Schachner Motor 250 Watt als Generator - Testbericht

[Andre]

Hallo Forengemeinde,

heute hab ich mich mal aufgemacht einen Schachner Radnabenmotor als Generator zu testen. Der größte Unterschied zum, schon von Bernd
hier getesteten "Nine Continent" Radnabenmotor, ist wohl die Tatsache, dass es sich hier um einen Motor mit (Achtung Max ) eingebauten Getriebe handelt. Er erreicht seine Nenndrehzahl wohl bei 160 rpm, was vermuten läßt, das wir hier schon bei geringen Drehzahlen höhere Spannungen erreichen können. Erkauft wird dieser Vorteil allerdings mit einem höheren Drehmoment. Das
Verlust- bzw. Leerlaufmoment liegt hier deutlich höher als beim "Nine Continent" , gemessene 0,9-1 NM.

Hier ein paar Bilder vom Motor und "Versuchsaufbau". Etwas einfach und improvisiert, aber für diese Zwecke durchaus ausreichend.
Der Motor ist gebraucht, in einem guten Zustand und hat weit unter 100 Euro gekostet. Neu sind die Dinger sehr teuer.
Im Übrigen handelt es sich hier um einen Generator der Gleichstrom liefert und einen Freilauf besitzt.


Da dieser Motor nicht eingespeicht war, mußte ich mir was einfallen lassen. Als Antrieb fungierte ein ausrangiertes Stützrad im Akkuschrauber.
Der selbstklebende Gummi auf dem Motor sollte ursprünglich Autotüren von Garageninnenwänden fernhalten,fand aber hier eine noch bessere Funktion . Drehzahl wird mit diesem Laserdrehzahlmesserdingselbingsel abgenommen (gibts auch bei ebay)



Messgeräte und (Halogen)Last in Aktion:



Ergebnisse

Die Leerlaufspannung:



und zum Schluß die Messungen unter Last (12 V - 10 Watt Halogen Lampe)



Fazit

Wer einen sehr langsam drehenden C- Rotor bauen möchte, und selbiges so konzipiert das er ein sehr hohes Drehmoment bei geringer
Drehzahl erreicht, einen solchen Motor günstig (gebraucht) erwerben kann - ist hier meines Erachtens gut bedient. Wir erreichen hier
unter Last einen Ladebeginn (12 V) ohne Verdopplerschaltung bei reichlich 60 Umdrehungen pro Minute, mit entsprechendem Spannungsverdoppler (http://home.berg.net/opering/projekte/7/index.htm) bei 30-35 U/min. Das hat schon was
Bin auf Eure Meinungen gespannt, insbesondere zum Umstand das die Leelaufspannung nur geringfügig höher als die Spannung unter Last ist.


Gruss
Andre

[Bernd]

Hallo Andre, vielen Dank für den super Testbericht ! Da hat der Schachner also auch ein Getriebe.
Deshalb gleich mal die Frage ob man dieses deutlich hört, bei meinem Heinzmann kann man es
deutlich vernehmen das sich die Zahnräder drehen.

Hast du evtl. noch Angaben für den Motor wie Nennstrom oder max. Drehmoment ?
Es ist tatsächlich erstaunlich das die Spannung bei deinem Test nur sehr gering eingebrochen ist.
Evtl. ist der Innenwiderstand des Motors recht gering, den könntest du ja nochmal messen.
Da es ein Motor mit Bürsten ist, müsstest du ein paar Messungen machen zwischen denen du
immer den Motor etwas weiter drehst denn es könnte darauf an kommen wie die Bürsten gerade stehen.
Die Verdopplerschaltung können wir bei deinem Schachner und meinem Heinzmann Motor aber
leider nicht einsetzen, denn beide liefern ja schon von Haus aus Gleichstrom.

Deine Idee mit dem Reibradantrieb finde sehr gut !! Ich hatte auch schon überlegt wie
ich den Motor mal schneller als von Hand an der Felge gedreht bekomme, aber auf eine so gute
Idee bin ich nicht gekommen.

Das Anlaufdrehmoment ist natürlich wirklich heftig und erheblich höher als beim Heinzmann
und mehr als doppelt, fast dreifach so hoch wie beim NineContinent, welcher 0,38Nm hatte.
Ich schätze das man auch mit Anstrengung nicht die 10mm Achse von Hand, ohne Hebel, drehen könnte ?

Das die Spannung so wenig einbrach bei Belastung mit der 10W Halogenlampe lag sicher auch daran,
das der Generator noch deutlich mehr Leistung hätte abgeben können, z.B. bei Nutzung einer
35 W oder gar 50 W Halogenlampe, aber dann muss der Reibradantrieb schon sehr kräftig drehen.
Ich vermute dann könnte es sogar schwierig werden das noch mit dem Akkuschrauber zu drehen.

Grüsse

Bernd

[Menelaos]

Sehr schöner Beitrag!

Getriebe...jaja, wohlwollend zur Kenntnis genommen

Was mich mal interessieren würde ist die leistungsabgabe bei Batterieladung (12V). Hier haben wir ja einen ganz anderen Wiederstand und damit wohl auch eine andere Leistungskurve. Vielleicht klemmst du ja mal einen 12 V Akku an, ermittelst dabei den Ladebeginn und drehst mal bis 250 oder 300 UPM hoch um zu sehen was für Ladeströme dabei entstehen.
Das fände ich sehr interessant.

Gruß
Max

[Bernd]

Stimmt Max, das wäre wirklich interessant. aber bis 300U/min wir Andre sicher nicht
kommen, da bräuchte man schon einen sehr leistungsfähigen Antrieb. Ist halt ein bisschen
blöd weil diese Art Generatoren ja Außenläufer sind und man daher quasi das Gehäuse antreiben
muss, denn sonst könnte man einfach die Achse in eine Bohrmaschine stecken und drehen,
aber das geht hier ja nicht, weil aus der Achse auch die Kabel heraus gucken.

Ich habe ja gar keine Zeit um einen zu bauen, aber im Kopf entsteht schon ein Generatorteststand.

Grüsse

Bernd

[trilobyte]

Ich habe ja gar keine Zeit um einen zu bauen, aber im Kopf entsteht schon ein Generatorteststand.

eine drehbank eigenet sich für solche sachen hervorragend und ohne drehbank kommt man sowieso nicht aus ,-)
jedenfalls nie mehr nachdem man mal eine hatte...

gruss

peter

[Bernd]

Ja stimmt Peter. Allerdings wäre mir die Erfassung der Eingangsleistung, also der mechanischen
Leistung mit der man den Generator antreibt, wichtig. Das geht mit einer Drehbank leider nicht.

Ich denke dabei an einen Antrieb, der sich auf eine Waage abstützt, so das man das Drehmoment
messen kann mit der der Generator während der Messung angetrieben wird. Aus Drehzahl und
Drehmoment könnte man dann sehr einfach die zugeführte Leistung errechnen. Hat man diesen
Wert kann man sich ebenso einfach den Wirkungsgrad ausrechnen, das wäre ein Traum so ein
Messstand.
Aber auch ohne so ein traumhaftes Meßgerät können wir mit unseren Mitteln schon sehr gut einen
Motor/Generator durchleuchten, Andre hat es uns ja in seinem Bericht ja schön gezeigt.

EDIT:
Es geht DOCH mit einer Drehbank ! Bei einem Außenläufer mit Kabeldurchführung durch die
Achse, muss man diese ja fixieren und das "Gehäuse" des Generator antreiben. Das bedeutet man
könnte das Abstützmoment an der fixierten Generatorachse abnehmen und schwups... kann man sich super
einfach die zugeführte mechanische Leistung errechnen. Die abgegebene Leistung errechnet man aus den
elektrischen Werten und schon hat man den Wirkungsgrad... geil.

Grüsse

Bernd

[Menelaos]

Wie soll das mit der Wage genhen...?
Dazu müsste der Aulegerarm der zur Wage geht bremsbar sein...und das auch noch einstellbar, schwierig zu machen denke ich.

Ich habe das relativ einfach mit einer Leistungsfähigen Bohrmaschine gemacht.

Eine Bohrmaschine 1000 Watt, die Wirkungsgradkennlinie war mir bekannt, ich wußte also bei welcher Drehzahl unter Last die Höhe des Wirkungsgrades war.

Nun habe ich meinenn Generator durchgemessen, bei mittlerer Drehzahl des Generators.
Mit einem herkömmlichen Leistungsmesser habe ich bei der gewünschten Drehzahl der Bohrmaschine die Leerlaufleistung gemessen und notiert. Danach bei gleicher Drehzahl den Generator angetrieben und dessen Leistung ermittelt sowie wieder die Leistungsaufnahme der Bohrmaschine, von welcher noch die Leerlaufleistung abgezogen werden musste.

Nun hatte ich 2 Leistungen und den Wirkungsgrad der Antriebsmaschine und konnte den WIrkungsgrad des Generators bei eben dieser Drehzahl bestimmen und denke dass das auch auf 5% oder so genau war. Auf jeden Fall hat man einen Eindruck über die Größenordnung und weiß ob es eher bei 60 oder 90% liegt.
Bei den Scootermotoren kam ich übrigens auf 73% bei 2200 UPM.

Gruß
Max

[Carl von Canstein]

@Andre: Super Arbeit hast Du geleistet! Toll, dass Dein "Schnaeppchen" nicht nur unsere Wissbegier befriedigt, jetzt hast Du schon einen guten Generator fuer Dein Windrad in Spe! Klasse!!!
Gruss, Carl

[Bernd]

Hallo Max, die Leistungsmessung über das Abstützmoment und Drehzahl ist denkbar einfach und
äusserst genau. Im Prinzip funktioniert es genau wie die Leistungsbremse an unserem H-Rotor
Prüfstand, und zwar so:

Egal ob man einen Aussen- oder Innenläufer hat, ein Teil des Generators steht ja immer fest und der
andere Teil dreht sich. Am fest stehenden Teil befestigt man einen Hebelarm, der an seinem Ende auf
eine Waage drückt. Der fest stehende Teil muss sich dabei mitdrehen können und nur der Abstützhebel
und die Waage dürfen das verhindern. Wird nun der Generator angetrieben, versucht sich der fest stehenden Teil
des Generators ja mit zu drehen und stützt sich dabei auf die Waage ab. Das nennt man Abstützmoment.
Aus der Höhe dieses Abstützmomentes und der aktuellen Drehzahl kann man nach der Formel :
Abstützmoment (in Nm) mal Drehzahl (in U/min) durch 9,55 = mechanische Aufnahmeleistung
äusserst präzise und dabei doch so super einfach die mechanische Aufnahmeleistung bestimmen.
Setzt man diese ins Verhältnis zu der elektrisch abgegebenen Leistung, hat man den Wirkungsgrad.

Hier noch ein Bild aus dem Kleinwindforum vom User C_S, das seinen Teststand zeigt, der genau nach
dem eben genannten Prinzip arbeitet. Natürlich geht es auch einfacher, aber mit so einer Drehbank, das
hat schon was .
Max wenn du deine Bohrmaschine im Schraubstock befestigst, dann deine Generatorachse im Futter
der Bohrmaschine einspannst, so das sich das Generatorgehäuse drehen kann, und dann einen Hebel
am Generatorgehäuse befestigst, der sich auf eine Waage abstützt, dann hast du genau so einen
perfekten Messstand. (und ich und jeder andere natürlich ebenso )
Im Foto ist ein Nabenmotor zu sehen, dort treibt die Drehbank "das Gehäuse" des Generators an
und der Hebel wird an der fest stehenden Achse befestigt.

Ich finde diese Messmethode einfach Spitze, auch und vor allen weil das jeder mit einfachsten
Haushaltsmitteln machen kann, sofern er eine Küchenwaage zur Verfügung hat und vielleicht
einen Besenstiel.



Grüsse

Bernd

[Menelaos]

Na wenn das so klappt, dann sollte das jemand mit Drehband unbedingt man versuchen...und dann werden wir ja sehen. Die andere Lösung bringt aber auch ohne Drehbank un mit einfachen Mitteln einen recht guten Überblick....
Würd mich freuen wenn wir hier zu Ergebnissen kommen.

Gruß
Max