Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

 
anpoky
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 03.01.2011 - 16:00 Uhr  ·  #21
Moin,

So, ich habe etwas rumprobiert und bin zu diesem Ergebniss gekommen:

Was haltet ihr von dieser Version?

Dann habe ich mir gedacht, dass der von Dir genannte Vorteil von nicht quadratischen Spulen jetzt nicht mehr ganz zu treffen würde. Deswegen hier nochmal die quadratische 30x30mm Magnet Version noch zum Vergleich:


Man kann sehen, dass bei der rechten Version mehr Kupfe unter dem Magneten liegt, dafür aber auch mehr nicht genutzten Kupfer nötig ist.

Nach dem Berechnungstool ist aber der Wirkungsgrad der linken Version höher, daher würde ich auch die linke Version mit 40x20x10mm Magneten bevorzugen, weil hier auch weniger Kupfer für die gleiche Leistung benötigt werden.

Ich habe eben erst gemerkt, dass ich im Berechungstool die Wicklungsanzahlformel gelöscht habe und der Wert sich nicht geändert hat. Ich muss alles nochmal berechnen und überdenken. Wie es aussieht, werde ich mit der schmaleren Spule (8mm hoch und 1,5mm dicken Draht) niemals auf 13,6V kommen. Ich melde mich nochmal.

Danke und Gruß

Andreas
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 03.01.2011 - 18:24 Uhr  ·  #22
Hallo Andreas,

die Überlappung der Magnete über die Spulenschenkel sieht doch schon gut aus...
Mit den breiten Spulen.. das müsste man mal ausprobieren ob sich das stark negativ auswirkt...
Es könnte sein, dass die Spannung etwas reduziert wird.
Gefühlt sollte die Länge des 'Loches' nicht unter der Länge des Magneten liegen...

Das Angebot, das für Dich auf meinem Teststand auszuprobieren steht.
Voraussetzung:
2 unterschiedlich gewickelte Spulen und 2 besser 3 entsprechende Magnete (bei 3 Magneten hast Du beide Kurven).
Die schickst Du dann zu mir, ich teste, werte aus, die Werte stelle ich hier ein und schick deine Sachen zurück.

Gruss Friedhelm
Menelaos
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 04.01.2011 - 12:46 Uhr  ·  #23
Ich sehe keinen Vorteil darin, das Spulenloch an der Außenseite breiter zu amchen als die Magnetbreite. Das schafft nur zusätzlichen Innenwiderstand, sonst nichts, von der besseren Optik hat nachher niemand mehr was.

Gruß
Max
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 04.01.2011 - 13:25 Uhr  ·  #24
Hallo Max,

wenn dadurch die Magneten die Spulenschenkel besser abdecken.. das wäre m.E. ein Vorteil...

Gruss Friedhelm
danielCV
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 05.01.2011 - 10:21 Uhr  ·  #25
Hallo,

sehr wichtig ist hier - und da geht es nicht um Optik - die Richting des Drahtes in den Schenkeln. Im Optimalfall sind die Mittellinien der Spulenschenkel radial ausgerichtet, damit die Magnete die meiste Zeit um die 90º Überstreichwinkel haben.
Dadurch ergibt sich ja unter bestimmten Voraussetzungen die Trapezform, denn auch wenn wir mehr Innenwiderstand bekommen, ist doch eine bessere Induktion bei idealerweise 90º.
Auch dies spricht für rechteck Magneten statt quadratischen Magneten, bei denen durch die relative Breite weniger guter überstreichwinkel entsteht in beachtlicher Zeit.
XXLRay
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 05.01.2011 - 12:46 Uhr  ·  #26
Kannst du Spulen und Magnete nicht weiter nach Innen schieben? Dadurch rücken diese enger zusammen und es wäre eine kompaktere (günstigere) Bauweise möglich, wie Menelaos sie vorgeschlagen hat.

Zitat geschrieben von danielCV

Dadurch ergibt sich ja unter bestimmten Voraussetzungen die Trapezform, denn auch wenn wir mehr Innenwiderstand bekommen, ist doch eine bessere Induktion bei idealerweise 90º.

Meiner Meinung nach heben sich Innenwiderstand und Schnittwinkel in etwa auf. So bleiben bei trapezförmigen Spulen nur höhere Kosten, weil mehr Kupfer verwendet werden muss.
anpoky
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 05.01.2011 - 15:13 Uhr  ·  #27
Moin,

So, nachdem ich die ganze Zeit mit fehlerhaften Excel-Sheet gerechnet habe (ich hatte eine Formel gelöscht), habe ich jetzt nochmal gerechnet und rumprobiert.Die Werte sehen jetzt plausibler aus! Deswegen wirkte ich vorher wohl etwas verwirrt.

Ich habe mal drei Versionen erarbeitet, bei denen der Luftspalt, Magnethöhe und die Spulehöhe mehr oder weniger konstant sind. Es wird immer mit einem Draht gewickelt. Es soll ein 12 V Bleiakku geladen werden, deswegen die Ladespannung von 14V.

Bei der ersten Version überdecken die rechteckigen Magneten die Spulenschenkel recht gut, da die Schenkel 1/2 der Magnetbreite haben. Da aber insgesammt weniger Draht unter den Magneten liegt, ist die Leistung nicht so gut.

In der nächsten Version haben ich deswegen die Spulenbreite auf 15mm erhöht und musste dadurch die Drahtdicke auf 1mm ändern und so sieht es dann aus:

Als letzte Version sind die Vorschläge von Max berücksichtig. Also ist die Spulenlochbreite innen schmaler als der Magnet (die Ladespannung sollte trotzdem erreicht werden). Der Magnet ist quadratisch. Dafür aber dass der Magnet breiter ist, passt auch mehr Kupfer unter den Magneten (die Schenkelbreite) ist 15mm, auch wenn der nicht 100% in 90Grad Winckel geschnitten wird.

Ich bervorzuge im Moment die letzte Version mit den 30x30x10mm Magneten, da das Berechnungstool den Besten Gesamtwirkungsgrad Anlage berechnet hat und die Magneten weniger "über Luft" sich bewegen.

Was meint Ihr dazu?
Welche Version würdet Ihr vorziehen?

@XXLRay
Ich kann die Spulen nicht weiter ineinander rücken, da das Statorinnenloch mit 14 Durchmesser diese begrenzt.

Danke und Gruß

Andreas


Achja, Friedhelm, wie zeichnest du mit Draw die Spulen. Das Innenlochtrapez ist recht einfach, aber dann die Außenseite des Spule ist schon schwieriger, da ich nicht weiß, wie die eine Parallel Linie zu den schrägen Seiten mit einem bestimmten Abstand zeichnen kann (Schenkelbreite). Im Moment habe ich das durch Try&Error gemacht.
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 05.01.2011 - 15:56 Uhr  ·  #28
Zitat geschrieben von anpoky

Achja, Friedhelm, wie zeichnest du mit Draw die Spulen. Das Innenlochtrapez ist recht einfach, aber dann die Außenseite des Spule ist schon schwieriger, da ich nicht weiß, wie die eine Parallel Linie zu den schrägen Seiten mit einem bestimmten Abstand zeichnen kann (Schenkelbreite). Im Moment habe ich das durch Try&Error gemacht.

Ich zeichne 2 Rechtecke übereinander(Spulenschenkelbreite x Spulenschenkellänge) nehme ein Rechteck für den Spulenschenkel und drehe das um den Mittelpunkt des Rotors im entsprechenden Winkel.
Dann drehe ich beide um die Hälfte des vorherigen Drehwinkels zurück und verbinde ich die beiden durch weitere Rechtecke mit der Schenkelbreite. (Formen verschmelzen)
Der Drehwinkel hängt von Deiner Konstruktion ab.
Den Drehmittelpunkt kannst Du verschieben (über die Drehfunktion am unteren Rand) oder bei der Drehen-Funktion über den Punkt Position und Grösse als Koordinaten eingeben.

Dann kopieren, drehen, beides kopieren doppelt so weit drehen usw... so kostet es nur wenige Minuten..

Gruss Friedhelm
XXLRay
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 05.01.2011 - 18:27 Uhr  ·  #29
anpoky
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 05.01.2011 - 20:24 Uhr  ·  #30
@Friedhelm

Vielen Dank für die coole Animation. Die Idee ist super, auch wenn es nicht so einfach ist, wenn man ein feste Spulelochhöhe hat, aber mit den Funktionen "Formen substrahieren" etc. habe ich es hinbekommen. Danke.

@XXLRay

Im Berechnungstool habe ich 2,4 m Durchmesser angegeben: drei Flügel und höchstwahrscheinlich aus Holz.

Grüße

Andreas
fiedje
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 05.01.2011 - 20:32 Uhr  ·  #31
Hallo Andreas,

gerne...

Wenn Du es genau wissen willst, einfach 2 Spulen wickeln, Magnete dazu, Paket zu mir und Du kannst den Unterschied danach gut für Dich bewerten.
Anschrift bekämest Du per PN...
An den Vermutungen, welche Version nun besser funktioniert, will ich mich nicht beteiligen.
Ich denke, alle Argumente haben ihre Berechtigung.
Bevor ich aber viel Arbeit in so etwas stecke, würde ich es genau wissen wollen.
Es könnte z.B. rauskommen, dass eine schmalere Spule mit weniger Wicklungen den gleichen Ertrag wie eine ungünstige breite bringt.

Gruss Friedhelm
anpoky
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 06.01.2011 - 10:27 Uhr  ·  #32
Moin Friedhelm,

Vielen Dank für dein Angebot, aber ich habe weder Draht noch Magneten, ich müsste alles erst bestellen und ich würde gerne gleich das Bestellen, was ich brauche.
Ich denke mal, auch wenn es nicht 100% der für meine Gegebenheiten nicht der optimalsten Generator sein wird, werde ich damit erstmal Glücklich. Ich bin jetzt schon froh, manche Sachen verstanden und unterschiedliche Versionen abgewogen zu haben.

Vielen Dank für die Hilfe.

Ich mach mich jetzt an die Planung der ganzen Halterung.

Gruß

Andreas
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 06.01.2011 - 15:02 Uhr  ·  #33
Lass dir aber ruhig etwas Luft bei deiner Planung. Die Spulen werden nicht exakt so aussehen wie auf dem Papier!
An den "Enden" werden sie etwas schmaler werden als gezeichnet und in der Mitte der Schenkel etwas Bauchiger als gedacht. Ich schlage vor du wickelst erstmal 2 Probespulen und legst diese entsprechend aneinander um den wahren Platzbedarf zu ermitteln, so mache ich das auch immer :-)

Gruß
Max
anpoky
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Neuanfang

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Gepostet: 10.01.2011 - 21:07 Uhr  ·  #34
Moin Moin,

Ich habe mir alles nochmal durch den Kopf gehen lassen, habe noch mehr gelesen und mir alles nochmal überlegt (wie Friedhelm mir das auch nahe gelegt hat). Es ist alles komplizierter als man denkt.

Also habe ich fast von vorne angefangen und hier der aktuelle Stand meiner Planung:

Wie groß soll das Windrad werden? Da ich kein Ärger mit dem Kleingartenverein haben will, soll es nur max 1,2m Durchmesser haben. Damit bin ich bei einer 100 Watt Anlage, statt 400 Watt (2,4m Durchmesser ist schon echt groß).

Soll es trotzdem mit den Bremsscheiben gebaut werden? Da ich die Bremsscheiben und das dazugehörige Federbein schon habe, ja, obwohl die Nabe nicht super leichtgängig ist (ich habe mir auch Flanchlager angeschaut, trotzdem bleibe ich bei der Autonabe, da ich sie schon habe. Ich werde sie noch saubermachen und neu einfetten).

Damit bleibt der o.g. Generatorbau bestehen. Es ändern sich nur die Spulenparameter:


Ich verstehe noch nicht ganz, was das Wickeln einer Spule mit zwei Drähten auf sich hat. Warum wird das gemacht? Im Berechnungstool ändert sich nur die Drahtlänge, aber Leistung bleibt erhalten. Mir ist das noch nicht ganz klar. Hat jemand ein Link für mich? :-)
Ich habe im Tool jetzt 2 Drähte in Hand angegeben, aber nur um auf die richtige Spulenhöhe von 6mm zu kommen.

Mit dem "Winkraft" Tool (http://www.bitpilot.de/) berechnete Flügel sehen so aus:




Die Nabe ist im Verhältnis zu den Flügeln recht groß und sieht schon ein bischen komisch aus, aber die Optik ist für mich nicht soo wichtig. Hat jemand vielleicht eine Idee, wie ich den Nabenbereich noch besser (durch Keile oder so) zum Anlaufen des Windrades nutzen könnte?
Da der Winkel von 20 Grad schon recht steil ist, werde ich mir wohl 3cm Bretter holen und die dann zusammenleihmen, um auf 6 cm zu kommen.

Ich muss schauen, was ich im Bauhaus für Abwasserrohre bekomme, dann würde ich sonst die erste Repeller-Version mit 4 Blättern bauen (mit dem RoWiTool2 ausgerechnet). Später dann für das Optimum die Holz-NACA-4412 Version.

Das ganze wird, wie bei otherpower, auf einem zersägten und neuverschweisten Autofederbein sitzen:


Die Sturmsicherung soll ein Fluring sein. Ist aber hinsichtlich der Länge und Gewicht etc noch nicht durchgeplant. Ich weiß, dass es im Forum eine Formel dazu gibt.

Ich bin gespannt auf eure Kommentare.

Gruß

Andreas
XXLRay
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 10.01.2011 - 21:29 Uhr  ·  #35
Mark
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 10.01.2011 - 21:31 Uhr  ·  #36
nicht in reihe?
Erdorf
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 10.01.2011 - 21:43 Uhr  ·  #37
Hallo Mark,

Zitat
nicht in reihe?


In Reihe heben sich die induzierten Spannungen auf ...


@Andreas
'Nur' 1.2 m Durchmesser zu nehmen finde ich schade, bei der ganzen Arbeit.
Hoffentlich bleibt dann noch genug übrig ...

Gruß Frank
fiedje
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 10.01.2011 - 22:29 Uhr  ·  #38
Zitat geschrieben von Erdorf

...In Reihe heben sich die induzierten Spannungen auf ...

Hallo Frank,

in Reihe verlängerst Du den Draht, also addieren sich die Spannungen.
Nur wenn du beide 'Anfänge' zusammenlöten würdest und die beiden 'Enden' benutzen würdest, dann heben sich die Spannungen auf.
(Ich nehme an, dass Du das gemeint hast)
Die Parallelschaltung erzielt letztendlich das gleiche Ergebnis wie ein dickerer Draht.

grün=Verbindung der Drähte, gelb=Anschluss

Wobei Strom doppelt nicht stimmt. Es müsste richtig heissen: doppelter Strom möglich... (zu faul Zeichnung zu ändern)

Gruss Friedhelm
Erdorf
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 10.01.2011 - 22:43 Uhr  ·  #39
Hallo Friedhelm,

wie immer sehr präzise und sehr anschaulich <_<

und wieder was gelernt ...

Gruß Frank
Mark
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Re: Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

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Gepostet: 11.01.2011 - 09:50 Uhr  ·  #40
Das Berechnungstool gibt doch immer die gleiche Anzahl an Wicklungen aus egal wieviel "Draht in Hand" man setzt. Kann das jemand erklären? Das Argument das man es bei zu dicken Draht nicht mehr wicklen kann will ich hier nicht akzeptieren. Ist das evtl ein Fehler im Berechnungstool. Wie gesagt es hat ja 0 Auswirkungen auf die Leistung. Laut dem Berechnungstool.


Danke
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