Wellengenerator

[hein mk]

Moin
Winterzeit=Bastelzeit.Und weil ich mein olles Wendegetriebe ohnehin,wegen Ölundichtigkeit mal in aller Ruhe in den Wörkschop holen wollte,habe ich bei der Gelegenheit mal mein Wellengeneratoranbau probemontiert und die Gelenkwelle hat nach gründlicher reinigung und befundung einen neuen Faltenbalg verpasst bekommen.
Ob das mit dem Wellengenerator,bei mitmöllerndem Propeller,ausreichend gut funktioiniert kann dann ab April mal ausprobiert werden.Der Soll im Wesentlichen die Servicebatterie(Innenbeleuchtung,Kühlbox,Schnicksc hnack)laden und wird nur zugeschaltet wenn beim Segeln genügend Schwung(Wind/Fahrt)vorhanden ist,bei Motorfahrt wird er es auf grund der großen Riemenscheibe schon können,aber beim Segeln halbieren sich die Drehzahlen pro Kn,also so ca und round about.Das habe ich mit meinem Wellendrehzahlmesser(umgewitmeter Fahradcomputer)bei etlichen Fahrten im letztem Jahr ermittelt.
Wenn hier E-Technikfachleute mitlesen können die mir ja mal sagen/schreiben ob,mein Ansatz die Leistungsaufnahme/abgabe des Wellengenerators über einen Eingriff in den Regelstromkreis,Potentiometer zwischen DF und Kohlestift,funktionieren kann oder ob ich da mit den Regler knacke.Den anderen Weg,dem Regler eine höhere Batteriespannung vorzugaukeln,was ja mit etwas Elektronikkenntnissen wohl machbar wäre finde ich zu kompliziert.
Das ganze ist ja eher ein Antriebs/E-Technikthema, wird aber nur Segler interessieren deshalb hier.
gruss hein

[SchiffAho1]

Also ich kenn mich leider nicht genug aus, um dir technisch helfen zu können... Allerdings gefällt mir dein Projekt echt gut! Wär echt gespannt das Teil in Aktion zu sehen, also vielleicht kannst du uns wenns wärmer ist ja dann irgendwann mal ein Update geben

[stenner]

Moin Hein,

da will ich doch mal tief in den Erinnerungen kramen.

Grundsätzlich ist dein Ansatz, die Feldwicklung per DF abzuklemmen / zu regeln machbar. Ich würde allerdings kein Poti einsetzen, das verursacht ja nur Verluste und die Lichtmaschine wird nur geringer erregt / erzeugt also eine geringere Ausgangsspannung. Dann würde ich per Schalter (S im Schaltplan) zwischen DF und Kohle die Erregerwicklung komplett abklemmen. Dann bleiben nur noch die mechanischen Verluste an der Welle / Keilriemen / LiMa übrig.

Allerdings ist die Frage, ob Du bei deiner Lima überhaupt an die Kohlen selbst drankommst. Die meisten (neueren) Lichtmaschinen haben ja den Regler und die Kohlen in einem gemeinsamen Gehäuse vergossen, da kommt man nicht zwischen.

Alternativ kannst Du dem Regler per Ladungspumpe eine höhere Spannung vorgaukeln. Die Grundschaltung ist recht einfach, allerdings bricht die Schannung schnell unter Last zusammen, ich weiß nicht , wie hoch die Last der Erregerwicklung einer LiMa ist, im Zweifel hast Du da einen Satz großer Kondensatoren dabei Und Du musst auch noch den Schalter S dauerhaft umschalten, das geht entweder über ein altes Blinkrelais oder eine Nocke auf der Welle Und das alles braucht auch Strom...

Einfacher geht es mit einem Stück Chinaelektronik (Muster...) (PaidLink), das Stichwort hier ist Stepup-Regler. Damit kannst Du dem Regler eine höhere Ladespannung an D+ vorgaukeln.

[hein mk]

Moin Klaus
Bei der Regelbarkeit des Erregerstromkreises geht es mir um evt.begrenzung der Generatorleistung und da mit der Bremswirkung(Leistungsaufnahme)desPropellers beim Segeln.Im konkretem Betrieb stelle ich mir das so vor:Schöner halb bis raumer Wind,Boot läuft höchst mögliche Geschwinduigkeit=Erregerstromkreispoti auf ca Nullwiderstand und so mit max mögliche Generatorleistung.Weniger Wind,ungünstige Richtung(kreuzen und Gegenstrom)=Erregerstromkreis-Aus-über Schalter nur Reibungsverluste an Welle und mitmöllerndem Propeller.Den Poti vor allem für alle Situationen zwischen den Extremen.
Der Billggenerator entspricht,bis auf klitzekleine Abweichungen,im Aufbau dem Boschgenerator vom Golf1 den ich am Motor werkeln habe.also schön von aussen erreichbarem Regler mit zwei Schräublein und gut einsehbarer Leitung(DF) vom Regler zur Kohle.
Meinen alten Adapterflansch zur Gelenkwelle behalte ich mal an Bord,falls das alles nix bringt habe ich den neuen Generator noch als 1:1 Ersalima und bau das Zeugs zurück.Die Riemenscheibe ist dann auf der Verlustseite ,aber nicht schlimm da selbst gedreht.
gruss hein

[stenner]

Zitat von hein mk

Bei der Regelbarkeit des Erregerstromkreises geht es mir um evt.begrenzung der Generatorleistung und da mit der Bremswirkung(Leistungsaufnahme)des Propellers beim Segeln.

Der Aufwand der (manuellen) Regelei wäre mir zu hoch. Laden oder eben nicht Laden würde MIR reichen. Also mit Schalter. Und mit der Regelung der Erregerwicklung per Poti verbrätst Du ja wertvolle Energie im Poti. Die üblichen LiMa-Regler arbeiten daher ja auch mit dem kompletten Ein- und Ausschalten des Feldes. Meines (im Zweifel überholten) Wissens wird die Erregerwicklung nicht "geregelt", sie wird "nur" getaktet. Im Zuge der Entwicklung der Elektronik nur schneller als früher mit Relais...

Der Einfluss auf die Segelleistung kannst Du ja an den Randparametern Leerlauf bzw. blockierter Propeller feststellen. Der Lima-Betrieb dürfte ja irgendwo dazwischen liegen.

Soooo gewaltig ist die Auswirkung ja nicht. Sofern Du den Propeller mit Last zum Drehen kriegst, hast Du ja schon ein gewisses Maß ein Geschwindigkeit / Wind. Und solange er nicht mitdreht wg. keine Fahrt / Wind, ist es auch egal.

Ich hatte seinerzeit (9m-Spitzgatter, 5t, 3-Flügelfestpropeller) bei festgesetzter Welle unter normalen Segelbedingungen ein Delta-v von ca. 0,1-0,2kn. Schlimmer sollte es mit ladender Lima auch nicht sein. OK, bei 1-2 Bft und gerade mal 1,2kn im Rennen zum Feierabend-Sherry ist es entscheidend.

Zitat von hein mk

Der Billggenerator entspricht,bis auf klitzekleine Abweichungen,im Aufbau dem Boschgenerator vom Golf1 den ich am Motor werkeln habe.also schön von aussen erreichbarem Regler mit zwei Schräublein und gut einsehbarer Leitung(DF) vom Regler zur Kohle.

Du solltest beachten, dass die Kupferlitzen an den Kohlen so gut wie nicht lötbar sind...

[hein mk]

Moin Klaus
Den Schalter zwischen der Ladekontrolleuchte und D+ hatte ich ohnehin eingeplant um eine Vorerregung von Vornherein unterbinden zu können.
Die Nummer mit der Regelbarkeit der Generatorleistung(von hand)ist nicht auf eigenem Mist gewachsen,das habe ich in einem Youtube-Beitrag über Wellengeneratoren für Segelboote aufgeschnappt.
Die Leitung vom Regler zur Kohle besteht zunächst aus einem,wie ich meine,verzinntem und normal isoliertem Draht.Was nicht lötbar ist kann man ja immer krimpen oder klemmen---irgendwie.
Aber erstmal werde ich das wohl nur mit Schalter fahren und sehen was geht.
gruss hein

[Fraenkie]

Zitat von hein mk

Moin Klaus
Den Schalter zwischen der Ladekontrolleuchte und D+ hatte ich ohnehin eingeplant um eine Vorerregung von Vornherein unterbinden zu können.
.
.
.
Aber erstmal werde ich das wohl nur mit Schalter fahren und sehen was geht.
gruss hein

So würde ich das auch machen. Wenn der Kahn eh gut läuft laden.

Wenn´s knapp ist nicht laden (dann kommt doch eh kaum was an wahrscheinlich).

Basta.

Aber ich hab ja eh nen Drehflügelpropeller
Da dreht nix beim secheln.
Dat macht richtig was aus

[baffe]

Hallo!

Da war ich auch schon dran. Allerdings ging es bei mir um die Aufladung durch Strömung auf Donau und Main vor Anker.

Die Drehzahl des Propellers war beim Generatorbetrieb nur etwa 1/3 so groß wie bei Antrieb, bei der gleichen Geschwindigkeit.

Deshalb werfe ich hier mal eine verrückte Idee auf den Tisch, die auf den zweiten Blick vielleicht gar nicht so verrückt ist:

Könnte man den Propeller nicht für Generatorbetrieb optimieren indem man den umdreht?

Schließlich fährt ein Boot auch rückwärts, wenn auch in der Regel "schlechter".

Wenn in Motorfahrt noch Luft ist, also die Motorleistung nicht voll gebraucht wird sollte das doch möglich sein und den Wirkungsgrad des Propellers für Generatorbetrieb signifikant steigern.

"Zum Wegflexen freigegeben" hieß es mal.

Gruß, der Stefan

[hein mk]

Moin Stefan
Der Unterschied zwischen den Wellendrehzahlen bei Motorbetrieb und der Leerlaufdrehzahl der Welle beim mitmöllern(getrieben werden)ensteht weil der Propeller bei Motorfahrt so ca 50% Schlupf hat.Ungebremst mitdrehend entspricht das bei mir in etwa der Steigung(theoretische Fortschrittsgeschwindigkeit im festem Medium).
Wenn man da was ändern wollte in richtung einer besseren"Turbinenwirkung"ohne große Einbußen für den Motorbetrieb,müsste man einen Verstellpropeller mit optimiertem Flügelprofil haben.
Mal abgesehen da von,dass man dann kein Wendegetriebe sondern nur ein Reduktionsgetriebe bräuchte(und auch das nicht wenn man einen Langsamläufer fährt),ein viel zu hoher aufwand.
Hydrogeneratoren sind aber sonst schon eine Alternative für die Langstreckensegelei,siehe Goldengloberace und jezt Ven de Globe,die können gar nicht anders weil ihre vollvernetzte Bordtechnik nur mit Solarzellen in den hohen südlichen Breiten nicht zu betreiben wäre.
Bei Maliza(Boris Herrmann)konnte man gut sehen welchen Belastungen die Dinger,bei den sehr hohen Segelgeschwindigkeiten von mehr als 20Kn ausgesetzt sind.Die werden ja wie Aussenborder hinten dran gefahren,was mechanisch eher ungünstig ist.Da wäre wohl mal drüber nachzudenken ob da eine optimierte Verstellpropellergeschichte nicht machbar wäre.Das würde auch den Schwerpunkt mehr zur Schiffsmitte bringen,wo bei das bei den Booten(IMOCA) wohl nicht das problem ist.Zeitweise packen die Rennsegler ja extra Gewicht (Segel) nach achtern,wohl da mit bei Foilen das Leeruder nicht auch noch austaucht.
gruss hein

[baffe]

Jaja, gehen tut das, nur ist in meinem Bastelkeller und von mir nicht alles zu verwirklichen.

Verstellpropeller bekomme ich jedenfalls nicht hin.

Umdrehen schon

Hast Du Deine Lichtmaschine schonmal im Generatorbetrieb laufen lassen? Ob das Drehzahlmäßig in die richtige Größenordnung kommt.

Aber Vorsicht, ich habe letzte Woche bei der Gelegenheit meinen Akkuschrauber am Generator geschrottet. Offenbar war der gegen Überlast nicht im oberen Drehzahlbereich geschützt.

[CarCode]

Ich denke, man muß hier nicht das Rad neu erfinden.
Die Segelboote der Amel Werft (Sharki, Maramu usw.) hatten vor über 30 Jahren schon einen Wellengenerator und die jetzigen Typen haben das immer noch.
Ich habe eine Sharki und hier mal Bilder angehängt.
Der Wellengenerator wird ganz einfach über einen Schalter in der Erregerleitung aktiviert oder deaktiviert. Ich bekomme je nach Zustand der Batterie bei 5-6 Knoten Fahrt etwa 10 Ampere Ladeleistung. Diese 3. Lichtmaschine hat dem Baujahr der Sharki entsprechend 40 A Leistung und geht auf die Service-Batterien.
P.S.:
An dem alten Perkins 4108 hängen die beiden ersten Lichtmaschinen, beide je 40 A einmal für Starter- und einmal für Service-Batterie.

[TageDieb]

Zitat von hein mk

...müsste man einen Verstellpropeller mit optimiertem Flügelprofil haben.
Mal abgesehen da von,dass man dann kein Wendegetriebe sondern nur ein Reduktionsgetriebe bräuchte(und auch das nicht wenn man einen Langsamläufer fährt),ein viel zu hoher aufwand..

Gerade bei der Vendee Globe haben sie diese Verstellpropeller schon. Der geneigte Segler, der zwischen 5 und 30 kn schnell segeln möchte, kann sich die RACING-Version rauslassen:

https://www.wattandsea.com/de/produi.../racing-alu-de

Gruß,
Mario

[kurz]

Zitat von CarCode

Ich denke, man muß hier nicht das Rad neu erfinden.
Die Segelboote der Amel Werft (Sharki, Maramu usw.) hatten vor über 30 Jahren schon einen Wellengenerator und die jetzigen Typen haben das immer noch.
Ich habe eine Sharki und hier mal Bilder angehängt.
Der Wellengenerator wird ganz einfach über einen Schalter in der Erregerleitung aktiviert oder deaktiviert. Ich bekomme je nach Zustand der Batterie bei 5-6 Knoten Fahrt etwa 10 Ampere Ladeleistung. Diese 3. Lichtmaschine hat dem Baujahr der Sharki entsprechend 40 A Leistung und geht auf die Service-Batterien.
P.S.:
An dem alten Perkins 4108 hängen die beiden ersten Lichtmaschinen, beide je 40 A einmal für Starter- und einmal für Service-Batterie.

Schon grossartig wie technisch einfach man früher etwas realisieren konnte.
alles schön am Trockenen, unauffällig...

Wird das Boot merklich langsamer, wenn der Lima mitbremst?

Habe einen 60PS am Aussenborder an meinem Segler, da ist sowas schon eher schwierig zu realisieren, leider...

[CarCode]

Zitat von kurz

Schon grossartig wie technisch einfach man früher etwas realisieren konnte.
alles schön am Trockenen, unauffällig...

Wird das Boot merklich langsamer, wenn der Lima mitbremst?

Habe einen 60PS am Aussenborder an meinem Segler, da ist sowas schon eher schwierig zu realisieren, leider...

Wellengeneratoren, wie an der Amel Sharki gezeigt, werden heute noch genau so gebaut und verwendet. Leider baut Amel die "kleinen" 12 bis 14 Meter Boote nicht mehr sondern inzwischen nur noch Boote zwischen 55 und 65 Fuß, die ich mir nicht leisten kann. Aber auch diese Megayachten sind immer noch technisch einfach und Einhand zu segeln.
Nach meinen bisherigen Erfahrungen fällt der Einsatz des Wellengenerators nicht ins Gewicht. Ich kann keine meßbare Reduzierung der Bootsgeschwindigkeit feststellen. Ist die Batterie erstmal voll aufgeladen, muß der Wellengenerator ja nur noch die Leistung bringen, die gerade vom Bordsystem verbraucht wird. Diese Regelung erfolgt ja automatisch durch die Höhe der Spannung. Die Hauptverbraucher sind bei mir dann der Autopilot und der Kühlschrank.
Wenn man so etwas nachrüsten will, muß man allerdings die Eigenarten des Getriebes berücksichtigen. Das Getriebe wird dabei ja anders beaufschlagt als beim Motorbetrieb, d.h. bleibt im Leerlauf, muß aber ausreichend geschmiert werden als auch Wärme abgeführt werden.

[Startpilot]

Stimmt nur bedingt.
Manche Getriebe sind zur Schmierung auf die eingangsseitige Ölpumpe angewiesen, die nur über Motorbetrieb (Drehung der Eingangswelle) aktiviert ist.
(Mechanische Getriebe haben da keine Probleme)

Die meisten von diesen können aber ca. 10-12 std. ohne Probleme auch ohne Motorbetrieb laufen.

Abzuführende Wärme entsteht hauptsächlich über die Lamellenkupplungen; diese werden beim "Mitmüllern" -Generatorbetrieb beim Segeln- nicht beaufschlagt.