Klauenpolgenerator

[andreas]

Hallo Ekofun und Bernd,

die Ergebnisse des letzten Experiments sind durchaus erklärbar. Dort sitzen zwei Spulen auf einem Kern. Da die Werte der Spule in Kernmitte besser sind als die der Spule am Kernende, führt eine (phasenrichtige) Parallelschaltung beider Spulen zu einer mittleren Spannung. Die hohe Spannung der "besseren" Spule wird durch die "schlechtere" Spule heruntergezogen, weil die "schlechtere" nun als Last wirkt. Zwischen beiden Spulen fließen dann Ausgleichsströme, die wohl nicht ermittelt wurden. Umgekehrt ist die Spannung beider Spulen bei der Kurzschlussstrommessung nun so gering, dass sich tatsächlich beide Kurzschlussströme addieren können.

Daher halte ich die Anordnung der Spulen zum Messen für verkehrt. Sie hätten in Reihe geschaltet werden sollen, ergeben dann nur Teilstücke einer großen Spule auf dem selben Kern.

MfG. Andreas

[Bernd]

Warum stieg der Strom in Manfreds neuen Generator um mehr als die Hälfte gegenüber dem original Dynamo an ?
In Manfreds Versuchen blieb der Eisenanteil gleich. Sowohl der Eisenquerschnitt als auch die Länge der
Eisenwege wurde nicht verändert. Was verändert wurde war die Stärke der Magnete. Manfred verwendete
Neodym Magnete die einen stärkeren magnetischen Fluss erzeugen können als die original Ferrit Magnete.

Trotzdem scheint sich die Flussdichte innerhalb des Eisen kaum erhöht zu haben.
Das lässt sich aus der, bei gleicher Drehzahl, kaum gestiegenen Leerlaufspannung schlussfolgern.
Wenn aber die Höhe des magnetischen Flusses im Eisen trotz der stärkeren Magnete nur unwesentlich
zu nahm, dann könnte man daraus schliessen das das Eisen schon in der Sättigung ist.

Warum aber nahm der maximal mögliche Strom dann um mehr als das doppelte zu ?
Im Augenblick scheint es mir wahrscheinlich das der Bypasseffekt dafür verantwortlich sein könnte.
Dieser Bypasseffekt ist eine Art Nebenweg den der magnetische Fluss nehmen kann wenn der normale Weg
durch das Eisen durch die Erzeugung von Leistung im Generator für den magnetischen Fluss hinderlicher
wird als der Weg durch die Luftspalte des Bypass.
Dieser Nebenweg führt dabei von Klaue zu Klaue und wird für den magnetischen Fluss umso interessanter
je höher die entnommen Stromstärke des Generators ansteigt.
Ein Teil des magnetischen Flusses geht dann nicht mehr durch das Eisen sondern den kurzen Weg über die
vielen Luftspalten zwischen den Klauen. Der maximal durch die Magneten erzeugbare magnetische Fluss teilt
sich dann auf Eisenweg und Nebenweg auf.
Das widerum schwächt den Fluss durch den Eisenweg ab, der maximal mögliche erzeugbare Strom wird durch
den abgeschwächten magnetischen Fluss im Eisen begrenzt.

Bei Manfreds Generatorversion mit den stärkeren Magneten wird zwar der gleiche Bypasseffekt wirksam werden,
allerdings haben die stärkeren Magnete noch eine grosse Leistungsreserve und können trotz Verlusten über den
Bypass die Höhe der Flussdichte im Eisenweg länger beibehalten. Das würde auch gut zu der Erkenntnis passen
das trotz der stärkeren Magnete die Flussdichte an sich nicht gross angestiegen ist, siehe Leerlaufspannungen.
Der Magnet hat also noch Reserven die er für die Bypassverluste einsetzen kann.
Wenn bei höherer Strombelastung der Bypass wirksam wird kann der Magnet durch seine Reserven die Bypassverluste
gewissermassen zusätzlich zum Fluss durch das Eisen erbringen. Die stärkeren Magnete können beide Wege
die der Fluss dann geht versorgen.

Meine Therorie lautet daher, und die muss nicht richtig sein, das es der Bypassweg ist der den Nabendynamo begrenzt.
Zusätzlich scheint der Eisenweg auch recht knapp bemessen zu sein, was ich aus der nur wenig angestiegenen
Leerlaufspannung schlussfolgere.
Eine Neukonstruktion müsste daher, so möchte ich mal vorsichtig behaupten, durch ihren Aufbau den Bypasseffekt
deutlich reduzieren. Die Abstände der Klauen müssten grösser werden, wie z.B. bei der Lichtmaschine.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Andreas was du sagst klingt logisch. An die unterschiedlichen Spannungen bei der Parallelschaltung hatte
ich gar nicht gedacht. Das erklärt das Absinken der Spannung bei Parallelschaltung.
Gleichzeitig wurde der Innenwiderstand halbiert was bei gleicher Spannung einen höheren Kurzschlusstrom zulässt.
Das erklärt die Messergebnisse.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Zusammen,

morgen mache eine reihenschaltung und koke mir Ergebnisse an , mit 6 , 12 , und 19 Bleche, wie gehabt.

Bei paralelschaltung wolte sehen ob Strom größer wird,habe nicht daran gedacht das Spulen wegen längere Eisenweg verschiedene Spanungen erzeugen,warscheinlich werden morgen in lehrlauf höhere Spanung haben als bei Srommässung(Kurzschluss).

&Bernd: Wenn Krallenabstände größer werden glaube das auch Querschnitt größer werden soll aber denke wir sollen diese Versuche mit Späne machen um sehen welche Material leitet am bessten Magnetischefeldlinien.

Habe auch so in gedanken noch mögliche Verstecke gesucht und ist mir eingefahllen das auch Draht nicht echte Cu ist sonder eine speziellegierte Draht.Das gibt es wirklich in Motorbau,Alludraht,Cu und Bronze, Mesingdraht ect.Grund ist Wicklung hat mehr Ohm,ist mir aber komisch,gegenteil ist Praxsis.Nun,warscheinlich ist Spule mit Cu gewickelt,aber durch grübeln kommt man auf alle mögliche Ideeen.

Grüße

Ekofun

[andreas]

Hallo Ekofun,

das Drahtmaterial lässt sich ausmessen: Durchmesser, Widerstand, Länge, fertig. Der spezifische Widerstand vieler Materialien ist bekannt und dokumentiert.

MfG. Andreas

[Bernd]

Ein ohmscher Widerstand würde auch keinen abrupten Knick in der Leistungskurve hervorrufen.
Ein ohmscher Widerstand wirkt gleichmässig auf die Kurve ein.

Grüsse

Bernd

[Manfred]

Hallo,

Vergleich der mechanischen Komponenten Nabendynamo / Orginal ( A ) zu Nabendynamo modifiziert ( B ):

Magnete: A = Ferritmagnete / B = Neodynmagnete
Luftspalt Magnet / Klaue: A = 0,5mm / B = 0,8mm
Gehäusematerial: A = Aluminium; Druckguss / B: Eisen rundum 5mm dick

Leerlaufspannung: A = 12,2V / B = 13,5V
12V; 35W Birne: A = 12V 0,52A / B = 1,1A (Glühwürmchen)
12V; 5W Birne: A = 11V / B = 13V
12V; 20W Birne: A = 0,52A

Grüsse
Manfred

[Ekofun]

Hallo zusammen,

Glaube das Stromsteigerung auf 1,1 A kommt durch starke Magnete,Knick ist noch immer da und nicht kleiner geworden,sprich das er spöter wirkt.Wir haben alle mögliche Gründe durchgekämt und keine Ausweg gefunnden,bleibt nur eine Geni bauen mit mehr Querschnitt und Klauen mit Leitfähigstens Material für Magnetischefeldlienien,als letzte mögliche Ausweg dem Knick auf Spur zu kommen,mehr weis ich nicht.

Habe heute Test noch in Reihenschaltung gemacht,hier Ergebnisse:

6 Bleche..=...0,98 V.. 130 mA
12 Bleche.=....0,95 V.. 137 mA
19 Bleche.=....1.00 V.. 127 mA

Grund das bei 6 Blechen und anderen keine unterschiede gibt kann Magnetbreite sein,nemlich 6 Bleche haben eine Breite von 6 * 0,36 = 2,16mm
12 Bleche haben 4,32mm und 19 Bleche 6,84mm.Magnet ist 3,9 mm breit so glaube das dies Grund ist für solche Ergebnisse.
Spanungen sind in Lehrlauf gemessen, bei 19 Bleche und Kurzschluss habe 0,151 V gemessen.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Glaube das Stromsteigerung auf 1,1 A kommt durch starke Magnete

Naja das wissen wir ja sogar definitiv, denn das einzige was sich grundsätzlich änderte war die Verwendung anderer, stärkerer Magnete.
Der Stator blieb ja unverändert.
Entscheindend sind doch aber Schlussfolgerungen die man aus den Erkenntnissen zieht, sprich was funktionierte jetzt anders,
wie genau wirkte sich das ganze aus, warum genau stieg der Strom an, welche Faktoren haben sich verändert.

Wir haben alle mögliche Gründe durchgekämt und keine Ausweg gefunnden.

Hmmm.. ich zumindest glaube einen möglichen Ausweg gefunden zu haben, ich habe das weiter oben im Detail erläutert.
Vielleicht hast du das gar nicht gelesen.

,bleibt nur eine Geni bauen mit mehr Querschnitt und Klauen mit Leitfähigstens Material für Magnetischefeldlienien,
als letzte mögliche Ausweg dem Knick auf Spur zu kommen,mehr weis ich nicht.

Ich glaube eher der wichtigste Punkt ist die Wirkung des Bypass zu verringern.
Der Querschnitt ist im Prinzip vorgegeben und von der Baugrösse abhängig. Er steigt automatisch mit zunehmender Baugrösse.
Die Leitfähigkeit des Materials könnte das grösste Problem werden.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

habe alles gelesen und für Bypas sollen Krallen mehr Abstand haben.Wenn wir neue Geni bauen dann ist natürlich das wir alle Erkäntnisse anwenden in Neubau,so habe das nicht erwent.

Habe eine Frage, greift Sekundenkleber Kupferdraht an,will Spule an zwei Punkten fixsieren so dachte mit Sekundenkleber ist am schnellsten,aber es gibt Kleber die durch Chemische Reaktion Lake,Metalle,gummis angreifen.Vieleicht gehört auch Sekundenkleber da zu.?

Grüße

Ekofun