Generator aus der Waschmaschine

[zak]

Hallo, um einen Waschmaschinenmotor als Generator einzusetzen, sollte man einen mit 6 Anschlüssen nehmen: 2 Anschlüsse vom Stator (an dem der Strom dann abgegriffen wird), 2 Anschlüsse von der Feldspule und 2 Anschlüsse vom Tachogenerator. Zur Magnetisierung der Feldspule braucht ihr eine Regelung, die die Impulse des Tachogenerators je nach Umdrehung nutzt, verstärkt und dadurch eine lineare Magnetisierung der Feldspule ermöglicht. Mit anderen Worten: Die Feldspule wird bei Flaute nicht erregt, was ja sinnvoll ist, aber bei nutzbarem Wind auch stärker magnetisiert. Dafür habe ich eine Schaltung entworfen und auch erfolgreich bei mir getestet, mit einem Akkuschrauber an der Motorwelle bringe ich damit eine 12 Volt H4 Birne locker an ihre Grenze.
Der Mosfet kann durch einen äquivalenten N-Kanal Fet ersetzt werden, beim Kondensator ist die Kapazität nicht so wichtig, es sollte aber ein gepolter sein und mindestens 63 Volt aushalten. Der 470 Ohm - Widerstandswert ist je nach Motor neu zu ermitteln, die Stufe darf erst anziehen, wenn man an der Welle des Waschmaschinenmotors dreht. Ansonsten ist die Schaltung unkritisch und funzt einwandfrei, für die paar Bauelemente lohnt sich noch nicht mal eine Lochrasterplatine. Damit der Fet und der Transistor keine Rauchzeichen geben, sollten sie einen Kühlkörper erhalten.
Hoffe, ein wenig geholfen zu haben, viel Spaß!

Nachtrag vom 14.05.09:
Nachdem ich viele Nachfragen zu dieser Schaltung erhielt, hier noch einige Zeilen: Diese Schaltung hat einen großen Toleranzspielraum und wurde auch so ausgelegt. Der 3055 ist in seiner Dimensionierung nicht nötig, es funktioniert auch mit einem BD 441. Ebenso kann anstelle des P45NF ein BUZ11 eingesetzt werden. Diese Komponenten können in ihren Werten durchaus von diesem Schaltplan abweichen, die Schaltung wird trotzdem funktionieren, wenn darauf geachtet wird, die Widerstände auch anzupassen; die Stufe darf erst (leicht) anziehen, wenn an der Motorwelle von Hand gedreht wird.

[jb79]

Interessante Schaltung. Eine Frage dazu: Warum braucht man den monströsen (meist im TO-3 Gehäuse vorkommenden) 2N3055? Gibt der Tachogenerator so hohe Spannungen ab daß der Basisstrom so hoch wird?
Hast du vielleicht auch eine Tabelle mit Drehzahl, Leerlauf und Lastspannungen, solche Werte wären eventuell interessant für Nachbauten und Vergleiche.

[zak]

Hallo, der 2N 3055 ist sicherlich großzügig dimensioniert, das hast du völlig richtig erkannt. Unter Elektronikern ist er ja als Traktor bekannt und so gut wie unkaputtbar, das war für mich ausschlaggebend. Du könntest auch einen BDxxx NPN einsetzen, müsstest dann aber nochmal die Widerstände anpassen. Alle Komponenten fand ich noch in meiner Krabbelkiste, der Mosfet ist aus einem alten Akkuschrauber. Mit dieser Stufe erzeuge ich an meinem Wamamotor bei ca. 300 U/min um die 14 Volt, bei angeschlossenem 55 Watt Verbraucher also 4 Ampere. Dabei ist der Magnetspulenwiderstand kaum spürbar. Ich möchte hier jedoch betonen, daß alles noch in der Entwicklung ist, entsprechende Daten über Leerlauf - Lastspannungen o.ä. existieren daher (noch) nicht. Die Idee war, aus Schrott einen billigen ressourcenschonenden Generator mit gutem Wirkungsgrad zu entwickeln, der für jeden eine Alternative zu üblichen Limas ist. Die Schaltung sollte unkompliziert, universell, zuverlässig und für jeden leicht nachzubauen sein. Ich habe es auch mit Kfz - Lichtmaschinen versucht, aber das Umwickeln ist nicht jedermanns Sache und problematisch. (Einfälle statt Abfälle, Windkraft? Ja bitte! von Christian Kuhtz, übrigens ein super Heftchen und sehr zu empfehlen).
Der Tachogenerator als Impulsgeber der Stufe gibt beim AEG-Wamamotor bis ca. 0,9 Volt Wechselspannung ab, je nach Umdrehung, darum auch der Kondensator. Ohne ihn wäre die Hysterese unkontrolliert. Er sollte jedoch hohe Gleichstrompannungsspitzen sicherheitshalber verkraften, min. 63 Volt.
Wenn der Basiswiderstand (in meiner Schaltung 470 Ohm) richtig eingestellt wird, gibt es keinen Leerlauf. der Generator erzeugt schon bei wenigen Umdrehungen Saft, leichte Impulse vom Tachogenerator öffnen die Stufe, aber nur ein wenig, damit die Erregung der Feldspule nicht zu stark wird und dadurch die Umdrehungen des Repellers durch den Magnetwiderstand der Feldspule wieder abwürgen. Bei stärkerem Wind fliesst auch mehr Feldspulenstrom.
Es wäre interessant, wenn sich jemand an den Nachbau wagt und seine Erfahrungen verkündet. Bei mir funzt sie einwandfrei.

Nichts ist so gut, dass es nicht noch besser werden könnte.

[windstav]

Hallo Zak,
mich interessiert das Thema sehr und du hast es auch gut erklärt.

Könntest du mir erklären, was ein Tachogenerator ist? Im Internet fand ich , dass es sich um einen Motor handeln müsste. Wird er auch vom Wind mit angetrieben, oder ist er im Motor eingebaut? Ein Bild könnte vielleicht helfen.

Geht es auch mit Motoren , die 5 Kabel haben? So einen habe ich gerade.

Gruß
Stav

[zak]

Hallo, der Tachogenerator sitzt an der Motorachse und mißt eigentlich nur die Umdrehungszahl. Für den Motorumbau zum Generator dient er nur als Impulsgeber für die Leistungsschaltung und erspart uns somit störanfällige Fliehkraftschalter oder ähnliches. Zum besseren Verständnis hier ein Bild... sagt immer mehr als tausend Worte... wie du siehst, gibt es 6 Anschlüsse. zur Stromabnahme braucht man die beiden, an denen die Kohlestifte sitzen... an die anderen 4 (Tachogenerator und Feldspule) hängt man die Schaltung. Leider kann ich dir nicht sagen, ob ein Motor mit nur 5 Anschlüssen auch geeignet ist. Müßte man durchmessen.

[zak]

...und hier die Stufe in Natura...

[drilli]

Hört sich wirklich sehr gut an.

Hast du zu dem Aufbau schon irgendwelche Kennlinien? Spannung zu Drehzahl oder sowas?

Wäre interessant ob man bei rel. geringen Drehzahlen da auch nen ordentlichen Wirkungsgrad rausbekommt.

..wie gesagt, sehr interessantes Thema.

[zak]

Ich kann mir sehr gut vorstellen, das große Riemenrad von der Waschtrommel an einen Darrieus-Rotor zu montieren und damit über den Riemen den Generator anzutreiben. Diese Rotorbauart kann ja ein relativ großes Drehmoment im unteren Drehzahlbereich erreichen. Wie gesagt, der Magnetspulenwiderstand ist nicht besonders hoch. Daten und Kennlinien gibts noch nicht. Ausprobieren..!

[jb79]

Hmm so ein Waschmaschinenmotor wäre sicher irgendwo aufzutreiben, man müßte mal die Müllplätze abklappern, vielleicht findet sich da ja das ein oder andere funktionsfähige Exemplar.

[gelöscht]

Ich kann mir sehr gut vorstellen, das große Riemenrad von der Waschtrommel an einen Darrieus-Rotor zu montieren und damit über den Riemen den Generator anzutreiben. Diese Rotorbauart kann ja ein relativ großes Drehmoment im unteren Drehzahlbereich erreichen. Wie gesagt, der Magnetspulenwiderstand ist nicht besonders hoch. Daten und Kennlinien gibts noch nicht. Ausprobieren..!

Du meintest sicher einen Savonius oder einen Canstein, oder?