LIMA umwickeln?

LIMA umwickeln?

Beitragvon hheck » Fr 27. Apr 2012, 10:34

Hallo zusammen,
seit ein paar Tagen beschäftige ich mich mit dem Bau eines Windrades zur Akku-Ladung auf meinem Boot.
Zur Verwendung einer KFZ-LIMA wird immer das Umwickeln der Statorwicklung geraten, um bei niederen Drehzahlen bereits die Ladespannung von ca 13 Volt zu erreichen.
Ok, hab ich verstanden!

Aber:
Wenn man die internen Verbindungen der Staturspulen trennt, und getrennt nach außen führt, kann man:

1. 3 kleine Trafos 1zu3 an die 3 Drehstromphasen hängen und dann die Sekundärspannungen gleichrichten,
oder
2. getrennt gleichrichten und damit jeweils einen dicken Kondensator laden. Dann diese 3 Kondensatoren in Serie schalten.

Das müßte doch auch jeweils die Spannung erhöhen, wobei die 13 Volt dann eben bei 1/2 bzw.1/3 der ursprünglichen Drehzahl erreicht werden.

Hat das schon mal jemand versucht,
und was spricht dagegen?

Gruß
Helle
hheck
 
Beiträge: 5
Registriert: Fr 27. Apr 2012, 09:57

Re: LIMA umwickeln?

Beitragvon Ekofun » Fr 27. Apr 2012, 18:38

hheck hat geschrieben:1. 3 kleine Trafos 1zu3 an die 3 Drehstromphasen hängen und dann die Sekundärspannungen gleichrichten,
oder
2. getrennt gleichrichten und damit jeweils einen dicken Kondensator laden. Dann diese 3 Kondensatoren in Serie schalten


Hallo Hheck,

zu 1) Trafos sind nicht geeignet für Betrieb unter 50Hz,und sie brauchen konstante Spanung.Beim Windgenerator klappt das nicht und Sie haben noch mehr Verluste als üblich.

zur 2) Dicke Elkos laden geht Theoretisch aber dann in serie Schalten ist nicht gut.Kondensatoren die in reihe geschaltet werden haben nur 1 Drittel Kapazität in diesen Fall.Wenn schon dann nur Parallel dann haben Sie dreifache Kappazität.Aber das müssen riesen Elkos sein um eine vernünftige Kapazität zu haben.Dann ist Akku laden besser,meiner Meinung nach.

Algemein Lima ist wirklich das lezte Mittel um als Windgenerator zu betreiben.Sie ist für Autos konstruirt und Für Windräder kann man sie brauchen aber nur durch Änderungen,und trozt dem ist es nicht zufriedenstellend.Habe Erfahrung mit Limas.Und für kleine Windräder ist sie nicht geeignet,meiner Meinung nach.

Besser,Sie machen sich einen Eisenlosen Geni der ca 100W gibt,und laden Akku,denke fehren Sie viel besser damit.

Grüße

Ekofun
Ekofun
 
Beiträge: 3884
Registriert: Mi 23. Feb 2011, 15:44
Wohnort: Kroatien-Nova Gradiska

Re: LIMA umwickeln?

Beitragvon sombrero » Sa 28. Apr 2012, 12:37

Hallo Hheck,

Beide von Dir angedachte Varianten zur Spannungserhöhung sind möglich, aber wie Ekofun schon schrieb, sind beide keine guten Varianten.
Sehr viel Verluste. Aber immerhin ist es ein Weg um zu höherer Spannung zu kommen ohne umzuwickeln.

Die 1) Verluste an den drei Trafos und 12 Dioden, wovon 6 Dioden zu jedem Zeitpunkt der Frequenz leitend sind.
Die 2) Dann eher diese Variante, auch hier mit auftrennen des Sternpunkts (wenn der nicht in der Wicklung liegt) und herausführen der Enden.
.......Und auch hier 12 Dioden mit immer 6 zugleich leitenden Dioden. Hier sind drei Elkos nötig, um die drei Einzelspannungen addieren zu können.
.......Für die Gesamtspannung ist kein Elko mehr nötig.
Die 3) Eine neue Wicklung mit 3 facher Windungszahl im Stern oder Dreieck geschaltet macht 6 Dioden wovon 3 zu jedem Zeitpunkt leitend sind.
.......Elkos sind nicht nötig. Ein Akku kann ja auch mit Halbwellen geladen werden kann. Der Akku glättet selber da er sehr niederohmig ist.
.......Glättung ist hier sowieso gar nicht von Belang.

So ein Gen. hat eben seinen Reiz, weil er schon fertig und sehr kompakt ist.
Unter die 50Hz sollte man beim Betrieb eines Netztrafos nicht kommen, aber weit über diese 50Hz auch nicht. Ich denke vielleicht 100Hz (sonst hohe Verluste)

Wenn die LiMa wie gewöhnlich 14 Pole also 7 Polpaare hat. Sie muß dann mit 428 U/min drehen um 50Hz am Ausgang zu haben.
Ich glaube daß Dein Plan funktioniert. Nämlich das die Ladespannung von 14Volt am Ausgang der Gleichrichter dann wirklich erreicht wird.
Auf guten Wirkungsgrad kommt es bei freier Windenergie hier bestimmt nicht so sehr an.

Frequenz = Drehzahl * polpaarzahl / 60 = 428 U/min * 7 / 60 = 50Hz

mfG Peter Sombrero
sombrero
 
Beiträge: 219
Registriert: Fr 20. Aug 2010, 08:00
Wohnort: Hamburg

Re: LIMA umwickeln?

Beitragvon hheck » Sa 28. Apr 2012, 22:57

Danke für die schnellen Antworten,

und nochmal ein paar Gedanken zum Thema:

zu1:
die drei Sekundärspannungen aus den Trafos können doch genauso im Stern geschalten werden wie beim Original
Dann braucht es wieder nur 3 Diodenpaare zur Gleichrichtung, bleiben also lediglich die Trafoverluste, die als zusätzliche Verluste auftreten.
zu 2:
6 Dioden gleichzeitig das sind 3 mehr als im Original, also muß der Generator ca 2Volt mehr liefern.
Nimmt man 13.5V bei 900 U/Min als Ladebeginn des Originals an, dann entsprechen diese 2 Volt etwa 135 U/Min, die der Generator höher drehen muß, also statt 900/3 etwa 1035/3 = 345 U/Min für 13.5 Volt.
Das sind immer noch nichtmal 40% des Originals.

Und dafür spart man das Umwickeln.
Mich wundert, daß das wohl noch keiner gemacht hat.

Gruß
Helle
hheck
 
Beiträge: 5
Registriert: Fr 27. Apr 2012, 09:57

Re: LIMA umwickeln?

Beitragvon andreas » Sa 28. Apr 2012, 23:09

Hallo Helle,

zu 2: 6 Dioden gleichzeitig das sind 3 mehr als im Original, also muß der Generator ca 2Volt mehr liefern.


das ist ein Irrtum. Die Spannung jeder Generatorspule muss nur durch zwei Gleichrichter durch. Die Reihenschaltung mehrerer gleichgerichteter Spulen hat keine höheren Gleichrichterverluste als der Drehstromgleichrichter.

MfG. Andreas
andreas
 
Beiträge: 1268
Registriert: Di 6. Okt 2009, 23:16

Re: LIMA umwickeln?

Beitragvon hheck » So 29. Apr 2012, 09:00

Hallo Andreas,
im Original muß aber doch durch die Sternschaltung jeder Spulenstrom nur durch eine Diode, also durch insgesamt 3.
In meiner Variante 2 muß der Strom aber durch jeweils einen Vollbrückengleichrichter, damit er potentialfrei bleibt und addiert werden kann. Dabei sind tatsächlich immer 2 Dioden leitend, also 6 insgesamt
(Denk ich :ugeek: )

Gruß
Helle
hheck
 
Beiträge: 5
Registriert: Fr 27. Apr 2012, 09:57

Re: LIMA umwickeln?

Beitragvon Bernd » So 29. Apr 2012, 09:46

Das Problem ist bei einer extrenen Verdoppler (Verdreifacher) Schaltung das sie, wie die Jungs schon schrieben,
frequenzabhängig arbeitet. Der Trafo arbeitet bei geringer frequenz schlecht und bei hoher hat er viele Verluste.
Die Kondensatorlösung arbeitet bei geringer Frequenz ebenfalls nicht richtig, das heisst sie kann da nur geringe
Ströme zur Verfügung stellen. Das ist aber nicht so schlimm den der Generator liefert bei geringer Drehzahl auch
nur geringe Leistungen.
Bei hohen Drehzahlen ist der Kondensator dann in seinem Element, dann wenn der Generator hohe Leistungen
abzugeben vermag.
Ich würde es daher mal mit der Kondensatorversion probieren.

Vor längeren gab es hier auch mal einen Diskussion zum Thema Spannungsverdreifacher an Drehstromgeneratoren.
In diesem Fall ist es ja wesentlich einfacher da Dir alle Spulenanschlüsse zur Verfügung stehen.

Grüsse

Bernd
Bernd
 
Beiträge: 8411
Registriert: So 4. Jan 2009, 10:26
Wohnort: nähe Braunschweig

Re: LIMA umwickeln?

Beitragvon sombrero » Mo 30. Apr 2012, 08:13

An Hheck und Alle,

@ Hheck, vielleicht ist die unter 1) zuerst angesprochene Möglichkeit, Spannung der LiMa zu erhöhen um frühen Ladebeginn mit weniger Strom
zu erzielen doch eine gute Idee.
Ich meine die Idee mit den 3 Netztrafos die die Spannung 1 /3 anheben. Deren Primärwicklungen kann man im Stern oder Dreieck oder Einzeln an die Statorwicklung legen.
Die 3 Spannungen der 3 Sekundärwicklungen mit B4 (Graetzbrücke) und Elko gleichrichten, glätten und addieren.
Ergibt das nicht die 9 fache Spannung im Leerlauf? Natürlich viel weniger Strom 1 / 9 . Das reicht doch um den Akku ständig am Leben zu erhalten.
Diese Idee wurde hier schon besprochen. Das Manko war aber der große Eisenverlust unter 50Hz und über 50Hz.(geblechter Eisenkern)
Um eine bestimmte Leistung mit einem Trafo übertragen zu können muß er primär einen mindest induktiven Widerstand haben. Folglich mindest Induktivität und
mindest Frequenz.
Ich dachte als Trafokern an einen Ferrit E-55 Kern ohne Luftspalt. Damit erreicht man wohl auch keine gute Übertragung der niederfrequenten Leistung.
Aber bei etwas höheren Frequenzen müßte das gut laufen. Er kann ja bis ca 20kHz und wäre im Fall mit LiMa stark unterfordert.

Man könnte primär mit Cu Lackdraht 1 mm Durchmesser und sekundär mit 0,6 mm Durchmesser bewickeln. Primär u. Sekundär sollen den gleichen Kupferanteil haben.
Das ergibt beim Querschnitt auch ca 3 / 1.

mfG Peter Sombrero
sombrero
 
Beiträge: 219
Registriert: Fr 20. Aug 2010, 08:00
Wohnort: Hamburg

Re: LIMA umwickeln?

Beitragvon andreas » Mo 30. Apr 2012, 23:37

Hallo Helle,

im Original muß aber doch durch die Sternschaltung jeder Spulenstrom nur durch eine Diode, also durch insgesamt 3.

ganz so ist das nicht. Der Drehstromgleichrichter besteht aus 6 Dioden. Zwei davon sind immer leitend, sie führen den Strom für die gerade spannungshöchste Phase plus- und minusseitig dem Verbraucher zu. Es treten somit zwei Flussspannungen der Dioden als Verlust auf. Wenn die Phase 10 V liefert und jede Diode 1 V Spannungsabfall hat, so kommen 8 V am Verbraucher an.

In meiner Variante 2 muß der Strom aber durch jeweils einen Vollbrückengleichrichter, damit er potentialfrei bleibt und addiert werden kann. Dabei sind tatsächlich immer 2 Dioden leitend, also 6 insgesamt

Natürlich muss der Strom durch alle Gleichrichter durch, aber pro Phase tritt genau der selbe Gleichrichterverlust auf. Phase 1 liefert 10 V, reduziert um 2x 1 V für die Gleichrichter, dito Phase 2 und 3. Aus jeder Phase sind so 8 V zu ernten. Genau wie oben beim Drehstromgleichrichter. Nur dass sie hier in Reihe zu schalten sind. Die vielen Dioden verursachen also nicht mehr Gleichrichterverluste als die wenigen.

Der einzige Haken an der Sache ist, dass die Phasenspannungen bei den Einzelspulen etwas geringer liegen als in der Sternschaltung, wo ja quasi zwei Spulen halbwegs in Reihe betrachtet werden können. Das ist die Ursache dafür, dass nicht wirklich die dreifache Spannung unter Last erreicht werden kann. Dennoch ist die Spannungszunahme beträchtlich und sollte ausgenutzt werden können.

MfG. Andreas
andreas
 
Beiträge: 1268
Registriert: Di 6. Okt 2009, 23:16

Re: LIMA umwickeln?

Beitragvon hheck » Di 29. Mai 2012, 23:11

Hallo Andreas,
ist zwar schon ne Weile her, aber bin da etwas anderer Meinung, was die Verluste angeht.
Hab mal mit Crococlip eine Simulation "gebastelt", die das etrwas klarer macht.
Da die bereits verlustbehafteten Phasenspannungen zwischengespeichert werden und dann addiert, werden sich eben die Verluste von 6 Dioden im Ergebnis wiederfinden.
(Im Anhang ein Screenshot)

Gruß
Helle
Dateianhänge
Drehstromaddierer.jpg
Drehstromaddierer.jpg (36.95 KiB) 10595-mal betrachtet
hheck
 
Beiträge: 5
Registriert: Fr 27. Apr 2012, 09:57

Nächste

Zurück zu Generatoren



Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 14 Gäste