Generator-Idee neu?

[magneto]

Hallo Ekofun

Spulenlänge oder auch Wirklänge ist auch ein wichtige Parameter bei Indukzion.Indukzion hängt vom Flußdichte,Drehzahl,Windungszah,und wirksame Leiterlänge der vom Magnetfeld geschnitten wird.

Ich habe nicht die Spulenlänge, sondern die Spulenbreite der Kernspule in die Frage gestellt
In einer klassischen Kernspule wird der Draht nicht vom Feld geschnitten, sondern in der Windung drin durchgeflutet.
Mir ist nicht bekannt, daß die Leiterlänge in der Kernspule positive Rolle spielt.

Es ist mir allerdings klar, daß mit der wachsenden Windungsanzahl muß auch zwangsweise die Länge des Drahtes zunehmen...

Edit:
Es gibt vielleicht Verwirrung in der Diskussion hinsichtlich Bezeichnungen von Länge und Breite.
Bin mir nicht sicher, ob alle Teilnehmer die „klassische“ Bezeichnungen von einer KERNSPULE anwenden.
So kannn's möglicherweise Mißverständnisse geben

Grüsse
Stefan

[Ekofun]

Hallo Magneto,

ich versuche es mit einem Beispiel.Wir haben ein Rotor wie im Bild

DSCI0133.jpg (329.16 KiB) 5420-mal betrachtet

Eisenpacket ist 40 mm.Ahnahme: Flußdichte ist 0,4 T, Drehzahl ist 100 U/min, 4 Spulen pro Fase und jede 35 Windungen.Spanung ist 10 V.

Jetzt haben wir ale Daten gleich,nur Eisenpacket ist 80 mm (Wirklänge).Durch die neue Wirklänge bekommen Sie doppelte Spanung,also 20 V, Theoretisch.Leistung ist aber durch Ohmzuwaks halbiert!.
Aber dann können stat 35 Windungen 18 Windungen je Spule machen mit doppelte Drahtdicke dann ist Leistung auch wie im Original,aber mit weniger Windungen und auch 10 V.

Das meinte ich mit Wirklänge.

Mein neue Geni,Eisenlos, wird eine Wirklänge von 210 mm haben,16 Spulen pro Fase mit 5 Windungen,überlapende Spulen,und 32 Magneten.Bei 100 U/min hat er ca 17 V.Die Länge und Polzahl macht es.

Grüße

Ekofun

[magneto]

Hallo Ekofun

Wir diskutieren nebeneinander.

Herzlichen Glückwunsch zu deinem Generator.
Diese Bauart ist mir bekannt und daß dort eine bestimmte Wirkungslänge notwendig ist – ist mir auch klar.
Ich finde jedoch, daß dein Beispiel ist nicht relevant zu dem Generatorart, den Sebastian zu bauen plant.

Die Spulen in von dir gezeigtem Generator sind keine KERNspulen in dem klassischen Sinn.

Nach meiner Meinung gibt's zwei Arten von Spulen und auch zwei Induktionsarten die in den Spulen entstehen können.

1.

Eine Spule ohne Kern, die eigentlich keine Spule, sondern eine mehrfach gewickelte länglich gestaltete Schleife ist. So eine mehrfache Schleife zeichnet sich dadurch aus, daß sie Schenkel auf der Länge besitzt.
Die Spannung in der mehrfachen Schleife entsteht dadurch, daß jede der beiden Schenkellängen jeweils durch ein Magnetfeld durchgeschnitten bzw. durchgestoßen wird.
Die Magnetfelder sind dabei in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet.
Die Schleifen in deinem Generator sind keine Kernspulen.
Daß sie in dem eisernen Stator verlegt sind, ändert an dieser Tatsache auch nix.


2.
In einer Kernspule die Spannung entsteht dadurch daß den Ferromagnetischen Kern wechselnder Magnetischer Fluß durchfließt.
Solche Spule besitzt keine Schenkel (zumindest soll keine besitzen) da die günstigste Form solcher Spule rund ist.
Die einzige Länge, über die man im Fall der Kernspule sprechen kann – ist die Kernlänge

Kernbemaßung.gif (105.01 KiB) 5407-mal betrachtet

Grüsse
Stefan

[Ekofun]

Hallo Stefan,

sehr gut,jetzt können wir das Irtum lösen.Kern ist eine Ferrit oder Eisenring wie bei Ringtrafos.So eine Trafo habe auch.

Wenn ich Spule jetzt betrachte ist für mich Wirklänge = Spulenbreite = Magnetlänge.Anderes gesagt was passiert wenn Ringkern,der hat 150mm D, gleiche D hat aber 3 oder 4 mal breiter ist.Damit sind Spulen auch breiter und Magneten auch länger.Damit werde Geni mehr Leistung und Spanung induzieren können als so wie es jetzt ist.Auch Kern sollte mindestdicke vom Magneten haben ,mehr ist besser.Und Draht sollte dicker sein um Ohmzuwaxs zu kompemsieren.

Hoffe das Sie mich jetzt verstehen, das war für mich Wirklänge ist,ist da Spulenbreite.Ich denke,das Prinzip gleich ist wie bei Eisengeni,Unterschied ist er Hat überlapende Spulen,der vom Sebastian hat das nicht.Bei Eisengeni Spulen sind in Nuten,heier sind ausen auf Kern gewickelt.Also Ausführung ist anderes aber Wirkung ist nach meine Meinung gleich.
Und bei Eisengeni ist Wirklänge = Eisenpaketlänge,wir können auch Breite sagen,aber denke Länge ist korekter.
Und je Länger der Stator ist, ist auch magnetische Wirkfeld großer,damit auch alles andere.
Interessieren werde mich welche efiezienter vom beiden ist,glaube das es klassische Eisengeni ist,aber kann mich auch teuschen.

Grüße

Ekofun

[sombrero]

Ganz tolle Ideen und Theorien, ich kann leider nicht mehr folgen.

mfG Peter Sombrero

[magneto]

Hallo Ekofun

Bei Eisengeni Spulen sind in Nuten,heier sind ausen auf Kern gewickelt.Also Ausführung ist anderes aber Wirkung ist nach meine Meinung gleich.

Ich glaube hingegen, daß “durchstreifen“ durch eine Teil des Leiters der Magnetfeldlinien im freien Feld zwischen dem Kern und dem Magnet eher nebensächliche Bedeutung und Wirkungsstärke hat.
Und falls/wenn es so ist, dann müßte man einen möglicht schmalen Ringkern zu machen – falls möglich mit nahezu quadratischem Querschnitt.
Auch die Magnete könnte man entsprechend kürzere, dafür aber dickere anwenden - um nicht die Kosten in die Höhe zu treiben

Dies ist allerdings nur „Bauchgefüll“

Auch Kern sollte mindestdicke vom Magneten haben ,mehr ist besser.Und Draht sollte dicker sein um Ohmzuwaxs zu kompemsieren.

Hier bin mir ziemlich sicher daß „mehr ist besser" nicht richtig wäre.
Durch „mehr“ an der Höhe des Ringes wird das Feld im Ring weniger konzentrieret!
Weniger Felddichte in der Spule bedeutet niedrigere Spannung.
Wir sollten versuchen die Höhe des Ringes so anpassen, daß er ganz knapp vor dem Übersättigungszustand ist – anders gesagt, daß ihn die Magnetfeldlinien bainahe überschlagen.
Dann kann man auch mit etwas dünnerem Draht mehr Wicklungen machen - und Widerstand trotzdem niedrig halten.
Weil bei solcher Gestaltung des Ringes wird ja Draht viel kürzer.



Grüsse
Stefan

[Bernd]

Ja ich denke auch das die Kerndimensionen bzw. Kern-Querschnitt danach festgelegt werden muss
was ihm an Magnetdimensionen gegenüber steht. Der Kern sollte noch nicht in die Sättigung gelangen,#
aber auch nicht weit davon entfernt sein um die Kerndimensionen klein zu halten.

Die Auffassung das der Kern idealerweise einen quadratischen Querschnitt haben sollte teile ich nicht.
Wenn man mehrere Magnete hintereinander anordnet, so das sich ein länglicher Magnetrotor ergibt,
dann muss auch der Kern so gestaltet sein.

Grüsse

Bernd

[seb]

Kurze grundsätzliche Zwischenfrage:

Wann lässt sich in einer Kernspule am effektivsten Spannung erzeugen? Wenn das Magnetfeld den Kern komplett durchströmt oder
wenn es schon an den Spulenschenkeln eintaucht? Ich vermute mal ersteres?!

Hier mal Skizzen, wie ich meine Frage meine:

Kernspule 1.JPG (86.8 KiB) 5384-mal betrachtet

Weiter Abstand der Magnete

Kernspule 2.JPG (73.45 KiB) 5384-mal betrachtet

Kleiner Abstand der Magnete, schon zu teil innerhalb der Spule.

Kernspule 1 Plot.JPG (12.32 KiB) 5384-mal betrachtet

Kernspule 2 Plot.JPG (15.18 KiB) 5384-mal betrachtet

Die Messung geht quer durch den Kern der Spule, von links oben nach recht unten.

Beim Plot des kleinen M;agnetabstandes sieht man seitlich sehr deutliche Einbrüche der Feldstärke.
Gehe ich richtig in der Annahme, daß hier nur noch wenig Strom in den Spulen induziert werden kann?
Wenn ja, dann sollte der Abstand zwischen den Magneten gleich der Wickellänge der Spule sein!

Viele Grüße

Sebastian

[Bernd]

Wichtig ist der durschnittliche Fluss der sich im Kern ergibt. Den hast du ja dargestellt.
Ob der an den Enden eintritt oder erst kurz vor der Mitte ist nach meinem Verständnis egal da sich ja immer ein
wirksamer durchschnittlicher Gesamtfluss ergibt.

Die richtigen Dimensionen bzw. das Ausnutzen oder eben nicht Ausnutzen von Bereichen mit geringeren Fluss
in den Randbereichen ist immer ein Kompromiss. Betreibt man reine Rosinenpickerei dann hat man eine hohe Induktion pro Windung,
aber nur wenige Windungen sind möglich. Da muss man echt Kompromisse schliessen.

In deinen Abbildungen sieht es aber gar nicht mal unbedingt nach einem Kompromiss aus, denn dort scheint eine
Spulenlänge von Mitte Magnet bis Mitte Magnet "ein guter Kompromiss" zu sein und dann folgt ja schon die
nächste Spule.

Interessant wäre eine Femm Grafik mit noch dichteren Magnetabstand. Bei so grossen Abstand verschenkt
man ja noch ziemlich viel zur Verfügung stehenden Magnet-Montageplatz.
Noch etwas, wie verändert sich der Fluss im Kern wenn der Magnetabstand zum Kern nicht so gross ist ?
Die volle Magnethöhe Abstand zum Kern kommt mir recht viel (evtl. zu viel) vor.

Edit:
Noch was, es mag so erscheinen als ob in der der oberen Grafik günstigere Verhältnisse herrschen da dort der
durchschnittliche Fluss innerhalb des Spulenkerns höher liegt, das Gegenteil ist aber der Fall.
In der oberen Grafik sind die Magnete weiter auseinander und Spule sowie Magnete benötigen mehr Platz auf
dem Kreisumfang des Generators. Es können weniger Spulen verbaut werden was per se schon mal eine geringere
Gesamtinduktion zur Folge hat und vor allen fällt die Änderungsgeschwindigkeit des Magnetfeldes naturgemäß deutlich geringer aus.
Aber gerade die Änderungsgeschwindigkeit des Magnetfeldes geht im Quadrat in die Höhe der Induktion ein.
Das vermag dann auch das grössere zur Verfügung stehende Spulenwickelvolumen nicht zu kompensieren denn das
sind zwei Kontraindikatoren, einer davon mit quadratischen Einfluss.
Es ist im Grunde recht simpel und bei jedem Generator das gleiche.
Man muss den zur Verfügung stehenden Raum für Magnete und Kupfervolumen so gut wie möglich komplett ausnutzen,
möglichst ohne Luft in diesen Räumen zu belassen also ohne Raum zu verschenken.
Das gilt für das Spulenpaket ebenso wie für den Raum den man mit Magneten füllen kann.
Soviel Magnete wie möglich und soviel Kupfer wie möglich. 50 % Luft zwischen den Magneten kann nie ideal sein.

Grüsse

Bernd

[magneto]

Hallo Sebastian

Dein Rückschlußeisen (unter den Magneten) ist zu dünn. Dies kann möglicherweise den Verlauf der Magnetfeldlinien oben zwischen Magneten und dem Kern ungünstig beeinflussen.
Außerdem die Grafik mit 3 bzw. 4 Magneten wäre sicherer zu abschätzen (Einfluß des Randes)

Grüsse
Stefan