Der Gleichstromgenerator.

Spannungserzeugung durch Spulen und Magnete wie funktionierts, Formeln und mehr

Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Ekofun » So 24. Mär 2013, 17:56

Hallo Aloys,

Famzim hat geschrieben:Mal ein Beispiel mit 12 V, einem erforderlichen Magnetfeld von 300 Amperwindung und 10 cm mitlerer Windungslänge.


Alles ist so weit klar,nur diese Satz ist mir unklar,wie wissen Sie das es 300 Amperwindungen sind,kann mehr oder weniger sein,also wie errechnen Sie diese 300 A-Windungen?Gibt es eine Formel dafür oder sind Werte in Tabellen als Orrientirungswerte?

Grüße

Ekofun
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Famzim » So 24. Mär 2013, 21:06

Hallo zusammen

Ich hab mal eine ganz alte Bastelanleitung raus gekramt mit einer Amperwindungstabelle, die sieht so aus.

Bauteil-------Querschnitt----Feldstärke in T -----Länge---Amperw/cm----und AW dafür. Gesammtfluß in Maxwell } 11,2 Teslar.
Joch------------8 cm²-----------1,4 Teslar-----------14 cm-----10 ---------------140 AW
Polkern--------17,5cm².........0,65Teslar----------2 cm-------1-------------------2 AW
Luft------------21cm²-----------0,4 Teslar------------0,05cm---3200-------------160 AW
Stege----------5,8cm²----------1,4 Teslar-----------2,2cm-----10-----------------22 AW
Ankerkern----14cm²-------------0,6 Teslar-----------2,8cm------1------------------2,8 AW
Summe------------------------------------------------------------------------------326,8 AW

Das sind alle Bauteile die im Magnetkreis hintereinander vom Magnetfeld durchströmt werden.
Das Joch ist der, oder die beiden Rückschlüsse aussen herum.
Der Polkern ist da wo die beiden Spulen (eine oben und eine unten), sitzen.
Luft ist die Polschufläche die die grösste Breite hat, zum Anker hin.
Dann die Stege die ja auch vorne so etwas wie einen Polschuh haben.
Und noch der Ankerkern, mit der Welle in der Mitte.

Berechnet ist hier ein Blechschnitt für einen Universalmotor wie für Bohrmaschinen oder ähnliche mit 2 Feldspulen.
Wir sehen das das Joch, wenn es dünn ist, und ja die gröste Einzellänge hat, mit 10 AW pro 1 cm Länge bei gerechneten 1,4 T schon ein paar Windungen benötigt.
Das kann mit grösserem Querschnit oder besserem Dynamoblech reduziert werden.
So ist für die Spule der Polkern schon grösser, da sie komplett noch über den Polschuh muß.
Luft ist wohl klar oder ? aber der Luftspallt ist mit 0,5 mm angerechnet, da es aber 2 sind, oben und unten, ist einer nur 0,25 mm, das ist schon eng .
Um dort 0,4 T zu erreichen werden 160 AW benötigt dort ist der Haubtwiderstant für das Feld.
Die Stege wieder mit 1,4 T, aber zusammen nur 2,2cm lang nur 22 AW.
Der Kern zwischen den Nuten mit der Welle drin, dann noch 2,8 Aw

Man sieht nun wo es Widerstände gibt für das Feld, und kann die Querschnitte ändern oder anpassen.

Das ist jetzt nur ein Beispiel, was da so zusammen kommt.
Es ist zu erkennen, das das vorhandene Material gemessen werden muß, da nur das die Daten sind, die den Rest bestimmen und beeinflußen.
Da sind die Platzverhältnisse für die Spulen vorgegeben.

Gruß Aloys.
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Manfred » Di 26. Mär 2013, 14:06

Hallo Aloys,

die Magnete sitzen außen im Gehäuse. Die Schleifringe sind noch nicht richtig befestigt und in der Wicklung ist eine Unwucht. Das reiße ich alles wieder auseinander, aber erst muß ich es begreifen wie das richtig gewickelt wird.
Den Kollektor und den Anker habe ich mal gezeichnet und auf dem Papier versucht ihn zu wickeln. Fehlanzeige !!!!!!!!!!

baugruppe1.jpg
baugruppe1.jpg (53.22 KiB) 6476-mal betrachtet

Da fehlt mir die "Strickmustertabelle" z. Bsp. vom Kollektor Nut #1 nach Anker Nut # 1 nach Anker Nut # 7, X mal rum zurück zum Kollektor nach Nut # 2.
Für den Anker mit 12 Nuten, das habe ich so halbwegs kapiert. Damit könnte ich meinen ersten Generator neu wickeln. Bei 15 Nuten muß das anders laufen, aber wie?

Grüße Manfred
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Ekofun » Di 26. Mär 2013, 18:46

Hallo Manfred,

habe hier eine Shema gefunden wo am Kolektor doppelte Lamellenzahl ist,ist aber für 14 Rotorstege gemacht.Sie haben ein Steg mehr und ferfahren ist gleich nur eben ein Steg mehr,wenn Sie vom 1 anfangen dann kommt es hin,glaube ich.

Wicklungsshema.jpg
Wicklungsshema.jpg (480.16 KiB) 6469-mal betrachtet


Aber warten Sie ab was Aloys sagt,zwei wissen mehr als eine. :)

Grüße

Ekofun
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Famzim » Mi 27. Mär 2013, 13:20

Hallo

Welche Nuten zu welcher Spule gehören hängt im wesendlichen von der Pohlzahl und der Anzahl der Nuten ab.
Im Bild von Ekofun sind 28 Lamellen und 14 Nuten.
Der "Wickelschritt" ist Nut 1 nach Nut 4 ! wenn ich dann die 14 Nuten auf 3 umwickelte Stege aufteile, kommt da 4,66 raus.
Da handelt es sich dabei um eine 4 Polige Maschine.
Wie Ihr alle wisst, kann man nach dem Tranformator- oder Magnetfeldschneide-Prinzip, die Stannungserzeugung berechnen.
So ist das auch hierbei der Fall.
Dazu müssen die Schenkel der jeweiligen Spule in unterschiedlichen Magnetfeldern sein.
Darum sind sie so weit auseinander.
Am besten teilt man die Anzahl der Nuten erst mal durch die Polzahl, das wären bei Manfred 15 Nuten durch 2 Pole.
Das geht natürlich nicht, also geht man erst mal auf 7, das sind dann aber eigendlich nicht die Nutenzahl, sondern die zu umwickelnden Stege.
Da wird der Wickelkopf mit den langen Übergängen sehr dick.
Da wird dann der "Wickelschritt" verkürzt und nur um 6 Stege gewickelt .
Das kann man sich erlauben da zwischen den beiden Magnetpolen ein grösserer Abstand ist.
Die beiden Spulenschenkel tauchen dann zwar nicht gleichzeitig in das Magnetfeld ein, aber insgesammt sind die Verluste an Spannung geringer als der Vorteil der kürzeren Übergänge.
So werden überall mal Kompromisse gemacht.
So werden beim 15 Nuter mit 2 Polen die Spulen um 6 Stege gewickelt, Nut 1 und 7.
Wo nun die Lamelle 1 hingehört liegt wieder an der Lage der Bürstenhalter, zu den Magneten.
Beziehungsweise Lamelle 1 UND 2, dazu dann wieder ob 2 Lamellen zusammengehören ;) ferlötet sind.
Die normal ja getrennten Lamellen werden von der Bürste, beim Übergang zur nächsten ja ganz kurz kurzgeschlossen.
Und da soll möglichst "keine" Spannung zwischen sein.
Das sind die Quer zu den Magneten stehenden Spulen, also zb Schenkel links kurz VOR dem Magnetpol, und der Schenkel rechts, schon grade wieder aus dem Magnetfeld heraus.
Dann ist die Spannung dieser Spule fast null.
Die beiden Anschlüsse sind dann an Lamelle 1 und 2 ? 3 , die beide von der Bürste bedeckt werden.
Das ist auch die Neutralstellung für rechts UND links Lauf.
Das muß am vorhandenen Material nachgesehen werden.
Die direkte Zuleitung von der Lamelle zur Nut bringt auch oft Probleme, da sie frei duch die Luft (Freileitung) geht, und nicht an der Welle anliegt.
Sie kann dadurch am Kolektor abgerissen werden beim weiter wickeln, oder stört doch erheblich die Lage der nächsten Spulen.
Um das zu umgehen, wird dann der Draht von der Kolektorlamelle einfach einmal um die Welle gefürt, und dann erst in die Nut, und hinterher auch wieder so zurück zur nächsten Lamelle gefürt.
Das sind so Tricks, die zwar den Draht verlängern, aber das Wickler-Leben erleichtern.
Das natürlich nur wenn mit einem Draht "endlos " gewickelt wird.
Wenn Manfred die Anschlüsse am Kolektor so läst wie sie sind (immer 2 zusammen), ist das dann wie einer mit 15 Lamellen zu behandeln, was die Wickelei vereinfacht, also an den Lötstellen anschließt die auf der isolierten Welle zu sehen sind.

Gruß Aloys.
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Famzim » Mi 27. Mär 2013, 13:35

Hallo

Ich hab noch ein paar Bilder gemacht :)

kolektoranschluß-1..jpg
kolektoranschluß-1..jpg (45.81 KiB) 6447-mal betrachtet


So sieht es aus mit anschlüssen erst zur Welle und zurück.

Spule.vortlaufend-1..jpg
Spule.vortlaufend-1..jpg (45.32 KiB) 6447-mal betrachtet


So wird die Wicklung, wenn mit einem Draht immer über die andern Wicklungen gewickelt wird.
Man sieht das auch Ausgewuchtet werden muß für hohe drehzahlen.

Spulen-gegenüber-1..jpg
Spulen-gegenüber-1..jpg (53.49 KiB) 6447-mal betrachtet


So wird mit 2 Drähten, jeweils gegenüber gewickelt.
Das ist bei 15 Nuten natürlich nicht ganz zu machen , aber eine Seite mit 6 Spulen und die andere mit 7 hintereinander, bis man am Kolektor an die Anfänge der anderen Seite kommt.
Es ergibt dann insgesammt ein kompletter Kreis an Spulen.

Gruß Aloys.
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Manfred » Mi 27. Mär 2013, 16:59

Hallo Aloys,

dank deiner Erklärungen, lichtet sich der Nebel in meinen Gehirnwindungen. Eine Zeichnung macht es mir leichter die Zusammenhänge zu erkennen.

Magnetgestell.png
Magnetgestell.png (71.92 KiB) 6440-mal betrachtet

Bei der Betrachtung des Bildes läuft der Anker rechts herum. Die Nut #1 ist fast unter dem N-Pol und die Nut #8 (läuft etwas nach) fast unter dem S-Pol. Die Anzahl von X Windungen werden um 7 Stege gewickelt. Mit einem Draht gewickelt werden die Wickelköpfe nicht so schön und die Unwucht steigt an, das habe ich bei meinem eisenlosen Geni gesehen, s.oben.

Was mir noch unklar ist, wo fängt die Wicklung mit dem zweiten Draht an, wird abwechseln mit Draht #1 und Draht #2 gewickelt :?: , oder Lage 2 über Lage 1gewickelt ? :?:
Die Segmente des Kollektors, jeweils 2 Stck. kurz geschlossen, das bleibt auch so. Aber in welcher Position müssen die zu den Nuten im Anker stehen ? :?:

Grüße Manfred
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Famzim » Mi 27. Mär 2013, 20:24

Hallo Manfred

Eine sehr exakte Zeichnung, alle Achtung, mit welchem Programm geht das ????? so etwas fehlt mir noch :)
Aber zu den Anschlüssen.
Da muß ich wissen wo die Kolebürsten sitzen, rechts und links, oder oben und unten, das sind die meisten Anortnungen.
Zum wickeln ist mir noch eine andere Art eingefallen.
Da das mit 2 Drähten ein ziemliches Gewurschtel werden kann, kann man in V Form wickeln, aber mit einem durchgehenden Draht.
Da Du auch gerne, so hatte ich es verstanden, um 7 Stege wickeln möchtest, geht man in Nut 1 rein und in Nut 8 wieder zurück.
So wickelt man aber nur die halbe Windungszahl einer Spule.
Danach die andere hälfte, auf der "anderen Achsseite" wieder Nut eins rein , aber Nut 9 zurück.
So ist die Spule auf die rechte und linke Seite der Achse gleichmässig verteilt, und bringt keine Unwucht.
So meine ich das mit " V Form "!
Sind beide Spulenhälfte fertig, geht es zum Kolektor, und dann nach Nut 2 mit V Wicklung, nach den Nuten 9 und 10 an beiden Achsseiten.!
Dann wieder Kolektor usw, und so ganz rum in alle Nuten.
Das ist dann sehr gleichmässig vom Gewicht her :)
Die Nutfüllung ist dann in Nut 1 zu 50 % und Nut 8 und 9 zu 25 %, nach der ersten Spule.
Beim weiter wickeln kommen dann in Nut 1, noch 2 mal je 25 % und in die Nuten 8 und 9 jeweils noch einmal 25 % und einmal 50 % rein, also in jede Nut eine V Spitze = 50 % und 2 Schenkel = 25 % .

Noch mal die Anschlüsse:
Die Wicklung (nach den Zahlen auf Deinem Bild dann die letzte), die in Nut 15 rein und aus 7 und 8 herauskommt, ist die spannungs-neutrale Spule, die kurzgeschloßen werden kann.
Beide Anschlüße sollen dann eine Bürste abdecken, also der Anfang der in Nut 15 reingeht, (bei rechtsdrehung) soll grade unter die Bürste drunter gehen ,und das Ende von 7 oder 8 unter der Bürste rauslaufen.
Das ist absolut symetrisch, auch die gegenüberliegende Seite .
Welche Lamellen Du anschliessen mußt liegt an der Lage der Bürsten wie gesagt.
Oft kann auch der Bürstenhalter etwas gedreht werden, dann kann da noch korigiert werden.
Mach mal eine Anschauungswicklung mit je 5 Windungen und dünnem Abfalldraht, oder Zwirn ohne Anschlüsse zu machen, dann sieht man das System.

Gruß Aloys.

Schreibe die Zahlen noch mal um eine versetzt nach links gedreht, dann ist der Anfang links unter der Bürste, und das Ende rechts, und es geht in Nut 1 rein, sonst kommt man schnell durch einander wenn man anfängt. :)
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Ekofun » Do 28. Mär 2013, 00:56

Hallo Aloys,

habe probiert eine Skize machen aber es ist schwer,und Skize ist nicht gut,wenn ich weiter mache bekomme nur Linienwald.
So habe nur bis Lamelle 5 gemacht.Ist das richtig so?,habe solche Wicklungen nie gemacht.Denke das die schwärer als Drehstromwicklungen sind.

Versuchskize.jpg
Versuchskize.jpg (256.9 KiB) 6423-mal betrachtet


Grüße

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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Famzim » Do 28. Mär 2013, 10:16

Hallo Ekofun

Es ist alles richtig .
Wichtig ist der Erste Anschluß und die passende Nut dazu.
Wenn der Kolektor so ein Hakenkolektor ist, können die Drähte mit der blanken Stelle gleich einmal da drum gelegt werden.
Dann ist alles immer gut aufgeräumt.

Gruß Aloys.
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