3 Phasen Scheibengenerator für Savonius

Der Ladebeginn von 3 m/sec wäre für ein typisches Schwachwindgebiet schon die durchschnittlich haeufigste Windgeschwindigkeit.

Bei welcher Windgeschwindigkeit läuft der Savonius denn an? Wenn es ein eisenloser Scheibengenerator ist müsste er um die 1 m/sec schon anlaufen,

Was den Rotor betrifft:

Man sieht auf dem Foto eine mittig durch den Rotor nach unten gehende Achse. Meine Frage hierzu: Wird diese Achse auch oben genutzt um den Savonius gegenzulagern? Wenn ja gut. Wenn nicht, sehr schlecht!

Lastwechsel und Winddruck üben im letzteren Fall durch die relativ große Länge des dann oben frei laufenden Rotors starke periodische Hebelkräfte aufgrund des Winddruckes und der Lastwechsel nach unten aus, was sich bei Sturm stark aufschaukeln kann. Die Achse verbiegt und/oder unregelmässige Abstände im Scheibengenerator können dann für Ärger sorgen!.

Eine zweifach Lagerung - also oben und unten ist weitgehend sicher.

"Der Ladebeginn von 3 m/sec wäre für ein typisches Schwachwindgebiet schon die durchschnittlich haeufigste Windgeschwindigkeit." Aber vom Jahresenergieinhalt (Häufigkeit beachtet!) nur der Anfang von dem, was sich lohnt.
Immer wieder Abb. 21 in http://www.geopolos.de/Entwick…c528057652

Bleib mal bei 3 m/s Einspeise-Beginn, sonst wird es mit den Windungen zu viel, Drahtstärke zu dünn.
Bei Deinem kleinen Windrad Letzteres nicht direkt relevant, aber im Sturm brauchst Du Reserven, deutliche.
Auch kann man den Generator später noch für was anderes benutzen.

Könntest bei Windungszahl vielleicht bis 10% zugeben. Hast Du aber schon mehr als reichlich, da bei TSR 0,8 eingegeben. Ist eigentlich 1, siehe Abb. 6 in http://www.geopolos.de/Quellen/Widerstandsl%C3%A4ufer.pdf
Ohne Last gehts sogar in Richtung 2. Auftriebsanteile eben.
Bitte auch Text unter Bild bezüglich Drehmoment beachten!

"dachte ich, dass ich im Tool entweder 24 Magnete á 10mm angebe, oder 48 Magnete á 5mm..." Man kann immer richtig oder falsch denken. Nun denke mal richtig!

"Wo stelle ich den Wirkungsgrad im Tool ein?" Feld D 74.

Das mit der Lagerung muss ich mir erst mal durch lesen.

Hallo, danke für die Rückmeldung!

Ok, ich habe nun weitere Werte angepasst.
Den Wirkungsgrad des Rotors habe ich auf 24% runter korrigiert und den TSR auf 1 angehoben.

Genau, das Kegelrollenlager ist nicht permanent geschmiert und würde ich ölen. Die anderen Lager werden mit Abdeckungen versehen und vor Einflüssen geschützt. Vielen Dank für den Input bei der Lagerung / Zentrierung!


Habe ich probiert, verstehe aber nicht die Berechnung der magnetischen Flussdichte (original aus excel-Tool) :

Dadurch verstehe ich immer noch nicht, ob ich nun mit 24 oder 48 Magneten im Tool arbeiten sollte, bei einer Dicke von 10 oder 5mm... Das hat ja eine große Auswirkung auf die Berechnung. Für die weitere Berechnung habe ich jetzt erstmal 24 Magnete mit 5mm dicke eingetragen. Aktuell würde ich mit 87 Wicklungen für meine Zwecke gut hinkommen.

Erweiterte Idee zum folgenden Thema:

Mal angenommen ich bleibe mit meinen 3 Phasen und 18 Spulen bei 100 Wicklungen. Dann werde ich offensichtlich bei hohen Windstärken Probleme bekommen: Hohe Verluste in den Spulen und Wärmeentwicklung.
Mein kleines Projekt sollte erstmal einfach bleiben. Ich habe mir aber (eigentlich für die zukünftigen Stator-Auslegungen) überlegt, die Spulenanordnungen "im Betrieb" ändern zu können. Beispielsweise würde ich pro Phase die 6 Spulen (von einer Reihenschaltung) in 2 Stränge á 3 Spulen umschalten (also von normalen 3Phasen 6S zu 3 Phasen 3S2P, wobei S=seriell, P=parallel). Oder 3 Stränge á 2 Spulen. Dadurch halbiert / drittelt sich die Spannung natürlich, wobei der Leitungswiderstand entsprechend sinkt. Hat jemand so etwas hier im Forum bereits unternommen? Patente gibt es ja bereits mehrere dazu...

Danke!

Edit: Wie kann das Excel-Tool eigentlich die Leistung des Rotors berechnen, wenn ich nicht die Höhe des Savonius angeben kann?

Meiner Meinung nach kann man bei so einem Savonius auch mit einer Phase bauen und so den Aufwand geringer halten.

@ wkfox: Lagerungen
Mal nicht vor lauter Lagerverlusten auch noch das letzte Watt in Wärme umwandeln!

Zuvor mal noch:
Aerodynamisch besser ist, wenn im zentralen Luftdurchlass kar kein Fremdkörper wäre. Da aber technik immer kompromissbehaftet, dann wenigstens das Maß, was die Achse versperrt, an Durchlass (Überlapp) zugeben.

Gänzlich ohne Störung im Inneren ist ne Konstruktion mit äußerem C-Bügel und oben nur kurzem Achsstummel für das Lager.

Dann kannst Du auch mit einem Laufstummel aus dem Hängerbau arbeiten, wie sie sich bei Scheibengeneratoren allgemein bewährt haben, s. Anhang, am Ende sogar mit Preisen. Gibt aber auch andere.
Dabei ist das beste Lager eigentlich das in der Mitte - ein doppelreihiges Schrägkugellager. Hält die meiste Axialkraft aus.
Geht in dieser Ausführung nur nicht, wegen starker Rundung dort, wo ansich eine scheibe und Mutter M10 zu sitzen kommt.
Üblicherweise werden Gewindestangen M10 befestigt, mit 2x Scheibe und Mutter.
Gewindestangen M12x1,5 (bereits Feingewinde) wirst Du nicht bekommen. Aber vielleicht lässt Du Dir bezüglich Hardyscheibe (komme noch dazu) was einfallen, was mit original Radbolzen funktioniert. Dann bestes Lager.

Aber auch normale Rillenkugellager vertragen axiale Kräfte, nur nicht so viel bzw. nicht so lange. Was Du da hast, sind aber keine nennenswerten.

Zitat "ganz unten ist ein Kegelkugellager", Kegelwälzlager wolltest Du schreiben, ja wenn Du es hast. Ansonsten sind die für Deine Zwecke überzogen.

Dann eben, damit nicht zu viel Lagerverluste (jedes hat Fettreibung, bei Kälte sogar bisweilen merklich):

Im C-Bügel oben ein winkelbewegliches Flanschlager (gibt auch andere) , Gehäuse dreht sich mit, Achszapfen an C-Bügel.

Unten dann genanntes Generator-Lager.
Als Verbindung zum Rotor würde ich eine modifizierte Hardyscheibe nehmen (Winkelbeweglichkeit).
Da nur ganz wenig winkelbeweglich sein muss, würde ich die als Flachring gestalten, aus CFK, GFK, Stahlblech, Al-Blech, 2 mm dick. Dabei GFK und Al keine wirkliche Dauerfestigkeit, auch im elastischen Bereich.

Wenn Du toleranzarm gearbeitet hast, könnte Deine unter Al-Cobond-Platte u.U. durch ihre Eigenelastizität die Hardyscheibe ersetzen. Ggf. paar Blechzungen mit Stichsäge frei schneiden. Wenn die aber doch irgendwann ermüden, sind sie weg.
Gute Nachricht: Ermüdungsbrüche kündigen sich durch fortschreitende Rissbildung an.

Al-Cobond und Kleben: Immer zuvor Versuche machen. Kann sein, dass glatte Oberfläche aufgerauht werden muss.

Wenn Achsstab voll durch soll, also Begfestigung nur unten, musst Du umdenken.
Vielleicht am Generator 2 solche Flanschlager, mit 25mm Achse. Da hat das Lagergehäuse Lochmaß genau 12, 4x. Das passt für M12 Gewindestange. Mit Achse 25mm auch gut für Normalwindrad bis 2,5m D (später vielleicht).

Carl der Große sagt mir den Kampf an und will mir Nachhilfe geben.
Jetz ganz ohne Smylies, hast Du mich denn überhaupt richtig verstanden?

Niemand hat davon gesprochen, nur einseitig zu lagern, so wie bei einer Waschtrommel vom Frontlader.

Selbstzitat: "...ne Konstruktion mit äußerem C-Bügel und oben nur kurzem Achsstummel für das Lager."
Das Lager oben ist gemeint, was das 2. ist. Die andere Lagerung erfolgt natürlich unten, am Generator.

Auch der Herr Schulz hat eine äußere Stabilisierung, damit die Mitte frei bleibt. Nicht nur einen C-Bügel, sondern sogar einen geschlossenen Rahmen.

Und dann Dein Versuch der Nachhilfe bei Wälzlagern:
Was sind denn Konuslager? Die vom Fahrrad? Gerade die vertragen als Schulterlager erheblichen axialen Druck.
Die einfachen Rillenkugellager weniger. Aber was ist viel, was wenig? Man kann die Laufzeit berechnen
Gut, Du nicht. Daher lehne Dich nicht zu weit aus dem Fenster, sonst bekommst nen Hüftschaden!

Wie schon geschrieben. Moderne Lösungen sind doppelreihige Schrägkugellager.
Kegelrollenlager für diesen Einsatz überdimensioniert, und zum Normalkugellager zusätzlich noch (ja,ja, anders nicht) ein Axiallager auch.

Zwischen Nadeln, Rollen und Kugeln ist aber ein riesen Unterschied. Die ersten beiden vertragen gar keine Axialkräfte.

Die Wirksamkeit der durchgehenden Achse oder Welle innen gegen Durchbiegung wird wohl überschätzt.
Wenn sie aber die Nerven beruhigt, bitte.
Die meiste Steife bringen die Halbschalen selber. Ist wie selbsttragende Karosserie beim Auto.

Was noch garnicht genügend besprochen wurde - winkelbewegliche Lagerungen.
Sieht so aus, als ob auch der Dr. Schulz sie verwendet. Bei Elvis scheint man das obere Lager in einen Gummiring eingepackt haben.
Alles sinnvoll bis notwendig. So genau, dass es quasi keine Winkelfehler gibt, kann man fast nicht bauen.
Daher mein Vorschlag eines Kardangelenks in Form einer Hardyscheibe direkt über dem Generator.
Bei ElvWis wird das umgangen durch ne gewisse beweglichkeit des unteren Haltebleches.

Aber jeder darf machen, was er will. Blos bitte hinterher nicht heulen!

Einen zusätzlichen Sinn gab der Link zu ELvWis aber doch.
Dort ist in den Einzelteilen ne konsequente Blechtechnologie gezeigt. Rollmaschinen, die auch 2mm Blech rollen können, gibt es. Die Scheiben können ja trotzdem aus AlCobond sein. Wenn aber schon mal Blechbude, dann praktischerweise auch die aus Al-Blech Legierung gelasert.

Wenn da tatsächlich Verformungen am scharfen Rillenrand (über die Schulter hinaus) gewesen sind,
hast Du Dich bezüglich axialer Tragfähigkeit entweder mächtig verschätzt (bei Erwärmung sowieso!), oder bist am Ende der möglichen Laufzeit angekommen bzw. hast sie überschritten.

Dennoch sind die Generatorlager bei vielen kleineren Windrädern einfache Rillenkugellager.
Bei den Azimutlagern auch.

Schrägkugellager, der einfacheren Handhabung wegen doppelreihig, habe ich erstmals bei dem Generator im Anhang gesehen. Lagerung vorbildlich, auch mit Simmering am Wellenstumpf.
Hat aber 6 KW. Unter dem bauten die zumindest damals für Windkraft nichts.

Meistens Normalwindräder, hatten ja auch schon hohe Lebensdauer-Umdrehungen.
Dann wird eben in 5 Jahren mal gewechselt. Kündigt sich ja durch Geräusche an.

Sicher finde ich es auch nicht optimal, aber ich kann nichts dafür!

Ist nicht eher Schleifringversagen ein noch häufigerer Ausfallgrund,
oder gar Totalversagen wegen zu geringer Festigkeit, mangelndem Sturmschutz etc.?