www.dasWindrad.de

von **jb79** » Mo 7. Dez 2009, 21:10

So hier mal eine neue Simulation.
1 Wicklung hat wie immer 10V Spitzenspannung und einen Widerstand von 0,1Ohm.
Die 3 Wicklungen werden einmal in Sternschaltung, und einmal in Dreieckschaltung verschalten, an beide kommt hinten eine B6 Gleichrichterbrücke dran.
Einen "Ladekondensator" und einen "Lastwiderstand" muß es geben, sonst kommt bei der Simulation nur Blödsinn raus.
Um die Schaltungen nicht zu belasten sind die Werte mit 1pF und 100kOhm aber so klein daß man keine Glättung und keinen Laststrom messen wird (im Kondensator fließt ein Ladestrom von 4nA und durch den Lastwiderstand geht bei der Sternschaltung ein Spitzenstrom von 163µA.
Denke das ist eine zu vernachlässigende Last.
Auf den Bildern zu sehen sind die Ausgangsspannungen und die Schaltungen.

: Vergleich Stern+Dreieckschaltung.GIF (13.26 KiB) 10724-mal betrachtet

von **Bernd** » Di 8. Dez 2009, 00:23

Hmm... irgendwie sind das die Spannungen (Diodenverluste berücksichtigt) die sich bei einer
Messung zwischen zwei Phasenanschlüssen ergeben würden, also bei Stern ohne Diodenverluste 17,3 Volt
und bei Dreieck 10 Volt.
Die Verkettung bei Gleichrichtung wird irgendwie nicht berücksichtigt.
Was stimmt nun ? Die Formeln aus dem Link oder die Simulation ?

Grüsse

Bernd

von **jb79** » Di 8. Dez 2009, 01:06

Berechnung und Simulation stimmen doch eh überein.
Wenn du die Spitzenspannung der roten Kurve durch die der grünen Kurve dividierst kommst du recht genau auf den Faktor WURZEL(3), das ist der Unterschied in der Spannung zwischen Stern und Dreieckschaltung.
Optimal wäre also, wenn man bei kleineren Drehzahlen in Sternschaltung arbeitet, damit man die erforderliche Ladespannung früh erreicht. Bei weiter steigender Drehzahl kann dann in die Dreieckschaltung umgeschalten werden, dort ist der wirksame Widerstand geringer.

Andererseits bietet die Sternschaltung eine höhere Grundspannung was sich bei längeren Leitungen positiv auswirken kann. Will man z.B. 2000W übertragen so ist es besser z.B. 30V mit 66A zu übertragen als 17V und 115A (schon alleine wegen der Leitungswiderstände.
Ich persönlich würde generell zur Sternschaltung tendieren.

von **Bernd** » Di 8. Dez 2009, 01:40

Berechnung und Simulation stimmen doch eh überein

Nein eben nicht, OHNE Gleichrichtung würde es passen, also wenn man lediglich
zwischen zwei Phasen die Wechselspannung misst. Aber du sagst ja das die Grafik die Spannung hinter
dem B6 Gleichrichter zeigt, dann würde die Simulation stark von den Formeln abweichen.
guck noch mal auf die Formeln aus dem Link.
Aus 10 Volt sollen in Sternschaltung 23,5 nach der B6 Gleichrichtung werden.

Grüsse

Bernd

von **jb79** » Di 8. Dez 2009, 05:46

Bernd hat geschrieben:Aus 10 Volt sollen in Sternschaltung 23,5 nach der B6 Gleichrichtung werden.

Richtig, allerdings geht deine Berechnung davon aus, daß die 10V der Effektivwert sind.

Meine Angabe bezieht sich immer auf 10V Spitzenwert, das entspricht einem Effektivwert von 7,07V.
7,07*WURZEL(2)*WURZEL(3)=17,32V. Zieh da 2 Diodenflußspannungen ab und du bist auf der roten Kurve.

von **Bernd** » Di 8. Dez 2009, 10:15

Stimmt, ich bin immer von 10 Volt eff ausgegangen,dabei steht es ja gross und breit im Text das es
der Peakwert ist.

Wenn man am Ausgang zweimal 0,7 Volt hinzu rechnet, (falls der Simulator 0,7 Volt als
Grundlage nimmt) dann ist man dann auf dem Peakwert der Gleichspannung.
In deiner Simulation wäre das :

16,35 Volt plus 1,4 Volt = 17,75 Volt (Sternschaltung)
sowie:
9,15 Volt plus 1,4 Volt = 10,55 Volt.

Leicht krumme Werte, könnte es vielleicht sein das der Simulator andere Werte für den Spannungsabfall
einer Diode berechnet als 0,7 Volt ?

Wie kommen wir schlussendlich noch auf den Effektivwert der noch leicht rauhen Gleichspannung ?

Optimal wäre also, wenn man bei kleineren Drehzahlen in Sternschaltung arbeitet, damit man die erforderliche
Ladespannung früh erreicht. Bei weiter steigender Drehzahl kann dann in die Dreieckschaltung umgeschalten werden,
dort ist der wirksame Widerstand geringer.

Optimaler fände ich die Spule so auszulegen das man immer auf Dreieck fahren kann damit man sich
ein Umschalten sparen kann. Dreieck bedeutet in aller Regel mehr Kosten, aber auch weniger Verluste.
Ich glaube die Nabenmotore sind von Haus aus auf Dreieck verschaltet.

Grüsse

Bernd

von **CFD** » Sa 19. Dez 2009, 00:30

Nachfolgend ein Zwischenergebnis auf dem Weg zur optimalen Spulengeometrie für den eisenlosen Ringgenerator.
Untersucht wurden die Signalformen der induzierten Spannung sowie deren Höhe bei 2mm Luftspalt und einem Drahtdurchmesser von 2mm für alle möglichen Spulengeometrien bis zu 9 Lagen Dicke bei dem dann zur Verfügung stehenden Bauraum.
In den Diagrammen wurde bereits berücksichtigt, dass eine Spule aus zwei Spulenschenkeln besteht.
Zur Veranschaulichung dient folgende Skizze: