Hallo zusammen,
Hallo Lutz,
also ich gehe mal davon aus, daß Deine Strahler in Reihe geschaltet
waren, sonst hätten Deine Meßergebnisse anders aussehen müssen.
Wenn man versucht, ohne Batterie zu laden mit ohmschen Verbrauchern,
so muß man sich entscheiden, so wie Du es auch gefragt hast (und ich
mich auch), was denn nun besser ist parallel oder seriell zuschalten.
Ich hab mal versucht, das mit Deinen Angaben zu überschlagen.
Du hast bei 600U/min ca. 24V gemessen, hier gehe ich mal davon aus,
daß Du bei 550U/min ca. 22V im Leerlauf gemessen hättest.
Unter Last hast Du bei diesen 550U/min noch 19V gemessen.
Du hast also unter Last einen Spannungsabfall von 22V -19V = 3V am
inneren Widerstand Ri des Generators gehabt.
Der Widerstand eines 50W Strahlers berechnet sich ungefähr bei 12V mit
R = U² / P = 144 / 50 = 2,88ohm. (Dieser Wert wird sich in der Praxis mit
zunehmender Spannung etwas verändern, aber für eine
Überschlagsrechnung lassen wir den Wert mal stehen.)
Bei drei seriell geschalteten Strahlern (R1,R2,R3) kommen wir auf einen
Verbraucherwiderstand von 8,64ohm.
Da die an den Widerständen abfallenden Spannungen genau dem
Verhältnis der Widerstände entspricht, können wir jetzt den Ri des
Generators ermitteln. Es verhalten sich
19V zu 3V
wie
8,64ohm zu 1,36ohm,
somit beträgt der Ri ungefähr 1,36ohm
Wie man sieht, hast Du bei Deiner Messung oben angegebene Werte
erreicht. An Hand dieser Werte kann man jetzt, da ja Ri und Ra bekannt
sind, die Rechnung so anlegen, daß jetzt wie gewünscht 12V an R1,R2,R3
abfallen. Wir brauchen also 36V für den Verbraucherwiderstand Ra.
Hier bekommt jeder Strahler 50Watt bei 12V, die Verlustleistung ist rel.
gering mit 23,8Watt. Du brauchst allerdings um die hohe Spannung zu
erzeugen hohe Drehzahl.
Hier im Vergleich die Parallelschaltung
Du brauchst hier zwar "nur" 12V an R1, R2, R3, durch den insgesamt
niedrigeren Widerstand wird aber ein Strom von 12,5 Ampere fließen
(Bei der seriellen Schaltung nur 4,17 A). Für die gleiche
Verbraucherleistung von 3 X 50W wird hier eine zu erzeugende
Gesamtleistung von 362 Watt (173,89Watt bei serieller Schaltung)
benötigt. Durch das jetzt ungünstigere Widerstandsverhältnis(Ri größer
Ra) fällt jetzt eine Leistung von 212Watt am Ri des Generators ab
(23,77W an Ri bei serieller Schaltung).
Dies war die Betrachtung der Leistungsverteilung.
Jetzt bleibt noch der Punkt der Schwergängigkeit, die Kraft also, die der
Generator durch seine Spulenmagnetisierung dem Drehmoment an der
Antriebsachse entgegen setzt.
Wir haben gerade in einem anderen Thread festgehalten, daß die
Magnetisierung von der Windungszahl N und dem fließenden Strom
bestimmt wird.
Da die Windungszahl der Spulen ja gleich bleibt, ändert sich der Strom
von 4,17A(seriell) auf 12,5A(parallel) obwohl die abgenommene
Leistung für die Verbraucher in beiden Fällen 150Watt beträgt.
Die Flügel haben also ein ungleich schwerere Belastung durchzudrehen,
bei niedrigerer Drehzahl wesentlich mehr Kraft erforderlich!
Wenn man die Formel Pmech = Pges betrachtet, wobei Pmech die Kraft
ist, die an die Achse des Generators gebracht werden muß,
so benötigt man eine Pmech für serielle Schaltung von 173,89Watt,
und eine Pmech für die parallele Schaltung von 362Watt bei niedrigerer
Drehzahl! Wohlgemerkt in beiden Fällen für eine Verbraucherleistung von
3 X 50Watt.
So, ich hoffe ich hab mich nicht verrechnet, aber die Grundtendenz
stimmt. Diese Überschlagsrechnung gilt natürlich nur für Deine
Konfiguration bzw. Deinen Generator.
Gruß
Günter
Westerwald
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