Der Gleichstromgenerator.

Spannungserzeugung durch Spulen und Magnete wie funktionierts, Formeln und mehr

Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Ekofun » Do 28. Mär 2013, 12:53

Hallo Aloys,

Deine Nachricht hat mich gefrut,es ist erste mal das ich solche Wicklung skiziere und mache.Es gibt so viele Arten von Wicklungen,weis nur die einfachste.


Grüße

Ekofun
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Manfred » Do 28. Mär 2013, 14:06

Hallo Aloys,
Hallo Ekofun,

dieser Wickelvorgang ist nicht einfach zu beschreiben. Aloys dein Fernlehrgang / Gleichstromgenerator hat mich aus dem Tal der Ahnungslosen herausgeführt. Für die Darstellung der Wicklung habe ich Ekofun seine Darstellungsform gewählt. Von den 30 Kollektorsegmenten sind immer 2 Stck. kurz geschlossen, so sind in den Zeichnungen nur 15 Segmente dargestellt.

DSC00973.jpg
DSC00973.jpg (73.66 KiB) 4431-mal betrachtet

Als Beispiel habe ich 50 Windungen / Spule gewählt, davon laufen 25 auf der rechten Seite der Achse und 25 auf der linken Achse vorbei. Das muss ich nun mal in einem praktischen Versuch üben.

Wickelschema.jpg
Wickelschema.jpg (79.96 KiB) 4431-mal betrachtet

Damit der Draht vom Kollektorsegment, über der Anker zurück zum Kollektorsegment gleich lang wird, sollte das Kollektorsegment #1 mit dem Steg #4 des Ankers zusammenfallen.
Die Anzahl der Windungen und die Drahtstärke sind noch nicht festgelegt.

baugruppe2 magnetgestell.jpg
baugruppe2 magnetgestell.jpg (50.45 KiB) 4431-mal betrachtet


Aloys bitte prüfe ob ich die deine Gleichstromgenerator - Gedanken richtig umsetze. Roland schrieb mir das er eine Lawine losgetreten hat, meine Antwort es ist ein Erdbeben mindestens der Größe 6, auf der nach oben offenen Skala.

Grüße Manfred
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Famzim » Do 28. Mär 2013, 16:02

Hallo zusammen

Manfred hat ja doch 30 Anschlüße :) "Doppelanschlüße" aber nicht vertuen beim anschliessen.
Die Bürstenhalter stehen (hab ich schon mehrfach gefragt) rechts und links zu den Pohlen ? es sieht jedenfals so aus.
Dann ist Lamelle 1 nach Nut 1 richtig!
Beim Wickelschema von Roland sind die Spulen kurz geschlossen, der zweite Anschluß der Spule muß an die nächste Lamelle !
Also Spule eins an 1 und 2, nicht beide an 1 :mrgreen:
Die Anzahl der nötigen Windungen richten sich nach dem Magnetfeld in den Stegen, das sollte 1,2 T haben.
Ob das erreicht wird liegt an allen Eisenquerschnitten und deren Länge.
Wie groß ist denn der Luftspallt, oder beide zusammen?
Die beiden Eisenjochstege neben dem Anker, sind Eisenquerschnittsmässig parallel !
Leider muß aber auf jeden eine Spule für die gesammte Feldstärke,
Wenn es zb 300 Amperwindungen für Luftspallt und das Eisen braucht, muß jede Spule das drauf haben !

Gruß Aloys.
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Manfred » Do 28. Mär 2013, 18:13

Hallo Aloys,

die Kohlen stehen links und rechts, waagerecht vom Kollektor. Die sind gezeichnet, aber wegen der Lesbarkeit der Zahlen noch nicht eingefügt.

Grüße Manfred
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Ekofun » Fr 29. Mär 2013, 15:49

Hallo Aloys,

Ich stelle mich die Frage was ist besser mit 30 Lamellen stat 15 Lamellen wie früher es war.Zum B. Manfred hat 15 Nuten und 30 Lamellen am Kolektor.So kann man doppelte Spulenzahl machen,aber damit ereicht man nichts mehr.

Wenn in ein Nut 50 Wdg. mit Draht vom 0,5 mm rein kommt,dann bei doppelte Spulenzahl kommt nur 25 Wdg ins Nut.
Rotor hat in beiden Fällen 750 Wdg gesamt und Durchflutung ist die gleiche,damit auch Magnetische Fluß oder Feldstärke,wie auch immer.Wenn Strom bei 25 Wdg größer ist endert das nicht weil Spule hat nur Hälfte vom Windungen so ist auch H gleich wie eine Spule mit 50 Wdg mit kleinere Strom.

So gesehen haben sich Feldstärke und damit andere Werte nicht veräbndert,meine Meinung nach sind gleich geblieben.Die hätte ich auch mit 50 Wdg und 15 Lamellen,also welche Sinn oder was bekommt man mit doppelten Lamellenzahl und damit auch Spulenzahl?.Aber Wicklung ist dadurch komplizierter geworden.

Grüße

Ekofun
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Famzim » Sa 30. Mär 2013, 10:42

Hallo

Ja warum eine so große Lamellenzahl ?
Da reichte ein 3 T Anker auch aus :)
Das hat trotzdem schon seine Gründe mit den vielen Lamellen, da muß ich ein wenig weiter ausholen.

Diese Kolektoren werden nicht nur für 12 V Motoren hergestellt sondern auch mit Motoren an 230 V betrieben.
Zwischen den Lamellen sammelt sich schon mal Kolenstaub der eine elektrische Leitung bilden kann.
Haubtsächlich bei großen Maschinen ist darum die max Spannung zwischen 2 Lamellen auf 20 V zu begrenzen um Kolektorbrände auszuschließen.
Da sind für volle Spannung dann, wenn man alles in Betracht zieht; 230 durch 20 V = 12 "Abstände" nötig.
Die sind für jede Seite am Kolektor , also schon 24 Lamellen.
Werden Zwei Lamellen (das ist ja ständig der Fall), durch die Bürste gebrückt kommen noch 2 dazu, um die Spannung nicht zu groß, zwischen den Lamelle zu haben.
Ich weiß das die meißten Kleinmotore das nicht haben, aber Kraftwerksmaschinen laufen auch 5 Jahre mit Dauervollast, und Bürstenwechsel, (die haben auch viele parallele Bürsten) wärend des Betriebs, mit Sonderwerkzeug.

Auserdem fließt der Ankerstrom auch durch Spulen die in dem Moment selbe keine Erregerspannung erzeugen, zur Bürste.
Das hat kleine Spannungsabfälle zwischen Ihnen zur Folge.
Die Bürste schließt das dann kurz wenn sie diese beiden Lamellen trift.
Wenn nun die Spule aufgeteilt ist in 2 Teile, ist auch diese geringe Spannung nur halb so groß, und das Bürstenfeuer und damit der Abbrand (Verschleiß) geringer.
Bei 12 V hab ich aber keine Bedenken deswegen :)

Gruß Aloys.
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Famzim » Sa 30. Mär 2013, 18:33

Hallo

Ich habe mal am Bildschirm gemessen, und die Maße auf 45 mm Durchmesser umgerechnet.
Dann sind die Stege 3,3 mm breit und 45 mm lang.
5 Stück im Magnetfeld haben dann 7,4 cm ² Querschnitt.
Wenn das Feld 1,2 T stark ist, brauche ich dann für 1 V Spannung 5,7 Windungen bei 50 Hz Frequenz.
Ich gehe aber von 5 Hz bei 300 U/min aus, also 10 mal so viele, und für 12 V Spannung noch mal 12.
Macht 684 Windungen die die 5 wirksamen Spulen im Magnetfeld haben müssten.
Das sind nur 5 Stück, also dann 136,8 Windungen in jeder Nut.
Diese Rechnung ist für Wechselspannung im Trafo, und wäre die Efektiefspannung.
Ich nehme daher an, das so immer die Scheitelspannung erregt wird, die dann Wurzel 2 (1,414) da drüber liegt ?
Dann reichen 97 Windungen.
Da bin ich mir jetzt nicht sicher .

Gruß Aloys.
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Ekofun » Fr 19. Apr 2013, 16:09

Hallo Aloys,

vor längere Zeit habe vom ein "Universalmotor" der 13500 U/min hat(Waschmaschiene) und 450 Wat ein Versuch gemacht als Gleichstromgeni.

Hauptpole habe umgewickelt von 103 Wdg,auf 800 Wdg um Eregungstrom klein zu bekommen.Er hat zwei Kohlenbürsten,12 Nuten und 24 Lamellen,aber Rotor habe so gelassen wie er ist.

Eregungstrom bei 12 V ist 0,56 A

Bei 941 U/min bekomme 16,4 V Spanung und bei 1063 U/min 4,5 A Kurzschlussstrom.Eregung ist immer 0,56 A.

Aber habe was anderes bemerkt.

Wenn ich den als Motor betreibe dann hat er maxs. 496 U/min,Stromaufname im Parallelschaltung ist 0,79 A und in Reihenschaltung 0,27 A.
Er zieht 6,54 Kg auf Welle hoh.Dreht aber langsam.

Noch interesanter ist,er braucht keine Strom an Hauptpolen um zu laufen :) ,dauert aber ca halbe Stunde dann ist er still,innerhalb dieses Zeit wird er immer langsamer.Anfangs hat er 2051 U/min und wird er immer langsamer bis er nicht stilsteht.Komische sache.

Habe überlegt wiso kann er drehen ohne Strom anschluss an Hauptpolen un denke das ich Grund herausbekommen habe.
Durch diese 800 Wdg und 0,56 A hat er eine enorme Feldstärke,und damit bleiben Hauptpole magnetisch.So wenn Rotor an Strom angeschlossen wird wirken Hauptpole einige Zeit wie Permanenntmagneten und er leuft.Durch Zeit wird magnetische Wirkung schwächer und er leuft langsamer,bleibt stehen wenn keine magnetische wirkung vorhanden ist.
So erklähre mir das.
Und warscheinlich ist auch diese große Feldstärke schuld das er so mit 496 U/min dreht und nicht schneller.Nur das ist mir noch unklar welche Zusammenhang das hat um Umdrehungen zu bekommen.Vieleicht können Sie mir das erklähren wie das zusammen steht.

Grüße

Ekofun
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Famzim » Fr 19. Apr 2013, 22:39

Hallo Ekofun

Da kommen einige Fragen zusammen.
Es gibt sehr viele verschiedene Waschmaschinen Motore, auch mit Kolektor.
Die 450 W sind da wohl für 230 V ?
Die Frage ist, ob es einfach ein Reienschlußmotor ist, mit Anker und Feld in reie , oder wegen der Wasch, und follkommen anderer Schleuder-Drehzahl, ein Nebenschluß Motor.
Wenn alle Anschlüße von Anker und Feld zur Elektronik gehen, kann es auch ein Nebenschluß sein.
Da sind dann die Spannungen für das Feld immer gleich, und mit der Ankerspannung wird die Drehzahl bestimmt.
Bei deinem Nebenschlußfeld welches mit 800 Windungen, (ich nehme an es sind 2 Spulen) ist das Feld immer gleich stark an 12 V.
Bei Generator als auch Motorbetrieb.
Im Generatorbetrieb sind also bei 941 U/min 16,4 V an den Bürsten, das wären als Motor dann 941 : 16,4 X 12 = 688 U/min.
Wenn er an 12 V betrieben wird.
Diese Universalmotoren laufen mit Gleichspannung auch mit höheren Drehzahlen, da in den Feldspulen bei Wechselspannungsbetrieb über 10 % an Spannung, durch Selbsterregung wie in einem Trafo genutzt wird.
Das sind dann schon 23 Volt, die der Drehzahl fehlen.
Auf den Anker wirkt das Wechselfelt auch etwas .
Das geht auch nicht unbeding dem Eta verloren, sondern die gesammt Leistung wird geringer.
Von Deinem gemessenen Motorstrom von 0,79 A geht auch 0,56 A in die Erregung und der Rest von 0,23 Ist der Strom für den Antrieb im Lehrlauf.
In Reienschaltung wird der Strom dann nicht aufgeteilt, sondern die Spannung, auf Feld und Anker in reie.
Das Feld bekommt weniger Spannung und der Anker auch.
Das Feld ist dann zwar schwächer für die Spannungserzeugung, aber die Spannungserzeugung im Anker reduziert dann den Strom erheblich, je nach belastung als Motor, das ist dann ja nur für den Lehrlauf.
Also 12 V mal 0,27 A sind dann 3,24 Watt :) das ist doch nicht viel .
Das ein Motor ohne Feld auch läuft ist auch nichts neues, das haben "wir" im Prüffeld getestet, bei laufendem Motor durch abschalten des " Nebenschlußfeldes.
Dann stieg aber der Ankerstrom auf ein fielfaches, und der Motor geht auf sehr hohe beängstigende Drehzahlen.
Es kann sein das diese Testmaschinen aber auch eine Haubtschlußwicklung hatten ? (Reinenschluß).
Die Ankerwicklung macht ja auch ein eigenes Feld, wenn Strom in Ihr fliest.
Da die eine Spulenseite zb oben am Nortpol, und die andere unten am Südpol so ist das Feld Quer zum normalen Magnetfeld.
Darum wird es " Ankerquerfeld " genannt.
Das ist bei großen Maschinen auch nicht gut, und fürt zu Bürstenfeuer, ich sag mal bei 50 Kw und mehr.
Darum werden zwischen den normalen bewickelten Feldspulen noch "Wendepole" eingebaut, die mit dem gleichen Strom wie der Anker gespeist werden, und dem Ankerquerfeld entgegen wirken, so etwas gibt es bei kleinen Maschinen aber nicht, das ist sehr aufwändig.
Das Dein Motor ohne Feld noch eine Zeit weiter läuft, aber langsamer wird ? da kann ich so nichts zu sagen, wie Verhällt sich den der Strom? bleibt die Spannung gleich.
Wenn das Ankerquerfeld durch die Ankerwicklung nich genau quer ist, sondern mehr einem Pol zu geneigt, stützt er auch das Feld ein wenig.
So ein etwas schräges Komutieren, wird gemacht um das Feld besser zu nutzen, denn durch das Drehmoment eines Motors wird das Haubtfeld, gegen die Drehrichtung, zu einer Seite verdichtet, das ist auch mit Permanent Magneten der Fall.
Diese sind entweder neutral, also für beide Drehrichtungen Komutiert, oder bei Hochleistungsantrieben wird das Lagerschild mit den Bürsten verstellbar ausgefürt.
Die Drehzahl Unterschiede zwischen Generator und Motorbetrieb bestimmt eigendlich nur der Wicklungswiderstand und die Änderungen des Feldes durch den Ankerstrom, und etwas der Übergang am Kolektor mit den Bürsten.
Das ist schon sehr interessant

Gruß Aloys.
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Re: Der Gleichstromgenerator.

Beitragvon Ekofun » So 21. Apr 2013, 10:00

Hallo Aloys,

Motor wurde in Reihe mit Feldspulen und Rotor verbunden.Amm hinteren Lagerung war noch ein kleine Geni(ist er noch da)der eine Spanung gabe in mV- Bereich,diese Spanung ging zu Elektronik,und dadurch werden Drehzahlen gesteuert,sodenke ichzumindest.

Leistung vom Motor ist 450 W /230-240V / 2,2A.
Hauptpolen hatten 103 Wdg pro Pol,Drahtdicke 0,9 mm.

Glaube das er noch mehr Leistung als Motor geben werde wenn er mit Gleichstrom betrieben wird.Aber glaube das Spanung dann nicht 230 V= sein darf,sonst weniger,um die Hälfte, ca 120 V Gleichspanung,denke bei 230 V brennt er durch.

Wie kann man Drehzahl einen Motor vergrößern,durch neue Wicklung vom Hauptpolen oder muss man alles neu machen.?

Grüße

Ekofun
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