BLDC-Waschmaschinenmotor Drehzahl/Spannung regeln

Hallo Leute ich hoffe, ihr könnt mir helfen.
Ich bin Eric, 18 Jahre alt und bastlenseitngut 1,5 Jahren gerne ein wenig mit Elektrik rum. Ich bin neu hier.

Mein Projekt ist, ein Windrad im Western-Stil mit 3m großem Rotordurchmesser zu bauen. Dieser dreht sich aufgrund der Bauform ca. zwischen 30 und max. 120 U/min. Der Generator wird ein Waschmaschinen (BLDC-Motor). Es ist ein 12-poliger Permanentmagnetmotor, der mit sehr wenig Drehzahl schon viel Spannung erzeugt. Nach meinen Versuchen erzeugt er schon bei 1 U/sek also 60/min etwa 19V Wechselstrom an drei Ausgängen.

bei 120 U/min sind es dann dementsprechend 38V. Das geht bis zu 310V hoch, danach bremst er sich selbst aus. Auf dem außenliegenden Rotor steht seitlich 1400 U/min, 0,6 HP und 310V.

Er wurde in der Waschmaschine aber nicht mit Drehstrom, sondern über so eine komplizierte Umschaltung betrieben. Der ganze Kabelsalat existiert nicht mehr und jetzt hat er die drei AC-Ausgänge.

Ich dachte, ich kaufe mir extra für Windgeneratoren bestimmt einen MPPT-Controller (diese orangenen aus China). Der funktioniert so weit, nur der Motor darf sich nicht schneller wie 40-50 U/min drehen, da er sonst über 14,4V erzeugt und der Controller wegen Überspannung ausbremst. Der Controller wandelt mir die drei AC-Eingänge in zwei DC-Ausgänge für eine Batterie um.

Da der Wind und so die Drehzahl aber auch schwanken und der Generator nicht dauerhaft gebremst werden soll, will ich die erzeugte Wechselspannung in einem breiteren Bereich von wenigsten 12-60V aus 12-14,4V für eine Batterie regeln, sodass der Generator in verschiedenen Drehzahlen arbeiten kann.

Ich dachte jetzt an einen Dreiphasen-Gleichrichter, den ich an den Generator schließe, so hätte ich schon DC statt AC. Dann würde ich einen Abwärtswandler auf 12V dranhängen und dann über Laderegler in die Batterie gehen. Nur bei Am***n stand bei einem Andwärtswandler (Die Ausgänge dürfen nicht an die Batterie angeschlossen werden).

Wie kann ich das regeln? Ich will keine Hunderte Euro für ein Projekt ausgeben, was mir am Ende eine Dauerleistung von vielleicht 20-250W liefert. Das ist es nicht wert. Bitte klärt mich mal auf, wie ihr das regeln würdet, also bitte genauere Infos zu den elektrischen Elementen/Bauteilen. Bin da auf dem Gebiet auch recht neu.

Und ich möchte unbedingt diesen Waschmaschinenmotor nehmen.

Mein Plan wäre jetzt erstmal folgender: Generator 3 Phasen Ac, dahinter Dreiphasengleichrichter, dahinter einen Spannungswandler (ca. 30-40€ günstig für 30A 48V oder 60V auf 12V) und das an einen PV Laderegler, wo dann die einzuspeisende Batterie dran kommt. Könnte das klappen? Wollte für die Ladetechnik weniger als 200€ ausgeben.

Das mit dem Akku Überladen, dafür gibt es eine sehr praktische kostengünstige und einfache Lösung entweder mit einem Batteriewächter aus dem KFZ Bereich z.B. von KEMO (20-30 Euro je nach Modell) oder mit einem für stärkere Ströme wobei bis 250 A möglich sind bei Victron. Die kosten dann ein "bißchen" mehr.

Das tolle daran ist dass sie den Strom der überschüssig ist in einen Verbraucher schicken, z.B. ein Heizelement und sich einstellen lassen bei welcher Akkuspannung dieser nicht mehr geladen und der Strom statt dessen zu diesem Verbraucher geht

Umgekehrt schalten sie den Strom wieder zum Akkuladen ein bei leicht wieder abgefallener Ladung des Akkus und laden aufs neue usw.

Wenn Dein Windrad einen 24 V Akku laden soll reicht der Kemo https://www.googleadservices.c…EBU&adurl= allemal, er kann 20 A vertragen und mit 12 V oder 24 V Akku überwachen

Tiefentladeschutz gibt es auch von Kemo günstig falls Du zusätzlich noch den Akku vor Tiefentladung durch Deine Verbraucher schützen möchtest.

Am wichtigsten wäre aber wohl wie Erdorf schon sagt der Batteriewächter gegen das Überladen des Akkus - die Verbraucher die man nutzt lassen sich ja auch relativ leicht manuell durch ausschalten bei leer werdendem Akku überwachen.

Hallo, du hast Erdorf leider nicht richtig verstanden. Wenn du den Generator nur über den Gleichrichter an die Batterie anschließt, gibt die Batterie die Volt vor! Der Generator wird dann auf die Spannung der Batterie reduziert, nur die Stromstärke steigt dann an! Zumindest solange wie sie Strom aufnehmen kann. Deswegen wäre dann ein überladeschutz nötig, je nach Größe des Akkus. Allerdings denke ich, das der Generator wohl nicht geeignet sein wird, da er mit maximal so um 1A arbeiten sollte?
Gruß Jörg

Dann müsste ich ja einfach an den Motor den Dreiphasengleichrichter an und die DC-Ausgänge an meinen PV-Regler, der ab unter 11,irgendwas Volt ausgeht und ab 14,einstellbar Volt Überspannungsschutz macht. Nur wird, die Spannung auch auf der Eingangsseite vom Regler bestimmt? Der Regler ist so ein kleiner blauer mit einem Display mit lachender Batterie drauf. Er hält bis 100A und hat 40€ gekostet.

Ja Eric - und besorge Dir ein paar große Blei Säure Akkus mit viel Speicher Kapazität z.B. in Betrieben wo Lastwagen, Busse oder starke Maschinen gewartet werden. Solche Akkus werden ausgetauscht auch wenn noch für einige Zeit Restkapazität vorhanden ist nur weil zum Starten der Motoren starke Ströme nötig sind für die solche Akkus irgendwann zu sehr schwächeln - für Dich aber noch ein paar Jahre gut sein können.

Blei Säure darf auch gerne kurzeitig mal etwas höher geladen werden bis sie brausen. Gel Akkus verzeihen das nicht und Lithium schon ganz und gar nicht!

Wie sieht denn Dein Standort mit seinen mittleren Windgeschwindigkeiten aus? Das Western Windrad eignet sich gut auch für schwächeren Wind, läuft früh an, Dein Waschmaschinen Motor wird die 3 m Rotor Durchmesser Größe jedenfalls bestimmt nicht "überfordern" und mit dem Durchmesser läuft es mit kleinen Drehzahlen.

Also an alle, die mir jetzt etwas Klarheit hier verschafft haben erstmal herzlichen Dank.
Tatsächlich habe ich schon Dreiblatt-Windrad aus einem 500W Bürstenmotor und alten PVC Rohren gebaut. Leider ist der Wind bei mir im Ort durch viele Häuser oft nur schwach oder ungleichmäßig, daher bringt mir ein Schnellläufer nix. Deshalb wollte ich ein Westernwindrad bauen, einfach um auch die Herausforderung beim Bauen zu genießen, statt mir ein Savonius aus Eimern oder Fässern zu bauen.

Ich werde mir als nächstes erstmal so einen Dreiphasengleichrichter kaufen und das mit der Direktladung mal testen. Auch werde ich mir mal zwei große Bleisäure akkus kaufen und in Reihe ein 24V Netz erzeugen. Einen Wechselrichter für 2kW Dauerleistung und 4kW Nutzleistung für knapp 150€ hab ich auch schon da. Mir war fast klar, dass der Motor bei 12V (ca. 45rpm) kaum Leistung bringt, deshalb denke ich doch mal über ein Getriebe nach. Die Drehzahl bringt mir die Spannung und damit die Leistung, aber denkt ihr der 3m Rotor bringt genügend Drehmoment auf.
Bezüglich mittlere Windgeschwindigkeit am Standort: Kein Plan. Von dem Wind, der auf den umliegenden Wiesen fegt, merkt man hier innerorts nicht viel. Ich denke so zwischen 5 und 25kmh je nach Wetter.
Mehr wie 30% Wirkungsgrad wird mir die Westernmühle nicht bringen. Einfach testen. Ich schicke auch mal Bilder rein.
Nur was bringt mir einen zuverlässigen Überlastschutz? Solche Batteriewächter habe ich irgendwie nur mit Unterspannungsschutz gefunden, ich guck nochmal. Die Verbraucher sind egal, weil das sichert der Wechselrichter ab, der macht bei unter 11V dicht. Oh mist, der ist ja für ein 12V System ausgelegt: Wieder falsch gekauft oder?

Bezüglich der Ströme wäre es ja besser, wenn ich mir ein 48V Volt System aufbaue, da hätte ich weit geringere Ströme. Nur müsste ich den Wechselrichter zurückschicken und einen für die Entsprechende Spannung holen.
Naja nur was billiges zum probieren kaufen und dann wieder teurer, damit es dauerhaft geht, ist ja ganz schön rausgeworfenes Geld.

Dann brauche ich aber 4 Batterien, am besten 4 LkW-Batterien, da könnte ich ordentlich Strom speichern. Das wird eben auch teuer. So nh Batterie kostet ja auch nen Hunni. Dann brauche ich nur noch einek Dreiphasengleichrichter für 10€ und einen Überladeschutz, da guck ich nochmal danach. Und eben den 48V Wechselrichter.

Und...als Antwort auf deinen Tipp, tatsächlich habe ich schon viel probiert.

Wie gefährlich ist das Reiheschalten von 4 90-120Ah Batterien? Wie kann ich mich da schützen? Isolierhandschuhe und Isolierwerkzeug oder wie. Weil ab 48V aufwärts muss man ja doch mal überlegen.

Ich mache das jetzt komplett anders.
Da mein Motor bei 12-24 Volt bei geringer Drehzahl kaum Leistung erzeugt, werde ich wohl meinen anderen Bürstenmotor-Eisenschwein nehmen. Leistungsdaten: 3000rpm und 500W, 24V. Das ist so ein Kommutatormotor, die es für 70-100€ zu kaufen gibt. Der hat direkt Plus und Minus Ausgang, da spar ich mir den Gleichrichter. Das langsame Westernwindrad mit 50-100rpm müsste ich dann etwas 1:45 übersetzen, was ich mir schwer umsetzbar vorstelle. Ich würde an den Rotor eine große Riemenscheibe dran bauen und eine kompatible Mini-Scheibe an die Generatorwelle. Mit zwei Batterien, dem 24V Generator, einem 24V Wechselrichter und einem Batteriewächter müsste ich ja dann erstmal gut verfahren können.
Leider kostet mich ein Getriebe halt wieder Leistung.

Hallo

Du bist da schon auf dem richtigen Weg mit Getriebe um Drehzahl für den G zu bekommen.
Der 500 W Motor wird etwa 250 W Generatorleistung bringen können, braucht aber auch eine einzelne Diode gegen Rückströme aus dem Akku.
Dann würde die Mühle sich drehen bis der Akku lehr ist.

Gruß Aloys.

Ja, das Übersetzungsverhältnis klingt zu hoch bis unmöglich.
Wenn du beim Generator in der Nennleistung höher gehst, kannst du den mit geringeren RPM betreiben,
was dann Nennleistung und Nennspannung reduziert.

Je nach Generator Typ kann das dann so passen, das ein Getriebe mit 1:10, kleiner oder sogar gar keins ausreicht.
Das treibt aber die Kosten für den Generator hoch.

Hier schauen wir ob sich eine BMW Lichtmaschine für 'unsere' Zwecke nutzen lässt: 48 V 2,2KW 550 RPM
Forum/cf3/topic.php?t=6886

Die LiMa ließe sich dann auch auf 24 V mit 275 RPM oder 12 V mit 137 RPM und entsprechend kleinerer Nennleistung betreiben. Dann wäre nur noch ein kleineres Getriebe nötig. Nur so als Beispiel.

Grüße