Generator Berechnungstool

Generator Berechnungstool

Beitragvon JaBa » So 25. Mai 2014, 10:13

Hallo,
ich benötige Eure Unterstützung. Da ich die Dimensionen usw. von ein Generator nicht visualisieren kann, habe ich mir erstens mit dem hier in Forum vorgestellte Berechnungstool befasst. Zweitens habe ich mir ein Tool gebastelt der mir das mit dem Berechnungstool berechnete Generator visuell darstellt.

Nun zu der Grund warum ich Eure Unterstützung benötige... das Berechnungstool habe ich etwas "um gebastelt". Ich habe es u.A. eine Auswahl für "Windrad Typ" verpasst (Horizontal oder Vertikal), entsprechend die Windfläche berechnet und alle Leistungsberechnung darauf umgestellt. Das scheint gelungen. Ich habe aber auch eine Eingabe für "Übersetzung" eingebaut. Gedacht ist dann die Generatorgeschwindigkeit mit dem Übersetzungsfaktor zu rechnen...

Und da habe ich das Problem die Berechnungen zu überprüfen... Was sollte sich wie ändern wenn alles andere (Radius, Spulengröße, Drahtstärke, Windungen, usw.) gleich bleibt aber die Generatorgeschwindigkeit sich z.B. verdoppelt?

Bisher habe ich dass die Anzahl der benötigten Windungen sich halbiert für die gleiche, dadurch der Kupferbedarf und die Innenwiderstand sich auch halbiert. Dadurch etwa 10% mehr Amper vor der Gleichrichter sowie Generatorleistung (10% kommt mir Spanisch vor!). Die Wirkungsgrad der Generator geht hoch weil die Verluste runter gehen durch die verringerter Innenwiderstand. Verluste durch Gleichrichter gehen etwas hoch (die gleichen V zur leicht erhöhten A). Es kommt mehr Watt beim Batterie an (gleiche V, etwas mehr A).

Macht das alles Sinn? Habe ich etwas verpasst? Mir ist klar dass mit dem Übersetzung das ganze Generator anders zu bauen wäre, ich wollte nur erst mal die Berechnungen gegenüber stellen können und überprüfen ob das so stimmt. Dann verändere ich den ganzen Generatordesign.

Danke im Voraus!
JaBa
 
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Re: Generator Berechnungstool

Beitragvon Bernd » So 25. Mai 2014, 11:01

Was sollte sich wie ändern wenn alles andere (Radius, Spulengröße, Drahtstärke, Windungen, usw.) gleich bleibt aber die Generatorgeschwindigkeit sich z.B. verdoppelt?

Doppelte Generatordrehzahl ergibt die doppelte induzierte Spannung, das wars eigentlich schon.
Du könntest auch Windungen mit doppelten Querschnitt einsetzen um die Spannung nach einer Übersetzung 1:2 konstant zu halten.
Der doppelte Drahtquerschnitt verringert die Verluste und so weiter und so weiter.

Grundsätzlich aber gilt, mit dem Faktor der Übersetzung erhöht sich die induzierte Spannung des Generators.
Alles andere was daraus folgt sind logische Schlussfolgerungen der erhöhten Spannung.

Grüsse

Bernd
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Re: Generator Berechnungstool

Beitragvon JaBa » So 25. Mai 2014, 11:31

Hallo Bernd, ich wäre jede Wette eingegangen dass Sie sich zuerst melden würden.

Tja, das ist einerseits wahr dass erhöhte Geschwindigkeit die Spannung (Volt) erhöht. Aber das Berechnungstool arbeitet da anders. Da gibt man sein Zielspannung ein und z.B. die Windungen werden daraus errechnet. Die Anzahl der benötigte Windungen hat sich halbiert. Da das Berechnungstool die Ziel Schenkelbreite hat, errechnet er dass bei halber Windungszahl, die hälfte der Schenkelhöhe auch benötigt wird. Die Spannung bleibt gleich aber da die Windungszahl sich halbiert, halbiert sich, mit selben Drahtstärke, auch die Innenwiderstand. Dummerweise, hat das Berechnungstool eine feste Ziel Luftspalte, die Luft zwischen Magnet und Stator, sowie die Dicke der Harzschicht über die Spulen... Wenn, wie in diesem Beispiel, die Spulenschenkelhöhe sich halbiert, hat sich dummerweise die Luftspalt nicht geändert und es entsteht viel Platz die für nichts genutzt wird. Irgendwie denke ich dass es da einen Zusammenhang gibt warum das Tool bei die beiden Berechnungen (einmal 1:1, einmal 1:2 Übersetzung, ohne irgendetwas anders zu ändern) etwas mehr Amper berechnet hat. Hier bin ich mir aber sowas für unsicher...

Ich denke, ich stelle das Tool auch um dass der gewünschte Dicke der Statorscheibe eingegeben wird. Das macht Sinn weil Platten zum gießen in z.B. 9,27mm Stärke schwer zu finden wäre. Aus Statorscheibedicke, abzüglich Spulenschenkelhöhe, ergibt sich dann Harzschicht. Luftspalt wird dann berechnet (nicht mehr fest eingegeben) aus Statorscheibe plus 2 X Abstand zwischen Scheibe und Magnet.
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Re: Generator Berechnungstool

Beitragvon vm » Mo 26. Mai 2014, 08:09

Hallo

Wie Bernd schon sagte verdoppelt sich bei doppelter Drehzahl nur die Spannung.

Nach deinem System ( Spannung bleibt gleich ) verdoppelt sich der Drahtquerschnitt bei halber Spulenlänge ! ( bei gleichem Spulenvolumen zB . wickelst du dann mit 2 Drähten Parallel )

= 1/4 Widerstand !!!! ( 25 % )

Somit kommst du wieder auf die Leistung des Ursprungsgenerators mit Übersetzung aber bei halber Spannung , also wieder 12 V.

Wenn du nur die Windungszahl um die Hälfte verringerst bei gleichem Querschnitt hast du nur etwa den halben Widerstand , aber auch nur die halbe Leistung !

Die 10 % kommen wahrscheinlich daher das du nicht die Spulenhöhe reduzierst , sondern den Spulenumfang ( da eine Windung nach außen zu immer Länger wird )

Würdest du die Spulenhöhe reduzieren statt den Umfang würde der Fluss durch die Spule steigen ( = mehr Spannung , vom Gefühl her mehr als 10% )

Aus dem Widerstand und der Spannung kannst du dann Strom und Leistung berechnen. ( genauer gesagt Widerstand, Spannung und Wirkungsgrad , ein Widerstandsbedingter Spannungsabfall von 20% ergibt einen Wirkungsgrad von 80% )

mfg.Volker
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