alternative Drehstromgleichrichtung

[andreas]

Hallo Allerseits,

nachdem mein mechanisch gründlich umgebauter Drehstromgenerator nun wieder als funktionsfähiges Stück vorliegt, war mir die Spannung mit der neuen, gefädelten Wicklung etwas zu gering für den Alltagsbetrieb. Daher habe ich auf die klassische B6-Gleichrichtung verzichtet und alle Phasen getrennt betrieben. Da ich alle Spulenanschlüsse separat heraus geführt hatte, war der Umbau von Sternschaltung auf Einzelphasen kein Problem. Damit hat der Generator nun leider sechs Anschlussleitungen und das gibt meine dreiadrige Verkabelung nicht her. Also musste ein Mehrfach-Gleichrichter in den Generator eingebaut werden. Er besteht aus 12 Schottky-Dioden und drei großen Elkos. Jede Phase wird einzeln gleichgerichtet und gepuffert, dann sind die drei Gleichspannungen in Reihe geschaltet. Somit kommt genug Gleichspannung aus dem Drehstromgenerator raus. Damit funktioniert allerdings meine Drehzahlmessung nicht mehr. Sie griff vorher eine Phase vor der Gleichrichtung ab und fütterte einen Lm2907 damit. Um diesem Umstand abzuhelfen, habe ich über die dritte (nun unbenutzte) Ader der Zuleitung einen Phasenanschluss geführt. Dort kann ich den Drehzahlmesser anklemmen und er spielt wie bisher.

Bei einigen Trocken-Tests mit manuellem Antrieb ohne Last liefert die Schaltung um 4,3 V bei 100 U/min. Das ist nun wieder ausreichend, um meine Wandler-Schaltung mit Leistungsanpassung in einem gesunden Arbeitsbereich zu betreiben. Das kleine Horizontal-Windrad bringt ohnehin erst bei höheren Drehzahlen Leistung, welche aber schon bei geringen Windstärken erreicht werden. Die Belastung des Generators bleibt nahezu gleich, auch die Gleichförmigkeit der Belastung gegenüber dem dreiphasigen Betrieb ist unverändert. Das schon früher aufgefallene "Singen" des Generators bei Last ist nach wie vor gegeben, schon im manuellen Antrieb bei wenigen hundert U/min zu hören. Immerhin drehen 16 Magnetpole pro Umdrehung an den Spulen vorbei, das ist akustisch nicht zu verachten. Später läuft das Ding viel weiter weg vom Ohr als im Schraubstock, da ist es nicht mehr so auffällig.

Auf diese einfach Art bekomme ich die Spannung etwas höher, was mir aber den maximalen Strom herunter bringt. Da der Strom hier kein Problem war, bekomme ich auf diese Art die Zuleitungsverluste und den Ladebeginn herunter.

MfG. Andreas

[Bernd]

Dein Beispiel zeigt schön einen weiteren Vorteil von mehrphasigen Generatoren gegenüber einem einphasigen System,
nämlich die Option die drei Phasen in unterschiedlicher Weise zu verschalten und somit die erzeugte Spannungshöhe den
Erfordernissen in einem bestimmten Bereich anzupassen. Gerade bei Eigenbauten, bei denen das Ergebnis vor dem Bau
doch meist nicht so 100% fest steht, ist das ein nicht zu verachtender Vorteil.

So wie ich das verstanden habe fliesst der Strom des Generators jetzt nur noch über zwei Drähte vom Generator weg.
Eigentlich sollte das die Verluste gegenüber einer dreiadrigen Ableitung erhöhen anstatt die Transportverluste zu senken ?

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo,

nicht unbedingt,wenn die zwei Drähte ein Querschnitt von min.6mm^2 haben Länge von 20m (20m*2 weil 2Drähte)dann ist Verlust bei z.B. 15V und 4A Strom 0,47V und das ist dann 1,9W in Zuleitung.
Querschnit ist bei Gleichstrom A und O.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

?? Die Drähte sind doch die gleichen wie zuvor, nur das von dem dreiadrigen Kabel jetzt nur noch zwei Adern
für den Stromtransport genutzt werden. Es steht also ein kleinerer Gesamtquerschnitt zur Verfügung.
Darum geht es ja gerade, im gleichen Kabel werden nur noch 2 statt drei Drähte genutzt.

Grüsse

Bernd

[cordopc]

Hallo,
vor der gleichen Überlegung habe ich auch mal gestanden...Drehstromgleichrichter in der Nähe des Windrades oder in 25m Entfernung am Laderegler bzw. Batterie.
Vorhanden war eine 3adr. Zuleitung. So wie Bernd schon sagt...bei gleichem Querschnitt ist eine 2adrige "Gleichstromverbindung" wesentlich verlustreicher als eine "Drehstromübertragung". Selbst dann wenn man die dritte Ader noch hinzunimmt, um für eine Richtung den Querschnitt zu verstärken, ist es immer noch schlechter als eine echt 3adrige Verbindung.
Diese Versuche haben mich dann sehr schnell eines Besseren belehrt.
lg
Klaus

[Bernd]

Ich denke Andreas kalkuliert vermutlich so:
Er erreicht durch die neu verwendete Reihenschaltung der Phasen eine höhere Spannung und das
führt wiederum dazu das er für die Übertragung der gleichen Leistung einen kleineren Strom verwenden kann.

Der Strom müsste um ein Drittel geringer ausfallen, dann wären die Leitungsverluste wieder gleich hoch.

Grüsse

Bernd

[andreas]

Hallo Bernd,

diese Vermutung ist richtig. Durch die höhere Spannung ist bei gleicher Leistung der Strom geringer und daher auch der Spannungsabfall auf der Zuleitung recht gering. Als Folge ist die nutzbare Leistung etwas höher.

MfG. Andreas

[Bernd]

Ich grüble über die Spannungshöhe wenn man 3 phasenversetze Spannung in Reihe schaltet.
Ich schätze mal das die Gesamtspannung der Verdreifachung der Einzelspannung entspricht mal
dem Verkettungsfaktor, entsprechend der Anzahl der Phasen.

Wenn das stimmt dann würden aus z.B. 5 Volt eines einzelnen Phasenstrangs :

5 Volt * 3 * 1,73 = 26 Volt. (Gleichrichterverluste aussen vor gelassen)


Genauer weiss ich es für die Sternschaltung.
Hier steigt die Gesamtspannung gegenüber einem einzelnen Phasenstrang um den Faktor 1,41 * 1,73 an.
Aus 5 Volt eines einzelnen Phasenstrangs werden in Sternschaltung:

5 * 1,41 * 1,73 = 12,2 Volt

12,2 Volt zu 26 Volt hört sich ziemlich viel an. Habe ich mich verrechnet ?

Hast du das mal messtechnisch kontrolliert Andreas ?

Grüsse

Bernd

[andreas]

Hallo Bernd,

viele Messungen habe ich nicht gemacht. Die normale Drehstromgleichrichtung brachte 10 V bei 330 U/min am selben Generator. Die jetzige Spannungslage ist etwas besser. Weiteres wird die Praxis im Wind zeigen.

MfG. Andreas

[Ekofun]

Hallo Berd,Andreas,

habe heute das getestet,zuerst Sternschaltung dann mit einzel Fasen und dann in Reihe.

Test-Sternsch.

245 U/min 11,7V unbelastet - 193 U/min 2A Kurzschlußstrom

Über drei Brüken dann in Reihe:
217 U/min 11,9V unbelastet - 218 U/min 1,83A Krzschlußstrom

Habe deutlich größere Spanung erwartet 28 U/min weniger ist keine nennenswerte Ergebnis.

Grüße

Ekofun