Versuchsaufbau Scheibengenerator

Hallo zusammen,

ich bin neu hier und lese schon eine ganze Weile mit. Ich muß sagen, dass es mir der Scheibengenerator irgendwie angetan hat. Ich komme zwar aus dem Bereich Elektro/Elektronik, aber die ganze Spulenberechnungssache usw. ist mind. schon 15 Jahre her bei mir. Das Berechnungstool hab ich nach 3 Minuten wieder zugemacht, weil es mich überfordert hat.

Fakt ist, ich möchte mir solch einen Generator für ein Windrad selbst zusammen bauen. Vorher möchte ich mir das ganze jedoch mal in klein aufbauen (in CD-Größe) um verschiedene Dinge besser zu verstehen und dann evtl. zu optimieren (Wirbelströme usw.) Ziel ist also vorerst mal ein Versuchsaufbau. Ich hab noch ca. 100 kleine runde Neod.-Magnete hier rumliegen (10x5mm). Die runde Form ist zwar vllt. nicht optimal, aber für Versuchszwecke bestimmt o.k.

Es soll ein Drehstromgenerator mit einer Abgabeleistung von evtl. 20 Watt (?) werden... nun zu den Fragen.

1. Wieviele Windungen braucht eine Spule ?
2. Welchen Querschnitt sollte ich für den Kupferdraht verwenden?
3. Wie wickelt ihr die Spulen bzw. wie bekommt ihr diese Trapezform hin?
4. Was ist denn sinnvoller... ein großer Scheibengenerator, an dem die Flügel direkt montiert sind... oder ein kleinerer, welcher z.B. mit einem Zahnriemengetriebe auf eine deutlich höhere Geschwindigkeit gebracht wird?

Sorry, wenn sich das ein oder andere etwas dumm anhört, aber ich hab noch keine praktische Erfahrung damit... würde aber gerne erstmal welche sammeln und bin somit auf eure Hilfe angewiesen. Das wichtigste wär für mich jetzt erstmal, welchen Spulendraht ich für den Versuch bestellen muß und natürlich wieviel

Vielen Dank

Ronny

Hallo XXLRay,

danke schonmal für die Antworten... Frage 4 ist eher für die Endlösung gewesen, also wenn ich den Generator dann mal in GROß baue. Die ersten beiden Fragen beziehen sich erstmal vorrangig auf einen Versuchsaufbau. Ich möchte das ganze erstmal mit diesen kleinen Magneten probieren um alles besser zu verstehen. So ungefähr 20 Stück pro Rotorseite, also insgesamt 40 und möchte nun die Spulen so wickeln, dass am Ende ungefähr 20 Watt rauskommen. Bei einem Verhältnis von 4:3, wären das ja dann 15 Spulen... jetzt brauch ich halt mal den Querschnitt und die Windungszahl um so ca. auf die Leistung zu kommen

Vielen Dank!

Ronny

Den werd ich wohl nur mit nem Akkuschrauber antreiben, um bei verschiedenen Drehzahlen/Spulenanordnungen/mit bzw. ohne Eisenkern mal ein paar Messungen zu machen. Ne kleine Gleichrichterschaltung und Ladekontrolle will ich mir dann auch mal zusammenlöten um evtl. mal paar kleine Akkus im R6 - Format zu laden. Ich will halt einfach alles mal ein wenig ausprobieren, bevor ich evtl. eine Menge Geld in den Wind schieße. Ein kleiner Rotor lässt sich ja dann trotzdem mal schnell noch dranschrauben, wenn alles funktioniert. Dann könnte man ja so einen "Mini" als Ladestation für die Akkus z.B. der Spielzeugautos meines Sohnes benutzen

Er will ja Versuche im kleinen Maßstab machen, aber was wäre da eine sinnvolle Generatorauslegung?

Hallo und danke für eure Antworten,

wenn ich das jetzt richtig verstehe, dann ist die erreichbare Spannung abhängig von der Anzahl der Wicklungen pro Spule und von der Drehzahl des Generators. Der Querschnitt des Kupferlackdrahtes wiederrum, von der Durchschnittslast die ich mit dem Generator betreiben möchte, damit mir die Spulen bei zu hohem Stromfluß nicht durchbrennen und die Höhe des abgreifbaren Stromes hängt wiederrum von der Feldstärke der Magnete ab. Bitte berichtigt mich, wenn ich hier was falsch verstehe.

Ich geh jetzt mal davon aus, dass der Generator (ob jetzt mit oder ohne Getriebe) im Durchschnitt 100 Umdrehungen pro Minute macht. Ich möchte bei dieser Geschwindigkeit eine Spannung von 6 Volt und einen Stromfluß von 2 A gewährleisten (pro Phase und bezogen auf den Sternpunkt des Generators), da ich drei 10 Watt Glühlampen betreiben möchte die auf 6 V ausgelegt sind (d.h. an jeder Phase eine). Dafür brauch ich dann auch erstmal keinen Gleichrichter.

Kann man das ganze jetzt in irgendeine Formel packen, die mir dann die Windungszahl und die Stärke des Kupferlackdrahtes ausspuckt? Die Anzahl der Magnete und Spulen spielt ja sicherlich auch noch eine wichtige Rolle. Der Einfachheit halber möchte ich pro Phase 6 Spulen verwenden... also insgesamt 18 was wiederrum 24 gegenüberliegende Magnetpaare am Rotor zur Folge hat. Bei den Magneten handelt es sich um Neodym - Magnete (N52) mit einem Durchmesser von 10mm und einer Höhe von 5mm. Laut Händler haben diese eine Zugkraft von 5,5 kg pro Magnet. Die Pole befinden sich auf den Kreisflächen.

Jetzt müßte ich doch so langsam alle Daten für eine Berechnung zusammen haben, oder? Wenn jetzt bei einer Drehzahl von 100 U/min. die benötigten Wicklungen die Dimensionen dieser kleinen Anordnung sprengen würde, geh ich auch gerne von 500 U/min aus. Das dürfte mein Akkuschrauber auch noch schaffen Der Spulendurchmesser darf ja sicherlich den Durchmesser der Magnete nicht sonderlich überschreiten um eine optimale Induktion zu gewähleisten.

So, jetzt bin ich mal gespannt... ich würde jetzt nämlich gerne den optimalen Kupferlackdraht mit der entsprechenden Länge bestellen Bei dem sicherlich relativ geringen Querschnitt wären dann bestimmt auch Spulenkörper von Vorteil oder?

Gruß Ronny

o.k. ich hab mich jetzt doch mal ein wenig mit dem Berechnungstool beschäftigt. Die Werte kommen bestimmt nicht ganz hin, da ich ja runde Magnete benutze, aber so als Richtwerte kann man es schon benutzen denk ich mal. Auch hab ich jetzt mal 12 Volt eingetragen. Ich hab mich jetzt mal für diesen 0,4er Draht entschieden auch wenn es natürlich viel zu viel ist, aber wer weis schon was man noch so bastelt

In dem Tool sind mir jetzt noch ein paar Daten unklar und zwar sind das Schnellaufzahl, Packdichte, Drähte in Hand und der spez. Wiederstand des Drahtes. Auch wundert mich der schlechte Wirkungsgrad des Generators. Ich häng das Tool mit meinen Daten nochmal mit ran, vielleicht kann mal jemand drüberschauen und evtl noch was korriegieren?

Vielen Dank!

Ronny