Staffelgenerator: Wicklungen gestaffelt schalten?

[klml]

Hi allerseits,

ich hab einen Gedanken zu einem abgestuften Elektrogenerator der ein nicht-konstantes Drehmoment auf unterschiedlich viele Wicklungen abbildet. Wäre es nicht möglich eine unsteuerbare Energieform je nach auftreten an einem physikalisch mehreren gestaffelten Generatoren abzufangen? Also je nach Drehmoment bei gleich bleibender Drehzahl und damit Frequenz und selber Spannung aber insgesamt schwankender Leistung.
Baulich vereint könnte man doch mehrere unabhängige Wicklungsstränge optional zu schalten.

Abstufung
Um nicht für jede Abstufung innerhalb der Einspeisetoleranz gar ein eigene Wicklung bereit stellen muss, könnte man diese Staffel und das sogar quadratisch. Also je ein Wicklung für 1 W, 2W, 4W, 8W. Bei 6 W Nennleistung würden dann die 4W und die 2 W Wicklung zugeschalten, die jeweils andere auf Leerlauf.

Dabei dachte ich immer ich weiss so ungefähr wie ElektroDrehwandler funktionieren, aber kann das sein das ich einen Denkfehler habe?
+ Abschirmung
stören sich die einzelne baulich eng aneinander liegenden Wicklungspakte elektromagnetisch?
+ Leerlauf
Wenn also eine Wicklung nicht geschalten wird baut diese eine Spannung auf, aber kein Strom und daher auch kein Feld?

http://wiki.regionales-wirtschaften.de/ ... lgenerator

Vielen Dank
klml

PS ich stell die Frage hier weil ich beim Fragenstellen sehr oft hier raus gekommen bin

[jb79]

Ich glaube kaum, daß so ein Schaltaufwand bei einem kleinen Generator Sinn macht.
Relaiskontakte sind wegen der Induktivität der Generatorspulen wohl ungeeignet, das müßte mit Leistungsstellern (Mosfet, Triac, IGBT,...) geschalten werden. Der dafür notwendige Aufwand lohnt sich wenn nur bei sehr großen Generatoren (einige kW). Bei Generatoren unserer Größenordnung kann man gleich einen Generator bauen der eine möglichst große Spannung generiert und diese dann per Step-Down Converter (DC/DC Wandler) auf die notwendige Spannung runtersetzen.

[klml]

Hi jb79,

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Relaiskontakte sind wegen der Induktivität der Generatorspulen wohl ungeeignet,

An das "Schalten" habe ich noch gar nicht so gedacht, auch wenn man Relais vielliecht in einem externen, entfernten Schaltgehäuse verbauen könnte. Aber Relais sind dann vielicht auch zu aufwändig, man bräuchte ja für jede Staffelung einen. Und dieses ganze mechanische geklackere....

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das müßte mit Leistungsstellern (Mosfet, Triac, IGBT,...) geschalten werden.

Die kenne ich jetzt eher aus der Elektronik, also mit geringen Strömen. Kann man diese praktikabel für höhere Ströme einsetzen?

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Generator bauen der eine möglichst große Spannung generiert und diese dann per Step-Down Converter (DC/DC Wandler) auf die notwendige Spannung runtersetzen.

Wäre der der Wirkungsgrad und der technische Aufwand eines DC/DC Wandlers im Vergleich zu einer solchen Staffelschaltung effektiver?

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Ich glaube kaum, daß so ein Schaltaufwand bei einem kleinen Generator Sinn macht.

unabhängig davon, glaubst Du das dieses Prinzip überhaupt funktionieren würde?

Danke
klml

[jb79]

Hi jb79,

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das müßte mit Leistungsstellern (Mosfet, Triac, IGBT,...) geschalten werden.

Die kenne ich jetzt eher aus der Elektronik, also mit geringen Strömen. Kann man diese praktikabel für höhere Ströme einsetzen?

so ein großes Windrad wirst du nicht bauen, daß du die Werte überschreitest
IGBT
Thyristor
Mosfets

Eine Staffelschaltung dient nur zur Spannungserhöhung, Verluste sind durch die Bauelemente im stromdurchflossenen Pfad + Ansteuerung eigentlich recht gering. Allerdings paßt die Anpassung an eine Batterie nicht, was das Windrad bremst => nicht ideal
Ein DC/DC Wandler kann so betrieben werden, daß das Windrad in einem Punkt betrieben wird, wo es z.B. 20V/5A abgibt und die Batterie dann mit 14V/7A lädt.
Wenn man sehr hohe Spannungen vom Generator bekommt (sagen wir in einem Spannungsbereich von 90-350V), dann könnte man auch ein PC Netzteil mit PFC entsprechend umbauen, die können nämlich Spannungen in diesem weiten Bereich verarbeiten und haben Wirkungsgrade >80% bei der Wandlung auf 12V. Wandlung auf 14V für Batterieladung soltle keine große Hexerei sein wenn man den richtigen Spannungsteiler findet.

Denke schon daß man mit dem Prinzip von umschaltbaren Wicklungen einen gewissen Effekt erzielen kann. Besonders für die Abdeckung großer Drehzahlbereiche (die Spannung bei 400 Umdrehungen wäre 4x so hoch wie bei 100 Umdrehungen) kann man so leichter in einem bestimmten Bereich halten wo man sie vernünftig nutzen kann. Spulen können z.B. bei hohen Drehzahlen parallel schaltet werden (höherer Strom, niedrigerer Innenwiderstand), damit bleibt die zu verarbeitende Spannung niedriger und für niedrige Drehzahlen in Serie (kleinerer Strom, höherer Innenwiderstand), damit man eine halbwegs brauchbare Spannung erzielt.