eisenloser Testgenerator, Ergebnisse, Fotos, Videos

[Bernd]

Stimmt fast alles, bis auf das letzte.
Stärkere Magnete erzeugen eine höhere Spannung, deshalb bräuchte man weniger Windungen
um bei gleicher Drehzahl dieselbe Spannung zu erzeugen = weniger Widerstand.
Da wir aber sowieso schon Neodymmagnete einsetzen ist der Spielraum für "stärker" eher gering.

Im Grunde ist es so das man im zur Verfügung stehenden Platz für die Spulen nur eine bestimmte Menge
Kupferdraht unterbringen kann. Man wählt dann die Anzahl der Windungen die man für die gewünschte
Spannung benötigt und versucht diese Anzahl von Windungen aus möglichst dicken Draht zu erstellen.
Das wars... Ernüchternd ?

Es ist also tatsächlich so das man bei vorgegebenen Dimensionen nicht viel Spielraum für Optimiereungen hat,
zumindest so lange nicht wie man die mechanischen Gegebenheiten nicht ändert.
Hier setzt die eigentliche "Optimierung" an. Um wirklich bessere Werte zu erhalten muss man mechanisch
verändern, also grösserer Durchmesser, grössere Magnete und davon möglichst auch noch mehr als zuvor,
der Spulenwickelraum (für dickeren Draht) vergrössert sich damit auch gleich mit.

Das wars.

Grüsse

Bernd

[klingei]

Hallo Bernd

Ich hab nochal ein par Fragen.

Hab hier ein Video im Internet gefunden.



Es ist wirklich toller Stator geworden. Nur ich versteh nicht, wieso man die Spulen so birnenförmig nach hinten angeordnet hat. Bei einem Generator mit Eisen ist diese Bauart irgendwie logisch. Ich hab ja den Fluss im gesamtem Eisen verteilt.
Die Bauweise die du bei deinem Generator angewendet hast finde ich viel logischer. Die gesamten Spulen sind schön dicht an den Magneten angeordnet.
Wie sieht das hier eigentlich mit dem Magnetfeld hinter den Spulen aus? Ist da überhaupt noch ein Feld von den Magneten?

Gruß Klingei

[Bernd]

Das Magnetfeld erzeugt beim Scheibengenerator nur in den langen Spulenschenkeln, die von den Feldlien
im 90 Grad Winkel während der Rotation geschnitten werden, eine Spannung.
Die Kupferdrähte über das die Magnetfeldlinien "der Länge nach" hinwegstreichen erzeugen keine Spannung.
Durch die "Birnenform", manchmal auch Trapezform, versucht man die Schenkel die die Spannung erzeugen
möglichst so auszurichten das die Magnete genau im 90 Grad Winkel darüber hinweg streichen, das ergibt
dann die höchste induzierte Spannung.

Grüsse

Bernd

[klingei]

Aber wäre es nicht einfacher, die Spannung zu erhöhen, wenn ich die Spulen näher an den Magneten anordne. Dann wäre das Magnetfeld der Magneten auch erheblich stärker. Und die induzierte Spannung auch deutlich höher.
Oder beruht das ganze auf einen anderen Effekt:


Ich habe hier nur in das Induktionsgesetz die Formel für phi eingesetzt.
Überwiegt hierbei vielleicht die Fläche?

Was du gesagt hast, mit den 90° ist schon richtig. Aber ich glaube das kann das ganze nicht erklären.

Gruß Klingei

[Bernd]

Ich kann deinen Gedankengängen leider nicht folgen.
Was meinst du mit "näher an den Magneten anordnen" ?
Die Magnete laufen doch direkt über den Spulenschenkeln, näher gehts doch gar nicht mehr.

P.S. Es handelt sich auch nur sehr wenig um eine Spuleninduktion, sondern weit überwiegend um
eine Induktion direkt in einen Leiter hinein. (2tes Induktionsphänomen nach Faraday)
Aber so oder so, was soll wie und wo noch näher drann ?

Grüsse

Bernd

[klingei]

Hallo Bernd

Tut mir leid wenn ich mich nicht präzise genug ausgedrückt habe. Ich wollte sagen das ich nicht ganz verstehe, warum die Spulen birnenförmig nach außen angeordnet sind. Ich finde deine Konstruktion viel sinnvoller.
Aber irgend einen Grund muss es wohl geben. Wer so einen schönen Generator baut, macht nicht einfach die Spulen irgendwie dran.
Ich dachte, dass vielleicht durch die größere Fläche eine höher Spannung entstehen könnte (Die Formel des Induktionsgesetzes des vorherigen Beitrages).

Bin ich eigentlich mit der Annahme richtig, dass der Fluss phi nach außenhin abnimmt? Bei einem Eisengenerator ist das ja nicht so. Da ist der Fluss im gesamten Eisen gleichmäßig verteilt. Wenn also der Fluss außen geringer ist als innen, dann ist auch die Flussänderung außen nicht mehr so groß. Dadurch würde außen weniger Spannung induziert werden.

Bei deiner Konstruktion sind die Spulen wunderschön um die Magneten herum angeordnet. Dadurch hat man auch über die gesamte Spule hinweg eine größere Flussänderung. Die Spannung sollte hier also größer sein.

Wenn mein Gedankenexperiment stimmt, dann sollte dein Generator bei gleicher induzierter Spannung einen niedrigeren Widerstand haben als der andere Generator aus dem Video.
Ich hoffe ihr könnt mir einigermaßen folgen.

Gruß Klingei

[Bernd]

Bin ich eigentlich mit der Annahme richtig, dass der Fluss phi nach außenhin abnimmt? Bei einem Eisengenerator ist das ja nicht so. Da ist der Fluss im gesamten Eisen gleichmäßig verteilt. Wenn also der Fluss außen geringer ist als innen, dann ist auch die Flussänderung außen nicht mehr so groß. Dadurch würde außen weniger Spannung induziert werden.

Bei meinem Generator nimmt er nach aussen hin ab das hast du richtig erkannt. Deshalb macht
es auch keinen Sinn sehr dick Kupfer über dem Magnetring aufzutürmen weil die äusseren Drähte
dann kaum mehr was zum Ergebnis beitragen und hauptsächlich nur noch den Widerstand erhöhen.
Als Richtwert würde ich sagen Spule nicht dicker als 1/4 Magnetdurchmesser beim Ringgenerator.

Beim Scheibengenerator herrscht ein nahezu homogenes also gleichförmig starkes Feld zwischen
den gegenüberliegenden Magneten der Magnetscheiben zwischen denen sich die Spulen des Stators befinden.
Durch die kürzere zu überwindende Luftstrecke zwischen den Magnetpolen ist beim Scheibengenerator der
Fluss grösser als beim Ringgenerator . Dafür ist der Anteil an "unwirksamen Kupfer" beim Scheibengenerator
grösser und die Fläche auf die der Magnetfluss wirkt ist kleiner als beim Ringgenerator.
Beide Bauformen machen Sinn. Der Scheibengenerator ist einfacher zu bauen, zumindest das Spulenpaket.
Das dürfte deine Frage beantworten warum man so baut.
Derzeit bin ich der Meinung das der Ringgenerator bei gleichem Durchmesser vorn liegt, hauptsächlich
weil man dort mehr Magnetmaterial im Umfang unterbringen kann und die wirksamen Spulenschenkel länger
sind.

Grüsse

Bernd

[klingei]

Hallo Bernd

Irgendwie hab ich das noch nicht so ganz begriffen.
Warum bekomme ich eine homogenes Feld? Irgendwie steh ich total auf der Leitung.
Sind die Rotoren unterschiedlich aufgebaut?

Gruß
Klingei

[Bernd]

Schau Dir mal den Aufbau eines Scheibengenerators an, der ist doch deutlich unterschiedlich zu
meinem Ringgenerator. Die Wirksprinzipien sind zwar ähnlich, der mechanische Aufbau ist aber ein
völlig anderer.

Warum bekomme ich eine homogenes Feld?

Weil sich dort zwei Magnete unterschiedlicher Polung dicht gegenüber stehen. Zwischen ihnen entsteht
ein starkes homogenes Magnetfeld das durch die Spulen des Stators geht.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Jetzt mal meine Variante für den mechanischen Aufbau des Ringgenerators.
Gezeichnet mit Kuli und Textmarker.
Das ist jetzt alles nicht wirklich maßstabsgerecht, es geht mehr ums Prinzip.



Das rote ist der feststehende Bereich der fix mit dem Masten verbunden ist und die
Magnetspulen trägt
Das grüne ist die Magnetscheibe die, ebenso wie die Spulenträgerplatte, dreiecksförmig gegen
Verwindungen abgesteift ist. Die Lager im grünen Bereich müssen möglichst weit auseinander sitzen
damit diese Platte durch das Lagerspiel möglichst wenig kippelt.
Die Magnetscheibe ist mit den Tragarmen verbunden. Eine zweite Abstützung für die Tragarme
befindet sich unterhalb der Spulenplatte. Die Tragarme selbst sind nur symbolisch eingezeichnet.
Kommentare erwünscht.

Grüsse

Bernd