FahrradGenerator

[The Man]

Hallo zusammen,

ich bin gerade dabei an einem Konzept zu tüfteln, wie sich beim radeln etwas Strom erzeugen lässt. In der Größenordnung 12V; 1,5 bis 2A. Ziel ist es, Akkus von Modellflugzeugen aufzuladen.
Angefangen hatte ich mit einem noch vorhandenen Glockenankermotor von Faulhaber der bei 24V im Leerlauf rund 6800 U/min macht. Im "Brushlessjargon" sind das etwa 280KV.
Auf Dauer möchte ich den natürlich nicht nehmen, weil viel zu wertvoll für so etwas. Ich habe mir bei Hobbyking einen Belltype Outrunner gekauft und neu gewickelt.
Abe zu diesem gegriffen
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__18647__D4023_850_Out_Runner_Motor.html
Lässt sich nach entfernen der Sprengringes komplett zerlegen. Die Idee ist einfach nach aufbringen der neuen Wicklung den Stator einzuharzen und unempfindlich gegen Wasser und Dreck zu machen.
Mit dem Datenblatt des Glockenankermotor und den Angaben zu dem Brushlessmotor konnte ich auf die ungefähre anzahl der Wicklungen peilen, die ich brauchen würde. Aktuell benutzt ich 0,5mm Kupferdraht.
Anbei ein paar Fotos.
Der Gleichrichter ist im Moment noch aus ShotkyDioden aufgebaut, ob und wann mal eine aktive Gleichrichtung folgt, wird sich zeigen. Die Frewuenzen liegen je nach drehzahl zwischen 1kHz und 4kHz.
Genaue Messungen habe ich noch nicht gemacht, aber die Halogenlampe (12V/25W) hat schon bei normalen Geschwindigkeiten eine normale Helligkeit.

[vohopri]

Hi,

das Konzept gefällt mir. Eine wichtige Aufgabe wird die Stabilisierung werden. Die Generatoren sind oft sehr Lastabhängig, oft mehr Stromquelle, als Spannungsquelle. Was hast du geplant?

Bist du sicher, dass der Outrunner die radiale Belastung auf der Achse langfristig gut verträgt?

[The Man]

Letztlich kommt da noch ein DC/DC Stepper hinter. Liegt schon hier.
Das mit der Stromquelle ist wohl so. Hatte das teil auch schon ein zweites Mal gewickelt, weil der erste Anlauf der Fehlanahme geschuldet war "12 Pole, also 12 Magneten" ; es sind aber 14. Dadurch erstmal ne mega Phasenverschiebung. Mit der neuen Wicklung und der Erweiterung von 0,3 auf 0,5mm und einer deutlichen Verkürzung um knapp Faktor 1/3 habe ich schon einiges gewonnen. Im Moment sind nur zwei Phasen gewickelt und die 90° Grad zu einerander. Die haben jeweils einen eigenen Gleichrichter und wirken auf den selben ELKO. Zusammen mit den recht hohen Frequenzen hoffe ich glimpflich bei der Restwelligkeit weg zu kommen... Für die dritte Phase sind meine Finger fürchte ich zu einer maschienellen Wicklung einfach unterlegen.
Wie gesagt, noch nicht ernsthaft gemessen.

Ich fahre rund 2 Mal die Woche mit dem Rad zur Arbeit jewils rund 40 min. Da kann ich das Ganze gut einem Test unterziehen.

[hbquax]

Ich hab ja nichts gegen Basteleien, aber was spricht gegen einen ordinären Fahraddynamo? Mit etwas Getrickse lassen sich da bestimmt auch 12 V rauskitzeln.

[The Man]

Fahrraddynamos sind so gebaut, dass sie nur rund 3 Watt liefern können, damit die Lampen eines Fahrrades im Dunkeln auch wirklich ein Fahrrad erahnen lassen und nicht etwas ein Mofa oder Roller. Es sind einerseits so viele Wicklungen, dass eine Mindestspannung recht früh erreicht ist, andererseits ist die Wicklung so lang und dünn, dass ein brauchbarer Strom für mehr Leistung nicht zu Stande kommt, da dann eine hohe Spannung am ohmschen Anteil der Spule abfällt. 24W sind bei 12V immerhin schon 2A.

[simi7]

Es sind einerseits so viele Wicklungen, dass .... andererseits ist die Wicklung so lang und dünn, dass
Kleine Korrektur, um die Begriffe nicht durcheinander zu schmeißen. Eine Wicklung besteht aus (mehreren) Windungen.

Gruß

[PICture]

Hallo!

Meine simple "verrückte" Idee: eine Spule und mehrere Magneten am Rad. ;)

[The Man]

Ja, in die Richtung habe ich auch schon überlegt, aber (klar das das kommt^^) der magnetische Schluss ist sicher nicht gut, sobald ein leichtes Ei in der Felge ist hat man einen variierenden Luftspalt und 28" Rad = viele Magneten = schwer+teuer.

Jetzt noch ein Aber gegen meine Konstruktion: Reibrad = mieser Wirkungsgrad + schlechtes Nassverhalten. Ein Grund warum ich in einem anderen Thread nach Riemen gefragt habe. Die würde ich auf die Felge kleben. Ist sicher besser, als ein reines Reibrad.
Hatte auch in die Richtung gedacht eine Kette mit 90° Flanschen am äußeren Radradius anzubringen. Das wird dann aber auch wieder elend schwer... dafür dann reiner Formschluss

[PICture]

Ich habe gedacht an Magneten irgendwo zwischen Felge und Drehachse. ;)

[dj_cyborg]

Hallo,

mit diesem Folterinstrument (https://www.roboternetz.de/community/threads/60867-Magnete-und-Spulen-Anordnung-f%C3%BCr-Generator/page2?p=573056&viewfull=1#post573056) kam ich etwa auf deine geforderten Werte.

Allerdings würde ich jetzt einen Aufwärtswandler nehmen und keine Ladungspumpe.

mfG
Mario

[The Man]

Naja, wenn man sich Richtung Achse bewegt, wird natürlich die Umfangsgeschwindigkeit kleiner. Das kann man dann mit mehr Windungen kompensieren, aber dann
baut man sich auch eben mehr ohmschen Anteil ein.
Außerdem glaube ich, dass man "frei Hand" kaum eine Chance hat, auf einen vertretbaren magnetischen Fluss zu kommen und damit die benötigte Windungszahl
in Grenzen zu halten. Mein nächster Versuch wird wohl mit zweier solcher Motoren sein, wie ich ihn im ersten Beitrag erweähnt habe. Dann aber wieder mit
dünnerem Draht und mehr Windungen. Die beiden Motoren kommen dann auf sie selbe Achse, aber werden zueeinander aber in einem Winkel verdreht, das sich die
jeweiligen Rastmomente um den Winkel eines halben "Rastmomentschrittes" Phasenverschoben sind. Das macht das andrehen leichter und es müsst auch einen positiven
Effekt auf die Restwelligkeit haben, wenn sich die elektrische Phasenverschiebung ebenso verhält.
Da ich ohnehin eine Stepperdownwandler brauche, kann ich auch ruhig mehr Windungen machen. Letztlich sind diese Stepperkonverter eine Imepedanzwandlung.
Für den Verbraucher sieht es also so aus, als ob ich weniger, dickere Windungen verbaut habe.

Top of the kill währe natürlich dieser Kamerad
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__54885__9225_90KV_Turnigy_Multistar_Brushless_Mul ti_Rotor_Motor.html
Aber der ist auch schon recht schwer, auch nicht ganz billig, aber DAS währe ich letztlich noch bereit zu investieren. Da sind eher andere Parameter,
die nicht so mein Geschmack sind.

[PICture]

http://www.forschungs-blog.de/wie-man-aus-fahrradern-nutzliche-maschinen-macht/ . ;)

[The Man]

(mit Bezug auf den oberen Link)
Stimmt, wie beschrieben habe ich für einen ersten Machbarkeitstest einen Glockenankermotor benutzt, der technisch sicher mit die beste Lösung ist. Habe damit einen überschaubaren Flugakku von gerade mal 11,8 V mit 2200 mAh geladen. Klar, da geht noch einiges drauf für Pufferung, Spannungsregelung, Ladegerät. Da war ich für den kleinen Akku schon gut am schuften. Da merkt man sehr unmittelbar, was man der Energiebilanz antut, wenn irgendwo ein Kraftwerk läuft nur um ein halbvolles Schnappsglas Energie in einen popligen Modellflugakku zu gießen.
Ich fänds z.B. super spannend z.B. eine Rudermaschiene
oder ein Trimm-Dich Rad als Generator zu benutzten, um
z.B. Abends Simpsons zu schauen.