herbk hat geschrieben:Hi Wolfgang,
für den Geni bist Du im Moment vollkommen auf der falschen Fährte.... ließ dich mal noch ein wenig durch's Geni Forum.
Möchtest Du Dein Windrad deutlich vergrößern? Wenn nein: im Moment hast Du etwa 1m°2 Windradfläche, was (sehr optimistsch geschätzt) bei 10m/s Wind eine Ernte von 100W ermöglicht.
Mehr muss Der Geni den Du anbaust auch nicht bringen - Energie die nicht im Wind stekt kann man auch nicht ernten.
Du denkst irgendwo an 26 bis 30mm Luftspalt - das ist absolut daneben. Der Luftspalt muss immer so knapp wie möglich gehalten werden. Je größer der Luftspalt, desto stärker müssen die Magnete sein damit überhaupt noch ein wenig Magnetfluss da ist.
Die Spulen überlapperei ist bringt in dieser Leistungsklasse außer vieeeel Aufwand gar nichts. zumindet nichts was Du mit einem "richtigen" Dualscheibengeni mit viel weniger Aufwand erreichen kannst.
Für was hast Du die Eisenstücke in die Spulenlöcher gepackt? Die sind der Hauptgrund (denke ich) dass das Teil erst so spät anläuft..
Für einen 100W bei 200U/min Geni braucht man nicht so viel. 40x10x5er Neos kosten (ab 25 Stk) 1,2 Euros das Stück, damit, und einem vernünftigen Geniaufbau, sollten sich die 100W bei 10m/s Wind weit kostengünstiger machen lassen als mit dem was Du oben gezeigt hast.
Hallo Herbert,
die Vergrößerung ist von jetzt D=81cm und H=96cm auf D=95cm und H=120cm. Da ich 15mm hohe Magnete N45 einsetzen möchte,könnte der Luftspalt 2-fache Magnethöhe betragen. Aus dem Kleinwindanlagen-Forum (kwaf) zitiert:
Betreff: Auszüge aus: Einige Tests zum Scheibengenerator - Gepostet: 27.06.2009 - 19:04 Uhr
… Je hochohmiger der Generator ist, desto mehr bedarf es seiner Kühlung …
Um den Innenwiderstand möglichst klein zu halten gibt es mehrere Möglichkeiten:
1. Dicken Wickeldraht verwenden (bei sonst gleicher Anzahl der Spulen und Windungen)
2. Polzahl erhöhen ( erfordert weniger Kupfermasse )
3. Dreieck-Schaltung verwenden (mehr Windungen und dickerer Draht)
Alle diese Aspekte haben den Nachteil, dass sie entweder den Durchmesser der Generators stark vergrößern (ebenso wie die Herabsenkung der Ladebeginndrehzahl je nach SLZ) und /oder einen recht großen Luftspalt zwischen den Magneten erfordern.
Vor allem die Sache mit dem Luftspalt hat mir keine Ruhe gelassen.
Da kamen mir verschiedene Faustformeln und Tipps zu Ohren die ich nun auf ihren Wahrheitsgrad untersucht habe:
1. Möglichst starke Magnete verwenden und diese möglichst dicht zusammen (kleiner Luftspalt)
2. Luftspalt zwischen den Magneten der Rotorplatten soll nicht größer sein als Magnetdicke + 20%
3. Luftspaltoptimum liegt im Bereich der doppelten Magnetdicke
Vor allem Punkt 3 scheint utopisch. Bei Magneten mit einer Höhe von 1,5 cm ergäbe das demnach einen Luftspalt von 3 cm! den man als Optimum betrachten solle. Dazu habe ich einige Simulationen durchgeführt in denen ich einen Teil des geplanten Scheibengenerators in einem entsprechenden Simulationsprogramm aufgezeichnet und die Flussdichten zwischen den Magneten bei verschiedenen Abständen gemessen habe.
Im Bild unten kann man den Versuchsaufbau des Beispieles erkennen. Die Magnete haben die Abmaße LxBxH= 4cm x 4cm x 1,5cm.
Die Eisenscheiben auf denen die Magnete (N52) angeordnet sind haben eine Stärke von 10mm.
Der Abstand zwischen den einzelnen Magneten entspricht hier ihrer Breite, also ebenfalls 4 cm.
Ich habe nun mit einem Luftspalt von 45! mm begonnen und ihn in 5mm Schritten verringert wobei ich die Flussdichten notiert habe. Das Ergebnis stellt sich wie folgt dar:
Luftspalt ( mm ) Flussdichte ( T )
45.................................0,45
35.................................0,53
30.................................0,7
25.................................0,8
20.................................0,88
15.................................0,93
10.................................0,96
5..................................1,0
Hier lässt sich nun leicht erkennen was auch mir vorher so nicht bewusst war:
Doppelte Magnetdicke bzw. halbe Luftspaltbreite heißt NICHT doppelte Flussdichte. Je näher man die Magnete zusammenrückt, desto (wesentlich) überproportional geringer wird also der für die Einbringung der Wicklungen zur Verfügung stehende Luftspalt im Verhältnis zur nur schwach ansteigenden Flussdichte.
Es ist also in vielen Fällen unnötig, extrem dicke und damit teure Magnete zu verwenden wenn der Luftspalt ohnehin sehr klein bleiben soll (da z.B. bei hohen SLZ nicht derartig viel benötigt wird).
Stattdessen ist es meiner Meinung nach sinnvoller, den Luftspalt relativ groß zu halten und dafür dickeren Draht zu verwenden um den oben genannten Innenwiderstand möglichst klein zu halten.
In diesem Beispiel liegt das Optimum meiner Meinung nach zwischen 35 und 30 mm Spaltbreite. Bei unter 25 mm Breite wird das Verhältnis von Flussdichtenerhöhung zu Luftspaltverringerung bereits recht ungünstig (uneffektiv). Bei über 35 mm Luftspalt entspricht dieser schon fast dem Abstand der Magnete auf einer Rotorscheibe und in der Simulation konnte man klar erkennen, dass ein Teil der Feldlinien zwischen 2 benachbarten Magneten auf ein und derselben Rotorscheibe verlief. Da Ergebnis ist eine dadurch verringerte Flussdichte zwischen den Magneten zweier gegenüberliegender Rotorscheiben- also sehr ungünstig.
Bei 35 mm Abstand konnte man außerdem schon ansatzweise erkennen, dass die Flussdichte zwischen den Magneten nicht mehr einheitlich war und zur Mitte hin abnahm. Auch das ist sicherlich nicht günstig.
Darum empfinde ich in diesem Beispiel 30 mm Luftspalt als die beste Größe, womit sich die 3. oben genannte Faustformel zu bestätigen scheint.
Gruß Max
hat o.g. keine Gültigkeit mehr?
Die Eisenstücke habe ich zur Leistungsverbesserung des Ferritgenis in die Spulenlöcher gepackt, nach zulesen im kwaf (Zitat):
Betreff: Doch bisschen Eisen ? insbes. für Widerstandsläufer - Gepostet: 11.10.2011 - 22:16 Uhr
Betreff: Sonderbare Polverhältnisse – Gepostet: 09.12.2012 – 23:32 Uhr
… Ferrit-Anwendungen werden eigentlich nur mit Eisen sinnvoll.
Grüße vom Windfried
Die Eisenstücke waren nicht die Hauptursache für das späte Anlaufen, sondern die zu straffe Spannrolle und der zu steife Rippenriemen, denn ohne die Übersetzung läuft die Anlage aus dem Stand bei 1,2ms Wind an und einmal in Rotation tritt auch bei 0,5 ms kein Stillstand ein. Das Rastmoment ist kaum bemerkbar.
MfG
