Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

Exceltool als Auslegungshilfe
 
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 13.07.2010 - 20:29 Uhr  ·  #21
@ Eisenloser,

habe die Faktoren bei Sternschaltung und Dreiecksschaltung mit einbezogen, wie folgt:

Bei Sternschaltung ist die Spannung 1,732 ( Wurzel 2) mal höher als bei Dreiecksschaltung.
Bei Dreieckschaltung ist der Strom 1,732 ( Wurzel 2) mal höher als bei Sternschaltung.

Entsprechend die Widerstände.

@ Jan

Zitat
- Die Systemspannung im Tool stellt den Effektivwert der Spannung dar, oder? Ansonsten wäre die Leistungsberechnung falsch.


Ja is der Effektivwert und nicht der Peakwert, sonst bräuchte ich die 1,414 nicht.

Zitat
- Die Gleichgerichtete Spannung spielt hier für die Berechnung erst einmal keine Rolle. Wir müssen mit dem gesamt-Effektivwert rechnen, aber ich denke das diese Werte nahezu gleich sind Mir wäre es aber lieber wenn wir beim Effektivwert bleiben


In diesem Tool habe ich es so ausgelegt, dass die gelichgerichtete Spannung zugrunde gelegt wird, da es darum geht zu sehen wie ich ein Generator auslegen muss, wenn ich mit 12 Volt oder mit 24 Volt, etc. eine BAtterie laden möchte, ich brauche also Werte die nach der Gleichrichtung passen, sonst macht das ganze gar keinen Sinn.


Zitat
Leider kann ich keine Formeln finden mit denen sich das für mehr Phasen berechnen lässt. Prinzipiell ist das über das Integral kein Problem, aber Excel kann leider keine Integralrechnung


Ich hatte vor kurzem mal den professionellen Ansatz mit den richtigen Formeln versucht, bin dabei aber auf genau das Problem gestossen, dass ich Integralrechnung benötige...also ist es erstmal bei der Annäherung geblieben. Die ganzen Formeln des jetzigen Tools sind eben nur als Annäherung gedacht, als gutes Schätzeisen. Und Max hat schon einen Generator mit diesem Tool berechnet und dann gebaut, die Abweichungen waren im Bereich von < 10%, das Ergebnis also zufriedenstellend.... Aber wie gesagt ich würde auch liebend gerne das super Tool bauen... vielleicht können wir uns das ja mal zusammentun !?

Zitat
- Was mir noch auffällt bei der Berechnung ist, dass du die Magnetbreite und die Umdrehungen pro Minute einbeziehst. Ich verstehe nicht was die Magnetbreite mit der Spannung zu tun hat (außer es wird nicht die gesamte Spule auf einmal überdeckt). Muss anstelle der Magnetbreite x der Umdrehungszahl nicht die Geschwindigkeit in der Mitte der Spulenlöcher stehen?


Auch hier ist wieder beim Ansatz des Tools die Spannung bezogen auf Winkelgeschwindigkeit genommen, da es uns darum geht den Wert nach der Gleichrichtung hinzukebommen, dadurch ist auch die Magnetbreite wichtig, siehe Deine erste Kritik, dass die Werte dann nicht mehr stimmen, wenn die Spulen breiter sind als die Magnete, etc.
Nochmal klarer: Würde ich die Geschwindigkeit nehmen, käme ich auf Peakwerte, die aber total uninteressant sind, weil ich ja wissen möchte was ich am Ende nach Gleichrichtung herausbekomme. Dazu muss ich eine komplette Phasenumdrehung, also 360º anschauen, was mich dazu bringt die Winkelgeschwindigkeit einbauen zu müssen.

Hoffe das hat etwas Licht ins Dunkel gebracht...

Beste Grüße,
Daniel
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 14.07.2010 - 00:04 Uhr  ·  #22
Zitat geschrieben von dabro

- @Eugen: Bist du dir Sicher mit dem Faktor 2,35? Ist es nicht Wurzel 3 * Wurzel 2, das wäre dann 2,45 und würde mit dem Tool übereinstimmen.


Der Effektivwert ist immer ja immer geringer als der Peakwert.
Der Wert 2,45 bzw. Wurzel 2 mal Wurzel 3 entspricht dem Peakwert.
Der Peakwert ist bei gleichgerichteten Drehstrom nur wenig höher als der Effektivwert.
Daher diese dicht beieinander liegenden Werte.

Zur Verifizierung sollte man nochmal die Literatur wälzen.
Leider findet man zu diesem speziellen Thema kaum etwas.

Eugen
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 14.07.2010 - 01:29 Uhr  ·  #23
das wäre eine mögliche Erklärung dafür warum die gemessenen Spannungswerte bei meinem Geni etwas geringer ausfielen als berechnet...

Gruß
Max
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 14.07.2010 - 10:58 Uhr  ·  #24
Hallo,

ich habe es oben irgendwie nicht gut beschrieben, aber in der Formel im Tool habe ich es so eingebaut wie ich es nachgelesen habe: Die Maxima der Sinuskurven sind um 1,414 mal höher als der Effektivwert nach Gleichrichtung; minus die 1,4 Volt Diodenverluste nicht zu vergessen.
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 14.07.2010 - 11:51 Uhr  ·  #25
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 14.07.2010 - 12:07 Uhr  ·  #26
Ok,
danke für eure Erklärungen. Leider ist das noch immer etwas verwirrend. Ich habe mal ein bisschen Literatur gewälzt :-)

@ Daniel: Es ist schon nachvollziehbar, dass du die Systemspannung als das definieren möchtest was nachher als Spannung heraus kommt. Aber wenn du da nicht aufpasst ist die Leistungsberechnung unten falsch.
Die Leistung berechnet sich über die Effektivspannung aller Phasen zusammen multipliziert mit dem Strom.

Es ist wichtig zu unterscheiden zwischen der Effektivspannung einer Phase, der Effektivspannung aller Phasen zusammen und der Effektivspannung an einem Leiter bei der Sternschaltung.

1. Die Effektivspannung aller Phasen berechnet sich über das Integral der 3 Phasen:
Bei drei Phasen liegt sie um Wurzel 3 höher als die Effektivspannung aller Phasen.

2. Die Spannung an einem Leiter, Also die Spannung an zwei Klemmen an der Sternschaltung liegt um Wurzel 2 höher als die Spannung an einer Phase.

Daher stimmt das für 3 Phasen was du berechnet hast.
Mich würde nur mal interessieren woher der Faktor 2,35 von Eugen herkommt???

Die Effektivspannung mehrerer Phasen lässt sich auch ohne Integral mittels der Formel



berechnen.
So lässt sich die Berechnung auch für mehrere Phasen realisieren.(Der Effektivwert ist für jedes x gleich, gilt ab 3 Phasen)


Hmm, die Sache mit der Einbeziehung der Magnetbreite ist komisch. Da muss ich mir nochmal Gedanken machen...

Ich weiß das das Tool mal als Schätzeisen geplant war. So ist es ja mit den meisten Dingen. Aber ich denke das Tool hat absolut das Potential eine perfekte Berechnung des Scheibengenerators zu ermöglichen und ich denke wir sind nicht mehr all zu weit davon entfernt :-)

Grüße
Jan
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 14.07.2010 - 12:28 Uhr  ·  #27
Die Werte zur Umrechnung von der Effektivspannung alle Phasen auf die Peakspannung an einem Leiter sind übrigens

U[eff alle Phasen] = Faktor * U[peak am Leiter]

Faktor für...
3 Phasen: 2,449
4 Phasen: 2,828
5 Phasen: 3,162
6 Phasen: 3,464
7 Phasen: 3,742

Grüße
Jan
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 14.07.2010 - 15:46 Uhr  ·  #28
Eine sehr interessante und gleichzeitig sehr aufschlussreiche Diskussion.
Hier wird, vielleicht zum ersten mal im deutschsprachigen Netz, detailiert über Kenngrössen und Parameter
im Mehrphasenstrom diskutiert. Sowas habe ich schon lange vermisst und bisher nirgends gefunden.

Was mir noch etwas zu verwirrend ist, sind die Formulierungen und Definitionen die wir
verwenden. Es scheint als ob jeder da seine eigenen Vorlieben hat.

Dabro wie definierst du " Effektivspannung aller Phasen" ?
Du beschreibst sie als ein Integral der phasenverschobenen Einzelspannungen, was natürlich richtig ist.
Aber wie genau lautet deine Definition ?
Die Effektivspannung die ich nach Gleichrichtung/Integration aller Phasen erhalte ist ja verschaltungsabhängig .
Integrierst du, verschaltungsunabhängig, die Einzelspannungen der einzelnen Phasenstränge,
also U-Strang, ohne Berücksichtigung der äusseren Beschaltung ? Ich vermute mal das wird es sein.

Zitat
Mich würde nur mal interessieren woher der Faktor 2,35 von Eugen herkommt???

Die genaue mathematische Herleitung kann ich Dir leider auch nicht anbieten.
Es ist ja so das sich in der Mitte der resultierenden Restwelligkeit nach Gleichrichtung des
Drehstroms zwischen dem Peakwert und den unteren Spannungswerten der Restwelligkeit
der Effektivwert der Gleichsspannung ergibt. Bei Drehstrom ist er kaum geringer als der Peakwert.
Hier mal eine grafische Darstellung mit Beispielrechnung und auch der Angabe dieses Wertes
von folgender Seite :
Quelle: http://www.didactronic.de/stromric.htm


Zitat
1. Die Effektivspannung aller Phasen berechnet sich über das Integral der 3 Phasen:
Bei drei Phasen liegt sie um Wurzel 3 höher als die Effektivspannung aller Phasen.

Ich denke es muss zum Schluss des Satzes heissen " ... als die Effektivsspannung eines einzelnen Phasenstrangs.

Zitat
2. Die Spannung an einem Leiter, Also die Spannung an zwei Klemmen an der Sternschaltung
liegt um Wurzel 2 höher als die Spannung an einer Phase.

"Spannung an einem Leiter" ist für mich etwas verwirrend da ja ein Potential immer zwischen zwei
Punkten gemessen wird. Ich nehme an das du die Spannung zwischen zwei Phasenanschlüssen meinst ?
Ich denke dann wird es für mitlesende vielleicht etwas leichter nachzuvollziehen.

Sorry für die Erbsenzählerei, aber in diesem recht verwirrenden Thema kommt es echt drauf an das alles passt. :)

Zitat
Faktor für...
3 Phasen: 2,449
4 Phasen: 2,828
5 Phasen: 3,162
6 Phasen: 3,464
7 Phasen: 3,742


Genau so eine Auflistung hatte ich immer gesucht. Vielen Dank dafür !
Es ist immer Wurzel 2 mal Wurzel (Anzahl der Phasen) ? :)


Eugen
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 14.07.2010 - 16:27 Uhr  ·  #29
Hallo,

ich bin froh, dass hier ernsthaft un dkonstruktiv diskutiert wird, denn das Tool lässt in der Tat noch viel zu wünschen übrig...

Zitat
Ich weiß das das Tool mal als Schätzeisen geplant war. So ist es ja mit den meisten Dingen. Aber ich denke das Tool hat absolut das Potential eine perfekte Berechnung des Scheibengenerators zu ermöglichen und ich denke wir sind nicht mehr all zu weit davon entfernt


Ich denke, es fehlt noch sehr sehr viel, die elektromagnetische Berechnung z.B. hatte ich einmal in Angriff genommen mit der exakten Formel,... aber das machen wir erst später, erstmal lösen wir am besten die Phasenabhängige Effetivspannungberechnung.

Im Prinzip hätten wir ja jetzt die richtigen Formeln, so dass man das Tool umschreiben kann für Generatoren mit n-Phasen,... versucht sich mal einer das einzubauen ? Ich habe im Moment sehr wenig Zeit, aber ich könnte es auch einmal versuchen.

Das Thema mit der Leistungsberechnung verstehe ich nicht ganz - die Leistung sollte doch sein: Effektivspannung x Effektivstrom, also dass was ich nach Stern oder Dreieckschaltung und nach Gleichrichtung an den 2 Leitern abnehmen kann, jedenfalls war mein Ansatz so gedacht... weiss jetzt gar nicht mehr ob ich das auch so richtig eingebaut habe, aber ich denke schon !? Muss mich da nochmal reinknien, ist schon lange her, dass ich das gemacht habe...
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 14.07.2010 - 16:32 Uhr  ·  #30
Perfekt, perfekt, es wird ja richtig spannend hier. :-)

Also die Effektivspannung definiere ich einfach als Mathematische Größe. Und zwar ist die Effektivspannung aller Phasen mal dem Strom gleich der Leistung.
Genau aus dem Grund das die Spannung nach der Gleichrichtung verschaltungsabhängig ist wäre es mir liebe erst einmal nur mit der Effektivspannung über alle Phasen zu arbeiten. Damit haben wir einen korrekten mathematischen Wert. An diesem ändert sich nichts egal wie die Schaltung nachher aufgebaut wird. (Vorrausgesetzt es bleibt bei der Sternschaltung)
Genau wie du sagst, ich integriere erst mal die Spannungen miteinander unabhängig der späteren Verschaltung.

Hmm, die mathematische Herleitung für den Faktor 2,35 wäre interessant, aber wenn wir erst mal so weiter rechnen ist er nur relevant um nachher die Systemspannung zu berechnen. Wäre trotzdem super wenn du da noch die Herleitung finden würdest :-)

Super die Seite mit den verschieden Schaltungen!
Hmm, meiner Meinung nach steigt der Effektivwert bei mehr als drei Phasen sogar über den Peakwert einer Phase.

Zitat
Ich denke es muss zum Schluss des Satzes heissen " ... als die Effektivsspannung eines einzelnen Phasenstrangs.


du hast natürlich recht.

Zitat
"Spannung an einem Leiter" ist für mich verwirrend da ja ein Potential ja immer zwischen zwei
Punkten gemessen wird. Ich nehme an das du die Spannung zwischen zwei Phasenanschlüssen meinst ?
Ich denke dann wird es für mitlesende vielleicht etwas leichter nachzuvollziehen.


Genau das meine ich. Bin nicht so vertraut mit den Begriffen.

Zitat
Sorry für die Erbsenzählerei, aber in diesem recht verwirrenden Thema kommt es echt drauf an das alles passt.


Nein, ich finde das super, sonst reden wir noch ewig aneinander vorbei.

Zitat
enau so eine Auflistung hatte ich immer gesucht. Vielen Dank dafür !
Es ist immer Wurzel 2 mal Wurzel (Anzahl der Phasen) ?


Bitte :-)
Mir ist gar nicht aufgefallen, dass es immer die Wurzel von der Anzahl der Phasen ist. Das vereinfacht es natürlich nochmal erheblich.


So, was ich jetzt noch als große Baustelle sehe ist die Möglichkeit das zu berechnen wenn die Magnetbreite größer ist als die Schenkelbreite einer Spule. Dann ändert sich wieder alles :-)

Des weiteren bin ich noch nicht sicher, dass die Einbeziehung der Magnetbreite in die Formel Korrekt ist.

Soweit mal - macht sehr viel Spaß :-)

Grüße
Jan
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 14.07.2010 - 16:52 Uhr  ·  #31
Berücksichtigt das Tool eigentlich auch das die Anzahl von Spulenschenkeln und Magnete
immer ungleich ist ? Ich will damit sagen das durch den nötigen Phasenversatz für die Erzeugung unseres Drehstroms
ja ein Ungleichgewicht zwischen Spulen und Magneten herrscht, das dazu führt das nicht beide Spulenschenkel
einer Spule optimal also nicht absolut symetrisch und zeitgleich von zwei Magnetpaaren überstrichen werden.
Während ein Magnet zentrisch über einem Spulenschenkel steht hinkt der andere Magnet immer etwas
hinterher oder läuft vor, wie man will.

Es gibt also einen gewissen zeitlichen bzw. streckenmässigen Versatz der beiden Einzelinduktionen innerhalb
der beiden Spulenschenkel einer Spule, der zu einer Veränderung des theoretischen Optimums der
"Gesamtinduktion" innerhalb der Spule führt.
Die Sinuskurve wird vermutlich etwas breiter dafür etwas flacher ausfallen als bei einem symetrischen Aufbau,
wie er z.B. bei einem 1 Phasen Generator der Fall wäre, wo Magnetpaaranzahl = Spulenanzahl wäre.

Es gibt also zwei zeitlich leicht versetzte Einzelinduktionen in jedem der beiden wirksamen Spulenschenkel einer Spule.
Klingt zwar blöd aber es ist tatsächlich ein Phasenversatz zwischen den beiden "Spulenschenkelinduktionen"
der Einfluss auf die Form und Ausprägung des Induktionsverlaufes nehmen wird.
Bestimmt kann man die zeitlich versetzten Induktionen irgendwie integrieren, aber da muss ich passen, ich
bin kein Mathematiker.

Das geht jetzt auch ein bisschen in die Richtung der Thematik "Spulenschenkelbreite und deren Auswirkungen"
Könnt ihr mir folgen ?

Ist im Augenblick mal nicht so wichtig, aber bevor ich es vergesse wollte ich es mal los werden. :)

Eugen
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 15.07.2010 - 10:17 Uhr  ·  #32
So, hab die Berechnung unter Berücksichtigung der Phasenanzahl eingebaut.

Zitat
Ich denke, es fehlt noch sehr sehr viel, die elektromagnetische Berechnung z.B. hatte ich einmal in Angriff genommen mit der exakten Formel,... aber das machen wir erst später, erstmal lösen wir am besten die Phasenabhängige Effetivspannungberechnung.


Kannst du vielleicht mal grob anreißen um was es da geht. Du hast schon recht, das verschieben wir wohl auf später, aber mich würde es interessieren.

Zitat
Das Thema mit der Leistungsberechnung verstehe ich nicht ganz - die Leistung sollte doch sein: Effektivspannung x Effektivstrom, also dass was ich nach Stern oder Dreieckschaltung und nach Gleichrichtung an den 2 Leitern abnehmen kann, jedenfalls war mein Ansatz so gedacht... weiss jetzt gar nicht mehr ob ich das auch so richtig eingebaut habe, aber ich denke schon !? Muss mich da nochmal reinknien, ist schon lange her, dass ich das gemacht habe...

Richtig, die Leistung ist die Effektivspannung mal dem Effektivstrom. Aber die Effektivspannung unterscheidet sich je nach Verschaltung von der Gleichgerichteten Spannung. Für die Effektivspannung ist es im übrigen auch egal ob die Spulen alle zur gleichen Zeit von den Magneten überstrichen werden. Für die gleichgerichtete Spannung ist das aber von erheblicher Bedeutung.

Zitat
Berücksichtigt das Tool eigentlich auch das die Anzahl von Spulenschenkeln und Magnete
immer ungleich ist ? Ich will damit sagen das durch den nötigen Phasenversatz für die Erzeugung unseres Drehstroms
ja ein Ungleichgewicht zwischen Spulen und Magneten herrscht, das dazu führt das nicht beide Spulenschenkel
einer Spule optimal also nicht absolut symetrisch und zeitgleich von zwei Magnetpaaren überstrichen werden.
Während ein Magnet zentrisch über einem Spulenschenkel steht hinkt der andere Magnet immer etwas
hinterher oder läuft vor, wie man will.

Wie gesagt, für die Effektivspannung hat das keine Bedeutung, für die gleichgerichtete Spannung wohl schon. Das auszurechnen ist wieder mal einen Herausforderung. Vielleicht wäre es sinnvoller die Spannung an einer Spule zu errechnen und die Gesamtspannung nachher über den Phasenversatz, der sich ja über das Verhältnis Spulen zu Magneten ausrechnen lässt, zu berechnen. Problem ist dann nur das man wieder die Integralrechnung benötigt.
Bei mir drängt sich da auch die Frage auf wie dicht die Magneten überhaupt zusammen liegen dürfen. Überstreicht ein Magnet eine Spule, wie lange wird dann die Spannung erzeugt. Hört die Spannungserzeugung genau in dem Moment auf, in dem das Magnetende nicht mehr senkrecht über der Spule steht, oder wird dann noch Spannung erzeugt. Die Magnetlinien laufen ja nicht ganz senkrecht nach unten. Wie viel Platz sollte man lassen bis der nächste andersherum gepolte Magnet über die Spule läuft? Wenn der nächste Magnet zu früh kommt, dann heben die Spannungen sich ja auf.

Zitat
Es gibt also zwei zeitlich leicht versetzte Einzelinduktionen in jedem der beiden wirksamen Spulenschenkel einer Spule.
Klingt zwar blöd aber es ist tatsächlich ein Phasenversatz zwischen den beiden "Spulenschenkelinduktionen"
der Einfluss auf die Form und Ausprägung des Induktionsverlaufes nehmen wird.
Bestimmt kann man die zeitlich versetzten Induktionen irgendwie integrieren, aber da muss ich passen, ich
bin kein Mathematiker.

Das integrieren der Induktionen ist kein Problem. Man muss die einzelnen Spulen nur als Sinus beschreiben und das Integral mit den entsprechenden Phasenversätzen über alle Spulen einer Phase durchführen. Problem ist wie gesagt nur 1. Excel kann keine Integralrechnung. (Wenn jemand eine Möglichkeit kennt bitte melden) und 2. Um diese Integralrechnung durchführen zu können müssen wir erst mal aus der Spulenschenkelanzahl, der Spulenschenkelbreite, der Magnetbreite, der Abstände zwischen den Spulen... die richtigen Formeln extrahieren.

Wie gesagt, wir gehen momentan von einer Sinusfunktion aus, die Betrachtung ist wohl nicht haltbar.

Als Ergebnis sehe ich, dass wir weg müssen von der Systemspannung hin zur Effektivspannung über alle Phasen. Dann können wir die Spulen einzeln anschauen und die Effektivspannung berechnen. Aus diese Berechnung lässt sich dann die gesamte Effektivspannung berechnen.


Eine Sache die mir noch unabhängig davon aufgefallen ist:
Was hat es denn mit der Windgeschwindigkeit für den Ladebeginn auf Sich? Wir müssen doch zur Berechnung die Nennwindgeschwindigkeit nutzen, da wir in dem Punkt alles ausrechnen.

Grüße
Jan
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 15.07.2010 - 10:41 Uhr  ·  #33
Moin moin,

Nun melde ich mich auch mal mit ein paar Dingen zu Wort :-)

1. Integralrechnung:

Es gibt für Excel Addons die man sich herunterladen kann. Ich habe sowas auch im Rahmen meiner Diplomarbeit benutzt. Darin enthalten sind hunderte Funktiuonen die sich dann in den Funktionsmanager einbinden, jedoch als Makro arbeiten. Integralrechnung iszt da auf jeden Fall mit drin. Doof ist nur dass dann auch jeder der das Tool öffnen will das Addon installieren muss- dauert aber nur wenige Sekunden...


2. Leistungsberechnung:

Ich habe die leistungsberechnung damals nur sehr grob in ANgriff genommen und schnell was zusammengeschustert für das Tool. Es ging mir dabei nur um grobe ANhaltspunkte um zu bestimmen wie viel Verlustwärme im Stator zu erwarten ist.

Bei Batterieladung wird da ohnehin nie das herauskommen was man im Tool rechnet, egal wie toll die Formeln sind. Es gibt soooo viele Einflüsse....beispielsweise Ladezustand, Alter und Größer der Batterie...welche zu anderen Werten führen. Auch die ANzahl der Spulken, der Widerstand der Wicklungen...alles spielt da mit rein. Bei Batterieladung iust es quasi nicht wirklich nvorhersehbar wieviel Leistung erzeugt wird.

Wichtig ist da nur wann die Ladespannung erreicht ist. Der Rest ist oft Erfahrungssache ( wie viele Spulen bei welcher Rotorgröße usw...)

Ansonsten interessante Diskussion hier, weiter so :-)
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 15.07.2010 - 11:06 Uhr  ·  #34
Hallo Jan,

Erstmal vielen Dank für die Mühe - wir müssten jetzt mal ein bisschen die neue Version testen, vielleicht kann MAx hier nochmal mittesten. Wenn das dann stimmt, können wir die version 1.4 veröfentlichen, ich lade sie dann auf meiner Homepage hoch.

Die Seite mit der Leistungsberechnung wurde mal in einem Ami-Forum verbessert, habe mir da aber nie die Mühge gemacht genauer reinzuschauen, da ich hier viel Stress habe zur Zeit und ausserdem, hat der Amerikaner leider nicht die letzte verfügbare Version, nämlich die 1.3 genommen um seine änderungen einzubauen, sondern die 1.2.
Ausserdem sind mehrere Änderungen gleichzeitig passiert wo ich nicht genau durchblicke warum er was gemacht hat.

Um sowas zu verhindern, wäre es wichtig, dass wir immer von einer zentralen Stelle (meine Homepage zum Beispiel) die letzte Version benutzen um Verbesserungen einzubauen, und am besten schreibe ich noch einen Versions-Log auf die Homepage damit wir wissen, was wann passiert ist. Und die alten Versionen sollten auch noch ladbar sein, damit man im Zweifelsfall auch mal zurückschuaen kann. Das nur so zum Allgemeinen Prozedere, damit es nicht chaotisch wird, was meint ihr dazu ?

Wie Max schon schrieb, könnten wir ja mal versuchen Integralrechnung mit einem Excel Addon einzubinden...

Zitat
Kannst du vielleicht mal grob anreißen um was es da geht. Du hast schon recht, das verschieben wir wohl auf später, aber mich würde es interessieren.


Es geht erstmal darum, dass die Formel zu Berechnung der magnetischen Flussdichte zwischen den Magneten eine sehr sehr vereinfachte Annäherungsformel ist. Das ist eben wieder das Schätzeisen... die genauen Formeln sind weitaus komplizierter, ist nur die Frage ob die Differenz im Endeffekt so gross ist, dass sich die Arbeit lohnt !?
Desweiteren, müssten wir noch viele Faktoren mitberücksichtigen, die einfach gar nicht mit drin sind in der ganzen Berechnung... da wäre Selbstinduktion, Gegen-EMK, Lastberücksichtigung, etc.etc. man muss da wirklich mal rangehen und schauen was Sinn macht und was nicht.

Zitat
Was hat es denn mit der Windgeschwindigkeit für den Ladebeginn auf Sich? Wir müssen doch zur Berechnung die Nennwindgeschwindigkeit nutzen, da wir in dem Punkt alles ausrechnen.


Ich habe das Tool so ausgelegt, dass wir das ganze auf der Effektivspannung = Systemspannung bei einer vorgegebenen Windgeschwindigkeit erreichen. Somit legen wir fest, wann der Ladebeginn ist. Eigentlich müsste man auch hier noch weitergehen und nicht nur den Ladebeginn mit einbeziehen sondern parallel auch noch die Nenngeschwindigkeit betrachten, dies aber zusammen in einem Tool, ist ein wenig komplizierter, man müsste 2 Funktionen überlappen um das gewünschte Optimum zu erreichen. Im Moment ist die Nenngeschwindigkeit einfach offen gelassen, indem man z.B. schaut ab wieviel Geschwindigkeit die Verlustleistung so hoch wird, dass es für den Stator zu heiss wird,...

Aber wie gesagt, ich denke wir sollten uns punktweise vorarbeiten, alles auf einmal ergibt ein totales Chaos.

Im Moment hätten wir eine Version 1.4 Beta, wo wir also das Tool auf n-phasen Berechnung berichtigt haben. Es müsste nun getestet werden... nur hat jemand schon einen Geni , der nicht 3-phasig ist , gebaut !?

Ich denke, als nächstes sollten wir nochmal die Berechnung der gleichgerichteten Spannung genauer betrachten, um dann wiederum im Schritt darauf die Leistungsberechnung zu verbessern. Dazu wäre auch die Version des Amis mal interessant, die sollten wir nochmal analysieren, ich hänge sie gleich hier dran. Wie gesagt, vorsicht, sie basiert auf version 1.2 und enthält somit noch andere Fehler die in der 1.3 ausgemerzt wurden. Wir dürfen auf keinen Fall mit der Amiversion weiterarbeiten, sondern nur Änderungen auf unsere 1.3 bzw. 1.4 wenn sie nicht mehr beta ist, übernehmen.

Beste Grüße,
Daniel
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 16.07.2010 - 12:59 Uhr  ·  #35
Hallo,

@ Max: Danke für den Tipp, ich habe auch schon an Add-ons gedacht. Nur sehe ich da Probleme mit der Kompatibilität. Das Tool sollte doch möglichst vielen zugänglich sein. Ich nutze beispielsweise OpenOffice und nicht Excel und ich weiß jetzt schon das das ein Desaster gibt wenn ich da mit Addons spiele :-) - Wenn es sich nicht umgehen lässt dann können wir das ja so machen, aber ich sehe noch Hoffnung.

Im zweiten Punkt bin ich etwas enttäuscht von dir. Du hast natürlich recht, dass durch alle möglichen Einflüsse sich der Wirkungsgrad und die Leistung des Generators sich noch verändern werden, aber das ist doch kein Grund das Tool soweit wie möglich zu optimieren. Jede Verbesserung im Tool bringt genauere Ergebnisse für später.

Ich bin mir im übrigen Sicher das meine Leistungsberechnung so stimmt. Es wäre nur schön wenn nochmal jemand drüber schaut. Ich mache eigentlich das gleiche wie du Max, nur interpoliere ich nicht, sondern berechne genau die Leistung aus den gegebenen Parametern.


Bei der Ami-Version blicke ich nicht richtig durch. Keine Ahnung was er groß verändert hat. An der Leistungsberechnung selbst wohl nichts.

Ich finde es super wenn auf deiner Homepage immer die aktuelle Version zu finden ist. Ist nur die Frage wann es zu einer neuen Version kommt. Wie viele Scheibengenerator-Leute gibt es denn mit Hilfe derer wir unsere Ergebnisse überprüfen können?

Zitat
Es geht erstmal darum, dass die Formel zu Berechnung der magnetischen Flussdichte zwischen den Magneten eine sehr sehr vereinfachte Annäherungsformel ist. Das ist eben wieder das Schätzeisen... die genauen Formeln sind weitaus komplizierter, ist nur die Frage ob die Differenz im Endeffekt so gross ist, dass sich die Arbeit lohnt !?
Desweiteren, müssten wir noch viele Faktoren mitberücksichtigen, die einfach gar nicht mit drin sind in der ganzen Berechnung... da wäre Selbstinduktion, Gegen-EMK, Lastberücksichtigung, etc.etc. man muss da wirklich mal rangehen und schauen was Sinn macht und was nicht.

Ist ja interessant was noch so alles zu berücksichtigen ist... Gefühlt würde ich mal sagen die Dinge haben nicht so einen großen Einfluss, aber wer weiß....

Zitat
Im Moment hätten wir eine Version 1.4 Beta, wo wir also das Tool auf n-phasen Berechnung berichtigt haben. Es müsste nun getestet werden... nur hat jemand schon einen Geni , der nicht 3-phasig ist , gebaut !?

Im Forum war mal irgend wo jemand der einen 5-Phasigen Generator hatte. Vielleicht war das aber auch im DasWindrad-Forum. Was mich gleich zu der Frage bringt ob wir nicht irgendwie die Leute in diesen Prozess mit einschließen sollten. Da sind ja super fähige Leute im Generatorbau.

Ich möchte mich sobald ich mal ein bisschen Zeit habe mit der Effektivspannungsberechnung im Falle von Nicht-Sinusverläufen beschäftigen. Sprich wenn die Magnetbreite größer oder kleiner als die Spulenbreite ist, oder wenn Lücken zwischen den Sinusverläufen auftreten.

Wie gesagt ich bin sehr sicher das meine Leistungsberechnung stimmt...

Grüße
Jan
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 16.07.2010 - 18:22 Uhr  ·  #36
Hi Jan,

mit den Leuten, die einen 5 phasigen Generator gebaut haben, könntest Du bei mir richtig liegen. In den ersten Plänen von H. Piggott, die Grundlage meiner Windräder sind, wurden 5 phasige Statoren empfohlen. In den letzten Heften ist Piggott davon abgekommen, jetzt werden nur noch 3 phasige geplant. Auch die Otherpower Leute (Dan.B. ) Haben nur 3 phasige Statoren in ihren Bauplänen. Von meinen Statorplatten existieren noch 2 5 phasige , eine davon ist im Einsatz, die andere wartet auf Belebung. Ich kann wahrscheinlich leider wenig exakte Messergebnisse liefern, ausser Messungen der Leerlaufspannung. Aber wer weiss, vielleicht kann sich da mit Hilfe kundigerer Leute etwas entwickeln.
Gruss Fritzblitz
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 16.07.2010 - 19:12 Uhr  ·  #37
Zitat
Ich bin mir im übrigen Sicher das meine Leistungsberechnung so stimmt. Es wäre nur schön wenn nochmal jemand drüber schaut. Ich mache eigentlich das gleiche wie du Max, nur interpoliere ich nicht, sondern berechne genau die Leistung aus den gegebenen Parametern.


Hallo Jan, die Version, wo Du die n-phasen eingebaut hast, ist auch die wo die Leistungsberechnung genauer gemacht wurde ?
Ich wollte übrigens auch genau diese Interpolation rausnehmen, da ich sie nicht sehr sinnvoll fand, war aber etwas wenig Zeit in den letzten Wochen.
Ich checke das mal, bestätige nur kurz ob ich das richtige File habe ok?

Hallo Fritzblitz, es wäre ja mal interessant wenn Du alle Daten zu Deinem 5-phasigen postest die Du hast: z.B Magneten, Spulen, Stator, etc.etc. Wenn du den Innenwiderstand messen könntest dazu noch z.B. dann haben wir einiges zusammen. Im Endeffekt können wir aber das Tool nicht 100% bestätigen, ohne dass man mal Deinen Generator auf Leistung bei verschiedenen Geschindigkeiten durchmisst...

Beste Grüße,
Daniel
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 16.07.2010 - 20:36 Uhr  ·  #38
Hallo Daniel,
genau, die neuen Berechnungen stehen hinter der eigentlichen Leistungsberechnung. Eigentlich ist nur das Feld I 74 neu, die Berechnung des Stromes. Wie ich das gemacht habe habe ich ein paar Posts vorher mal geschrieben. Müsste passen.

Hallo Fritzblitz,
wenn du Messdaten von deinem 5 Phasigen Generator Posten könntest wäre super. Wichtig wären für mich erst mal die Konstruktionsdaten: Anzahl der Spulen, Breite der Schenkel, Breite und Länge der Spule, Zwischenraum zwischen den Spulen, Windungen, Anzahl der Magneten, Maße der Magnete, Radius bis zur Spule, Drahtdicke, Innenwiederstand...
Bei den Messwerten wäre es super wenn du eine einzelne Phase Messen könntest. Ich weiß nicht was für Messequipment du hast, aber die Effektivspannung und die Peakspannung wären super :-)
Ist viel Verlangt, ich weiß :-)

Grüße
Jan
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 16.07.2010 - 22:19 Uhr  ·  #39
Hallo Jan , Hallo Daniel,

Vorab: Ich meine in einem Beitrag von windfreak westerwald gelesen zu haben, dass 3 phasig in jedem Fall "mehr bringt" . Ich muss da noch mal ins Archiv. Ich denke aber grundsätzlich: Tesla wird gewusst haben wass er sich da ausgedacht hat??!!

Zu den Messdaten. der eine 5 phasige Generator, der in Betrtieb ist, ist auf dem Mast oben, also derzeit nix mit RPM messen. So werden alle anderen Daten, die ich noch eruieren kann wie Spulengrösse, Draht etc, auch nicht viel nützen, denke ich. Ein anderer Stator mit gleichen Spulendimensionen ist derzeit solo. Das heisst es fehlen Magnetscheiben und das ganze Übrige. Also leider auch nix mit Messdaten. Höchstens alles was statisch ist. Spulengrösse, Draht etc. und die OHM. Ich hab leider nur ein Multimeter wie im Beitrag abgebildet. Ich werde mal alle Daten versuchen, zusammenzukratzen, wird aber ein wenig dauern. bis Dann!

Gruss Fritzblitz
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Re: Tool zur Berechnung von Scheibengeneratoren

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Gepostet: 17.07.2010 - 00:17 Uhr  ·  #40
Zitat
Ich meine in einem Beitrag von windfreak westerwald gelesen zu haben, dass 3 phasig in jedem Fall "mehr bringt" .
Ich muss da noch mal ins Archiv. Ich denke aber grundsätzlich: Tesla wird gewusst haben wass er sich da ausgedacht hat??!


Ich glaube nicht das der Grund warum es nur selten Systeme mit mehr als 3 Phasen gibt
der ist, das 3 Phasen aus technischer Sicht schon die optimalste Lösung darstellen würden.
Der Grund scheint eher der zu sein das man nur 3 Leitungen benötigt um die 3 Phasen zu übertragen.
Das sorgt für ein möglichst einfaches und kostengünstiges Stromnetz im Land und somit für ein gutes
Verhältnis zwischen finanziellen Aufwand und erzielten Ergebnis.

Bei unseren eigenen Konstruktionen können wir durchaus die technischen Vorteile mehrerer
Phasen nutzen.

Bei z.B. einem 5 Phasen Generator hat man ein besseres Verhältnis der Anzahl von Magneten
und Spulen. Mit anderen Worten kann man bei 5 PHasen gut 10% mehr Kupfer im Stator unterbringen
da man nur noch 1/6 anstatt 1/4 weniger Spulen als Magnete einsetzen muss um den
nötigen Phasenversatz zu erzeugen. Mehr Kupfer wirkt sich natürlich positiv aus, entweder
auf die induzierte Spannungshöhe oder auf den Innenwiderstand oder auf beides.
Auch der Versatz der beiden Spulenschenkelinduktionen ist geringer weil das Verhältnis
aus Spulen und Magneten günstiger ist.

Zusätzlich verringert jede weitere Phase das Generatorbrummen da die Leistungsaufnahme
gleichmässiger auf die Rotation verteilt wird. Zu guter letzt ist auch noch die Restwelligkeit nach
Gleichrichtung geringer und die Verluste in der (in unserem Beispiel) 5 adrigen Ableitung bis zum
Gleichrichter sind auch geringer da sich die Leistung hier auf 5 anstatt auf 3 Drähte verteilt.

Eugen
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