Hallo Frank,
habe mir etwas Zeit gelassen. Man soll sich durch Foren ja nicht gedrängt fühlen. Auch ist die Materie wieder sehr komplex, wie wohl alles bei der WK-Gewinnung.
Nun, Meinung allein ist nicht alles. Auf fundierte Meinungen kommt es an, die möglichst andere auch schon gehabt haben. Die möglichst mit Fachbüchern überein stimmen.
Manchmal sagen aber auch 2 etwas verscheidenes und meinen doch irgendwie das Selbe. Wird hier auch mehrere Wahrheiten geben, jede für Ihren Gültigkeitsbereich.
Mit der Ind.-Spannung EMK wird es wohl so bleiben müssen, wie von mir erwähnt.
Die Ladungdträger werden nach dem Indukt.-Gesetzt getrennt und vereinigen sich wieder (Wechselstrom!). Ob da nun ein Widerstand anliegt oder nicht.
Die EMK ist ansich auch erst mal linear der Drehzahl, konstantes B voraus gesetzt. Dass letzteres wohl doch nicht so bleibt, da beginnt schon die 2 Wahrheit.
Unter Annahme B= const. habe ich mich Deinem Bild vom den Wassersäulen angenähert und eine Skizze gemacht.
Geht nur bedingt. deshalb folgende Annahmen:
1. Um die EMK besser zu händeln (Wechselspannung!) diese gleichgerichtet aus Drehstrom angenommen bzw. Generator gleich als Gleichstromgenerator (mit Kohlebürsten).
2. Summe der elektrochemischen Zellenspannungen beim Laden mit 13,4 V angenommen + 0,3 V für eine Shottky-Rückfluss-Verhinderungsdiode = 14V
Dass das nicht ganz konstant bleibt, wissen wir ja.
Forum/cf3/topic.php?t=3653 Änderungen bezüglich System aber nicht riesig.
3. Das Akku-Gefäß vergrößert sein Volumen bei Ladung (durch einen Faltenbalg etc.), da die "Füllhöhe" ja elektrochemisch fest liegt.
Habe mich daran erinnert, dass man lineare Systeme durchaus auch zeichnerisch lösen kann und habe etwa Folgendes maßstäblich eingetragen:
Ri_Generator 0,8 Ohm
R_Zuleitung 0,2 Ohm (15m Doppelleitung 2,5² Cu)
Ri_Akku 0,015 Ohm (10-fach überhöht, aber sonst sieht man nichts)
Ladung ab 3 bis 12 m/s
Hier die Skizze, verbunden mit der leidigen Erkenntnis, dass andauerndes Darstellen am Computer die Fähigkeit zur Handzeichnung nicht unbedingt fördert:
2 Zustände eingetragen: Ladebeginn und Zustand bei 2400 u/min
Ob die 2400 erreicht werden, bleibt fraglich. Immerhin müssen über ges. etwa 1 Ohm 42 V verbraten werden.
Dazu 42 A notwendig. Klemmenspannung U_k dabei allerdings nur ca. 28V. Leistung _el dabei 1176 W
Verlustleistung genauso groß, da Spannung gerade fifty/fifty. Wirkungsgrad auch.
Ob der Generator das aushält und ob das energetisch nachgeliefert wird - immerhin dachte ich so an ne 300-600W-Anlage ?
Eher wohl nicht.
Die WKA wird sich bei 12 m/s in der Drehzahl dort hängen bleiben, wo energetische Gleichheit herrscht.
Vielleicht irgendwo bei 1200 u/min.
Das wäre auch gut für den Gener., denn dann fließen nur noch 14A, Klemmenspannung 19V, macht 266W, am Akku etwas weniger.
Typische Werte für ne 300W-Anlage.
Das Hängenbleiben in der Drehzahl mit Konsequenz etwa halbe Nenn-TSR kann von HAWT noch ganz gut vertragen werden.
Anstellwinkel dann z.B. von 6° auf 12°. Noch kein Strömungsabriss, doppeltes Drehmoment. Vielleicht Randwirbel-geräusche.
Beim Darrieus, besonders als Langsamläufer, wird das nichts. Da werden die Profile ja bei Nenn-TSR schon vergewaltigt.
Was kann man nun machen, wenn man bei 12 m/s auch noch Nenn-TSR haben möchte?
System-Widerstände vergrößern?
Innenwiderstand des Generators? Eher nicht.
Zusatzwiderstand oder lange Zuleitung? Möglich, ist aber auch nicht so schee. Soll ja ne Lademaschine werden und keine Heizmühle.
Ein Ladewechselrichter könnte Abhilfe schaffen, denn der kann mit hochlaufenden Spannungen umgehen, bei niederer Strömstärke.
Da geht auch gleich der Generatorwirkungsgrad hoch.
Aber sowas für ne 300W-Anlage?
Nun laufen Anlagen wie die Black als einfache Lademaschinen ohne Wechselrichter doch wohl ganz gut oder doch nicht so?
Forum/cf3/topic.php?p=19592#real19592 Nehmen wir mal an, die haben alle nur den falschen Standort.
Nun wird in der Praxis eine weitere Wahrheit wirksam sein, denn über Streufelder, Feldverdrängung und gar Sättigung haben wir bisher noch garnicht gesprochen.
Die Idee kam mir, als ich mich an spezielle Bauarten von Schweißtransformatoren erinnerte.
Auch da braucht man eine fallende "weiche" Kennlinie, damit der Elektrodenkurzschluss beim Zünden kein echter Kurzschluss wird.
Auch Klingeltrafos haben diese Bauart und sind damit kurzschlussfest. Ladegeräte meist auch. Ist das so richtig, Frank?
Hängt mit dem Kopplungsfaktor zusammen.
Anstatt Definitionen anbei eine Skizze:
Wenn die Spulen dicht zusammen sitzen, ist der Kopplungsfaktor hoch. Bei "steifem Netz" sinkt die Sekundärspannung bei Stromfluss nur mäßig.
Im 2. Bild sind sie auf einem L-L Kern weiter weg. Bei belastung kann sich durch das Streufeld ein magnet. Nebenschluss bilden. Der wird teilweise sogar noch durch einen sog. Streukern provoziert, der an der Stelle mehr oder weniger eintaucht.
Die Wirkung ist wie bei einem höheren Innenwiderstand, nur dass der nicht als Wirkwiderstand auftritt, also keine Verlustwärme erzeugt.
Ursache ist die Feldschwächung in der Sekundärspule.
Zurück zu Generatoren für WKAs:
Speziell bei Generatoren ohne Eisen in den Spulen kommt es auch zu solchen magnet. Fehlschlüssen, im folgenden Bild "Streufeld" genannt.
Die Streuflüsse nehmen nach meiner Überzeugung durch das Gegenfeld, was der Spulenstrom erzeugt, zu (Feldverdrängung).
Damit stehen sie nicht mehr zur Induktion zur Verfügung, d.h. das ursprüngliche B wird vermindert. Dadurch wesentlich mehr, als meine ausgerechneten 2,5%.
Forum/cf3/attachment_processor…le&id=1010
Die Induktionsspannung EMK sinkt und ist nicht mehr lin. zur Drehzahl. Es muss also weniger überschüssige Spannung verbraten werden.
Wirkt wie ein größerer Innenwiderstand, nur ohne Verlustleistung.
Diese Möglichkeit zum Nebenschluss scheint mir bei Magnetanodnungen, die dicht beieinander liegen bzw. systembedingt liegen sollten - also bei 4:3-Systemen und 1:3-Systemen - mehr gegeben als beim klassischen 2:3-System
Forum/cf3/topic.php?p=23997#real23997 ff.
Anordnungen, bei welcher nur 1 Eisenscheibe Magneten trägt und die andere nur den Rückschluss bildet, erscheinen mir zusätzlich vorteilhaft.
Bei Spulen mit ferritischem Kern erscheint die Möglichkeit auch eingeschränkt. Da müsste man das Thema Sättigung erörtern.
Mein Fazit:
Eisenlose Generatoren scheinen auch wegen der zu erwartenden Feldverdrängung bei höheren Strömen besondere Eignung für einfache Lademaschinen zu haben.
Bei Generatoren mit ferritischem Spulenkern erscheint auch zum Batterieladen ein Wechselrichter zum Kennlinien-Angleich empfehlenswert.
Diese Generatoren zeichnen sich i.A. durch höhere Wirkungsgrade aus.
Na, konntet Ihr mir noch folgen? Einfacher isses leider nicht. Zum Trost: Elektromaschinenbauer ist ein Studienfach.
Ich habe es nicht belegt.
Zum Schluss die Bemerkung, dass jede Theorie nur so gut ist, wie sie durch die Praxis belegbar ist.
Grüße, W.