Vertikale Windkraftanlage

Mit Ferrit und anderen gewöhnlichen Magneten ja, mit Neodym nein. Neodym Magnete verlieren bei ca. 80 Grad plus Celsius ihren Magnetismus.

In #40 war ich der Meinung, dass man mit der Gleichung aus der Literatur eine Wirbelstrombremse berechnen könne.
Hab es versucht. Ist wohl nicht so.

Zunächst habe ich mir für das Bremsmoment nach Gl. 23 mal die Maßeinheiten eingetragen. Ist ein Anhaltspunkt dafür, dass die Gleichung stimmig ist.

Vorweg noch:
Einen Leitwert in cm/Ohm kann es nicht geben, höchstens 1/(cm*Ohm)
Der Leitwert ist ja die Umkehrung vom spezifischen Widerstand. Der hat die Maßeinheit Ohm*mm²/m und ist der Widerstand eines Leiters mit 1 mm² von 1m Länge. Nun kann man die Meter im Nenner umwandeln in mm (*1000) und dann kürzen. Verbleibt Ohm*mm. Nach Umwandlung von mm in cm (*0,1) Ohm*cm. Allerdings würde zur Gleichung 23, bei der Alles in mm geführt wird, Ohm*mm bzw. V/A*mm sogar passender, durch die Umwandlungen multipliziert mit 10^-³ Bezüglich Leitwert dann den ursprünglichen Wert * 10³ in A/(Vmm).

Trotzdem ergeben die umgerechneten Maßeinheiten kein Drehmoment:



In der Vermutung, dass man 1932 mit sog. Größengleichungen gearbeitet hat, habe ich mit den Daten aus der EXCEL-Berechnung in #22 für 7 m/s Auslegegeschwindigkeit versucht, ein Drehmoment zu berechnen
für auf jeder Stahlscheibe 36 Ferrit-Magnete der Abmessungen 40x25x10, angeordnet auf Innen-D 300mm, r_m damit 170 mm.

Für 3mm Wirbelstromscheibe + 1,5mm Luft auf jeder Seite ergibt sich mit dem Scheibengenerator-Tool ein B von 0,35T.
Aus dem Magnetquerschnitt ein Ersatz-r₀ von 17,8mm.
Die Gleichung 23 noch ergänzt durch *36 für 36 Magnete, den Leitwert für Kupfer einfach mal mit 56 eingetragen,
erhalte ich ein Drehmoment von 8*10¹¹ kpmm, nach Umrechnung 8*10⁹ Nm.
Das noch ohne die Multiplikation mit 1000 für den Leitwert in A/(V*mm)

Irgendwie außerhalb der Wirklichkeit.
Allerdings, es sind die Verhältnisse ähnlich wie beim Moment, wenn der Generator kurzgeschlossen ist.
Gebraucht werden in diesem Fall 53 Nm.

Gewiss haben die Wirbelströme ne Grenze, weil auch die das Erregerfeld schwächen.
Aber Du hast doch bei Generatoren fest gestellt, dass es bei höheren Drehzahlen
zwar nicht weiter hoch geht mit dem Kurzschlussstrom, aber auch nicht wesentlich runter.

Hier mit Spaltpolmotoren was machen zu wollen nenne ich deplatziert. Außerdem geht
nicht genau hervor, wie es gemeint ist.

Ardo setzt bei dem Versuchsaufbau hier im Anhang wohl 500 W um. Scheibe dann natürlich nah am Polrad.
Weil es nur ein einseitiges Polrad ist, braucht er wegen zu geringer Flussdichte aber dafür 2800 u/min.

Ganz nebenbei:
Der ICE hat Wirbelstrombremsen. Dann kann der Effekt so gering nicht sein. Allerdings direkt auf die Schienen wirkend.
https://de.wikipedia.org/wiki/…nfahrzeuge

Hallo

Sehr interessant der Link von Che !!
Da Ich von Frequenz sprach , die aber nirgentwo erwähnt wird fehlt mir der Zusammenhang dabei.
Es wird aber erwänt das unterhalb von 50 kmh die Bremse abgeschaltet werden muß da sonst die Schienen verbogen würden.
Welchen Durch messer haben die Räder der Bahn ? bei rutirenden Bremsscheiben und und die Anzahl der Magnete, steht leider nicht dabei .
Aber zu Wasserbremsen !
Ein Prüfstand der AEG in Mühlheim wurde mit Wasserbremse ausgerüstet.
Änlich einer Turbiene mit Lauf und Leitschaufeln, aber statt dessen mit glatten Scheiben.
Leistung natürlich im MW Bereich für Kraftwerksmaschinen.
Da habe Ich leider nur ganz geringe Info bekommen !!!

Gruß Aloys.

Nachtrag
Ein Grund für abfallende Bremsleistung bei höheren Relativgeschwindigkeiten könnte der Skin-Effekt sein.
Aus z.B. 200 km/h = 55,5 m/s und angenommen 2 nebeneinander befindliche Pole (Nord, Süd) von zusammen
300 mm kann man eine Frequenz berechnen.
Bei WIKI steht:
"Problematisch ist bei der Wirbelstrombremse der Skineffekt, der durch die hohen Frequenzen den Wirbelstrom an die Außenränder des Schienenquerschnitts zwingt. Das soll in der Entwicklungszeit zum Ausglühen der Schienenoberfläche geführt haben."

Insbes. bei Eisenwerkstoffen dringt das wechselnde Magnetfeld bei höheren Frequenzen nicht mehr tief genug ein.
Hat man bei nichtmagnetischen Werkstoffen auch, aber erst bei deutlich höheren Frequenzen.

So ein Rührflügel in einem Wassertrog mag schon gehen. Nur hab ich die Wasserwirbelbremse damals als ungeignet erachtet, sie in dem begrenzten Volumen von üblichen Generatoren unter zu bringen.

Das ist augenscheinlich ein sehr interessantes Gerät.

Der Eingangsspannungs-Bereich ist enorm, beim Strom bis 10 A ist es nicht ganz so.
Ist vermutlich der kompakten Bauweise geschuldet,
reicht aber für PV aus, da man da die Leistung über Reihenschaltung der Panele erreicht.
Bei Klein-WEA bis 2 kW sind aber Hochspannungsgeneratoren unüblich geworden.
Wenn solche Anlagen bei 11 m/s z.B. 50V DC erzeugen, dann ist für max. 10 A bei 500W schon Schluss.

Da Wandler, welche mit PWM angesteuert werden, entweder als UP- oder als Down-Converter
beschaltet werden, hat man hier eingangs erst mal einen Booster (rechts auf der Hutschine),
wohl um eine Mindestspannung zu erreichen.
Von der geht es dann vermutlich mit einem Down-Converter weiter, der MPPT kann.

Wenn der auch wirklich windkraftfähig ist, wäre es löblich.
Während man PV problemlos leer laufen lassen kann, wenn vom Heizspeicher Abschalttemperatur
signalisiert wird,
müssten für Windanwendung zusätzliche Beschaltungen erfolgen, wie Dump-Load Aufschaltung
und übergeordnet möglichst noch Generatorkurzschluss.
Abregelung mit Furl-oder Heli-System ist zudem sinnvoll.

Fazit:
Augenscheinlich gutes Gerät, nach eigenen Worten wohl auch für Windkraft einsetzbar.
MPPT erübrigt das Einpflegen einer Übertragungskennlinie.
Einschränkungen aber bezüglich Max.-Strom 10A DC.
Eine Software hilft für PV bei der Auswahl einer geeigneten Heizpatrone