windenergie

Hier worden verschillende vormen van windenergie besproken

Moderator: Moderators

Post Reply
Adriaan Kragten
Posts: 818
Joined: 22 Mar 2015, 09:02

Re: windenergie

Post by Adriaan Kragten »

m.bouwer wrote: 21 Dec 2025, 13:13 Axiaal generator componenten. Een hele struggle om de magneten zo kort bij elkaar op de magneetringen te lijmen.
De verhouding 9 spoelen / 10 magneten lijkt me gunstiger.
Voor de gunstigste verhouding tussen het aantal spoelen en het aantal magneten voor een 3-fasenwikkeling geldt dat de fasenhoek tussen de drie fasen precies 120° is en dat de spanning die opgewekt wordt in de rechter poot van een spoel precies in fase is met de spanning die opgewekt wordt in de linker poot van een spoel. Voor een éénlaags wikkeling treedt dit op als het aantal spoelen 3/4 is van het aantal ankerpolen. Voor een tweelaags wikkeling treedt dit op als het aantal spoelen 3/2 is van het aantal ankerpolen. Een achtpolige generator met een éénlaags wikkeling heeft dan zes spoelen waarvan er dus twee van de fase U, twee van de fase V en twee van de fase W. Een twaalfpolige generator met een éénlaags wikkeling heeft dan negen spoelen waarvan drie van fase U, drie van de fase V en drie van de fase W. De volgorde van de spoelen is dan U1, V1, W1, U2, V2, W2, U3, V3, W3. De wikkelrichting van alle spoelen is gelijk. Een voorbeeld van een 8-polige axial flux generator met een éénlaags wikkeling wordt gegeven in hoofdstuk 9 van mijn rapport KD 341.

Een combinatie van een 10-polig anker met negen spoelen is echter ook mogelijk. Maar de spoelvolgorde is dan U1, U2, U3, V1, V2, V3, W1, W2, W3. Als de spoelen U2, V2 en W2 rechtsom gewikkeld zijn dan moeten de spoelen U1, U3, V1, V3, W1 en W3 linksom gewikkeld zijn. De opgewekte spanning in de drie spoelen van één fase is nu niet meer precies in fase maar er is een faseverschuiving van 20°. Dat geeft een beperkte verlaging van het vermogen t.o.v. spoelen waarvan de opgewekte spanning tussen de spoelen van één fase precies in fase is.
LeaD
Posts: 1448
Joined: 23 Nov 2017, 17:12
Location: East Flanders

Re: windenergie

Post by LeaD »

Met tweelaagsspoelen, wordt dat dan een spoel voor en een spoel achter de magneet ?

Is het een goed idee om in een driefasig systeem te kunnen schakelen tussen ster of driehoek in functie van de hoeveelheid wind ?
Wat nu gezongen zei de koster, de kerk staat in brand! :fff :lol:
Adriaan Kragten
Posts: 818
Joined: 22 Mar 2015, 09:02

Re: windenergie

Post by Adriaan Kragten »

LeaD wrote: 27 Dec 2025, 14:28 Met tweelaagsspoelen, wordt dat dan een spoel voor en een spoel achter de magneet ?

Is het een goed idee om in een driefasig systeem te kunnen schakelen tussen ster of driehoek in functie van de hoeveelheid wind ?
Om het verschil tussen een éénlaags en een tweelaags wikkeling voor een axial flux generator te kunnen uitleggen is het goed om naar het bovenste plaatje van figuur 5 van rapport KD 341 te kijken. Hier wordt een éénlaags, 3-fasen wikkeling van een 8-polige axial flux PM-generator weergegeven. De hoek tussen de twee benen van een spoel is 45° wat gelijk is aan de hoek tussen het hart van twee aanliggende magneten. Daardoor wordt er in de linker poot van de spoel, als daar een noordpool passeert, een stroom opgewekt met een richting die tegengesteld is aan de richting van de stroom die in de rechter poot van de spoel opgewekt wordt, als daar een zuidpool passeert. Beide stromen zijn precies met elkaar in fase en versterken elkaar dus. De hoek tussen twee aanliggende spoelen van verschillende fasen is 15°. Binnen elke spoel liggen nog twee posities onder 15° die bij een éénlaags wikkeling niet gebruikt worden. Dit is te zien omdat er alleen tegenover N1 en N3 een poot van een spoel van fase U ligt maar tegenover N2 en N4 ligt niets. Bij een tweelaags wikkeling ligt er nog een tweede laag met zes spoelen die deze twaalf niet gebruikte posities innemen. Het nadeel van een tweelaags wikkeling is echter dat je nu allemaal spoelkoppen krijgt die elkaar kruisen. Nu kunnen deze kruispunten buiten de baan van de magneten liggen maar de wikkeling wordt toch een stuk lastiger om te maken en om tussen de ankerplaten met magneten te monteren. In het onderste plaatje van figuur 5 wordt een alternatief gegeven met dikkere spoelen. Hierbij liggen de benen van de spoelen niet meer precies op de optimale plaats maar je kunt toch meer vermogen winnen omdat er veel meer koper in de spoelen zit.

Het overschakelen van ster naar driehoek is niet nodig als de generator door een accu belast wordt omdat je dan een wikkeling kunt kiezen waarvoor de matching optimaal is. Als je echter een windmolen gebruikt voor verwarming via een vaste weerstand dan neemt het gevraagde vermogen toe met het kwadraat van het toerental terwijl bij de optimale belasting, het door de wind geleverde vermogen toeneemt met de derde macht van het toerental. Het gevolg hiervan is, dat wanneer de weerstandswaarde van de belasting zo gekozen wordt dat de matching goed is bij hoge windsnelheden, de belasting bij lage windsnelheden te hoog is waardoor de rotor door de generator afgeknepen wordt. De rotor wil dan ook niet aanlopen als de belasting permanent met de generator verbonden is. Dit probleem is veel kleiner als de belasting bij lage windsnelheden in ster staat en bij hoge windsnelheden in delta. Hier wordt dieper op ingegaan in hoofdstuk 2.3 van mijn rapport KD 709. Een andere oplossing is om de belasting in delta te schakelen en bij lage windsnelheden maar één fase te gebruiken, bij middelhoge windsnelheden twee fasen te gebruiken en bij hoge windsnelheden drie fasen te gebruiken. Met moderne elektronica moet het ook mogelijk zijn om de weerstandswaarde van de belasting zo te veranderen dat de rotor precies belast wordt volgen de optimale derdemachtskromme. Maar het opstoken van de opgewekte energie is lang niet zo gunstig als het gebruiken van een warmtepomp (zie KD 709 hoofdstuk 2.4).
m.bouwer
Posts: 855
Joined: 18 Aug 2012, 21:19

Re: windenergie

Post by m.bouwer »

[quote="Adriaan Kragten" post_id=126478 time=1766840898 user_id=3468]
Een combinatie van een 10-polig anker met negen spoelen is echter ook mogelijk. Maar de spoelvolgorde is dan U1, U2, U3, V1, V2, V3, W1, W2, W3. Als de spoelen U2, V2 en W2 rechtsom gewikkeld zijn dan moeten de spoelen U1, U3, V1, V3, W1 en W3 linksom gewikkeld zijn. De opgewekte spanning in de drie spoelen van één fase is nu niet meer precies in fase maar er is een faseverschuiving van 20°.
[/quote]

Of alle spoelen eenvoudig op dezelfde manier wikkelen en sommige spoelen andersom aansluiten? ( uit aan uit en in aan in )
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
Slooij
Posts: 492
Joined: 04 May 2021, 22:37

Re: windenergie

Post by Slooij »

ik heb het al eerder gezegd het ziet er veel belovend uit!
soms is het ver gezocht wat men zoekt.
m.bouwer
Posts: 855
Joined: 18 Aug 2012, 21:19

Re: windenergie

Post by m.bouwer »

Gelukkig Nieuwjaar,
contacten en mogelijkheden op Ecologieforum.
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
Adriaan Kragten
Posts: 818
Joined: 22 Mar 2015, 09:02

Re: windenergie

Post by Adriaan Kragten »

m.bouwer wrote: 31 Dec 2025, 11:57
Adriaan Kragten wrote: 27 Dec 2025, 14:08 Een combinatie van een 10-polig anker met negen spoelen is echter ook mogelijk. Maar de spoelvolgorde is dan U1, U2, U3, V1, V2, V3, W1, W2, W3. Als de spoelen U2, V2 en W2 rechtsom gewikkeld zijn dan moeten de spoelen U1, U3, V1, V3, W1 en W3 linksom gewikkeld zijn. De opgewekte spanning in de drie spoelen van één fase is nu niet meer precies in fase maar er is een faseverschuiving van 20°.
Of alle spoelen eenvoudig op dezelfde manier wikkelen en sommige spoelen andersom aansluiten? ( uit aan uit en in aan in )
Dat komt op hetzelfde neer. Als er precies tegenover de spoel U2 een noord staat, dan staat er tegenover de spoelen U1 en U3 ongeveer een zuid. Om te maken dat de stromen in U1, U2 en U3 elkaar versterken, moet de richting van de stroom in U1 en U3 tegengesteld zijn aan die in U2. Als je alle spoelen dezelfde wikkelrichting geeft dan moet je het begin van spoel U2 aansluiten op het begin van spoel U1 en het einde van spoel U2 op het einde van spoel U3. Als de wikkelrichting van spoelen U1 en U3 tegengesteld is aan die van U2, dan moet je het begin van spoel U2 aansluiten op het einde van spoel U1 en het einde van spoel U2 op het begin van spoel U3 net zoals dat bij een normale wikkeling met negen spoelen en een twaalfpolig anker gedaan wordt. Maar bij deze wikkeling is de wikkelrichting van alle spoelen gelijk omdat er, als er tegenover spoel U2 precies een noord staat, tegenover de spoelen U1 en U3 ook precies een noord staat.
m.bouwer
Posts: 855
Joined: 18 Aug 2012, 21:19

Re: windenergie

Post by m.bouwer »

Het idee is om de spoeltjes eenvoudigweg om de blikpakketjes te vormen.
Het grote voordeel is ook dat je met veel lichtere neodymium magneten toekan.
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
m.bouwer
Posts: 855
Joined: 18 Aug 2012, 21:19

Re: windenergie

Post by m.bouwer »

Productiefout wellicht?
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
Adriaan Kragten
Posts: 818
Joined: 22 Mar 2015, 09:02

Re: windenergie

Post by Adriaan Kragten »

m.bouwer wrote: 07 Jan 2026, 13:29 Het idee is om de spoeltjes eenvoudigweg om de blikpakketjes te vormen.
Het grote voordeel is ook dat je met veel lichtere neodymium magneten toekan.
Het voordeel van ijzer in de spoelen is dat de luchtspleet veel kleiner wordt waardoor je bij een bepaalde dikte van de magneten een zwaarder veld overhoudt waardoor er per winding een hogere spanning opgewekt wordt en het vermogen ook hoger wordt. Het nadeel van ijzer in de spoelen is weer dat er nu voorkeursstanden ontstaan waardoor de generator een veel hogere piek op het kleefkoppel kan krijgen. Dit geeft een verhoging van de startwindsnelheid van de rotor. Hoe meer magneten er op een bepaald moment precies tegenover een ijzeren kern van een statorpool staan, hoe groter de piek. Een verhouding tussen het aantal magneten en het aantal statorpolen van 4 / 3 is dan juist erg ongunstig. Een verhouding 10 / 9 is dan al veel gunstiger maar het kan nog beter. Ik heb diverse PM-generatoren ontworpen waarbij de piek geminimaliseerd werd (zie literatuurlijst achterin KD 341).
m.bouwer
Posts: 855
Joined: 18 Aug 2012, 21:19

Re: windenergie

Post by m.bouwer »

Adriaan Kragten wrote: 09 Jan 2026, 21:29 .... Een verhouding tussen het aantal magneten en het aantal statorpolen van 4 / 3 is dan juist erg ongunstig. Een verhouding 10 / 9 is dan al veel gunstiger maar het kan nog beter.....
Dus bijvoorbeeld 40 magneten / 39 spoelen om de blikpakketjes?
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
Last edited by kockie on 11 Jan 2026, 21:22, edited 1 time in total.
Reason: quote aangepast
Adriaan Kragten
Posts: 818
Joined: 22 Mar 2015, 09:02

Re: windenergie

Post by Adriaan Kragten »

m.bouwer wrote: 11 Jan 2026, 11:38
Adriaan Kragten wrote: 09 Jan 2026, 21:29 .... Een verhouding tussen het aantal magneten en het aantal statorpolen van 4 / 3 is dan juist erg ongunstig. Een verhouding 10 / 9 is dan al veel gunstiger maar het kan nog beter.....
Dus bijvoorbeeld 40 magneten / 39 spoelen om de blikpakketjes?
Dat zou kunnen. Je krijgt dan wel een rij van 13 spoelen voor één fase naast elkaar die om en om links- en rechtsom gewikkeld zijn. Het nadeel is wel dat je voor deze verhouding geen standaard blikpakket kunt gebruiken. Ik heb generatoren ontworpen met een standaard stator blikpakket van 36 polen waarbij er maar om de helft van het aantal statorpolen spoelen zitten. Die hebben dan wel allemaal dezelfde wikkelrichting. Het anker heeft dan 34 of 38 polen. Het verschil tussen het aantal statorpolen en ankerpolen is nu 2. het aantal voorkeursstanden per omwenteling is nu gelijk aan het product van het aantal ankerpolen maal het aantal statorpolen gedeeld door twee. Bij 34 ankerpolen en 36 statorpolen heb je dan 612 voorkeursstanden per omwenteling en daar merk je haast niets meer van.
m.bouwer
Posts: 855
Joined: 18 Aug 2012, 21:19

Re: windenergie

Post by m.bouwer »

Een schema van F. Niessen 39 spoelen/40 magneten.
Sterschakeling
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
Adriaan Kragten
Posts: 818
Joined: 22 Mar 2015, 09:02

Re: windenergie

Post by Adriaan Kragten »

m.bouwer wrote: 13 Jan 2026, 11:05 Een schema van F. Niessen 39 spoelen/40 magneten.
Sterschakeling
Bij veertig ankerpolen is de ankerpoolhoek 360° / 40 = 9°. Bij negenendertig statorpolen is de statorpoolhoek 360 / 39 = 9,2308°. Het verschil is 0,2308°. Dit betekent dat er elke 0,2308° een ankerpool precies tegenover een statorpool staat wat dus een voorkeursstand oplevert. Het aantal voorkeursstanden per omwenteling is dan 360 / 0,2308 = 1560. Als het aantal anker- en statorpolen maar één verschilt dan is het aantal voorkeurstanden per omwenteling dus gelijk aan het product van het aantal ankerpolen en het aantal stator polen omdat 40 * 39 = 1560. Als het aantal anker- en stator polen twee verschilt, dan moet je het product door twee delen omdat er dan telkens twee anker- en statorpolen precies tegenover elkaar staan.

Ik denk dat je bij 1560 voorkeursstanden per omwenteling de voorkeursstanden gewoon niet meer kunt voelen als het anker en de stator zeer nauwkeurig gemaakt zijn. Maar als er ook maar een zeer geringe variatie in de statorpoolhoek of de ankerpoolhoek optreedt dan zul je toch weer voorkeursstanden krijgen. Dit is het voordeel van het gebruiken van een standaard blikpakket; de statorpoolhoeken zijn daarbij zeer nauwkeurig aan elkaar gelijk. Je hoeft dan alleen nog maar de ankerpoolhoeken nauwkeurig aan elkaar gelijk te maken. Je krijgt hierbij wel een constructie waarbij de stator aan de buitenkant zit en het anker aan de binnenkant. Dit heeft als voordeel dat de statorwikkeling gemakkelijker zijn warmte kwijt raakt. 34-polige PM-generatoren worden beschreven in mijn rapporten KD 560, KD 580 en KD 614.
m.bouwer
Posts: 855
Joined: 18 Aug 2012, 21:19

Re: windenergie

Post by m.bouwer »

Adriaan Kragten wrote: 14 Jan 2026, 11:20 ....... een constructie waarbij de stator aan de buitenkant zit en het anker aan de binnenkant. Dit heeft als voordeel dat de statorwikkeling gemakkelijker zijn warmte kwijt raakt......
Maar bij alles wat ik lees over de voordelen van axiaal lijkt het mij het beste om daar mee door te gaan.
Bij deze proefopstelling wil ik een holle as maken en een nieuwe stator met spoelen rond blikpakketjes. De buitenrand van de stator wordt dan ook gekoeld door de wind.
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
Last edited by kockie on 14 Jan 2026, 19:10, edited 1 time in total.
Post Reply