Dephi Generator

[haditei]

Hallo Freunde,

vor einiger Zeit ist mir eine elektromechanische Lenkhilfe von Delphi in die Hände gekommen(Außendurchmesser 90mm). Was mich sofort fasziniert hat, war der extrem niedrige Anlaufwiderstand des Motors. Mit den Fingern nicht spürbar und an einem 120 mm langen Hebel wirkten gerade einmal 12 Gramm. Ich habe zunächst die Steuerelektronik (12V) abgebaut und die drei Eingänge durch gemessen. Ein messbarer Widerstand war nicht vorhanden, also fast Null Ohm. So etwas sollt für eine Übersetzung mit Zahnriemengetriebe das Richtige sein und ist für einen C-Rotor, den es noch zu bauen gilt, von mir vorgesehen. Nach dem Kurzschluss zweier Anschlüsse war beim Durchdrehen ein kräftiges Ruckeln zu verspüren. Wurden alle drei Anschlüsse zusammengeschaltet ging die Welle vollkommen gleichmäßig schwer zu drehen. Allerdings war die erzeugte Spannung an einer Phase bei 500 U/min mit ca 1,5 V kein tolles Ergebnis. Was ich nicht begreife, warum ist beim Zusammenschluss aller drei Phasen ein vollkommen gleichmäßiger Drehwiderstand an der Welle zu spüren?
Nachdem ich den Deckel abgeschraubt habe, kam ein kräftiges Paket Cu-Draht zum Vorschein, allerdings jeweils 19 Stk 0,55mm Drähte parallel zu einem Strang. Der Rotor hat einen Durchmesser von ca 4cm und ist mit extrem starken Magneten versehen, die hinter einer Alu-ummandelung verborgen sind (3Paare). Zuerst wollte ich eine neue Wicklung einsetzen, aber soviel Cu wie da rein gepresst war, ist als Heimwerker nicht zu machen. Da habe ich die Wicklungspakete aufgetrennt und beginne nun die einzelnen Drähte in Reihe zusammen zu löten. Messergebnisse gibt es sobald ich fertig bin. Ein Bild von dem „Drahthaufen“ hänge ich schon mal an. Bin neugierig, was da raus zu holen ist.
Gruß Hans

[haditei]

irgendwo sind die Bilder abhanden gekommen, also noch einmal.

[andreas]

Hallo Hans,

ein interessanter Motor, den Du dort entdeckt hast. Weißt Du, wo der herstammt oder wo er normalerweise eingebaut ist?

Die gleichmäßige Kraft beim Drehen eines belasteten Generators ist vollkommen normal, sofern er genug Pole und eine saubere Dreiphasenwicklung aufweist. Bei meinem Eigenbau ist das nicht anders...

Die bislang gemessenen Werte sind doch gar nicht so schlecht. Der Draht erlaubt schon ein paar Ampere und wenn Du die Wicklungen in Reihenschaltung gebracht hast und als Stern verschaltet, dann ist auch die Spannung ansehnlich geworden.

MfG. Andreas

[haditei]

Hallo,

hätte nicht gedacht, was das für Arbeit macht, aber die Wicklungen sind endlich zusammengelötet und der erste Probelauf durchgeführt. Leider ist der Wicklungswiderstand mit 4,2 Ohm recht hoch. Deshalb ist ein Betrieb nur in Dreieckschaltung noch einigermaßen sinnvoll. Welche Abmessungen sollte ein C-Rotor haben, wenn ich mit 80 Watt zufrieden bin, aber bereits bei etwa 4 m/sek Wind schon nutzbare Spannung für meine 12 V Anlage ernten will. Das vorhandene Zahnriemengetriebe hat eine Übersetzung von 1:4,2. Was haltet ihr von einem Spannungswandler 24-12Volt? Da könnte ich mit dem hohen Innenwiderstand mehr raus holen. Beim Probelauf kommt raus:


gemessene Werte am Gleichstrom ohne Last
u/min Volt Stern Volt Dreieck
100 7
150 10
200 14 8
250 17,5 10
300 21,5 12,5
350 24,7 14
400 29 16,3
450 32,5 18,5
500 36 20,6
600 43,2 24,6
700 49,7 28,3
800 58,5 33,4
900 63,9 36,4
1000 72,5 41,2
1100 78,1 44,5
1200 87,1 49,6

Gruß Hans

[Bernd]

Hallo Hans,
die 4,2 Ohm beziehen sich auf den Widerstand der Spulen einer einzelnen, nicht mit den anderen verbundenen, Phase ?
Die Spannungen wurden OHNE Getriebe ermittelt ?
Die Spannungen beziehen sich auch auf die Spulen einer Phase ?
Wenn nein, in welcher Verschaltung hast du die Werte gemessen ?

Grüsse

Bernd

[haditei]

Hallo Bernd,

der Widerstand ist an einer Wicklung gemessen. Während der Messung waren die drei Wicklungspakete nicht miteinender verschaltet. Die Spannungsergebnisse sind ohne Getriebe entstanden und wurden ohne jegliche Last am Ausgang des Dreiphasengleichrichters gemessen. Alle Werte in Stern- und in Dreieckbetrieb. Die Liste habe ich noch einmal als Excel-Datei angehangen.

AX-Messung.xls

(14 KiB) 74-mal heruntergeladen

[andreas]

Hallo Hans,

Danke für die Messung, die Tabelle macht es uns noch leichter. Ich habe sie mal um ein Diagramm ergänzt, daran erkennt man den gut linearen Verlauf und die Plausiblität Deiner Messung auf einen Blick.

Den höheren Innenwiderstand könnte man in der Tat mit einem Wandler ausgleichen, der die Spannung herunter bringt. Im einfachsten Fall tun es drei gleiche Trafos, welche die Phasen passend transformieren. Bei dem geringen Wandlungsverhältnis werden es wohl keine Netztrafos tun, da ist selber wickeln angesagt.

MfG. Andreas

[haditei]

Hallo,

gestern habe ich den Generator unter Last getestet. Angeschlossen war er an einem 12 V 40Ah Akku. Das Ergebnis war etwas ernüchternd. Wenn ich die Ergebnisse richtig interpretiere, dann errechnet sich für die Sternschaltung ca. 18 Ohm und für die Dreieckschaltung 6,8 Ohm Wicklungswiderstand. Warum im Betrieb der Widerstand höhere Werte ergibt als bei der direkten Messung kann ich mir nicht erklären. Bei 40 Watt erzeugter Leistung im Dreieckbetrieb hat der Geni gerade noch einen Wirkungsgrad von 40%. Das ist grottenschlecht. Zur sinnvollen Nutzung brauche ich unbedingt einen Wandler oder Transformator. Kann mir einer sagen, warum das Ergebnis so schlecht ist? Die Messergebnisse sind in der anhängenden Datei zu sehen.
Gruß Hans

[Bernd]

Ich merke mir das immer so:
Um 300 Watt in einen 12 Volt Bleiakku hinein zu bekommen benötige ich einen Innenwiderstand des Generators von unter 0,5 Ohm.

Wenn dein Generator 6,8 Ohm hat, dann kannst du damit, wie du schon selber festgestellt hast,
bis ca. 20 Watt bei gerade noch akzeptablen Wirkungsgrad hinein pumpen.

Bei den von Dir bei 1000 U/min gemessenen 4A und dem Spulenwiderstand von 6,8 Ohm entsteht im Generator eine
Verlustleistung von: P verlust = I² * R = 16 * 6,8 = 108,8 Watt
Gleichzeitig bekommst du nur: 4A * 12,5 Volt = ca. 50 Watt in den Akku hinein.

Das sind physikalische Gegebenheiten die sich leider nicht sprengen lassen.
Ein Stromwandler würde das ganze sicher verbessern.

Grüsse

Bernd