Bewicklungsrechner von Aloys

Spannungserzeugung durch Spulen und Magnete wie funktionierts, Formeln und mehr

Bewicklungsrechner von Aloys

Beitragvon Bernd » Mi 22. Feb 2017, 19:40

Folgender Bewicklungsrechner hat uns Aloys zur Verfügung gestellt :

Liebe Forumsleser.
Es treten immer wieder viele Fragen auf, wenn es darum geht, wie viele Nuten oder Spulen, und Pole der Generator für einen guten Anlauf haben sollte.
Ein Eisen bestückter rastet ja hauptsächlich beim Start, und ein Eisenloser „brummt“ dann unter Last.
Das kann durch ein Abweichen von der 3 zu 4 oder 3 zu 2 Formel erreicht werden.
Das zeigt der Bewicklungsrechner der unten vorgestellt wird.
Es erscheint ein Eingabefeld, indem nur die Nut oder Spulenzahl und die Polzahl eingegeben werden muss.
Dann auf Berechnen und es erscheint eine Grafik mit einem Textfeld mit Daten.

Bild

Man sieht auch eine Zahl für das rasten pro eine Umdrehung.
Je höher die ausfällt umso leichter lässt der Generator sich drehen.
Auch das brummen wird leiser, da die Kräfte die es verursachen kleiner sind, und sich auf viele Belastungspeaks verteilen.
Dabei ist das Verhältnis zwischen Nut und Polzahl so gering wie möglich zu wählen.
Zum Beispiel nicht mit 9 Spulen und 6 oder 12 Magneten sondern mit 8 oder 10 Magneten.
Dabei stehen dann nicht 3 Spulen und 2 oder 4 Magneten gegenüber die dann einen grösseren Sprung machen bis zur nächsten Rastung, sondern es sind 9 Spulen die 8 oder 10 Magneten gegenüberstehen.
Oder mit 12 Spulen und 10 oder 14 Polen.
Das ist übrigens Standard bei kleinen (bis 5 kW) Motoren im Modellbau und für Weltmeisterschaften.

Link zum Rechner: www.daswindrad.de/diverses/bewicklungsr ... chner.html

Bis zur nächsten Rastung ist es dann nur ein viel kleineres Stück mit leichterem Ruck.
Die Schaltung der Spulen sieht dann allerdings anders aus.
Außer der Grafik die das sehr gut zeigt, werden die Phasen auch in drei Farben und in Großbuchstaben und Kleinbuchstaben angezeigt.
Diese stehen dann für eine Wickelrichtung, groß zb rechtsherum, und klein dann anders herum, je nachdem wie man anfängt.
Ich wünsche dann noch viele einleuchtenden Erkenntnisse und Erfahrungen.

Gruß Aloys.
Bernd
 
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Re: Bewicklungsrechner von Aloys

Beitragvon Ekofun » Di 28. Mär 2017, 10:50

Hallo Zusammen,

Bernd hat geschrieben:Ich wünsche dann noch viele einleuchtenden Erkenntnisse und Erfahrungen.


nun,ich dachte um so mehr Mags am Rotor stehen bekomme auch mehr Rastungen pro Umdrehung bei gleiche Spulenzahl.Irtum,stimmt nicht.

So habe mit Rechnungsprogramm gespielt und gesehen das mit weniger Mags am Rotor noch mehr Rastungen pro Umdrehung bekommen kann.
Dann habe 4 Simulazionen gemacht und da auch gesehen das Flußdichte mit weniger Mags höher ist als mit mehreren Mags.
Erfahrung ist das man soll bei solchenGeniarten zuerst optimale Spulen/Magnet Kombinazion finden und noch möglichst höhst mögliche T-Wert dabei zu bekommen.
Simuergebnisse:

1) Lima 300 36 Spulen/42 Streicholz Mags,einzeln,Luftspalt ist immer 0,5 mm,
B in LSP = 0,834 T, B in Zahn unten = 1,218 T, in Zahn oben 1,161 T , Faktor = 0,93301, Rastungen = 252 pro Umdrehung

2) Lima 301 36 Spulen/40 Streicholzmags,einzeln,Lsp = 0,5mm,
B in Lsp = 0,904 T, B in Zahn unten = 1,23 T, in Zahn oben 1,20 T, Faktor = 0,9452, Rastungen = 360 pro Umdrehung

3) Lima 302 36 Spulen/38 Streicholzmags,einzeln,Lsp = 0,5 mm
B in Lsp = 0,911 T,B in Zahn unten = 1,249 T, in Zahn oben = 1,245 T, Faktor = 0,9525, Rastungen 684 pro Umdrehung

4) Lima 303 36 Spulen/34 Streicholzmags,einzeln,Lsp = 0,5 mm
B in Lsp = 0,92 T, B in Zahn unten = 1,296 T, in Zahn oben = 1.306 T, Faktor = 0,9525, Rastungen 612 pro Umdrehung

Lima 300 36 Sp 42 str Mags 252 Rast pro umdrehung.jpg
Lima 300 36 Sp 42 str Mags 252 Rast pro umdrehung.jpg (167.69 KiB) 6072-mal betrachtet


Lima 301 36 Sp 40 Mags 360 Rast pro Umdrehung.jpg
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Lima 302 36 Sp 38 Mags 684 Rast pro Umdrehung.jpg
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Lima 303 36 Sp 34 Mags 612 Rast pro Umdrehung.jpg
Lima 303 36 Sp 34 Mags 612 Rast pro Umdrehung.jpg (183.24 KiB) 6072-mal betrachtet


Wenn Rastungen pro Umdrehung kleine Rastung ergeben dann ist Beispiel 3 optimal, nach T- Wert ist Beispiel 4 optimal.
Wenn Lima fertig wird dann messe ich Rastung um in etwa eine Verhältnis zwischen Rastung und Rastungzahl pro Umdrehung zu bekommen.
Es steht nirgends um wieviel Rastung kleiner ist bei z.B. 300 Rastungen pro Umdrehung,es gibt auch keine Formeln für so was.so können wir hoffen das Rastung deutlich klein wird.

Beispiel für diese FEEM-Vwersuche ist diese,54 Spulen/174 Streicholzmags und bekomme über 1000 Rastungen pro Umdrehung aber T-Wert in Zahn ist auf 0,43 T gesunken,im Lsp habe 0,74 T.

Lima 305 54 Spulen 174 Str Mags Lsp 0,5 mm.jpg
Lima 305 54 Spulen 174 Str Mags Lsp 0,5 mm.jpg (148.11 KiB) 6067-mal betrachtet


Laut Rastungen pro Umdrehung soollte Geni ohne Rastung sein,wie eine Schebengeni,gut wenn so ist,aber auf T-Wert kosten??

Das versuche ich zu erfahren,mindestens in etwa-Wert.

Grüße,Ekofun
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Re: Bewicklungsrechner von Aloys

Beitragvon Famzim » Mi 29. Mär 2017, 08:42

Hallo

Ich muß feststellen das das "System" immer noch nicht richtig verstanden wird.
Um mit geringer Rastung zu laufen, ist es absolut wichtig ein gutes Verhältniß zwischen Stegen und Magneten zu bekommen.
Es kann nicht einfach die Magnetzahl grenzenlos erhöht werden, das fürt nur zu "Doppelbelegung" der Stege mit Magneten.
Die heben sich dann zum Teil auf und der Steg wirt kaum magnetisiert, allerdings mit hoher Frequenz.
Dazu bitte noch einmal diesen Text lesen.
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Dabei ist das Verhältnis zwischen Nut und Polzahl so gering wie möglich zu wählen.
Zum Beispiel nicht mit 9 Spulen und 6 oder 12 Magneten sondern mit 8 oder 10 Magneten.
Dabei stehen dann nicht 3 Spulen und 2 oder 4 Magneten gegenüber die dann einen grösseren Sprung machen bis zur nächsten Rastung, sondern es sind 9 Spulen die 8 oder 10 Magneten gegenüberstehen.
Oder mit 12 Spulen und 10 oder 14 Polen.
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Daraus ergibt sich dann die einzig "sinnvolle " Rastung mit ihrer Frequenz !

Bei Simulationen muß auch auf die Breite des Steges am Luftspallt, und des Steges selber geachtet werden.
In den meisten Fällen sind die am Luftspallt etwa doppelt so breit wie in der Spule.
Daher ist der T Wert doppelt so hoch wie im Luftspallt.
Bei Maschinen mit Feritten ist er 3 bis 5 mal so breit !!!!
Auch das Verhältniß des Spalltes zu dieser Breite ist maßgeblich an der Rastung beteiligt.
Um so kleiner dieser Spalt ist, um so weicher wirt der Übergang von Magnet zu Magnet werden.
Es gibt sogar Maschinen die keinen Schlitz haben, die haben eine "Durchziehwicklung" .

Man sieht das die Gesetze der Technik eingehalten werden müssen, es sind allerdings sehr viele die zusammen spielen.
Beim Optimieren sollte der Gewinn dann immer größer ausfallen als der Verlust auf der anderen Seite, diese Seite ist immer mit dabei.

Gruß Aloys.
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Re: Bewicklungsrechner von Aloys

Beitragvon Manfred » Mo 3. Apr 2017, 11:52

Hallo Aloys,
wer rastet der rostet, so will Ekofun mit dem Rasten experimentieren. Für die Streicholzmagnete will ich einen Magnetkäfig für diese Experimente drucken. Die Schrägstellung ist in diesem Beispiel 5 Grad. Was sagst du dazu :?: :?:
82_5g_34mag.jpg
82_5g_34mag.jpg (25.21 KiB) 5960-mal betrachtet

Wenn dieses Experiment erfolgreich ist, dann haben die zukünftigen Generatorbauern es leichter.
Eine alte Lichtmaschine vom Schrottplatz ist immer zu finden und diese dann zu missbrauchen ist dann nicht so schwierig.
Grüße Manfred
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Re: Bewicklungsrechner von Aloys

Beitragvon Ekofun » Di 4. Apr 2017, 10:27

Hallo Aloys,

Zahnbreite ist oben(Kopf) 4,8mm,am sonssten ist Zahn 3mm breit.Öffnug zweischen Zähnen ist 2mm.Und Luftaspalt ist wie schon geschrieben 0,5 mm.
Mags sind 35x3,9x2,5mm N40.In Simu sind statt 3,9 4 mm breit,sonsst sind Abmessungen eingehalten.Simulazionen stimmen.

Grüße

Ekofun
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Re: Bewicklungsrechner von Aloys

Beitragvon Famzim » Di 4. Apr 2017, 14:14

Hallo

@ Manfred
So ein Käfig zum Ausrichten ist eine feine Sache, für jeden Versuch braucht man aber einen anderen.
Erster Schritt den Stator fest legen, danach unterschiedliche Pohlzahlen probieren (je ein Käfig) .

@ Ekofun
Die Simus sind sicher richtig, zeigen ja auch das zu viele Magnete nicht gut sind wegen doppelbelegung der Pohlflächen.

Einen kleinen Stator einer LIma hab ich auch hier, ehemals 12 Polig, aber 36 Stege.
Den würde ich mit 32 oder 40 Magneten bestücken.
34 oder 38 gingen auch.
Da braucht es dann keine schrägen Magnete mehr.

Gruß Aloys.
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Re: Bewicklungsrechner von Aloys

Beitragvon Famzim » Mi 5. Apr 2017, 08:47

Hallo Ekofun

Die T Werte im Steg hängen weitgehent von der Magnetbreite ab die vor dem Steg steht.
Auch die Abdeckung mit Magnetbreite ist mit unter 60 % sehr niedrig.
Möglich wäre je 2 Magnete NN und dann SS nebeneinander zu kleben. (Streichholzmagnete).
Das geht dann höchstens mit 30 Polen und 180 Rastungen, wirt aber eng!
Kanst ja mal eine Simu machen.

Gruß Aloys.
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Re: Bewicklungsrechner von Aloys

Beitragvon Ekofun » Mi 5. Apr 2017, 14:28

Guten Tag Aloys,

am Rotor der 86mm D hat passen 32 Mags,2 nebeneinander,Breite in FEEM ist jetzt 8mm,alles andere ist gleich geblieben.
Also,36 Spulen,32 Mags( 35x8x2,5mm) Luftspalt 0,5 mm, rastungen 288 pro Umdrehung.

T-Wert in Luftspalt = 1,034 T,in Zahn unten = 1,705 T,in Zahn oben = 1,799 T,denke das ist schon Sätigung.

Lima 308 1 2 Mags nebeeinander.jpg
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Lima 308 2 mags nebeneinander.jpg
Lima 308 2 mags nebeneinander.jpg (186.42 KiB) 5890-mal betrachtet


Dank unseren Manfred Rotor mit Kefig sieht so aus,tolle Sache,vielen Dank,Manfred!

Neue Rotor mi Kefigt  und alte Rotor.jpg
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Neue Rotor mit Kefig und alte Rotor 1.jpg
Neue Rotor mit Kefig und alte Rotor 1.jpg (273.75 KiB) 5890-mal betrachtet


Beim Rastung messen messe zuerst "Rastung vom Lagerung ohne Mags,so wissen wir wie gut oder schlecht Lager sind.Das ist Uhralte Lima,warscheinlich braucht auch neue Lager,mal sehen.

Grüße

Ekofun
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Re: Bewicklungsrechner von Aloys

Beitragvon Famzim » Mi 5. Apr 2017, 16:22

Hallo Ekofun

Der Käfig hällt die Magnete dann schön in gleichmässigem Abstand!
Für Versuche, und das die Magnete nicht immer geklebt und wieder entklebt werden müssen, wickel mal Tesafilm um die eingesetzten Magnete.
Das hält sie beim einschieben des Rotors vom Stator fern, so das die dort nicht ankleben und am Rotor losgehen.
Ich denke der erzwungene Luftspallt durch Tesa reicht da schon.
Dann kann mit anderer Magnetanzahl ohne Kleberei weiter gemacht werden.

Gruß Aloys.
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Re: Bewicklungsrechner von Aloys

Beitragvon Ekofun » Mi 5. Apr 2017, 21:31

Hallo Zusammen,

Rastung durch Lagerung,also ohne Mags ist 495 gr.
Welle ist 12,4 mm dick, Faden ist 2mm dick. Rotor braucht 0,035 Nm für Anlauf.

Grüße

Ekofun
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