn die Spannung ausreichend wäre...

3,75A*35V = 131W – erst ab diesem Wert fängt die Stromabnahme mit dem
Windmaster 500 an.

Stromabnahme im Leistungsbereich ca. 50W – 130W aufgrund der zu niedrigen Spannung des erzeugten Stromes geht verloren.


Dieses unbenutzbare Leistungsbereich entspricht wohl den Windgeschwindigkeiten die am meisten vorkommen
----------------------------
Die vorgeschlagene Lösung:

Dein Generator induzieret Strom mit Frequenz 50Hz bei Drehgeschwindigkeit 125U/min.
Dies ist wichtige Voraussetzung, denn für diese Lösung eignen sich wohl nur Genis, die ausreichende Stromfrequenz aufweisen.

Ab 100U/min (40Hz) ist der erzeugte Strom schon ziemlich gut transformierbar und mit zunehmender Drehgeschwindigkeit wird’s damit immer besser.

Weil der Windmaster 500 die Mindestgrenze 35V aufweist und im unteren Spannungsbereich eher ineffektiv ist, nehme ich die „gewünschte“ Untergrenze der Spannung in Höhe 40V an.

Spannung gewünschte / Spannung erreichte = 40V / 13, 3V = 1 / 3

Nehmen wir an, daß direkt im Stromgenerator (oder nebenan) einen Transformator mit Spannungsübersetzung 1 / 3 rangebracht wird, der sich automatisch erst bei 100U/Min anschaltet und bei ca. 300U/min sich wieder abschaltet – zugleich bei 300U/Min wird (wieder mal automatisch) direkte Verbindung zwischen dem Generator und dem Windmaster hergestellt.
Die Abschaltung/Umschaltung des Transformators müßte also stattfinden, wenn die transformierte Spannung sich gerade der erlaubten für Windmaster Obergrenze 125V genähert hätte.
Die Spannung vom Generator (ohne Transformatoreinsatz) im Drehgeschwindigkeitsbereich 300U/min – 900U/min hätte sich dann entsprechend im „grünen Bereich“ ca. 40V – 120V gehalten und könnte vom Windmaster wiederum problemlos „geschluckt“ werden.
Ich glaube, so ein Transformator mit Höchstleistung ca.150W, Spannungsübersetzung 1/3
für Spannungsbereich 120V/40V wäre als industriell hergestellte Fertigware wahrscheinlich
kaum zu kaufen – man müßte wohl den Kern, den Drahtdurchschnitt und Wicklungen vom Speziallisten berechnen lassen, Material bestellen und selber wickeln...

Und nun die wohl witzigste Teil dieser Idee:
Wenn der Generator beim starken Wind die Drehgeschwindigkeit 900U/Min erreicht und überschrittet, erreicht die erzeugte Spannung (ohne Transformierung) abermals die Obergrenze der Einspeicherung 120V.
Angenommen, daß der Transformator nicht wie oben geschrieben für Leistung 150W, sondern z.B. für 550W berechnet und ausgefertigt wäre, man könnte ihn dann aus der Spannungsverstärkungsfunktion 1/3 in die Funktion der Spannungsreduzierung 3/1 umschalten um sehr starke Winde zu „abernten“...

Als echt problematisch könnte sich die Schaltautomatik erweisen.

Deshalb auch die Fragen:
Wäre so funktionierende automatische Stromumschaltung teilweise oder komplett
realisierbar
Gibt’s vielleicht industriell hergestellte Stromumschaltungsgeräte für 230V-Netz, die man für solche Zwecke adaptieren könnte

Grüsse

Stefan

[Bernd]

Hasllo Stefan, ich finde es gut das du Dir Gedanken um den Generatorbau und seiner Verbesserungsmöglichkeiten machst.

3,75A*13,3V = 49,8 W – die man rein theoretisch schon bei 100U/min vom Generator zum Windmaster abführen könnte,
wenn die Spannung ausreichend wäre...

3,75A*35V = 131W – erst ab diesem Wert fängt die Stromabnahme mit dem
Windmaster 500 an.

Keine Bange, es geht nichts verloren wenn ich meinen Windmaster mit meinem Generator kopple denn ich lege das ganze
so aus das ab der geringsten nutzbringenden Windgeschwindigkeit schon 35 Volt anstehen. Dabei werden dann einige wenige Watt entstehen.
50 Watt oder mehr kommen erst bei weit höheren Windgeschwindigkeiten und Drehzahlen zustande, dann wenn die Spannung schon weit
höher ist.

Es reicht nicht aus den maximal möglichen Strom mit der aktuell erzeugten Spannung zu multiplizieren, mann muss auch berücksichtigen
welche mechanische Leistung dem Generator aktuell zur Verfügung gestellt wird.

Wenn man die Ausgangsspanungen eines mehrphasigen Generators mit Transformatoren herauf oder herunter setzen will, dann
benötigt man pro Phase einen Trafo. Das ist für sich ja erstmal kein Problem, man muss er nur bedenken.

Deine Rechnung der möglichen Leistung bei 100 U/min mit und ohne Trafo ist aber nicht richtig, denn ein Trafo kann nur das Verhältnis
aus Strom und Spannung verändern, nicht die Leistung vergrössern.
Erhöhe ich durch den Einsatz eines Trafos die Spannung um das dreifache, senke ich automatisch den Strom auf 1/3 und somit bleibt die Leistung gleich.
Ich kann den Trafo also nur einsetzen um die Abgabespannung zu verändern wobei es viel sinnvoller, weil verlustfreier, ist das über den Aufbau
der Wicklung zu lösen, sofern man diese selber anfertigt. Also besser gleich 3x mehr Windungen aufbringen als hinterher verlustbehaftet zu versuchen
die Spannung mit Hilfe eines Trafos oder was auch immer drei mal höher zu bekommen.

Eine zu hohe Spannung durch einen im Bedarfsfall zugeschalteten Trafo zu reduzieren würde prinzipiell funktionieren.
Das dumme ist das dann die Last plötzlich eine viel geringere Spannung erhält, die Leistungserzeugung somit abrupt einbricht, das Windrad unterbelastet
wird und schnell hochdreht. Es muss dann die entstehenden hohen Drehzahlen aushalten können. Grundsätzlich könnte man diese Idee
aber mal weiter durchdenken.

Grüsse

Bernd

[magneto]

Das dumme ist das dann die Last plötzlich eine viel geringere Spannung erhält, die Leistungserzeugung somit abrupt einbricht, das Windrad unterbelastet
wird und schnell hochdreht.

Da gibt’s wohl eine Möglichkeiten, bei sehr starkem Wind die Einspeisespannung unter 125V einigermaßen flexibel zu halten:
Mit einfachem Transformator – wie oben beschrieben – wird die Spannung vom
120V zum Wert 40V runterspringen – und der Windrad dann möglicherweise „dreht durch“.

Man könnte allerdings auch einen Trafo mit (z.B.) 3 Anzapfungen wickeln und mit der Auswahl der richtigen Anzapfung stufenweise die Spannung an die Drehzahl anpassen.
Diese Umschaltung der Anzapfungen am Trafo wäre villeicht auch automatisch möglich.

Ich habe im Internet –Shop einen „Automatischen Phasenwechsler ohne Prioritätphase, mit der oberen und unteren einstellbaren Spannungsumschaltungsschwelle“ gefunden.
Leider ist es eine Polnische Internetseite – und für 100% Genauigkeit der Übersetzung hafte ich nicht.

http://sklep.cseie.com.pl/p/124/2816/au ... atyka.html

Wenn die Spannungstoleranz überschritten wird – das Ding schaltet automatisch um zu einer von 3 Stromquellen, die besser angepaßte Spannung aufweist.
Kurzschluß ausgeschlossen.
Reaktionszeit 0,5 – 0,8 Sek.
Einstellbar in Spannungsgrenzen:
Untergrenze: 150 – 210V
Obergrenze: 230 – 260V
Preis (umgerechnet) ca. 50€.
Die Spannungsgrenzen passen nicht gerade perfekt zu Deinem Generator, aber vielleicht läßt sich so ein Ding umstellen?
Da müßte wohl schon ein Fachmann Stellung nehmen.

Grüsse
Stefan

[Ekofun]

Hallo Magneto,

Interesante Idee,das mit Trafos,Automatic wird größte Schwirigkeit darstellen,denke ich.

Und Stromdichte bei Genis/Motoren ist laut Tabelle ab 4 bis 6A/mm^2. Mittelwert were dan 5A/mm^2.Bei Trafos ist Stromdichte 2,5 bis 3 A/mm^2.
Ihre Geni hat Drahtdicke 1,5mm ist 1,76mm^2 und maxsimale Strom were dann 10,6A.

Grüße

Ekofun

[magneto]

Hallo Ekofun
Danke für diese Angaben – die werde ich mir merken.
Der oben beschriebene automatische Phasenwechsler ist ohne Zusatzschutz bis zu 16A belastbar.
Mit Zusatzschutz auch mehr.
Leider der oben angegebene Preis ist Nettopreis.
Hauptproblem – ob sich die Spannungswerte umstellen lasen oder so etwas Ähnliches für niedrigere Spannungsbereiche irgendwo finden...

Güsse

Stefan

[Bernd]

Man könnte auch ganz einfach die Beschaltung von Stern auf Dreieck ändern bei höheren Drehzahlen.
Oder, anstatt einen externen Trafo umzuschalten, die Phasen des Generators oder deren Wicklungsstränge
umschalten, in Reihe, parallel oder Kombinationen davon.
Dann braucht man erstens keinen Trafo und hat zweitens keine zusätzliche Verluste.

Ob das aber überhaupt nötig ist muss man im Einzelfall entscheiden.
Die meisten modernen Einspeisewechselrichter haben z.B. einen so grossen Spannungsbereich das deratige
Maßnahmen vermutlich meist nicht nötig sind.

Grüsse

Bernd