3m Windrad - Neubau nach Stator-Burnout

(Report 1 und 2 zusammengefasst)
 
fritzblitz
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3m Windrad - Neubau nach Stator-Burnout

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Gepostet: 16.07.2010 - 12:53 Uhr  ·  #1
Also, ich hab jetzt, um das System zu überlisten, zwei Beiträge geschrieben (siehe „Meckerecke“).

Ich habe nun das havarierte 3m Windrad neu gebaut und ein altes überholt und aufgestellt (siehe „Report 2“)
Bei der Neuwicklerei der Spulen hat mich Menelaos jedenfalls mittels Ferndiangnose sehr unterstützt, wofür ich zu danken habe!
Bei dieser Gelegenheit habe ich für eine 2,4 m Maschine ebenfalls einen neuen Stator hergestellt, der anstelle der früheren 5 – phasigen Ausführung mit 3phasen verschaltet ist.

Ein paar Erläuterungen zum Stator: Für die Verlötung habe ich die Spulen mittels hölzerner Klemmstücke fixiert. Diese Klemmstücke werden dann vor dem Giessen abgeschraubt, aber erst, wenn die aufgeklebten Querverbinder, die aus Postkarte bestehen und gelocht sind mit den Spulen verklebt sind. Diese Kartonstücke tauche ich in Polyesterharz ein und lass noch mit einem Pinsel was in die Wicklung tropfen. Wenn alles gehärtet ist, kann ich die Spulen wieder aus der Form nehmen, ohne dass eine Formveränderung eintritt.
Wenn dann die erste, untere Lage Glasfaser eingelegt ist, wird eine Lage Harz eingegossen und der ganze Spulenverband wird dann in die Pampe gelegt.
Davon existiert leider kein Foto,die Finger waren polyesterverklebt.



6110

Die Giessformen sind aus 30 mm einseitig laminierten Dekorplattenresten gesägt, ringsum M 10 Gewindestangen ins Holz gedreht und eingeklebt. Damit kann man ordentlich anziehen und hat das Gefummel mit den Schraubzwinngen nicht, die ohnehin nicht weit genug in die Platten hineinragen. Zur Demonstration sind zwei Zwingen angesetzt.




In der Oberplatte ist ein Steigerloch eingebohrt, damit überflüssiges Harz austreten kann.


Als Trennmittel nehme ich Bohnerwachs oder sonst was wasserabweisendes. Notfalls geht auch Niveacreme!




Die Magnetscheibe ist dieses Mal ein Speichenrad, um Gewicht zu sparen. Die Magnete sind mit Schwerspannstiften in der Lage fixiert, diese Befestigungsmethode habe ich hier schon einmal vorgestellt. Der Vorteil dieser Methode gegenüber dem Eingiessen der Magnete hat sich in der Praxis erwiesen. Im Laufe der Zeit haben sich bei meinen ersten Magnetscheiben, bei denen die Magneten eingegossen waren, durch Hitzeausdehnungen und Kälteschrumpfungen Haarrisse zwischen den Magneten und der Kunststoffgiessmasse gebildet, in die dann Wasser eintrat und die Magnete zum Rosten brachte. Später lösen sich dann die Magnete aus der Masse und beginnen am Stator zu scheuern . Dies ist dann der Startpunkt für den kommenden Crash.
Wie es weitergeht , kann man sich leicht vorstellen. Um dies zu verhindern, werden die Magnete mit drei Schwerspannstifen (3 mm Durchmesser) lagefixiert und mit Epoxy angeklebt. Das war es dann. Und es hält! Beim Statorgrillen (Bericht: Statorburnout) blieben alle Magneten in Ihrer Position und haben den dazwischenliegenden Stator zerkleinert , ohne dass sich einer gelöst hätte.

Damit die Magnetscheiben auch halbwegs ohne Planschlag laufen, ist die Auflagefläche jeweils auf der Innenseite der Scheiben und auf der Auflageseite am Lagerflansch plangedreht. Die Fläche magnetseits „extra rau“ für bessere Verklebung.

Für die Distanz zwischen den beiden Magnetscheibe verwende ich dickwandiges Stahlrohr, jeweils genau auf Länge plangedreht. Eventuelle Nachkorrekturen in der Spaltgrösse erledige ich dann mit Tellerfedern .Die gibt es ab ca. 05 mm Dicke. Die Abstände mit jeweils 4 oder mehr Sechskantmuttern zu machen, habe ich mir abgewöhnt, weil diese Dinger nie gleich lang sind. Letztendlich entstehen dabei Ungenauigkeiten von über 0,4 mm und man ärgert sich tot über das ewige Gewabbel der Magnetscheiben. Ein Ärgernis, das zur Folge hat, dass die Spaltgrösse erweitert werden muss, damit die Magnete nicht am Stator anstreifen. Was wiederum Einfluss auf die Performance hat.




Meine Chassis haben gegenüber den Vorschlägen von Piggott eine wesentliche Änderung: der Tragebalken des Lagerflansches ist ein Vierkantrohr 50 x 50 und wird am Mastdrehrohr mittels zwei Klemmen und 4 Schrauben verschiebbar gemacht. Damit kann das Offset angepasst werden. Durch Lösen der 4 Schrauben kann die Einheit, die Stator und Lager trägt problemlos nach aussen oder innen geschoben werden. Oft kann eine Verlagerung des Offsets bei Furling-problemen helfen!

Bei obigem Chassis kann die Verstellmöglichkeit von der Hinterseite aus gesehen werden.

Hier sind 2 Flanschlager von FAG eingesetzt, in der Hoffnung, dass sie länger ihren Dienst tun als die Vorgänger. ( Fernost- qualität , nach 2 Jahren Einsatz total ausgelaufen.




Leerlaufspannungstest
Wenn die Drehzahl der Bohrmaschine unter Last den Angaben auf dem Typenschild entspricht ist es ja gut, sonst kann mit einem Fahrradtacho auch die Drehzahl ermittelt werden. Radumfang auf 1.666 stellen, die angezeigten km/h x 10 und schon hat man die Drehzahl.

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Als während des zweitätigen Sturmes der Stator durchbrannte, waren die Vibrationen so heftig, dass sich der obere Teil des Mastrohr samt Maschine verabschiedete , der Repeller nahm Bodenkontakt auf und war dann Brennholz.

Folglich musste ich auch noch drei neue Blätter anfertigen, hier ein paar Fotos.

Wenn die Blattform aufgezeichnet ist (für die verschiedenen Grössen skaliere ich einfach Piggotts Masstabelle rauf oder runter) ausschneiden mitttels Stichsäge . Dann kommt die Vorderseite dran. Am schnellsten komme ich mit einer Flex voran, die mit einer 16 Korn galvanisch gebundener Scheibe von Bosch bestückt ist. Wenn kein astfreies Holz erhältlich ist, kann schwer mit Hobel oder Zugmesser gearbeitet werden. Mit der groben Flexscheibe geht’s leicht über die Astknoten drüber. Mit der Zeit entwickelt man ein Gefühl dafür, keine Dellen zu hinterlassen.

So beginnt die Blatt - Fertigung

Vom ganzen Vorgang habe ich leider auch wenig Fotos, im Rausch der Fertigung habe ich meistens keine Zeit mehr die Kamera auch noch zu bedienen!
Die drei sind jetzt fertig zum Lackieren, vorher kriegen sie eine mehrfach – Tränkung mit
Leinöl + Terpentinverdünner mit einer Trockenzeit von 5 – 8 Tagen und dann 2 Lagen 2-Komponenten Anstrich, der für Boote unterhalb der Wasserlinie gedacht ist.

Blätter für 3 m und 2,4 m Maschine.



Fortsetzung in „Report 2“
fritzblitz
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Report 2 - 3m Windrad

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Gepostet: 16.07.2010 - 13:11 Uhr  ·  #2
Fortsetzung von Report 1

Ganz in meiner Nähe, 6 km talauswärts , waren meine Amigos von der Prähistorischen Abteilung grad auch am Reparieren. Die Stoppel auf der Antriebwelle seien eher keine Permanenmagneten,
habe ich mir sagen lassen (LOL) :-) .





Vielleicht krieg ich noch den Rappel und empfehle ihnen, das Dorf doch mit Energie vom Windrad zu versorgen. Mit ein paar Spulen, Permanentmagneten und Menelaos Berechnungen müsste es doch machbar sein!

Ich habe, wie schon bereits berichtet mehrere 2,4 Meter Maschinen nach Plänen von Hugh Piggott gebaut und am laufen, die zusammen mit ca. 800 Watt Solarzellen PV meine Energieinsel mit Strom versorgen.

Ermutigt durch das perfekte Funktionieren der 2,4 m Maschinchen, fasste ich den Mut, eine 3 m Maschine zu bauen. Dabei habe ich als Elektrotechnik – Laie bei der Spulenwicklerei eine Blödheit begangen und die Spulen zu schwach gemacht. Der Wind hat mir dann den Fehler gnadenlos aufgedeckt , indem er meinen Stator im Sturm verbrutzelte.

Hier Bilder von der letzten Phase des Neustarts:


Für den Teststand ein Knickmast.

Testlauf
Testlauf 2,4m Maschine



3 Meter Maschine auf dem Testmast.


Die letzten Muttern werden angezogen , Loctite ist nicht vergessen worden.


Der Ästhetik zuliebe ein Spinner vornedran, Meist nehme ich eine rostfreie Salatschüssel , aus einem schwedischen Möbelhaus. In diesem Fall war es eine selbstgemachte Polyesterhaube.


Steckt schon auf dem Mastlager und wartet auf das Aufstellen.


Mastscharnier mit dem „gin-pole“,




Die Kabel werden angeschlossen.

2,4 m Maschine mit überholten Lagern und neuem Stator (3 – polig)

Auf den Mast damit.






Leerlaufspannung messen: Fahrradtacho und Voltmeter

Weil das gebrannte Kind das Feuer scheut, hat es noch eine „Handbremse“ gemacht.




In der Hebelöse wird ein Seil eingehängt, das durch ein Rohr nach unten geführt wird.

Knapp unter dem Flügelende , wo die Seilabspannungen beginnen, hängt dann die Seilschlaufe aus dem Rohr heraus und kann mit einem Zugseil betätigt werden. Dies ist ein Notbehelf , sollte das Furlingsystem nicht so funktionieren wie geplant. Die Maschine ist dann mindestens für die Dauer des Sturms gestoppt und der Stator ist nicht verbraten.
(Die Hoffnung stirbt zuletzt!) Möglicherweise sind dann noch Korrekturen am Offset oder am Gewicht und der Ausladung der Windfahne hilfreich, die Vergrösserung des Magnetscheibenabstandes soll auch ein rettender Faktor sein. Sollte das Furling bei Sturm Probleme machen , werde ich wohl mit diesen Faktoren herumexperimentieren müssen.


Mein kleiner Windpark. Vorne die 3 m Maschine dahinter 3 Maschinen mit 2,4 m Durchmesser.

Derzeit kann ich ausser der Leerlaufspannung wenig über die Leistung aussagen. Ich warte noch auf ein Amperemeter.

Derzeit ist Wind ab 11 Uhr und hält sich bis ca 20 Uhr mit 2 – 8 m sec. (Thermikwinde).
Die Batterien sind immer gut geladen, was will man mehr auf der Insel?

Jetzt warte ich mal stärkere Winde ab und werde dann in jedem Fall berichten.

Grüsse aus Espana

Fritzblitz
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Re: Report 1- 3m Windrad

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Gepostet: 16.07.2010 - 14:23 Uhr  ·  #3
fritzblitz
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Re: 3m Windrad - Neubau nach Stator-Burnout

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Gepostet: 16.07.2010 - 15:46 Uhr  ·  #4
Ja, leider ! Aber diesmal musste ich die Spulen wickeln lassen, weil mir die Neidhammeln hier keinen Kupferdraht verkaufen wollten, bestenfalls wenn ich die Spulen anfertigen lasse. So musste ich mich für eine bestimmte Wicklungsanzahl entschliessen.Das war es dann. Hätte ich der Wicklerei meine Stator Giessform oder irgend eine Simulation der Spulenandordnung gegeben, hätte er sicher 5 Spulen versaut, bis er das richtige Maß gefunden hätte, um sie mir kaltlächend zu verrechnen. Das nächste Mal muss ich wohl den Draht im Shop kaufen und trotz der Versandspesen dann selber wickeln. Jetzt muss ich die Ausgangspannung nehmen , wie sie ist, der Batterie dürfte es wurscht sein!

Gruss fritzblitz
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Re: 3m Windrad - Neubau nach Stator-Burnout

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Gepostet: 16.07.2010 - 20:22 Uhr  ·  #5
Sehr schöner Beitrag Fritz :-)

Was das Fixieren der Spulen zum Verdrahten angeht habe ich noch einen Verbesserungsvorschlag der die ganze Sache mneiner Meinung nach einfacher macht...

Ich mache es nun so, dass ich die Gussform mit etwas Harz fülle (so etwa 1mm. Danach lege ich die zugeschnittene Glasfasermatte hinein. Auf dem Boden der Form habe ich die Positionennd er Spulen mit dickem Bleistift lackiert (Edding löst sich durch das harz und verschmiert, ebenso wie Kigelschreiber). nachdem ich die Matte eingeweicht habe und keine Liuft mehr unter ihr eingeschliossen ist, was quasi automatisch geht, schimmern die Makierungen wieder deutlich durch die Matte hindurch. In aller Ruhe kann ich dann die Spulen ausrichten, diue Drähte zeigen dabei nach oben. EIne runde Holzscheibe mit Loch in der Mitte wird dann auf die Spulen gelegt , die Drahtenden (die bei mir innen liegen) gehen dann durch das ,mittellloch und ich kann den Holzring mit Gewichten beschweren um die Spulen gut anzupressen. Nach 3 bis 4 STunden ist alles trocken und fest und ich kann dann in aller Ruhe verlöten ohne dass irgendwas verrutscht. Anschließend gieße ich den Rest des Harzes.

Das geht sehr einfach und erfordert keine weiteren Mittel.

Gruß
Max
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Re: 3m Windrad - Neubau nach Stator-Burnout

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Gepostet: 16.07.2010 - 23:08 Uhr  ·  #6
hi Max, das hört sich praktikabel an, jeder erfindet vor sich hin, und denkt er hat jetzt das Tollste. Dann kommt wieder einer und hat noch was besseres. Wenn das nicht Fortschritt ist! Beim nächsten Mal werde ich deine Idee Probieren. Ist wesentlich einfacher als meine Spannbridenmethode. Dass die Bleistiftmarkierung durchscheint, das muss man einfach mal ausprobiert haben. Gruss fritzblitz
Uwe Hallenga
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Re: 3m Windrad - Neubau nach Stator-Burnout

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Gepostet: 17.07.2010 - 09:20 Uhr  ·  #7
Toller Beitrag ! Danke

Uwe


PS. Es müsste doch mal ein paar Urlauber geben, die mal so das eine oder andere Kilo Draht mitnehmen können oder ? Es nimmt bei dem Gewicht ja zum Glück wenigstens nicht viel Platz weg im Gepäck. Wer kennt jemanden?
fritzblitz
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Re: 3m Windrad - Neubau nach Stator-Burnout

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Gepostet: 18.07.2010 - 09:02 Uhr  ·  #8
Hallo Uwe, das ist ja nett, das Du mir auf diese Art aus meiner "Kupferdrahtpatsche" helfen willst. Das Problem wird allerdings sein, dass sich in die Ecke hier kaum Urlauber verlieren werden. Hier ist eher ein Rückzugsgebiet für die Spanier selber, die vor den Touristen flüchten oder denen Madrid zu heiss ist. Trotzdem, danke! ich werde beim nächsten Mal früh genug was im Shop bestellen um mir manchen Ärger zu sparen. Übrigens: die Gleichrichter aus dem Shop sind super, was mir besonders gefiel war, dass die Kabel- anschlüsse zum Schrauben sind.
fritzblitz
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