Scheibengenerator mit ca. 150Watt

 
tredecim
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Scheibengenerator mit ca. 150Watt

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Gepostet: 25.04.2011 - 21:57 Uhr  ·  #1
Hallo allerseits,

nach nun 2 etwas misslungenen Versuchen, einen Scheibengenerator zu bauen, möchte ich es nun nochmal wissen.

Wichtig dabei ist mir, möglichst günstig zu bauen. Daher habe ich mich nun bemüht ein Preis-Leistung-Optimum zu finden.

Geplant ist letztendlich ein Rohrflügler mit ca. 120cm Durchmesser und SLZ 4,5.

Als Magnete sollen (insbesondere aufgrund des attraktiven Preises) Scheibenmagnete der Größe 20x5mm dienen. (N45)

Die Statorhöhe ist mit 6mm angesetzt. Dieser soll wie üblich aus Epoxidharz gegossen werden.

3 Phasen, 9 Spulen, 12 Magnetpaare.

Die Rotorscheiben werde ich lasern lassen. In die vordere Scheibe wird gleich die Nabe "integriert" sein, um die Flügel anzuschrauben.

Gelagert wird der Generator durch 2 UCF 204 Lager. Ein 20mm Rundstahl wird als Welle dienen.


Soweit der Plan für den Generator bis jetzt. Die restliche Technik ist noch in Planung.

Meine Frage an die Profis: Gibt es irgendwelche Dinge, die ich nicht berücksichtigt habe, oder die gänzlich schwachsinnig sind? Irgendwelche Tipps, Änderungsempfehlungen oder ähnliches? Ich wäre für alles dankbar. Diesmal soll es auf jeden Fall mal klappen!

Anbei ist die Berechnung im Scheibengenerator-Tool (Einfach der Hammer das Teil! Großes Lob mal an dieser Stelle!)
Als Magnete habe ich 18x18mm große angegeben. Das entspricht etwa der Fläche der 20mm Scheibenmagnete.

Besten Gruß

Michi
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Re: Scheibengenerator mit ca. 150Watt

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Gepostet: 26.04.2011 - 13:29 Uhr  ·  #2
Moin Michi,

Ich hatte dieses Jahr auch angefangen ein ähnliches Windrad zu bauen, bald kommmt es sogar schon auf den Dach.
Ich sehe als Anfänger keinen großen Fehler, bin mir aber nicht sicher wie das mit den runden Magneten war: runde Magneten -> rechteckige Spulen oder so?

Aus Erfahrung kann ich nur sagen, dass das coole Tool Dir das theoretische optimum angibt. Je präziser du arbeitest, desto näher kommst du an die Werte. :-)

Einen 6mm dicken Stator zu bauen wird nicht einfach, aber wohl möglich.
"Schichtdicke Laminat über den Spulen" -> 0, scheint mir nicht realistisch, wenn du den Stator mit Epoxyd und Glasgewebe gießen willst. Damit müssten die Spulen ca 4-5 mm hoch sein.

Viel Erfolg und Gruß

Andreas

Achja, hier mein Projekt: Forum/cf3/topic.php?t=3105
tredecim
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Re: Scheibengenerator mit ca. 150Watt

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Gepostet: 26.04.2011 - 18:36 Uhr  ·  #3
Danke für die Antwort.

Bei Schichtdicke über Laminat war ich mir nicht sicher. Ich habe eine berechnete Spulenhöhe von 5,92mm. Ich hätte eigentlich gedacht, dass ich mit genügend Druck nach dem Gießen des Stators alles zusammen auf 6mm pressen könnte. Oder ist das eher unrealistisch???

Ebenso ist mir noch aufgefallen, dass ich den spezifischen Widerstand des Drahtes nicht entsprechend einem 0,9mm Kupferdraht geändert habe. Dieser liegt da nämlich weit über dem jetzigen Wert, wenn ich das alles richtig verstanden habe... Also rechnerisch auch nochmal gut 25Watt weniger Leistung. hmmm...

Gibts denn sonst noch irgendwelche Anmerkungen?
Menelaos
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Re: Scheibengenerator mit ca. 150Watt

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Gepostet: 26.04.2011 - 22:38 Uhr  ·  #4
Moin Michi,

Sieht soweit alles ganz gut aus. Da du mit 0,9mm Draht arbeitest, kannst du in der Tat davon ausgehen, dass die Spulen noch etwas kompressibel sind, bedenke aber dass du einen Draht noch immer über dei SPule führen musst, das trägt dann nochmaöl etwas auf....

Ich denke auch, dass du mit ganz ganz dünner Matte arbeiten kannst. 80g/qm sind genug, auf so einen kleinen Stator kommen auch keine großen Belastungen. In der Praxis wird aber 1mm Luftspalt sehr knapp werden. rechne lieber mit 2mm und freu dich dannw enn ed doch weniger wird!

Nochwas zu den beiden UCF lagern: Ich habe das anfangs auch damit gemacht. Problematisch wird es dann aber, die beiden Rotorscheiben gegeneinander auszurichten wenn man es so machen will, dass jede Scheibe ein Lager angeschraubt bekommt. Immer verkantet man etwas, egal wie genau man arbeitet. Letztlich einern die Scheiben dann ein wenig...oder auch ein wenig mehr.

Da ist dann 1mm Spalt auf jeden Fall zu wenig Reserve. Wenn du es mit 2 Lagern amchen willst, dann am besten so (aber vielleicht meinst du es ja auch so), das du sie am Statorhalter evrschraubst, eines vorne, eines hinten. Dann kommt die Welle durch so dass diese sich frei dreht und an diese Welle kannst du mittels eines Spannsatzes (siehe Link unten) eine der Rotorscheiben befestigen. Die andere Rotorscheibe wird dann nur mit der ersten Scheibe verbunden, beispielsweise über diestanzhülsen oder Distanzscheiben. Somit laufen die Rotorscheiben schonmal immer synchron wenn sie gerade sind, das hast du bei der anderen Variante nicht. Für ein WIndrad mit so kleinem Durchmesser brauchst du auch keinen extra Flansch für den Spannsatz bzw. die Schraumpfscheibe fertigen, das wird auch so halten...das ist jedenfalls miene empfhelung.

http://www.mercateo.com/p/183-…_14mm.html


Gruß
Max
tredecim
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Re: Scheibengenerator mit ca. 150Watt

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Gepostet: 28.04.2011 - 13:45 Uhr  ·  #5
Vielen Dank für die Antwort!

Die erfahrung mit den Lagern die du erwähnt hast habe ich damals auch schon machen müssen. Ich wollte 2 Bremsscheiben zu einem Scheibengenerator umbauen. Bei den letzten Schritten kam dann aber dieses Problem dazu. Da ich aber auch konstruktive Fehler gemacht hatte, habe ich das Projekt ganz aufgegeben. (Hatte mitunter mit dem Unterschätzen der magnetischen Anziehungskräfte zu tun.)

Dein Vorschlag klingt nicht schlecht, allerdings hätte ich da noch eine andere Idee, die auch auch schon relativ erfolgreich getestet habe:

Auf die Achse kommen als erstes BEIDE Lager drauf. Boden an Boden! Durch die Löcher kommen dann die 4 M10 Gewindestangen, auf denen dann die Bremsscheiben oder Rotoren befestigt werden können.

Ich hab das jetzt mal mit einer 25er Welle, 2 UCF 205 Lagern und einer Bremsscheibe getestet. Wichtig ist, dass man nur ein Lager an der Welle befestigt, da die UCFs ja leider immer etwas zum Klemmen tendieren. Aber so hat das relativ souverän funktioniert. Ist dann quasi das Äquivalent zu dem Stummellager hier aus dem Shop (das mir leider doch etwas zu teuer ist...)

Ist das verständlich beschrieben? Habe leider kein Bild davon gemacht...

Das hätte dann den Vorteil, dass man die beiden Rotorscheiben durch die Gewindestangen stufenlos gegeneinander ausrichten könnte, bis alles exakt passt.

Gruß

Michi
Menelaos
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Re: Scheibengenerator mit ca. 150Watt

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Gepostet: 28.04.2011 - 14:48 Uhr  ·  #6
Moin Michi,

ich verstehe was du meinst aber dennoch glaube ich och nicht ganz daran dass das das Problem komplett löst. Die beiden Lager müssen wirklich gaaaanz genau aufeinander sitzen und du hast zwischend den Befestigungsbolzen und den Bohrungen in den Lagern immer etwas Luft so dass sich das ganze immer etwas verschieben KANN (nicht muss). Das Problem ist, dass die Lagewr sich in den Lagerschalen hin und her bewegen (wippen) können. Genau das ist es was hier die Probleme macht...aber vielleicht klappt ja auch alles so wie du dir das vorstellst- Verscuh macht kluch :-)

Wenn du kein STummellager kaufen willst, ist die Variante mit dem Spannsatz aber auf jeden Fall das sauberste, zudem hat man gleich eine zentrierte drehende Welle und kann die Nabe einfach aufflanschen oder uch leicht einen NAtrieb für die Tests des Generators befestigen ohne dass alles ruckelt und vibriert.

Berichte mal wieter über deine Fortschritte :-)

Gruß
Max
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Re: Scheibengenerator mit ca. 150Watt

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Gepostet: 28.04.2011 - 15:17 Uhr  ·  #7
Moin,

Ich wollte noch erwähnen, dass die Rohrflügel bei mir weniger als 25% Repellerwirkungsgrad (du hast 30% angegeben) wohl haben.

Gruß

Andreas
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Re: Scheibengenerator mit ca. 150Watt

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Gepostet: 28.04.2011 - 22:49 Uhr  ·  #8
Stimmt, das mit dem Wirkungsgrad habe ich noch nicht vollständig berücksichtigt. War mir da auch nicht so sicher und habe einfach mal 30% angegeben.

Ich bin zurzeit aber dennoch am überlegen, vielleicht gleich eine Stude weiter zu gehen und doch auf 40x20x10mm Magnete zurückzugreifen. Ich meine, der Arbeitsaufwand ändert sich kaum. Die Kosten steigen natürlich deutlich. Der Ertrag aber natürlich auch. Kalkuliert habe ich das ganze auch grob. Sollte eigentlich sinnvoller sein, gleich größer zu bauen.

Dennoch sind die bisherigen Themen ja 1:1 übertragbar. Ich werden dann nochmal die neue Kalkulation hochladen. Wenns dann an die Tat geht, werde ich das so gut ich kann ein bisschen dokumentieren.


Mal ein anderes Thema:

Wieso zur Hölle passen 20mm dicke Rundstähle nicht in die UCF 204 Lager? Sie sind einfach zu dick, obwohl die UCFs für einen Wellchendurchmesser für 20mm gemacht sind. Bisher musste ich die Wellen immer dünner schleifen und das führt zu Unregelmäßigkeiten (hab leider keine Drehbank).
Der Grund ist prinzipiell klar: Die Wellenaufnahme der Lager ist einfach zu klein... aber WARUM ist sie dann mit 20mm angegeben? Und welchen Durchmesser hat sie wirklich? Hab leider nur eine halb verrostete Schieblehre aus Großvaters Zeiten. Die ist entsprechend ungenau und wenig zu gebrauchen.
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Re: Scheibengenerator mit ca. 150Watt

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Gepostet: 29.04.2011 - 00:31 Uhr  ·  #9
Menelaos
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Re: Scheibengenerator mit ca. 150Watt

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Gepostet: 29.04.2011 - 02:37 Uhr  ·  #10
Also deine Welle sollte auf jeden Fall gedreht sein, sonst kannst diu das mit den beiden gegeneinandergespannten Lagern ohnehin vergessen. Zum einen hat so eine nicht gedrehte Welle immer einen kleinen Knick und das führt dann letztlich zu Vibrationen oder aber auch"Kneifkräften" bzw. Spannungen in den Lagern und das ist nicht gut.

Das mit dem Abkühlen der Welle mag klappen, ist aber nicht im Sinne des Erfinders. Besser ist es wirklich jemanden zu finden der eine kleine Drehbank hat und das eben abdreen kann.

Gruß
Max
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Re: Scheibengenerator mit ca. 150Watt

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Gepostet: 29.04.2011 - 19:51 Uhr  ·  #11
hmmm.. ok

Problematisch würde es dann wohl auch spätestens, wenn man die Lager wieder lösen will. Denn wenn sie einmal fest auf der Welle verklemmt sind, ist das Abkühlen und Erhitzen der einzelnen Teile wohl nicht mehr so einfach.

Aber dann werd ich mal sehn, wie ich da an so eine passende Welle komm oder mir sie drehen lasse. Hatte da ja zu einem anderen Thema schon Angebote von anderen Forenmitgliedern. :)


Anbei ist mal mein neuer Entwurf für den generator. Soll nun maximal etwas über 400 Watt bringen und mit einem 1,7m Rohrflügler laufen.

Hierzu eine kleine Frage:

Ist es problematisch, wenn die Rotorleistungs- und Generatorkennlinie so nah beieinander liegen? Grade im Hinblick auf Stall? Oder verwechsel ich da jetzt was?

Das Stall an sich habe ich shcon verstanden, nur fehlt mir da jetzt etwas der Bezug auf die Kennlinien im Generator-Berechnungs-Tool.

Gruß

Michi
XXLRay
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Re: Scheibengenerator mit ca. 150Watt

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Gepostet: 29.04.2011 - 20:07 Uhr  ·  #12
tredecim
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Re: Scheibengenerator mit ca. 150Watt

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Gepostet: 29.04.2011 - 20:50 Uhr  ·  #13
Hatte ich vor einiger Zeit schonmal. Aber irgendwie nicht mehr daran gedacht.

Danke für den Hinweis!
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