WIL Turbinenbau 3: Stator

WIL Turbinenbau 3: Stator

Unsere Blogserie zeigt die wichtigsten Schritte zum Bau einer WIL-Turbine.

 

WIL Turbinenbau 3: Stator

Nun ist der Stator dran. Was ist das? Um elektrischen Strom zu erzeugen, braucht man ein elektrisches Feld, das sich ändert und einen elektrischen Leiter. Bei unserem Generator sind das der Stator mit den Spulen, der fest mit dem Turbinengehäuse verbunden ist und sich nicht bewegt - daher kommt auch der Name Stator – und der Rotor mit den Magneten, der mit dem Propeller verbunden ist und sich damit dreht, wenn der Propeller vom Wasser angetrieben wird. Durch das vorbeisausen der Magnete an den Spulen, sehen diese ein sich änderndes Magnetfeld und produzieren deshalb Strom, wie es die Maxwellgleichungen in der Theorie versprechen. Wenn dann die Windungszahl und die Drehzahl passt erzeugt unser Generator bei 1000 Umdrehungen pro Minute eine Spannung von 230V mit einer Frequenz von 50 Hz, wie wir es von der Steckdose kennen.

Aber jetzt zum Bau des Stators. Dieser besteht aus vier Teilen. Einem oberen und einem unteren Klemmring, den Trafoblechen und den Spulen.

Technische Zeichnung Statur
Technische Zeichnung Klemmring

Mit dem Thema Spulenwickeln beschäftigen wir uns beim nächsten Mal. Der obere und untere Klemmring sind mit Gewindestangen verbunden und sorgen dafür, dass die Trafobleche dort sitzen, wo sie hingehören und zusammengepresst werden, um einen guten magnetischen Leiter für den magnetischen Fluss zu bilden. Also heißt es erst einmal die Ringe von einem massiven Stahlrohr abzusägen und dann auf der Drehbank plan zu drehen. Der Druck auf die Trafobleche soll ja gleichmäßig verteilt sein.

Technische Zeichnung oberer Klemmring

Vor dem Bohren kommt aber noch eine Menge Arbeit mit Zirkel und Bleistift. Beim unteren Ring brauchen wir zwei Sechsecke und ein Quadrat, um die Bohrlöcher richtig zu verteilen. Wie war das nochmal mit dem Sechseck? Mit dem Zirkel einen Kreis ziehen und dann auf dem Kreis einstechen und den Radius 6-mal hintereinander antragen. Einmal für die seitlichen Löcher und dann um 30° versetzt für die Löcher der Gewindestangen, die den oberen und unteren Ring verbinden. Und dann noch die vier Löcher, um den Stator später an der Grundplatte anschrauben zu können. Also erst einmal alle Positionen anreißen und dann wieder körnern, damit der Bohrer nicht verrutscht. 6 Löcher in 20mm starken Stahl wollen erst einmal gebohrt werden. Und ja nicht die Durchmesser verwechseln. 4mm für M5, 4,8 für M6 und 8mm für die seitlichen Löcher. Dann noch die Gewinde schneiden und fertig ist der untere Klemmring.

Nach dieser Übung ist der obere Klemmring ein Kinderspiel. Noch dazu wo nur 6 Löcher mit 60° Abstand für die Gewindestangen gebohrt werden müssen. Aber diesmal mit 5,5mm, da die Gewindestangen locker durch den Ring sollen, um dann mit Muttern verschraubt zu werden.