Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

 
seti2
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Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 27.01.2008 - 12:31 Uhr  ·  #1
Hallo ,

Ich will Euch heute mal meine Messungen an Generatoren präsentieren, vielleicht kann jemand etwa damit anfangen.

Und vielleicht kann diese Rubrik um andere Typen ergänzt werden.

Messaufbau:
Drehzahlvariable Drehmaschine --> Generator --> Drehstromgleichrichter --> ABB Leistungsmessgerät --> 12V Bleiakku (halb voll)

Kürzlich habe ich meine lagergeschädigte Corsa-Lichtmaschine reaktiviert und für Generatorbetrieb umgewickelt.
Typ: Bosch 55 0123100003 14V55A

Pro Nut 20 Windungen / doppelt gewickelt mit 0,72mm Cu-Lackdraht. Die Wicklungen in Sternschaltung nach aussen geführt und
die Feldstromdioden durch Schottkytypen ersetzt. An der Feldwicklung mit einem 2220uF Elko geglättet. Bei der ersten Messung
sind die doppelt ausgeührten Wicklungen pro Strang parallelgeschaltet, bei der 2ten Messung in Reihe. Die Erregung findet
durch den Restmagnetismus statt. Innenwiderstand pro Strang (in Parallelschatung) ca. 2 Ohm.

http://freenet-homepage.de/jrhome/gen1.pdf
http://freenet-homepage.de/jrhome/gen2.pdf

Die dritte Messung zeigt einen Motor, der in einem bekannten Internetauktionshaus angeboten wurde als Generator. Es handelt sich hier wohl um einen Synchronmotor bzw. Schrittmotor für 120V ohne Ansteuerelektronik und herausgeführten 3 Phasen in
Stern verschaltet. (Angabe: Pmax = 300W) Innenwiderstand pro Strang ca. 3 Ohm. Der Rotor ist mit Neodym-Magneten bestückt
und benötigt so keine Felderregung. Dieser Generator besitzt ein leichtes Anlaufmoment, Cogging ist kaum zu spüren.



Die Ankupplung an die Drehmaschine habe ich leider nicht optimal gelöst ,deshalb wurden die Messungen bei 750 U/min abgebrochen. Überzeugend
bei dieser dritten Messung ist der sehr frühe Ladebeginn.

http://freenet-homepage.de/jrhome/gen3.pdf

Viele Grüße
Jürgen
WWWFREAK
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 27.01.2008 - 15:57 Uhr  ·  #2
Hallo Jürgen,

hattest Du den Regler der Lichtmaschine ausgebaut?
Was meinst Du weshalb bei den in Reihe verschalteten Strängen
die Leistung bei 550 U/min förmlich stagniert, wie ließe sich das erklären?
Eigentlich müßte die Schaltung in Serie (doppelte Anzahl Leiter, höhere
Spannungserzeugung, dafür statt ca.3Ohm Gesamtwiderstand dann
12 Ohm) wesentlich höhere Spannung erbringen.
Zu hoher Innenwiderstand der Stränge in Reihe?
Wird hier die meiste Leistung im Generator verbraten?
Hier wäre es gut, wenn man zum Vergleich die erzeugten Spannungen im
Leerlauf zur Verfügung hätte.
Die Kennlinie der parallel verschalteten Stränge scheinen ziemlich
gleichmäßig anzusteigen.

Die Angabe für den PM Generator mit Pmax = 300Watt scheinen
realistisch, es fehlt die Angabe bei welcher Drehzahl diese Leistung
erreicht werden soll. 130Watt an die Batterie gebracht bei 750 U/min,
und einem Innenwiderstand von ca. 4,5Ohm im Stern erscheint mir nicht
schlecht für einen kleineren Motor Generator.
Wie groß ist er denn?


Gruß
Günter
Westerwald
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 27.01.2008 - 16:16 Uhr  ·  #3
Hallo Günter ,


Zitat geschrieben von WWWFREAK
Hallo Jürgen,

hattest Du den Regler der Lichtmaschine ausgebaut?


Ja klar, alles rausgeschmissen.

Zitat

Was meinst Du weshalb bei den in Reihe verschalteten Strängen
die Leistung bei 550 U/min förmlich stagniert, wie ließe sich das erklären?

Vermutlich sind die Knicke in der Kurve mit der Messbereichsumschaltung zu erklären.
Zitat

Eigentlich müßte die Schaltung in Serie (doppelte Anzahl Leiter, höhere
Spannungserzeugung, dafür statt ca.3Ohm Gesamtwiderstand dann
12 Ohm) wesentlich höhere Spannung erbringen.
Zu hoher Innenwiderstand der Stränge in Reihe?
Wird hier die meiste Leistung im Generator verbraten?


Ist auch meine Vermutung, da der Generator sich hier stark erwärmt .

Zitat

Die Angabe für den PM Generator mit Pmax = 300Watt scheinen
realistisch, es fehlt die Angabe bei welcher Drehzahl diese Leistung
erreicht werden soll.

300Watt bei 2000 Umdrehungen / min
Zitat

130Watt an die Batterie gebracht bei 750 U/min,
und einem Innenwiderstand von ca. 4,5Ohm im Stern erscheint mir nicht
schlecht für einen kleineren Motor Generator.

Ich bin auch wirklich positiv überrascht !
Zitat

Wie groß ist er denn?

Folgende Daten hat mir der Verkäufer hinterlassen:
IP54 rundherum, korrosionsarmer Aluminium Außenkörper
Speziallager auf beiden Seiten und bei Vollast 10.000 Arbeitsstunden.
Ölresistenter Simmering an der Welle.
Technische Daten :
Leistung maximal: 300 Watt
Drehstrom ( 3 Phasen) Permanentmagnet Generator
maximale Ausgangsspannung 126 Volt, 3,2 A pro Phase
Maximaldrehzahl 2000 rpm, Gewicht 4,5 kg.
Außenabmessung: 130 X 130mm
Gesamtlänge ohne Welle 90 mm, Wellenlänge 56mm

Grüße Jürgen
Harzer
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 27.01.2008 - 16:56 Uhr  ·  #4
Hallo

@ Günter
das ist der gleiche PM Generator wie du ihn mir erklärt hast
hier im Forum als ich nach der "Größe des Generator" gefragt habe.

Sind die praktischen Werte jetzt besser als die damals nach den Angaben des Verkäufers errechneten :?:

@ Jürgen
wie groß wird bzw. ist dein Windrad welches den PM antreiben soll :?:
WWWFREAK
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 27.01.2008 - 18:00 Uhr  ·  #5
Hallo Harzer,

ja, ich hab mal nachgeschaut, es ist dieser Motor den ich damals schon
bei ebay gesehen hatte und der mir auf Grund seiner Beschreibung
positiv aufgestossen war.

Die ermittelten Daten von Jürgen kommen zwar nicht an die Hersteller
angaben heran, er hat aber dafür unter realistischen Bedingungen mit
einer Batterie als Verbraucher getestet, hierbei trennt sich schnell die
Spreu vom Weizen. Ein hoher Innenwiderstand des Generators hätte hier
wesentlich schlechtere Werte erbracht.(Bei gleichen Leistungsangaben.)

Dieser Motor ist mir ja eben auf Grund seines relativ niedrigen
Widerstandes aufgefallen und es ist erfreulich zu hören, daß er auch im
praktischen Einsatz akzeptable Ergebnisse liefert.

Gruß
Günter
Westerwald
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 27.01.2008 - 19:25 Uhr  ·  #6
Hallo zusammen,

@Harzer: Bin noch in der Planung ,d.h. es ist noch kein konkretes Windrad geplant, evtl. gibts auch irgendwas mit Wasserantrieb ...

Nach den einschlägig bekannten Formeln und der Annahme von ca 300W bei 10m/s Wind müsste der Rotordurchmesser ca. 1,4 m betragen.

Grüße
Jürgen
seti2
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 28.01.2008 - 13:09 Uhr  ·  #7
Gleich zum nächsten Test:

E-Scooter Motor MY1016 250Watt 24V 13,7A bei 2650 rpm
von unitemotor.

Ergänzung: Dieser Motor ist mit 2 Bürstenpaaren ausgestattet. Die vorherigen Generatoren sind natürlich bürstenlos.



Gleich vorneweg: Das Ergebnis ist sehr enttäuschend. Ladebeginn bei 1600 U/min. Somit als Windgenerator mit Direktantrieb nicht geeignet.

War auch zu erwarten. Siehe:
http://www.thebackshed.com/windmill/Oatley-windmill.asp

Messaufbau: Drehzahlvariable Drehmaschine --> Generator --> Gleichrichterdiode--> ABB Leistungsmessgerät --> 12V Bleiakku (halb voll)

Messergebnisse: http://freenet-homepage.de/jrhome/gen4.pdf

Grüße Jürgen
WWWFREAK
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 28.01.2008 - 15:58 Uhr  ·  #8
Hallo Jürgen,
prima Beitrage, sachlich und informativ, davon müßten wir mehr haben.
Danke für die Information und die Fotos.

Gruß
Günter
Westerwald
Felix
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 19.02.2008 - 18:58 Uhr  ·  #9
Hallo Jürgen,

kannst Du mir bitte noch mehr Infos über den Synchronmotor bzw. Schrittmotor für 120V geben?
Firma, Motorbezeichnung, Schrittanzahl, Preis bei einem bekannten Auktionshaus ?
Der Generator liegt von der Drehzahl-Ladekurve recht nahe von dem was ich suche.

Gruß,
Felix
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 19.02.2008 - 21:46 Uhr  ·  #10
Hallo Felix,

leider kann ich Dir nicht mit mehr Angaben dienen. Der Hersteller bzw. das Typenschild existiert leider nicht... und der Verkäufer rückte mit seinem Wissen auch nicht raus ...
Es muss sich aber um so etwas ähnliches handeln:
http://www.neffaa.de/deutsch/akm.htm
Der Preis lag so etwa bei 70Euronen, meiner ist definitiv neu, nur die Anbauelektronik wurde abgebaut. Neue Motoren werden wohl mindestens um einen 5 bis 6mal höheren Preis gehandelt.

Es hat soweit wohl herausgestellt:
Für unsere Zwecke wäre ein Servo/Schrittmotor mit möglichst hoher Betriebsspannung und hoher Polzahl sinnvoll, damit der Ladevorgang bei niedrigen Drehzahlen beginnen kann.
Meiner liegt schätzungsweise bei 120V und ist vermutlich für den amerikanischen Markt bestimmt gewesen.

Grüße Jürgen
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 20.06.2008 - 08:18 Uhr  ·  #11
Hallo zusammen,

hier wieder mal ein ausgemessener Motor (Generator). Versuchsaufbau wie immer,
Drehmaschine --> Schottky-Diode --> Leistungsmessgerät --> 12V Bleiakku

Typ: Papst BCI 6355 120VDC 1,0A 0,27Nm 3450 1/min S3-5% IP40




Hier die Ergebnisse:

http://freenet-homepage.de/jrhome/gen5.pdf

Hier noch eine Übersicht, allerdings ohne den vermessenen 120V-Typ

http://www.ebmpapst.com/templa…_BCI_D.pdf

Wohl ganz o.k. für eine einfache Windmühle ,allerdings ist die Lebensdauer wohl nicht allzulange (Kohlebürsten, 3000Std. Lebensdauer, !!! S=3-5% d.h. max. ausgelegt auf 3 Minuten Betrieb/Stunde !!!

Schöne Grüße
seti2
XXLRay
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 20.06.2008 - 09:17 Uhr  ·  #12
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 20.06.2008 - 09:30 Uhr  ·  #13
Natürlich unter Last ,eben mit 12V Akku, d.h. bis ca 13V im Leerlauf danach im Ladebetrieb. (Angaben in Watt)

Grüße

Jürgen seti2
WWWFREAK
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 21.06.2008 - 10:17 Uhr  ·  #14
Hallo zusammen,
Hallo Jürgen,

Ladebeginn bei ca. 310 U/min und ungefähre max. Drehzahl für einen
kleineren aber schnell drehenden Rotor bei etwa 1200 U/min,
da würde dieser Motor bereichsmäßig doch ganz gut passen.
Ladebeginn mit ca. 0,1A, bei 1200U/min wären dann etwa 2,5A zu erwarten.
Wenn der Bürstenaustausch von vornherein in bestimmten Intervallen
fest eingeplant würde, wäre dieser Motor mit seinen Werten doch für ein
kleineres Einsteiger-Windrad durchaus geeignet.

Wenn da nicht die Sache mit dem Rastmoment beim Anlaufen wäre,
eine Drehbank ist natürlich in der Lage auf Grund der vorhandenen
Antriebsleistung dieses Gegenmoment spielend zu überwinden.

Das sieht in der Praxis dann aber etwas anders aus. Bringt der Wind die
erzeugte Kraft bei z.B. 310U/min an die Motor(Generator)achse, so kann
das größere Rastmoment (Cogging) ein frühes Anlaufen verhindern.

Deshalb meine Frage:
Wie ist denn das Verhalten des Motors beim Anlauf wenn Du mit Hand andrehst?

Gruß
Günter
Westerwald
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 21.06.2008 - 17:02 Uhr  ·  #15
Zitat geschrieben von WWWFREAK

Deshalb meine Frage:
Wie ist denn das Verhalten des Motors beim Anlauf wenn Du mit Hand andrehst?


Hallo Günter, hallo alle,

Gute Frage ... Ich würde sagen der Rastmoment ist relativ klein.... aber wie klein, das müsste ich erst messen.

Wie könnte man also eine Rastmomentmessung durchführen, welche die Motor(Generator)typen vergleichen lässt, und gleichzeitig bei jedermann(frau) im Bastelkeller nachvollziehbar ist ???

Vorschlag meinerseits:
An der Motorwelle eine Querachse in 90Grad anklemmen und im Abstand von genau 100mm vom Wellenmittelpunkt mit einem Federkraftmesser das Rastmoment ermitteln.

Wäre das was ?
Ok Ok .. nicht jeder hat einen Federkraftmesser zu Hause , aber dieser wäre doch relativ leicht selbst zu basteln.

Oder hat jemand eine einfachere Methode ?

Grüße
Jürgen
Menelaos
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 22.06.2008 - 00:21 Uhr  ·  #16
am einfachsten und universell vergleichbar ist wohl die bewährte Schnur um die Achse- Methode. Ist im Threat Generatoren/Akkuschrauber beschrieben. Heraus kommt dann ein Anlaufdrehmoment (Nm). Ist schnell gemacht und alles was man braucht ist eine Schnur und eine Plastikflasche die man schnrittweise mit Wasser füllt. Somit lassen sich die Werte sehr genau bestimmen.

Gruß
Max
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 22.06.2008 - 13:59 Uhr  ·  #17
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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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 (Reine Lagerreibung)
Synchronmotor : 1,30N bei 0,08m (Lagerreibung + Staubkappe und Magnetcogging)
E-Scooter-Motor: 0,60N bei 0,08m (Lagerreibung,Bürstenreibung und Magnetcogging)
Papst-Motor : 0,22N bei 0,08m (Lagerreibung,Bürstenreibung und Magnetcogging)

Grüße
Jürgen
Menelaos
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 27.06.2008 - 22:23 Uhr  ·  #19
Das ergibt dann also folgende Anlaufdrehmomente:

0,032 NM bei der Lima
0,1 NM beim Synchronmotor
0,048 NM beim Scootermotor
0,017 NM beim Papst-Motor

...so ist das universell zu deuten und man kann besser vergleichen.

Beim Scootermotor hatte ich bei meinen Messungen etwas weniger raus, kam auf etwa 0,03 Nm...aber das mag sich ja auch von Modell zu Modell etwas unterscheiden.
Menelaos
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Re: Leistungsmesswerte verschiedener Generatoren

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Gepostet: 01.07.2008 - 23:13 Uhr  ·  #20
Zum Scootermotor möchte ich an dieser Stelle gerne nochmal auf diesen:
Forum/phpBB2/viewtopic.php?t=67

meiner Meinung nach sehr guten und wohl schon lange in Vergessenheit geratenen Beitrag hinweisen.
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