Generator / Teststand

[Manfred]

Hallo,

nun ist das Netzteil on hand. Die Testanlage erst einmal provisorisch zusammen gebaut, es funktioniert alles ohne Rauchsignale. Sollte sich dieser Teststand bewähren, dann bastele ich noch einen Modellschaltschrank mit Instrumenten, Schaltern u.sw., damit es so ein richtiges amtlichliches Aussehen bekommt.

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Die Herstellerbeschreibung für die einzelnen Bauteilgruppen sind so gut geworden, das man mit der Logik, ohne tieferes Wissen der Elektronik, alles zusammenstellen kann. Die Drehzahlregelung lässt sich mit einer Genauigkeit von 1-3 U/min einstellen.
Hier nun die ersten Messergenisse. Wie sinnvoll diese Ergebnisse für eine Generatorbewertung sind habe ich erstmal außen vor gelassen. Die Drehmomentmessungen mache ich nach meinem Mittagsschläfchen.

Testdaten Nr.1.png (10.94 KiB) 9138-mal betrachtet

Grüße
Manfred

[Manfred]

Hallo,

die ersten Ergebnisse der Drehmomentmessung. Die Ergebnisse sind schwankend, die Bremsbuchse erwärmt sich und dadurch ist die Bremslast durch die Materialausdehnung nicht konstant. Diese Methode mit dem Stock ist für eine Messung o.k. So muss ich zwischen den einzelnen Messungen die Buchse abkühlen lassen. Dadurch wird die Wirkungsgradermittelung zweifelhaft.

Testdaten Nr.2.png (13.48 KiB) 9114-mal betrachtet

Grüße
Manfred

[Bernd]

Hallo Manfred,
was ich deinen Messwerten auf die Schnelle entnehme ist das man deinen Generator mit nicht mal 2 Watt auf
1000 U/min im Leerlauf halten kann. Das bedeutet das er sehr geringe Leerlaufverluste aufweist, genau so wie man es
bei einer eisenlosen Konstruktion erwartet.

Bitte erläutere doch mal deine Drehmomentmessung. Ich habe keine Vorstellung wie du das genau machst.

Grüsse

Bernd

[Manfred]

Hallo Bernd,

Bitte erläutere doch mal deine Drehmomentmessung. Ich habe keine Vorstellung wie du das genau machst.

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die Bilder zeigen den mechanischen Aufbau der Wellenbremse. Die Bremskraft wird über den Hebel auf die Waage übertragen.
Die Hebelverlängerung nach links ist für das Gleichgewicht in der Messanordnung zuständig.
Drehmoment = Kraft X mal wirksame Hebellänge

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Mit den Muttern erzeuge ich durch Anziehen eine Bremskraft X, die auf die Welle wirkt. Der Hebel bringt diese Kraft auf die Waage. Diese Anordnung passt auf die Generatorwelle und die Motorwelle. Ohne Verstellung der Bremskraft kann ich nun den Motor allein und durch ankuppeln des Generators das gesamte System messen.

Testdaten Nr.5.png (4.38 KiB) 9092-mal betrachtet

Der ganze Messaufbau ist falsch und die Daten natürlich auch. Neue Daten mit dem richtigen Messaufbau folgen. mfg Manfred

Von Hand gedreht läuft der Generator sehr leicht. Aber wie die Messungen zeigen sind doch einige Verluste vorhanden. Da sind z.Bsp. die Lagerreibung. Die Spulen bleiben kalt, ich vermute das Wirbelströme für die Verluste eine Rolle spielen. Die Schwankungen in der Messreihe sind durch Erwärmung der Messingbuchse zu erklären. Bei einer längeren Laufzeit wird die Welle und die Buchse sehr warm und das Drehmoment steigt durch die eröhte Reibung an. Fazit; Pausen zwischen den Messungen zur Abkühlung einlegen.
Es war mir ein interessantes Experiment, wenn ich es könnte kann ich nun die erforderliche Leistungsberechnung für meinen Feuerschluckermotor anstellen. Aber diese Motore sind so was von unberechenbar und sensibel wie eine Mimose, da hilft nur die Erfahrung aus der Praxis weiter.

Grüße
Manfred

[Bernd]

Ich verstehe nur Bahnhof.
Um das auf den Generator wirkende Antriebsdrehmoment zu messen müsste der Antriebsmotor drehbar
gelagert werden und das Abstützmoment an einem Hebel am Antriebsmotor gemessen werden.
Mir ist schleierhaft warum du Energie in deiner Bremse vernichtest ??

Manfred in deiner Rechnung ist noch der Wurm drinn.
Der Generator genehmigt sich nicht mal 2 Watt um auf 1000 U/min gehalten zu werden.
Das beweisen deine elektrischen Messungen und das ist auch realistisch.
Laut deiner, für mich undurchschaubaren, Dremomentmessung aber viel viel mehr. Da kann was nicht stimmen.

Zu deinen Dremomentmesswerten.
Bist du Dir sicher mit den Angaben in Ncm ?
0,x Ncm ist nämlich sehr sehr wenig und da würde sich nichts bei erwärmen den das ergäbe Leistungen unter 1 Watt.

Grüsse

Bernd

[Manfred]

na toll der ganze Bericht ist wieder weg, also noch einmal

Hallo Bernd,

stell dir vor, ein PS starker Motor wird zur Leistungsmessung auf ein Fundament gestellt, an die Kurbelwelle wird z.Bsp. eine Wasserbremse angeflanscht und die Leistungsmessung kann beginnen.
Ist natürlich mit meiner Stockbremse nicht zu vergleichen. Die ist einfach zu simpel.

Der Sinn einer mechanische Drehmomenterfassung erschließt sich mir noch nicht. Warum? Der Antrieb zeigt mir bei einer gegebenen Drehzahl X Ampere, bei angekuppelten Generator Y Ampere. Die Differenz aus diesen Werten ist für mich der Strombedarf um den Generator anzutreiben. Wo ist da der Knick in meiner Logik

Grüße
Manfred

[Bernd]

Ziel ist die Differenz zwischen mechanischer Leistungsaufnahme und abgegebener elektrischer Leistung des Generators zu
ermitteln, das nennt man den Wirkungsgrad.

Die zugeführte mechanische Leistung berechnet sich aus dem Wellendrehmoment das am Generator wirkt mal die
Drehzahl. Genauer : Pmech = Drehzahl (in U/min) * Drehmoment (in NM) durch 9,55.

Was du ermittelst ist die Abgabeleistung deines Antriebsmotors die in der Bremse in Wärme verwandelt wird,
je mehr Abgabeleistung je stärker du bremst, bei der gleichen Drehzahl.
Das bringt einen aber nicht weiter.

Verbinde deine Generatorwelle starr mit der Welle des Antriebsmotors und schraube den Antriebsmotor los. Laß ihn frei in der
Luft drehen können, starr mit der Achse des Generators verbunden.
Jetzt bringe am Antriebsmotor einen Hebel an und messen die Kraft die auf die Waage wirkt wenn du den
Generator mit Hilfe des Antriebsmotors in Drehung versetzt. DAS ergibt das Wellendrehmoment das den Generator antreibt.
Dieses Drehmoment mal die Drehzahl ergibt die mechanische Leistung die der Generator aufnimmt.

Grüsse

Bernd

[Manfred]

Hallo Bernd,

das kriege ich nicht hin. Dazu müsste ich den Motor in der Drehbank spannen können, geht aber nicht, es sind die Fassungen für die Kohlen im Wege.
Den Antriebsmotor mit den Anschlußkabeln, dem Netzteil und dem Drehzahlregler drehen zu lassen geht auch nicht, ergibt Kabelsalat.
Hätte ich doch besser aufgepasst als wir mit Egon den überholte Schiffsmotor auf der Bremse hatten.
Drehmoment = Kraft x wirksame Hebellänge
Wirkungsgrad = abgegebene Leistung geteil durch zugeführte Leistung
diese Info stammt aus meinem alten Tabellenbuch Metall für das Drehmoment und den Wirkungdgrad

Nun wird mir das zu kompliziert, ich gebe einfach auf.

Grüße
Manfred

[Bernd]

Den Antriebsmotor mit den Anschlußkabeln, dem Netzteil und dem Drehzahlregler drehen zu lassen geht auch nicht, ergibt Kabelsalat.

Du hast mich falsch verstanden. Der Motor soll sich zwar frei drehen können, aber nicht wirklich mit drehen.
Der Motor soll einfach nur gelagert sein damit er das bestreben hat mitzudrehen wenn man ihn einschaltet.
Die Lagerung könnte in deinem Falle die Lagerung der Motorwelle übernehmen wenn seine Welle z.B. fest mit der Generatorwelle verbunden wäre.
Das Mitdrehen des Antriebsmotors würde über einen Hebelarm verhindert der am Motor seitlich ragend angebracht wird.
Der Hebelarm stützt sich auf die Waage ab, fertig.

So wie du Manfred reagieren viele denen ich versuche diesen einfachen und sehr genauen Weg zur Wirkungsgradmessung
zu erklären..... ihr denkt alle immer viel viel zu kompliziert dabei ist es doch echt so einfach das ihr es vermutlich gar
nicht fassen könnt das es so einfach sein könnte.

Ich habe keine Ahnung warum man andere Wege zu beschreiten versucht wenn es doch viel viel genauer auch ganz einfach geht.
Irgendwie ist das für mich wie " warum einfach und genau wenn es auch kompliziert und fehlerträchtig geht ".

Stell Dir vor du bohrst ein Loch in eine Wand mit einer normalen Bohrmaschine.
Wenn du den Bohrer in die Wand drückst und er vielleicht sogar ein bisschen klemmt dann will sich doch die Bohrmaschine in
deiner Hand mitdrehen und du musst sie fest halten damit das nicht geschieht. Wenn du sie loslässt dreht sie sich und wickelt das Kabel auf.
Die Kraft die du aufbringen musst damit sich die Bohrmaschine nicht mitdreht ist das Drehmoment das auf den Bohrer wirkt.
Das wollen wir messsen.
Stell Dir vor das du, statt die Bohrmaschine festzuhalten, deren Griff seitlich ragend auf eine Waage legst/abstützt.
Die Waage misst nun die Gewichtskraft die entsteht während die Bohrmaschine am Mitdrehen durch die Abstützung auf die Waage gehindert wird.
Fertig ist die ganze Drehmomentmessung.

Nun stell Dir vor die Bohrmaschine ist dein Antriebsmotor......

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Dieses Bild hatte ich gesucht, ich denke damit wird einiges klarer.



Das Bild zeigt eine ganz simple Drehmomentmessung an einbem Generator im laufenden Betrieb. Den blauen Pfeil bitte mal ignorieren.
(Durch den Blitz sieht es aus als ob die Rotorscheibe steht, sie dreht aber)
Ermittelt wird das auf die Generatorwelle wirkende Drehmoment.
Die Bohrmaschine stützt sich über ihren Griff auf eine Waage ab, ansonsten hängt sie frei in der Luft.
Würde ich die Waage weg nehmen würde die Bohrmaschine mitdrehen.
Die im Foto ersichtliche Gewichtskraft von 487 Gramm und die wirksame Hebellänge der Abstützung über den Griff ergeben das aktuell wirkende Wellendrehmoment.
Das ist das ganze Geheimnis. Mehr ist es nicht.....

Ist das jetzt echt so kompliziert ???

Grüsse

Bernd