Scheibengenerator für meine 2,2m Anlage

Sowas sieht man gern (Neid). Gute Arbeit. Ich hätte auch gern mehr Zeit und Werkzeug für so perfekte Arbeiten ,hab aber leider immer zuviel um die Ohren
Gruß Hans

Hallo,

heute haben wir den Scheibengenerator zusammengebaut. Wir hatten noch Probleme mit dem Abstand zwischen den Scheiben, da die Distanzringe zu dünn waren
Ich habe den Generator auch gleich getestet und er läuft einwandfrei und gibt ganz schön Spannung ab

Gruß
Dani

Hier mal Bilder und ein Video zum Test:

http://www.youtube.com/watch?v=CxF5VOT9Ju0

Hallo Max,

Ich habe Polyurethanharz verwendet. Ich bin auch mal gespannt, wie warm der Generator so wird, wenn er mal längere Zeit bei 400U/min läuft, was ich mit der Bohrmaschine testen werde. Eigentlich dürfte der Generator aber keine große Wärmeentwicklung haben:

Vorab: 1,43mm Drahtdurchmesser, 20 Magnete, 15 Spulen, 46mm Länge der Magnete, 68 Wicklungen, 360U/min bei 9m/s, 3 Phasen

Bei 3,3m/s erreicht der Rotor eine Drehzahl von 130 Umdrehungen pro Minute und eine Leerlaufspannung von 51V. Bei dieser Windgeschwindigkeit hatte ich bei der Generatorauslegung den Einspeisebeginn gesetzt, also 35V durchgängige Spannung, gebremst durch den MPPT.
35V durch 130 Umdrehugen pro Minute geteilt, ergibt 0,269V/U/min. Dies mit 360 Umdrehungen pro Minute multipliziert ergibt 96,9V, was bei etwa 9m/s der Fall sein soll.
Mit der Formel für den Strom, die ich aus dem Tool entnommen habe, erhalte ich dann einen Strom von 6,02A.
6,02A^2 * 1,34Ohm ergibt eine ohmsche Verlustleistung von 48,9W.
Der Rotor sollte, gerechnet mit 38% Wirkungsgrad, bei dieser Windgeschwindigkeit eine Leistung von 635W abgeben. Dadurch erhalte ich eine Generatorleistung von 586,1W.
586,1 / 635 ergibt einen Wirkungsgrad von 92%. Das wäre doch sehr gut

Insgesamt wird der Generator aber noch einen kleineren Wirkungsgrad haben, bedingt durch die Wirbelstromverluste, Lagerverluste und Verluste durch Luftreibung.

Berechnung der Wirbelstromverluste:

P = Wirbelstromleistung des eisenlosen Generators in W
d = Drahtdurchmesser in mm
Z = Anzahl der Magnete
B = magnetische Flussdichte in T/m^2
n = Umdrehungen in U/min
l = Schenkellänge des Magneten, wirksame Länge eines Drahtstückes in m
N = Anzahl der Wicklungen einer Spule bzw. Drähte einer Phase
S = Anzahl der Spulen(schenkel) je Phase
PZ = Anzahl der Phasen
rho = spezifischer Widerstand in Ohm*qmm/m (Kupfer = 0,0178)

P = (d^4 * Z^2 * B^2 * n^2 * l * S * N * PZ * 3,1415) / (144*10^8 * rho)

=> P = (1,43mm^4 * 20^2 * 0,3631Tesla^2 * 360U/min^2 * 0,046m * 68 Wicklungen * 10 Spulenschenkel pro Phase * 3 Phasen * pi) / (144 * 10^8 * 0,0178) = 32,9W

Dies zu der ohmschen Verlustleistung hinzugefügt, ergibt dann 81,8W Verlustleistung. Das ist ebenfalls sehr gering.

Selbst wenn ich die ohmsche Verlustleistung bei einer Spannung von 80V berechne, erhalte ich einen Strom von 7,1A und dadurch eine Verlustleistung von 67W und einen Wirkungsgrad von 89%.

Ich denke, diese Angaben sind zu großem Teil nur geschätzt, da die Flussdichte geringer sein wird, der Rotorwirkungsgrad anders ausfallen wird,... aber sie geben einen Bereich an, damit man den Generator abschätzen kann, welcher bei mir sehr gut ist

Gruß
Dani

Hallo Max,

Ich habe ja auch nicht mit der Leerlaufspannung gerechnet. Die Leerlaufspannung bei 130 Umdrehungen liegt bei 50V ich habe aber mit 35V gerechnet. So wurde auch der Generator ausgelegt. Also ist bei den 35V die Last schon mit drin. Diesen Wert habe ich dann durch die Drehzahl geteilt und mit 360 Umdrehungen multipliziert.
Ich habe mir mal eine Kennlinie eines MPPT's angeschaut. Die ist ja linear, deshalb denke ich, wenn ich den MPPT nicht modifizieren würde, stimmt diese Rechnung, oder?

Auch bin ich gerade an der Überlegung, wie ich die Drehzahlmessung realisieren soll. Im Moment kann mein Fahrradtacho noch dienen, aber später wird mir ein User des Mikrocontroller-Forums eine Anzeige von Spannung, Strom,... machen und da soll die Drehzahl eben angezeigt werden, nicht am Tacho.
Tut's da ein Reedkontakt und auf der Scheibe kleine Neodym-Magnete?

Gruß
Dani

Das lässt sich nicht ohne weiteres Berechnen. Prinzipiell teilt sie sich auf die Innenwiderstände auf.

Innenwiderstand: 1,34 Ohm
Spulen: 15
3-phasig
46x30x10mm N40
Schnelllaufzahl: 4,5
Rotordurchmesser: 2,16m

Oder was fehlt bzw. was brauchst du noch?

Gruß
Dani

Edit: Ins richtige Thema verschoben

SLZ: 4,5
Leerlaufspannung: 36V bei 135 Umdrehungen => 0,2666V/Umdrehung
Leitungswiderstand: 6m Länge (x2, da die Leitung hin und zurück geht), Querschnitt: 9mm², spezifischer Widerstand: 0,01678, Widerstand dann 0,02Ohm.

Gruß
Dani

prima video.... nervig find cih nur dei Werbung vorweg...wieso machend as neuerdings alle ?

Danke Max
Ich werde die Werbung auch wegmachen.