Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

Ein Windrad für Einsteiger
 
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Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 01.04.2010 - 18:19 Uhr  ·  #1
Basierend auf meinen Leistungsmessungen für den Scootermotor JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W möchte ich ein einfaches Windrad für Einsteiger aufbauen.



Ich habe auch eine Animation zum Aufbau des Windrades angehängt.

Ich plane eine Schnelllaufzahl von 5 mit einem Durchmesser von 1,2 Metern. Zusätzlich wird eine Übersetzung von 5:1 mit 55er Zahnkranz, 11er Ritzel und Kette aus dem Elektroscooterbedarf eingesetzt.

Menelaos wird so nett sein mir ein Schnittmuster für die Rohrflügel zuzuschicken. Ich werd dann mal sehen, ob der Rotor genug Drehmoment entwickelt um das relativ hohe Rastmoment des verwendeten 100W-Motors zu überwinden.

In der folgenden Tabelle rechne ich mit einem Wirkungsgrad von 20%. Der Ladebeginn für 12V liegt nach den genannten Leistungsmessungen bei etwa 1.000 U/min. Wie man aus den Daten entnehmen kann, werden die benötigten Drehzahlen vermutlich erreicht. Sie errechnen sich aus dem Durchmesser, der Windgeschwindigkeit und der Schnelllaufzahl wie im Grundlagenbereich beschrieben.



Im Diagramm aufgetragen kann man sehen, dass die Leistung des Windrades immer über der des Generators liegt.



Als Material plane ich 20mm Multiplexplatten, die mit M10 Schrauben verbunden werden. Das Mastlager besteht aus einem 1 1/4 Zoll Rohr, das auch einen 1 Zoll Mast gesteck wird.
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 01.04.2010 - 21:34 Uhr  ·  #2
Hallo XXLRay,
ich befurchte dass was ziemlich falsch gibts mit deine Kalkulationen :-/ (oder ich hab nich alles verstanden...)
Der TSR ist ein ratio zwischen die Windgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit an dem "tip" von eine flügel. Es bedeutet zb. dass mit einem TSR von 6 und eine windgeschwindigkeit von 5 m/s die geschwindigkeit von der Tip eine Flügel wird 6 x 5=30m/s.In eine umdrehung, wenn dein durchmesser 1.2m ist, haben wir Pi x D= 3.74m.
Dann um dass in Rpm zu kalkulieren: 30m -->1s und ein umdrehung ist 3.74m es macht dann 30/3.74= 8 Rund/s mal 60 um das in minuten zu bekommen = 480Rpm.
Von was ich von dir gelesen habe gabs 1989Rpm bei 5m/s...
Wegen dein Generator muss du auch messen den Kv (rpm/V) und dann kannst du den kt (N.m/A) kalkulieren um zu kontrollieren ob der innen widerstand einspricht mit den Rotorsdaten... aber in diesem fall der Kv wird sicherlich zu niedrig und so wird dem kt viel zu groß. Es bedeutet dass dein WKA wird ewiiiiig brauchen bis sie die richtige Spannung erreicht und wenn sie es schaft wird sie wie vor ne wand sich halten weil der verfügbare Drehmoment von dem rotor zu wenig wird.
Aaaaach ich hab jetzt dein video gesehen :-) Du benutzt dann eine Übersetzung... naja.. wenn es so ist ;-) kannst du ja wahrscheinlich die drehzahl erreichen. Aber Vorsicht mit dem Anlaufdrehmoment wenn mann eine Übersetzung benutzt wird es auch multipliziert (bei dir 4 mal denk ich) und nach meine Erfahrung scooter motor haben schon ein deutliche Anlaufdrehmoment. Und wie gesagt gib acht auf dem kt von deinem generator.
hoffe es hilft!
Mfg,
Hadrien
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 02.04.2010 - 07:53 Uhr  ·  #3
Hallo Hadrien. Wie auch in meinem Beitrag schon steht, ewrde ich eine Übersetzung von 5:1 verwenden. Das hast du vermutlich übersehen. Vielleicht hätte ich deutlicher machen sollen, dass die Drehzahl mit Übersetzung gerechnet ist. Auch die Probleme mit dem Anlaufdrehmoment habe ich schon angesprochen. Ich danke dir aber für deinen Beitrag, da ich dadurch sehe, dass ich mit meinen Bedenken richtig liege.
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 02.04.2010 - 10:54 Uhr  ·  #4
lol es war ne bissl spät vielleicht ;-)
Ich hab es wieder gelesen und ja steht gaaanz deutlich dass du eine Übersetzung von 5:1 benutzen willst ;-)
Ich habe so schnell auf deinem beitrag gesprungen weil ich auch am amfang mit scooter motor probiert. Aber diese übersetzung geschichte war für mich ein no-go...
Das "ziemlich" reduziert die insgesamte effizienz, das mit rohr flügeln.. naja..du wirst nicht viel bekommen denk ich..
Warum probierst du nicht mit "airx-like" flügeln? Ich hab gesehen dass mann es für nicht so viel geld bekommen kann. Dass könnte dir ein richtige rotor machen. Dann für die generatoren.. dort liegt aber schon ein problem. In bereich 100W gibts fast gar nix (in direkt antrieb). Es gibt ein paar chinesischen generatoren aber die sind mehr für vertikale WKA geeignet und so haben ein große anlaufdrehmoment und ein sehr hoch innen widerstand...
Mfg,
Hadrien
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 02.04.2010 - 12:00 Uhr  ·  #5
Miss doch bitte mal das Anlaufdrehmoment des Generators. Ich denke nämlich auch dass du da Probleme bekommen wirst. Ich rechne dann mal aus wie viel der Rotor bei welcher WIndgeschwindigkeit an Drehmoment liefern kann...

Gruß
Max
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 02.04.2010 - 13:24 Uhr  ·  #6
Zitat geschrieben von Hadrien
Warum probierst du nicht mit "airx-like" flügeln? Ich hab gesehen dass mann es für nicht so viel geld bekommen kann. Dass könnte dir ein richtige rotor machen. Dann für die generatoren.. dort liegt aber schon ein problem. In bereich 100W gibts fast gar nix (in direkt antrieb).

Es soll ein einfaches Einsteigerwindrad werden. Dafür muss es günstig, einfach zu bauen und die Teile einfach zu beschaffen sein.

Zitat geschrieben von Menelaos
Miss doch bitte mal das Anlaufdrehmoment des Generators. Ich denke nämlich auch dass du da Probleme bekommen wirst.

Werd ich machen. Alternativ liegt bei mir ja auch noch der 180W-Generator, der ein deutlich geringeres Anlaufmoment hat. Ich möchte aber gerne einen Schritt nach dem anderen machen.
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 02.04.2010 - 20:19 Uhr  ·  #7
Servus!
ok günstig :-) Hab nur gedacht dass wenn die Effizienz der doppel ist, lohnt es sich vielleicht richtige Propeller zu kaufen :-)
Hab nun gedacht dass gibt eine sehr große Möglichkeit dass dein Motor in delta gewickelt ist. Vielleicht kannst du was gewinnen wenn du die Wicklungen in Stern anders. Du kannst bei powercroco weitere informationnen finden :-)
Viellelicht hilft es ;-)
Mfg,
Hadrien
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 03.04.2010 - 06:15 Uhr  ·  #8
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Gepostet: 05.04.2010 - 17:11 Uhr  ·  #9
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 06.04.2010 - 07:51 Uhr  ·  #10
Hallo XXLRay,
ähm.. normalerweise sind die anlaufdrehmoment in "N.m" :-/ . Diese Anlaufgewicht ist mit welchem Abstand von der Generator gemessen?
Grüß,
Hadrien
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 06.04.2010 - 12:54 Uhr  ·  #11
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 06.04.2010 - 13:34 Uhr  ·  #12
Moin:

Moment = Kraft * Hebelarm
M [kg] = F [N] * s [m]

Kraft = Masse * Beschleunigung
F [N] = m [kg] * g [(m/s²)]

Hebelarm sind die 0,004 m
Masse sind die 0,6 Kg
Beschleunigung ist in dem Fall die Erdanziehung (9,81 m/s²)

M = (0,6kg * 9,81 m/s²) * 0,004 m = 0,023544 Nm
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 06.04.2010 - 13:43 Uhr  ·  #13
Zitat geschrieben von Pleiades
Beschleunigung ist in dem Fall die Erdanziehung (9,81 m/s²)

Würde man im schwerelosen Zustand nicht das gleiche Gewicht (z.B. per Zugwaage) messen? Würde man da auch mit der Erdbeschleunigung rechnen (weil die Waage darauf geeicht ist)?
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 06.04.2010 - 14:56 Uhr  ·  #14
Hallo,
ääähm hab ned alles kappiert :-D
Wie hast du denn diese 0.6 Kg gemessen?
Die berechnung von Pleiades stimmt 100% ;-) aber bin ne bissl überrascht dass du "nur" 0.02 N.m Anlaufdrehmoment hast.. ich hätte viel mehr geschätzt.
Wegen die "schwerelosen zustand" wird desselbe weil deine Waage nur "kg" messen kann... aber um ehrlich zu sein 1Kg = 9.81N aber rund 10N und es ist viel einfacher :-P
Mfg,
Hadrien
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 06.04.2010 - 14:59 Uhr  ·  #15
Ja, falls du eine Federwaage nimmst und damit über eine aufgewickelte Schnur an der Welle das nötige "Zuggewicht" messen würdest, käme das gleiche raus. Die Erdbeschleunigung wäre hier ja schon in der Gewichtsskala der Waage "verwurstet" (Linearität zw Auslenkung und angehängter Masse unter Erdbedingungen). Und wie du schon schreibst: Das wiederum ist ja geeicht. Noch einfacher wärs natürlich in dem Fall nen Federkraftmesser wie damals ausm Physikunterricht zu verwenden - die Dinger geben ja gleich die Kraft in Newton an - ohne sie über ne Beschleunigung ausrechnen zu müssen.

Warum fragst du - hast du ein Grundstück in Schwerelosigkeit und genügend Wind für ne WKA ergattert? ;) Nee, Scherz beiseite: Falls die Formulierung "in dem Fall" in meinem vorigen Posting irgendwie irritiert haben sollte: Damit hab ich eigentlich nur gemeint, dass die Beziehung F=m*a für eine beliebige Beschleunigung gilt, und ich hier eben die Erdbeschleunigung eingesetzt hab.


edit: Da war Hadrien schneller als ich ;)
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 06.04.2010 - 15:23 Uhr  ·  #16
Zitat geschrieben von Hadrien
Wie hast du denn diese 0.6 Kg gemessen?

Über eine Schnur, Umlenkstange und ne Küchenwaage wie in meinem Beitrag zur Leisuntgsmessung des verwendeten Generators beschrieben.

Zitat geschrieben von Pleiades
Ja, falls du eine Federwaage nimmst und damit über eine aufgewickelte Schnur an der Welle das nötige "Zuggewicht" messen würdest, käme das gleiche raus. Die Erdbeschleunigung wäre hier ja schon in der Gewichtsskala der Waage "verwurstet" (Linearität zw Auslenkung und angehängter Masse unter Erdbedingungen). Und wie du schon schreibst: Das wiederum ist ja geeicht.

Danke für die Ausführung. Ich musste nur nochmal nachfragen, um die Logik hinter dem Rechenweg zu verstehen.
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 06.04.2010 - 15:35 Uhr  ·  #17
Hatte vor einiger Zeit mal was zu einer recht praktikablen Messmethode für den Hausgebrauch geschrieben:

Zitat:

Betreff: Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren - Gepostet: 27.06.2008 - 21:59 Uhr - 18
Hallo alle,

habe nun mal die Rastmomentmessungen durchgeführt. Die Messung direkt auf der Welle evtl. noch mit einer Umlenkrolle verfälschen das Ergebnis ,meiner Meinung nach, nicht unwesentlich (Reibung).

Ich habe einfach ein Stück Dachlatte genommen, mittig die Wellenaufnahme gebohrt und genau im Abstand von 8cm von der Wellenmitte gemessen. Der Abstand erscheint mir persönlich am besten, da ich eh keine riesigen Windräder bauen will. Bei 8cm beginnt in etwa der wirksame Teil des Repellers. Gemessen habe ich mit einem Federkraftmesser. Wenn keiner zur Hand ist , kann man auch 2 gleiche Gefässe (Joghurtbecher o.ä.) je im gleichen Abstand (8cm) anhängen und in den einen Sand oder Wasser einfüllen bis sich die Welle bewegt. Danach wird das Eingefüllte auf einer Haushaltswaage abgewogen und umgerechnet. Ich nenne das ganze mal "Waagbalkenmethode".

Doch nun zu den Ergebnissen der im Vorfeld beschriebenen Motoren/Generatoren:

Bosch Lima : 0,40N bei 0,08m = 0,032Nm (Reine Lagerreibung)
Synchronmotor : 1,30N bei 0,08m = 0,1Nm (Lagerreibung + Staubkappe und Magnetcogging)
E-Scooter-Motor: 0,60N bei 0,08m = 0,048Nm (Lagerreibung,Bürstenreibung und Magnetcogging)
Papst-Motor : 0,22N bei 0,08m = 0,018Nm (Lagerreibung,Bürstenreibung und Magnetcogging)



Grüße
Jürgen
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 06.04.2010 - 15:57 Uhr  ·  #18
ok...uznd wie groß soll nun die Getriebeübersetzung werden?
Da geht nochmal einiges bei wech, gerade was den ANlauf betrifft. Am besten man baut erst das Getriebe einb und misst dann direkt a der Rotorwelle nochmals....aber für erste Abschätzungen gehts auch so. Ich brauceh eben nur noch die Getriebegröße, die geplante SLZ und den Rotordurchmesser

Gruß
Max
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 06.04.2010 - 16:15 Uhr  ·  #19
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Re: Projekt Rohrflügler mit JX Motor Co.,Ltd MY68 24V 100W

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Gepostet: 06.04.2010 - 18:44 Uhr  ·  #20
oh...ups... O-)

Ok, also:

3 m/s 0,044 Nm Anlaufdrehmoment des Rotors
4 m/s 0,083 "-"
5 m/s 0,13 "-"
6 m/s 0,19 "-"

0,12 Nm brauchst du bei der Übersetzung mindestens. Noch dazu kommt die Lagerreibung der Übersetzung und die Übersetzung ansich. Wirst also bestimmt 0,15 Nm brauchen...

Das hast du dann bei etwa 5,5 m/s :-(

Nich son geiles Ergebnis wie ich finde...aber es ist ja eben auch ein sehr kleiner Rotor...

Hat meiner Meinung nach keinen Zweck so... :-(

Besser wäre dann vielleicht doch ein kleiner Scheibengenerator der lieber etwas mehr Innenwiderstand und somit viele Verluste bei viel WInd hat, dafür dann aber bei wenig WInd im gute WIrkungsgradbereich arbeitet und früh mit dem Laden beginnt... und auch nicht sehr teuer und groß würde...

Gruß
Max
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