Autolichtmaschine

[gwhh]

Hallo @all,

zu den günstigsten Fertigkomponenten, die erhäkltlich sind, gehört sicher die klassische Autolichtmaschine (Drehstrom).

Hat hier schon einmal jemand versucht, die Feldwicklung direkt anzusteuern, und dabei den Output des drehenden Generators bei geringen Drehzahlen (!) untersucht?
Ich denke, wenn an der Feldwicklung volle 12 Volt anliegen, ergibt sich ein sehr großes Drehmoment und damit eine hohe Leistung auch bei niedrigen Drehzahlen.
Geregelt werden kann dann durch elektronisch gepulste Ansteuerung (werden die üblichen Regler vermutlich nicht anders tun, aber für andere Drehzahlbereiche).

Grüsse - gw

[Bernd]

Hmm... wenn du an die Feldwicklung Spannung anlegst passiert ja erstmal gar nichts.
Zusätzlich müsste auch noch der Rotor mit Strom versorgt werden.
Genau darin liegt auch immer der bescheidene Wirkungsgrad begründet, das man das nötige Magnetfeld
aus Strom erzeugen muss.
Habe ich dich richtig verstanden das es Dir um den Betrieb der Lichtmaschine als Motor geht ?

EDIT:
Jetzt hab ich es geschnallt, du legst Spannung an die Feldwicklung und drehst den Rotor der Lichtmaschine
und erzeugst damit in der Rotorwicklung ebenfalls Spannung.
Damit kehrst du allerdings das Wirkprinzip um. Normalerweise wird Spannung in den Rotor gegeben und
dieser induziert dann ist die äussere Wicklung die Nutzspannung.
Das wird so kaum funktionieren, weil die äusseren Spulen äusserst niederohmig sind und quasi einen
Kurzschluss für die Spannungsquelle darstellen würden.

Grüsse

Bernd

[gwhh]

Hier gab es offenbar ein Missverständnis:
Es geht um den "ganz normalen" Generatorbetrieb.Der Unterschied liegt nur
a) in der niedrigen Dregzahl und
b) in einem verglaichsweise starken Magnetfeld, das durch eine höhere an dr Feldwicklung auf dem Rotor anliegende Spannung erzeugt wird.
Wenn wir aus einer solchen Drehstromlichmaschine (die typischerweise 400 - 800 Watt liefert) bei niedrigeren Drehzahlen dieselbe Spannung und Leistung herausholen wollen, müssen wir das Drehmoment erhöhen.
Das kann erreicht werden durch ein verstärktes Magnetfeld bzw. durch eine höhere Spannung auf der Feldwicklung.
Die Frage wäre: wie hoch können wir mit der Spannung auf der Feldwicklung gehen, bzw. wie hoch werden Drehmoment (und elektrischer Output) z.b. mit einer Spannung von 12V auf der Feldwicklung?

Grüße - gw

[Bernd]

Es geht um den "ganz normalen" Generatorbetrieb.

Es ist aber die "Feldwicklung" die in einer Lichmaschine die die Energie abgibt, das ist Dir klar ?
Es ist also keine Feldwicklung in dem Sinne sondern die Wicklung die den Nutzstrom abgibt.

In den Rotor wird über die Schleifkohlen ein variabler Strom geschickt, der in den Klauen ein Magnetfeld
erzeugt das dann in die "Statorwicklung" die Nutzspannung induziert.
Dieses Prinzip kann man nicht ohne Nachteile einfach so umkehren.
Ein Nachteil bei Umkehrung der Lichtmaschine wäre der höhere Innenwiderstand des Rotors und das die
Schleifkohlen auch nicht zur Übertragung so hoher Leistungen konzipiert sind.
Auch kann man nicht unbegrenzt Fluss in die Klauen des Rotors drücken, die geraten dann in die
Sättigung.
Das mit der Sättigung begrenzt grundsätzlich in eisernen Generatoren den max. Strom.

Grüsse

Bernd

[gwhh]

Hallo noch einmal,

mir scheint das Missverständnis weiter zu bestehen:

Ich habe gelernt, dass die Stromerzeugung in der Erregerwicklung (Dreiphasenwicklung) des Stators stattfindet, während die Feldwicklung auf dem Rotor nur das Magnetfeld für den Generatorbetrieb erzeugt.
Ich möchte also ganz einfach dies Magnetfeld verstärken durch höheren Strom.

Da ich leider keine Werkstattmöglichkeit zur Verfügung habe, kann ich das derzeit selbst nicht testen, wie jemand, der eine solche Lichtmaschine hat, 12 Volt an die Schleifkontakte anlegen und anschliessend den Rotor z.b. per Hand drehen, um das Drehmoment festzustellen.

Grüße - gw

[Bernd]

Also weiter oben hast du es aber anders beschrieben, zumindest kam es so rüber.

Mehr Strom bedeutet aber mehr Leistung die ich aufbringen muss, der Wirkungsgrad geht
dann noch weiter runter.
Auch jetzt schon hat eine Lichtmaschine im Teillastbereich sehr miese Werte.
Außerdem gilt das man den Rotor übersättigt wenn man den Strom weiter erhöht.
Auch seine Wicklung ist dafür sicher nicht ausgelegt und dürfte dann kräftig Hitze erzeugen.

Wichtig aber ist, das ab der magnetischen Sättigung eine weitere Stromerhöhung nutzlos ist.
Im schlimmsten Fall, und das tritt dann bei Ladebeginn durchaus ein, pumpt man mehr Energie rein als
man an Abgabeleistung heraus holt.
In "Einfälle statt Abfälle" gibt es diverse Versuche zum Thema.

Grüsse

Bernd

[gwhh]

Also weiter oben hast du es aber anders beschrieben, zumindest kam es so rüber.

Mehr Strom bedeutet aber mehr Leistung die ich aufbringen muss, der Wirkungsgrad geht
dann noch weiter runter.
Auch jetzt schon hat eine Lichtmaschine im Teillastbereich sehr miese Werte.
Außerdem gilt das man den Rotor übersättigt wenn man den Strom weiter erhöht.
Auch seine Wicklung ist dafür sicher nicht ausgelegt und dürfte dann kräftig Hitze erzeugen.

Wichtig aber ist, das ab der magnetischen Sättigung eine weitere Stromerhöhung nutzlos ist.
Im schlimmsten Fall, und das tritt dann bei Ladebeginn durchaus ein, pumpt man mehr Energie rein als
man an Abgabeleistung heraus holt.
In "Einfälle statt Abfälle" gibt es diverse Versuche zum Thema.

Die Ergebnisse dieser Versuche würden mich interessieren.
Sind sie irgendwie im Netz verfügbar?

Sicher hat man einen Verlust durch den elektrischen Aufbau des Magnetfeldes.
Die Frage ist: wie groß ist er?
Ist er wirklich größer, als der Gewinn, den die elektrische Steuerung des Feldes bringt?

Ein Vorteil ist z.b. die Vermeidung von Cogging, durch schwache Ansteuerung der Feldwicklung (also zum Anlaufen).
Insgesamt ist so ein elektrisches Magnetfeld ja regelbar und kann an die Betriebsverhältnisse angepasst werden.
Wenn ich dadurch eine erhöhte Ausbeute erziele, hat sich der Einsatz elektrischer Leistung ggf. gelohnt.

Grüsse - GW

[Bernd]

Sicher hat man einen Verlust durch den elektrischen Aufbau des Magnetfeldes.
Die Frage ist: wie groß ist er?

Diese Frage stellte ich mir auch und hatte im Kopf eine Zahl die weit kleiner war als die Realität.
Du wirst es vielleicht nicht glauben, aber du musst in der Gegend von 30 - 50 Watt in den Rotor
pumpen um ihn so stark auf zu magnetisieren damit man damit arbeiten kann.
Bei dieser elektrischen Leistungsaufnahme entwickelt er ein Magnetfeld das in etwa dem entspricht
das man mit Dauermagneten erreichen könnte.

Unter dieser Leistungsaufnahme ist eine Lichmaschine dann in der Lage ab ca. 800 - 1000 U/min
erste Leistung abzugeben. Das bedeutet das du bei kleinen Abgabenleistungen mehr reinsteckst als
du raus bekommst.
Der Grund warum es so einen Generatortyp gibt ist auch nicht das er einen guten Wirkungsgrad hätte
sondern das man seine Ausgangsspannung durch Veränderung des Stromflusses im Rotor einfach regeln kann.
Auch ist er super kompakt für seine Maximalleistung, die er immerhin bei 14 Volt erbringen muss, was
naturgemäß bei so eine geringen Spannung schwierig ist.

Unter den Bedinungen bei denen man eine Lichtmaschine in der Windkraftnutzung einsetzen würde,
hätte der Generator, je nach Abgabeleistung, einen Wirkungsgrad von fast 0 bis 60 %.

Ein Vorteil ist z.b. die Vermeidung von Cogging, durch schwache Ansteuerung der Feldwicklung (also zum Anlaufen)

Da stimme ich Dir zu, das ist ein Vorteil, insbesondere bei schwach anlaufenden Windrädern wie dem Darrieus.

Wenn ich dadurch eine erhöhte Ausbeute erziele, hat sich der Einsatz elektrischer Leistung ggf. gelohnt.

Das Problem bleibt das ausgerechnet für den Ladebeginn die meiste Leistung in die Rotorspule fliessen muss
weil sie ja genau dann das stärkste Magnetfeld benötigt.

Grüsse

Bernd

[Elektron]

So schnell möchte ich da noch nicht aufgeben.
Ich bin neu im Forum, habe aber auch schon gelesen, daß ein größerer Durchmesser als ein Meter
für einen C-Rotor und die klassische Autolichtmaschine hier gerne auf Ablehnung stoßen.
2013 im Winter bin ich wieder fünf Monate in Portugal, da will ich so was bauen,
ein arme-Leute-Windrad mit Auto-Schrott und etwas Knoff Hoff.
Vom großen Durchmesser verspreche ich mir, daß schon geringer Wind reicht, genug Drehmoment zu entwickeln.
Dazu ist das Radlager eines Achsschenkels gerade stark genug, es bei starkem Wind zu halten
oder gar über die noch vorhandene Handbremse ab zu bremsen.
Über den Felgendurchmesser zur Keilriemenscheibe der Lichtmaschine erreiche ich die nötige Drehzahl.
Die Profile muß ich halt anfertigen, aber wie groß, breit, lang, oft und so weiter ?

In meinen Portugal-Urlauben habe ich viele Leute mit einer Inselbetrieb-Solaranlage kennen gelernt.
Ein paar mit guter Lage hatten auch ein Repeller-Windrad erfolgreich in Betrieb.
Wenn man sich als Elektroniker zu erkennen gibt, wird man auch schnell mal aufgefordert,
die eine oder andere Macke der Anlage zu begutachten.
Nicht selten wurden konkrete Reparaturaufträge daraus.
Ein Beispiel:
http://www.portugalforum.org/bauen-reno ... erung.html
das ich dokumentiert habe.
Meine Beobachtung ist, daß so "Brummbella" erst mal einen ganz schönen Wind brauchen,
bis sie wirklich gescheit laden. Viele Leute haben aber keine so gute Lage.
So begeistere ich mich für die Idee mit zwei halben Ölfässern auf der Autofelge schon lange,
aber nun mit dem C-Rotor, den ich bei Euch entdeckt habe, könnte das was richtig Gutes werden.

Meine Idee als Elektroniker ist die Laderegelung intelligent nach dem Wind zu richten.
Wenn kein Wind, kein Feldstrom.
Das ist der große Vorteil der Autolichtmaschine.
Wenn ein schwacher Wind geht, kann man doch noch was über die Zeit nutzen,
also eine Zeit leer anlaufen lassen und die Schwungmassenenergie kurz abrufen.

Der Ausgang des Ladereglers ist als Step-Down-Steller von kleinem bis vollem Strom
quasi stufenlos einstellbar aber auch von einem Prozessor direkt ein und ausschaltbar.
Die Schwungmasse des Rotors mit zwei Meter Durchmesser oder mehr ist groß.
Wenn es im Leerlauf, also ohne Feldstrom, auf eine gewisse Drehzahl gekommen ist,
bringt ein kurzer Strom in die Feldwicklung eine kurze Ladung.
Die Schwungmasse ergibt eine "Stromantwort", die bewertet wird.
Dabei geht die Drehzahl etwas runter, bis eben nicht mehr effektiv geladen wird.
das Bißchen Energie wird aber in die Akkus geladen.
Dann dauert es erst wieder, bis eine Nutzdrehzahl wieder erreicht wird.
Dann beginnt das Spiel von Neuem.
Über die Zeit kommt auch was zusammen,
was vergleichsweise bei einem Permanentmagnetwindrad mit Repeller noch gar nicht möglich wäre.
Je nach Größe der Stromantwort und dem Akkuzustand wird das Interwall gesteuert.
Es sollte schon bei schwachem Wind was bringen, also eine 24V-Lichtmaschine für einen 12V Haushalt.
Jetzt gibt die schlaue Elektronik ab und zu einen Impuls auf die Feldwicklung
und "schaut" nach, ob der Wind geht.
Wenn tagelang kein Wind geht, wird der Abstand der Impulse auf Stunden ausgedehnt.
Das spart Batteriekapazität, keine Angst, an so was habe ich schon gedacht.
Wenn mehr Wind geht ist der Impuls öfter, bis die Feldwicklung dauernd Steuerstrom bekommt.
Wenn aber gut Wind geht und die Akkus nahezu voll sind, wird der Steuerstrom zurück genommen.
Jetzt wäre es von Vorteil, daß das Windrad mit steigendem Wind nicht mehr so stark in der Drehzahl steigt,
damit man nun nicht total abbremsen muß und die Energie noch zur Fertig- und Erhaltungs-Ladung nutzen kann.
Man kann es aber auch mit einer Shunt-Regelung auf Idealdrehzahl halten, das wäre nicht so aufwändig.
Die Charakteristik, daß das Windrad bei wenig Wind schon viel Kraft umsetzt, ist mir wichtig.

Wie ich in anderen Threats schon gelesen habe, kommt jetzt bestimmt jemand, der mir schreibt,
daß ich so aber die hohe Leistung bei Sturm und hohen Drehzahlen gar nicht nutze.
Es werden allgemein gerne hohe Leistungen und Maximalwirkungsgrade angestrebt,
ich versuche halt statt einen Ferrari, lieber einen Käfer zu fahren, der hat mehr Zuladung .
Will jemand mit mir Käfer fahren ?

[Bernd]

Die Charakteristik, daß das Windrad bei wenig Wind schon viel Kraft umsetzt, ist mir wichtig.

Kraft ist nicht gleioch Leistung.
Drehmoment ist nicht gleich Leistung.

Gerade bei wenig Wind benötigt die Erregerspule die höchste zugeführte Leistung um ein so grosses Feld zu erzeugen
damit der Generator eine so hohe Spannung erzeugen kann das man in den Ladebereich kommt.
Das heisst ich muss ca. 30Watt aufwenden um kurzzeitig einen "Ladeimpuls" von weit weniger als 30 Watt zu ernten.

Permanentmagnet besetzte Generatoren haben gerade bei wenig Wind einen viel viel besseren Wirkungsgrad
und würden deine Stromernte stark erhöhen bzw. bei wenig Wind überhaupt erst möglich machen.

Grüsse

Bernd