Fragen zu do it yourself Windrad.

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Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 20.12.2019 - 22:34 Uhr  ·  #1
Hallo Zusammen,

Ich bin neu hier im Forum und habe mich nun auch schon durch zahlreiche, zum Teil sehr informative Beiträge gelesen. Seit ein paar Wochen versuche ich in meiner Freizeit ein kleines Hobby-Projekt auf die Beine zu stellen und habe damit angefangen ein Vertikal-Windrad im CAD zu entwerfen und mittels 3D-Drucker zu realisieren. Jetzt bin ich aktuell an einem Punkt an dem ich hier im Forum meinen aktuellen Stand und die ein oder andere Frage loswerden möchte.

Zunächst einmal ein paar Daten zu meinem Windrad:

- Ich möchte auf einem relativ kleinen Bauraum (Mein 3D Drucker ermöglicht leider nur einen Druckraum von 20x20x20cm) ein solides Vertikalwindrad bauen. Damit meine ich, dass ich auf diesem gegebenen Bauraum alles an Leistung rausholen möchte was mir konstruktiv möglich ist.
- Es handelt sich um ein Vertikalwindrad mit zwei Rotoren und einem Stator
- Auf jeder der beiden Rotorplatten sind 12 Magnete angeordnet
- Der Stator weist 9 Spulen auf
- 3-phasen Generator
- Magnete sind N52 (HxBxT) 30x20x10mm
- Spulen (Luftspule) Kupferlackdraht: 0,7mm Durchmesser. Ca. 100 Wicklungen je Spule
- Abmessungen Spule (Innen unten 6mm, Innen oben 14mm / Außen unten 30mm, Außen oben 40mm) - Spulenhöhe ca 8,5mm
- Abstand Magnete zur Spule ca. 4,5mm

Leider bekomme ich nur eine relativ geringe Spannung heraus. An drei in Stern geschalteten Spulen (also L1) gemessen bekomme ich bei 10Hz etwa 1,2V heraus.
Im ersten Versuch habe ich einen Draht mit einem Durchmesser von 0,2mm benutzt. Hier war der Innenwiderstand der Spule so hoch, dass mein Windrad sich selbst abgebremst hat. Der Innenwiderstand lag damals bei etwa 150 Ohm wenn ich mich recht erinnere. Jetzt bei dem 0,7mm Drahtdurchmesser bei etwa 11 Ohm (glaube ich). Jetzt hab ich jedoch dementsprechend viel viel weniger Wicklungen als früher, so dass meine Spannung nicht ausreicht um bei etwa 10Hz ca. 5V zu liefern.

Ich wäre um eine persönlichen Einschätzungen und verbesserungsvorschläge sehr dankbar.
Achso, bevor ich es vergesse. Die Intention mit dem Hobby-windrad zu beginnen war mir selbst zu beweisen, dass ich es schaffen kann ein Handy damit zu laden. Also 5V mir etwa 1A.
Also wie bereits geschrieben, ich freue mich sehr über Anregungen zur Leistungssteigerung meines Systems. Ich bin leider kein Elektrotechniker, habe mich ein wenig in die Materie "reingewurschtelt" und hoffe, dass ihr mich hier im Forum bei meinem Forum mit tollen Ratschlägen bei meinem Vorhaben unterstützen könntet.

Anbei ein paar CAD Screenshots von meinem Windrad (Ich bin mir nicht sicher ob diese hier hochgeladen wurden)
Ich habe nur die relevanten Bauteile abgebildet. Anbauteile sind im Modell ausgeblendet um keine Verwirrung zu stiften:)

Vielen Dank im Voraus:)

Viele Grüße

katweasle
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Magnete und Spulen
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 21.12.2019 - 00:25 Uhr  ·  #2
Moin,

deine Magnetscheiben müssen schon aus Eisen sein, sonst klappt das nicht vernünftig. Es scheint als wären sie ebenfalls gedruckt. Mit Eisenscheiben wär die Spannung gut fünf mal höher.
Wenn du den Abstand zwischen Stator und Magneten dann noch verringerst wirds nochmalndeutlich besser - Fast ein halber cm Abstand ust auf jeden Fall deutlich zu viel.


vg
max
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 21.12.2019 - 07:16 Uhr  ·  #3
Hallo Menelaos,

danke für deinen Tipp mit den Metallscheiben. Bisher sind die Scheiben aus Kunststoff, da hast du Recht. Ich werde versuchen meine Konstruktion umzubauen und zwei Scheiben aus Metall zu integrieren. Gibt es da eine spezielle Bezeichnung von Scheiben die sich im Bereich Scheibengenerator bewährt haben? Vielleicht hast du einen ebay Link, dann schau ich mir die mal an und würde die passende Größe in mein System integrieren:)

Bei dem Spalt zwischen Magnet und Spule ist es etwas schwieriger. Mein System wird von nur einem Lager getragen, sprich ich habe aufgrund der Kugeln Spiel innerhalb des Lagers, so dass es dementsprechend leicht verkippelt. Diese Verkippelung ist am äußeren Rand der Scheiben, wo sich die Magnete befinden, relativ hoch, so dass es bei einer Rotation und einem zu gering gewählten Astand zu einer Berührung der Magnete mit der Spule kommen könnte. Schon mit dem jetzigen Abstand bin ich an der Grenze, leider. Danke für den Hinweis natürlich dennoch.

Als Lager benutze ich ein extrem leichtgängiges Keramikkugellager. Dieses ermöglicht mir eine Rotation meines Windrades bereits bei sehr geringen Windgeschwindigkeiten. Leider sind diese Lager auch mit etwas mehr "Spiel" behaftet. Ich habe mich dann für die extreme Leichtgängigkeit und gegen eine Verringerung des Spaltes entschieden.
Bei so einem kleinen Windrad (Gesamtdurchmesser ca. 18cm) bin ich mit einem normalen Stahlkugellager nicht weit gekommen. Die innere Reibung war zu groß, das Windrad war nicht Leichtgängig. Das alles jur kurz zur Info warum der Luftspalt zw. Magnet und Spule relativ groß ist.

Bei dem Draht und dem inneren Gesamtwiderstand von (3 Spulen in Sternschaltung gemessen) etwa 11Ohm siehst du kein Optimierungspotential?
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 21.12.2019 - 09:53 Uhr  ·  #4
Zitat

Gibt es da eine spezielle Bezeichnung von Scheiben die sich im Bereich Scheibengenerator bewährt haben? Vielleicht hast du einen ebay Link, dann schau ich mir die mal an und würde die passende Größe in mein System integrieren:)


Stahlronde war es. Jetzt fällt es mir wieder ein.
Gäbe es eine signifikante Verschlechterung wenn ich statt einer "normalen" Ronde eine Ronde mit hohlem Innendurchmesser nehmen würde? Sprich einen Rondenring. Außendurchmesser 18cm, Innendurchmesser ca 8cm, Dicke ca 5mm. Sollte den Magnetfluss doch eigentlich nicht beeinträchtigen nehme ich an?
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 21.12.2019 - 11:18 Uhr  ·  #5
Einen Ring zu verwenden ist okay. 5mm dicke geht auch in Ordnung,weniger sollte es aber nuxht sein da das Eisen sonst in Sättigung geht. Kein Edelstahl! Es muss magnetisch sein. Der Luftspalt zwischen den Magneten sollte nicht deutlich größer sein als die Magnetdicke. in deinem Fall also nicht deutlich mehr als einen cm, maximal 1,5. Du hast aber bereits knapp zwei cm durch den großen Abstand der Rotorscheiben zum Stator. Deine Lagerung ist blöde konstruiert, ggf.,arbeitest du das nochmal irgendwie um. Die Flussdichte im Sinne von die Anziehungskraft der Magnete nimmt mit dem Abstand der gegenüberliegenden Magnete quadratisch ab. hast du also einen Abstand von zwei cm statt nur einem, so sinkt die erzielbare Spannung um das vierfache. Vielleicht kommt dir da ja noch eine Idee...
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 22.12.2019 - 06:13 Uhr  ·  #6
Danke, dann werde ich zwei Ronden mit je 5mm Stärke in Ringform nehmen. Ggfs werde ich mir Gedanken über eine doppelt gelagerte Komstruktion machen um so die innere Verkippelung der Lager auszugleichen. Dies würde mir ermöglichen dem Abstand zwischen den Magneten zu verringern, danke hier für den Hinweis mit der quadratischen Abnahme des Magnetflusses!

Ich habe mir mal den Beitrag zum Bau deines Windrades durchgelesen. Du hast dir damals auch ein CAD Modell erstellt. Wäre es vllt möglich mir dieses als STEP Modell zur Verfügung zu stellen, bzw. Mir einen Screenshot der Schnittansicht zu machen falls du das Modell nicht hochladen magst?

Nebenbei zur Lagerung, ich habe mir damals viele Gedanken zur Lagerung gemacht und mich dann aufgrund des wenig vorhandenen Wissens für die aktuelle Ein-Lager-Variante entschieden, da ich ein wirklich sehr kompaktes System haben wollte. Ich war da scheinbar sehr optimistisch und habe geglaubt ,dass ich schon meine 5V herausbekommen würde. Im Nachhinein hätte ich vielleicht etwas mehr Zeit in die Recherche stecken sollen.

Zu spät bin ich auf dieses Forum gestoßen. Um so schöner dass es hier Hilfe in Form von Ratschlägen und grundlegenden Informationen gibt. Ich würde mich über weitere Anregungen und möglicherweise auch über Ideen und Anregung zu einer Umgestaltung meiner Konstruktion freuen. Ich möchte natürlich weiterhin gröstenteils auf meinen 3D Drucker setzen! Natürlich nur soweit es auch Sinn macht.

Viele Grüße,

Philipp
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 22.12.2019 - 09:32 Uhr  ·  #7
Ich guck nach den Feiertagen mal mdine Festplatten durch und schaue mal was ich da so an Dateien noch habe - wird aber schwer da ich momentan ohne PC bin...

Eine doppelte Lagerungvist quasi Pflicht. Es müssen ja auch später die Kräfte des Rotors aufgenommen werden
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 22.12.2019 - 15:23 Uhr  ·  #8
Zitat

Ich guck nach den Feiertagen mal mdine Festplatten durch und schaue mal was ich da so an Dateien noch habe - wird aber schwer da ich momentan ohne PC bin...


Gerne, danke. Keim stress über die Feiertage:)

Zitat

Eine doppelte Lagerungvist quasi Pflicht. Es müssen ja auch später die Kräfte des Rotors aufgenommen werden


Das beste wären natürlich Axiallager...
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 24.12.2019 - 08:43 Uhr  ·  #9
Hallo Katweasi,

Bevor Du davon ausgehst, dass Du mit einem 20cm x 20 cm Vertikalläufer die von Dir angestrebten 5 Watt ( 5V bei 1 A) erreichen kannst, müsstest Du die etwaigen mittleren Windgeschwindigkeiten bei Dir kennen!

Es ist nicht unmöglich, Deine Vorgaben (Handyladen) zu erreichen, dafür wären bei Deiner Rotorgröße allerdings sehr hohe Windgeschwindigkeiten nötig!

Ich sag Dir mal ein Beispiel: Erst bei 1 m2 Rotorfläche zum Wind ist bei einem Wirkungsgrad des Rotors von 29%
(was für gewöhnliche Vertikalläufer sehr hoch gegriffen ist)
bei einer Windgeschwindigkeit von 3 m/sec (wie in deutschen Schwachwindgebieten idealer Mittelwert) mit einer Energieausbeute von 5 W zu rechnen!

Denn Du kannst mit keinem Windrad mehr aus dem Wind holen als drin steckt. 1 m2 Fläche zum Wind hat bei 3 m/sec Windgeschwindigkeit einen theoretischen Energieinhalt von 16 Watt, die man nur anteilig abernten kann, also bei Horizontalläufern reicht da der maximal mögliche Wirkungsgrad selten über 50% während bei Vertikalläufern mit bei weitem weniger zu rechnen ist. Die bei Dir angesetzten 29% Wirkungsgrad und darüber erreichen eigentlich nur die Darrieus-Rotoren nicht aber die Vortriebs- oder Hybrid Vortrieb-Auftriebläufer wie Savonius etc.

Wenn Du 20% Wirkungsgrad mit Deinem Modell erreichst ist das ein sehr guter Wert!

Da Dein Rotor nur 0,04 m2 Fläche zum Wind aufweist kannst Du also bei so geringer Windgeschwindigkeit nur mit wenigen Milliwatt rechnen! Bei stärkerem Wind nimmt der Energieinhalt um ein Vielfaches zu, aber für Deine 5 Watt müsste es schon ganz ordentlich blasen!

Das sollte Dich nicht davon abhalten, Dein interessantes Bauobjekt zu perfektionieren, Du kannst damit vielleicht jetzt schon ganz gut Ledbeleuchtung machen oder kleine Elektronik direkt betreiben, nur eben - für das Handyladen mit 5V bei 1A bräuchtest Du tatsächlich eher Windgeschwindigkeiten von über 8 m/sec, und das auch nur nur im Idealfall falls Dein Rotor 100% optimiert wurde und auch der Wirkungsgrad von 29% nicht etwas hoch gegriffen ist.

Du willst doch nicht abwarten bis der nächste Sturm (so ab 12 m/sec Windgeschwindigkeit) Dein Handy läd?

Gruß, Carl
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 25.12.2019 - 06:58 Uhr  ·  #10
Hallo Carl,

vielen Dank für deinen Beitrag. Sehr interessante Informationen.

Ich habe prinzipiell nie vorgehabt ein Handy wirklich effektiv mit so einem kleinen Windrad laden zu können. Mir würde es schon reichen das System für seine größe möglicht effektiv zu gestalten, so dass ich tatsächlich bei kräftigeren Windstößen kurzzeitig ein Ladesymbol am Handy sehe, alles darüber hinaus ist Bonus:-)

Wichtig ist mir, dass ich es geschafft habe ein System zu entwickeln, dass funktioniert.

Ich habe in der Vergangenheit bereits ein halb so großes Windrad gebaut (ich versuche in den kommenden Tagen mal ein Video davon zur Verfügung zu stellen). Das hat alles auch ganz gut funktioniert und ich könnte damit Dioden zum Leuchten bringen. Ich habe damals einen 0,2mm Kupferlackdraht benutzt was dafür sorgte, dass der innere Widerstand derart groß war, dass das Windrad ständig abgebremt wurde, so dass ich darauf kam ein doppelt so großes zu bauen und die Magnete sowie den Drahtdurchmesser zu erhöhen. Das resultet ist das System welches ich am Anfang des Beitrags mittes Screenshots gezeigt habe.

Ich habe mir im den paar Tagen seit Beitragserstellung auch ein paar Gedanken gemacht. Ich werde versuchen auf eine doppelt gelagerte Lösung zu switchen. Auch zwei magnetische Stahlronden werde ich versucuen zu integrieren. Nach den Feiertagen werde ich mal ein paar Handskizzen posten. Würde mich dann über ein Feedback freuen:)

Bis dahin wünsche ich euch alles frohe Weihnachtstage :-)

Viele Grüße,

Philipp
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 25.12.2019 - 08:57 Uhr  ·  #11
Hallo Phillipp,

auch von mir den obligatorischen Weihnachtsgruß!

Mir gefällt Dein kleines Projekt.

Manche Neulinge im Windradbau beginnen gleich groß und die Fehler die auch dort fast immer auftreten sind schwer zu beheben!

Ein weiterer Vorteil bei der Miniaturbauweise ist der, dass man alle neuen Ideen und Einfälle ohne den sonst massiven Aufwand schneller in die Tat umsetzen kann.

Bravo! Ich freue mich auf Dein Feedback!

Carl
Che
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Lagerung

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Gepostet: 25.12.2019 - 12:59 Uhr  ·  #12
Hi Phillipp,

mal was aus der Ferne ohne CAD-Technik zu Papier gebracht. Nur prinzipiell.

 


Distanzhülsen zwischen den Lagern kannst Du bei dem kurzen Rotor vielleicht sogar weg lassen.

Eigentlich, da sich die Welle dreht, brauchten die Innenringe ne Presspassung und für die Außenringe genügt ne "saugende".
(Zuordnung, wo ist Punktlast und wo Umfangslast.)
Damit das hier nicht zu kompliziert wird, würde ich aber die Außenringe einkleben, mit Epox. Aushärten aber schon im verschraubten Zustand.
Presspassung bei den Innenringen wird ersetzt durch achsiale Verspannung.

Wahrscheinlich gelingt Dir die Verspannung von Allem durch einen Gewindebolzen, durch die hohlgebohrte Welle.

Grundsätzlich gibt es auch weichmagnetischen 3D-Druck Werkstoff. Enthält vermutlich Eisenpulver, wird aber weichem Stahl unterlegen sein. Müssten die magnetischen Rückverbindungen dicker werden.
Wenn Mangel an Daten, wird möglicherweise das Generator-Tool nicht mehr exakt funktionieren.

Dies bezüglich, und auch sonst, schau mal bei dem Kollegen rein: topic.php?p=53498#real53498

FF, Ch.
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 27.12.2019 - 06:55 Uhr  ·  #13
Hallo Carl und Che,

danke für euer Feedback:-)
Che, danke dir für deine Handskizze. Trotz der guten Beschreibung versteh ich noch nicht so recht wie du dir das vorgestellt hast.
Sollte die Achse fest sein, so würde der Stator mit den Spulen rotieren. So würde ich das zumindest der Zeichnung nach deuten. Ich hätte den Stator auf der "nicht drehenden" Achse mittels Presspassung festgesetzt und die beiden Rotoren über die die zwei Lager frei drehbar gelassen und die Rotoren miteinander verbunden. Wahrscheinlich deute ich die Zeichnung falsch :-/
Trotzdem toll dass du dir so eine Mühe machst. Vielleicht kommt mir ja noch der "Achsoooo-Moment", aktuell steh ich jedoch etwas auf dem Schlauch...Vielleicht kannst du mir da etwas auf die Sprünge helfen?

Viele Grüße,

Philipp
Che
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 28.12.2019 - 22:14 Uhr  ·  #14
Wieso ist das, was in der Mitte ist, eine Achse? Nein nein, Welle, wie bisher.
Wollte nur die stirnseitigen Anläufe der Lager richtig darstellen,
und, dass Scheiben auch gekeröpft sein können/müssen, wenn die Lagerpatrone entsprechend hoch baut.
Aber mach mal selbst weiter! Kannst das ja noch vorstellen, bevor Du baust.
Grüße
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 22.01.2020 - 14:09 Uhr  ·  #15
Ich habe nun zwei Stahlronden gekauft (Innendurchmesser 100mm, Aussendurchmesser 160mm, Stärke 5mm) und auch erste Tests mit dem bestehenden System durchgeführt. Da ich kurzfristig keine alternative Lösung drucken konnte musste ich meine bisherige Konstruktion zu den Versuchen nehmen und provisorisch die Ronde von unten an die Magnete montieren. Wie gesagt, es sollte nur ein kleiner Test sein. Jetzt meine konkrete Frage. Wie stark wirkt sich ein kleiner Spalt zwischen der Ronde und den Magneten aus? Ich habe vorher bei 10Hz etwa 0,45V gemessen (Test) und danach die Ronde angebracht (Diese hatte wie gesagt einen kleinen Spalt zum Magneten (Die Magnete waren also nicht direkt mit der Ronde verbunden). Beim Test mit der Ronde hatte ich dann bei 10Hz etwa 0,5V gemessen. Da ich eh alles umkonstruieren werde werden die Magnete natürlich dann direkt auf der Ronde sitzen, aber ich bin natürlich schon ganz scharf drauf zu wissen ob es eurer Meinung nach dann auch einen großen zuwachs der Spannung geben sollte oder ob der Anstig der Spannung eher gering sein sollte? Eine sehr eigenartige Frage die auch kaum zu beantworten ist aber vielleicht hat ja einer von euch schonmal eine ähnliche Erfahrung gemacht und kann da mit Erfahrungswerten dienen. Der Spalt zw. Ronde und Magnet beträgt etwa 1,5mm

Viele Grüße,

Philipp:)
Che
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 22.01.2020 - 17:12 Uhr  ·  #16
Mach mal Zeichnung oder zumindest Foto, damit man versteht, was Du willst.
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 22.01.2020 - 19:42 Uhr  ·  #17
 


Vorher: Keine Ronde. Bei 10Hz etwa 0,45V

Aktuell: Mit Ronde und ca. 1,5mm Luftspalt zw. Ronde umd Magnet. Resultat: Bei 10Hz etwa 0,5V !

In Zukunft: Kein Luftspalt, also Magnet hat direkten Kontakt mit der Stahlronde. Etwa zu erwartender Zuwachs der Spannung bei 10Hz?
Che
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 23.01.2020 - 20:58 Uhr  ·  #18
Das bischen Plastik 1,5 (2x) addiert sich zum Gesamtluftspalt, der nicht nur aus Luft besteht, sondern auch aus Vergussharz, evtl mit nichhtmagnetischen Füllstoffen. Da "Lusftspalt" schon recht groß ist die Verbesserung bei Wegfall von "dem bischen Plastik" weltbewegend nicht.

Kannst Du serlber mal durchspielen mit dem entsprechenden Tool im Anhang. Stammt ursprünglich von Daniel Reyes. Habe ich umgearbeitet für VAWT und die zulässige Stromdichte eingearbeitet. Dennoch einige Ungereimtheiten von Haus aus drin.

Was mir viel mehr Sorgen bei Deiner Skizze macht, ist der Spalt zwischen Magnet und Spule. Gewiss nur ne Skizze, aber man hält sich intuitiv an die wahren Verhältnisse.
Der gesamte Luftspalt soll nicht größer sein, als 2x Magnethöhe.

Bei 10 Hz elektrisch hast Du nach meiner Rechnung bei der 12-Pol Maschine 50 u/min gehabt. Da also 0,5V. Pro Spule wäre gut!
bei 250 u/min sind es nämlich erst 2,5V (eigentlich Ladebeginn!) und
bei 1250 endlich...............................12,5V. Mal davon abgesehen, dass das AC ist, wesentlich mehr an Drehzahl solltest es nie werden!

200mm Rotor-D angenommen. Aber setz mal Deine eigenen Zahlen ein!
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 02.02.2020 - 15:30 Uhr  ·  #19
Hallo zusammen,

danke Che zunächst für das Feedback und für die angehangene Excel.
Ich habe in den letzten Tagen mal ein bisschen gekritzelt und ein Konzept für ein Zweilageriges Windrad zu Papier gebracht. Würde mich über euer Feedback und Verbesserungsvorschläge freuen:)

Bitte beachtet bei eurer Kritik, dass hier nichts ins feinste Detail auskonstruiert wurde, dies geschieht erst im CAD. Alle Abstände sind hier nur Schematisch dargestellt und werden schlussendlich maximal möglichst optimiert.

Ich hoffe durch meine 2-Lager Lösung so wenig wie möglich Verkippelung durch das Lagerspiel im System zu haben um so alle Abstände und Luftspalte minimieren zu können.
Bei der Schnittansicht habe ich mich bewusst für den Schnitt durch alle Bauteile entschieden. Mir ist bewusst dass mindestens zwei Schnitte nötig wären um das System komplett zu beschreiben, aber da feht mir jetzt auch echt die Lust, ich hoffe ihr könnt euch denken, dass die Rotoren jeweils 12 Aussparungen für die Magnete haben damit diese nicht auf der Ronde hin und her rutschen wenn sich das Windrad dreht;)

Hier noch eine Stückliste:

1: Welle
2: Rotor oben
3: Rotor unten
4: Lager oben (Presssitz zur Welle und zum Rotor oben)
5: Lager unten (Presssitz zur Welle und Spielpassung zum Rotor unten)
6: Stahlronde oben
7: Stahlronde unten
8: Magnet oben (12 Stk. auf 360 Grad)
9: Magnet unten (12 Stk. auf 360 Grad)
10: Stator
11: Spule (9 Stk. auf 360 Grad)
12: Mutter
13: Mutter
14: Mutter
15: Standfuß
16: Schraube
17: Windrad Helix (Segel) angedeutet (Wind mit Rotor oben verschraubt)
18: Bolzen mit Innengewinde oben und unten (9 Stk. auf 360 Grad)
19: Schraube oben (9 Stk. auf 360 Grad)
20: Schraube unten (9 Stk. auf 360 Grad)

Viele Grüße

Philipp

 
Che
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Re: Fragen zu do it yourself Windrad.

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Gepostet: 03.02.2020 - 15:11 Uhr  ·  #20
Hast Du Dich also versucht an der Bauart mit innen befestigter Spulen-Scheibe an Zentralachse, ohne zu den wirklichen Herausforderungen durchgedrungen zu sein.

Aber zunächst einmal:
Habe mir erlaubt, zur Veranschaulichung in Deiner Skizze herum zu zeichnen.

 

1. Das obere Lager so ein zu bauen, wäre Pfusch. Sicher der Tatsache geschuldet, dass nicht dünn mit Bleistift vorgezeichnet worden ist. Hab das dennoch mal schematisch geändert.

2. Rotor-BG war bisher nicht gesichert gegen Bestreben, nach oben ab zu hauen. Geändert Nähe (5) Damit entfällt die Notwendigkeit der Wellensicherungs-Ringe.
Auch ist hier Umfangslast auf dem Außenring. Daher beim Loslager (unten) Innenring verschiebbar machen! 0,5 mm genügen. S. auch Anhang: Bild 1 aus folgendem Link.
Außenringe feste Passung, oder einkleben!

3. Und nun kommts:
Du musst Deine 3 Spulenadern radial durch die Welle bringen und zentral nach Unten abführen.
Damit ist schon mal die Zentralschraube unten vom Tisch.
Es müsste seitlich verdrehgesichert geklemmt werden. Auch die Spule braucht Verdrehsicherung. Einfach gut fest schrauben ist nicht. Platik fließt zudem unter Last.

Die Industrie löst das z.B. so:

 
 

Zur Drehmomentübertragung eine sog. Passfeder. Wenn Spulennabe allerdings einfach aus Plastik, kann es dann so aus sehen, trotz etwas eingearbeiteten Glasfaserschnitzeln :
 

Vorher allerdings Harz durch Überhitzung der Spulen erweicht.

Bessere Bauarten haben im Spulenzentrum eine metallische Nabe.

So eine Achse ist zwingend ein CNC-Teil und unter 100 EUR nicht zu haben. Auch ist das Einfädeln der 3 Adern durch den Seitenkanal keine Freude.
Ich empfehle Dir daher, bei der zuvor angedachten Bauart mit äußerer Halterung der Spulenscheibe und Zentralwelle zu bleiben.
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