Doch bisschen Eisen ?

Wieviel heißer werden die Spulen durch Generatorkurzschluss?

Da ich das eh wissen muss, wenn ich sowas vorsehe, kann ich Euch auch daran Teil haben lassen.
Ihr werdet erstaunt sein.
Könnten auch Wetten abgeschlossen werden. Einer hat ja schon geboten - "da werden Funken fliegen".

Nehmen wir mal die volle kinetische Energie, die die VAWT bei 12,6 u/s hat, also W = 10,6 kJ, siehe oben.
Die gesamte Kupfermasse m der Windungen beträgt nach Tool V.1-7 ca. 1kg,
die spezifische Wärme (-Kapazität) für Kupfer c = 0,381 kJ/(kg*K)

Nachfolgend eine sehr gebräuchliche Gleichung für die Energiemenge bei Erwärmung, umgestellt nach der Differenztemperatur.
Ist eingescannte Handschrift, da wir hier keinen Formeleditor haben. Würde auch zu lange dauern.



Man lese und staune. Lediglich 28,6 Kelvin Temperaturdifferenz. Wenn zuvor 80°C sind es danach also 108,6°C.
Nicht so schlimm, oder?

Einerseits ist es gewiss weniger, da nicht bis Null abgebremst werden kann und muss. Andererseits liefert der Wind weiterhin Energie, solange die Strömung noch nicht abgerissen ist. Bleiben wir also dabei, schlage ich vor.

Ob diese Abbremsung nun in 0,2 Sekunden (nicht empfohlen) oder vielleicht 2 Sekunden statt findet, ändert wesentlich nichts.
In 2 s erfolgt noch keine deutliche Wärmeabgabe an die Umgebung.
Bei letzterem wird es noch freundlicher.
Bremsleistung ca. 5,5 kW. Das geht nur, wenn externe Widerstände eingeschaltet werden (Drehstrom). Da wird a der Strom viel geringer und b wird ein Großteil der Leistung an diesen extern verbraten. Nicht im Generator. Strom wird auch viel geringer, so dass evtl sogar nach dem Gleichrichter Softkurzschluss stattfinden kann. Braucht aber dann ne zusätzliche Trenndiode zum Akku, sonst erinnert der sich, dass er auch ne menge Energie gespeichert hat, und will die los werden.
5,5 kW Bremsleistung gesamt bei 2 Sekunden dann nahe 3-facher Generator-Nennleistung (3,6 KW) für Abbremsung + 1 x Nennleistung 1,2 kW für weiteren Windenergieeintrag.
Alles für knapp 16 m/s.

Eine Methode, die Spulentemperatur zu messen, wenn kein Sensor mit verbaut ist, ist übrigens das Messen des Wicklungswiderstandes, vor Erwärmung, nach Erwärmung, recht genau bitte. Windrad muss jeweils in Ruhe sein.
Aus Differenz lässt sich Temp.-zunahme ermitteln, denn, auch Kupfer hat einen Temperaturkoeffizienten.

Zu guter Letzt: War durchaus sinnig, dass ich im vorletzten Beitrag kWs als Einheit gewählt habe, da braucht man in dieser Gleichung oben nicht erst viel umrechnen.
1 J ist nämlich 1Ws . Bei Wärmekapazität kJ/(kg*K) , 1 kJ also = 1kWs (oder eben 10³Ws).

Bis die Tage,
Windfried

Hallo Friends,

worauf der Daniel schon lange wartet: Veröffentliche im Anhang so nen grundsätzlichen Aufbau Forum/cf3/topic.php?p=23793#real23793 für Ø 300 mm und umgestrickt auf 4:3, Arbeitszeichnung im Anhang anbei.

(Dann gibts ja auch noch die Lösung aus gewickeltem und nutgefrästem Dynamoblech-Band: http://www.windstuffnow.com/ma…erator.htm
Wäre nur zu diskutieren, wie negativ es sich bezüglich Wirbelstromverlusten auswirkt, wenn die Fräsgrate einen elektrisch leitenden Umlauf bilden.)

Hat bischen gedauert, da ich dachte, ich hätte nen Fehler. B in den Spulen ist nämlich nicht unbedingt hoch.
Mag aber daran liegen, dass ich Realmagnete gefunden habe mit Abm. 46x30x10 N40 für 10,80 €/Stck. Macht bei 12 Magneten 129,60 + Porto.
Einen habe ich im PDF eingezeichnet.
Man sieht, dass der für die Füllung der großen Spulenfläche mit Magnetfluss doch bischen überfordert ist.
Verwendung von Polschuhen mit Ideal-Magnetform hier eh sinnvoll. Versuchbare Alternative im Excel unter Kurzauswertung beschrieben.

B also nur um 0,46. Bei my_rel von 30 im Fe Pulverkern auch 0,5. Für Ferrit habe ich es garnicht erst versucht

Achsialkraft auf Lager aber um 2800 N !, wenn ich mich nicht verrechnet habe, was generell immer möglch ist.
Gewichtskraft vom Klavier um 3000 N, also 6 Zentner.

Wenn das aber stimmt, so würde ich sowas nicht bauen.

Meine irgendwo weiter oben veröffentlichten Lösungen für Magnet/Spule 2:3 und 2. Rückschlussscheibe aus Stahlblech, mitrotierend, gefallen mir besser.
Achsialkräfte bei Montage, bis 2. Rückschluss montiert ist, übrigens wahrscheinlich doppelt so groß. Hatte nicht beachtet, dass ich jeweils nur mit 1/2 Magnetfläche gerechnet habe.

Gruß, W.

Hallo Windfried,

ich war die letzte Zeit leider sehr sehr beschäftigt, schaute aber zufällig mal wieder hier rein - und ich muss sagen ich bin begeistert von dem was sich da eventuell auftut - ich denke ich muss mir sehr bald mal wieder Zeit für Scheibengenis nehmen und wies aussieht auch dann schon bald wieder einen bauen,...

Ich melde mich bald wieder !
Beste Grüße,
Daniel

Hallo mein Lieber,

wenn Du mir nun noch beibringen könntest, wie der geometrische Aufbau ist,
dann könnte ich Dir auch ne Antwort geben.

Bitte zumindest Handskizzen einscannen und einfügen/ anhängen. 3D-Cad Ansichten sind natürlich noch besser.

Gruß, Windfried

Hallo Stefan,

bei neurtlichem Besehen scheint mir die Sache doch klar zu sein.
Das mit den engsten Feldlinien sind immer die Magneten.

Wenn man da genau in der Mitte eine gedachte waagerechte Linie zieht, so ist das die spiegelbildliche Verdoppelung
eine Systems, welches ich in irgendeiner Excel-Tabelle selbst vorgeschlagen und durchgerechnet habe.
Mittel-Eisenscheibe für den Rückfluss dann sinnvollerweise doppelt so dick wie Magnet-Haltescheiben, oder einfach doppelt angeordnet.

Grundsätzlich gut!
Im 2. Schritt des Nachdenkens dann zu überlegen, ob die mittleren doppelten Rückschluss-Scheiben nicht weg rationalisiert werden können oder doch zur gerichteten Führung der Feldlinien gebraucht werden. Immerhin haben wir einen großen "Luftspalt".

Das wäre dann ein klassischer Scheibengenerator mit beiseitiger Magnetbesetzung und doppelt so dicker Spulenscheibe.

Wäre Dir für die vergleichede Simulation sehr dankbar.

Gruß, Andreas

Tut mir leid, ich kapier nicht, wo der Unterschied zur existierenden Bauweise sein soll.

Hallo XXLRay

der Unterschied zum Scheibengenerator ist der, dass durch den Kern die komplette Spule im wechselnden Magnetfeld liegt
und man dadurch Kupfermaterial spart ( bzw. nicht verschenkt).
und obwohl nun die Spule einen Metallkern hat - hab ich doch kein Rastmoment!

lg
Stefan

Ja genau
Fluss durch den Eisenkern - darum nur 2 Phasen!

lg

und wieso sollte das bitte nicht rasten?
Der Abstand zwischen dienen Magnetschieben ist aber seeehr hoch im verhältnis zur Magnetdicke...das empfinde cih nicht als gut...da könnte man noch was machen denke ich..

Gruß
Max

Hallo Max nochmal!

WEgen Magnetdicke und Abstand zum Spulenkern oder Spulenträger

Ich habs mit FEM simuliert und ich habe im Spulen Kern ca. 0,75 Tesla
was nicht schlecht ist. Natürlich kann man mit kleinerem Abstand ein
stärkeres Magnetfeld erreichen, aber wegen Sättigung des Kernmaterials
das als Bastler erhältlich ist hab ich den Abstand grösser gewählt.

hoffe ich hab meine Idee halbwegs plausibel rübergebracht.

Schöne Grüsse aus dem kalten windigen Tirol!