Schrittmotor bestmöglich ausnutzen

Ladeelektronik, Messgeräte, Steuerungen etc.

Re: Schrittmotor bestmöglich ausnutzen

Beitragvon M.Eng » Sa 14. Feb 2015, 12:02

Hallo Picowindmiller, Hallo Bernd,

erstmal vielen Dank für die ausführlichen Kommentare.

@Pico:
Dass das Aussuchen sehr wichtig ist habe ich auch bei meinem kleinen "Spielzeug" schon festgestellt. Dort ist die Unwucht sogar so extrem, dass der eine Flügel immer unten zum stehen kommt und das Anlaufmoment verhältnismäßig hoch treibt.
Spielt aber nicht so die Rolle, da der Standort auf dem Balkon nicht viel an Wind her gibt. Man merkt es aber bei jeder Böe deutlich, dass es wackelt wie ein Lämmerschwanz.
Das darf beim Großen, allein der Massen wegen, nicht passieren. Ich werde da ein Auge drauf haben.

Dass der Einfluss des Achsennahen Momentes sehr gering ist ist mir klar, trotzdem würde ich dies gern mitnehmen, in sofern haben in meinen Augen Bernd, ROWI und Enercon (*-*) recht.
Zumal es für mich optisch einfach schöner wirkt, wenn die Mitte nicht so leer ist. Wie man sieht habe ich einen sehr großen Spinner angefertigt, wenn der dann so verlassen in der Mitte ist sieht das sicher auch bescheiden aus. Ich werde mal Pappflügel anfertigen um eine optisch schöne Proportion zu finden und darauf aufbauend dann das beste rauszuholen.
Ich denke hier ist "so viel wie nötig, so wenig wie möglich" angebracht.

(Zu den oberen beiden Absätzen: Das ist mir grundsätzlich schon alles klar. Haben wir um Studium rauf und runter exerziert. Ich habe mir mal die alten Unterlagen rausgesucht. Grundsätzliche Gegebenheiten lassen sich da natürlich ableiten. Aber NACA-Profile berechnen und bewerten hat mit Rohrflügeln so garnierst zu tun, wie ich feststellen musste :-D
Hier helfen nur Erfahrungswerte, die ich leider noch nicht so vorweisen kann)

Da ich meine Flügel mittels M8 Schrauben fixieren will (mit kleinen Böcken, siehe kleines Windrad) muss ich erstmal schauen ob es einen stabilen Eindruck macht.
Je nach dem wie es sich dann im Trockenlauf verhält werde ich Alurohrverstärkungen hinzufügen oder eben nicht.
Einsammeln möchte ich nämlich nichts^^

@Bernd:

Genau so sehe ich das auch. Beim schnell und oft drehen habe ich nun ein Wenig Erfahrung. Beim "Sammeln" eben nicht, deswegen frage ich ja so viel ;-)
Ich will halt vermeiden, dass die Ganze Arbeit und die Kosten umsonst waren, weil es an der Flügelform/-Stellung scheitert.
Wäre schade drum.

In der Blattwurzelübrlegung gebe ich dir recht Hier macht viel Fläche sinn. Mann kann ja fast von SLZ=0 ausgehen in Achselnähe. Ist ja dann tatsächlich nur Widerstand.
D.h. viel Fläche und viel Winkel hilft viel. Aber muss eben auch optisch gefallen.
Ich Schuster mal was zurecht, dass ich für gutes Mittelmaß halte.

"Ich würde die Blattwurzeln so groß machen und so biegen das es nicht allzu scheisse aussieht." Gut gesagt :-)


Mal am Rande: Hält Glasfaser auf GFK-Rohr?


Hat jemand noch ne Bremsidee?
Gestern kam mir der Einfall eine zweite, kleinere Windfahne zu machen, die 90° zur eigentlichen steht und das Rad bei viel Wind sowohl aus dem seligen dreht und zusätzlich so beweglich gelagert ist, dass sie eine art Bremstein auf eine Bremsscheibe drückt. Ich mach da mal ne Prinzipskizze zu.

vG und schönes WE.

M.
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Re: Schrittmotor bestmöglich ausnutzen

Beitragvon M.Eng » Sa 14. Feb 2015, 12:18

So,

mal ganz fix zusammengeschossen: Nur eine grobe Skizze wie ich mir das Prinzip vorstelle.

Bildschirmfoto 2015-02-14 um 12.10.47.jpg
Bildschirmfoto 2015-02-14 um 12.10.47.jpg (168.95 KiB) 9833-mal betrachtet


Die Windfahne im 90° Winkel zur Windrichtung drückt den Bremsstein gegen die Scheibe. Nebenbei dreht sie das Rad ein Stück aus dem Wind (Pw sinkt).
(45° im Gleichgewichtsfall mit Hauptwindfahne)

Vorgespannt ist das ganze mit einer Feder, deren Rückhaltekraft erst ab einer bestimmten Windgeschwindigkeit überwunden wird.
Je stärker der Wind weht, desto Größer wird die Reibung zwischen Stein und Scheibe.

Was mir eben aufgefallen ist ist, dass die kleine "Bremsfahne" immer ein Stück weit dafür sorgen wird, dass das Rad nicht optimal im Wind steht....
Blöd!

Man könnte sie Ja auch Lotrecht statt Waagerecht anbringen. Dann kann sie Das Rad bei Sturm zwar nicht mehr aus dem Wind drehen, aber es steht bei Nenngeschwindigkeit immer optimal.
Und Parallel zum Mast würde das glaub gar nicht so mistig aussehen.

Meinungen?

vG

M.
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Re: Schrittmotor bestmöglich ausnutzen

Beitragvon Bernd » Sa 14. Feb 2015, 13:47

Ich denke das ist an sich eine gute Idee mit der "Luftdruck gesteuerten" Bremseinrichtung.
Vor allen weil diese reversibel wäre, das heisst bei nachlassenden Wind dreht das Windrad wieder frei.
Es wäre halt experimentell zu klären ob die erzielbare Bremswirkung ausreichend wäre bzw. hierfür die "Bremsfahne" nicht zu groß werden müsste.
Immerhin kann man sehr einfach mit der Hebelwirkung der Länge des Hebels mit dem die Bremsfahne wirkt, experimentieren.

Da kommt mir eine Idee....ich glaub ich erfinde gerade was. :)
Die notwendige "Bremsfahne" hast du ja schon, ohne es zu wissen, integiert.
Ich will damit sagen das im Betrieb des Windrades eine durch den Winddruck erzeugte nach hinten gerichtete Kraft versucht die ganze Konstruktion nach hinten zu verschieben.
Das Windrad selbst ist schon die nötige Fläche um Bremsdruck zu generieren.
Es muss "nur noch" verschiebbar gelagert werden.
Daraus lässt sich eine patentierbare Bremseinrichtung entwickeln. :)
(Ich meine das ernsthaft)
Mechanisch sicher ein bisschen anspruchsvoller aber dadurch auch viel eleganter gelöst.

Gewöhnlich werden DIY Horizontalwindräder oft mit einer seitlich angebrachten "aus dem Wind dreh" Fahne seitlich verschwenkt.
Oder das Windrad wird seitlich versetzt auf dem Masten gelagert und erhält eine bei einem bestimmten Druck abknickende Windfahne.
So hat es auch mein Nachbar vor.

Eine manuell, z.B. vor einem angesagten Orkan, zu aktivierende Bremseinrichtung macht auch immer Sinn.
Im einfachsten Falle bedeutet das Festbinden des Rotors.


Grüsse

Bernd
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Re: Schrittmotor bestmöglich ausnutzen

Beitragvon M.Eng » Sa 14. Feb 2015, 13:51

Hey,
das mit der "Ausschwenkbaren" kennt man ja von den sog. Westeinrädern. die haben das sehr oft.
Sieht aber in meinen Augen scheiße aus und wirkt halt auch im Nennbetrieb negativ. Fällt daher für mich raus.

Aber mit der vom Windrad an sich erzeugten Kraft hast du recht.

Man konnte die Konstruktion ja kippbar auf dem Vertikalen Lager lagern, so dass sich die Konstruktion minimal nach hinten neigen kann.
Durch die Dickbewegung und die dabei auftretende Verschiebung kann man auch Reibung erzeugen (ähnlich dem stein der an die Scheibe gedrückt wird).

Aber ich denke das bringt sehr leicht Instabilität in das ganze. und das an einer stelle an der man es wenig gebrauchen kann....

Aber die Grundidee ist gut.
Werd ich mal drüber nach trinken....

vG

M.
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Re: Schrittmotor bestmöglich ausnutzen

Beitragvon Bernd » Sa 14. Feb 2015, 13:54

Werd ich mal drüber nach trinken....

LOL ... Prost


Bernd
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Re: Schrittmotor bestmöglich ausnutzen

Beitragvon M.Eng » Sa 14. Feb 2015, 14:08

Du wirst lachen,

da kommen die besten Ideen xD


Mal noch eine Idee zum diskutieren, die ich hatte:

Windfahnen sehen scheiße aus. Sind quasi notwendiges übel.
Ich hatte überlegt die Windnachführung über einen Motor zu machen, der über ein Zahnrad einen Zahnkranz am der Lagerung am Mast bewegt (so dass er die Gondel drehen kann).
Ich hoff man versteht was ich mein. Quasi elektromechanisch.

Die Info für den Motor, wann er, wie weit, in welche Richtung muss hätte ich über die Spannug geregelt.
D.h. positive Spannung rechts rum, negative links rum. Je größer die Spannung, desto schneller, stimmt die Ausrichtung: keine Spannung. klar.

Die Spannung hätte ich über 2 Potis generiert.
Neben dem Windrad (Auf dem angrenzenden dach) hätte ich einen kleinen windrichtungsmesser installiert, der auf seiner Drehachse zwei Potis hat.
Das eine (Spannung +) hat einen drehweg von 0 - 180°.
Das andere (Invertierte Spannung -) hat einen Drehweg von 0 - -180°.

Die Spannung, die an den Posts anliegt (dauerhaft aus Netz oder idealer aus akku) wird dann verstärkt und auf den Motor am Mast gegeben.

So kommt aus dem Windrichtungsmesser immer eine Spannung, die abhängig von dessen Lage zur Windrichtung ist und verstärkt auf die Goldel des Rades übertragen wird.

Was hältst du (ihr) davon?

vG

M.
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Re: Schrittmotor bestmöglich ausnutzen

Beitragvon Bernd » Sa 14. Feb 2015, 15:07

Es gibt auch Konstruktionen die sich selbst und ohne Windfahne ausrichten.
Dabei läuft der Repeller nicht vor sondern hinter dem Masten.
Somit ist das Windrad selbst die Windfahne und benötigt dann keine zusätzliche Windfahne mehr.

Elektrisch werden ja auch die "Großen" verstellt.
Das kann man natürlich so machen aber die ganze Verstellung sollte nicht den Großteil der erzeugten Energie
gleich wieder für das Verstellen schlucken, was ich befürchte.
Übrigens könnte man das Windrad bei viel Wind auf diese Weise auch gut aus dem Wind drehen können wenn die Windrichtung einigermassen konstant wäre.
Konstant ist in der häuslichen Umgebung aber meist nicht so sehr der Fall.

Ich habe meine Geistesblitze unter der Dusche und beim Autofahren.


Grüsse

Bernd
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Re: Schrittmotor bestmöglich ausnutzen

Beitragvon M.Eng » Sa 14. Feb 2015, 15:18

Jop, hab ich schon gesehen.

Mein Vater und ich haben seiner Zeit einen Doppelrotor gebaut. Quasi einer links und einer rechts von der Lagerung, Überstrichene Flächen parallel, gegenläufig drehend.
Der richtet sich auch eigenständig aus. Warum das funktioniert ist mir bis heute ein Rätsel :-D

Allerdings ist die Ausrichtung bei diesen "Leeläufern" (so nenne ich es mal) nicht optimal und sehr zappelig, was ich so gesehen habe.

Das ging mit auch durch den Kopf. Man müsste die Spannungsversorgung dafür dann schon Netzseitig machen, oder, was ich preferieren würde: Eine Solarzelle mit extra Akku, der für die Windnachführung Energie speichert ;-)
Nicht ganz homogen, aber immerhin vollständig regenerativ.

werde ich wohl auf Grund der Komplexität nicht umsetzen, aber der Gedanke, dass dann alles so clean aussieht gefiel mit sehr ;-)

Ja das meinte ich doch: betrunken auto fahren :-D
Nein Spaß beiseite. Nicht lustig. Böser M.

vG

selbiger
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Re: Schrittmotor bestmöglich ausnutzen

Beitragvon M.Eng » Mo 23. Feb 2015, 12:52

Moin zusammen,

ich habe grad meinen bestellten DC/DC-Wandler ausprobiert.
Hammer Teil. Begint ab 2,8V Eingang 13,8V (einstellbar) hinten raus zu geben.
Die 2,8 erreiche ich ab einer Drehzahl von etwa 45/min.
Wenn der Strom dabei dann ziemlich gering ist ist das dem Akku ja egal, oder? Geladen wird trotzdem, wenn auch langsam?!
Muss da nochmal ne Drehzahlabhängige Messreihe machen, bin ich bisher nicht zu gekommen.

Der Plan ist jetzt Quasi: Generator, Gleichrichter, DC/DC-Wandler, Laderegler, Akku.
Muss nur noch einen Laderegler finden, der ab ganz geringen Strömen schon lädt und gleich einen Tiefenentladeschutz hat.
Hatte mir den hier ausgesucht:

http://www.conrad.de/ce/de/product/1111 ... 23115019:s

Kann man das einfach so schalten? Müsste doch so passen, oder?

vG

M.
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Re: Schrittmotor bestmöglich ausnutzen

Beitragvon M.Eng » Di 24. Feb 2015, 19:35

Hey zusammen,

hab heut mal die o.g. Combo ausprobiert.
Klappt wie vermutet.

Problem: Wenn ich den Strom messen will wird der geni auf einmal total schwergängig.
Ist das durch den Innenwiderstand des Messgerätes?
Und tritt das mit dem Laderegler samt Akku auch auf?
Weil so schwer wie es dann ging sehe ich schwarz für ein Laufen bei dem Wind hier -.-

vG

M.
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