Flügeltiefe H-Rotor - ich denke wir bauen zu schmal

[simplicissimus]

mit eta ist bereits der Wirkungsgrad gemeint... genau genommen ist es das kleine griechische eta. Da dein Generator wie ich das so erkannte aus ner Luftspule besteht sind die Verluste darin haupsächlich durch die Kupferverluste deiner Windung begründet... Kommt noch nen bisl Reibung der Lager dazu, aber die läßt sich hoffentlich eh kaum spüren... Leider darf man genau diese Kupferverluste nicht vernachlässigen... Für einen jeden Beschaltungspunkt deines Generators mit einem anderen Widerstand ergibt sich somit halt auch ein anderer Wirkungsgrad...hoher Widerstand - hoher Wirkungsgrad .... niederer Widerstand - niederer Wirkungsgrad - viel Energie verbrutzelt schon innerhalb des Generators... im Fall das Innen- und Lastwiderstand gleich sind liegst du somit bei recht genau 50% Wirkungsgrad - oder halt wie in den Diagrammen bei 0,5 auf der y-Achse.... Man kann das Pferd also quasi von hinten aufzäumen .... wenn du später noch die Windgeschwindigkeit und die Fläche deines Rotors mit in Betrachtung nimmst kannst du (für die entsprechende Windgeschwindigkeit) sogar den Leistungsbeiwert eines jeden Rotors ermitteln...

hoffe ist bisl klarer geworden

LG

[herbk]

Hi simplicissimus,
so weit ist das schon klar, - und der Widerstand der Spulen ist in der Leistungsberechnung auch enthalten. Ich errechne die Spannung aus dem Systemwiederstand (Last+Spulen) und gemessenem Strom, woraus dann wieder die Leistung errechnet wird.
Allerdings glaube ich, dass in meinem Geni der ja nur aus 4 Luftspulen besteht die parallel geschaltet sind, einiges mehr an Verlusten als nur die des Widerstandes entsteht. a. sind die Spulen noch nicht sehr schön gleichmäßig in der Form, weshalb ich doch ein paar Ausgleichsströme befürchte und b passt die Spulenform wohl auch nicht wirklich zum vorhandenen Magnetfeld (siehe Thread "Scheibengeni anders rum") wodurch um den Nulldurchgang eine deutliche Gegenschwingung entsteht.

[Bernd]

Berechnungen des Gesamtwirkungsgrades kann man bei unseren einfachen Testständen mit Ventilatoren eigentlich vergessen.
Über die Entfernung zum Ventilator hat man eine sehr ungleichmässige Verteilung der Windgeschwindigkeit.

Im elektrischen Teil treten nennenswerte Verluste bei höheren Frequenzen durch Wirbelströme innerhalb des Leiters auf.
Bei den eisernen Generatoren wären es Wirbelströme im Eisenpaket, bei den eisenlosen innerhalb des Leiters.


Grüße

Bernd

[simplicissimus]

und doch bin ich er Meinung, daß man, wenn man schon kann, doch ruhig mal die Kupferverluste in der Spule berücksichtigen sollte... Wenn wir schon wissen, daß es sie gibt !!! und sie auch noch einfach berechnen können.....!!!!!


Kurze persönliche Einfügung:
(((((((
als ich vor 10 Jahren meine Diplomarbeit mit einem ähnlichen Meßstand realisierte - durfte mich glücklich schätzen nicht nur einen Ventilator, sondern sogar eine mein kleines Modell abdeckenden Windkanal bis 10m/s Windgeschwindigkeit zur Verfügung zu haben....
schrieb ich in der theoretischen Einleitung von dieser Berücksichtigung des Innenwiderstandes.... ja ich schrieb es und hatte es auch schon wieder aus dem Sinn.... nach keine Ahnung 4 Wochen am Stück im Labor und unzähligen Meßwerten die ich hier lang und da lang auswertete ergaben sich leider keine sinvollen Kurven - und ich wurde fast irre - nicht ganz - aber Tendenzen meinte ich zu verspühren.... Ach ja die "Drecks"- Anpassung..... kaum nahm ich sie in die Betrachtung mit auf, kam wieder was raus, was Sinn machte........ Und ich hab sehr gut bestanden:-)

Vor nunmehr 5 Jahren machte ich mich an die Entwicklung meiner Schaltung.... Sie funktioniere und ich erlebte komische Dinge - machte später unzählige Simulationen, um wiederum unter Berücksichtigung der Anpassung selbige eigenartige Phänomene zu mindest schon mal mir selber grob erklären zu können...

erzählte Freunden erst vor kurzem daß ich beinah zweimal das selbe außer Acht gelassen hatte...

Will sagen: Wenn wir schon können, sollten wir, was wir wissen auch berücksichtigen....
)))))))))))

macht letztlich echt weniger wirre Stunden...

Um kurz zum MeßStand und dem glaube Ventilator zu kommen - glaub auch vernommen zu haben, daß er den Rotor nicht voll abdeckt - ja klar läßt sich dann darüber keine saubere Leistungsbeiwertermittlung zum glücklichen Ende bringen... Ist ja auch nicht als erstes zwingend notwendig - geht ja sicher vorrangig darum, welcher Rotor mehr kann... Berücksichtigen wir jedoch den mit verschiedenen Lastwiderständen resultierenden widerstandsabhängigen Generatorwirkungsgrad schneidet beispielsweise der H5 weit besser ab als der Delfter obwohl letzterer scheinbar mehr Leistung lieferte... im einem ferneren Schritt ginge es mit dieser Erkenntnis um die Wahl des richtigen Generators...

natürlich sehr schade, was die sagen wir mal Unsymmetrie der Spulen angeht und die daraus folgenden Überlagerungen - aber ::::

so lange deine induzierende Spule im Betrieb nicht "singt" oder "wabbelt" oder sonst wie mechanische Energie wandelt und folglich Geräusche hören läßt - und sie nicht mit hochmagnetisierbaren Schrauben oder der gleichen befestigt wurde... Was sollen für weitere Verluste auftreten als die in der Wicklung????... - und selbst wenn es weitere Verluste gibt, hast du dann zumindest schon mal die Kupferverluste raus.... welche halt unter Nichtberücksichtigung das scheinbare Ergebnis verfälschen...

Zur Überlegung: ne Spule oder gar nen Paar nochmal parallel dazu... dürfte sinnvoll sein - nicht nur verschaltungstechnische sondern auch in der Anordnung ausgeführte Parallalität dürfte von Vorteil sein - somit hättest du quasi nen doppelt so leistungsfähigen Generator... und könntest es im Idealfall schaffen, den H5 abzuwürgen... dessen Kurve muß nämlich nach links hin im Koordinatensytem auch wieder gen Null gehen... und wenn nötig gleich noch ne Spule dazu, um die Leistungsfähigkeit zu erhöhen - irgendwann ist das dann halt ein kompletter Generator... Ich weiß - dauert und macht Arbeit - ich drück dir die Daumen...

Grüße...

[Bernd]

Hallo Simplicissimus

Ich errechne die Spannung aus dem Systemwiederstand (Last+Spulen) und gemessenem Strom, woraus dann wieder die Leistung errechnet wird.

Zur Berechnung der vom Windrad erzeugten Gesamteistung hat Herbert nicht nur die abgegebene
Leistung des "Generators" heran gezogen sondern auch die an der Spule selbst abfallende Leistung berücksichtigt.
Beides zusammen ergibt die erzeugte elektrische Gesamtleistung.
Er berechnete also die Gesamtleistung aus dem resultierenden Gesamtwiderstand von Spule und Last und dem fliessenden Strom.
Was soll daran bitte falsch sein ?

Du hast in deiner Überlegung vermutlich die Verluste in der Generatorpule ein weiteres mal dazu gerechnet. Also doppelt gemoppelt.
Das ist natürlich so nicht richtig und verfälscht Herberts korrekte Messergebnisse total.


Grüße

Bernd

[simplicissimus]

Dann großes Entschuldigung..... Zumindest war mir bisher nicht ganz klar, daß du alles bereits mit drin hast... Hatte bisher angenommen, du ermittelst die abgegebene Leistung über Strom und Spannung direkt gemessen... sorry...

[herbk]

So, nun nach vielen Stunden Testlauf hier mal wieder ein Diagramm aus den aufgezeichneten Daten:

H-Vergleich.jpg (41.94 KiB) 11965-mal betrachtet

Das hk_01b ist ein aus dem Joukovsky21 entstandenes Profil, aus welchem ich dann meine ersten Flügel gemacht hatte. Ich habe es auf 20% Dicke "abgemagert", die max Dicke noch etwas weiter nach vorne verlegt und ihm einen leichten S-Schlag verpasst.
Weil ich nicht glauben wollte, dass es tatsächlich mit dem Delfter mithalten kann, habe ich es 4x gemessen, der Durchschnitt der Werte wurde dann in für das Diagramm herangezogen.
Das von mir viel besser eingeschätzte "9c" war wirklich so enttäuschend, dass ich gar keine Lust hatte es durch den ganzen Testlauf zu ziehen, den die max. Leistung lag nur bei etwa 0,35W...

[Bernd]

Hallo Herbert, wie immer sehr interessante Neuigkeiten die du uns da zeigst.
Habe ich das richtig verstanden das dein eigentlicher Favorit kläglich versagte und statt dessen ein älteres Profil das du
für ältere Vesuche hergestellt hattest den Vergleich gewonnen hat ?
Ist es dieses mit der Carbonfolie überzogene Profil?
Hast du seine Formgebung für uns optisch parat oder ist es eher geheim ?

Ich habe mir mal das Ursprungsprofil angeschaut.
Das ist ja echt nahezu oder komplett 100% symetrisch und ähnelt äusserlich dem Delfter.
Auffallend ist das die maximale Dicke sehr weit vorne liegt und du hast diese noch weiter nach vorne gelegt, richtig ?
Wenn es die vom mir vermutete Carbonfolienoberfläche hat dann ist es sicher sehr glatt oder gar mikrorauh?

Grüße

Bernd

[herbk]

Guten Morgen Bernd,

Habe ich das richtig verstanden das dein eigentlicher Favorit kläglich versagte und statt dessen ein älteres Profil das du
für ältere Vesuche hergestellt hattest den Vergleich gewonnen hat ?

ja, genau so ist es, ich wollte die alten Flügel eigentlich gar nicht in den Test einbeziehen. Aber nach dem mein Favorit so schlecht war, wollte ich dann sehen wie schlecht die erst sein müssen - und dann das...

Ist es dieses mit der Carbonfolie überzogene Profil?

alle meine Flügel sind mit dieser Folie überzogen, einfach weil ich sie hatte, es schnell geht und keine Sauerei macht.

Hast du seine Formgebung für uns optisch parat oder ist es eher geheim ?

da ist nichts Geheimes drann.

hk_01b.jpg (31.19 KiB) 11944-mal betrachtet

das Bild zeigt auch was ich gändert habe.

und zum vergleich mit dem Delfter

hk_01b-DUW.jpg (28.89 KiB) 11936-mal betrachtet

Auffallend ist das die maximale Dicke sehr weit vorne liegt und du hast diese noch weiter nach vorne gelegt, richtig ?

Das mit der weit vorne liegenden max. Dicke war damals der Grund weshalb ich das Joukovsky21 verwendet hatte.
Die Überlegung dazu war einfach folgende: Je weiter vorne die max. Dicke liegt, je weiter vorne liegt auch der Auftriebsschwerpunkt. Der Auftriebsschwerpunkt ist ja nichts anderes, als die Stelle am Profil, an dem die Resultierende aller Kräfte am Flügel zieht. Je weiter dieser vor der Befestigungsachse liegt, je größer ist der Hebel mit dem die Kraft den Flügel nach vorne zieht.
Ich habe es auch ein wenig dünner gemacht. Aber nur deshalb, weil meine PU-Schaumplatte nur 20mm dick ist, ich bei 100mm Flügeltiefe und 21% Dicke aber 21mm gebraucht hätte.

Wenn es die vom mir vermutete Carbonfolienoberfläche hat dann ist es sicher sehr glatt oder gar mikrorauh?

Die Folie ist deutlich mehr als "mikrorauh". Das ist "3d Carbonfolie" bei ihr wird der Carboneffekt wird durch einprägen einer Struktur erreicht, die deutlich fühl- und sichtbar ist. Ich denke, dass eine normale matte Folie besser währe.

[Bernd]

wird durch einprägen einer Struktur erreicht, die deutlich fühl- und sichtbar ist. Ich denke, dass eine normale matte Folie besser währe.

Wer weiss... vielleicht ist diese Rauhigkeit gerade das Erfolgsgeheimnis.


Grüße

Bernd