Scheibengenerator Wiederaufbau

Defekter Scheibengenerator
 
STKNGO
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Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 17.06.2012 - 19:58 Uhr  ·  #1
Hallo zusammen,
seit Februar habe ich in meinem Garten eine Vertikale Windkraftanlage stehen.
Leider stellte sich heraus, dass der Generator nicht in Ordnung ist.
Den Generator habe ich geöffnet. Die Schadensstelle ist deutlich erkennbar (verschmorte
Wicklung). Dummerweise sind die Wicklungen so vergossen, dass man sie nicht freilegen kann. Ich war mit der Wicklungsscheibe bei einem Motorenwickler. Dieser machte mir keine
Hoffnung auf eine Reparatur. Das Ding muss neu. Nur wer macht so etwas?
Die WKA Firma existiert nicht mehr, Restbestände scheint es auch nicht mehr zu geben.
Ich überlege nun die Wicklungsscheibe selber neu zu wickeln.
Doch dafür brauche ich eure Hilfe.

Technischer Aufbau:
3-Phasen permanent Generator, der bei 200 Umdrehungen pro Minute 400V/2kW erzeugt.
Der Generator besteht aus zwei Metallplatten mit je 24 Magneten.
Diese Platten drehen sich über eine Scheibe mit den Wicklungen.
In der Vergussmasse zähle ich 72 Wicklungen. Höhe der Wicklungsscheibe ca.1,4cm.
Ich denke pro Phase 24Wicklungen.
Von jeder Phase gehen 2dünne Drähte weg.
Im Sternpunkt kommen 6 dünne Drähte zurück.
Warum gehen je Phase zwei Drähte ab.
Sind die vielleicht doppelt gewickelt?
Oder zwei Wicklungen parallel?
Vor dem neu Wickeln mache ich mir keine Angst, aber ich habe keine Ahnung wie lang und dick die Wicklungen werden müssen um die entsprechende Spannung zu erzeugen.
Wie sollten die Wicklungen aussehen. Was ich in der Vergussmasse erkennen kann, sind die Wicklungen ellipsenförmig gewickelt. Die Magnete sind aber trapezförmig.
Um einen rechteckigen Magneten sollte die Wicklung von oben betrachtet um den Magnet herum gewickelt werden?
Warum nicht, wieder von oben gesehen, Aussenkante Magnet nach innen gewickelt (über den Magnet)?
Ich bitte um Hilfe. Vorab schon einmal danke.

Gruß
STKNGO
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XXLRay
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 17.06.2012 - 20:05 Uhr  ·  #2
Zitat geschrieben von STKNGO
Von jeder Phase gehen 2dünne Drähte weg. Im Sternpunkt kommen 6 dünne Drähte zurück. Warum gehen je Phase zwei Drähte ab. Sind die vielleicht doppelt gewickelt? Oder zwei Wicklungen parallel?

Das ist alles möglich. Wie war die Geschichte denn vorher angeschlossen?

Zitat geschrieben von STKNGO
Wie sollten die Wicklungen aussehen. Was ich in der Vergussmasse erkennen kann, sind die Wicklungen ellipsenförmig gewickelt. Die Magnete sind aber trapezförmig. Um einen rechteckigen Magneten sollte die Wicklung von oben betrachtet um den Magnet herum gewickelt werden?

Prinzipiell fährst du mit trapezförmig ziemlich richtig. Das Loch in der Mitte der Wicklung darf auch ruhig ein wenig kleiner als die Magnete sein. Das spart Kupfer.
Menelaos
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 17.06.2012 - 23:00 Uhr  ·  #3
scheint mir so als wären sie Spulen überlappend...?

das mit den 24 Magneten kommt mir etwas spanisch vor....solltend ann bei einem dreiphasigem System 18 Spulen sein...ist das so?

Gruß
MAx
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 18.06.2012 - 17:04 Uhr  ·  #4
Hallo,
danke für eure Antworten.
Wie auf den Bildern zu sehen, sind 24 Magnete verbaut. Also müssen je Magnet alle drei Wicklungen verbaut sein?
Doch wie legen ich die Wicklungen aus (Länge und Querschnitt)?
Danke und Gruß
STKNGO
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 18.06.2012 - 17:59 Uhr  ·  #5
STKNGO
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 18.06.2012 - 18:20 Uhr  ·  #6
Hi,
vor dem Abbau habe ich die Wicklungen gemessen. L1-L2=15 Ohm, L2-L3=15 Ohm L3-L1=7,5 Ohm
Unterschiedliche Wicklungswiderstände = defekt im Generator.
Habe schon verschiedene Schaltungen aufgemahlt. Kann diese Werte rechnerisch nicht nachvollziehen:
Bei meiner Vergussmassenentfernung habe ich eine Wicklung beschädigt. Werde heute Abend versuchen die übrigen Wicklungen durchzumessen.
Werde die Ergebnisse dann mitteilen.
Normale Auslegung immer 2/3 (Wicklung zu Magneten).
Aber hier sind deutlich 72 Wicklungen vergossen.
Sie sind schräg nebeneinander gestapelt. Werde nachher noch Bilder machen.

Gruß und bis dann
STKNGO
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 18.06.2012 - 18:39 Uhr  ·  #7
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 18.06.2012 - 18:49 Uhr  ·  #8
das würde ich auch machen, das wieder so hinzubekommen wie es war ist sehr viel komplizierter, das bekommt man per Hand nur sehr schlecht wieder mit der nötigen Genauigkeit hin.

15 Ohm ist außerdem sehr viel, mich wundert es da nicht dass der Generator abgetaucht ist. Das muss man deutlich reduzieren, fragt sich nur ob dafür genug Platz vorhanden ist, ich schätze mal nicht... :-(

Gruß
MAx
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 18.06.2012 - 21:45 Uhr  ·  #9
Hallo,
würde ja einen anderen Generator nehmen, doch an diesem Generator sind die Flügelaufnahmen.
Wicklungen werde ich morgen versuchen zu messen.
Hier noch die Bilder.

Gruß
STKNGO
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 18.06.2012 - 21:51 Uhr  ·  #10
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 18.06.2012 - 21:55 Uhr  ·  #11
Welche Windanlagen ist es, bzw. welche Marke?
Und ab welcher Spannung hat sie eingespeist?

Wenn ich einige Infos habe, kann ich mal nachrechnen wie eine Ersatzwindung aussehen könnte. Dazu bräuchte ich eben den Spannungsbereich (denn der soll ja wieder ähnlich herauskommen) und Angaben zur Drehzahl ( da riecht ggf. schon der Anlgentyp, den Rest suche ich mir selbst raus). Dazu noch die Abmäße des jetzigen Stators und die Maße der Magnete und ihre Position vom Zentrum aus gemessen.

Gruß
Max
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 19.06.2012 - 07:12 Uhr  ·  #12
Hi,
werde heute Abend versuchen eine Wicklung freizulegen and dann antworten.
Die Anlage hat bei mir noch nicht gelaufen/eingespeist. Am Wechselrichter kann der cut in ab 50V eingestellt werden.
Standart war bei dieser Anlage ca. 80V cut in.
Die WKA ist von der Fa. iwind. es handelt sich um eine vertikale Anlage.

Gruß
STKNGO
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 19.06.2012 - 08:07 Uhr  ·  #13
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 19.06.2012 - 13:07 Uhr  ·  #14
Hallo Max, hallo XXLRay,
danke für eure Hilfsbereitschaft. Ich bin positiv übberrascht bzw. überwältigt wie schnell ihr mir geantwortet habt. Danke nochmal!
Meine Anlage ist von der Fa. iwind die iw202 mit 2kW (2,4kW max.).
Der Generator ist von der Fa. Cell Power Modell iWG-202
Output: 3Phasen 330VAC, RPM=200, Typ: WT10002317 (so steht es auf dem Typenschild).
Auf der iwind Seite stehen andere Werte zu dem Generator. (2kW 3Phasen 300 U/min)
Der Geneator hat einen Durchmesser von 42cm. Magnete sind innen 27,5mm, aussen 45mm,
seitlich 67,5cm, und ca. 8-10mm hoch. Magnete sitzen vom Mittelpunkt aus gesehen 136mm
bis zur Innenkante und 203mm bis zur Aussenkante Magnete entfernt.
Abstand der Magnete zu einander ca. 8mm.

Danke und Gruß
STKNGO
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 19.06.2012 - 13:21 Uhr  ·  #15
Mit diesen Werten kann ich schon einiges anfangen...!

Es wäre schön zu wissen wie groß die Schnelllaufzahl der Anlage war...denn offensichtlich war der Generator zu klein dimensioniert. Prinzipiell würde ich dir zu einem größeren Generator raten da ich befürchte dass er auch wenn du ihn neu aufbaust immer wieder durchbrennen könnte. Der Widerstand ist einfach zu groß um genug Haltemoment zu erzeugen und die Verlustleistung im Generator ist zu stark, so dass es die Spulen killt. Den Generatorhersteller habe ich auch nach länger Googeln nicht ausfindig machen können. Die Anordnung der Magnete ist ungünstig wenn man nicht mit überlappenden Spulen wickelt. Überlappend wickeln ist aber sehr umständlich. Die Spulen werden also ein sehr kleines Spulenloch bekommen müssen um den Raum möglichst effektiv zu nutzen. Ich rechne da mal einiges nach und melde mich später.

Gruß
max
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 19.06.2012 - 13:42 Uhr  ·  #16
Ok, soweit sollte das gehen...

Was in diesem Fall wichtig ist, ist der Statordurchmessser, den bräuchte ich noch. Habe ihn für meine Rechnungen nun mit etwa 40 cm Durchmesser angenommen.
Ansonsten habe ich eine Wicklungsvariante fertig. Leider feht die Angabe zu den Magneten ( Magnetisierungsgrad), ich habe mal N42 angenommen, die verwende ich selbst auch immer da sie am wirtschaftlichsten sind. Ich denke du könntest auf einen Widerstand von etwa 8 Ohm kommen...das geht grad noch so. Der Spannungsbereich müsste dann etwa so liegen wie zuvor, dennoch wirst du die Leistungskurve im Wechselrichter bearbeiten müssen. Genaue Spulenmaße und Windungszahlen gebe ich dir wenn das ganze nach Vervollständigung der nötigen Daten nochmal überarbeitet ist.

Gruß
Max
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 19.06.2012 - 20:09 Uhr  ·  #17
Hallo Max,
den Stator habe ich gemessen. Der Durchmesser beträgt in etwa 41,6cm.
Ich habe einen neuen Wechselrichter bekommen, da der alte einen 3-phasigen Kurzschluß im Eingangskreis hatte.
Somit hat der Generator auf einen Kurzschluß gespeist und könnte dadurch hoch gegangen sein.
Ich bin auf deine Auslegung der Spulen gespannt.

Gruß
STKNGO
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 19.06.2012 - 20:59 Uhr  ·  #18
SO, ich hab mal ein Excel in den Anhang geschoben, das kannst du dir mal ansehen. Die Magnetfläche habe ich einfach mal auf ein Rechteck umgerechnet damit das Programm damit arbeiten kann. Du siehst im Programm die Spulenmaße und den Draht mit WIndzungszahl den ich vorschlagen würde. Das Ganze sollte etwa 6 Ohm bekommen später und um die 420 (eher 400) Volt Leerlaufspannung bei 200 UPM erbringen. Achte nicht auf die Daten zur Anlage oben und auch nicht ganz unten auf die Wirkungsgradberechnung etc, das wird nicht hinkommen. Hier gings erstmal nur um die Bestimmung der Spulen um bei einer bestimmten Drehzahl eine bestimmte LEERlaufspannung zu erreichen. Diese wird im Betrieb noch deutlich abfallen, gerade bei höheren Leistungen so dass du bei Nennleistung wohl auf um die 350 Volt kommen wirst. Das kann ich aber mit einem anderen Programm noch nachrechnen.
Wichtig ist nun erstmal, sich das ganze im Maßstab 1:1 aufzuzeichnen und mal ein paar Testspulen zu machen um zu schauen ob du so alles unterkommst und ob die Spulen auf Höhe der Magnete auch alle nebeneinanderpassen wenn man die entsprechende Anzahl an Windungen fertigt.- es geht eben nicht ganz ohne Praxis.

Passenden Draht bekämest du im Onlineshop dieser Seite oder auch beim Ankerwickler...

Schau dir das erstmal an und stelle deine Fragen dazu, ich bin mir sicher da gibt es welche ;-)

Gruß
Max
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 19.06.2012 - 21:26 Uhr  ·  #19
Hallo Max,
danke für die Daten. Werde mich morgen an eine 1:1 Zeichnung Magente und der 18 Spulen begeben.
Werde mir Lackdraht bestellen. Beim Wickeln einer Spule (in diesem Fall 19,74m), messe ich vorher die 19,74m ab, oder zählt man die
Windungen.

Gruß
STKNGO
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Re: Scheibengenerator Wiederaufbau

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Gepostet: 19.06.2012 - 21:32 Uhr  ·  #20
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