hallo!

für den bau eines windrades zum akkuladen (12v) habe ich mir eine intakte 24v lima vom schrott besorgt. ich schätze das ding hat so um die 3 kw, ist ein riesenteil mit 30er welle, muss wohl aus einem lkw oder bus stammen.
ich habe das ding zerlegt und den eingebauten gleichrichter rausgenommen (es sollen shotky-dioden zum einsatz kommen), den regler abgebaut und die drei phasen verlängert und herausgeführt und an nen selbstgebauten gleichrichter angeschlossen.
Habe insgesamt 12 kabelenden gefunden, von denen jeweils 4 zusammenwaren und am gleichrichter hingen, also ist der stator wohl in dreieck verdrahtet.
Sternpunkt hab ich nicht gefunden

die erregerdrähte hab ich auch direkt angeschlossen und mit verschiedenen spannungen 12-36 v experimentiert.
das ganze hab ich auf die drehbank verfrachtet, wo ich die welle bis 1000 rpm drehen lassen kann.
hab herausgefunden, das die lima mit 12 v erregerspannung sogar einen besseren wirkungsgrad hat als mit 24v oder 36v.
bei 300 rpm bringt der generator 38w, abzüglig 17w erregerleistung, macht immerhin etwa 20 w.
bei 600 umdrehungen sinds 160w, bei 800 schon über 300 w. errechnet aus strom x spannung. als last diente eine 12v glühkerze im wasserbad, damit der widerstand etwa gleich bleibt.

mit dieser last brach die spannung etwa um 40% ein (im verhältnis zur leerlaufspannung).

obwohl der generator schon bei 600rpm eine beachliche leistung (für ein windgenerator) bringt, kann ich leider meine akkus nicht laden, da die spannung bis etwa 700 umdrehungen unter 13v liegt, also keine elektronen richtung batterie geschoben werden.

die idee: die spannung (3~ drehstrom) hochtransformieren, um so über die batteriespannung zu kommen.
habe mir dafür einen drehstromtrafo gekauft, 380 auf 24 v, also übersetzungsverhältnis etwa 1:16.
diesen hab ich "rückwärts" betrieben, so sollte sich also die primärspannung in etwa versechzehnfachen.
und tatsächlich, bei niedrigen drehzahlen (100-200rpm) kam ich leicht über 12 v und konnte so den testakku laden.
im leerlauf ohne last erreichte ich bei hohen drehzahlen über 200v und konnte sogar eine 230v-glühbirne betreiben
meine annahme, das die spannung bei angeschlossenem akku konstant bleibt, und der ladestrom bei hoher drehzahl steigt, bewahrheitete sich leider nicht...ich erreichte auch bei sehr hohen drehzahlen nicht mehr als 3 a ladestrom.
die spannung stieg bei 1000rpm bis auf 15 v an.
einziger effekt war, das das trafo immer wärmer wurde.

sinn dieser ganzen aktion ist übrigends, dass der generator ohne getriebeübersetzung betrieben werden soll, also die rotorblätter direkt auf die welle kommen. es kommt also auf eine niedrige ladedrehzahl an, damit die akkus auch bei schwachwind geladen werden...

achja: bei 300-400 umdrehungen war die freqenz etwa 50 hz. kanns nicht so genau messen, mein multimeter hat nur ne khz anzeige.
sollte dem trafo also eigentlich gefallen. höhere frequenzen als 50hz sollten die doch gut vertragen?

nach meiner information wird einem generator ja die batteriespannung "aufgezwungen", man könnte also einen 12v akku mit einem 24v generator laden, bis sie voll ist. dachte, dass verhält sich mit nem trafo ähnlich.
sind die verluste höher, wenn man trafos verkehrt herum betreibt? kann man das in kauf nehmen ? oder sollte ich mir selber einen trafo wickeln?

ich schaue mich grad nach einem um mit einem besserem verhälnis, 1:4 bis 1:1 in kleinen stufen wäre optimal und sollte wohl besser funktionieren.

dann gibt's noch ein anderes (fertiges) windradprojekt mit 5,2m repeller und drehstromgenerator, der bei starkwind auf max. auf 160v kommt. dort müsste die spannung auf 380-400 zumindest aber auf 230 v hochtransformiert werden, auch das variabel mit verschiedenen windungsanzapfungen und automatischer umstellung.
optimal für beide anwendungen wäre wohl ein 3~stelltrafo...

gibt's noch andere ideen zu dieser problematik?
ein bisschen input zum thema akkus und generator wäre auch gut, habe das ladeverhalten von akkus noch immer nicht richtig verstanden...

danke schonmal für die antworten
gruss, stefan

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Speckbert am 17 Feb 2007  0:33 ]

Eine Glühkerze ist als Last ungeeinet. Die Last sollte sich so ähnlich wie der Akku verhalten. Ich habe mir dafür eine "Power-Z-Diode" mit einer Z-Diode und ein paar Transistoren gebaut. Bei knapp über 13 V fängt das an zu leiten und nimmt bis 30 A auf. Soviel schafft mein kleines Windrad nicht.

Die beschriebene Problematik ist altbekannt. Leichtwindrad: niedrige Ladebeginndrehzahl aber wenig Leistung nach oben (Kupferverluste). Starkwindrad: Viel Leistung oben, aber zu wenig Spannung bei niedrigen Drehzahlen.

Du kannst das schaltbar machen. Leichtwind: Trafo mit hoher Übersetzung. Mittelwind: Übersetzung kleiner. Starkwind: Generator direkt.

Ein wenig lässt sich auch gewinnen, wenn der Generator im Stern verschaltet wird. Wenn möglich, schmeiß die alten Lager des Generators raus und ersetze die durch "2Z-C3"-Typen. Die haben erheblich weniger Reibung und das Rad läuft leichter an.

Gruß,
Ltof

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Ltof am 17 Feb 2007 11:20 ]

hallo!
zur leistungsmessung/kennlinienermittlung des generators sollte eine glühkerze gehen.
erstmal wollte ich, bevor ich mit trafos experimentieren will, herausfinden, ob das ding denn bei niedriger umdrehung überhaupt ausreichend leistung bringt. sonst würde die ganze umspannerei ja nix bringen.

danke auch für den schaltplan, fürs erste sollte aber auch eine halbleere kfz-batterie gehen.
Lager sind schon extrem leichtgängig, das ding lag übrigends nagelneu auf dem schrott, also lass ich sie erstmal drinnen.

ich scheine mit dem trafo nicht ganz auf dem falschen weg zu sein.
die trafowindungen will ich so wie da schreibst, schaltbar ausführen.
gibts ne alternative zu relais? wechselstrom mit transistoren schalten geht nicht, glaub ich.
hab einige durchlauferhitzer für starkstrom hier, glaube da sind elektronische relais verbaut, wo die verschiedenen heizstufen zugeschaltet werden. kennt die jemand, und weiss ob das so geht?

steuergröße sollte dann die ausgangsspannung sein. da sehe ich aber auch probleme, da die spannung ~15 V mit angeschlossener Batterie eh nicht übersteigt, also wie vernünftig steuern? nicht dass der gleiche effekt eintritt wie schon beschrieben, dass das trafo warm wird, anstatt die akkus zu laden.
Mit ohmscher last die spannung auf ~14V regeln?

wie sollte man die regelung machen? Microcontroller?
hab damit wenig erfahrung, am besten wäre eine analogschaltung, dort blick ich einigermassen durch, kann soetwas aber leider nicht entwickeln.
für tips, links oder schaltpläne wäre ich sehr dankbar.

vielleicht gehts mit der verschaltung von einigen fensterdiskriminatoren?

mit welchem wirkungsgrad eines (überdimensionierten) trafo kann ich rechnen. hängt dieser auch von der größe(drahstärke) oder der primärspannung ab?

gruss, stefan

achja: die Akkubank sind blei-gel-akkus, insges. 330 AH, daran hängt auch noch eine solaranlage, sowie bald ein bhkw.

Zitat : Speckbert hat am 17 Feb 2007 17:36 geschrieben :

zur leistungsmessung/kennlinienermittlung des generators sollte eine glühkerze gehen.

Nein! An eine ohmsche Last gibt der Generator eine andere Leistung ab, als an den Akku oder eben diese Akkusimulatorschaltung. Du bekommst mit der Glühkerze falsche Leistungskennlinien. Wozu sollen die Kennlinien gut sein, wenn die 50W, die die Glühkerze bei Drehzahl X aufnimmt, diese Leistung aber nicht in den Akku geht, weil die Spannung zu niedrig ist? Dann nimm besser gleich den Akku.

Die Akkuspannung als Umschaltkriterium für die Leistungsanpassung ist totaler Unfug. Entweder die Drehzahl des Generators oder die Windgeschwindigkeit. Wann welche Trafoübersetzung das beste aus dem Wind heraus holt, kann ohnehin erst am fertigen Windrad festgestellt werden. Mit dem Generator an der Drehbank kann man keine zuverlässigen Voraussagen erzeugen. Beim Umschalten ändert sich nämlich auch das Drehmoment des Generators und damit die tatsächliche Drehzahl des Windrades.

Die Umschalterei wird bei einem Drehstromgenerator kompliziert. Das solltest Du erst zum Schluß konzipieren. Mach das erst mal nur mit Schaltern oder zum Umstecken.

Elektronische Relais haben Verluste. Womöglich sind die bei Deinem Generator zu vernachlässigen.

Gruß,
Ltof

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

da gibts glaube ich ein ein verständnisproblem:
wenn ich 5V, 10A bei 200 umdrehungen habe (gemessen mit glühkerze), ist mir klar, dass ich damit keine 12V batterie laden kann. aber ich weiss, dass ich die spannung verdreifachen kann und dass der akku dann immer noch mit 50 Watt geladen wird (jetzt mal ohne verluste).
ich komme um testläufe ohne batterie nicht herum. der versuch mit meinem trafo 1:16 + angeschlossener batterie zeigts: die spannung ist schon bei 300 rpm über 12V bei 2A, bei 500 auch, nur dass der strom nicht mehr wesentlich ansteigt und der trafo eine menge wärme produziert.
woher soll ich nun wissen, welches übersetzungsverhältnis ich bei 500 rpm benötige?

den optimalen arbeitspunkt kann man sicher im betrieb durch strom & spannungsmessungen herausfinden und dann die ladeleistung durch wicklungsumschalten optimieren.
aus dem bauch heraus würde ich jetzt sagen, das hängt auch vom akkuladezustand ab.

zur drehmomentsänderung bei der umschaltung: ich habe einen trafo an der hand, bei der ich die sekundärspannung von 190-400 V in 10V-schritten schalten kann, das sollte den generator/repeller nicht weiter stören.

gruss, stefan

Zitat : Speckbert hat am 17 Feb 2007 21:13 geschrieben :

+ angeschlossener batterie zeigts: die spannung ist schon bei 300 rpm über 12V bei 2A, bei 500 auch, nur dass der strom nicht mehr wesentlich ansteigt

Das ist wie bei meiner Lima die unterste Kurve. Da steigt nichts mehr an.

Das sieht alles ziemlich wüst aus und liegt unten nahe beeinander. Ich denke, wenn die Leistung über die Windgeschwindigkeit statt der Drehzahl angebildet wird, werden die Unterschiede deutlicher.

Übertreibe es mit der Optimierung nicht! Damit habe ich viel Zeit verdaddelt.

Gruß,
Ltof

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Ltof am 17 Feb 2007 21:40 ]

Hi!

Was stellt die unterste Kurve denn dar? die Ladespannung?

optimierung im alleruntersten schwachwindbereich find ich sinnvoll, obere drehzahlen sind fast egal, weil die akkus bei viel wind auch mit schlechtem wirkungsgrad, schnell voll sind und der strom verheizt wird.
wichtig ist aber, dass bei viel wind die bereitstehende leistung auch abgenommen wird, sonst ist der repeller unterfordert und macht viel lärm...

den besagten trafo mit den 10V-Schritten hab ich leider nicht bekommen, war doch zu teuer. (der erste - 5000kva - ging für 17 euro weg, der zweite für über 100)

rück doch mal die daten deines windrads rüber ;-)

gruss, stefan

Zitat : Speckbert hat am 20 Feb 2007 18:58 geschrieben :

Was stellt die unterste Kurve denn dar? die Ladespannung?

Alle Kurven stellen die an den Akku-Simulator abgegebene Leistung des Generators dar. Die sind in unterschiedlichen Einstellungen an dem Generator gemacht. Das unterste ist die Schwachwind-Einstellung. Ladebeginn bei 300 1/min aber nach oben wenig Leistungszuwachs bei höherer Drehzahl. Wie man sieht geht das bei der höchsten Einstellung bis gut 160 Watt bei 1250 1/min. Mehr hat die Bohrmaschine mit der ich den Generator angetrieben hatte nicht geschafft.

Das ist aber nur der Generator ohne Repeller. Der Repeller hat einen Durchmesser von 82 cm. Das einige, was ich bislang am fertigen Windrad gemessen hatte, war der Wind bei dem das Teil anfing, Strom zu liefern. Das waren etwa 3 m/s. Weitere Messungen müssen auf bessere Zeiten warten.

Nach oben hin hoffe ich auf 200 Watt bei Sturm und etwa 60 Watt bei 10 m/s. Wir werden sehen...

Gruß,
Ltof

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

Hallo,
ich halte den Trafo für ungeeignet, über 50Hz steigen die Verluste bei Blechkernen und die Induktivität würgt den Strom ab. Besser ist ein Übertrager mit Ferritkern, den wird man jedoch in diesen Dimensionen kaum finden .
Also neuer Ansatz: Generatorspannung gleichrichten und wieder zerhacken, diesmal jedoch mit trafofreundlichen 50Hz. Die Schaltung wird drehzahlunabhängig und es kann ein Einphasentrafo verwendet werden.
Gruß Arnd

Gleichrichten, zerhacken,transformieren und wieder gleichrichten macht sicher viel Verluste, scheint aber die einzig gangbare Lösung zu sein, bis ich einen 3phasen-Trafo finde, der geeignet ist.
Oder einen selber wickeln, hab ich nur noch nie gemacht.

hat jemand ne schaltung parat, womit ich ne gleichspannung auf 50Hz zerhacken kann? (bestimmt mitm NE555)

was sagt der Trafo dann zur Rechteckspannung? Ist das nicht auch eher suboptimal?
welche frequenz wäre gut?
hab mal gelesen, dass höhere frequenzen für trafos besser wären, zumindest aber können sie dann wohl kleiner gewählt werden.

@LTOF
was hast du mit der LiMa gemacht, dass sie schon bei 300 rpm lädt?
Die hellblaue und gelbe linie sieht auch günstig aus.
Dein Rotor macht sicher viel Krach, wenn er die Leistung bei viel Wind nicht an den Akku abgeben kann?

Gruss, Stefan

Zitat : Speckbert hat am  8 Mär 2007 21:53 geschrieben :

was hast du mit der LiMa gemacht, dass sie schon bei 300 rpm lädt?

Die ist auf eine höhere Windungszahl umgewickelt. Warum und wie das gemacht wird, habe ich aus den Bastelheftchen "Einfälle statt Abfälle" zum Thema Windkraft von Christian Kuhtz ( http://www.einfaelle-statt-abfaelle.de/infos.php ).

Zusätzlich habe ich noch ein paar eigene Ideen reingewurschtelt, was letztendlich dazu führte, dass das recht kompliziert wurde und demzufolge nie fertig wird.

Der Ladebeginn hat übrigens eine Hysterese. Sie muss zunächst auf etwa 380 1/min kommen, damit die Selbsterregung einsetzt. Dann darf die Drehzahl bis auf 300 absinken, bis der Strom gerade aufhört zu fließen. Das macht aber nichts, weil der Wind, der für die Ladebeginndrehzahl unter Last ausreicht, die zunächst unbelastet locker auf über 380 1/min bringt.

Wie laut die im Leerlauf bei Sturm ist, interessiert mich nicht, weil die nicht im Leerlauf betrieben wird. Ich will mir die Halbleiter nicht zerschießen. Ansonsten ist die ziemlich leise. Man hört meist nur ein Rauschen. Ab 6 Bft errinnert das Geräusch an ein Propeller-Flugzeug, aber recht dezent.

Gruß,
Ltof

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)