Wie kann ich einen E-Motor als Generator für Windkraftanlage umbauen

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Autor
Wie kann ich einen E-Motor als Generator für Windkraftanlage umbauen
Suche nach: motor (30882) generator (3186)

    







BID = 752272

jrg68

Gerade angekommen


Beiträge: 5
Wohnort: Bad Wurzach
 

  


Hallo liebe Forumsmitglieder!

Bisher war ich nur stiller Beobachter. Nun habe ich aber einige eigene Projekte, die ich gerne verwirklichen würde - aber Euren Rat brauche.

Ich habe aus einer 3-Jahre alten Säge einen Motor zur Verfügung gestellt bekommen. Ich träume davon mir eine eigene Windkraftanlage zu bauen.

Nun sollte ich doch den Motor prinzipiell als Generator nutzen können, oder?

Nach meinem Laienhaften Verständnis ist er aktuell als Stern verschaltet (siehe Bild Schaltkasten). Wie muss er als Generator verschaltet sein - als Stern oder als Dreieck? Und wie muss ich die Schaltung danach aufbauen (ich vermute, dass ich Kondensatoren brauchen etc.).

Weiss jemand, ob das Sinn macht und wie ihn verschalten muß? Ich habe die 2 entscheidenden Bilder beigefügt.

Besten Dank
jrg69

P.S: Noch ein paar Bemerkungen: Ich will zuerst ohne Netzeinspeisung (also Inselbetrieb) arbeiten und mir kommt es ersteinmal auf den Aufbau von Erfahrungen an ... ich kenne die ganzen Begriffe wie Schlupf o.ä. noch gar nicht und weiss auch nicht wie da der richtige Einstieg ist.

Macht es überhaupt Sinn, dass ich mir diesen Generator äh Motor anschaue und damit rumexperimentiere?


BID = 752283

Verlöter

Schreibmaschine



Beiträge: 1658
Wohnort: Frankfurt am Main

 

  

Hatten wir schon: https://forum.electronicwerkstatt.d.....48231
Motor hat 40% Einschaltdauer. Dann steht zu vermuten dass er einen schlechten Wirkungsgrad hat. Leider komme ich mit den restlichen Daten nicht klar, da hätte er nach meiner Berechnung einen Wirkungsgrad von über 1, was wohl nicht möglich ist.

BID = 752297

jrg68

Gerade angekommen


Beiträge: 5
Wohnort: Bad Wurzach

Den anderen Beitrag habe ich schon gelesen gehabt, jedoch konnte ich die Info nicht auf meinen Fall übertragen.

Mir ist nicht klar, ob dieser Motor als Generator für eine Windkraftanlage geeignet ist, bzw. was ich an ihm ändern muß, damit er geeignet wird.

Was heisst Einschaltdauer 40%?



BID = 752307

Verlöter

Schreibmaschine



Beiträge: 1658
Wohnort: Frankfurt am Main

Es dürfte ein Asynchronmotor (bzw. dann Generator) sein. Es ist ein 4-poliger Motor der dann mit etwas mehr als 1500 U/min angetrieben werden muß um eine Frequenz von 50 Hz zu liefern.
Soll ins vorhandene Netz gespeist werden muß der Motor etwas schneller angetrieben werden wie die 1500 U/min, ist es zu langsam läuft er noch als Motor und nimmt Strom auf, etwa schneller und er gibt Strom ab. Wieviel schneller hängt von der Schaltung ab, also Stern oder Dreieick. Bei Dreick ist ein Ausgangsstrom von 14,8 A, bei Stern 8,5 A möglich.
Einschaltdauer heißt bei der Säge 6 Minuten Vollastbetrieb, 4 Minuten ausschalten und Kaffee trinken. In Echt zieht man bei der Kreissäge nicht einen ganzen Wald am Stück durch, sondern holt ein neues Brett, zeichnet an - sägt wieder usw. Dadurch muß der Motor nicht ständig sein Nenn-Drehmoment abgeben und wir nicht zu heiß.
Als Generator heißt das er darf auch nur eine kurze Zeit seine Nennleistung liefern, sonst
Inselbetrieb ist praktisch nicht möglich, da keine halbwegs konstante Eingangsleistung zu Verfügung steht, Spannung und Frequenz würden stark schwanken, auch eine Zerstörung von Kondensator oder Wicklung durch Überspannung könnte ich mit vorstellen, bei viel Wind wenn die Leistung nicht abgenommen wird.

BID = 752320

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Leider komme ich mit den restlichen Daten nicht klar, da hätte er nach meiner Berechnung einen Wirkungsgrad von über 1, was wohl nicht möglich ist.
Wie kommst du darauf?
Nach meiner Rechnung hätte er sogar einen sehr guten Wirkungsgrad, aber richtigerweise unter 1:
3* 230* 14,8 * 0,82 = 8373,84 W
Leistungsabgabe: 8kW
Somit Wirkungsgrad 95,5% was imho aber auch noch zu gut ist, um wahr zu sein.

@jrg68: Das Ganze lohnt nicht.
Um den Motor als Asynchrongenerator zu betrieben, müsste er mit einer ziemlich konstanten Drehzahl von etwas über 1500 laufen, und du brauchtest große Kondensatoren, die richtig Geld kosten.


BID = 752343

Verlöter

Schreibmaschine



Beiträge: 1658
Wohnort: Frankfurt am Main

@Perl:
Leistungsberechnung Drehstrom nach meiner Kenntnis:
für Dreick aus gegebenen Daten
P = Wurzel aus 3 x U x I x cosPhi
P = 1,73 x 400 x 8,5 A x 0,82
P = 4823 W
für Stern
P = Wurzel aus 3 x U x I x cosPhi
P = 1,73 x 230 x 14,8 A x 0,82
P = 4829 W

also weniger als an mechanischer Leistung an der Welle abgegeben wird. 1A-Motor!!! Die Engerieprobleme sind gelöst.

BID = 752346

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
für Stern
P = Wurzel aus 3 x U x I x cosPhi
Wie kommst du auf Wurzel?
Laß sie weg, dann hast du auf jeder Phase 14,8A

Wurzel(3) ist der genaue Umrechnungsfaktor für 400/230.

BID = 752354

jrg68

Gerade angekommen


Beiträge: 5
Wohnort: Bad Wurzach

Danke für Euer Feedback!

Ich gehe davon aus, dass ich wohl einen anderen Motor
bzw. Generator mir zulegen muss.

Hat mir jemand einen Link oder Tipp auf was ich achten sollte
für einen guten Generator, den ich als Windkraftwerk betreiben
könnte?


Hat jemand mir eine Idee was ich mit diesem Motor anstellen
könnte?

Kann man den Umbauen, dass er als Generator Sinn macht?
Könnte ich den mit kleiner Spannungsquelle antreiben?

Besten Dank
jrg1968

BID = 752365

der mit den kurzen Armen

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Beiträge: 17433

Du zäumst den Gaul vom falschen Ende her auf .
Zugerstmal musst Du wissen welche Leistung dein Windrad bei welcher Drehzahl aufbringt , erst dann lohnt es sich über den Generator nachzudenken.


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Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

BID = 752381

Newbie

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Beiträge: 393


Zitat :
Verlöter hat am  4 Mär 2011 14:12 geschrieben :

Es dürfte ein Asynchronmotor (bzw. dann Generator) sein. Es ist ein 4-poliger Motor der dann mit etwas mehr als 1500 U/min angetrieben werden muß um eine Frequenz von 50 Hz zu liefern.
Soll ins vorhandene Netz gespeist werden muß der Motor etwas schneller angetrieben werden wie die 1500 U/min, ist es zu langsam läuft er noch als Motor und nimmt Strom auf, etwa schneller und er gibt Strom ab.


Es sollte aber auch möglich sein ihn mit einer geringeren Umdrehungszahl laufen zu lassen und somit eine niedrigere Frequenz zu erzeugen, diese kann man dann später elektronisch auf 50 Hz erhöhen.
Das sollte eigentlich kein Problem sein.
Am einfachsten dürfte es wohl sein, aus dem deutlich unter 50 Hz Wechselstrom zu erst Gleichstrom zu erzeugen und den dann wiederum mit einem Wechselrichter von der Stange (Gibt's für Solaranlagen zum Kaufen) in 50 Hz Wechselstrom umzuwandeln.

Das ganze dürfte lediglich etwas Leistung kosten, aber dafür kann man ihn dann auch im Dauerbetrieb laufen lassen. Siehe unten.




Zitat :
Als Generator heißt das er darf auch nur eine kurze Zeit seine Nennleistung liefern, sonst


Siehe oben. Wenn man ihn bei niedrigerer Umdrehungszahl laufen läßt, dann wird er sich kaum erwärmen, die Belastung ist also dann auch auf Dauer niedrig, weswegen man ihn dann auch dauerhaft betreiben kann.




Inselbetrieb ist praktisch nicht möglich, da keine halbwegs konstante Eingangsleistung zu Verfügung steht, Spannung und Frequenz würden stark schwanken, auch eine Zerstörung von Kondensator oder Wicklung durch Überspannung könnte ich mit vorstellen, bei viel Wind wenn die Leistung nicht abgenommen wird.

Diese Probleme hat man aber auch bei Soladanlagen im Inselbetrieb und dafür gibt es dann auch technische Lösungen.
Die einfachste dürfte wohl sein, damit einfach einen Akku zu laden oder die Energie in Lageenergie umzuwandeln, Stichwort: Kleiner Wasserspeicher der wie bei einem Wasserkraftwerk benutzt wird.


Möglich wäre das ganze also durchaus, die Frage ist halt, ob sich der Aufwand und die anfallenden Kosten überhaupt lohnt.
Rein zum Spaß und aus Interesse kann man so etwas aber durchaus mal probieren.


jrg68 hat am  4 Mär 2011 17:53 geschrieben :


Hat jemand mir eine Idee was ich mit diesem Motor anstellen
könnte?

Kann man den Umbauen, dass er als Generator Sinn macht?
Könnte ich den mit kleiner Spannungsquelle antreiben?



Drossel bei ihm die mechanisch zugeführte Leistung durch die richtige Wahl der Rotorblätter, dann kannst du ihn auch im Dauerbetrieb laufen lassen.

Die Frequenzumwandlung muß dann anschließend aber auf alle Fälle folgen, wenn du später 50 Hz Netzstrom konformen Strom haben möchtest.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: Newbie am  4 Mär 2011 19:58 ]

BID = 752382

der mit den kurzen Armen

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Beiträge: 17433

Hallo Newbie
hast du dir mal Deinen Stuss durchgelesen ?
Erstens willst du mit dem Generator die mechanische Leistung in elektrische Umwandeln !!
Zweitens kann eben dieser Motor nur soviel Leistung umwandeln wie er zugeführt bekommt und das kann eben zu viel sein , deshalb gilt ja die Einschaltdauer ! Die Erwärmung ist nicht nur von der Drehzahl abhängig, viel gravierender wirkt sich die entnommene elektrische Leistung aus !
Drittens jede zusätzliche Wandlung nach dem Generator kostet auch Energie !!!
Viertens sind eben genau diese Motoren auf 50 Hz ausgelegt.


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BID = 752384

Newbie

Stammposter



Beiträge: 393


Zitat :
der mit den kurzen Armen hat am  4 Mär 2011 20:07 geschrieben :

Hallo Newbie
hast du dir mal Deinen Stuss durchgelesen ?

Die Tatsache, daß du das als Stuss bezeichnest, zeigt eigentlich, daß du selbst keine Ahnung hast.
Mal abgesehen davon, daß du an deinem Ton mal arbeiten solltest.


Zitat :

Erstens willst du mit dem Generator die mechanische Leistung in elektrische Umwandeln !!

Was willst du auch sonst mit einem zu einem Stromgenerator umgebauten Motor machen?
Genau das möchte der TS doch haben, er möchte elektrischen Strom gewinnen.


Zitat :

Zweitens kann eben dieser Motor nur soviel Leistung umwandeln wie er zugeführt bekommt und das kann eben zu viel sein , deshalb gilt ja die Einschaltdauer !

Richtig und genau deswegen führt man ihm eben auch nicht zu viel mechanische Energie zu, damit ist die Leistung die er umwandeln kann limitiert.



Zitat :

Die Erwärmung ist nicht nur von der Drehzahl abhängig, viel gravierender wirkt sich die entnommene elektrische Leistung aus !

Oh man, was meinst denn du, was passiert, wenn man die Energie in einem Akku oder in Lageenergie speichert.


Zitat :

Drittens jede zusätzliche Wandlung nach dem Generator kostet auch Energie !!!

Natürlich und das habe ich auch geschrieben, aber wo ist jetzt dein Problem? Für ein Hobbyprojekt und rein zum Spaß reicht doch das völlig, wie ich ebenfalls bereits schrieb.

Sollte der TS, wie du deinen jetzigen Worten in seinen Fragen hineininterpretierst wirklich vor haben, einen maximalen Wirkungsgrad zu erreichen, dann wäre es wohl besser, wenn er sich eine industriell hergestellte Windkraftanlage kauft. Meinst du nicht?



Zitat :

Viertens sind eben genau diese Motoren auf 50 Hz ausgelegt.

Quatsch mit Soße! Die 50 Hz bestimmen die Leistungswerte, wenn sich die Frequenz ändert, dann ändern sich auch letztere.
Im großen und ganzen sind die 50 Hz bestenfalls eine Obergrenze, weil mit einer höheren Frequenz auch die Leistungswerte steigen, die den Motor überlasten können. Daraus folgt also, eine niedrigere Frequenz geht immer, das sind keine festen Werte oder eine unüberwindbare Barriere von der man nicht abweichen dürfe, wie du fälschlicherweise (oder liegt's an Ahnungslosigkeit?) zu glauben meinst.


Übrigens:
http://de.wikipedia.org/wiki/Plenk


[ Diese Nachricht wurde geändert von: Newbie am  4 Mär 2011 20:25 ]

BID = 752388

unlock

Schriftsteller

Beiträge: 901
Wohnort: Mosbach


Zitat :
perl hat am  4 Mär 2011 15:55 geschrieben :

Leistungsabgabe: 8kW
Somit Wirkungsgrad 95,5% was imho aber auch noch zu gut ist, um wahr zu sein.


Offtopic :
Warscheinlich hat sich jemand beim erstellen des Typenschilds einen Scherz erlaubt:P1 angeben,um Kunden zu täuschen


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One Flash and you're Ash !

BID = 752390

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17433

ach ja um Energie zu Speichern muss ich diese erst mal bereitstellen.
Schau dir mal die Leistungskurve eines Asynchronmotors an und dann die eines Asyncrongenerators.
Asyncronmaschine


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BID = 752448

jrg68

Gerade angekommen


Beiträge: 5
Wohnort: Bad Wurzach

Also ich habe das Gerät an einen Oszi gehängt.
Ich wüßte immer noch nicht, wie ich am besten
verschalte, um Leistung zu bekommen.

In jeder Verschaltung erhalte ich Spannungswerte.
Aber selbst, wenn ich den Motor mit meinem Akkuschrauber
auf Umdrehungen bringe scheint keine Nennenswerte Leistung
Rauszukommen.

Bei meinen Windverhältnissen gehe ich davon aus, dass der
Generator bestenfalls mit 200 - 300 U/min laufen kann ...
und ich habe das Gefühl, dass das noch zu wenig ist, um
da irgendwas rauszuholen.

Hat mir einer nen Tip, wie ich verschalten soll?

Unten habe ich ein meiner Meinung nach interessantes Bild (20mV pro Einheit). Die Oberschwingung finde ich interessant (kommt die von den
Polen?).

Selbst mit Akkuschrauber-Antrieb bekomme ich keine größeren Spannungswerte ... geschweige dass ich eine LED zum Leuchten bringe.




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