Vibrationen reduzieren im Spule

Vibrationen reduzieren im Spule

Beitragvon JaBa » So 20. Apr 2014, 00:11

Hallo, ich würde wahnsinnig gerne eine VAWT samt Scheibengeni bauen. Selbst wenn er sich nicht finanziell rendiert mache ich es einfach aus purer Interesse. Ich habe seit Wochen viel gelesen, in diesem sowie anderen Foren. Die Antworten auf Fragen hier haben dazu geführt dass ich mich hier angemeldet haben. Nun mein erster (aber bestimmt nicht letztes) Frage und zwar bezüglich Vibrationen. Auf http://www.sonnbergwindkraft.at/windenergie/scheibengenerator/konstruktionsvorschlage-zur-optimierung-eines-scheibengenerators-mit-luftspulen_114 steht:

Die Vibrationen entstehen immer sobald die Spulen belastet werden und das Magnetfeld die Spulen "überfliegt" , also Kupfer , Kernloch , Kupfer . Um diesen Effekt zu verringern kann mann die Spulen doppelt oder 3fach, versetzt zueinander, legen ( immer Wicklung über Kernloch der unteren Spule ) dann dürfen die Spulen aber nur ca 5mm (3mm) dick sein , damit die Spulenplatte nicht wesentlich stärker als 10mm wird .
Wenn man diese Anordnung gut in seiner Konstruktion umsetzt gibt es praktisch keine Luft auf der Spulenplatte und die Vibrationen werden auf ein minimum reduziert . ...... Mit dünneren Spulen ist es dann wieder möglich die 3Phasen über die 3 Spulenlaken zu verteilen und somit eine optimale Generatorgeometrie zu erhalten .

Ich will das alles so leise ist wie möglich (darum VAWT) und habe gelesen dass meistens der Geni "brummt". Diese Vibrationen dürften zumindest einer der Grunde dafür sein. Hat jemand mit diesem Technik (eine Spulenplatte in mehreren Lagen, die jeweils versetzt sind) Erfahrung? Hilft es wirklich dass der Geni leiser (und eventuell Wartungsfreier) läuft? Wie werden alle Spulen miteinander verdrahtet? Danke.
JaBa
 
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Re: Vibrationen reduzieren im Spule

Beitragvon Ekofun » So 20. Apr 2014, 00:38

Hallo JaBa,

Normaleveise sind bei Eisenmotoren und generatoren Wicklungen mit spezielen Lack getrenkt dann werden di ins Offen gesteckt und ca 2 Stunden bei 120 Grad gebacken.Dann sind Spulen so hart das da nicht vibrieren kann.Das ist auch der Sinn des ganzen.

Gleiche haben wir bei Scheibengeni,spulen werden auf richtigen Posizion fest gemacht und verdrahtet,wenn alles ok ist wird ganze mit harz ausgefühlt.Ich kann mir nicht vorstellen das die Spulen viebrieren,ganze Stator ja aberminimal,aber Spulen in keinem Fall.

Spulen werden nach Shema verdrahtet,vom Anfang an werde Spulenzahl pro Fase fest gestellt und Fasenzahl,meistens ist es 3.Dann wird auch Magnetzahl festgelegt. Der ist Spulenzahl(gesamte) mal 1,333.

Grüße

Ekofun
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Re: Vibrationen reduzieren im Spule

Beitragvon JaBa » So 20. Apr 2014, 08:19

Hallo, ok, da habe ich mich (nicht zum letzten Mal) falsch ausgedrückt. Es ist wahrscheinlich nicht wirklich die Spulen selber die "brummen" sondern sonst was im Geni. Dass die Genis brummen wird überall diskutiert, also nehme ich es als gegeben an. In dem Beitrag wurde beschrieben wie die "Spulen" eine Vibration verursachen weil beim drehen die Magnete immer wechseln zwischen Spulenschenkel/Loch/Spulenschenkel/Loch oder Last/Freilauf/Last/Freilauf. Klingt logisch dass das vibriert oder brummt.
Ich habe den 3/4 Verhältnis von Spule und Magnet verstanden und auch die beiden Schaltungen Stern/Dreieck. Bei z.B. 9 Spulen, bilden Spule 1, 4, und 7 die Phase 1. Das ist die normale, nenne ich es zwei Dimensionellen Version.
Nur, wie ist das verändert in eine, nenne ich es drei Dimensionellen Version wo es immer noch die 9 Spulen gibt, aber jeweils auf zwei Ebenen also insgesamt 18 Spulen aber die gleichen Magnetanzahl wie bei 9. Die 9 Spulen wurden zwischen die beiden Magnetscheiben in zwei geteilt und mit Versatz wieder aufgestellt. Nenne ich die beiden Lagen A(oben) und B(unten) gäbe es Spule 1A bis 9A und 1B bis 9B. Muss ich Lage A und B jeweils zu drei Phasen verdrahten und dann als 6 Phasen behandeln (zwei unabhängigen drei Phasen Schaltungen)? Oder werden die zwei Lagen irgendwie miteinander verdrahtet und es bleibt bei drei Phasen? In dem Artikel wurde gar von drei Lagen gesprochen! Bei 27 Spulen hört meine Vorstellungskraft auf!
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Re: Vibrationen reduzieren im Spule

Beitragvon herbk » So 20. Apr 2014, 08:48

Moin JaBa,
ja, mein Teststand brummt auch schon bei relativ niedrigen Drehzahlen (so ab 200 etwa) deutlich vernehmbar. Für meinen "anders rum" Geni kann ich die Spulenköpfe "wegklappen" wenn der mal fertig ist (wird aber noch dauern...) wird sich zeigen wie viel das Brummen reduziert wird.
http://www.daswindrad.de/forum/viewtopic.php?f=8&t=2002&start=260#p30798
Weil mir das "Wegklappen" etwas Probleme macht (verklebt klappt sich nix mehr und unverklebt verändert sich die Spule zu sehr) bin ich gerade dabei mir spezielle Wickelformen zu bauen.

Für einen normalen Scheibengeni war der beste Vorschlag den ich bisher gelesen habe "nur die Spulenköpfe in der Dicke halbieren". Ich glaube es kam von Manfred und irgendwo hier im Forum gibt es auch einen Beitrag dazu mit Bildern
Gruß Herbert
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Re: Vibrationen reduzieren im Spule

Beitragvon Bernd » So 20. Apr 2014, 08:54

Hallo Jaba
es ist richtig das Generatoren im Betrieb brummen.
Grund ist die Tatsache das zwischen den Magneten und den stromdurchflossenen Spulen Kräfte wirken.
Es sind die Kräfte die man spürt wenn man einen Generator belastet und ihn dann von Hand dreht.

Die magnetischen Kräfte lassen übrigens nicht nur die Spulenscheibe erbeben sondern auch die Magnetscheiben.
An Magneten und Spulen wirken die gleichen Kräfte die sich ständig auf- und abbauen.
Am stärksten dürfte es bei einem 1 phasigen Generator brummen denn hier sind die Lastwechsel der magnetischen Kräfte am größten.
Die aufzubringende Kraft schwankt ständig zwischen Maxima und Null.

Bei einem 3 Phasengenerator verteilen sie die Lastwechsel auf die drei Phasen und vor allen sie überlappen sich.
Das führt zu einem gleichmässigeren Lauf ohne so heftige Erschütterungen wie beim 1 Phasenmodell.
Auch in der Magnetscheibe überlappen sich die "Ruckler" mit denen sie durchgeschüttelt wird.
Die aufzubringende Kraft beim Drehen schwankt nur noch um ca. 5%, beim Einphasenmodell waren es 100% !

Wenn du bei einem Dreiphasenscheibengenerator die normalen Spulen in der Höhe halbierst und versetzt dann erhälst du einen 6 Phasen Generator.
Ob der dann wirklich nennenswert weniger brummt wäre wohl auszuprobieren. Unter Umständen bringt das nicht mehr
viel denn auch ein 3 Phasengenerator läuft schon sehr gleichmässig.


Grüsse

Bernd
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Re: Vibrationen reduzieren im Spule

Beitragvon JaBa » So 20. Apr 2014, 09:14

@Herb, den "andersrum" beobachte ich auch und bin darauf gespannt. Kupfer ist zwar teuer, aber kostengünstiger als gute Magnete und deshalb bin ich gespannt auf das was raus kommt an Leistung.

@Bernd, ich habe befürchtet dass ich die beiden Lagen jeweils als drei unabhängigen Phasen betrachten muss. Ist ja aus der Symetrie eigentlich ersichtlich. Würde ich auf drei Lagen gehen, wäre m.E. immer noch drei Phasen insgesamt theoretisch möglich. Ob das Timing so hinzukriegen ist bin ich mir nicht sicher.

/ 1 / / 2 / / 3 /
---------- ---------- ----------

/ / 2 / / 3 / / 1 /
--- ---------- ---------- ----------

/ / 3 / / 1 / / 2 /
------- ---------- ---------- ----------

Also gut, vielleicht probiere ich beide aus in eine kleine Versuch. Mal so, mal so.
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Re: Vibrationen reduzieren im Spule

Beitragvon Bernd » So 20. Apr 2014, 09:19

ich habe befürchtet dass ich die beiden Lagen jeweils als drei unabhängigen Phasen betrachten muss.

Sagen wir mal so, du musst immer berücksichtigen wann (also zu welchem Zeitpunkt) die einzelnen Spulen ihre Spannung erzeugen.

Versetzt du die Hälfte einer Spule um einen Betrag in Kreisrichtung (in dem du die Spule von der Höhe her halbierst und dann
die beiden neu entstandenen Spulen gegeneinander seitlich versetzt, dann entstehen zwei Spulen die ihre Spannungen zu unterschiedlichen
Zeitpunkten erzeugen. Diese lassen sich dann folglich nicht mehr einfach zusammen schalten sondern benötigen einen eigenen
Eingang am Gleichrichter.


Grüsse

Bernd
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Re: Vibrationen reduzieren im Spule

Beitragvon JaBa » So 20. Apr 2014, 09:27

Bernd, das meinte ich mit Symetrie. Ist logisch dass ein Versatz von 50% nicht kombinierbar ist mit einem von 33%. Das meinte ich auch mit bei 3 Lagen könnte es gehen weil dann wieder ein Versatz von 33% vorkommt und die 33% Versamt im vertikalen Sicht evtl. kombinierbar ist mit 33% im horizontalen...
Sollte ich es ausprobieren (das Brummen bei einlagig verglichen mit zweilagig), teile ich die Resultaten hier mit, egal ob positiv, negativ, oder neutral Ergebnisse...
Danke.
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Re: Vibrationen reduzieren im Spule

Beitragvon Bernd » So 20. Apr 2014, 09:38

Da der Versatz symetrisch ausfallen muss entspricht er grundsätzlich dem Abstand der "ursprünglichen" Spulen die zu einer Phase gehören.
Das heisst diesen Abstand kann man auf die Anzahl der hinzu gewonnenen Spulen aufteilen.
Bei einem ursprünglichen 3 Phasen Generator wird es dann einer mit 6 Phasen, wenn man die ursprünglichen Spulen eines 3 Phasen Generators
aber sogar drittelt, erhält man, die neue Spulenanzahl symetrisch in drei Ebenen aufgeteilt, einen 9 Phasen Generator.


Grüsse

Bernd
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