Spannungsrückgang unter Last durch Abschwäch. Magnetfeld

Spannungserzeugung durch Spulen und Magnete wie funktionierts, Formeln und mehr

Spannungsrückgang unter Last durch Abschwäch. Magnetfeld

Beitragvon Bernd » Mi 27. Nov 2013, 17:02

Hallo Leute,

ich mache hier mal einen eigenen Thread auf für das was Aloys anmerkte, nämlich das unter Last die mögliche Abgabespannung eines eisenlosen
Generators nicht nur durch dessen Innenwiderstand zurück geht, sondern auch weil die Statorspulen durch den Stromfluss ein eigenes Magnetfeld aufbauen
was dem Magnetfeld der Permanentmagneten entgegen wirkt, so das letztendlich die induzierte Spannung kleiner ausfällt als bei gleicher Drehzahl
im Leerlauf der Fall wäre.


Hier ein Link bei dem ich einen eisenlosen Dual Scheibengenerator unter Last vermessen habe.
Es sind die Werte für Drehzahl, Spannung und Leistung hinter dem Gleichrichter unter Last angegeben.

Ich fasse mal zusammen:

Leerlaufspannung bei 100 U/min = ca. 14 Volt (Gleichrichterspannungsverluste bereits eingerechnet)
Wirksamer Innenwiderstand des kompletten Generatos = ca. 0,43 Ohm

Daraus kann man nun schön errechnen wieviel von der unter Last fehlenden Spannung im Innenwiderstand der Spulen hängen
gelieben ist und wieviel Spannungsverlustung durch Feldabschwächung entstanden ist.

viewtopic.php?f=8&t=781#p10886

Ich mache mal ein Beispiel und zwar bezogen auf den ersten Test im Link:

Dort entnahm ich dem Generator bei 520 U/min 616 Watt.
Die Spannung an der Last betrug dabei 65 Volt.
Folglich lag der Strom bei 9,48 Ampere

Pro 100 U/min erzeugt der Generator im Leerlauf ca. 14 Volt.
14 Volt mal 520 U/min ergeben theoretische 72,8 Volt Leerlaufspannung.
Tatsächlich ließen sich aber nur 65 Volt an der Last messen.
Macht einen Unterschied von 72,8V - 65V = 7,8 Volt

7,8 Volt von ursprünglichen 72,8 Volt sind also zum Teil im Innenwiderstand der Spulen hängen geblieben und zum anderen durch
Feldabschwächung und damit einhergehender Induktionsabschwächung verursacht.
Gucken wir mal was bei 9,48A im Gesamtinnenwiderstand des Generators von 0,43 Ohm an Spannung hängen bleibt.
U = R * I = 0,43 * 9,48 = 4,07 Volt

Der Spannungsrückgang setzt sich also aus einem Spannungsverlust von ca. 4 Volt im Innenwiderstand der Spulen und
von 3,8 Volt durch die Feldabschwächung zusammen.
Bezogen auf die Abgabespannung entfielen also ca. 5,2% Leerlspannungsrückgang auf die Feldabschwächung und ca. 5,5% auf
den Spannungsrückgang durch den Verlust im Innenwiderstand, wobei letzterer in Wärme umgesetzt wird und der durch
die Feldabschwächung verursachte Spannungsrückgang keine Leistungsverluste verursacht, es fehlt nur etwas Spannung die nicht erzeugt wurde.

Ca. 5,2% Spannungsrückgang, ohne das Wärmeverluste damit verbunden wären, und das bei knapp 10A und über 600 Watt Abgabeleistung
finde ich ein sehr gutes Ergebnis mit dem man sicher leben kann.
Ich glaube Aloys war von deutlich mehr ausgegangen ?


Grüsse

Bernd
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Re: Spannungsrückgang unter Last durch Abschwäch. Magnetfeld

Beitragvon vm » Mi 27. Nov 2013, 18:19

Hallo Bernd

Hast du noch die Magnetgröße, Gesamtluftspalt und die Windungszahl des Genis irgendwo ?

Ich glaube er hatte 12 Magneten pro Scheibe und 9 Spulen.

Oder kann ich den V2 aus dem Nachbar -Forum so nehmen wie er in der Bauanleitung steht ?

http://www.kleinwindanlagen.de/Shop-KWK ... 011-01.pdf


mfg.Volker
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Re: Spannungsrückgang unter Last durch Abschwäch. Magnetfeld

Beitragvon Bernd » Mi 27. Nov 2013, 18:26

Ja das ist der aus der PDF. Selbst meine Fotos haben sie dafür verwendet. :)


Grüsse

Bernd
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Re: Spannungsrückgang unter Last durch Abschwäch. Magnetfeld

Beitragvon vm » Mi 27. Nov 2013, 18:56

Hallo Bernd

Ich bin mir bei der Magnetgröße nicht sicher, ob die mittlerweile geändert wurden ( sie taucht in der Anleitung nicht extra auf ),
auch ist es mal ein N40 und mal ein N42 Magnet.

mfg.Volker
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Re: Spannungsrückgang unter Last durch Abschwäch. Magnetfeld

Beitragvon vm » Mi 27. Nov 2013, 19:15

Hallo Aloys

An dem Beispiel könnte man die Formeln mal testen ( obwohl er auf Grund der großen Magneten nicht der geeignetste ist )

Die Spulenhöhe ist 10 mm mit 50 Windungen 1,6mm Draht ( Jochgröße an den Schenkeln 46mm , am Kopf 30mm ,am Fuß 20mm)

mittlerer Umfang einer Windung etwa 182mm

Die Magneten sind 46 x 30 x 10 mm N40 oder N42

Gesamtluftspalt etwa 12 mm

..............................................................................................................................................

ich komme nach Ekofun,s Buch

bei einer Spule 50 Windungen 10mm hoch I= 9,48A

auf eine Gegeninduktion von 0,05958 T

mfg.Volker
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