Dual Scheiben Generator mit 6 Spulen

Dual Scheiben Generator mit 6 Spulen

Beitragvon Jens944S2 » So 9. Nov 2014, 14:20

Hallo Allerseits,

ist mein erster Beitrag (-:
Ich hab zur Zeit ein etwas peinliches Problem. Vor Jahren habe ich mir mal einen Dual-Scheibengenerator gebaut, der sollte dann an einen Savonius-Rotor. Das ist schon lange her (~2005) und der Rotor ist nie fertig geworden.
Jetzt möchte ich den Generator aber doch noch nutzen, habe dafür aber keine Unterlagen mehr.
Leider hab ich keine Ahnung, was ich mir bei diesem Aufbau so gedacht hatte...
Vielleicht könnt ihr mir helfen, den Generator wieder zu verstehen und die beste Beschaltung herauszufinden (wieveiele Phasen, Stern/Dreieck, …).

Hier mal die Daten des Stators:
Drahtstärke: 0,8mm
Spulenanzahl: 6
Max. Länge x Max. Breite x Höhe: 10cm x 6cm x 1cm
Paket-Dicke: ca. 1,5cm
Wicklungszahl: ?
Widerstand: ca. 1,4 Ohm pro Spule

Magnete:
Außen-Durchmesser 19,1 mm
Innen-Durchmesser 9,5 mm
Höhe 6,4 mm
Magnetisierung: N42
Anzahl: 12 x 2 = 24 pro Rotor

Meine Fragen sind also: Ich habe 6 Spulen und im Prinzip 12 Magnete. Ist damit eine normale 3 Phasen Stern- oder Dreieckschaltung möglich?
Die Welle wird sich mit ca. 150 – 250 rpm drehen. Was würdet ihr für eine Leistung prognostizieren?
Sind die Spulen überhaupt richtig herum eingegossen?

In einem ersten Test habe ich alle möglichen Anschlusskombinationen durchprobiert. Die Spannung sowie die Leistung war immer sehr gering.
Dateianhänge
HPIM1592.png
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Jens944S2
 
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Re: Dual Scheiben Generator mit 6 Spulen

Beitragvon andreas » So 9. Nov 2014, 18:02

Hallo,

die Spulen sind so weit ok, aber die Magnetanordnung ist fast wirkungslos. Die Magnete sollten die langen Schenkel der Spulen quer überstreichen. Und etwas größer dürfen die Magnete auch sein. Von der Zusammenstellung ist das ein Wechselstromgenerator mit einer Phase, also alle Spulen in Reihe schalten.

MfG. Andreas
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Re: Dual Scheiben Generator mit 6 Spulen

Beitragvon Ekofun » So 9. Nov 2014, 20:38

Hallo Jens944S2,

Magneten sollten so aussehen,z.B. 40 x 10 x 5mm(L,B,H) dann ist Indukzion in Spulen optimal.Spulenschenkellänge ist Magnetlänge.
Habe auf Ihre Bild ein Magnet gzeichnet aber er soll nicht so schreg montirt werden.

Zwischenablage111.jpg
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Grüße

Ekofun
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Re: Dual Scheiben Generator mit 6 Spulen

Beitragvon Bernd » Mo 10. Nov 2014, 17:15

Hallo Jens und herzlich willkommen im Forum.

Wie die anderen schon schrieben ist die Form und Platzierung deiner Magnete alles andere als ideal.
Die Magnete sollten so montiert werden das sie sich über dem Spulenloch bewegen, nicht über deren Außenkanten.

Die Pole sollten sich jeweils abwechseln. Die Magneten die beide gleichzeitig ein Spulenloch treffen sollten aber gleichpolig sein.
Das heisst einmal beide Nordpol und die nächsten dann beide Südpol etc.
Auf der anderen Magnetescheibe sollten dann die entgegengesetzten Magnetpole stehen so das sich die Scheiben anziehen.

Eine 3 Phasenbetrieb ist mit dieser Magnet/Spulenanordnung nicht möglich. Sie ermöglicht aber einen 1 Phasen Generator.

Die mögliche Leistung in der bisherigen Anordnung bei der genannten Drehzahl würde ich grob mit 10 Watt einschätzen.
Allerdings nur wenn die Magnetanordnung richtig wäre.


Grüsse

Bernd
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Re: Dual Scheiben Generator mit 6 Spulen

Beitragvon Famzim » Di 11. Nov 2014, 12:33

Hallo Jens

Die Anortnung der Magnete am Radius ist ja schon gekärt, wenn es aber Drehstrom sein sollte, kann das mit 10 oder 14 Magnetpaaren gemacht werden.
Dann gehören die gegenüberliegenden Spulen jeweils zu einer Phase!

Gruß Aloys.
Famzim
 
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Re: Dual Scheiben Generator mit 6 Spulen

Beitragvon Bernd » Di 11. Nov 2014, 16:36

Genau, für einen 3 Phasengenerator sollten es mehr Magnete als Spulen sein, aber nicht die doppelte Anzahl wie jetzt.
Wie Alloys schon gesagt hat würde dann die Anzahl der Spulen durch die Phasenanzahl geteilt.
Es gehören jeweils 2 Spulen zu einer der drei Phasen.
Das klassische Verhältnis beim 3 Phasen Scheibengenerator wäre: Anzahl der Magnete zur Anzahl der Spulen = 4 : 3
Das wären dann bei 6 Spulen nach meiner Rechnung 8 Magnete pro Magnetscheibe.

Weil deine Spulen aber so weit ausseinander platziert sind würde das so nicht wirklich klappen denn im Umlauf wenn
eine Spule gerade Spannung erzeugt befindet sich jeweils ein Magnetpaar immer nutzlos im Luftraum zwischen den Spulen so
das du mit 12 Magnetpaaren einen 1 Phasengenerator hättest und mit 16 Magnetpaaren einen Drehstromgenerator.

Wie Aloys auf 10 bzw. 14 Paare kommt wird er vielleicht noch erläutern.


Grüsse

Bernd
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Erklärung der Polzahl.

Beitragvon Famzim » Di 11. Nov 2014, 18:22

Hallo,

ich erkläre mal kurz Spulen-Polzahl-Verhalten.
Normale 3 Phasenmaschinen haben, wenn die Spulen nebeneinander liegen, 4 oder 2 Pole für eine Spule pro Phase.
Diese werden alle gleich herum gewickelt und auch so geschaltet.
Das wird in eingeweiten Kreisen als ABC Wicklung genannt. Dabei stehen die Großbuchstaben für eine Wickelrichtung.
Dann gibt es noch die Kleinbuchstaben, die sind für die Gegenrichtung, die hier ja noch nicht vorkommt
Man muß sich vorher also entscheiden welche Richtung für groß, und welche für die kleinen genommen wird, dann aber für die ganze Maschine.
Das ABC ist also bei 6 Spulen für 8 oder 16 Pole wie Bernd schon geschrieben hat.

Dann gibt es aber noch andere Schaltungen, die sind rastungsärmer, aber doch relatief einfach zu verstehen.
Bei kleinen Motoren, sind sehr viele mit 12 Stegen im Einsatz, die mit ABC schwierig anlaufen wegen Rastung, besonders mit niedrigen 8 Polen.
So hat man die Polzahl geändert, auf 10 oder 14 Pole.
Das geht wenn nur 6 Stege bewickelt werden und jeder zweite frei bleibt, aber dann nicht mehr in ABC, sondern dann A-b-C-a-b-c, also die nächste Spule immer anders herum wie davor die Spule.
Das geht auch erst ab 12 Stege .
So ist der am Umpfang gegenüberliegende Pol ein anderer wie oben, also 5 Pole weiter oder 7 Pole weiter.
Dort ist aber die zweite Spule, von zb Phase eins, und darum anders herum zu bewickeln. (Klein a ).

Weil die Spulen nach aussen eine grössere Windungslänge haben kann diese dann noch auf 2 Stege verteilt werden.
Wird auch verteilte Wicklung oder Zweischichtwicklung genannt.
Diese 2 zusammen gehörenden Spulen sind dann "Gruppen", die fest zusammen gehören, und auch nur in reie geschaltet werden dürfen, da sie nicht ganz gleichzeitig von den Magneten getroffen werden.
Bei Spulenwicklungen ohne Eisenkern kommen die Windungen ja auch nacheinander in das Magnetfeld, und auch wieder heraus, also auch kein Problem.
Nur nebenan sind andere Magnete.
Darum müssen die beiden Spulen dann A a gewickelt werden.
Die Phase daneben wird dann mit klein b angefangen und mit B beendet, die C Phase dann wieder C c, das ist dann der halbe Motor oder Generator, und es geht aA Bb cC weiter.
Dadurch stehen immer 6 Stege zu 7 oder 5 Magneten gegenüber mit sehr wenig Rastung, es geht aber nur mit der zweifachen Anzahl der 6 Stege damit die Magnete wieder paarig sind.
Die "Gruppen" können dann wieder in reie, aber auch parallel geschaltet werden.
Darum gehen mit einer A b C a B c Schaltung auch 10 und 14 polige Generatoren.

Die sollten dann auch unter Last weniger brummen, denn dann rasten die Elektromagnete mit den Permanenten Magneten.
Da gibt es noch mehr Trickschaltungen, zb mit 18 Spulen .
Da gehören dann 3 Spulen zu einer Gruppe, und sind dann für 20 oder 16 Pole geeignet, mit sehr weichem Rundlauf.
Die Schaltung oder besser das Wickelschema ist dann AaA BbB CcC AaA BbB CcC also je Phase 2 dreier Gruppen.
Je geringer die Diverenz zwischen Magnetzahl und Spulen ist, um so weicher ist der Lauf der Maschine.

Gruß Aloys.

Gruß Aloys.
Famzim
 
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Re: Dual Scheiben Generator mit 6 Spulen

Beitragvon Bernd » Di 11. Nov 2014, 19:30

Aloys das was du beschreibst ist hier im Forum auch schon mit Fotos und diversen Beispielen beschrieben.
Viele der Konstellationen wurden besprochen und durchgerechnet etc.
Auch die meisten Rechnerfür solche Motoren geben ja einen Wert für die mögliche Effektivität aus.
Einen Beweis das so eine Konstellation als Generator effektiver wäre, was die Leistungserzeugung anbelangt,
hat aber noch keiner vorgestellt. Geringere Rastung scheint eindeutig erwiesen. Sicher auch weniger Brummen.

Im hiesigen Beispiel ist die Spulenscheibe aber schon fertig und weist eine Besonderheit auf.
Bei ihr sind "nur" 6 Spulen auf einer Fläche verteilt auf der die doppelte Anzahl Platz gefunden hätte.
Benutzt man die "normale" Magnetanzahl die zu der Spulenanzahl passend wäre, dann arbeiten die
Magneten auf ihren Runden die Hälfte der Zeit nutzlos zwischen den Spulen im "spulenleeren Raum".

Bei einer Beschaltung als 1 Phasengenerator könnte man das ausgleichen indem man die doppelte Anzahl
von Magneten verbaut damit keine Lücke zwischen den Spulen entsteht.
Das gleiche scheint auch für den Drehstrombetrieb zu gelten bei dieser Ausnahmekonstellation.


Grüße

Bernd
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Re: Dual Scheiben Generator mit 6 Spulen

Beitragvon Jens944S2 » Di 11. Nov 2014, 20:45

Hallo an Alle!!!

Vielen Dank für die Antworten, die haben mir schon mal weiter geholfen.
Ich habe also mal alle Spulen in Reihe geschaltet und einen Brückengleichrichter angeschlossen.
Mit Drehung per Hand wird eine Leerlaufspannung von ca. 3,5 Volt erreicht, Kurzschlussstrom liegt bei ca. 150mA.

@Bernd: 10 Watt )-: )-: Ich dachte da müsste mehr drin sein.

Ich habe noch ein Paar Magnete mit denen ich neue Rotoren herstellen könnte (12 Stück pro Rotorscheibe):
http://www.supermagnete.de/scheibenmagnete-neodym-gross/scheibenmagnet-durchmesser-20mm-hoehe-10mm-neodym-n42-vernickelt_S-20-10-N

Oder was haltet ihr von diesem Ferrit Magnet:
http://www.supermagnete.de/quadermagnete-ferrit/quadermagnet-60mm-x-30mm-x-10mm-ferrit-y35-unbeschichtet_FE-Q-60-30-10

Die würde ich dann natürlich richtig anordnen, also über den Schenkeln der Spulen. Die Schenkel sind übrigens ca. 7cm lang.

Noch eine Frage: Wenn ich die Rotoren 3 Phasig mit anderer Magnet anzahl auslege, kann ich dann mit höherer Leistung rechnen?

Übrigens: Es soll ein Bleigel Solarakku 12Volt/60Ah geladen werden. Ich möchte mir dafür noch eine Leistungsanpassung bauen.

mfg Jens
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Re: Dual Scheiben Generator mit 6 Spulen

Beitragvon Famzim » Mi 12. Nov 2014, 00:19

Hallo

Nach meinem Wickelrechner sähe es für Drehstrom mit 6 Spulen und 14 Magneten so aus:

Einschicht 12Nut 14pol-1..png
Einschicht 12Nut 14pol-1..png (58.2 KiB) 11606-mal betrachtet


Man sieht die 6 Spulen , ihre Wickelrichtung und die Magnete.
Denkt Euch das Eisen komplett weg, und 14 Magnete sind noch mehr wie 12 :idea:

Gruß Aloys.
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