Vergleichsmessungen verschiedener Rotorprofile, Prüfstand

Hallo Uli,
deine gemachten Erfahrungen mit der Windströmung eines Heimventilators kann ich bestätigen.
Ich habe für meine Kontrollen den "Windmaster" II" benutzt.
Es zeigt sich eine ungleichmässige Verteilung der Windgeschwindgkeit, von den vielen Wirbeln und der Abnahme der
Geschwndigkeit nach hinten hin mal ganz zu schweigen.
Ich wollte ja reproduzierbare Ergebnisse die auch nicht nur im direkten Vergleich am selben Teststand aussagekräftig sein sollen.
Deshalb habe ich mir einen einfachen Windkanal überlegt.
Im Augenblick denke ich an einen Aufbau mit einer Strömungsgleichrichtung- und Verteilung per Gaze bzw.
Fliegengitter und über Jumbostrohhalmen. Hört sich zwar vielleicht lustig an, sollte aber funktionieren.
Viele Schulwindkanäle sind genau so aufgebaut und auch der berühmte Focker hatte seinen Windkanal ähnlich aufgebaut. (Mit Gardinenstoff)

Es zeigt sich auch, das die Dimensionen des Rotors von 50x50cm vielleicht noch zu gross gewählt sind.
Anfänglich empfand ich es eher als zu klein, jetzt umgedreht.
Grund ist, das man mit einem kleineren Test-Rotor mit vielleicht 30cm mit dem handelsüblichen Heimventilator mit
40cm Flügeldurchmesser besser klar kommt und das es den Preis und Platzbedarf des Aufbaus senkt.

Mehrere kleine Ventilatoren die in der Lage sind einen ziemlich schnellen Luftstrom zu erzeugen (ich denke an bis zu ca. 6m/s)
würden vermutlich der Idee des günstigen Testaufbaus entgegen stehen. (ich hoffe ja immer noch auf Mitstreiter die sich auch so einen Stand bauen
Für eine quadratische Verteilung müssten es ja mind 4, 9, 16 Ventilatoren sein, je nach Ventilatordurchmesser,

Die Idee auf dem Autodach fand ich im ersten Moment gut und gleichzeitig witzig.
Im zweiten kam mir dann allerdings der Gedanke das die Strömung um ein Auto herum auch nicht so toll, weil verbogen ist.
Ich bin mir auch sicher das ich eine ganze Weile testen möchte mit verschiedenen Bremsbelastungen des Rotors und
verschiedenen Rotorblättern im Vergleich.
Das würde auf dem Autodach doch zu lange dauern, wäre wetterahängig und evtl. würde man mich auch "wegfangen"

Die angesprochene Wäägezelle interessiert mich. Wie arbeitet die, bzw. wie wird die elektrisch angesprochen ?
Ist die quasi ein veränderbarer Widerstand oder bedarf es einer komplizierten elektronischen Ansteuerung bzw Auswertung?
Der Preis liegt ja noch einigermassen im Rahmen.

Derzeit verwende ich eine digitale Küchenwaage über die ich das Drehmoment aus dem Abstützmoment der Bremse ermittele.
Die Waage ist gestern angekommen und ich staunte nicht schlecht, das diese Waagen immer noch sehr aufwändig mit viel Metall
und Federstahl aufgebaut sind. Ich dachte heute gäbe es einfachere Drucksensoren.

Derzeit will ich zunächst nur die mechansiche Leistung ermitteln, daher wird der Einscheibengenerator auch als reine Bremse benutzt,
oder vielleicht setzte ich auch eine noch leichter zu bauende mechanische Bremse ein.

Das Problem dürfte sein einen eisenlosen Gleichstrommotor mit hoher Betriebsspannung (und dabei möglichst niedriger Nenndrehzahl) zu finden. Ein Eigenbau-Scheibengenerator dürfte da eine praktikable Lösung sein, aber das Ki ist dann zu ermitteln.

[/quote]Der einzige Fehler ist dabei die Lagerreibung des Motors, die man aber aus den Datenblattangaben(Leerlaufstrom) ermitteln kann.

Das mit der Abhängigkeit der Lagerreibung von der Drehzahl und Lagertemperatur ist ja richtig, aber wir sollten uns nicht an Kleinigkeiten festhalten.
Mit dem Leerlaufstrom kann man aber das maximale Reibmoment abschätzen.

Wie wollt ihr denn das Reibmoment der Rotorlagerung messen?

Genaue Leistungsmessungen sind ohne Windkanal und genaue Messglieder kaum möglich und für Vergleichsmessungen spielt die Lagerreibung eine untergeordnete Rolle, da die Drehzahlen nicht so gewaltig unterschiedlich sein werden

Vielleicht setzt ihr zu hohe Erwartungen an die zu erreichende Messgenauigkeit.

Ich würde mich schon über Ergebnisse von euch mit 5% Genauigkeit freuen.

Gruß Uli

Hallo Leute, mal ein kurzer Zwischenbericht von mir:

1)
Eine möglichst reibungsfreie Lagerung bereitet mir bislang viel mehr Probleme als zunächst angenommen.
Durch meine (bewusst) einfache Konstruktion mit 10mm Gewindestange verzieht sich dieselbe ständig beim Anziehen von
Muttern was zu einem leichten Verklemmen der Lager durch leichte Schrägstellung führt.
Ich habe aber eine einfache Lösung in Aussicht. EINFACH ist eine meiner Vorgaben.
Zusätzlich werde ich wohl auf Schrägkugellager oben und Radialkugellager unten umstellen.
Schon jetzt habe ich aber das anfängliche "Eiern" der senkrechten Achse im Griff. Später mit Fotos mehr Infos.

2)
Der Aufbau meines "Scheiben-Bremsgenerators" gestaltet sich langwierig und hat einen nicht unerheblichen Aufwand verursacht.
Für Nachbauten würde ich eine einfachere Lösung empfehlen.
Ich wollte aber gerne so einen Scheibengenerator bauen, irgendwo ist es ja auch ein faszinierendes Teil.

3)
Trotz der winzigen Magnete meines Generators ist der magnetische Fluss zwischen den Magnetscheiben der Hammer.
(Ich hab allerdings derzeit auch nur 5mm Luftspalt.)
Ein einfaches Alublech zwischen die rotierenden Scheiben gehalten wirkt deutlich spürbar als wirksame Wirbelstrombremse.
Beim Montieren der beiden Scheiben hatte ich Mühe das diese nicht ständig aufeinander knallten so stark ziehen diese sich an.
Mit Schrecken denke ich an die Montage eines "richtigen" grossen Scheibengenerators.

Hier noch zwei Fotos :

Ach du Schande, mir fällt gerade was ein.
In meinem "Messie Imperium" befinden sich noch 18 Stück bürstenlose Motore.
Die Motore stammen aus Kreiselkompassen von Schiffen und U-Booten.
Baugrösse ca. 10cm Durchmesser und 8cm Länge. Baudatum ca. Ende der 70er Jahre.
Die kram ich mal her.

Hallo BerndH,

gerade war ich in meinem Keller und sah dort zwei Autolüftermotore rumliegen.
Diese Motore wären für jeden einfach zu bekommen und der "Aufbau" für jedermann nachvollziehbar.
Wenn ich mich recht erinnere ging es um einen "einfach "zu erstellenden Prüfstand.
Wären diese Motore denn auch verwendbar, zumindest für einen Prüfstand?

mfg waldo

So da bin ich mal wieder. Heute viel Frustration weil mein Prüfstand noch zu schwergängig ist.
An sich dreht er sehr leicht, aber immer wenn ich eine Bremse einbaue fängt das ganze dann durch die neuen Elemente und
Lagerungen etwas an ganz leicht zu klemmen. Das nervt....
Ich gebe aber nicht auf bis er so ist wie ich es mir vorstelle.

Heute habe ich eine einfache mechanische Bremse eingebaut die mit einem Band, ähnlich wie bei einfachen Hometrainern, bremst.
Die Bremse ist "schwimmend" gelagert (in den Brettchen sind Kugellager) und man kann dann anhand des
Abstützmoments das Drehmoment berechnen, ist ganz easy.
Da die ganze Konstruktion ja ohne Drehbank erstellbar sein sollte, waren doch noch Toleranzen vorhanden die das ganze leicht "eiern" lassen was
sich widerum in einer während des Umlaufs leicht "pumpenden" Bremsleistung auswirkte.
An sich funktioniert es genau wie gewünscht aber die Einstellung der Bremsleistung ist wenig komfortabel...
Alles noch nicht so, wie ich das am Ende mal haben möchte

Noch eine Moeglichkeit die mechanische Bremsung zu verwirklichen, evtll.- vielleicht als Vorschlag, falls wenigstens die Achse selbst einigermassen rund laeuft: Das weiss ich aus der Seefahrt, wir haben mit einem Drahtseil, der Spring, den Dampfer beim An- und Ablegen manoevriert, indem das Dahtseil auf dem Poller oder dem Winschkopf mit ein paar Toerns belegt etwas gefiert wurde, es wurde loses Seil von Hand am anderen Ende des Pollers oder Winschkopfes nachgegeben, wenn man das Seil von Hand etwas straffzog bremste das ab, das Seil zum Land zog sich mit seinen Wicklungen straff - aehnlich wie eine Bandbremse also - und so das Schiff an die Pier oder wohin man wollte. Wenn Du also ein sehr duennes Stahlseil hast und damit nur einen oder gar zwei Toerns (Wicklungen) um die duenne Drehachse wickelst, ist das genauso ein grosser Bremswiderstand wie mit einer groesseren Trommel. Du hast so wegen des kleineren Durchmessers sicherlich auch weniger Eierei als mit einer Bremstrommel grossen Durchmessers, falls die Achse auch eiert. So duenne Stahlseile gibt es im Instrumentenbau, ich glaube, ich habe es auch schonmal in einer alten Waschmaschine gesehen, die ich auf Materialsuche zerpflueckt habe. Ja, bei einem Toploader, das war ein mechanischer Sensor fuer den Deckel der Waschmaschine, der einen Schalter betaetigte, sobald der Deckel geoeffnet oder geschlossen wurde. Das Drahtseil dort war sehr duenn und torsionselastisch, sowas haette ich vielleicht genommen. Carl

Ich werde bei meiner elektrischen Messmethode mit dem DC-Motor bleiben, weil ich damit bisher gute Erfahrungen gemacht habe und mir die Leistungswerte aus den Messwerten und den Motorkennwerten berechnen. Die Probleme mit dem unrunden Lauf habe ich nicht, da ich den Rotor direkt auf die Motorwelle flansche

Bernd, du kannst aber dein Prinzip der mechanischen Messung gerne weiter verfolgen, denn es kann nicht schaden, wenn wir mit verschiedenen Methoden messen. Wir können dann nicht alle den gleichen Fehler machen.

Gruß Uli

@ Carl

Das bringt mich auf einer Idee die mir vielleicht hilft das ganze nochmals zu vereinfachen.
Die Bremswirkung ist übrigens wirklich enorm und sehr gleichmässig, habe es gerade getestet.

Den Satz finde ich zu geil Soviel Fachausdrücke so kurz hintereinander....