Single Phase oder Drehstrom...

Hallo Chris,

ein Grund sich für den Dreiphasen Stator zu entscheiden, ist glaube ich
zum einen die bessere Oberwellenform nach der Gleichrichtung ...
(Bei einem Einphasengenerator wird bei der Gleichrichtung ja nur der
untere Teil der Sinuskurve nach oben geklappt, man bekommt also nur
aneinandergereihte Halbwellen die nach jeder Welle wieder auf 0V
zurückgehen. Um diese Spannung als Gleichspannung einzusetzen,
muß man mit entsprechenden Glättungskondensatoren arbeiten.

Beim Dreiphasengenerator bekommt man nach der Gleichrichtung eine
wesentlich glattere Oberwelle, die man auch ohne zusätzliche Glättung
zum Laden z.B. einer Batterie einsetzen kann.)

Die Sache mit der Vibration kenn ich nur vom Hörensagen, da aber
übereinstimmend alle Berichte von lauten Vibrationsgeräuschen berichten
wird wohl etwas dran sein, wahrscheinlich dadurch bedingt daß alle
Magnete durch die gleichmäßige Anordnung gegenüber den Spulen
zeitgleich den Widerstand der durch das in den Spulen erzeugte
Magnetfeld zeitgleich zu spüren bekommen.

Bei der Dreiphasenanordnung (z.B. 9Spulen 24Magnete) befindet sich ein
Phasenstrang z.B. direkt über den Magneten, die zweite Phase über dem
ersten Drittel, die dritte Phase über dem zweiten Drittel der
dazugehörigen Magnete, d.h. die Magnete befinden sich über den
Phasenspulen, jeweils um 120° versetzt, dies sorgt für einen ruhigeren
Lauf.

Wenn Du mit einem erzeugten Strom von z.B. max. ca. 30A rechnen
mußt, dann mußt Du auch entsprechenden Querschnitt für deine Spulen
vorsehen. Bei einem Einphasen-Stator muß Jeder Deiner Stränge dann ja
15A vertragen können. Entsprechend dick mußt Du Deine Spulen wickeln.
(Platzproblem)

Bei obiger Dreiphasenwicklung wäre die Verteilung so, daß jeder Strang
für ungefähr ein Drittel also ca. 10A ausgelegt sein müßte.

Zum anderen hast Du die Möglichkeit zwischen Stern- und
Dreickschaltung bei dem Dreiphasen-Stator umzuschalten, dies
ermöglicht Dir eine unterschiedliche Anpassung an Fügel und
Windverhältnisse.

Ich habe mich für einen Dreiphasen Stator entschieden, hier kannst Du
meine Zusammenstellung sehen: www.windsucherwesterwald.de

Viel Spass bei der Planung

Günter
Westerwald

Hallo Chris,


da hab ich mich vielleicht nicht richtig ausgedrückt, ich meinte nicht den
"Innenwiderstand der Spulen" sondern den Widerstand, den die Spulen
den Magnet- Rotor -Scheiben entgegensetzen.

(In jeder Spule entsteht bei Stromdurchfluß ein eigenes Magnetfeld
und dieses Magnetfeld behindert den freien Lauf der beiden Magnet-Rotor-
scheiben, diese Kräfte erzeugen die Vibration, je höher die erzeugte
Spannung um so mehr wird die Drehbewegung erschwert d.h. die Kraft
die über die Blätter eingebracht wird, muß dem entsprechend groß sein!)


Nochmal zur Frage 1Phase oder 3 Phasen:


hier sieht man ganz klar, daß die Entscheidung eigentlich immer zu
Gunsten der drei Phasen ausfallen müßte, wie ist denn Dein Beweggrund
für einen 1Phasen Stator? Statt 24 nur 20 Magnete, statt 12 nur 10
Spulen? Da bekommst Du natürlich auch etwas weniger Leistung!

ZuDeiner Bemerkung:
Mein Leistungsbereich/Wunsch/Ziel sind etwa 200 Watt bei mittleren
Windstärken (2 - 4 Bft), also eigentlich eher noch "Kleinkram...

200Watt bei mäßiger Brise zu erreichen, ist keineswegs "Kleinkram"
bei doppelter Windgeschwindigkeit (also 7-8bft Starkwind) erreichst Du
dann etwa 200Watt * 8 = 1600WATT!!

Verdoppelung der Windgeschwindigkeit ergibt Verachtfachung der
Leistung die an die Blätter gebracht wird!

Wenn Du hier im Forum die Beiträge mancher Windmüller liest, die mit
ihren Fertig-Produkten kaum über 150Watt (bei Starkwind) kommen,
dann hast Du schon die etwas gehobeneren Ansprüche

Günter
Westerwald

Hallo Chris,
WOW......
Was ein toller Stoff,
den werd ich mir erst einmal in Ruhe durchlesen,
mir ist die Anordnung der Magnete bzw. ihre Polarität nicht ganz klar.
Sieht ja so aus als wenn da zwei Pluspole gegenüberliegen.

Gruß
Günter
Westerwald

Hallo miteinander,

@Chris,

nachdem ich mir die Sache mal durchgelesen habe, sehe ich natürlich
wieder auch die andere Seite der Medaille.
Ein Nachteil einfacher Luftspulen besteht darin, daß man durch die
Wickelköpfe viel unwirksame Leiter (Widerstandsverluste) hat.
Die Vorteile einer Faltspule liegen auch auf der Hand, weniger
Leitungsverluste durch fehlende Wicklungsköpfe bzw. etwa doppelte
Leiteranzahl im Magnetfeld, deshalb wäre höhere Leistung zu erzielen.

Wenn da nicht die Sache mit der Magnetfeldstärke wäre.....

Bei einem normalen Scheibengenerator mit Neo`s bestückt, hängt die
Höhe der erzeugten Leistung unmittelbar von der Feldstärke ab, d.h. je
dichter die Rotorscheiben zusammenkommen, je kleiner der Luftspalt
zwischen den Magneten, desto besser die Ausbeute. Habe da mal eine
einfache Skizze zu gemacht.



Bei der einfachen Luftspule geht das Feld direkt vom Nordpol strack und
ohne große Streung zum Südpol(Schmaler Luftspalt, starkes Feld).



Bei der Faltspule liegen sich zwei Nordpole gegenüber, wie aus der Skizze
zu ersehen geht das Magnetfeld gestreut zum nebenanliegenden
Magneten. Der Luftspalt zwischen den Magneten ist hier wesentlich größer,
das Feld schwächer und gestreut.

Ich glaube auch, daß das Wickeln einer solchen Spule nicht so einfach ist.
Interressant wäre es zu wissen, wie das Magnetfeld aussieht das diese
Spulen bei Stromdurchfluß bilden, wird der Widerstand gegen die
Drehbewegung hierdurch verschlechtert oder verbessert?

Solltest Du diese Spulenform in Deinem Stator verwenden, dann berichte
mal wie es gelaufen ist und ob die Ergebnisse tatsächlich so gravierend
verbessert wurden.

Gruß
Günter
Westerwald

Hallo miteinander,
@ Chris
habe mich schon mal mit diesem Problem befasst, deshalb mein
Interesse. Ich befürchte, den Stator, wie er in Abbildung 15 beschrieben
ist

wirst Du nicht bauen können. Er ist als U-förmige Scheibe gebaut und der
Magnetträger (2) läuft mit seiner mittleren Scheibe (magn. Rückschluß?)
durch die Generatorspulen. Allein so einen Stator sauber zu fertigen,
setzt eine entsprechende Ausrüstung vorraus. Stell Dir nur mal den
Zusammenbau so wie Du ihn der Reihe nach durchführen müßtest vor!
Die Teile für den Magnetrotor müßten einzelnd montierbar sein, oder der
Stator aus zwei Hälften bestehen, also bestimmt nicht einfach zu bauen.

PS.
Solltest Du die mittlere Scheibe durch eine stationäre fest eingebaute
Metall (Deine vorgeschlagene Schnecke)ersetzen, so ist es sicherlich
schwierig, ein 5mm breites Stahlblech so zu wickeln und zu verkleben,
daß du eine stabile Scheibe erhältst. Wahrscheinlich mußt Du Spulen und
Statorträger zu einer dickeren Scheibe vergießen. Bestimmt nicht einfach
zu fertigen, aber Du würdest ein besseres geschlosseneres (schmale
Luftspalte)Magnetfeld erhalten.



Gruß
Günter
Westerwald

Hallo Chris,
ich denke daß Deine 15mm Achse etwas schwach ausfällt.
(Abgeleitet von der Faustregel 10mm Achse für 1m Repeller-Durchmesser)
Es kann Dir sonst bei Starkwind und größeren Flügeln tatsächlich die
Achse verbiegen.

Deine Flügel dürften also nicht länger sein als 1,50m!
Wenn Dein Generator die von Dir angestrebte Leistung bringen soll
(200Watt bei mäßiger Brise ca. 6m/s), kommst Du mit Deiner Flügelgröße
wahrscheinlich nicht hin.
Selbst wenn man einen Wirkungsgrad von 50% (ganz optimistisch)für
Deinen Generator zugrunde legen würde, bräuchtest Du eine Flügellänge
von ca. 2Metern. Wie ist denn Dein Repellerdurchmesser?
Wenn Du also einen starken Generator baust, mußt Du Flügel haben,
die das auch drehen können und deshalb auch die dazugehörige
Achsenstärke vorsehen.
Wie soll denn jetzt Deine Magnetanordnung aussehen? Trapezförmige
Magnete? Quader? Neodym Magnete? Welche Stärke und Abmessung?
Wie groß werden Deine Rotorscheiben?


Gruß
Günter
Westerwald

Hallo miteinander,

@Chris
Da Deine Magnete doch sehr klein ausfallen, wirst Du was die erzeugte
Leistung anbetrifft doch Abstriche machen müssen. Der Luftspalt zwischen
Magnet und Rückschlußscheibe ist für diese Magnete zu groß.
Diese Feldstärke der Magnete wird Dir eher eine Leistung im unteren
Bereich erzeugen. Dafür brauchst Du auch keinen größeren Repeller oder
eine stärkere Achse.

Aber um Funktion und Anordnung auszuprobieren reicht die Ausstattung
allemal, sollte alles in kleinerem Format gut funktionieren , kannst Du
immer noch ein größeres Modell bauen.
Wenn Du Deine Anordnung der Magnete planst, zeichne Dir die
Anordnung maßstabsgerecht auf. z.B. mußt Du bei der Größe der Spulen
darauf achten, daß die Magnetgröße sauber ins Spulenloch passt usw.
(Wenn der Magnet gleichzeitig auf beiden Spulenschenkeln steht wird
keine Spg. erzeugt).
Für den Fall, daß Du Dich entschließt auf drei Phasen (z.B. 24 Magnete
und 9 Spulen) zu gehen, kannst Du die Anordnung von meiner Seite
übernehmen und sie einfach vom Maßstab verkleinern, ich denke das
müßte gehen.

Ansonsten bliebe zu bemerken, daß Du ein tolles Modell planst und ich
würde mir überlegen ob ich nicht bei dem Arbeits- und Materialaufwand
doch etwas stärkere (und größere) Magnete einsetzen würde besonders
deshalb, weil ja Dein Stator durch die Blechschneckenscheibe ziemlich
dick ausfallen muß. Sonst wirst Du von Deiner erwarteten Leistung doch
starke Abstriche machen müssen.

Berichte doch mal nach erfolgtem Test, wie die Stabilität der Scheibe
ausgefallen ist (Vielleicht kannst du wie bei einem Joch einfach von außen
nach innen Löcher bohren und zur Stabilisierung Edelstahl- Holz- oder
Kunststoffstifte eintreiben, die kpl. Scheibe soll dann ja noch vergossen
werden.), und wie die erzeugte Spannung mit einer Spule ausgefallen ist.

Eventuell wäre ein besseres Ergebnis für diese Magnete zu erzielen, wenn
Du auf "normale" Luftspule gehst und die Spulen so flach wie möglich in
die Breite wickeltst, damit der Luftspalt zwischen den Magneten so klein
wie möglich gehalten wird, weniger Aufwand, einfacher zu bauen und
wahrscheinlich ähnliche Ergebnisse, ev. müßte der Stator wegen der
Ausmaße etwas größer werden.



Gruß
Günter
Westerwald

Hallo miteinander,
@Chris,
hallo, die Sache mit den Faltspulen werde ich auch mal in Angriff nehmen,
komme aber erst in den Wintermonaten dazu. Meine Planung ist fast fertig, hängt noch etwas vom Material ab. Wollte mir einen Dreiphasen-
Doppelscheiben-Generator bauen. Falls Du noch an Deiner Anordnung feilst, vielleicht kannst Du etwas von mir übernehmen.





Meine Anordnung wird natürlich von der Magnetseite her etwas teurer,
aber da wir dann ja doppelte Windungszahl haben bei entsprechend
längeren Spulenschenkeln und wenig Leistungsabfall in den Wickelköpfen,
denke ich, daß wir hier ein Supergerät bekommen können mit extrem
niedrigen Innenwiderstand. Mein Durchmesser der Scheiben muß
ungefähr 300mm sein um die Magnete über den Spulen sauber
anzuordnen. Die Magnete sollen etwa 90mm bis 100mm Schenkellänge
der Spulen abdecken, deshalb auch 2 Magnete übereinander angeordnet
und sie sollen eine Mindestdicke von 12-13mm (etwa 1/2 inch) haben.
Ich brauch dann 24 größere und 24 kleinere Neo`s, das wird mit
Sicherheit ein teurer Spass)

Das ganze wäre ja noch effektiver, wenn man alle 3 Scheiben aus einem
Stück montieren könnte, man hätte dann ein stationäres feststehendes
Feld zwischen den 3 Scheiben(Wirkt sich günstig auf die unerwünschte
Wirbelstromerzeugung aus), man müßte aber den Stator teilen und von
außen über die mittlere Scheibe stülpen bzw. fest montieren. Dieses
Thema läßt mich zur Zeit nicht mehr los, habe da auch schon eine Idee
aber zur Zeit noch nicht das Material für einen Spulenträger.


Hast Du Deine Spule denn sauber gewickelt bekommen?

Gruß
Günter
Westerwald

Hallo miteinander,
@Chris

Oder ist der feststehende Rückschlußring aus Blechstreifen zur
Trennnung des Magnetfdeldes, mit seinen evtl. Wirbelstromverlusten/Erwärmung eher zu vernachlässigen
Nein, auf gar keinen Fall, dieser Rückschluß ist der Knackpunkt in dieser
Anordnung. Ich befürchte nach wie vor, daß durch das Magnetfeld
(da sich ja 2 gleiche Pole gegenüberliegen), die Feldlinien abstoßen
werden und das Ergebnis durch die Blechpaket-Statorscheibe eben nicht
so optimal ausfallen könnte, hier wäre die Anordnung zweier
entgegengesetzter Pole für die Feldbildung wesentlich besser.
Leider kann man auch keine Magnete in die mittlere, dann ev. mitlaufende
Scheibe einbauen, diese Magnete müßten dann auf jeder Seite nur Nord-
oder Südpole haben
Die Sache mit den Faltspulen ist sicher eine Supersache, die erforderliche
Magnetanordnung und das hieraus resultierende Feld aber ein Punkt, den
wir erst einmal ausloten sollten bevor wir so etwas in Angriff nehmen.

Welche Ideen hast Du denn bezüglich des innenliegenden
Rückschlusses? Wie hängt man die Spulen bei einem mitlaufenden
Rückschlußring auf?


Der Spulenträger müßte aus vielleicht drei Teilen bestehen, die über die
mitlaufende mittlere Scheibe montiert werden. Wie so etwas aussehen
könnte?



So etwa wie ein Rollladengurtkasten aus Plastik, nur in ganz schmal.
Die Spulen liegen aussen auf und werden vergossen, im Innereren
läuft dann frei die mittlere massive mit den Rotorscheiben starr
verbundene Rückflußscheibe. Anders als auf der Skizze sollten die Spulen-
schenkel mehr in die Breite gewickelt werden und dafür so dünn wie
möglich sein, um den Luftspalt so schmal wie möglich zu halten.


Gruß
Günter
Westerwald