Generator-Idee neu?

[Ekofun]

Hallo Sebastian,

nenne bitte, Rotordurchmesser über Magneten,Spanung den Sie haben wollen und Drehzahl bei dem diese Spanung erreichbar sein sollte.Dann kann etwas damit anfangen.Ich zähle 6 Spulen pro Fase,richtig?

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Ích glaube Sebastian sucht eher nach einer Einschätzungsmöglichkeit dessen was so ein Generator zu leisten vermag
und weniger Detailangaben über Spannung etc. zumindest fürs erste.
Leider bin ich unterwegs und habe derzeit keine Zeit ausführlicher zu antworten.

Grüsse

Bernd

[seb]

Ich möchte einen großen Akkupack zur Unterstützung des Hausnetzes.
Mit 24 Volt an den Akkus, so denke ich in meinem Leichtsinn, sollte es okay sein.
D.h. also 24 Volt Akkuspannung.

Drehzahl des Rotors: Ich möchte natürlich möglichst zeitig anfangen zu laden, so bei 3 m/s Windgeschwindigkeit.
Bei einer TSR von 2,5 hat mein Rotor dann eine Drehzahl von etwa 140U/min. Das Ganze muss nun noch durch ein Getriebe untersetzt werden, 1:4, dann bin ich bei 560 U/min am Generator .

150mm ist der Durchmesser des Generators zwischen Magneten und Spulen.

Ja, es sind 6 Spulen pro Phase.

Viele Grüße

Sebastian

[Ekofun]

Hallo Sebastian,

hier ein Beispiel wie ich das rechnen werde:

Länge L = 0,06 m
Rotordurchmesser über Magneten = 0,1m
6 Spulen pro Fase
Flußdichte = 0,4 T
Spanung = 12 V bei 150 U/min
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V = D * 3,14 * 150 U/min / 60 = 0,785 m/s
Ui = B * L * N * V(m/s) * 1,41 für eine Spule
Eine Fase soll 12V / 1,73 = 6,94 V haben
Eine Spule soll dann 1,16 V haben.
-------------------------------------------------------
N = 1,16 V / B * L * V * 1,41 = 1,16 V / 0,4T * 0,06m * 0,785 m/s * 1,41 = 1,16V / 0,0265 = 43,66 = 44 Windungen.
Jede Spule soll 44 Windungen haben,Drahtdicke ist nach Platz zu wählen.

Ich rechne zuerst Leistung,dann Querschnit vom Draht , Spulenzahl,Schenkelzahl dann Durchmesser vom Stator.
Rotor wird dann nach Statorabmessungen Angepast.

Im obigen Beispiel wird Draht zimlich dünn und Leistung nicht groß,auch Innenwiederstand wird höher.

Leistung algemein hängt vom Flußdichte B,Wirklänge L,Drahtquerschnitt und Drehzahl. Damit sind zwangsleufig auch Abmessungen vom Geni großer.

Grüße

Ekofun

[andreas]

Hallo Sebastian,

ich habe das mal in Femm gezeichnet:

ringkern1.png (40.1 KiB) 5912-mal betrachtet

Die Magnete sind 10 mm dick auf einem 100er Rotor, der Ringkern ist 5 mm dick, die Wicklung mit 2 mm Dicke angesetzt. Der Ringkern ist etwas zu dünn, sollte also dicker sein. Man sieht auch, dass nur der innere Teil der Wicklung im Magnetfeld liegt. Die wirksame Windungslänge ist also nur die einfache Ringhöhe. Der Rest der Wicklung wird nicht bestromt.

MfG. Andreas

[Ekofun]

Hallo Sebastian,

mir fählte noch L(Wirklänge),so habe mit L = 0,06m gerechnet.

U = 560/min
B = 0,4 T
D = 150 mm (Rotor)
6 Spulen / Fase
-------------------------
Ergebnis:

Wdg = 19 pro Spule
Spanung ca 29 V bei 560 U/min
Drahtdicke 1,6 mm = 2mm^2 Querschnitt = 0,0089 Ohm / m
Für Fase ist das ca 17,3 m Draht und ist 0,154 Ohm
Gesammtwiederstand ist dann ca 0,154 * 1,73 = 0,27 Ohm

Bei 29 V und Kurzen flißen 107 Ampere = 778 W.
Das ist nur Matte,diese Draht kann das nicht aushalten.Diese Draht kann ca 24 Ampere aushalten wenn gute Kühlung Geni hat.

Das sind ungefähre Ergebnisse,mit genauen Daten wird es genauer.

Grüße

Ekofun

[andreas]

Hallo Ekofun,

hier noch die Betrachtung der Flussdichte für eine angenommene Wicklung über ein Zwölftel des Umfanges:

Die Flussdichte entlang der roten Linie gemessen, 30 Grad Winkel.

ringkern2.png (19.76 KiB) 5904-mal betrachtet

Das sieht nicht übel aus.

ringkern3.png (17.08 KiB) 5904-mal betrachtet

Vermutlich kann man mit einem dickeren Ring mehr rausholen. Der wird schon in der Sättigung sein. Mach mal Deine Rechnung mit dieser Flussdichte.

MfG. Andreas

[andreas]

Hallo Bernd,

Eisendraht fällt vermutlich aus dem gleichen Grund flach wie der Schnittbandkern denn auch die Eisendrähte
sollten auf ihrer Stirnseite vom Fluss getroffen werden um die Wirbelströme zu minimieren und das geht
ja gar nicht. Müsste man halt ausprobieren was geschieht wenn man so ein Drahtringbündel mit einem
Magneten überfährt.

das hast Du doch schon mal gemacht, mit den senkrecht hängenden Kupferdrähten - eine schöne Demo der Wirbelströme. Was passiert, wenn Du einen Kupferdraht an zwei Fäden horizontal aufhängst und den Monster-Magneten horizontal bewegst? Bleibt der Draht ruhig, kann man problemlos einen Ringkern aus lackiertem Blumendraht wickeln, die Eisenverluste werden dann minimal sein. Einzig der Querschnitt wird größer werden müssen, weil die Runddrähte natürlich Lücken aufweisen.

MfG. Andreas

[Bernd]

Man sieht auch, dass nur der innere Teil der Wicklung im Magnetfeld liegt.
Die wirksame Windungslänge ist also nur die einfache Ringhöhe. Der Rest der Wicklung wird nicht bestromt.

Wenn man es aus Sicht des direkten Einwirken des Flusses auf den Leiter betrachtet, dann ja.
Dann wäre diese Bauform aber 50% schlechter als jede andere.
Ich denke hier sollte aber die Rechengrundlage der Spuleninduktion heran gezogen werden,
denn der Fluss geht ja komplett direkt durch den Eisenkern der Spule, so wie bei anderen
eisernen Generatoren auch.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Bleibt der Draht ruhig, kann man problemlos einen Ringkern aus lackiertem Blumendraht wickeln, die Eisenverluste werden dann minimal sein.

Das könnte gut sein, aber wie verhält es sich mit dem Magnetfeld wenn es seitlich auf das Drahtbündel trifft ?
Dringt das Magnetfeld gut und tief ein oder hat es durch die Drähte Probleme in die Tiefe des Bündels eindringen zu können ?
Ich könnte mir vorstellen das der Fluss dann mehr an der Oberfläche des Drahtbündels enlang läuft.

Grüsse

Bernd