eisenlosen Generator selber bauen ! Ideen sind gefragt !

[Menelaos]

je mehr Magnete du verwendest, also je hochpoliger du deinen Generator gestaltest, desto weniger Kuperwicklungen werden benötigt und desto geringer wird der Innenwiederstand. Das erhöht sowohl den Wirkungsgrad als aber leider auch die Kosten...hier muss man wohl ein gutes Mittelmaß finden. Ich denke mit einem Innenwiederstand unterhalb von 0,7 Ohm ist man ganz gut bedient. Allerdings ist die Sache mit dem Innenwiederstand auch eigentlich nur bei Batterieladung von dermaßen großem Interesse...und dafrage ich mich, welche Akkubank du später mal vorhast mit einem 5 KW Generator zu laden...Das wären auf 12 V Basis immerhin etwa 500 A Ladestrom!

Gruß
Max

[Bernd]

Du hast recht, 500A Ladestrom würden für ein paar Akkus reichen aber ich habe nicht vor
eine Akkubank zu laden. Mir geht es nur darum Werte zu finden mit denen sich ein guter
Wirkungsgrad ergibt. Welche Spannung man später erzeugt ist eher nebensächlich, ob es 10Volt
500A sind oder 100Volt mit 50 A oder oder...ist erstmal egal. Für alle Varianten gilt das gleiche,
nämlich das die Spannung, die mögliche max. Leistung, der Innenwiderstand und die Nutzdrehzahl
in einem sinnvollen Verhältnis stehen müssen. Hat man ideale Verhältnisse gefunden, gelten diese
automatisch auch für andere Spannungen bei sonst gleichen Parametern. Die Kupfermenge der
Spule bleibt gleich, lediglich die Anzahl der Windungen ändert sich.

Die Anzahl der Magnete zu erhöhen sehe ich auch als eine sinnvolle "Tuningmaßnahme" an.
Neben dem Preis sehe ich allerdings ein weiteres Problem. Ich befürchte das man die Magnete
aufgrund ihres extremen Magnetfeldes vermutlich nicht sehr nahe aneinander montiert bekommt.
Ich habe derzeit ja nur einen dieser Riesen, aber ich glaube das man die kaum näher als doppelte
Magnetdicke zusammen bekommt (gleiche Pole zueinander weisend), evtl. sogar das nicht einmal.
Das bleibt auszuprobieren.

0,7 Ohm wären für einen grossen 12 Volt Generator aber viel zu viel.
Interessant ist in diesem Zusammenhang das der Verlust am ohmschen Widerstand der Generatorwicklung
nicht linear ist, sondern proportional zur Abgabeleistung stark zunimmt.

Ein Rechenbeispiel das sich sicherlich die wenigsten so je vor Augen führten:

Ein kleiner 12 Volt Generator hat angenommene 2 Ohm Innenwiderstand. Er liefet einen maximalen Strom von 0,5A.
Das ergibt dann 2 Ohm mal 0,5A = 1 Volt Spannungsabfall an der Spule des kleinen Generators
1 Volt "Verlustspannung" mal 0,5 A = 0,5 Watt ohmsche Verlustleistung an der Spule.
Das heisst den 6 Watt Abgabeleistung des kleinen 12V Generators stehen 0,5 Watt Verlustleistung an
der Spule gegenüber, ergibt einen Wirkungsgrad von ca. 92%, die anderen Verluste bleiben unberücksichtigt.

Jetzt rechnen wir das nochmal mit einem Generator der nicht 6 Watt, sondern 600 Watt bei 12V abgeben kann.
Bei 600 Watt fliessen bei 12 Volt genau 50 Ampere.
50 Ampere mal 2 Ohm = 100 Volt Verlustspannung am ohmschen Widerstand der Spule.
100 Volt mal 50 Ampere = 5000 Watt Verlustleistung an der Spule !! 5000 Watt !!!!!!
Den abgegebenen 300 Watt stehen also 5000 Watt Verlustleistung gegenüber die man in der Spule zu Wärme
verheizt. Der Wirkungsgrad sinkt auf ca. 11%, die anderen Verluste nicht eingerechnet.

Man sieht das mit steigender Leistung der Innenwiderstand immer wichtiger wird, und zwar ganz erheblich !!
Die Auswirkungen sind aber auch von der Nennspannung abhängig mit der man arbeitet. Bei höherer Spannung
kann auch der Innenwiderstand grösser sein denn dann fliessen kleinere Ströme.
Ich gebe zu das es mir bis vor ein paar Tagen so dramatisch nicht bewusst war.

Zusammen fassend kann man sagen, das 12Volt Betrieb bei höheren Leistungen extrem ungünstig ist.
Des weiteren sollte der Innenwiderstand immer so klein wie möglich sein. Je höher die Leistung, desto
wichtiger wird ein kleiner Innenwiderstand.
Bei höheren Spannungen darf der Innenwiderstand grösser sein.

Grüsse

Bernd

[Menelaos]

Also ich bin ja nicht so der Elektronikteufel, kann di aber so schon sagen dass diene Rechnung irgendwo fehlerhaft ist. Im Kleinwindanlagenforum ging es auch schon mal darum, da gingen wwwfreak und Seti ziemluich ab. Ich muss das mal wieder raussuchen und studieren.

Deine beiden rechnungen unterscheiden sich übrigens:

im erstebn Beispiel hast du gerechnet:

Das ergibt dann 2 Ohm mal 0,5A = 1 Volt Spannungsabfall an der Spule des kleinen Generators
1 Volt "Verlustspannung" mal 0,5 A = 0,5 Watt ohmsche Verlustleistung an der Spule

Wenn ich das gleiche Schema nun auf die 2. Aufgabe anwende habe ich nicht wie du

50 Ampere mal 2 Ohm = 20 Volt Verlustspannung am ohmschen Widerstand der Spule.
20 Volt mal 50 Ampere = 1000 Watt Verlustleistung an der Spule !! 1000 Watt !!!!!!

20 V Verlustspannung sondern 100, denn 2 ohm mal 50 A sind 100 V.
100 V mal 50 A wären dann aber 5000 Watt Verlustleistung...oder wie kommst du auf die 20 V? Habe ich was übersehen?

5000 Watt Verlustleistung glaube ich aber im Leben nicht.

Ich denke man muss das hier anders betrachten.
Man muss sich den Wiederstand des Generators im Vergleich zum Wiederstand des Verbrauchers anschauen....denn:

Hat mein generator einen WIederstand von 2 Ohm, mein verbraucher aber auch, dann ist meiner Meinung nach alles in Ordnung...aber vielleicht sehe ich das jetzt auch falsch- denke aber nicht

Gruß
Max

[Bernd]

Oh ja da war ein Rechenfehler, du hast Recht. Das Ergebnis ist also sogar noch krasser.
Bei 50 A und 100 Volt Spannungsabfall an der Spule liegen dort tatsächlich unglaubliche 5.000 Watt an,
du hast Recht, ich habs gerade oben korrigiert.
Mithin wäre so ein Generator völlig nutzlos. Es war aber auch ein extremes Beispiel denn
2 Ohm würde ein 600 Watt 12 Volt Generator (hoffentlich) nie haben, es sollte nur zur Verdeutlichung dienen.

Wenn der Innenwiderstand des Generators gleich dem des Verbrauchers ist, dann hat man den
Punkt an dem der Generator seine grösste Leistung abgeben kann, das sagt aber nichts über die
Verluste aus die im Generator gerade anliegen, es ist einfach der Punkt an dem (unter den gegebenen Bedingungen)
die beste Leistungsanpassung statt findet.

Hat mein Generator einen WIderstand von 2 Ohm, mein verbraucher aber auch, dann ist meiner Meinung nach alles in Ordnung

Naja teilweise, ganz so einach aber nun auch wieder nicht, siehe oben

aber vielleicht sehe ich das jetzt auch falsch- denke aber nicht

Doch doch, siehst du, die Rechnung stimmt schon.

5000 Watt Verlustleistung glaube ich aber im Leben nicht.

Das ändert aber leider nichts daran das es nunmal so ist. Um durch einen 2 Ohm Widerstand 50 Ampere
zu quälen benötigst du nunmal 100 Volt, das ist das ohmsche Gesetz. Und die Leistung die an dem Widerstand
dann abfällt ist gleich Strom mal Spannung = 50 x 100 = 5000 Watt. So krass isses nunmal, ich habs nicht erfunden .

Grüsse

Bernd

[...]

wenn man 12V oder 24V oder andere "DC" Anlagen auslegt versucht man immer das Akku oder Netzteil und der Verbraucher den selben Widerstand haben. Das ist wegen der max Leistung auch richtig. Darüber braucht sich aber hier keiner den Kopf zerbrechen denn bei einem Generator ob mit eisen oder nicht gild im Betrieb ausschlieslich sein Scheinwiderstand! Ein hohen Wirkwiderstand ist sicher auch für den Scheinwiderstand nicht förderlich, aber egal. Selbst wenn ein Generator nur ein paar milliohm Wirkwiderstand hat kann sein Scheinwiderstand ein Vielfaches dessen betragen! Damit wären dann alle überlegungen hinfällig!

[Bernd]

Stimmt leider auch nur sehr eingeschränkt, rechne doch mal mit der Induktion einer
Luftspule das ganze durch !
Möchtest du ausdrücken das durch die Einflüsse von Schein- Blind- und Wirkleistung
der ohmsche Widerstand einer Spule hinfällig werden könnte ? Das wäre ja prima !

Selbst wenn ein Generator nur ein paar milliohm Wirkwiderstand hat kann sein Scheinwiderstand
ein Vielfaches dessen betragen

Da stimme ich Dir voll zu denn die induktiven Einflüsse können sich noch zum ohmschen Widerstand
hinzu addieren! Aber anders herum gehts nicht, oder habe ich was verlernt ? Wie soll denn der ohmsche
Widerstand plötzlich verschwinden ? Der ist doch fix und nicht variabel wie induktive Grössen.

Grüsse

Bernd

[...]

ich meine das der Scheinwiderstand erstens der ist mit dem man Rechnen muss. Zweitens ist der Scheinwiderstand immer der größte! Hinfällig leider nicht, denn er ist ja nicht weg, er ist nur nicht alein! Aber wie ich sehe kenst du dich da ja aus. Ich wolte es nur mal erwähnt haben. Und um jetzt auch mal etwas zu rein Ohmschen widerstand eines Generators zu sagen. (ich bin mir sicher das ich das nicht sagen darf) der Stator zu dem von anfangs gezeigtem polrad hat einen widerstand von 0,01 Ohm Phase gegen Phase im Stern!

[Bernd]

Ja das sind Traumwerte die ich auch gerne bei meinen Spulen hätte, aber selbst ein einziger läppischer
Meter Kupferdraht mit 1mm² hat schon fast doppelt soviel .
0,01 Ohm wären ein Traum, der sich mit Luftspulen aber nie wird erreichen lassen. Hier muss man
einen Kompromiss finden. Ich bin auf der Suche danach.
Diese Statorphase wird sicher "etwas" mehr als 12 Volt erzeugen ?
Die viel höhere Spannung und der extrem niedrige Innenwiderstand ergeben dann super geringe Verlustwerte
von denen man nur träumen kann, ist ja auch eine völlig andere Grössenordnung.

Hinfällig leider nicht, denn er ist ja nicht weg, er ist nur nicht alein

Genau so sehe ich das auch, zum ohmschen Widerstand gesellen sich noch die induktiv bedingten hinzu, weniger
als der ohmsche Widerstand kann es aber in Summe nicht werden.
Meine Rechnung oben war also sogar eher noch "geschönt" und keineswegs übertrieben.

Ich habe diese entrüsteten Reaktionen erwartet. Sie zeigen das das krasse Ergebnis viele total erschüttert.

Wer mir nun noch aufzeigen könnte wie induktive Grössen den ohmschen Widerstand irgendwie ausser Kraft
setzen dem geb ich einen aus. Das meine ich ernst !!

Grüsse

Bernd

[Savoniususer]

Am besten eine hohe Spannung erzeugen,
dann ist bei gleicher Leistung - der Strom niedriger.
Das selbe Prinzip wird ja auch bei Hochspannungsleitungen genutzt.
Notfalls einen effektiven Trafo dahintersetzen, um die Sapnnung
wieder herunterzubekommen.
Einziger Nachteil ist, das es eine bessere Isolierung im Generator braucht.
Kupferlackdraht hat heutzutage aber auch schon sehr hohe Durchschlagswerte
Waren die bei 2kv?

Grüße

Savoniususer

[Bernd]

Am besten eine hohe Spannung erzeugen,
dann ist bei gleicher Leistung - der Strom niedriger.

Vollkommen richtig ! Leider bedeutet aber höhere Spannung erzeugen auch deutlich mehr Windungen
wickeln die widerum deutlich mehr Widerstand haben....

Tatsächlich ist es so das du bei einer gegebenen Kupfermenge/Volumen immer beim gleichen
Verlust bleibst, egal ob du wenige Windungen (mit dicken Draht und wenig Widerstand und wenig Spannung)
oder sehr viele Windungen (mit dünnen Draht und hohem Widerstand und hoher Spannung) erzeugst.
Wie gesagt wenn man für beide Spulenarten den gleichen Wickelraum zur Verfügung hat, was ja normalerweise
der Fall ist.

Was ganz sicher Abhilfe schafft ist die Generatordrehzahl nach oben schrauben. Das erhöht die induzierte
Spannung und reduziert damit die ohmschen Verluste, aber da ist man ja nunmal festgelegt wenn man eine
bestimmte Leistung bei eine bestimmten Drehzahl haben will... soll ja ein getriebeloser werden.
Eine andere Lösung wäre den magnetischen Fluss zu verstärken.

Grüsse

Bernd