Nabenmotor ETT1250235 McFun

[Wilfried]

Schon wieder genial, allerdings einen Einwand habe ich, es darf sich nur ein Stator verstellen, damit es zu einer Phasenverschiebung kommt
Der Verstellweg für eine Phasenverschiebung von 90° kann dabei sehr gering sein, je nach Anzahl der Spulen.

Gruß
Wilfried

[Bernd]

Energetisch logisch wäre natürlich eine genau anders herum funktionierende Regelung.
Die Windenergie steigt ja bei Verdoppelung der Windgeschwindigkeit um den Faktor 8.
Die Drehzahl des Windrades verdoppelt sich dabei aber nur, das bedeutet die erzeugte elektrische
Energie steigt dabei nur um den Faktor 4.
Bei höheren Drehzahlen verschenkt man also ne Menge Leistung bzw. der Windradrotor
ist unterfordert.
Es ist das klassische Beispiel der beiden, nicht deckungsleichen, Leistungskurven der Windenergie
und des Generators.

Wenn man die Leistungserzeugung bei steigender Drehzahl drosselt verstärkt sich dieser Effekt
und der Rotor läuft kaum belastet auf evtl. ungesunden Höchstdrehzahlen.
Ab seiner Nennleistung kann der Generator aber sowieso nicht weiter als Drehzahlbremse wirken.
Das Abregeln sollte daher spät erfolgen.

Technisch/mechanisch habe ich eine Lösung im Kopf fertig durchdacht. Dabei arbeitet jeweils ein
Generator als untere und obere Lagerung eines Vertikalläufers.
Ein Generator ist starr mit dem Windradrotor verbunden. Der andere ist über einen einfachen
Mechanismus verbunden, der eine durch Federkraft gesteuerte Verschiebung der Position des Generators zu lässt.

Zu Bedenken ist dabei das man vermutlich keine Spiralfedern oder ähnliches verwenden kann da diese
eine zu lineare Kraftkurve aufweisen. Das Ansteigen der Federkraft bei Auslenkung muss sich vermutlich
an der Form der Leistungskurve eines Generatos orientieren, aber das ist Feinschliff, das muss man
ausprobieren.

Grüsse

Bernd

[andreas]

Hallo Wilfried,

das ist aber noch nicht zu Ende bedacht. Die Verdrehung eines Stators allein wird nicht viel nützen, wenn der zugehörige Rotor nicht ebenso gegen den feststehenden Rotor verdreht wird. Das Spannungsmaximum im Schwingungsverlauf wird durch die Stellung der Magnete gegen die Spulen bestimmt. Um dort eine korrekte Phasenverschiebung zu erreichen, sollten beide Teile eines von zwei Generatoren synchron verdreht werden. Und das dürfte dann schon etwas schwieriger sein, als nur den Stator allein zu verdrehen.

MfG. Andreas

[Bernd]

Beide Generatoren drehen ja mit der gleichen Drehzahl und erzeugen daher die gleiche Spannung.
Es muss lediglich eine Phasenverschiebung zwischen diesen Wechselspannungen erzeugt werden.

Die Verdrehung eines Stators allein wird nicht viel nützen...

Es reicht, wie Wilfried es sagte, das der Winkel zwischen Rotor und Stator eines der beiden Generatoren verändert wird.
Wichtig ist dabei nur, das die Achse mit den beiden Rotoren immer fest zwischen den beiden Generatoren
verbunden bleibt. Sie bildet quasi die Referenz.
Wenn man dann ein Gehäuse eines Generators einige Grade verdreht, entsteht der gewünschte Phasenversatz.
Es müssen nicht gleichzeitig Rotor und Stator des Generators verschoben werden.

Grüsse

Bernd

[Wilfried]

Ein Generator ist starr mit dem Windradrotor verbunden. Der andere ist über einen einfachen
Mechanismus verbunden, der eine durch Federkraft gesteuerte Verschiebung der Position des Generators zu lässt.

Davon ging ich auch aus - beide als Lager auf einer gemeinsamen Achse und ein Stator wird verdreht.
Bei niedriger Drehzahl sind beide Generatoren phasensyncron in Reihe geschaltet und liefern eine relativ hohe Spannung (früher Ladebeginn). Mit zunehmender Drehzahl kommt es zur Phasenverschiebung und die Spannung sinkt während der Strom entsprechend der Leistung steigt. Mir ist das allemal sympatischer als ein Getriebe, von den Kosten ganz zu schweigen.

Gruß
Wilfried

[Bernd]

Nun ja es hat ja nicht nur Vorteile. Der Widerstand und damit die Verluste vergrössern sich durch die
Reihenschaltung wenn ich ohne Wandler den gleichen Akku lade.
Bei einem Getriebe wäre das nicht der Fall.
Allerdings erntet man bei unserer neuen Lösung auch eine höhere Maximalleistung.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Frage, welchem Zweck soll eigentlich die Begrenzung der Spannung dienen ?
Damit ein nachgeschalteter Wandler nicht durch zu hohe Spannungen zerstört wird ?

grüsse

Bernd

[andreas]

Hallo Bernd,

es findet dort keine Spannungsbegrenzung in diesem Sinne statt. Vielmehr wird nur die Zusammensetzung der Leistung (nicht ihre Höhe!) dem Windbetrieb an einer nahezu festen Lastspannung angepaßt. Bei geringem Wind addieren sich die Spannungswerte, somit früher Ladebeginn, aber noch mit geringem Strom und geringer Leistung. Bei mehr Wind und steigender Belastung verdreht es einen Generator gegen die Last so, daß die Sinusspitzen nicht mehr übereinander liegen und sich addieren, sondern mehr und mehr Abstand gewinnen - in diesem Maße sinkt die Spannung ab und der Strom beider Generatoren addiert sich. Sie arbeiten dann sozusagen im Gegentakt, jeder Generator füllt die Sinuslücken des anderen mit seinem Strom auf.

Stelle Dir das am Besten mal an den gleichgerichteten, aber noch nicht gesiebten Spannungen zweier Generatoren vor, die in Reihe geschaltet sind. Dort wird durch die Lage der Sinusspitzen beider Generatoren mit und ohne Last der Unterschied auch theoretisch sichtbar. Die oben benannte Addition der Werte ist natürlich nicht wörtlich zu nehmen, aber genau in diese Richtung geht das Verhalten. Vermutlich funktioniert es mit zwei einphasigen Generatoren wegen der großen Sinuslücken noch besser als mit Drehstromgeneratoren, die ja ohnehin nur eine recht geringe Welligkeit der Spannung aufweisen.

Kleiner Nachtrag: Wenn man es so bauen würde, ließe sich auch ein einzelner Drehstromgenerator mit so einem Verhalten versehen: Jede Phase eines Scheibengenerators wird in eine separate Scheibe gegossen, alle drei liegen übereinander in einem Magnetfeld (wohl wegen schlechter Füllung ungünstig) oder in separaten Feldern zwischen mehreren Magnetscheiben. In Ruhe liegen alle Spulen und Magnete in einer Phasenlage, ergibt in Reihe die dreifache Spannung. Mit Last werden die zweite und dritte Scheibe mehr und mehr gegen die erste, feste verdreht, bis sie die normale Drehstromlage mit 60 Grad Versatz zwischen den Phasen als Endstellung erreicht haben.

MfG. Andreas

[Wilfried]

Hallo Andreas,

um ehrlich zu sein kapiere ich das nicht so ganz. Dann wäre ja im Ruhezustand eine Phase völlig ohne Spannung, bei Sternschaltung sogar zwei?

Gruß
Wilfried

[andreas]

Hallo Wilfried,

ohne Spannung geht gar nicht, natürlich erzeugt jede Phase immer ihre Spannung. Hier wird halt nur der Zeitpunkt der Sinusspitzen interessant - von direkt übereinander liegend bis auf gleichmäßigen Abstand verschoben ist der Unterschied.

Nachtrag: Ich gehe immer davon aus, daß jede Phase separat gleichgerichtet wird. Anders macht es keinen Sinn, denn die Phasen würden sich sonst mehr behindern als ergänzen.

MfG. Andreas