Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stirlingmotor - passender Generator gesucht


von Jochen (Gast)


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Hallo,

für einen selbstgebauten Gamma-Stirlingmotor suche ich einen passenden 
Generator zur Stromerzeugung.

Die abgegebene Leistung wird sich vermutlich im Bereich von einigen Watt 
bewegen.

Das Schwungrad (D = 50cm) dreht sich mit ca. 100 bis 300 U/min.


Als mögliche Generatoren kommen mir folgende Dinge in den Sinn:

1. Gleichstrommotor

2. Schrittmotor

3. Fahrraddynamo


(bei 1. ist der Wirkungsgrad wahrscheinlich ziemlich schlecht)


Hat hier jemand Erfahrung mit der Materie und kann mir konkrete Tipps 
geben, wie und womit ich einen guten Wirkungsgrad erzielen kann?

von Jürgen (Gast)


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Wilesco: Dynamo M 66

von MaWin (Gast)


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Je grösser der Generator, je besser der Wirkungsgrad.

Schon die Gleichrichtung kostet Leistung.

Prinzipiell sind bei kleinen Leistungen Generatoren mit Permanentmagnet 
im Vorteil, es entfällt die Leistzjng für's Ständerfeld.

Auch ist eine mechanische Kommutierung effektiver als ein 
Brückengleichrichter, also bietet sich ein Glockenankermotor an.

Falss man aktive MOSFET Gleichrichter verwendet auch ein 
brushless-Motor.

von loller (Gast)


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LOL
Über die Leerlaufumdrehungen auf die Leistung zu schließen ist schon süß 
:-P
Versuchs erstmal mit einem Schrittmotor wenn Du einen rumliegen hast.
Dann mal schaun ob der kontinuierlich dreht und was an Leistung 
herauskommt.
Für'n paar LEDs sollte es wohl reichen ...

von Jochen (Gast)


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loller schrieb:
> LOL
> Über die Leerlaufumdrehungen auf die Leistung zu schließen ist schon süß
> :-P

Hab ich das getan?


Jürgen schrieb:
> Wilesco: Dynamo M 66

Klingt interessant, habe bei der Bucht einige Exemplare gesehen, finde 
nur leider keinen technischen Daten...


MaWin schrieb:
> Prinzipiell sind bei kleinen Leistungen Generatoren mit Permanentmagnet
> im Vorteil, es entfällt die Leistzjng für's Ständerfeld.

Ja! Ansonsten: Gleichrichtung mit Schottky-Dioden.


Ein Schrittmotor liefert schon bei sehr niedrigen Drehzahlen 
vergleichsweise hohe Spannungen, aber ob er auch einen guten 
Wirkungsgrad bei höheren Drehzahlen hat???

von Harald W. (wilhelms)


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Jochen schrieb:

> Ein Schrittmotor liefert schon bei sehr niedrigen Drehzahlen
> vergleichsweise hohe Spannungen, aber ob er auch einen guten
> Wirkungsgrad bei höheren Drehzahlen hat???

Bei höheren Drehzahlen sind m.E. Gleichstrommotore besser geeignet.
Aber dann brauchst Du eine Übersetzung.
Gruss
Harald

von Watt (Gast)


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Ich weiss es nicht genau, aber haben BLDC (EC) Motoren nicht einen 
besseren Wirkungsgrad ?
Ok. Man hat dann "Drehstrom".

Aber gerade im Modellbaubereich gibts es ja eine sehr große Auswahl.

von Harald W. (wilhelms)


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Watt schrieb:
> Ich weiss es nicht genau, aber haben BLDC (EC) Motoren nicht einen
> besseren Wirkungsgrad ?
> Ok. Man hat dann "Drehstrom".

...und damit einen erhöhten Aufwand bei der Gleichrichtung.
Da der Wirkungsgrad eines Sterlingmotors sowieso gering ist,
werden die paar Prozent Unterschied beim Generator kaum einen
Unterschied bringen.
Gruss
Harald

von Pete (Gast)


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Schrittmotoren sind gerade bei niedrigen U/min ideale Generatoren und 
genau das hast Du HIER.

Ausprobieren!

von Hendrik L. (circus)


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Ich habe damals meine Diplomarbeit über Stirlingmaschinen geschrieben. 
Untersuchungsobjekt war ein Gammamaschine ähnlich dem ST05G von Viebach. 
Der thermodynamische Prozeß im Inneren ist hochkomplex und unter anderem 
auch von der Geschwindigkeit der Gaswechsel zwischen heiß und kalt 
abhängig. Bevor du also wegen weniger Prozente Wirkungsgrad hier eine 
Diskussion in Gang bringst, solltest du wissen, daß sich bei Belastung 
das ganze System verschieben wird. Eventuell müssen sogar einige 
Komponenten überarbeitet werden...

Eine Untersuchungsreihe bringt hier die beste Antwort.

Bei Interesse einfach eine PN schicken.

Gruß
Hendrik

von Jochen (Gast)


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Hallo,

Danke für die vielen Antworten!

Ja, Stirlingmotoren haben recht geringe Wirkungsgrade! Es kommt beim 
Generator auf ein paar Prozent wirklich nicht an!

Eine Übersetzung vom Schwungrad zum Generator kann unproblematisch mit 
unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen aufgebaut werden.

@circus:
Das mit der Diplomarbeit klingt interessant! Kann man sie irgendwo 
einsehen oder runterladen?

von Jürgen (Gast)


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Jochen schrieb:
> Ja, Stirlingmotoren haben recht geringe Wirkungsgrade! Es kommt beim
> Generator auf ein paar Prozent wirklich nicht an!

Würde ich nicht unterschreiben wollen.

von Jochen (Gast)


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Jürgen schrieb:
> Jochen schrieb:
>> Ja, Stirlingmotoren haben recht geringe Wirkungsgrade! Es kommt beim
>> Generator auf ein paar Prozent wirklich nicht an!
>
> Würde ich nicht unterschreiben wollen.

Bei kostspieligen HiTec-Produkten kommt es wahrscheinlich auf jedes % 
an, bei meinem Riesen-Dosen-Motor eher nicht :O)

von Jürgen (Gast)


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Jochen schrieb:
> Bei kostspieligen HiTec-Produkten kommt es wahrscheinlich auf jedes %
> an, bei meinem Riesen-Dosen-Motor eher nicht :O)

Poste doch ein Photo von deinem Stirling.

von Jochen (Gast)


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Jürgen schrieb:
> Jochen schrieb:
>> Bei kostspieligen HiTec-Produkten kommt es wahrscheinlich auf jedes %
>> an, bei meinem Riesen-Dosen-Motor eher nicht :O)
>
> Poste doch ein Photo von deinem Stirling.

Kann ich die Tage machen. Er ist momentan leider zerlegt, um sämtliche 
provisorischen Lager gegen Kugellager auszutauschen...

von Salewski (Gast)


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Autor: Jochen (Gast)
Datum: 07.10.2012 16:10

>Ja, Stirlingmotoren haben recht geringe Wirkungsgrade!

Das stimmt so nicht.

http://de.wikipedia.org/wiki/Stirlingmotor#Wirkungsgrad

Das ist eher besser als beim Dieselmotor -- wobei ich mich etwas 
wundere, dass die kleinen Blockheizkraftwerke mit Stirling, die es jetzt 
auch für Einfamilienhäuser gibt, nur so wenig el. Ausbeute haben -- ich 
hatte mal etwas von 10% gelesen (1kW max), bei 15k Euro Preis.

von Jochen (Gast)


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PS: von der Art her ist er wie der hier aufgebaut, nur mit einem 
5-Liter-Topf als "Dose".

http://hobbypage.ho.funpic.de/dosenmotor.htm


Das verdrängte Luftvolumen beträgt bei meinem Aufbau in etwa 2l.

Das Schwungrad (derzeit 50cm) soll längerfristig auf ca. 30cm 
verkleinert werden (plus Außengewichte).

von Jochen (Gast)


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Salewski schrieb:
> Das ist eher besser als beim Dieselmotor -- wobei ich mich etwas
> wundere, dass die kleinen Blockheizkraftwerke mit Stirling, die es jetzt
> auch für Einfamilienhäuser gibt, nur so wenig el. Ausbeute haben -- ich
> hatte mal etwas von 10% gelesen (1kW max), bei 15k Euro Preis.

Stirlings bester Motor aus dem 19. Jh hatte ca. 18% Wirkungsgrad.

s.a. die Doku über Stirlingmotoren:
http://www.youtube.com/watch?v=WWkKFEWQr8E


Wenn man mehr will, reicht Luft bei Normaldruck als Arbeitsgas wohl 
nicht mehr aus...

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