Die Spule. Wicklung und Drahtgröße

 
Sanji2k
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Die Spule. Wicklung und Drahtgröße

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Gepostet: 24.03.2015 - 22:18 Uhr  ·  #1
Hallo Windgemeinde,

für eine neue Ausführung meines bisherigen Generators muss ich auch neue Spulen wickeln. Da ich den Geni laut einer Anleitung gebaut habe, gibt es hier zwei Ausführungen und zwar 110 Wicklungen mit 0,53mm für 30 Watt oder 80 Windungen mit 0,6mm für 55W.

Ich hatte mich für die erstere Variante entschieden, weil hier laut Anleitung der Ladebeginn recht früh einsetzen sollte. Ich würde ganz gerne wissen, wie sich die Anzahl der Wicklungen und die Drahtdicke im Zusammenhang mit der Drehzahl, Volt und Ampere steht.

Ich hoffe mir kann das hier einer konkret an einem kleinen Beispiel erklären um es ein bisschen plastisch darzustellen.

Wäre echt cool. :)
Christoph
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Re: Die Spule. Wicklung und Drahtgröße

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Gepostet: 25.03.2015 - 08:55 Uhr  ·  #2
Guten Morgen.

Ich habe selbst gerade einen kleinen Generator gewickelt. Die Beobachtungen waren wie folgt:
- mehr Wicklungen sorgen für mehr Spannung
- längerer Draht sorgt für größeren Widerstand
- größerer Querschnitt sorgt für geringeren Widerstand
Die Ampere ergeben sich aus Spannung und Widerstand (Generator + Verbraucher). Für eine hohe Effizienz des Generators solltest du seinen Innenwiderstand also möglichst gering halten.
Wie sich das mit der Spannung zu Drehzahl verhält, kannst du in den Specs von käuflichen Generatoren nachlesen. Die haben meist ne schöne Grafik.

Gruß
Christoph
FamZim
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Re: Die Spule. Wicklung und Drahtgröße

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Gepostet: 25.03.2015 - 10:28 Uhr  ·  #3
Moin

Die Spannung die generiert wird ist Synkron mit der Windungszahl, also zum Beispiel bei gleicher Drehzahl bringen 110 Windungen 110 V, und 80 Windungen 80 V.
Der Strom in den Windungen der 110 N Spule mit 0,53 mm Draht der 0,22mm² Querschnitt hat soll auch geringer sein , als bei 80 N und 0,282 mm² vom 0,6 mm Draht.
Der Gesammtquerschnitt ist mit 24,2 mm² für die 110 N Spule aber grösser als mit 22,6 mm² beim 0,6 mm Draht.
So ist die Wicklung mit 110 Windungen auch belastbarer !!! Die Angabe nur 30 W gegen 55 W hat mein volles Mißverständniß !
Der Spannungsverlust der Wicklung sollte auch Prozentual von der Lehrlaufspannung abgerechnet werden um Vergleichen zu können.
Ein kleines Rechenbeispiel :
Lehrlaufspannung 100 V und CU Widerstand 10 Ohm, der strom soll 1 A sein.
Spannungsferlust ist dann 10 V mal 1 A gleich 10 W !!
Ander Wicklung für 50 V mit dickem Draht -
Diese bringt 50 V und hat nur 2,5 Ohm (halbe Drahtlänge und doppelt so viel Querschnitt) .
Gleiche Leistung dann bei 2 A , macht 5 V Spannungsabfall mal 2 A sind dann auch 10 W Verlust.
Das mit NUR ein viertel Widerstand, ist also ein Trugschluß, wird aber immer wieder aus Unkentnis der Physik so angegeben.
Bei einem Verbrauch über einen Gleichrichter gehen dann noch ~ 1,5 V für die Dioden drauf und da ist es , gerade bei niedrigen Spannungen, ungüstiger wenn das abgerechnet wird.
Ein Windrad welches sich langsamer dreht, ist nicht unbedingt abgewürgt, sondern läuft mit grösserem Anströmwinkel und höherem Drehmoment.
Die Aerodynamik läst da einen sehr grossen Spielraum zu, zwischen hoher Drehzahl mit geringem Anströmwinkel und geringer Drehzahl mit grossem Anstellwinkel.
Das wird genutzt um das Windrad der Generatordrehzahl etwas an zu passen.

Gruß Aloys.
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Re: Die Spule. Wicklung und Drahtgröße

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Gepostet: 25.03.2015 - 17:43 Uhr  ·  #4
jaein ... also was die Drehzahl und deren Abhängigkeit zum Wind angeht kann ich das bei meiner Anlage nicht bestätigen. Der ideale Arbeitsbereich im Verhältnis von Windgeschwindigkeit und Drehzahl ist recht schmalbandig, darunter und darüber bricht die Leistung rapide ein (und der Lärmpegel steigt an).

Die Anlage produziert dann zwar auch "Strom", aber bei weitem nicht so effektiv. 10% Abweichung bringen schnell mal 30-50% Minderertrag.

Vom Grundgedanken her würde ich persönlich bei der Bemessung des Generators eher zu höherer Spannung tendieren. Von hoch zu nieder ist einfacher realisierbar als umgekehrt und auch die Verluste durch Gleichrichtung und Widerstand auf der Leitung sind geringer weil geringere Ströme.
Sanji2k
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Re: Die Spule. Wicklung und Drahtgröße

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Gepostet: 25.03.2015 - 21:26 Uhr  ·  #5
Ahh okaay.

Vielen Dank für die detalierten Antworten.

Ich muss nur nochmal fragen ob ich das richtig verstanden haben. Also ich fasse nochmal zusammen: 110 Windungen können demnach maximal 110 Volt erreichen. 80 Windungen hingegen maximal 80V. Der Querschnitt pro Windung ist bei der Spule mit 0,53mm um jeweils 0,07mm kleiner als bei der 0,6mm Spule. Mit 110 Windungen jedoch ist der Gesamtquerschnitt größer als bei der 80ger Windung. Der Querschnitt ist also verantwortlich für den vorhandenen Innenwiederstand der Spule. Und je höher der Innenwiederstand ist, desto schwerer läuft der Generator an, aber umso höher fällt die Spannung aus.

So richtig?
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