Direct Drive Generator aus LG Waschmaschine

[Atmos]

Hallo Bernd,

hast Du auch schon den Strom gemessen ? Bin gespannt welche Leistung Du dem Teil abverlangen kannst. Meine Drehbank habe ich leider noch nicht fertig, ist aufwendiger als ich dachte Dafür lohnt es sich aber auch, die ist von 1937, da gibt es noch ne menge zu tun...

Viele Grüße

Christoph

[Bernd]

Der Strom ergibt sich aus der Last, der Spannung und dem Innenwiderstand des Generators.
Leider ist genau der sehr hoch. Für 12 Volt Anwendungen müsste man zunächst die Beschaltung
des Stators ändern um den Innenwiderstand, zu Ungunsten der Ladebeginndrehzahl, sinken zu lassen.

Den Kurzschlusstrom kann man sich so errechnen:
Kurzschlussstrom = erzeugte Generatorspannung durch Innenwiderstand ( 6 Ohm )
Ein Viertel davon ist das Maximum das der Generator nach Aussen abgeben kann.


Grüsse

Bernd

[Atmos]

also 25 Volt : 6 Ohm = 4,2 A x 25 V = 105 Watt bei 60 rpm ?

[Bernd]

Genau, das ist dann aber nur erstmal die Kurzschlussleistung.
Real kannst du nur 1/4 dessen aus dem Generator ziehen und auch nur wenn
man den Wirkungsgrad auf 50% runter zieht, denn die maximale Abgabeleistung
entsteht wenn R-Generator = R-Last ist.
Das würde bedeuten das die Last auch 6 Ohm haben müsste.
Es fliesst dann nur der halbe Strom und auch die Spannung teilt sich zu 50% auf
Verluste am Generator und weitere 50% als Abgabespannung auf.

Maximal wären also ca. 25 Watt Abgabeleistung bei 60 U/min möglich, allerdings
nur wenn man den Generator wirklich quält und dabei nochmal die gleiche Leistung im
Inneren verbrät. Mit guten Wirkungsgrad wären es wohl eher nur ca. 10 Watt bei 60 U/min.

Ich mag diesen Wert der "Kurzschlussleistung" sehr weil er Generatoren direkt vergleichabr macht,
auch wenn diese ein anderes Spannungniveau liefern. Durch die Kurzschlussleistung weiss man sofort
zu welcher Leistung der Generator bei einer bestimmten Drehzahl fähig ist.

Mit höherer Drehzahl steigt dann die Leistung natürlich entsprechen an.

Grüsse

Bernd

[Atmos]

Hallo Bernd,

25 Watt - das kommt mir sehr wenig vor für diese Größe, hatte da etwas mehr erwartet wenn ich ehrlich bin
Woran liegt es genau Deiner Meinung nach ?

VG

Christoph

[Bernd]

naja 25 Watt bei nur 60 U/min finde ich eigentlich ganz ok, wenngleich ich mir auch
immer höhere Werte wünsche.
Für die 25 Watt muss der Rotor ständig mit 4Nm drehen um diese Leistung bei 60 U/min zu erbringen.
Das muss ein Windrad erstmal liefern.

Man musst bedenken das der normale Drehzahlbereich eines solchen Motors viel höher liegt.
Es ist zwar ein Generator für relativ niedrige, aber nicht für ultra niedrige Drehzahlen, dafür ist er noch zu klein.
Lassen wir diesen Generator mit 300 U/min drehen, was für kleine VAWTs bei viel
Wind durchaus noch drinn ist, dann liegt die maximale Leistung bei etwa 650 Watt,
allerdings wie gesagt MAXIMALE Leistung, bei dann nur 50% Wirkungsgrad. Das ganze ist
dann aber eher theoretischer Natur, denn mit ebenfalls 650 Watt Verlustleistung würde es dem
Stator schon ganz schön warm werden, sprich das macht er nur ganz kurz mit.

Wenn wir nur ca. 300 Watt abnehmen arbeitet der Generator auch mit einem guten Wirkungsgrad und
auch der Stator hat weit weniger Verlustleistung auszuhalten.
Das ganze spielt sich dann mit der Originalbeschaltung der Spulen oberhalb von 100 Volt ab.
Nach einer Neuverschaltung der 36 Spulen wäre auch ein direkter 12 Volt Betrieb denkbar.

Je höher wir die Drehzahl bringen, desto besser für das Ergebnis. Ist bei Generatoren leider
immer so.

Grüsse

Bernd

[Atmos]

Hallo Bernd,

laut Wiki ist .....

Der Wirkungsgrad der Synchronmaschine (ca. 95...99% in Abhängigkeit von der Baugröße und der nötigen Erregerleistung) liegt aufgrund der synchronen Strom- und Spannungsphasen generell über dem der Asynchronmaschine. Große Synchronmaschinen, wie z.B. der Turbogenerator, zählen damit zu den effektivsten Energiewandlern

wieso rechnest Du mit so wenig ?

Gruß

Christoph

[Bernd]

Wenn Ri = Ra ist, also Leistungsanpassung, dann ist der Wirkungsgrad 50 %, ganz egal
bei welchem Generator. (eigentlich sogar noch ein bisschen weniger)
Das ist der Punkt an dem ein Generator bei der jeweiligen Drehzahl die grösstmögliche
Leistung abgeben kann. Ich rechnete mit dem Punkt der Leistungsanpassung weil es mir
schien das du wissen wolltest wieviel Leistung maximal (!) bei einer bestimmten Drehzahl
möglich wäre.

Der Wirkungsgrad ist im übrigen nichts fixes sondern ist abhängig von der Last mit der
man einen Generator betreibt. Bei hochohmiger Last ist der Wirkungsgrad meist ganz gut.
Bei niederohmiger Last wie z.B. direkte Akkuladung ist der Wirkungsgrad zumindest bei
mittleren und höheren Leistungen meist sehr schlecht.
Wirkungsgradangaben beziehen sich meist auf den Idealfall.

Von 95% oder mehr wird man im Normalfall bei Generatoren unserer Grösse wohl nur träumen
können, ausser bei ganz geringer Leistungsabnahme. Wenn ein herkömmlicher Generator
seine Maximalleistung bei 80% Wirkungsgrad schafft, dann ist er schon sehr gut.

Grüsse

Bernd

[Atmos]

Hallo Bernd,

so ganz verstehe ich das noch nicht, Du meinst also wenn Du bei 60 U/min eine 24 V 20 Watt Birne dranhängst, musst Du 40 Watt aufbringen um die Drehzahl zu halten. 20 Watt Leistung fallen an der Lampe ab und 20 W im Generator als Verlust ? Das wären dann doch 50 % Wirkungsgrad.

Wohin tendiertst Du denn? Hohe Spannung oder 12 V Batterieladung ?

Gruß

Christoph

[Bernd]

Das mit der maximal möglichen Leistung, man spricht dann auch von "Leistungsanpassung" ist
immer dann der Fall wenn der Widerstand des Generators genauso gross ist wie der Widerstand
der angeschalteten Last. NUR DANN teilen sich die Leistungen 50 zu 50 auf.
Da der Generator ca. 25 Volt liefert bei 60 U/min, müsste man eher eine 12 Volt Lampe
mit 20 Watt nehmen, da sich bei Leistungsanpassung auch die Spannung 50 zu 50 aufteilt.

Vergiss einfach diese Sache mit der Leistungsanpassung. Ich hatte es nur hervorgekramt weil
die Frage nach der maximal möglichen Leistung kam. Leistungsanpassung ist ein Punkt mit dem
man einen Windgenerator nie betreiben sollte, da man die Hälfte der zugeführten mechanischen Energie
in Wärme verwandelt. Dennoch "quält" man in dem Moment das maximal mögliche aus ihm heraus.
Für die Praxis ist das eher unwichtig.

12 Volt würde ich nur verwenden wenn es aus irgendwelchen Gründen nicht anders geht.
Ich würde bei Akkunutzung eher auf 24 Volt oder besser 48 Volt setzen.
Alleine die Verkabelung kostet dann nur noch einen Bruchteil der für 12 Volt nötigen extrem dicken Kabel.
Wer bei 12 Volt mit 500 Watt und mehr einen Akku laden will, der muss sich im klaren sein das er dann
super dicke Kabel benötigt wenn der Akku nicht gerade 2m unter dem Windrad steht.
Wenn das Kabel etliche Meter lang sein muss, dann wird es unter Umständen teurer als das ganze Windrad.
Wer dünne Strippen verlegt verheizt unter Umständen mehr auf der Kabellänge als er in den Akku bekommt
Die ganzen Probleme reduzieren sich enorm wenn man eine höhere Spannung wählt.

Den höchsten Ertrag erhält man bei Verwendung einer Elektronik die
a) dem Generator erlaubt seine Spannung entsprechend der Drehzahll abzugeben, und
b) die Leistungsabgabe an den Akku nach der aktuell vom Wndrad angelieferten Energie ausrichtet.
Das können grundsätzliche alle Einspeiseinverter und wenige MPPT gesteuerte Laderegler.

Wer nur ein ganz klein bisschen Strom sammeln will für ein paar LEDs im Gartenhaus, dem können
alle diese Betrachtungen egal sein. Da würde dann auch ganz simple Technik reichen.

Grüsse

Bernd