Das Windrad und sein Generator

Der chaotische Hauptfaden

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Arndt
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Arndt »

Schönes Ding! Das Video ist ja richtig dramatisch :-)
Wenn Du mal in die gegen von Aurich kommst gib mal nen Ping, dann könnte ich was in Holtriem organisieren.
lüsterklemme2000
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

@fritzler:
da kann der Arbeitsplatz auch noch so groß sein, spätestens nach zwei Tagen ist das Teil wieder voll :lol:

@Arndt:
Mein Kumpel, der das Video und die Musik dazu gemacht hat neigt teilweise zur Dramatik ;).
Vielen Dank für das Angebot, mal schauen wann es mal wieder Richtung Norden geht. Ich melde mich.
lüsterklemme2000
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

Aktuell bastel ich gerade an dem Netzteil für die Ladung des Akkus. Da das ganze ab einer Generatorspannung von ~14 V bis 180 V funktionieren soll, wird es eine Kombination aus Trafoschaltnetzteil und simplem Buck-Converter.
Für die Kühlung der Halbleiter wurden diese Laptop Kühler von Pollin auserkoren https://www.pollin.de/p/laptop-cpu-kueh ... 07c-320342. Teures Alu kann man scheinbar wunderbar mit billigen Lüftern und hohem Luftstrom ausgleichen, auch wenn es hier nicht notwendig ist ;)
Nicht Optimal, aber dafür unschlagbar günstig.

Mit ein bisschen Plastik aus dem 3D-Drucker sieht der Stapel dann so aus:
Bild
Bild

Die Lüfter werden ganz analog und abseits vom Prozessor geregelt (Werden sowieso nie benötigt). Die Platine mit Prozessor samt Busanbindung ist fertig geätzt und bestückt. Demnächts gibts dann ein Gehäuse und dann gehts an die Software.

Schönen Abend noch,
Lüsterklemme
Zuletzt geändert von lüsterklemme2000 am Sa 25. Mai 2019, 19:55, insgesamt 1-mal geändert.
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Fritzler
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Fritzler »

Soll das die E-Last zum Testen des NT sein oder verheizt dein NT so viel?
lüsterklemme2000
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

Ne, das wird das NT, aber ich hatte keine wirklich kleinen Kühlkörper da, daher diese stark überdimensionierte Variante, immerhin kann ich mir die Lüfter mehr oder weniger sparen ;)
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Kuddel
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Kuddel »

Das Vidro ist wirklich genial.
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Fritzler
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Fritzler »

Die Zuleitungen zu den FETs bleiben aber so lang und dünn?
Das kann bei nem Schaltrgeler nicht so super sein.
DIe Induktivität der Zuleitung im Source stört die Gateumladung und es kann gut Abstrahlen.
lüsterklemme2000
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

Die Leitungen werden noch deutlich kürzer.

Bild
(rechts und links beziehen sich auf das Bild)

Auf der linken Seite kommen unten die Beinchen der Halbleiter raus. Da kommt dann direkt die Platine mit den Spulen etc. dran, also Leitungslänge unter 3cm oder so. Die Gate Leitungen gehen nach rechts weg und da wird die Steuerungsplatine draufgesetzt wo die Treiber draufsitzen, also auch relativ kurze Leitungen.
Aber danke für die Tips, nächstes mal nehme ich auch wieder kleinere Kühlkörper auf der Platine drauf, das hier mit den Kabeln zu den Mosfets und Dioden ist doch friemeliger als "onboard" Halbleiter ;)
lüsterklemme2000
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

Es geht weiter:
Fritzler hatte definitiv recht was das Netzteil anbelangt. Die Leitungen zu den Mosfets und Dioden waren zu lang, sodass das Teil eine EMV Dreckschleuder war. Der Controller hat auch keine 10 Sekunden Betrieb überlebt, ohne vom Netzteil so gestört zu werden, dass er sich aufgehängt hat. Alles in Allem also ein grandioser Fehlschlag :lol: . Aber immerhin das Design war irgendwie interessant.

Bild
Bild

Also wurde der gesamte Verhau wieder auseinandergerissen und was vernünftiges gemacht. Der Leistungsteil hat seine eigene Platine bekommen mit vernünftigen Kühlkörpern. Erste Tests liefen auch erfolgreich, sodass es dafür demnächst eine Steuerplatine geben wird.

Doch zurück zu einem anderen Problem. In die Gondel geht ein 7 adriges Kabel rein, welches sich im Turm frei drehen kann. Damit dieses Kabel nicht irgendwann nach X Umdrehungen der Gondel abgedreht wird, muss die aktuelle Position der Gondel bekannt sein. Hierfür befindet sich an dem Getriebemotor, der die Gondel dreht, eine Encoderscheibe, welche über zwei Lichtschranken dem Gondelcontroller mitteilt, wie viele Umdrehungen gemacht wurden. Diese Position wird dann im EEPROM abgelegt, sodass auch bei Stromausfall alles glatt läuft. So zumindest war meine Theorie vor einem Jahr ;) .
Das Teil richtet sich auch schon selber zum Wind aus. Doch bei den Tests bekam ich bedenken bezüglich der Positionserkennung.
Mittlerweile ist mir eine reine Softwarelösung bei meinen Programmierkenntnissen zu unsicher und es soll eine Hardware her, die nach etwa 7 Runden mitteilt, dass Schluss mit drehen ist.

Fangen wir mit einer Untersetzung der Schneckenwelle an. Diese macht 100 Umdrehungen für eine Gondelumdrehung. Daher wird von der Schnecke aus mit 1000:1 untersetzt. Ein alter Stellmotor sponsert die notwendigen Zahnräder:

Bild

Das neue Getriebe braucht noch ein Gehäuse, welches aus 4mm Aluminium-Platten auf der CNC gekreischt wird:

Bild

So soll das dann aussehen

Bild

Das Messingzahnrad kommt auf die Eingangswelle, also auf die Schneckenwelle. Das oberste Zahnrad hat dann meine angepeilte Untersetzung, die noch abgegriffen werden will.

Bild

Dafür kommt eine Plastiklochscheibe oben drauf. In den Löchern können Magnete sitzen, welche die Hall-Sensoren der Elektronik dementsprechend ansprechen. Durch die verschiedenen Positionen kann man auch etwas mit den Abschaltpunkten variieren.
Bild

In ein krummes Langloch wird dann die Elektronik von außen reingeklipst. Diese beherbergt drei Hall-Sensoren und drei Inverter, die von Active Low der Hall Sensoren auf Active High wandlen und die drei LEDs bespaßen. Das ganze läuft dann folgendermaßen ab: Fährt man z.B. an den linken Anschlag, so leuchtet erst die Gelbe LED. Wird dennoch weitergefahren, kommt der Magnet an den mittleren Hall Sensor, welcher sowohl die rote LED zum leuchten bringt, als auch ein Relais schaltet, welches den Drehmotor vom Netzteil abklemmt. Damit ist gewährleistet, dass auch bei völligem Versagen der Steuerung das Kabel nicht abgedreht wird. Zum zurücksetzen muss nur die Stromversorgung für die Gondel abgeschaltet werden, da dadurch das Relais abfällt und die Gondel manuell wieder in die richtige Richtung gefahren werden kann. Die Steuerung bekommt natürlich noch die Signale der beiden Endschalter (gelbe LEDs), um frühzeitig gegen steuern zu können und die Position bei Systemstart zu kalibrieren. Denn die Softwarelösung über den Encoder gibt es weiterhin.
Das Getriebe hat dann noch eine Ölfüllung bekommen und wurde heute morgen angebaut. Es ruht auf Gummipuffern, da die Welle nicht ganz ausgerichtet ist :roll:
Eingebaut sieht das dann so aus:
Bild

Schönen Tag noch,
Lüsterklemme
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Fritzler
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Fritzler »

Es dürfte schon reichen die Gate Treiber direkt zum FET wandern zu lassen.
Der Treiber IC kann dann lokal aus seinem bereitgestellten Puffer C am gate rumladen mit kurzen Stromschleifen.
Das Ansteuersignal könnt man dann noch mit nem 6n135 Optokoppler Source potentialfrei bekommen.
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ESDKittel
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von ESDKittel »

lüsterklemme2000 hat geschrieben: Ein alter Stellmotor sponsert die notwendigen Zahnräder:

Bild
Den Drehknopf vom Stellmotor nicht entsorgen, sodenn er noch vorhanden ist.
Gibt einen wunderbaren Drehgriff für große Stelltransfos.
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Bastelbruder
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Bastelbruder »

FETs und Super-Speed-Treiber dürfen ruhig ein Stück (auch Meter) voneinander entfernt sein. Wichtig sind zwei Kleinigkeiten, nämlich daß Hin- und Rückleitung der Ansteuerung erst am FET mit Gate und Source verbunden werden, und daß der Wellenwiderstand zumindest bei ziemlich langen Leitungen einigermaßen mit dem Abschlußwiderstand (der, unmittelbar am Gate) harmoniert.
Gate_Speiseleitung.png
Gate_Speiseleitung.png (1.08 KiB) 2251 mal betrachtet
Ich hab mit Bedacht auf das Hurensymbol verzichtet weil das bei solchen Schaltungen immer in die Irre führt.
Die "Übertragungsleitung" mit 100 Ohm Wellenwiderstand besteht aus zwei normalen verdrillten Drähten, für niedrigere Widerstände müssen entsprechend einige Paare parallel geschaltet werden. Die dünnsten verfügbaren Drähte funktionieren problemlos. Wobei: 4 Lackdrähte 0,15 mm, über Kreuz parallelgeschaltet und das Pack verdrillt, kommen auf 24 Ohm Wellenwiderstand, zwei davon parallel sind 12 Ohm. Mit dickerem Lackdraht nimmt der Widerstand unwesentlich ab weil das Verhältnis Drahtdurchmesser zu Lackdicke größer wird. Das ist Voodoo-Technik!
lüsterklemme2000
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

@ESDKittel:
Der Drehknopf war leider schon ab, als ich den Motor bekam. Ich schätze der war aus Kunststoff und daher schon Sortenrein abgetrennt.

@Fritzler: Die Frage, die ich mir aktuell noch stelle ist, wieso sich der Controller dauernd aufgehängt hat. Die Ansteuerung der Fets hat zumindest wenn man die Signaleingänge der Treiber mit dem Funktionsgenerator bespaßt hat wunderbar funktioniert. Nur wenn dann der Controller die Ansteuerung gemacht hat lief das schief. Daher vermute ich fast, dass es keinen großen Unterschied gemacht hätte, die Treiber näher an die Fets zu setzen, habe da aber auch wenig Erfahrung und Ahnung von.

Aber generell mal eine vielleicht recht naive Frage: Wie kann sich so ein Controller (bei funktionierender Software) aufhängen / hängen bleiben? Also was genau passiert dann da im Inneren?

Vielen Dank und schönen Abend noch,
Lüsterklemme
winnman
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von winnman »

vielleicht schlagen die Ausgangsimpulse auf die Versorgungsspannung durch (Spannungseinbrüche) oder du hast die irgendwie kapazitiv auf andere Leitungen eingekoppelt die dann entsprechend Müll Produzieren.

EMV gerechter Aufbau ist hier das Zauberwort. HF Voodo eben
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Fritzler
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Fritzler »

Sobald der µC eine Transiente an seinen Eingangspins bekommt kann er sich aufhängen wenn diese stark genug ist.
Das kann denn irgendein Bit im CPU Kern flippen.
Wenn das über die Spannungsversorgung kommt ist dem µC auch nicht geholfen.

Also alle Leitungen die vom µC zu HF Gerödel führen ordentlich abblocken.
Die wirken wunderbar als ANtenne und Fangen den Schmu ein.

Die Schaltung hatte sich auch aufgehangen:
http://www.fritzler-avr.de/HP/licht.php
Licht an, Motor starten, AVR hängt.
Motor starten, DANN Licht an -> AVR lebt, häää?
Dabei hatte ich die RPM ja schon von der LiMa abgenommen anstatt von der Züpndspule.
Die HF Sülze kam von überall her.
Jeder Pin bekam noch ne Zehner und Dioden Pullup/down.
Dazu ein Serienwiderstand zum HF verheizen mit C nach GND.

Dann war Ruhe bzw LICHT.
lüsterklemme2000
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

Heute Nacht gab es einen "Störfall" am Windrad ;)

Ich dachte mir um 03:40 ich schaue mal wie schön sich das Teil bei dem vielen Wind dreht, bin also an das entsprechende Fenster gegangen und da drehte sich gar nichts. Der Rotor stand still und zwei Blätter hingen nach unten, doch wo das dritte oben sein sollte war gähnende Leere. Drei mal Augenreiben später (ich war halt gerade aufgestanden) war immer noch kein dritter Flügel da und es ging nach draußen. Die Befürchtung bestätigte sich, denn neben dem Schaltkasten unten am Windrad lag ein Flügel. Irgendwann zwischen gestern Abend und heute 03:40 ist also der Flügel also flugfähig geworden und hat das Nest verlassen :roll:
Also den Flügel mit rein genommen und begutachtet. Bruchstelle ist natürlich die Gewindestange, wie es hier schon prophezeit wurde. Gebrochen ist sie plan mit der Verschweißung im "Flügeladapter", also dort wo sie thermisch durch das Schweißen vorbelastet war. Dennoch finde ich das Bruchmuster an sich interessant, da ich das Muster um 90° gedreht erwartet hätte. Ich hielt die Axialkraft aufgrund der schlechten Flügelgeometrie für höher als das auftretende "radiale Drehmoment"

Ich denke das ganze ist ein wunderbarer Konstruktionsfehler, der durch Unwissenheit und falsches/nicht vorhandenes Bauchgefühl entstanden ist. Aber man lernt ja aus solchen Fehlern und es gibt dann demnächst eine neue, massivere Flügelhalterung. Diese hier hatte den Vorteil, dass ich den Anstellwinkel der Flügel verändern konnte, was die neue auch können sollte.
Vorschläge für solch ein Konstrukt sind willkommen!
Auf welchen Zeitraum würdet ihr die äußeren Bruchflächen schätzen?
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Hansele
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Hansele »

Durch die Rostpickel auf dem Bild, muss der Riss langsam aber stetig gewachsen sein?

Sind alle anderen Flügelräder auch so eingerissen?
lüsterklemme2000
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

Der Schaden ist doch größer als im dunkeln erkennbar.....

Die anderen Flügel kann ich noch nicht beurteilen, Risse sind mir aber beim letzten nachschauen nicht aufgefallen.

Die anderen Rotorblätter haben ein paar mal den Turm gestreift und sind dementsprechend verbogen --> Tonne. Die starke Unwucht mit nur zwei Flügeln hat die Drehmechanik in der Gondel zerstört, sodass das Teil spiel hat und mittlwerweile die Position gewechselt hat. Möglicherweise ist die Schneckenwelle ausgebrochen oder so. Die Abspannseile haben sich auch gelängt, sodass das Teil nur noch semi solide steht und einiges an Spiel hat. Ich hoffe einfach, dass es nicht umfällt, bis der Wind nachgelassen hat, weil so gehe ich da nicht drunter um irgendwas zu reparieren.
Ich bin schon gespannt, wie es in der Gondel aussieht. Dann gibts auch ein paar Bilder.
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Kuddel
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Kuddel »

Hast Du keine Sturmregelung, die ab einer bestimmten Windstärke das Windrad rausdreht/bremst?
lüsterklemme2000
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

So, die Flügel sind jetzt alle abgebaut. Die Platine mit der Windgeschwindigkeitsmessung hatte ich gerade ausgebaut, um die zu überarbeiten und dann die Sturmsicherung einzubauen....
Aber in diesem Fall war das Problem eher die Materialermüdung, also irgendwann wären die Teile so oder so auseinandergeflogen. Es war vor allem noch gar nicht so windig, eigentlich erstaunlich, dass es sich zerlegt hat. Aber stete Belastung ermüdet halt das Material.
In der Gondel scheint es die Schrauben, die das Zahnrad auf der Feststehenden Turmwelle halten abgerissen zu haben oder so ähnlich, wobei ich das aufgrund der Passstifte schon erstaunlich finde. Ein Flügel hat es definitiv hinter sich, weil der den Turm richtig erwischt hat. Der andere ist nur unten eingedellt, kann also gerichtet werden, da er ansonsten noch gerade ist. Der Flügel, der rechtzeitig das Geschehen verlassen hat ist weitesgehend unbeschädigt. Überlebensrate also 2/3 ;)
An den anderen Gewindestangen sind auch feine Risse erkennbar, das war also ein generelles Problem.
Vermutlich werde ich den gesamten Kopf abnehmen und komplett überarbeiten, da nach einem Jahr doch einige Schwachstellen sichtbar geworden sind.
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Trägheit hat Kraft...
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Der stark beschädigte Flügel
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Den hier kann man vermutlich noch richten
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Diesen eher nicht
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Die verbleibenden Flügel nach dem ausbauen
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Pi²
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Pi² »

An den anderen Gewindestangen sind auch feine Risse erkennbar, das war also ein generelles Problem.
Das erinnert mich spontan an ein früheres Problem bestimmter Funkantennen, bei denen nach einiger Zeit recht zuverlässig die Radiale abgebrochen sind.
Grund war hier nicht der statische oder Wechseldruck, sondern Schwingungen, die im Resonanzfall im Schwingungsknoten Ermüdungsrisse erzeugt haben. Die Folge war, daß das Rohr dort gebrochen ist.

LG
Gary
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Gary »

zur Inspiration
https://www.kleinwindanlagen.de/Forum/c ... .php?t=763

nicht unterkriegen lassen !
andreas6
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von andreas6 »

Ich würde zumindest den Repeller selbst deutlich massiver bauen. Mein letztes Windrad hatte drei profilierte Holzflügel gleichen Gewichtes, die mit ihren dreieckigen dicken Enden zwischen zwei Metallscheiben verschraubt waren. Pro Blatt waren das wohl 4 oder 6 Schrauben, die dort quer durchgingen. Bei anfänglich noch zu wenig Last drehte das auf mindestens 1000 Touren hoch, vielleicht noch mehr. Es hat jedenfalls so gepfiffen, dass man in Deckung ging. Gehalten hat es dennoch, was für die solide Aufhängung spricht.

Die restliche Mechanik würde ich streichen, ersatzlos. Die Nachführung erledigt eine Windfahne, die nicht lang genug sein kann. Mit dieser kann man auch eine rein mechanische Sturmsicherung kombinieren, die das Windrad bei zuviel Winddruck seitlich aus dem Wind dreht. Schau Dir die Beiträge im Kleinwindforum dazu an, sie sind informativ und das Ding funktioniert tatsächlich. Hier hat das mehrere heftige Stürme überstanden.

MfG. Andreas
Anse
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Anse »

Dennoch finde ich das Bruchmuster an sich interessant, da ich das Muster um 90° gedreht erwartet hätte. Ich hielt die Axialkraft aufgrund der schlechten Flügelgeometrie für höher als das auftretende "radiale Drehmoment"

Ich denke das ganze ist ein wunderbarer Konstruktionsfehler, der durch Unwissenheit und falsches/nicht vorhandenes Bauchgefühl entstanden ist. Aber man lernt ja aus solchen Fehlern und es gibt dann demnächst eine neue, massivere Flügelhalterung. Diese hier hatte den Vorteil, dass ich den Anstellwinkel der Flügel verändern konnte, was die neue auch können sollte.
Vorschläge für solch ein Konstrukt sind willkommen!
Auf welchen Zeitraum würdet ihr die äußeren Bruchflächen schätzen?
Die unerwartete Drehung des Bruchmusters würde ich folgend erklären. Bei den Belastungsfällen unterscheidet man statisch, schwellend und wechselnd. In dieser Reihenfolge ist die Belastung aufsteigend. Das bedeutet, dass das gleiche Bauteil bei gleicher Kraft aber unterschiedlichen Belastungsfällen unterschiedlich lange halten. Statisch sollte klar sein, Kraft wird ein mal aufgebaut und bleibt dann längere Zeit bestehen. Schwellend bedeutet, das die Kraft periodisch aufgebaut und bis Null wieder abgebaut wird. Dabei wirkt sie aber immer in eine Richtung. Wechselnd ist wie schwellend, nur das hier die Kraftrichtung jedes mal umgedreht wird. Dies ist der schlechteste Fall, welcher aber sehr oft vorkommt. Jede Welle wird z.B. so belastet beim Umlauf. So weit die graue Theorie.
Bei dem Bruchbild würde ich auf einen Dauerbruch durch wechselnd Belastung tippen. Beim Umlauf des Flügels zieht die Schwerkraft den Flügel jeweils in die eine oder andere Richtung. Daher wechselnd. Die Windlast erzeugt nur eine schwellende Last, welche keine so hohe Belastung darstellt. Daher liegt der Bruch auch in der Ebene der wechselnden Last. Der Läufertyp läuft wahrscheinlich selten schnell genug, um die Scherkraft mit der Fliehkraft zu kompensieren.
Das der Bruch genau an der Schweißstelle liegt hat wahrscheinlich mit der Stress-Konzentration an der Übergangsstelle und durch eventuelle Risse durch das Schweißen zu tun. Also hat der Bruch wahrscheinlich schon am ersten Tag begonnen.

Das die Gewindestange nicht die ideale Lösung ist hast Du ja selbst jetzt gesehen. Was ich anders machen würde? Die Gewindestange hat nicht nur viele Sollbruchstellen sondern ist auch unterdimensioniert. Auch ein glattes Rundmaterial wäre irgend wann mal gebrochen. Ein Rohr hat im Vergleich zu Vollmaterial ein hohes Biegemoment aber geringes Gewicht. Daher würde ich die Gewindestangen durch etwas größere Rohre ersetzten und die Nabe zweiteilig machen um die Rohre einzuklemmen in dem gewünschten Winkel. Gegen das Herausziehen können weiterhin Gewindestangen eingesetzt werden, solange sie keine Biegung aufnehmen müssen. Bei Interesse kann ich mal eine Skizze machen und eine Überschlagsrechnung für den Rohrdurchmesser anstellen.
lüsterklemme2000
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

Vielen Dank für die Antworten.

@Gary:
Das Forum werde ich mir definitiv mal genauer anschauen. Vielen Dank für den Link.
Aber keine Sorge, von solchen Rückschlägen lasse ich mich nicht unterkriegen, immerhin habe ich jetzt die Chance das ganze mal ordentlich und etwas durchdachter zu konstruieren.

@andreas6:
Wie hast du die Flügel hergestellt und welche Größe hatte der Rotor?
Das sympathische an der aktiven Turmdrehung war halt, dass ich keine Schleifringe benötige, sondern einfach ein Kabel nach unten in den Turm ziehen kann. Aber wenn ich es jetzt sowieso auseinanderfriemel, könnte ich auch gleich auf Schleifringe umbauen und dann die Windfahne verwenden. Ob ich jetzt auf Windfahne umbaue weiß ich noch nicht so recht, aber ich denke wenn dann lasse ich die Mechanik oben drin und würde nur die Schneckenwelle rausnehmen, sodass ich hinterher immer noch wechseln könnte.

@Anse:
Die Erklärung für die Bruchmuster erscheint wirklich sehr schlüssig, die Schwerkraft hatte ich in meiner vorherigen Betrachtung vernachlässigt und fand keine rechte Erklärung.
Meine erste Überlegung war nun, dass ich die Gewindestange durch 30 mm Wellen aus Vollmaterial ersetze und diese dann mit zwei Lagern an der Rotorwelle lagere (Siehe Anhang). Das Problem ist halt, dass ich die Flügel gerne weiterhin in der Anstellung verändern möchte. Als Lagerabstand hätte ich spontan 10 cm angenommen und Bocklager verwendet. Hat das auch nur den Hauch einer Chance zu überleben? Der Skizze fehlt auch noch die Mechanik zum Verstellen der Anstellung, aber das muss ich mir erst noch überlegen, wo die hinkommen könnte.
Du würdest also die Nabe zweiteilig machen und die beiden Teile entsprechend des Rohrprofils formen, sodass diese wenn sie geklemmt sind möglichst gut auf den Rohren aufliegen? Eine Zeichnung davon wäre wirklich super, damit ich mir das etwas besser vorstellen kann. Auch eine grobe Rechnung für den Rohrdurchmesser wäre toll. Brauchst du dafür noch irgendwelche Daten?
Vielen Dank schon mal!
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Plan1.jpeg
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Anse »

Skizze kann ich dir gerne machen, wobei die Lager-Idee gefällt mir auch. Gerade in Zusammenhang mit einer Pitch Control.

Was interessant wäre für eine Berechnung wäre das Gesamtgewicht eines Rotors und die Abmessungen. Skizze reicht.
30er Welle mit den Lagern sollte aus dem Bauch raus passen. Die Sprengringe sind aber eigentlich nicht gedacht, um höhere Lasten aufzunehmen. Schon gar nicht wechselnd. Die Edellösung wäre eine Überwurfmutter.
[Edit] 3D Pdf angehängt
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andreas6
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von andreas6 »

Die drei (eigentlich vier, eins als Reserve) Blätter habe ich von Hand gebaut. Sperrholz wasserfest verklebt, bis die nötige Dicke erreicht war, dann nach ausgedruckter Profilschablone Material abgetragen. Zuerst Stichsäge, dann Raspelhobel, Feile, Schleifpapier. Ist mühsam, aber man bekommt das richtig schön hin. Zum Schluss Gewicht und Schwerpunkt verglichen und so gut wie identisch hergestellt. In Leinölfirnis ertränkt, paar Mal lackiert und damit auch die Gewichtsunterschiede fein eingestellt. Das hat so gut funktioniert, dass der Rotor in jeder Lage stehen geblieben ist. Bis sich bei Windstille ein Spatz auf den senkrecht nach oben stehenden Flügel setzte und der Rotor langsam anfing zu drehen. Der Rotor hat gut einen Meter als Durchmesser.

Man braucht keine Schleifringe. Mein Windrad hat eine vieradrige Wendelzuleitung (1,5 oder 2,5qmm) die aus dem Generator seitlich heraus hängt und am Mast angekabelbindert ist, hängt also im Bogen herunter. Das erlaubt so etliche Umdrehungen der Gondel um den Mast. Sobald der Wind nachlässt, zieht das Gewicht des Kabels die Gondel wieder in Ruhestellung. Die habe ich für Westwind ausgerichtet, der hier fast immer anzutreffen ist. Das Kabel war nie ein Problem, höchstens einmal um den Mast gewickelt.

Ach ja: Erde das Windrad! Mache einen Blitzableiter auf das Gehäuse, hier waren das Edelstahlspeichen auf dem Blechhut, oben angespitzt. Nutze den Grüngelben der Zuleitung und setze einen Erder neben den Fuß. Ansonsten kann sich die ganze Mimik deutlich aufladen bei passendem Wetter. Wenn es in der Ladeschaltung im Keller zu knistern beginnt, wird Dir ganz anders, da fässt Du nichts mehr an. Setze Ableitwiderstände gegen den Schutzleiter, hier lagen gerade dicke 56k-Rs herum und wurden eingebaut. Im Laufe der Zeit habe ich mehrere kleine Einschläge in den metallenen Hagelschutz der Blätter überlackieren dürfen, ohne dass ein wirklicher Einschlag zu sehen war.

MfG. Andreas
ohu
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von ohu »

Die Wechsellasten durch Schwerkraft sind auch der Grund, warum diese vieflügligen "Western"-Windräder ein umlaufendes Stahlseil/Band haben. Gegenseitige Abstützung der Flügel.
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

@Anse
Danke für die Skizze. Ich denke ich favorisiere aktuell die Lagerversion, da das mit der Pitch Control dann noch möglich ist. Die Sprengringe waren auch nur die erste Möglichkeit, die mir in den Sinn gekommen ist um die axialen Kräfte auf beide Lager zu verteilen. Einfacher wäre es vermutlich, ein Gewinde samt Mutter vor das erste Lager zu setzen, nur kann man dann halt eine solche Lösung nicht gleichzeitig für Lager zwei implementieren, da ich ja schlecht einfach mitten in die Welle ein Gewinde schneiden kann. Ich habe jetzt einfach mal als Gegenstück zur Mutter einen Schwerspannstift gesetzt. Wäre das eine sinnvolle Möglichkeit? Den Stift würde man mit der Mutter gegen das Lager spannen. Da muss ich nochmal drüber nachdenken. Die Stehlager sind aber auch eher für radiale Belastungen und nicht unbedingt für axiale Belastungen ausgelegt. Aber ich schätze mal, dass auch ein Stehlager die axialen Kräfte aufnehmen kann?
Ich habe mal eine Skizze eines Flügels gemacht. Die Stahlplatte da unten drin ist etwa 27 cm lang. Wenn noch etwas fehlt sag bescheid.

@Andreas
Sperrholz verleimt ist natürlich super für die homogene Gewichtsverteilung und Festigkeit. Das hatte ich vor einem Jahr gar nicht auf dem Schirm. Ich hätte aber nicht gedacht, dass das mit dem Kabel so gut funktioniert, sondern erwartet, dass das irgendwann dabei kaputtgeht. Das würde dann natürlich noch eine Menge Arbeit ersparen, wenn ich auf Schleifringe verzichten würde. ;)
Bezüglich des Erdens hatte ich bisher keine Befürchtung, weil das gesamte Teil aus Stahl ist und somit eigentlich bereits geerdet sein müsste. Steht dein Windrad so exponiert, dass da häufig der Blitz reinhaut?


Gibt auch gleich noch eine Skizze, wie der aktuelle Planungsstand aussieht.
Ich zerbrösel mir aber gerade den Kopf darüber, wie man eine elektrisch betriebene Pitch Control realisieren könnte. Vermutlich werde ich es zwar ohne bauen, aber ich will wenigstens die Option mal durchgespielt haben. Hätte da jemand eine Idee zu?

Vielen Dank und schönen Abend noch,
Lüsterklemme
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lüsterklemme2000
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

Danke für die Links Sunset. Ich denke falls ich eine Pitch Control reinbaue wird es wohl ähnlich wie in dem Video gezeigt mit Servos, oder aber über eine kleine Hydraulik gemacht werden. Die zweite Idee klingt bekloppt aber irgendwie mag ich sowas ;) .

Heute habe ich dann nochmal eine detaillierte Schadensauswertung vorgenommen und noch einen Konstruktionsfehler gefunden:
Hier die Kurzversion:

Am Abend vom 29.09 hatten wir ab 18 Uhr etwa Böen bis 40 km/h. Das zog sich auch durch die Nacht so hin, und fand seinen Tiefpunkt bei etwa 30 km/h am 30.09. um 2 Uhr. Also vermute ich, dass der erste Flügel schon vor 2 Uhr morgens abgebrochen ist. Grund hierfür ist definitiv die Materialermüdung der unterdimensionierten Gewindestange. Als ich das Teil dann um 4:03 vorfand lag die Geschwindigkeit der Böen auch bei etwa 35 km/h, also noch sehr human. Aufgrund der starken Unwucht stand der Rotor zu dem Zeitpunkt mit beiden Flügeln nach unten zeigend fest an Ort und Stelle und war von den Böen ebenfalls unbeeindruckt. Daher sah ich keine Notwendigkeit da irgendwas dran zu verändern, sondern wollte wieder ins Bett und alles weitere am nächsten Morgen erledigen. Das war eine absolute Fehleinschätzung :roll:

Gegen 6 Uhr morgens nahm die Geschwindigkeit der Böen auf etwa 70 km/h zu, um dann um 7 Uhr ihren Höhepunkt mit 76 km/h zu erreichen. Die Windgeschwindigkeiten reichten dann aus, um den Rotor trotz Unwucht zu drehen. Die starke Unwucht und daher Schwingung des Turms hat ausgereicht, um die Seilspanner der Abspannung zu lösen, sodass die Schwingungen vermutlich noch stärker wurden. Dazu hat sich die Verschraubung des Turms zum Fundament teilweise gelockert, sodass das Teil zumindest in Nord-Süd Richtung gut schwingen konnte.
Durch die Unwucht wurde dann auch der Verdrehmechanismus beschädigt. Das Zahnrad war radial durch zwei 8 mm Passstifte und axial mit zwei M8er Schrauben gesichert. Da die Passstifte nachträglich gesetzt wurden, verlaufen die Löcher für diese nicht absolut orthogonal zur Wellenstirnseite, sodass eine starke auf das Zahnrad wirkende Drehbelastung zu einer axialen Belastung der Sicherungsschrauben führt. Die durch die Unwucht des Rotors verursachte, und durch den Hebelweg der Rotorwelle verstärkte Kraft auf das Zahnrad hat eine Sicherungsschraube gelöst/deren Gewinde zerstört und die andere Schraube abgerissen. Dadurch fehlte die axiale Fixierung des Zahnrades und es wurde bei gewissen Belastungsrichtungen von der Stirnseite der Welle abgehoben. Dadurch ergab sich eine kritische Belastung der Passstifte, welche zum Bruch eines Passstiftes führte. Und so die Gondel einiges an Spiel bekam.

Durch die Unwucht des Rotors brauchte es hohe Windgeschwindigkeiten, um diesen zu drehen. Alles was darunter lag wirkte nur als statischer Druck auf die Flügel ein und sorgte für ein Verbiegen der Gewindestangen der verbleibenden zwei Flügel, sodass deren Spitzen näher an den Turm kamen. Doch das allein hat nicht für Turmkontakt ausgereicht. Den letzten Sargnagel gab dann die Gondellagerung. Durch das Generatorgewicht ist die Gondel hinten etwas zu schwer und kippt, da sich das 50er Radiallager der Turmwelle gelöst hat etwas nach hinten. Das war normalerweise kein Problem, da die Spitzen der Flügel dadurch weiter vom Turm wegkommen. In diesem Fall wurde es aber zum Verhängnis, weil das ganze auch umgekehrt geht, sobald der Rotor schwerer als der Generatorteil wird und die Gondel nach vorne kippt. Zwar ist der Rotor in der Nacht eher leichter geworden, aber durch die Unwucht hat es ausgereicht, dass wenn der Rotor schnell genug gedreht hat, die Unwucht die Gondel nach vorne gekippt hat.
Das ist immer dann passiert, wenn die zwei Flügel von "oben" runtergekommen sind und auf dem Weg zum Turm waren. Das ganze spiegelt sich auch in der Beschädigung der Flügel wieder. Der "vorlaufende" Flügel (in Drehrichtung) hat den Turm nur gestreift. Der nachlaufende Flügel ist zum Turm gekommen, als aufgrund der Unwucht die Gondel schon komplett nach vorn gekippt war und hat deshalb den Turm richtig erwischt.

Ganze Menge Text. Hier die Kurzfassung:

Also sind einige Probleme zum Verhängnis geworden:
-Falsch dimensionierte Flügelhalterung (Auslöser des Ganzen)
-leicht schräg gesetzte Passstifte
-nicht gegen aufdrehen gesicherte Seilspanner
-Gondellagerung mit zu viel Spiel
-Elektronik die nicht irgendwann die Notbremse gezogen hat
-Bediener, der das Teil um kurz nach 4 Uhr nicht aus dem Wind gedreht hat

Aber gut, jetzt kann ich die Probleme ja bei der nächsten Version vermeiden.

Vielen vielen Dank für all eure Vorschläge und konstruktive Kritik in den letzten 1,5 Jahren, sonst hätte das Teil nichtmal die ersten 4 Wochen überlebt.
Diese Version hat immerhin 1 Jahr gehalten. Hoffentlich macht es das nächste Teil etwas länger ;)

Schönen Abend noch,
Lüsterklemme
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sukram
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von sukram »

Wäre es da nicht zu überlegen, dem Ding eine elektrisch offengehaltene Scheibenbremse zu verpassen, um den Rotor notfalls festzuhalten?
lüsterklemme2000
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

Gar keine schlechte Idee, würde dann über Federkraft geschlossen werden und normalerweise offengehalten. Nur womit hält man das auf? Normalerweise hätte ich jetzt einfach einen Servo oder Getriebemotor genommen, nur die halten ihre Position meistens auch noch wenn der Strom weg ist. Das kommt aber auf meine Liste der zu durchdenkenden Upgrades für Version 2.
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Spike
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Spike »

lüsterklemme2000 hat geschrieben: Do 3. Okt 2019, 22:29 Nur womit hält man das auf?
Federvorspannung mechanisch arretieren und im Störfall mit einem Hubmagneten öffnen?
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RMK
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von RMK »

oder eine Fliehkraftkupplung aus nem Roller(?) benutzen, die auf der Welle sitzt
und einfach gegen "Block" bremst, wenns zu schnell wird...?
Matt
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Matt »

Western Windrad hat da einfache aber funktionsfähige Notbremse:

Der hat eine Fügel hinten, der auch Windrichtung foglt, da gibt noch eine andere Fügel. Diese Fügel lässt per Windgeschwindigkeit hochheben/runterdrücken. Irgendwann ist Wind zu stark und dann klappt "Windführung"-Fügel ca 90° und Windrad dreht aus dem Wind.

https://www.youtube.com/watch?v=2jTQ_F-xyGQ (ab ca 1:40 spricht er über diese "notbremse" )
Zuletzt geändert von Matt am So 6. Okt 2019, 19:44, insgesamt 1-mal geändert.
Anse
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Anse »

Bei allen Sturmsicherungsmethoden bei denen die Anlage aus dem Wind gedreht wird muss die Kreiselkraft beachtet werden.
Wenn das Windrad auf voller Drehzahl ist und plötzlich um 90° gedreht wird kommt es zu extremen Kreiselkräfte, welche die Welle und Lager beschädigen können. Deshalb muss das Rad vor dem aus dem Wind Drehen gebremst werden.

@Lüsterklemme, ich rechne es mal die Tage durch, muss nur meine Unterlagen wieder finden.
Nur kurz zur Erklärung, die Verteilung der Axialkraft auf zwei Lager ist nicht gerade erstrebenswert. Aus dem ganz einfachen Grund weil es konstruktiv fast nicht sicher zu stellen ist das sich die Kräfte gleich verteilen. Toleranzen und so was. Darum geht man eher hin und legt die Konstruktion so aus, dass ein Lager weniger radial und mehr axial belastet wird. Das andere Lager wird dafür mehr radial belastet. In Summe ergibt das im Idealfall eine vergleichbare Belastung für beide Lager. In Deinem Fall sollten die äußeren Lager mehr Radialkraft tragen und die Inneren weniger. Dafür sollten sie die komplette Axialkraft tragen. Habs noch nicht berechnet, aber die Inneren Lager werden wahrscheinlich in Summe eher weniger belastet, so das sie kleiner ausgeführt sein können. So könntest du das Wellenende absetzten und mit einer Mutter eine zweiseitige Axiale Sicherung erreichen. Skizze kommt wenn ich es berechnet habe.
Kurze Frage noch zu deiner Zeichnung, die 4,3 kg sind mit den 2 kg Adapterplatte?
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

Ich befürchte die Kupplung aus einem Roller wird bei deutlich höheren Drehzahlen schließen, also ist das vermutlich keine so gute Option. Das Video von Matt muss ich mir mal anschauen, wenn ich hier Internet habe, aber sowas passives ist natürlich schön, weil es simpel und daher recht zuverlässig ist.
Die 4,3 kg waren mit Adapterplatte, die eigentlichen Aluprofile wiegen 2,3 kg.
Die Verteilung der axialen Kräfte auf zwei Lager ist in der Tat vermutlich praktisch fast unmöglich, das habe ich nicht bedacht. Aber wenn ein Lager die axiale Kraft aufnehmen kann wäre das umso besser. Ich habe mir die Stehlager auch nochmal angeschaut und festgestellt, dass ich deren Größe unterschätzt habe, daher passt das Modell weiter oben nicht mehr. Danke Anse, dass du das durchrechnest, die Berechnungen haben Zeit, ich experimentiere erstmal mit einer kleinen Version.

Ich habe gestern das Windrad wieder komplett abgebaut und es steht jetzt in der Werkstatt. Ich werde die aktuelle Gondel erstmal beiseite legen und eine kleinere, passiv ausgerichtete Version bauen, um besser experimentieren zu können und Erfahrungen zu sammeln. Die Ergebnisse daraus fließen dann in die Überarbeitung der großen Gondel ein. Ich werde da z.B. mal Flügel aus KG-Rohr oder ähnliches ausprobieren, was bei einem kleinen Modell schneller gemacht ist als bei einem Großen. ;)
Der Mast bleibt gleich, bekommt nur eine andere Gondel auf die 50er Welle aufgesteckt.

Schönen Abend,
Lüsterklemme
andreas6
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von andreas6 »

Schau Dir auch mal diese Seite an, da ist eine gute Methode für eine passive Sturmsicherung beschrieben worden. So habe ich mein Windrad aufgebaut. Der Aufwand ist recht gering und die Funktion einwandfrei gegeben. Denke daran, massive Anschläge für die Windfahne zu bauen.

MfG. Andreas
winnman
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von winnman »

Nur mal so zum überdenken:

einfach eine 24V LIMA da dranbauen und mittels kleinem Windrad das 90° zum Hauptwindrad steht die Gondel drehen? ganz ohne zusätzliche Regelung?

??????????????? ja kein "Bastlerstolz" aber sollte funktionieren :) ?????????????
andreas6
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von andreas6 »

Jede Art Lima ist dort ungeeignet. Natürlich kann man die Gondel auch ala Holländermühle in den Wind drehen, aber das ist zu aufwendig, eine Windfahne reicht. Was dann völlig fehlt, ist eine Sturmsicherung. Die braucht aber jedes Windrad, sonst ist es ab dem ersten Sturm Schrott. Wie man hier gut nachlesen kann.

MfG. Andreas
lüsterklemme2000
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Re: Windradbau - Jetzt erst recht

Beitrag von lüsterklemme2000 »

Ein weiterer Monat ist rum und hier hat sich erstaunlich wenig getan....
Euer Vorschlag mit dem "Mechanical Furling" war genau das Stichwort, was ich gesucht habe. So werde ich es auch machen. Danke

Der Plan für den Neubau sieht bisher folgendermaßen aus:

Der Turm bleibt der alte, da wird nichts dran geändert, ebenso an der Kabelführung durch die Turmwelle halte ich fest. Auf den Turm kommt eine sehr simple Einheit ohne Elektronik, rein passiv kontrolliert. Der Rotor wird aus drei 1m langen KG-Rohr Flügeln bestehen, die auf eine einfache Stahlplatte geschraubt werden (wie auf den Bildern, nur mit mehr Schrauben). Um den Generator muss ich mir nochmal gedanken machen, was es da werden soll. Wir sind also wieder am gleichen Punkt angelangt, wie im Mai 2018, nur um einiges an Erfahrung reicher.
Die Sturmsicherung wird rein passiv gelöst, indem die Rotorwelle einen etwa 10 cm großen Offset von der Drehachse der Gondel hat, sodass man über die auf den Rotor wirkende Kraft irgendwann die Windfahne "einklappen" kann. Die Windfahne wird etwa einen Meter lang und vermutlich recht simpel auf einem Ø20 mm Wellenstummel ohne Lager und nur mit Fett gelagert, da sich das Teil nicht so häufig bewegen sollte, der Verschleiß also eher gering sein sollte. Wie sinnvoll ist die Idee?

Um auch im Nachhinein noch einstellen zu können, wann aus dem Wind gedreht wird, soll die Neigung der Lagerung der Windfahne verstellbar sein. Da hatte ich jetzt die Idee, das mit einer Gewindestange und eine Mutter zu verstellen, wie ich das Meine seht ihr auf dem ersten Bild. Auch hier wieder: Wie machbar ist das?
Eine andere Möglichkeit der Lagerung wäre ein fixes Gelenk, wie man sehr schön in diesem Video sehen kann (Ab 5:09) https://www.youtube.com/watch?v=qEV0ZLu4nMw . Aber hier fehlt mir ein bisschen dir Möglichkeit des Einstellens, wobei die Konstruktion aus dem Video vermutlich ewig hält, das wäre mal was neues bei diesem Projekt ;)

Bleibt noch die Frage nach der generellen Lagerung der Gondel zu klären. Die Skizze im Anhang zeigt meine aktuelle Vorstellung des ganzen, gibt es dazu irgendwelche Einwände?

Aber generell gefällt mir diese simple Version besser, hier ist weniger dran, was kaputt gehen kann. Und wir wissen ja: Alles was kaputt gehen kann, wird es auch.

Schönen Abend noch,
Lüsterklemme
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frickelfred56
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von frickelfred56 »

Hallo zusammen
Ich lese hier gerade die vorschläge zur Sturmsicherung.
Dabei kam mir der Gedanke das das eventuell eine kettenbremse aus einer Motorsäge leisten kann.
die ist mit eine Feder vorgespannt und braucht die Kraft (Arbeit) zum lösen.
nur so als Idee

frickelfred56
andreas6
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von andreas6 »

Zur Windfahne: Die Sturmsicherung basiert auf dem Gewicht der Windfahne. Daher habe ich meine einstellbar gemacht. Der Träger ist ein Federstahldraht, etwa 6mm Durchmesser. Die Fahne selbst ist ein flaches Alublech. Vermittels zweier Seilklemmen ist die Fahne auf dem Träger festgeklemmt. Löse ich diese Verbindung, kann ich die Fahne auf dem Träger längs verschieben und damit das wirksame Gewicht einstellen. Je weiter die Fahne vom Windrad weg ist, desto schwerer ist sie anzuheben und desto später spricht die Sturmsicherung an. Man macht dazu den Träger etwas länger als nötig und hat somit genug Spielraum für die Einstellung. Bei anderen Konstruktionen kann man auch mit zusätzlichen Gewichten an der Fahne arbeiten.

So wie die Blätter auf der Zeichnung montiert sind, dreht sich der Rotor links herum. Das ist bei den meistens verbauten Rechtsgewinden nicht so sinnvoll. Ich schlage vor, die Drehrichtung umzukehren. Man findet heute eigentlich nur noch rechtslaufende Rotoren.

MfG. Andreas
Anse
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Anse »

Ist das die Lagerung der Gondel auf dem Mast?: https://www.fingers-welt.de/phpBB/downl ... &mode=view
Wenn ja, dann kann das Axiallager so Probleme machen. Axiallager brauchen immer eine ausreichende axiale Belastung, damit die Wälzkörper nicht aus der Laufbahn gehoben werden bei zusätzlicher radialer Belastung. Daher werden sie oft mit einem radial Lager kombiniert, welches direkt daneben verbaut werden muss. Mit einer radialen Belastung muss in diesem Fall gerechnet werden.
Alternativ würde sich hier eventuell auch ein Schrägkugellager oder je nach Gewicht der Gondel auch noch ein einfaches Rillenkugellager anbieten. Letzteres wäre auch einfacher abzudichten.
lüsterklemme2000
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

@frickelfred56:
Das Problem bei sowas wie der Kettenbremse aus der Motorsäge ist soweit ich vermute, dass die eben nicht wieder selstständig löst, sondern irgendwie gelöst werden muss. Damit braucht es wieder ein Stück Elektronik, Pneumatik oder was auch immer in der Gondel. Nachdem ich jetzt mit dieser eher komplizierten Gondelversion gegen die Wand gefahren bin, verfolge ich mal das "KISS" Prinzip - Keep it simple stupid. Daher soll da oben nach aktueller Planung alles passiv und ohne Elektronik auskommen.

@andreas6:
An das verschieben der Fahne auf dem Träger habe ich noch gar nicht gedacht. Ich hatte überlegt, ob man das irgendwie mit Gewichten an der Fahne macht, aber das Verschieben ist natürlich simpler. Die von dir verlinkte Seite ist super, weil sie auch gleich noch die Berechnungen zur Fahnenlänge und Gewicht enthält. Damit würde ich dann Winkel und Länge der Fahne für sinnvolle Werte berechnen und den Träger einfach etwas länger machen, sodass ich später noch durch Verschieben der Fahne auf diesem einstellen kann. Danke
Das mit den Flügeln im Model habe ich gar nicht bemerkt, ich habe einfach wild aus modellierten KG-Rohren versucht Flügel möglichst simpel zu schneiden (bevor ich in echt die Stichsäge ansetze). Dabei ist die Richtung völlig untergegangen, wird aber in echt definitiv ein Rechtsläufer.

@anse:
Das Verlinkte Bild von dir soll die Gondellagerung auf dem Masten werden. Meine Überlegung dazu war, dass ich die Rotorwelle exakt auf Höhe des Radiallagers montiere, sodass der Schub vom Rotor direkt am Radiallager angreift und damit kein Drehmoment auf die Gondel wirkt und damit das Axiallager lediglich das Gewicht der Gondel trägt. Aber ich vermute fast, dass ich mit der Rotorwelle nicht weit genug nach unten komme und damit der Schub über dem Lager angreift, was eine radiale Belastung des Axiallagers hervorrufen würde und damit zu den von dir beschriebenen Problemen fürht. Da die Gondel aber vermutlich nicht sonderlich schwer wird, könnte ich hier auch ein einfaches Radiallager zur Abstützung der Axialkräfte verwenden, über die Kräfte lacht sich ein 50 mm Rillenkugellager (6310) tot, auch wenn es nicht dafür gemacht ist. Oder liege ich da völlig falsch?

Ich werde am Wochenende mal schauen, was noch so an Material zuhause rumfliegt und mich schonmal an die Flügel ranwagen, der Rest wird dann um den entsprechenden Generator herumgebaut.

Schönen Abend noch,
Lüsterklemme
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von Anse »

Das Rillenkugellager nicht axial belastet werden dürfen ist nur halb richtig. Wenn sie gleichzeitig radial belastet werden können sie auch axiale Lasten aufnehmen. Das liegt daran, dass die radial Kraft die Kugeln in der Laufbahn hält. Man kann sagen, das die axiale Belastung nie größer als die radiale Belastung sein darf. Daher gibt es für Rikulas mit nur axialer Belastung keine Berechnungsgrundlage.
In deinem Fall ist das 6310 mit einer statischen Belastbarkeit von 38 kN extrem überdimensionier. Ich gehe mal davon aus, dass es 10 % davon rein axial aushält. besonders wenn es keine kontinuierliche Drehung machen muss.
Wenn es möglich ist, würde ich unten ein großes Rikula rein machen und oben nur ein kleines Rikula für die Axialkraft durch das Kippmoment.
Korrosion wird bei deiner Anwendung ein größeres Problem sein.
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

Möglicherweise kann man das mit der Korrosion recht gut in den Griff bekommen. Also da unten ein reines Axiallager reinzusetzen habe ich verworfen, vermultich nehme ich dafür ein Kegelrollenlager, z.B. 32010, da bin ich dann definitiv sicher, dass es die axiale Belastung aushält und es kostet auch nicht wirklich viel mehr als ein Rillenkugellager der Größe. Da Fusion gerade nicht sonderlich kooperativ bei technischen Zeichnungen ist, gibt es den Lageraufbau leider nur als Screenshot. Der Transparente Teil ist ein Stahlrohr mit oben passender Einkerbung für das Rillenkugellager. Wenn ich dem ganzen dann einfach noch eine Haube aufsetzte müsste sich das Eindringen von Wasser und ähnlichem fast auf Null verringert haben.
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Re: Das Windrad und sein Generator

Beitrag von lüsterklemme2000 »

Letzter Beitrag vom 9. November, ist ja schon ein wenig her....

Seit dem hat sich aber auch nichts getan. Dank Studium und damit verbundenem Umzug komme ich kaum noch dazu irgendwas "großes" zu bauen, Flex und Schweißgerät machen sich in der Studentenbude halt nicht ganz so gut ;)
Daher ist das Windrad erstmal eingelagert und das Projekt auf unbestimmte Zeit nach hinten verschoben.

Vielen Dank nochmal für all eure Hinweise, Tips und konstruktive Kritik,

Lüsterklemme
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