Gleichstromgenerator erfolgreicher Misserfolg

[Manfred]

Hallo Bernd,

ich werde morgen Nachmittag erneut messen, am Vormittag muß ich eine Drehbank abholen. Ich war selber platt über das erste Ergebniss mit dem 0,5mm Draht. Der Luftspalt beträgt 1mm und die Wicklungshöhe ist 2,5mm.
Die Abmessungen der Spule habe ich auf dem Bild eingetragen. Meinst Du die 8,5mm Spulenweite die zum Test verändert werden soll ? Für Versuche bin ich immer zu haben.

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Grüsse
Manfred

[Bernd]

Hallo Manfred, ja ich meinte die 8,5mm. Derzeit gehen wir davon aus das die Breite der Spulenschenkel
in etwa der Breite des Abstandes zweier Magnete entsprechen soll. Das ist bei dir jetzt recht gut gegeben.
Vielleicht begründet das, zusammen mit der geringen Spulenhöhe (bei der die ganze Spulenschenkelhöhe im
starken Magnetfeld liegt), das gute Ergebnis.

Es gibt aber auch Stimmen die meinen der Schlitz in der Mitte der Spule müsste die Dimensionen des Abstandes
zweier Magnete haben. Ich konnte das bei meinen Experimenten nicht feststellen oder bestätigen.
Da war es (mit einem einzigen dicken Draht) am besten wenn ich den dicken Draht, der den Spulenschenkel bildete,
so anbrachte das er über der Mitte des Abstandes zweiere Magnete stand.
Du kannst ja, wenn es möglich ist mal eine etwas breitere Spule bauen, also mit grösserem "Schlitz" in der Mitte
bei sonst gleichen Dimensionen.
Es wäre interessant ob sie mehr Spannung bringt oder weniger. Ich tippe auf weniger.

Grüsse

Bernd

[Manfred]

Hallo Bernd,

recht hast Du es wird weniger an Spannung. Meine erste Messung mit dem 0,5mm Draht stimmt auch nicht. Ich hätte beinahe einen Schwur darauf geleistet.

Abstand 8,5mm 12,5mm 15,5mm
500 U/min 0,5 V 0,3 V 0,3 V
2000 U/min 3,2 V 2,2 V 2,0 V

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Einen letzten Versuch werde ich noch machen, die Schenkelbreite vergrößern und eine Spule mit 4m und eine zweite Spule mit 5m wickeln.

Grüsse
Manfred

p.s. habe schnell noch eine mit 5m gewickelt 500 U/min 0,6V, 2000 U/min 0 3,4V, das hat nicht viel gebracht.

[Bernd]

Vielen Dank Manfred das du den Test mit den "verbogenen" Spulen gemacht hast.

Die 6,6 Volt waren auch eine recht grosse Steigerung von zuvor 2,3 Volt.
Aber auch dein jetziger Wert von 3,2 Volt ist doch sehr ansehnlich. Diesen Wert mal 12 genommen da sind wir ja
immerhin bei gut 38 Volt.
Ich bin noch gespannt auf deinen neuen Versuch mit dem etwas breiteren Schenkeln sowie 1m mehr Drahtlänge.

Grüsse

Bernd

[Manfred]

Hallo Bernd,

mit dem Backdraht sind die Spulen schnell einsatzbereit und auch sehr formbeständig.

die 4m Spule hat einen Höhe von 2mm und der Schenkelbreite von 9mm. Bei der 5m Spule ergibt sich eine Höhe von 3mm.

4m Spule bei 500 U/min = 0,4V, bei 2000 U/min 2,6V
5m Spule bei 500 U/min = 0,5V, bei 2000 U/min 3,2V

Die Werte der 5m Spule erreiche ich mit der 4m Spule bei einer Schenkelbreite von 7mm. Ich denke das die Spulenanordnung auf die Mitte des Magneten ausgerichtet die beste Position ist, die Schenkelbreite mit 1 mm Überstand zu jeder Seite scheint auch o.k. zu sein.

Mit der 4m Spule werde ich weiter meinen Testaufbau bestücken. Oder fällt Euch noch etwas ein was vor dem Zusammenbau zu ergründen wäre ?

Grüsse
Manfred

[Bernd]

Ich denke du hast dich jetzt empirisch sehr gut an das mögliche Optimum heran getastet.
So wie ich dich verstehe liegt selbiges in deinem Fall bei ca. 7mm Schenkelbreite vor.

Kannst du bitte mal messen wie gross der Abstand der Magnete im Innenbereich ist ?
Außen waren es ja 10mm.

Was ich bislang noch nicht verstehe sind die Spannungshöhen die du bei den verschiedenen Drehzahlen
erzielst. So sind es z.B. 0,5Volt bei 500 U/min und 3,2 Volt bei 2000 U/min.
Im ersten Falle wären es 0,1 Volt je 100U/min und im zweiten Fall 0,16 Volt je 100U/min.
Die Spannungshöhe verhält sich aber immer genau proportional zur Drehzahl und verändert ihren Wert
je U/min nicht.

Ich stelle daher mal folgende Vermutung an:
Deine Drehbank dreht in dem Gang in dem du 500 U/min vermutest nur 300 U/min.
Das käme nämlich ziemlich genau hin wenn man die Drehzahl anhand der Spannungen errechnet.
Oder aber sie dreht in dem Gang in dem du 2000 erwartest 3200 Umin schnell, aus das käme genau hin.
Denkbar wären auch andere Kombinationen.
Auf jeden Fall ergibt sich zwischen den Spannungsmessungen von 0,5V und 3,2V ein Drehzahlverhältnis von
ca. 6,4.

Vielleicht hast du einen Fahrradtacho zur Verfügung oder kannst Dir ein einfaches Modell, z.B. aus
dem Baumarkt, kaufen. So ein Fahrradtacho ist ein prima Drehzahlmesser wenn man den Radumfang auf
1,666 Meter einstellt. Damit könntest du die vermuteten Drehzahlen des Spannfutters überprüfen.
Du wirst sehen, die Drehzahlen deiner Drehbank sind nicht so wie du es bisher dachtest.

Grüsse

Bernd

[Manfred]

Hallo Bernd,

der Magnetabstand auf Innenradius ist ca. 6mm.
Die Kontrolle meiner Drehbank mit einem Laser Photo Tachometer ergab folgende Differenzen:
bei 500 U/min. = 525 gemessen, bei 2000 U/min. = 2100U/min. gemessen. Diese Unterschiede reichen nicht aus um die Spannungsdifferenzen bei 100 U/min. zu erklären. Bei einem liniaren ansteigen der Spannung mit der Drehzahl dürften es ja nur ca. 2V bei 2000U/min sein.
Der erneute Testaufbau meiner Messungen von heute morgen im Bild. Die kleinste Abstand der Magnete zum nächsten Eisen ist 60mm.

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Grüsse
Manfred

p.s. ich glaube die Spulenexperimente gehen noch weiter

[bernhard8]

Die Anzeige des Messgeräts sieht nicht wahnsinnig genau aus. Ich würde mich eher auf den Wert bei 2000 U/min verlassen (grössere Spg). Hier ist der Fehler durch das Messgerät sicher kleiner.

[Bernd]

Dafür habe ich dann auch keine Erklärung mehr parat. Ich hätte jetzt gewettet das etwas mit den
Drehzahlen der Drehbank wäre. Auf jeden Fall verläuft die Spannung aber immer absolut linear zur
Drehzahl, das ist mal Fakt. Ich habe noch nichts gesehen wo es anders wäre und es wäre auch unlogisch.

Vielleicht ist das Meßgerät wirklich in diesem hohen Messbereich bei niedrigen Werten nicht so genau.
Vielleicht liegt es auch daran das der Sinus der Spannung evtl. nicht genau so schön ist wie es das
Meßgerät erwartet und sich das evtl. bei kleinen Messwerten stärker auswirkt als bei hohen.
Der Unterschied ist jedenfalls gewaltig und sollte nicht durch die typische Messtoleranz begründet sein,
auch nicht bei einem einfachen Multimeter.
Wie Bernhard schon schrieb sollten wir uns an dem höheren Meßwert orientieren da dort der Meßfehler
vermutlich geringer ausfällt.

Wenn du die Spannung gleichrichtest haben wir einen weiteren Gleichspannungsmesswert zur Kontrolle.
Ist im Augenblick alles nicht so wichtig. Beim fertigen Generator haben wir noch weit höhere Spannungen.

Grüsse

Bernd

[CFD]

Hallo Manfred,
es ist ja schon erstaunlich, dass sich die induzierte Spannung in deine Spulen nichtlinear zur Drehzahl verhält.

Ich stelle mal die Vermutung an, dass sich unter der Fliehkraft der Magnete dein Rotor bei Erhöhung der Drehzahl immer mehr radial aufweitet (er besteht ja aus Kunststoff und der ist nicht sehr steif, bei einem Test hats deinen Versuchsaufbau ja auch schon zerrissen). Dadurch verringert sich der Luftspalt zwischen Magneten und Spulen. Dies führt zu einer Erhöhung der Induktion.
Toller positiver Effekt, den du da ausnutzt.

Weiter so!

Gruß CFD

Anmerkung: Ich lese immer was von "der Draht ist über den Magneten positioniert".
Die Spannung wird aber nicht über den Magneten induziert sondern zwischen ihnen (im Zwischenraum). Daher sollte die Spule nach den geometrischen Abmessungen des Zwischenraums gestaltet werden.