Vergleichsmessungen verschiedener Rotorprofile, Prüfstand

Der Motor hat einen Durchmesser von 65 mm und wird mit einem Winkel an einer in Windrichtung stehender schmalen 16 mm MDF-Platte als "Mast" befestigt.
Eine geringe Beeinflussung der Strömung ist sicher vorhanden, dafür ist der Aufbau relativ einfach.

Die Geschwindigkeit bestimme ich, indem ich die Motorspannung ohne Belastung messe und mit der gestoppten Umlaufzeit (Mittelwert aus 10 Umdrehungen) vergleiche. So erhalte ich den genauen Spannungsgradienten des Motors. Nun kann ich mir aus der gemessenen Spannung unter Last unter der Berücksichtigung des Spannungsverlustes der Wicklung durch den gemessenen Strom die dazugehörige Drehzahl relativ genau bestimmen ohne sie extra messen zu müssen.

Gruß Uli

Juchuuuuu, der Durchbruch ist gelungen !!

Heute habe angeregt durch Carl eine neue mechanische Bremse entworfen und gebaut die all meine Ansprüche erfüllt.
Die "Schwimmsättel" der neuen Bremse wurden dichter übereinander montiert.
Die innere "Bremstrommel bzw. Welle" ist nunmehr nur noch so stark, das die innere Gewindestange gerade so hindurch geht,
was Verbiegungen durch Verkanten/Fehlmontage entgegen wirkt.
Das "Bremsseil" ist auf beiden Seiten angeschlagen, das "eiern" hat ein Ende.
Das Abbremsen erfolgt wie von Carl einige Beiträge zuvor vorgeschlagen, ähnlich wie beim Manövrieren/Abbremsen von
Schiffen im Hafen ala "Knebelwirkung".

Die Bremsleistung ist trotz der kleinen inneren 12mm Welle wirklich enorm.
Die Bremsleistung lässt sich über die Flügelmutter fein dosieren.
Über die schwimmenden Bremssättel kann ich das Stützmoment abnehmen.
Das Reibungsmoment der gesamten Anlage liegt bei (geschätzten, ich kann es kaum mehr ermitteln) irgendwo unter 0.005Nm
gemessen bei ca. 100U/min und verringert sich weiter durch "Einlaufen" der neuen Zusammenstellung/Lagerung.... Perfekt !!!

Derzeit nehme ich die Stützkraft über eine kleine Federwaage ab, wie ich sie aus Fernmeldezeiten in die heutige Zeit rettete.
Das Stützmoment "pumpt" nun nicht mehr sondern ist recht konstant.
Hier noch zwei Bilder :



Wie man sieht ist die Bremse einfach aufgebaut was ich persönlich so gewollt habe und als positiv ansehe weil sie ohne
Spezialwerkzeuge nachgebaut werden kann.
Tatsächlich sieht sie ein bisschen wie "mittelalterliche Foltermethode" aus, aber sie funktioniert perfekt.
Wo wir gerade dabei sind, ich bin ein erklärter Verfechter von einfachen Lösungen, vielleicht werdet ihr das häufiger noch bemerken...
Hier gibts erste Messergebnisse mit dem neuen Messstand (auf der Seite ganz unten):
Forum/phpBB2/viewtopic.php?t=1508&start=190

Tolle Arbeit/ Idee,

echt "gewiefter" Aufbau.


mfg
waldo

@ Bernd und alle! Diese Bremsmethode sollten wir uns ausser fuer den Versuchsaufbau auch deshalb merken, weil sie moeglicherweise nocheinmal beim Abbremsen groesserer Anlagen Kleinwindanlagen) als Vorlage nuetzlich sein koennte. Carl

Hallo Harald

Als ich mir die Magnetscheiben für meinen Scheibengenerator baute, konnte ich mir das Prinzip einer Wirbelstrombremse prima
vor Augen führen. Wenn ich eine meiner Eisenscheiben mit den Magneten drauf in die Hand nahm und dann
diese Scheibe auf einer Aluplatte legte und drehte, dann konnte man gut spüren wie stark die Wirbelströme bremsten.
Ich hatte dann eine Konstruktion mit Aluscheibe anstatt Kupferstatorscheibe entworfen.
Das Problem war die Mechanik zum höhenmässigen verfahren der Magnetscheiben, denn der Abstand zur Aluscheibe muss ja regelbar sein um
die Bremswirkung regulieren zu können.
Der Bauaufwand erschien mir viel zur hoch, deshalb habe ich dieses Bremsprinzip wieder verworfen gehabt.

Hallo Radixdelta
Ich sammle schon das Innere von Klopapierrollen Da hab ich auch einen höheren "Durchmarsch" als bei den Küchenrollen..
Ich habe mal ein bisschen recherchiert über "Strömungsgleichrichter" und auch einiges interessantes gefunden.
Oft wird ein Drahtgewebe ala Fliegengitter eingesetzt. So hatte das schon Junkers vor Jahrzehnten gemacht.
Dieses Gittergewebe sorgt für eine gleichmässigere Druckverteilung über die gesamte Fläche.
Danach wird oft etwas eingesetzt, wie du es auch vorgeschlagen hast.
Bei kleineren Windkanälen (Schulwindkanal mit vielleicht 30 x 30cm) werden dazu oft "Jumbostrohhalme" mit ca. 8mm Durchmesser eingesetzt.
Ich habe mir mal ne Packung gekauft. Die Länge könnte man dritteln dann wäre 1m² noch im bezahlbaren Rahmen von ca. 15 Euro.
Es könnte aber sein das der Luftwiderstand der vielen Röhrchen zu gross ist und dem Luftstrom zuviel Energie raubt.

Zu der Windgeschwindigkeit:
Ich möchte gerne einen Windtunnel von ca. 1m² haben, damit rings um den Rotor herum genügend Platz zwischen Rotor und Windkanal bleibt.
Evtl. reicht auch etwas weniger als 1m². Naja gehen wir mal von 1m² aus.
Wenn dieser Wind dann wie du vorschlägst mit 10m/s strömen soll,
dann führt dieser Wind schon über 600W pro m² an Leistung mit sich.
Bedenkt man das ein Ventilator auch einen bestimmten Wirkungsgrad haben wird, vielleicht ähnlich einem Windrad,
dann müsste der Antriebsmotor des Ventilators vielleicht 1,5KW haben.
So ein Monster müsste ich dann wohl selber bauen oder die Dinger aus der Filmbranche ausleihen

Ich hatte das bei meinen ersten Wunschvorstellungen für einen Windkanal auch nicht bedacht.
Ich denke wenn "mein" Wind dann mit ca. 5 oder sogar 6m/s daher kommt kann ich schon glücklich sein,
denn bei 5m sind es schon 76W/m² und bei 6m/s sind es ca. 132 W die der Wind an Energie mitführt.
Kaufe ich 4 meiner grossen Tischventilatoren haben diese zusammen 200W Motorleistung...
Vielleicht erreiche ich die 5m nicht mal...

Bei dem Einsatz von Kühlerventilatoren benötigt man riesige Mengen an Strom bei 12V.
In einem früheren Projekt hatte ich mal einige Autoventilatoren getestet.
Einer aus einem Corrado (ein riesen Ding) hatte 400 W !! und trieb über einen Riemen 2 Propeller an.
Die anderen schätze ich so bei 100 - 200W.
Man bräuchte dann aber möglichst 4 identische was dazu führen wird, das man gängige Modelle nehmen muss die dann auch
nicht soo günstig sind.
Bei angenommen 500W Gesamtleistung wären das über 40A bei 12V die man konstant (!) zur Verfügung haben muss.
Alles nicht so einfach.... vielleicht über einen grossen Halogentrafo...
Hmmm..
Immerhin hätte man eine riesige Menge an Motorleistung und einen kräftigen Luftstrom.
Übrigens mein Favorit war damals ein Lüfter aus dem Fiat Panda.
Der machte soviel Wind das man ihn fast als Hoovercraft Motor einsetzen konnte.

Hat jemand eine Vorstellung welchen Wirkungsgrad so ein Ventilator/Tischventilator haben wird ?

Das schöne an einem Windkanal ist ja, das die Luft zurück zum Ventilator geführt wird, also schon mit einiger Energie ankommt. Das wäre natürlich was feines. 1m² ist da auch schon ein gutes Maß, sonst hat man an der Wand sowas wie den Ground-Effect.

12V sind ein Problem, aber 40A sind doch noch beherrschbar, mein PC Netzteil (350W) schmeißt ja schon 19,5A @12V raus.
Ein Pandalüfter dürfte dabei erheblich weniger kosten als ein Tischventilator, Bei Ebay gehen die schon für 20€ über'n tresen. Und eine vernünftige Geschwindigkeitsregelung müsste man eh bauen, sonst kann man schlecht verschiedene Geschwindigkeiten durchmessen.
Dazu melde ich mich noch, ich muß mal was suchen gehen.

Hallo BerndH,

denke mir es müßte eine gewisse Strecke als Beruhigungskanal ausgeführt werden.
Den konzentrierten Luftstrahl mit spindelähnlichen Düsenvorsatz
verteilen/erweitern.
Habe hierzu einiges über Winkanal gefunden.

http://www.planet-schule.de/wa…t2/s1.html

http://www.aniprop.de/spielseite.html#Windkanal

http://www.stadtderwissenschaft-2005.de/Focke-Windkanal.html

http://www.tlt.de/dateien/160.pdf

http://87.139.25.178/ger/theory.htm

http://www.dglr.de/foren/viewt…&view=next

http://jugend-fuer-technik.de/…l_Karl.pdf

http://www.windkanal.tu-darmstadt.de/index.php?id=00000245

http://www.wkk-dd.de/


mfg

waldo

Wer kann mir helfen ?

Ich suche ein Tool oder ein was weiss ich, wo ich Messwerte eingeben kann die dann mit Hilfe dieses Dingens grafisch dargestellt werden.
Also als Beispiel ich gebe 5 Messwerte meiner Messungen bei 60 - 100U/min ein, und erhalte eine grafische Darstellung, eine Kennlinie.
Auf der einen Achse die Watt, auf der anderen die Drehzahl.
Eingie werden staunen weil es vermutlich ganz einfach ist sowas zu machen, aber ich habe null Ahnung von Exel und Co.

Kann mir jemand weiterhelfen und mir evtl. was passendes zukommen lassen ?

How it works

Messung der mechanischen Abgabeleistung eines H-Rotors

Hallo Leute

Es wurde der Wunsch geäussert das ich doch mal genau erläutern soll wie denn nun eigentlich dieser kleine Prüfstand
funktioniert den ich mir zusammen gezimmert habe. Diesem Wunsch möchte ich hiermit entsprechen.

Im Prinzip ist es ziemlich einfach:
Um die H-Rotorwelle ist eine schwimmend gelagerte "Leistungbremse" montiert.
Schwimmend bedeutet in diesem Fall das die Bremse nicht fest auf der Rotorwelle oder am Rahmen des Prüfstandes montiert ist,
sondern sie ist über Kugellager frei drehbar auf der H-Rotor Achse gelagert.
Man kann also den Bremskörper festhalten, während die H-Rotorachse durch den Bremskörper hindurch rotiert.

Wird nun die Bremse etwas angezogen, dann versucht sie mit der H-Rotorwelle mit zu rotieren.
Die Bremse ist quasi eine regelbare Kupplung zwischen Bremsgehäuse und H-Rotorwelle.
Je nachdem wie stark ich "einkuppele" entsteht eine mehr oder minder grosse Kraft am Bremsgehäuse die
in Drehrichtung wirkt, eine Drehkraft.
Diese Kraft messe ich an einem definierten Punkt genau 10cm von der Rotorachsmitte mit einer kleinen Federwaage.
Diese 10cm entsprechen der "Hebelarmlänge" die für die Berechnung der Leistung ebenfalls nötig ist.
10cm deshalb, weil es sich dann so schön einfach im Kopf rechnen lässt und weil die dort auftretenden Abstützkräfte gut zum
Messbereich meiner Waage passen
Jede andere Hebelarmlänge wäre auch möglich; eine vom Messbereich her passende Waage vorausgesetzt.
Die Drehzahl des Rotors erfasse ich über einen Fahrradtacho bei dem ich als Radumfang 1,6666 Meter eingegeben habe.
Aus den Werten kann ich dann die Leistung wie folgt errechnen:

Leistung (in Watt) = Drehmoment (in Newtonmeter) mal Drehzahl (in U/min) durch 9,55.
Es ist eine vereinfachte Fomel die ich ganz prima finde. Vielen Dank für diese Formel an Tobi.
Das Drehmoment errechnet sich aus dem Hebelarm und der Gewichtskraft die daran wirkt.
1 NM = ein Hebelarm mit 1m Länge an dessen Ende 102 Gramm Gewichtskraft wirken.
Bei einem Hebelarm von 10cm Länge wären 102 Gramm dann 0,1NM
Bei einem Hebelarm von 10cm Länge wären 51 Gramm dann 0,05NM und so weiter...

Ich starte also den Ventilator
Es ergibt sich eine bestimmte Leerlaufdrehzahl z.B. 105 U/min.
Dann bremse ich vorsichtig auf eine bestimmte Drehzahl herunter, z.B. 70 U/min.
Durch das Abbremsen ("einkuppeln") möchte das Bremsgehäuse mit der H-Rotorwelle mitrotieren und es entsteht eine
bestimmte Abstützkraft an der Bremse die ich mit Hilfe meiner Federwaage ermittle. Thats it...

Es folgt ein Videolink, indem ich versucht habe die Messung live vorzuführen und verbal zu erläutern.
War nicht so einfach weil ich nur eine Hand frei hatte und in der anderen die Videokamera und ausserdem auch noch "labern" musste.
Man möge mir daher die Verhaspler verzeihen.
Was ich in dem Video nicht vorgeführt habe ist, das ich die Bremsleistung über die Flügelmutter an der Bremse stufenlos regeln kann. (keine Hand mehr frei..)
Dadurch kann ich die Leerlaufdrehzahl stufenlos herunter bremsen.

Hier nun der Link , leider ca. 12 MB, armer Carl mit seinem langsamen Internet
http://www.vallstedt-networks.de/diverses/bremse_1.avi