50cm C- Rotor Prototyp

[gelöscht]

Moin,

ich bin neu hier und lese seit einer Weile mit.
Zum Thema Nabendynamos kann ich ein wenig beitragen. Die Wirkungsgrade der Shimanos und Srams haben sich in den neueren Varianten denen der SONs stark angenähert. SON Dynamos haben eine dauerhafte Lagerung mit Rillenkugellagern, und als einzige ein System zum Druckausgleich für den Innenraum, um nicht bei Temperaturwechseln Feuchtigkeit einzusaugen.
Ein im Vertikalwindrad eingesetzter Dynamo könnte evtl. eingedrungene Feuchtigkeit auch durch eine kleine Bohrung herausschleudern.
Die SONs sind auch auf geringe Leerlaufverluste und geringes Gewicht hin optimiert - das wird beim Windgenerator ja nicht gebraucht.
Auf der Seite des Herstellers (nabendynamo.de) gibt es im Servicebereich eine Linkseite, wobei insbesondere der Link zu Aktiv Radfahren (ar_01-02_2009.pdf) die hier wichtigen Fragen behandelt.
Zur allgemeinen Effektivitätssteigerung möchte ich den Einsatz eines "Mosfet-Gleichrichters" (Suchbegriff) vorschlagen, der im IBC-Mountainbikeforum seit Jahren erfolgreich eingesetzt wird. Im Original-Layout ist er etwa daumennagelgroß und enthält zwei IRF 7319. Der minimale Spannungsabfall macht ihn zum idealen Gleichrichter für die kleinen Generatoren.
Der Erfinder hat später den Einsatz von Überspannungsschutzdioden mit 16V vorgeschlagen, weil er sich wegen der hohen Leerlaufspannungen Sorgen um die Bauteile machte.

Gruß, RvR

[jb79]

Hallo und willkommen bei uns!
Das mit dem Loch auf der Seite hört sich nach einer recht guten Idee an, denke man müßte mit 2-3 kleinen Löchern auskommen, am besten im unteren Bereich des Generators weil eindringende Feuchtigkeit ja nach unten laufen wird.

Zum Mosfet-Gleichrichter: darüber haben wir auch schon nachgedacht (sogar eine Deluxe Variante mit gesteuerten Mosfets), fürs erste bleiben wir aber bei einem Spannungsverdoppler bzw. Gleichrichterbrücken aus Schottky Dioden, weil die auch bei höheren Drehzahlen und damit höheren Spannungen arbeiten.
Angedacht ist bei uns dann ein Step-Down Wandler (DC/DC) mit dem man eventuell (wurde noch nicht getestet) noch mehr Leistung aus dem Nabendynamo holen kann. Der DC/DC Wandler kann nämlich eine hohe Spannung mit kleinem Strom zu einer niedrigen Spannung (z.B. zur Akkuladung) bei hohem Strom machen. Vom Prinzip her arbeitet er wie ein PC Netzteil nur etwas kleiner. Die Theorie zu dem Thema findest du hier.

[Carl von Canstein]

Normalerweise darf ueberhaupt garnicht erst Wasser in den Nabendynamo eindringen, zu diesem Zweck eignet sich auch eine ausreichende oben ueber der Drehachse angebrachte Regenschutzkappe.
Dennoch will ich nicht behaupten, dass eine Bohrung keinen Sinn macht. Aehnlich wie bei den Bohrungen im Fahrradrahmen kann sovielleicht auch Kondenswasser entweichen, welches sich im Dynamo bei Temperaturwechseln und entsprechender Luftfeuchtigkeit bilden koennte. Bei Waerme verdampfender Wasserdampf steigt allerdings auf, was insofern auch eine Bohrung im oberen Bereich nahelegen koennte.
An und fuer sich sind die Nabendynamos doch recht gut gegen Wasser geschuetzt und sollten nur im Extremfall Wasser aufnehmen koennen, z.B. wenn man das erwaermte Rad bis ueber die Nabe richtig in kaltes Wasser eintaucht. Das geschieht beim Mountainbiking sicherlich manchmal, normalerweise aber nicht bei unserem Windrad. Allerdings muss ich zugeben, dass ich kein Experte dafuer bin und mich darin irren kann.
Ich selber wuerde da normalerweise garnichts veraendern.
Gruss, Carl

[jb79]

Beim Rad kann normalerweise ja kein Wasser eindringen außer man taucht bis über die Nabe in Wasser, bei unseren Windrädern steht die Achse ja vertikal, da kann Regen dann an die Seite dran, die normalerweise vertikal steht. Eine Abdeckkappe zu bauen dürfte aber auch kein großes Problem sein.

[Bernd]

Ich glabue ihr vergesst das der Nabendynamo einiges an Luft im Inneren enthält,
und diese zieht sich bei Abkühlung zusammen und zieht dann Luft von aussen
durch die Lager ins Innere. Stehen nun Regentropfen auf dem Dichtring, dann kann
es sein das diese mit dem Unterdruck ins Innere gesaugt werden.
Das fatale ist das dieser Effekt gerne bei heissen Wetter auftritt wenn Regen
das Gehäuse plötzlich stark abkühlt. Ist nicht nur beim Dynamo so, auch andere
"Außengehäuse" sind davon betroffen.

Grüsse

Bernd

[jb79]

Ein Grund mehr, das eine oder andere winzige Loch an den schon genannten Stellen anzubringen damit eine automatische Entwässerung gewährleistet ist.
Eigentlich alles logisch wenn man mal näher drüber nachdenkt, aber wer denkt schon bei einem Windrad daran, daß thermodynamische Vorgänge wie Ausdehnung von heißer Luft und plötzlichen Regen zu Feuchtigkeit im Generator führen können.

[gelöscht]

Hallo zusammen!

Das ist in der Tat so, im Fahrradbetrieb kommt nicht selten Wasser hinein, von ein paar Tropfen bis zum halbvollen Gehäuse habe ich schon einiges gesehen. Und die Dynamos waren nicht in Mountainbikes verbaut.

Ich wollte eigentlich ein paar Punkte aufzählen, die den SON teurer machen als die günstige Konkurrenz. Und der Druckausgleich sowie die geringen Leerlaufverluste gehören dazu, rechtfertigen aber für's Windrad nicht den erheblichen Mehrpreis.
Das mit der eindringenden Feuchtigkeit sollte man nicht zu hoch hängen, am Windrad ist ein Austausch ja nicht aufwendig, wenn man das bei der Konstruktion schon berücksichtigt. Auch eine oben angebrachte Kappe, wie von Carl vorgeschlagen, sollte wirksam verhindern, daß überhaupt Wasser auf einem Dichtspalt stehenbleibt.

Gruß, RvR

[Andre]

Hallo Robert,

auch von mir ein herzliches Willkommen .

Leider hatte ich noch keine Zeit deine Links zu studieren, werde ich aber noch nacholen.
Was "Wasserschäden" und Gleichrichtung betriftt bin ich nicht der Experte, letzteres deckt bei uns der Jürgen und Bernd
sehr gut ab, sind aber für jeden Vorschlag dankbar.
Was ich allerdings für sehr wichtig erachte sind eben die geringen Leerlaufverluste. Sind dieses beim SON
ausschließlich auf die Lagerung mit Rillenkugellagern zurückzuführen, oder ist da beim Grundsatz was anders
gemacht (Stichwort eisenloser Generator) ? Vielleicht hast du da ja noch die eine oder andere Information für uns.

Wenn doch der SON nicht so irre teuer wäre ...

Gruss
Andre

[gelöscht]

Hallo Andre,

Danke! Zum SON: Bin leider kein echter Insider, auch wenn ich schon lange an dem Thema interessiert bin.
Eisenlos sind die Klauenpolgeneratoren ja nie. Schmidt war der erste, der die Klauen aus mehrlagigem Trafoblech und den Spulenkern aus gerolltem Blech gefertigt hat. Da war die Konkurrenz noch bei einlagigem dickem Blech, hat mittlerweile aber nachgezogen. Der Innenwiderstand des Schmidt ist geringer, weil die für den StVZO-gerechten Spannungsverlauf nötigen Windungen mit geringerer Drahtlänge realisiert werden. Da ist die Spule breiter und dünner, entsprechend sind die Klauen halt länger. Ein Schnittbild gibt's hier.
Die Lagerung spielt sicher eine Rolle, aber auch bei Präzisionskugellagern und einer präzise gefertigten Achse ist das Optimierungspotenzial nicht groß. Was allerdings bei den einfachen Shimanos häufig auftritt, sind zu stramm eingestellte Lager. Insbesondere bei einer Schnellspannerbefestigung (der Spanner geht durch die Hohlachse) können die Lager weiter zusammengezogen werden.
Von SRAM gibt es mehrere Modelle mit Rillenkugellagern (aber, wenn ich richtig informiert bin, auch mindestens eins mit Konuslagern). Die gehen in einem bekannten Auktionshaus teils für einstellige Beträge weg. In einem Test, ich weiß nicht mehr wo, wurde einem Sram ein erhöhter Leerlaufwiderstand, aber ein niedriger Widerstand unter Last bescheinigt. Das ist doch ideal für einen Windgenerator. Diese Werte müssen durch die elektrische Auslegung zustandekommen; leider habe ich noch keinen SRAM von innen gesehen. Nur von 36 Magnetpolen beim Topmodell statt der sonst verwendeten 26 bzw. 28 habe ich gelesen.

Gruß, RvR

[Kyrill]

Hm, das Schnittbild des SON macht mich neugierig, wenn man so ein Ding nachbauen würde, nur etwas größer und vielleicht mehr oder stärkere Magnete verwenden und dann auch Platz für eine angepasste Mittelspule wäre, hätte ich den Eindruck, dass da doch ein ganz passabler Generator für Windanlagen bei rauskommen müßte oder irre ich? Wo seht ihr das Problem? Mal abgesehen von den vielen Drehteilen... Rein elektromechanisch und magnettechnisch betrachtet (Hoffe die Begriffe treffen das was ich meine). Lohnt so ein Projekt?

Gruß Peter

PS: Ich wickle lieber eine Spule als 30...