Hier nun meine Planung des Mini Scheibengenerators für meine Mini Gorlov Helica Turbinen

Vorläufige Ausführung:
Stator: 12 Spulen rund innen, 10 außen 25mm, 7mm hoch und 0,71er Backlackdraht mit ca. 120 Windungen.
2x Rotor: 16 Neodymmagnete N52 in 10x5mm
Luftspalt zwischen den Magneten 10mm
Luftspalt effektiv Stator zu Rotor 1mm

Der Stator ist 3phasig geplant mit je nach Spannungslage:
4 Spulen in Reihe für eine Phase
2 Spulen in Reihe und diese dann parallel mit den anderen beiden Reihenspulen.

Die kleinen Magnete, um mehr nach außen zu kommen, wegen höherer Umfangsgeschwindigkeit.
Ich gehe von ca. 100-200Umin aus, daher auch die 12 Spulen und nicht 9

Vermutlich würde ein dünnerer Draht mit 0,5 oder weniger auch reichen mit mehr Windungen,
aber dann auch höheren Widerstand und mehr Bremseffekt ???

Da das System leicht sein soll, verzichte ich auf die Stahlronden, um möglichst früh drehen zu können.
Für Stator und Rotoren soll der 3D-Druck Anwendung finden.

Wie ist Eure Meinung zu diesem Geni, könnte der so funktionieren???

Gruß Bernhard

Moin Bernhard,

die Rotorscheiben solltestbdu unbedingt aus Eisen fertigen oder noch eine Eisenscheibe in den Druck einkleben. Das erhöht die Flussdichte und somitbdienerzeugte Spannung schon sehr.
Die Umfabgsgeschwindigkeitbist nicht relevant. Es bleibt im Endeffekt die gleiche Winkelgeschwindigkeit da immer noch in derbselben Zeit mit der gleichen Magnetmasse die gleiche Menge an Kupfer überstrichen wird. Erst wenn man den aufgrund des größeren Umfangs entstandenen Platz wieder durch Kupfer füllt ändert sich was. Wir hatten vor ein paar Wochen einen ganz ähnlichen Bauversuch hier angefangen zu diskutieren.

Wenn du dir noch unklar bist was da so an Spannung bei raus kommt, könntest du alle Plasenstränge nach außen führen. Dann hast du später noch die Option im Dreieck oder Stern zu verschalten und damitbdie Höhe der Spannung zu beeinflussen.

vg
max

Hallo Max,

ich hatte eigentlich gehofft ohne Eisenring auszukommen, wegen dem zu bewegenden Gewicht.
Alternativ habe ich in meiner Naivität 1mm Eisenplättchen mit 10mm Durchmesser dazu gekauft und direkt die N52 Magneten,
in der Annahme, das diese als Eisen reichen. Könnten ja auch mehrere übereinander sein.
Wenn allerdings Eisenmasse benötigt wird, dann war das wohl ein Fehlkauf für diesen Zweck.
Vermutlich kann ich dann die Eisenplättchen für was anderes nutzen, sind ja auch als Haftfläche für Schranktüren und so gedacht.

Wenn eine Eisenronde oder Eisenring. Wie dick sollte der sein? Reichen 2mm?
Habe einen Lieferanten gefunden, der diese Ronden oder Ringe für schmales Geld passen lasert.
Vermutlich muss das Eisen noch behandelt werden, damit es nicht rostet.
Müsste dann meinen Generator umkonstruieren und sehen, ob nur Eisenplatte oder Eisenring mit Kunststoff.
Falls ich mit Eisenplatte arbeite, könnte ich mir zumindest zur Positionierung eine Kunststoffmaske drucken in 1mm.
Genauer kann man die Magnete wohl nicht in Position bringen.

Alternativ plane ich auch den Stator in zwei Hälften zu drucken, mit viel Luft für die Spulen zum Kühlen.
Dann erspare ich mir das Epoxygematsche. Das Ganze schraubbar und ich kann die Spulen beliebig austauschen.

Gruß Bernhard

Also die Plättchen bringen nichts. Es geht darum, daß benachbarte Magnete auf der Scheibe einen Magn. Rückschluss haben. Von der Stärke: je megr desto besser - 2mm ist schonmal besser als nichts.

Ich hab das versucht umzusetzen mit einer 2mm Ringronde 130x70, also 30mm Rand und die Magneten mittig drin.


Das Design muss natürlich noch weiter verfeinert werden, aber so könnte es aussehen.
Würden auch 120x80 reichen, also 20mm Rand und die Magneten mittig?
Wieviel mehr würde 1mm mehr Rondendicke bringen?

Mir liegt an einer möglichst geringen Rotormasse, damit die Miniturbinen das Teil auch drehen können.

Gruß Bernhard

Das Gewicht kann eigentlich relativ wurscht sein - es "verbraucht" ja keine Leistung. Dafür hast du dann auch ein wenig Schwungmasse...

Schwungmasse ist sicher ok für einen ruhigen Lauf, dennoch muss diese erst in Bewegung gesetzt werden.
Ich könnte natürlich auch noch einen Anlasser vorsehen, der zumindest den Start einleitet.
Meine Turbinen sind eben wirklich etwas niedlich.

Mit demRechner habe ich auch etwas rumprobiert, aber da kommen seltsame Werte raus.
Was mir da noch fehlt ist die Angabe ob mit oder ohne Eisenronde und wenn ja wie dick.

Ich habe die Werte mal auf 3V/100Umin gesetzt, da kommen etwa 42W Generatorleistung raus mit 7,5A Ladeleistung.
Da sind vermutlich die 4 Spulen je Phase parallel. In Reihe hätte ich 12V und 7,5A:4= 12V/1,875A
117Windungen sind berechnet, ich komme real auf etwa 120-130 Windungen.
Das sollte also passen, wenn die Rotoren in Schwung kommen.

Gruß Bernhard

Wenn siebes nichtmal schaffen würden in Schwung zu kommen dann wäre,da wohl auch kaum Leistung abzugreifen, daher mache ichbmir da eher weniger Sorgen. Was für Rotoren werden denn das und wie groß sind sie - hast du da mal ein Bild?

vg

Schau hier rüber Max!
Forum/cf3/topic.php?p=54450#real54450
Bernhard hat gleichzeitig unter Vertikalläufer den Tread dazu eröffnet!

Hallo

Der Rückschlußring berechnet sich nach dem Magnetquerschnitt.
10 mm rund gleich 78,5 mm² .
Das Feld davon wird nach rechts und links zum Nachbarmagnet geleitet und teilt sich daher durch 2 auf.
Diese 39,25 mm² muß also der Rückschlußring haben, also 20 mm mal 2 mm reichen da .

Gruß Aloys.

Hallo Aloys,

vielen Dank für die Info, dann werde ich mich um die 2mm Ronde kümmern und in 120x80x2 bestellen.
Zwei Stück natürlich und die Rotoren entsprechend überarbeiten.

Gruß Bernhard

Danke Carl für den Hinweis auf meinen Gorlov Helical Thread.

Hallo Max,
vermutlich werden meine kleinen 130mm GHT keine 500W aufbringen, um die 50W Generatorleistung zu bringen.
Mir würden 105 dieser Leistung auch genügen.
Müßte ich dafür den Draht dünner wählen und mehr Wicklungen?
Dann nicht 4 Spulen in Reihe, sondern nur jeweils zwei und dann parallel ?

Gruß Bernhard

Der Rondenring ist nun integriert und das Rotordesign angepasst und optimiert

Hier sieht man den neuen Rotor oben und den alten unten.
Mit dem neuen Rotor habe ich 0,4mm mehr Luft im Spalt, die Versteifungen oben sind jetzt auf Magnetposition
und die unteren ausgehöhlten Bögen reduzieren das Gewicht des Rotors und sorgen gleichzeitig für Wind,
zum Kühlen der Spulen.

Mir gefällt der Rotor immer besser, vor allem kann ich diesen so auch an einem Stück drucken ohne Stützprofile.
Auch habe ich so ein Packende, um die Magneten zu setzen oder auch auszutauschen.

Gruß Bernhard

das habe ich grad mal dem anderen Threat entnommen.

Damit kriegste nichmal 5 Watt Rotorleistung hin. Bei Windgeschwindigkeiten die das Modell nicht absaufen lassen eher noch deutlich weniger.

Ich denke da hast du eine falsche Vorstellung davon was da an Ernte möglich ist.

In diesem Kleinstmaßstab werden die Profile auch nicht vernünftig laufen. Ohnehin sind es auftriebsläufer ujd wollen dann gut abgestimmt werden damit sie nicht über oder - unterfordert werden. Das ist bei diesem kleinen Maßstab kaum möglich. Würde daher sehr zu einem Widerstandsläufer wie Savonius oder c Rotor raten, die sind da deutlich unemofindlicher und kommen auch mit schlechter Anströmung zurecht...und dann geh mal von max. 1 Watt Leistung pro Rotor aus.

Vielleicht schockierend aber mehr wird da nich zu holen sein

vg
max

Hallo Bernhard,
hast Du das mal angeguckt
Forum/cf3/topic.php?t=4982
eine Reprapwindturbine auch aus einem 3D Drucker.
Werde ich mir bauen, habe aber noch Probleme mit der Genauigkeit meines Druckers.

Viele Grüße
Perser

Max sagt es schon dass das Boot im Hurrican vielleicht absaufen könnte, also gehen wir mal von einem gemütlicheren Szenario aus!

Es gibt da von Horst Chrome eine Tabelle die Dir den Energieinhalt bei 1m2 Rotorstellfläche zum Wind angibt in der die davon theoretisch mögliche und die real abgreifbare Leistung bei einem angenommenen Wirkungsgrad für mittelere Horizontalläufer angegeben ist bei verschiedenen Windgeschwindigkeiten.

Die ganze Tabelle hierher kopieren wäre etwas aufwendig deshalb nur die Daten für meistverbreitete mittlere Windgeschwindigkeiten in Deutschland die im Schnitt bei 3 - 4 m/sec Wind liegen können. Das wäre auch das Spaziergängerwetter bei dem man ein kleines Modellboot auf dem Wasser draußen noch spaßig betreiben kann.

Du kannst mit einem Vertikalläufer, der ja bauartbedingt weniger als ein Horizontaler leistet maximal etwa 3 Watt erzeugen, bei einer Windgeschwindigkeit von 3 m/sec und einer Rotorfläche zum Wind von 1 m2.

Wenn Du das auf die Maße Deines Rotors herunterrechnest werden Deine Erwartungen beim real Machbaren landen. Kein Problem, auch mit wenigen Milliwatt läßt sich was machen, Dein Projekt ist ja auch nicht auf größere Erträge ausgerichtet. Was Max zum Savonius oder anderen Vortriebsläufer sagt, indeed, bei wenig Wind hättest Du damit abgesichert dass sich praktisch immer was bewegt bei dann allerdings noch weniger Leistungsbeiwerten.

Die Vortriebsläufer haben bei Schnelllaufzahlen teils unter 1 relativ viel Drehmoment und laufen schon an "wenn der Wind noch gar nicht bläst".

Je nach Auslegung der Profile (niedrige SSL) müsste Dein Entwurf unbelastet auch schon bei spätestens 2 m/sec anlaufen. Dein geplanter Anstellwinkel wird Dir dabei helfen!

Ich gehe momentan nicht davon aus, das meine kleinen Turbinen die 50W aus dem Geni pressen werden.
1-5Watt reichen da völlig. Es soll eben nur funktionieren.
Natürlich interessiert es mich,was der Geni leisten kann, das kann ich ja mit einer Bohrmaschine testen.

Tabellen von Horizontalläufern, werden mir nicht helfen, da die Gorlov Vertikal Turbine anders funktioniert.
Hier wären Vertikaltabellen angebrachter.

Natürlich reizt mich momentan auch eine größere Turbine.Mal sehen wohin die Reise geht.

Wenn der Geni funktioniert muss ich sowieso die Spulenwindungen und den Drahtquerschnitt anpassen,
damit das Modell auch optimal arbeiten kann.

Gruß Bernhard

Das Dir die Tabelle nicht helfen kann stimmt so nicht weil egal ob Horizontal oder Vertikalläufer dort der Leistungsbeiwert der theoretisch aus dem Wind abfassbaren Energie auf 1 m2 Fläche zum Wind angegeben wird. Bei der vorliegenden Tabelle wird angegeben dass bei einem Wirkungsgrad von 29% (das wäre egal ob Horizontal oder Vertikal) bei 3 m/sec Wind auf 1 m2 Fläche zum Wind (Bei Dir H x B des Rotors) 5 W effektive Leistung möglich sind. Da Vertikalläufer weniger Wirkungsgrad haben müsstest Du bei Dir von etwa 3 W ausgehen, bei einer ROTORHÖHE VON 1 M UND BREITE VON 1 M !

Bei Dir käme dann rund 53 milliwatt raus! bei 3 m/sec Wind! Tut mir leid aber das reicht doch für bestimmte Anwendungen.

Hallo

Ich habe mal kurz überschlagen, das man bei 3 U/sek etwa 530 Windungen in reie braucht für 1 V , bei 4 Spulen also je 133 Windungen.
Für 12 V also ------
Kann das mal jemand nachrechnen ?
Das ist dann sehr dünner Draht mit hohem Wiederstand, aber ohne Elektronik, für ein paar Miliwatt = 0,00? .
Dicker Draht mit "fast ohne Spannung" ist keine Lösung.

Gruß Aloys.

Ich hab ja weiter oben den Scheibengeneratorrechner bemüht und kam auf folgende Ergebnisse.

Ich habe die Werte mal auf 3V/100Umin gesetzt, da kommen etwa 42W Generatorleistung raus mit 7,5A Ladeleistung.
Da sind vermutlich die 4 Spulen je Phase parallel. In Reihe hätte ich 12V und 7,5A:4= 12V/1,875A
117Windungen sind berechnet, ich komme real auf etwa 120-130 Windungen.

Diese Konfiguration werde ich auf jeden Fall testen mit einer Bohrmaschine als Antrieb.
Dann weiß ich, was bei Drehzahl x für eine Spannung Y heraus kommt.

Da sind ja so Faktoren wie Magnettyp N52 und Luftspalt stark unterschiedlich in der Auswirkung.
Mit dem neuen Rotordesign, wäre es möglich den Luftspalt um 0,4mm zu verkleinern.

Die Größe des Luftspalt zwischen den Magneten ist auch abhängig von der machbaren Rundlaufgenauigkeit.

Um dem Ganzen praktisch auf den Grund zu gehen, habe ich hier einen optischen Drehzahlmesser.
Damit kann ich dann mit angeschlossenem Volt- und Amperemeter eine Drehzahlkurve ermitteln.

Das sind dann keine Annahmen, sondern reale Daten für den Generator.

Über die Turbinen geht es im Turbinen-Thread weiter.

Gruß Bernhard