Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

[Bernd]

So das Rätsel wird aufgelöst.
Mehrfache "Abwägungen" ergaben ein eindeutiges Ergebnis.
Die Scheibe wiegt genau 1949 Gramm.
Damit scheint mir Herbert der Sieger zu sein.

Heute habe ich dann noch mühselig einige Lagen Glasroving aussen herum um die Scheibe gewickelt und
mit Harz getränkt. Glücklicherweise habe ich die Gewebematte ein paar Millimeter überstehen lassen so
das dieser Rand als "Anschlag" beim wicklen dienen konnte.
Diese Glasroving (Glasfaserstrang) Schicht aussen herum soll helfen die Fliehkräfte der Magnete bei hohen
Drehzahlen aufzunehmen.

Bevor ich den Glasfaserstrang am Rand aufbrachte habe ich die Scheibe in meine Schlagbohrmaschine gespannt und
mit langsamster Drehzahl drehen lassen. Die Bohrmaschine hatte ich im Schraubstock eingespannt.
Ich hielt meine einfache Testspule, die ich ganz am Anfang schonmal erwähnte, gegen die Scheibe die mit 270 U/min rotierte.
Das Ergebnis war geringer als erwartet.
Ich erzielte mit dieser Spule, 20 Windungen, 0,7mm Draht, Gesamtlänge ca. 2m, nur ca. 0,4 bis 0,5 Volt bei diesen 270 U/min.

Aus Hass über die geringe Spannung habe ich diese provisorische, viel zu dicke Spule mit dem 5kg Hammer geplättet.
Siehe da, da waren es schon mal 0,6 bis 0,7 Volt. Meine Erwartungen vor dem Test lagen allerdings bei ca. 0,9 Volt.
Man muss natürlich bedenken das es sich nur um eine einzige Spule von theoretisch möglichen 96 handelt.
96 mal 0,6 Volt = 57,6 Volt.
Der Gesamtwiderstand läge hochgerechnet von der Testspule bei ca. 9 Ohm.
Die maximale Leistung bei dieser Drehzahl, um mal eine Vorstellung zu bekommen was möglich wäre, errechnet sich aus :

Maximale Nutzleistung bei 270 U/min = Kurzschlussleistung/4 = (U²/R) /4 = (57,6²/9) /4 = 92,16 Watt

Bei höheren Drehzahlen steigt die Leistung natürlich weiter an und genau dafür ist der Generator ja konzipiert,
nämlich für höhere Drehzahlen. Er soll über ein Getriebe betrieben werden. Nutzbeginn ca.150 - 250 U/min.
Bis 1000 U/min, vielleicht auch etwas mehr, würde ich der Scheibe aus dem Bauch heraus zutrauen.
Das wäre ca. die vierfache Drehzahl. Es sind also durchaus weitaus höhere Leistungswerte zu erwarten.

Grüsse

Bernd

[Manfred]

Hallo Bernd,

viel zu dicke Spule mit dem 5kg Hammer geplättet.

das verdichten der Spule scheint ja etwas zu bringen. Das mache ich mit meinen Spulen beim verbacken, habe mir aber nie etwas dabei gedacht. Allerdings nicht mit einem Hammer.

Grüsse
Manfred

[miniwindi]

So das Rätsel wird aufgelöst.
Mehrfache "Abwägungen" ergaben ein eindeutiges Ergebnis.
Die Scheibe wiegt genau 1949 Gramm.
Damit scheint mir Herbert der Sieger zu sein.

Hallo,
hier mein Rechenweg, wobei natürlich immer nur ca. Angaben, da ich nicht das genaue Material kenne:
1406 Gramm die Magnete
+673 Gramm die Holzscheibe (noch volle Fläche)
-125 Gramm, Holz welches weggefräst wurde
+... ein paar Gramm für Beschichtung, Kleber und so.

So, dann kann ich mir ja die Scheibe heute nach der Arbeit bei Dir abholen
Widersprochen hast Du ja meinem Gewinnvorschlag nicht.

Viele Grüße Herbert

[Bernd]

Dann bist du disqualifiziert Herbert, du solltest ja schätzen und nicht rechnen.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Das verdichten der Spule scheint ja etwas zu bringen.
Das mache ich mit meinen Spulen beim verbacken, habe mir aber nie etwas dabei gedacht.

Bei dieser Bauart von Generatoren, bei der die Spulen nur von einer Seite von Magneten überstrichen werden,
ist das Magnetfeld dicht am Magneten am stärksten und nimmt mit zunehmenden Magnetabstand ab.
Das hattest du ja so schön nachgewiesen indem du Messungen mit unterschiedlichen Luftspalten
zwischen Spule und Magnet durchgeführt hast.

Daher rührt der positive Effekt der sich zeigte als ich die lockere, dicke Spule den Hammer spüren liess.

Ich habe mir gestern aus einem 20mm Stellring und der rückseitigen Eisenplatte eines Lautsprechers,
also die Eisenplatte die auf dem Lautsprechermagneten rückseitig drauf sitzt, eine Möglichkeit geschaffen
die Magnetscheibe mit einer 20mm Welle kraftschlüssig zu verbinden.
Als Welle dient mir dabei eine gehärtete H6 Welle.
Den Stellring habe ich aufgeschweisst, was leider dazu führte das sich die Eisenscheibe etwas wellte.
Das habe ich dann so gut es geht mit dem "Spulenplättehammer" nachgerichtet.
Diese Eisenscheiben-Stellring Konstruktion soll auf beiden Seiten der Magnetscheibe montiert werden
und die Scheibe möglichst exakt führen.



Das nächste Foto zeigt den Strang aus Glasfasern der die Magnetscheibe umgibt.
Dieser Glasfaserstrang soll helfen die Fliehkräfte der Magnete bei hohen Drehzahlen zu bändigen.
Sobald alles fertig gelagert ist und gedreht werden kann wird das ganze noch mal abgeschliffen, quasi "abgedreht".
Wichtig ist jetzt das ich das ganze über die Eisenscheiben so gelagert bekomme das es so wenig wie möglich
eiert. Mein Ziel ist nicht mehr als vielleicht 2 zehntel Millimeter. Evtl. kann ich die drehende Scheibe wenn nötig
auch noch leicht nachschleifen. Ausgewuchtet wird natürlich auch noch, falls nötig.



Grüsse

Bernd

[Manfred]

Hallo Bernd,

das geht ja richtig voran bei Dir.

Gedanken zum Rundlauf:
Wenn denn Du hast, Zugangang zu einer grossen Standbohrmaschine oder einer Fräsmaschine mit Vertikalspindel ?
Die Welle in einer Spannzange oder einem Futter aufnehmen ( 1* ) und den Stellring mit Flansch in ein Harzbett sacken lassen und die Stellschraube anziehen. Nach dem Aushärten, die Flansche gemeinsam verbohren und verschrauben. Distanzstücke unterlegen, damit der Rotor nicht am eisernen Aufnahmetisch kleben bleibt.
Eine zusätzliche Verdrehsicherung in Form einer Passfeder wäre sinnvoll. Den Stellschrauben traue ich nicht so recht über den Weg.

Das sind so meine Gedanken die mir beim Betrachten der Bilder kommen.

Grüsse
Manfred

1* Winkel und Rundlauf mit der Messuhr prüfen

[Bernd]

Danke für deine Tips Manfred, leider besitze ich keine Bohr/Fräsmaschine deren Futtern spielfrei genug
gelagert wäre. Deshalb will ich erst die H6 Achse in Kugellagern lagern, dann habe ich schon mal eine
Lagerung mit sehr genauen Rundlauf. Dann wollte die die Scheibe aufschrauben und erstmal gucken
wie genau oder ungenau das ganze denn überhaupt läuft. Ich kann dann die Stellring-Scheibe Kombination
noch Richten oder auch auf der Magnetscheibe verdrehen oder auch einseitig etwas unterlegen.
Sollten sich dann Hohlräume unter der Eisenscheibe ergeben wollte ich dann Harz hinein laufen lassen.
Erste Versuche an der neuen Schlagbohrmaschine deuten aber auf einen guten Rundlauf hin so das ich
erstmal guter Dinge bin.

Erstmal werde ich jetzt aber die Magnetscheibe im Backofen nachhärten lassen.
Es hat sich nämlich gezeigt das das Harz immer noch nicht 100% hart geworden ist.
Ich weiss natürlich um die Temperaturfestigkeit der Magnete, die bei dieser Neodym Sorte
bei ca. 100 Grad liegt. Ich werde es also erstmal mit 60 Grad versuchen.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

für Hartferitmagnete steht eine Temperatur bis 300 Grad, aber durch zufal war eine Platte 100 x 100 in nehe vom Gasheizung geblieben(in Garage im Winter) wo ich das bemerkt habe war schon zu spöt,die war noch magnetisch aber um hälfte weniger.Schäze das sie nicht mehr als 100 Grad hat,abstand vom Ofen bis Platte war ca 30 cm.

Deshalb will dich nur informieren ,Vorsicht mit erwärmung vom Magneten,einige mT verlieren die immer bei erwärmung.!

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Danke für den Hinweis Ekofun.
Es gibt eine Grenze bei der der Verlust reversibel ist, das heisst nach Abkühlung ist dann der
Magnet genauso stark wie zuvor bzw. verliert er bis zu dieser Erwärmung erst gar nicht so gross
an Kraft.
Überschreitet man die Grenze kehrt die magnetische Kraft nach Abkühlung nicht wieder zurück.
Ich habe auf diese Weise schon einige kleine Neodymmagnete vollständig (!) entmagnetisiert.

Wenn dein Magnet seine Kraft teilweise dauerhaft verloren hat muss diese Grenze überschritten worden sein.
Zumindest an der Oberfläche müssen dann höhere Temperaturen vorhanden gewesen sein als die
Temperaturgrenze für die er ausgewiesen ist. Bei 100 Grad verliert ein Magnet der für 300 Grad ausgelegt ist
nach meiner Meinung definitiv nicht dauerhaft an Energie.

Wenn ein Neodym 45M der bis 100 Grad ausgewiesen ist bei 60 Grad irreversibel an Kraft verlieren
würde dann wäre er für den Generatorbau ungeeignet, denn diese Temperatur kann ein Magnet in
einem Generator durchaus schon mal erreichen. Außerdem wofür gäbe es dann die Angabe 100 Grad ?
Das muss er also wirklich aushalten können, sonst könnte ich die Magnetscheibe sowieso vergessen.

Die meisten Neodyms sind nur bis 80 Grad zugelassen.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

ja,habe in Daten gesehen 80 Grad max. steht da,und bei guten Wind und Leistung kann Geni schon die Temperatur erreichen,besonderes wenn Draht kleine Querschnitt hat.Aber hoffe das durch Drehzahl Rotor gute Kühlung hat.

Grüße

Ekofun