Mein erster Geni: Ich fang jetzt einfach mal an

Spannungserzeugung durch Spulen und Magnete wie funktionierts, Formeln und mehr

Mein erster Geni: Ich fang jetzt einfach mal an

Beitragvon orkan » Mo 15. Feb 2016, 09:14

Hallo Leute,

es juckt mich einfach, ich MUSS einen ersten Testgenerator bauen. Ich bau einfach mal drauf los, hab mich schon eingelesen, was er an Leistung bringt ist mir nicht so wichtig. Hauptsache er funzt, und ist "schön" aufgebaut.

Es soll KEIN Scheiben-geni sein !

Kann ich 12 Spulen und 12 Magnete verwenden ? Kann ich damit auch einen 3 phasigen Geni bauen ?

Ich hab im Forum gelesen, daß jemand 9 Spulen und 12 Magnete verwendete. Wenn ich richtig verstanden habe liegt das am 3-phasigen Geni ?
Geht das auch mit einem NICHT-Scheiben-Geni ?

Ich will 0,8 mm Draht nehmen und 30 Wickelungen. Ist das Ok, oder sollte ich mehr Wickelungen nehmen ?

Der Geni muß nichts "leisten", aber ich wäre schon froh, wenn er doch ein paar Volts bringt.

Ich will nicht soviel Denkleistung in die Gleichrichtung stecken, kann ich da mit den Conrad Gleichrichtern in einem Bauteil arbeiten, bei 3-phasigem Geni ?

Vielen Dank für eure Antworten !
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Re: Mein erster Geni: Ich fang jetzt einfach mal an

Beitragvon Famzim » Mo 15. Feb 2016, 16:18

Hmmm

Du hast ja sehr Diplomatisch gefragt, also ohne irgent etwas genaues.
Das ist aber wichtig, eben genauere Angaben, zum Beispiel der Durchmesser vom Stator und die Länge.
Die Stegbreite und platz in der Nut ?
Kein Scheibengenerator heist für mich also erst mal einer mit Blechpaket.
12 Spulen und 12 Magnete werden immer ein einphasiger werden, es sei denn Du klebst 3 gleiche Magnete nebeneinander als Kaskade, und das 4 mal, also dann ein 4 Pohler.
9 Spulen mit 12 oder 6 Magnete ist der Normalfall.
30 Windungen bei einem kleinen bringen wenig Spannung, bei einem großen aber wesentlich mehr.
Also die Frage nach der Größe.
Beim Gleichrichter braucht man keine Denkleistung sondern pro Anschlußdraht eine Diode nach + und eine nach -.
Bei einem Einphasigen G also eine Brücke mit 2 Anschlüssen ~ und + und -
Für Drehstrom eine Drehstrombrücke mit 3 mal ~ und + und - .
Wo die herkommt ist den Generator egal, so lange die Spannung nicht überschritten wirt, und der Strom auch nicht.

Gruß Aloys.
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Re: Mein erster Geni: Ich fang jetzt einfach mal an

Beitragvon orkan » Di 16. Feb 2016, 22:24

Danke für deine Antwort.
Tschuldige, ich merke erst jetzt was ich für ein Kauderwelsch gefragt habe. Zuviel und zu durcheinander.
Naja, so ist es halt, wenn man als Neuling die Beiträge durchliest.

Was wäre den der Vorteil von einem einphasigen Generator (da brauche ich ja 12 Magnete und 12 Spulen)

zu einem dreiphasigen Generator (da würde ich 12 Spulen und 16 Magnete nehmen, wenn das so richtig ist.)

Oder auch Nachteil.
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Re: Mein erster Geni: Ich fang jetzt einfach mal an

Beitragvon orkan » Di 16. Feb 2016, 22:35

Nochwas:
Ich hab mir meinen Geni so vorgestellt.

Ich nehme 12 Schrauben befestige diese in 12 Löcher, die ich in 30 Gradschritte in einen 75mm Sanitär-Rohr Abschlußdeckel gebohrt habe, und wickele auf diesen Schrauben meine Spulen auf.
0,8 mm Draht, 30 bis 60 Wickelungen. Drumrum im Kreis befestige ich die Magnete auf einer größeren Deckel mit Kante (da muß ich noch was suchen)

Ja, klar, das wird sicher kein so effektiver Geni, aber ich will einfach einen Test-Geni mal aufbauen um das Prinzip zu verstehen und zu sehen. Hauptsache er bringt wenigstens ein paar Volt für ein paar LEDs oder eine kleine Fahrradglühlampe.

Noch eine Frage: Soll ich die Schraubenköpfe absägen, damit ich die Spulenenden dichter an die Magnete bringen kann ? Dann hab ich zwar das Problem, das die Spulenwickelungen runtergehen könnten. Ich muß auf jeden Fall 1 mm Abstand zum abgesägten Ende der Schraube halten.

Oder geht die Magnetesierung der Spule auch durch die Schraubenköpfe, obwohl dort keine Wickelung ist ? Das wäre mir eigentlich lieber, dann könnte ich bis dicht an den Schraubenkopf wickeln und hätte eine Begrenzung.

Ich hab immer was gelesen von "der Spalt zwischen Spule und Magnet muß so klein wie möglich sein".

Also folgendes Schema: (M=Magnet) S=Schraubenkopf -----=Gewinde der Schraube, dort ist die Spule gewickelt x=Luftspalt

1) MxS------ Schraubenkopf begrenzt Wickelung, dafür zählt Schraubenkopf mit zum Luftspalt
oder besser so:
2) Mx------- Spule, geht bis ganz an den Magnet, Luftspalt ist minimal, dafür muß 1 mm Wickelabstand eingehalten werden.

Ich bin grade zu müde, das zu zeichen, ich hoffe ihr versthet was ich meine.
Sobald der erste Aufbau gebaut ist, stelle ich ein Bild rein.
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Re: Mein erster Geni: Ich fang jetzt einfach mal an

Beitragvon Ekofun » Mi 17. Feb 2016, 11:38

Hallo Orkan,

Ich bemühe mich Dich zu verstehen und so frage Dich als erstes ob Du ein altes kappute Motor hast?,wenn ja das wäre dann sehr gut,dann kannst Du einen Geni daraus machen.Es ist alles vorhanden,richtige Stator mit Nuten,Rotor auch,einzige Arbeit ist alte Draht aus der Stator heraus zu nehmen.Dazu soll der Stator mit Gassbrener ausgebrant wwerden,dann get Draht leicht heraus.Danach sollst Du Stator und Nuten schöen sauber machen.Wen alles sauber ist machst Du Isolierstreifen die man dann ins Nuten schiebt,so ist dann Draht geschüzt.Isolierstreifen sollen ca vom jede Sztatorseite ca 4 mm heraus kuken.Wenn das alles fertig ist dann bereitest Du Rotor für Magneten.Wenn Magnethöhe 5mm ist dann soll Rotor 5 mm abgedreht werden so das Magneten Plaz haben.Die werden dann auf Rotor aufgeklebt,ich nehme Uhu-Plus klebstof,der ist gut.
Wenn Magneten auf Rotor aufgeklebt sind dann werde Rotor und Magneten mit Harz gegossen.........

Das kann auch kleine Motor sein brauchst nicht etwas großes für erstes mal,aber dann ist das schon richtige Teil.Und Magneten sind am Eisenrotor und haben Rückführung,das macht Flußdichte koncentrierte.Schrauben auf plastickrohr machen finde nicht so gut.Und Spulen können dan leicht wegflügen.....

Grüße

Ekofun
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Re: Mein erster Geni: Ich fang jetzt einfach mal an

Beitragvon Famzim » Do 18. Feb 2016, 10:46

Hallo Orkan

Ich habe eigentlich genau SO wie Du es vor hast angefangen, noch ohne große Kentniß von Magnetismuß und dem ganzen Elektrokram.
Also ein Stück Besenstiel wurde durchbohrt für 4 Nagelstücke 90 Grad gedreht.
Eins senkrecht, dahinter eins wagerecht, dann wieder senkrecht und wieder wagerecht.
So hate ich 4 " Stege" zum bewickeln, die Nägel waren 6 mm dick.
Die Achse waren auch wieder kleine Nägel und der Kolektor, (es wurde ein Motor) aus Blechen vom " Stabielbaukasten, aufgenagelt auf den Besenstiel ~ 6 cm lang.
Dieser Anker drehte sich zwischen einem gebogenen Blech mit Wicklung drauf.
Er mußte aber angeworfen werden, und bekam seinen Strom von einem Eisenbahntrafo von Märklin mit Wechselspannung.

Nun aber zu Deinem Generator.
An den Schrauben solltest Du nur die Köpfe "kürzer" sägen, und nicht ganz ab.
Das gibt eine grössere Fläche für das Magnetfeld.
Die Köpfe " sammeln " das Magnetfeld vom Luftspallt her komment ein, und leiten es so durch die dünne Schraube.
Sie sollten aus Eisen sein, da dieses das Magnetfeld gut leitet wie eine Autobahn, im gegensatz zu einem Uhrwald wo man nicht weiter kommt.

Luftspallt ist alles was nicht aus Eisen ist !also Luft und nicht magnetisierbares Material im Magnetkreis.

Schrauben sind zwar nicht gut beim Ummagnetisieren aber hundert mal besser als Luft.

Dein Generator sollte so aufgebaut werden.
Aussen ein Eisenrohr, in das die Magnete eingeklebt sind , das bildet einen guten Rückschluß für das Magnetfeld.
Für Schraubenköpfe nimm runde Magnetplatten mindestens gleicher größe.
Danach der Luftspallt so 0,5 mm bis 1 mm groß.
Dann weiter nach innen die Schrauben mit dünnem Kopf und der Spule drauf.
Da kann man durch die Länge den Durchmesser an das Aussenteil gut anpassen.
Es sollten möglichst viel Windungen werden, nimm besser einen dünneren Draht wenn Du hast, das Problem bei sind kleinen Geräten ist immer die zu geringe spannung.

Doppelte Windungszahl sind auch doppelte Spannung !

Also Schraube unbedingt isolieren und zum Kunststoffrohr hin, mit einer Unterlegscheibe begrenzen.
Schön hoch voll wickeln!
Am besten geht es auf einer Vorrichtung vor dem Einbau, und dann verkleben mit Harz , UHU Endfest oder Sekundenkleber.
Diese Unterlegscheibe leitet schon das Magnetfeld seitlich zur Nebenspule, und verstärkt den gesammten Magnetfluß dadurch.
Wenn es geht laß die Schrauben schön lang in das Kunststoffrohr hineinragen, auch dort geht das Feld seitlich von einer zur anderen, das soll ja möglicht viel sein.
Mann kann von innen auch noch eine Eisenmutter draufdrehen wenn Platz ist .
So dann bastele mal, wirt bestimmt um Klassen besser als mein erstes Vehikel .

Gruß Aloys.
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Re: Mein erster Geni: Ich fang jetzt einfach mal an

Beitragvon orkan » Fr 19. Feb 2016, 02:22

Danke Aloys,
Genauso eine Antwort hab ich mir gewünscht. Hab sie mir ausgedruckt und "sinne" über jeden Satz nach.
Du verstehst mich richtig, ich will einfach mal ein ersten einfachen Test-Geni bauen, um zu verstehen was die Grundlagen sind. Ich versuche ihn möglichst ohne kleben zu bauen, und mit Baumarktstandardteilen. Wenn er fertig ist, gibt es eine Teile-Liste, damit ihn jeder Interessent einfach nachbauen kann.

Meine Schraubenköpfe sind 2 mm dick (Schloßschrauben) muß ich die wirklich halb durchsägen ? Das ist aufwändig mit einer Handsäge.
Kann ich statt einem Metallrund, wo die Magneten drankommen auch erstmal Holz nehmen ?

Müssen die Magnete immer abwechselnd mit Nord-Süd-Nord-Süd geklebt werden, oder ist das egal ?
Ich überlege erstmal günstige kleine schraubbare Magnete zu kaufen, aber die gibt es nur mit Nord-Richtung, die angesenkte Bohrung für Senkschrauben verhindert eine Drehung.

Hast du deinen Besenstiel-geni einphasig gebaut ? Mußte er deswegen im Motorbetrieb "angeworfen" werden, wegen hohem Rastmoment ?

Ich überlege ihn gleich dreihphasig zu bauen, entweder 12 Magnete 9 Spulen oder 16 Magnete 12 Spulen. wahrscheinlich ersteres.

Wichtig: Wie dick soll ich den Draht wählen, und wieviel Windungen schlägst du vor ?
Ich bin echt froh über einen Tipp, auch bei einem Test-geni freut man sich, wenn doch ein paar Volts rauskommen.
Ich hätte jetzt 0,8 mm Draht genommen bei 40 Windungen (ca. 3 cm Wickellänge).Kann aber auch doppelt wickeln.
Vermutlich ist mein Draht bei so einem kleine Ding zu dick.

Sagmal, hast du ein PDF oder ein Buch-Tipp für den Geni-Bau, wo für einen Anfänger wie mich (mit guten Elektrik und mittleren Elektronik-kenntnissen) Schritt für Schritt mit vielen Bildern die GRUNDLAGEN erklärt sind ?
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Re: Mein erster Geni: Ich fang jetzt einfach mal an

Beitragvon Famzim » Fr 19. Feb 2016, 17:21

Hallo Orkan

Schloßschrauben bieten sich doch an für Deine Zwecke, da der Kopf einen grossen Durchmesser hat.
Wie dick sind die denn 8 mm ?, das wären dann 0,5 cm ² Eisenquerschnitt, den braucht man für die Berechnung der Windungszahl.
Den brauchst Du nicht kürzer sägen, sondern höchstens etwas an den Durchmesser des Stators anpassen.
Den vierkant aber rund feilen.
Die Magnete müssen unbedingt immer im Wechsel N S N S eingebaut werden, um ein gutes Wechselfeld zu bekommen.
Nur Holz ?? ist nicht so gut, da braucht es sehr viele Windungen mehr.
Du köntest eine Konservendose mit glattem Blech in das Holz einsetzen, 2 bis 3 cm breit, das bringt schon einen besseren Rückschluss.
Das mit der Senkung ist ja blöde, da würde ich dann erst 8 Magnete verteilt einschrauben, und die anderen dann da zwischen kleben mit UHU oder sonst etwas, und kleine Abstandshalter zur Seite da die sich sehr gern haben .
Mein " Gerät " lief nur als Motor, da war ich noch nicht in der Lehre, also unter 14 Jahre alt.

Berechnung der Windungszahl :
Pro Umdrehung bei 12 Magneten gibt es 6 Herz als Frequenz.
Mit der Hand kann man 4 U/sek drehen.
Macht dann 24 Hz, also halbe Netzfrequenz.
Bei einem guten Blechpaket, wie es Transformatoren oder Motoren haben, braucht man etwa 42 cm² Eisenquerschnitt (1,2 Teslar) und eine Windung für 1 V .
Oder 42 Windungen bei 1 cm² Querschnitt.
Bei einer 8 mm Schraube sind es nur 0,5 cm² und die Frequenz ist auch nur die hälfte.
Da brauchst Du dann schon 42 mal 2 mal 2 = 168 Windungen für ein Volt.
Das Magnetfeld wird auch nur die hälfte haben also 0,6 Teslar wegen geringem Rückschluss, also noch mal mal 2 die ganze Sache.
Sieht nicht so gut aus wie Du siehst.
Auf die drei Phasenspulen verteilt kommen dann 112 Windungen für nur 1 V raus.
Da must Du dich vom 0,8 mm Draht verabschieden, und mal den Wicklraum bestimmen für die Spule.
Zb 6 mm breit und 6 mm hoch sind 36 mm².
Für 6 V (damit die LEDs durchschalten) müssen dann 660 Windungen auf jede Spule.
Da der Draht isoliert ist und an sonsten auch Lücken beim Wickeln bleiben, rechnet man mit einem Füllfaktor von 50 % also 18 mm² reines CU.
Ein Draht hätte somit einen Querschnitt von 0,027 mm², das entspricht einem 0,186 mm dickem Draht, der auch für LEDs reicht.
Den Wiederstand kanst Du ja selber mal rechnen bei 3 cm Windungslänge.
Du siehst bei dieser Rechnung wie wichtig es ist einen grossen Eisenquerschnitt, ein starkes Magnetfeld und eine hohe Frequenz zu haben, diese senken linear die Anzahl der Windungen.
Eine 10 mm Schraube hat zb schon über 50 % mehr Queschnitt und dann weniger Windungen.
Na ja plane mal weiter, man lernt sehr viel dabei.

Gruß Aloys.
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Re: Mein erster Geni: Ich fang jetzt einfach mal an

Beitragvon orkan » Mi 24. Feb 2016, 13:21

Danke Aloys für deine ausführliche Antwort. Prima, das hilft sicherliche etlichen "Mitlesern" auch weiter.
So komm ich weiter, gut, daß ich vorher nachgefragt habe.

Deine Zahlenbeispiele sind hilfreich, so kann ich konkret nachvollziehen was Sache ist.
Ich arbeite mich mal da dadurch und plane nochmal, meine Schloßschrauben haben tatsächlich 0,8 mm Durchmesser.

Geplant ist schon, daß ich den Geni mal an einen kleinen Savonius (D=30 cm, Höhe=50 cm) kopple. Da wäre es natürlich prima wenn der eben mindestens 13,8 Volt für den Ladestrom bei üblichem Wind liefert. Deswegen will ich den Draht halt nicht zu dünn wählen, damit er noch einiges an Ladestrom verträgt.

In meiner Vorstellung bau ich den kompett aus Baumarktstandardteilen, dann häng ich hier einen Plan und Bilder rein und wer will kann ihn nachbauen.
Wenn mein Aufbau allerdings bauartbedingt schon zu "primitiv" ist, nagut, dann wird es halt nur ein Demo-Geni mit Handbetrieb.

Ich dachte "gefühlt" an 0,4 mm. Aber jetzt plan ich mal neu und such mir dickere Schrauben, ich mach das mit dem Dosenblech, und klebe auch doch die Magnete. Muß mir dann auch eine Wickelvorrichtung bauen, so ab 100 Wickelungen macht es von Hand keine Spaß mehr...
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