Windgenerator (ontwikkeling & bouw van wind-genset)

[m.bouwer]

Voor een eerste proefopstelling zou ik willen mikken op een generator van 100 Watt bij 100 toeren/minuut
Het gaat dan om de kerndikte van de rotorpolen en de spoelafmetingen.

Bijgaande spoel heb ik gemaakt met 0,5 mm wikkeldraad ( 20 laagjes / 70 draadjes naast elkaar )
De ijzeren kern is 16 bij 16 mm
Wat is nu de werkwijze om de maximale kleefkracht te bepalen waarbij de spoel toch intact blijft?

[Adriaan Kragten]

Het opgewekte magneetveld in de spoelkern neemt evenredig toe met de stroom door de spoel totdat de kern in verzadiging gaat. De stroom neemt evenredig toe met de spanning die over de spoel gezet wordt en wordt bepaald door de weerstand van de spoel. Het toevoerde vermogen neemt dus kwadratisch toe met de spanning en een twee keer zo sterk veld kost dus vier maal zo veel vermogen. De kracht waarmee de spoelkern een bepaald stuk weekijzer aantrekt neemt toe met een toenemend magneetveld. Deze kracht zou je moeten meten wat kan door aan het stuk weekijzer een touwtje te maken waar je zoveel gewicht aan hangt tot het stuk weekijzer net los breekt. Naarmate de stroom groter is heb je telkens een zwaarder gewicht nodig maar op een gegeven moment neemt het benodigde gewicht nagenoeg niet meer toe als de stroom toeneemt. Dan is de verzadiging bereikt en verhoging van de spanning is dan zinloos want het kost alleen maar meer vermogen. Ik denk dat je qua toegevoerd vermogen het gunstigst zit als je net nog wat onder de verzadiging gaat zitten. Het is goed om stroom en spanning te meten zodat je kunt berekenen hoe hoog het maximaal toegevoerde vermogen is. Dit moet je dan vermenigvuldigen met het aantal ankerspoelen om het maximaal totaal benodigde veldvermogen te weten te komen. Ik ben bang dat dat behoorlijk hoog zal zijn.

Hoeveel windingen de spoel moet hebben hangt af van de spanning waarmee je de spoel maximaal wilt belasten. Voor het spoelrendement maakt het niet uit of je een hoge spanning en veel windingen met een dunne draad hebt of een lage spanning en weinig windingen met een dikke draad, tenminste als de totale koperdoorsnede in beide gevallen gelijk is.

[m.bouwer]

Met 9 volt en 500 mA is de kleefkracht maximaal 5 kg
Met 12 volt en 3 Ampère is dat 12 kg

Welk type regelbare voeding heb ik nodig ook al om straks de generator te kunnen regelen?

[Adriaan Kragten]

Ik snap niet dat je bij 12 V een zes keer zo grote stroom krijgt als bij 9 V. De stroom zou evenredig met de spanning moeten toenemen. Het kan zijn dat de spoel bij 12 V te heet geworden is en doorgeslagen is. Dan neemt de weerstand erg af en krijg je een sterke toename van de stroom maar dat moet je ruiken. Meet nog eens bij 9 V en kijk of de stroom dan weer 500 mA is.

[m.bouwer]

Gezien je kennis van zaken. Mag ik de spoel en kern t.b.v. de metingen naar je toesturen?

[m.bouwer]

In het grote voorbeeld heeft de rotor een veel groter aantal polen en de spoelen een andere vorm.

[Adriaan Kragten]

Gezien je kennis van zaken. Mag ik de spoel en kern t.b.v. de metingen naar je toesturen?

Ik ben geen elektrotechnicus maar werktuigbouwer en ik weet net genoeg van elektrotechniek en magnetisme om mijn eigen generatoren te kunnen ontwerpen en doormeten. Ik denk dat je de kracht wel goed gemeten hebt en dus zie ik niet goed waarom ik dat nog een keer zou moeten doen. Maar de spoel is voor gelijkspanning gewoon een weerstand en de stroom moet dus evenredig toenemen met de spanning en niet met een factor 6 als de spanning stijgt van 9 V naar 12 V. Een stroom van 3 A is ook wel erg hoog voor een 0,5 mm koperdraadje en ik ben daarom bang dat je spoel doorgebrand is.

[m.bouwer]

Het zoeken naar een goed ontwerp van een kleine zelfbouw-generator met bekrachtigde magneten vind ik een bezigheid met mooi perspectief.
Maar mede omdat het mij ontbreekt aan de juiste meetapparatuur ben ik steeds op zoek naar samenwerking.

Vandaag heb ik een spoel gemaakt die qua vorm meer lijkt op de rotorspoelen van het GV (grote voorbeeld)
Hiervan zouden er 60 op de omtrek van de rotor gemonteerd kunnen worden.
Met als voeding een adaptor van 9 volt / 500 mA is de kleefkracht hier iets meer dan 1 kg

[m.bouwer]

Rotorring om de spoelen op te monteren ( 255 mm diameter ) moet samengevoegd worden met de naaf.
Daarna verder puzzelen met de 60 spoelen die dan maximaal 20 mm hoog worden en 15 mm dik .

[m.bouwer]

Veel zal afhangen of molenvrienden voor wie de Wet van Faraday gesneden koek is dit topic lezen.
En hebben zij tijd om mij te adviseren?

[m.bouwer]

rotorring past nu op de naaf.

[m.bouwer]

Op de rotor wil ik een 60-tal spoelkernen ( 28 mm breed ) monteren.

[m.bouwer]

Spoelkern 5 mm dik

[Aart]

Spoelkern 5 mm dik

Van welk materiaal maak je de spoelkern? Gewoon staal, of iets van weekijzer?

[m.bouwer]

Aart,

Gewoon staal lijkt me geschikt.
Van een gebruikt stalen T- profiel wil ik na het ontroesten een 60-tal spoelkerntjes zagen.