Haftkraft und Flussdichte vom Magneten

[Ekofun]

Hallo Bernd, und allerseit,

für Generatobau ist wichtig auch erforderliche Maß in etwa zu bestimmen vom Magnetn.Natürlich kan mann Magneten auf Leufer ankleben und Spanung ist schon da.So dachte ich aber ist nicht so einfach.Bei Magnetenkauf bekam ich Diagramme wo Arbeitspunkte aufgezeichnet wurden,dan anzahl vom KJ/m^3,Remanenz in mT und so weiter.Konte damit nichts anfangen,heute sehe ich das mit anderen Augen und habe zumindest etwas verstanden.

Habe heute eine kleine Datei gemacht,Thema ist damit nicht fertig kommt noch was spöter,ich hoffe das Geheimnise durch vile Mitglider entdeckt werden und so ist jedem geholfe.?
Ich lade jetzt(versuche) mein Datei

Viele Grüße allerseits

Ekofun

[Bernd]

Also deine Formeln verstehe ich nicht. Ich habe mich zwar noch nicht mit der Berechnung von eisernen
Generatoren befasst, aber wieso da Formelzeichen für "Joule" und "Ampere" drinn vorkommen ist mir schleierhaft.
Wie hoch der fliessende Strom später ist kann ich doch nicht mit einer Formel für die magnetischen
Eigenschaften bestimmen ? Oder sind das die "Amperewindungen" ? Kann ja aber auch nicht sein weil
in deiner Formel geht es ja noch gar nicht um die elektrische Seite.
Vielleicht geht es da um die Sättigung des Materials das bei einer bestimmten Amperewindungszahl auftritt.

Eiserne Generatoren selber bauen scheidet ja im Grunde wegen des laminierten Aufbaus des Kernmaterials aus.
Was noch geht ist einen vorhandenen eisernen Motor/Generator mit Permanentmagneten zu bestücken.
Hier kann man das Ergebnis aber recht einfach und ohne viel Rechnerei abschätzen, denn es wird nach Bestückung
mit Neodymmagneten in etwa so liegen wie mit der stärksten möglichen elektrischen Fremderregung zuvor.
Das heisst das z.B. eine umgebaute Lichtmaschine, bei der der Rotor mit Magneten bestückt wurde, in etwa die
Leistungswerte abgibt wie zuvor mit dem elektrisch erregten Rotor bei dessen maximaler elektrischer Erregung.


Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

hmm..jetzt sehen Sie wie das kompliziert ist,aber es geht nicht um Strom oder Spanung.Diese Formeln sind um Magnetgröße zu berechnen im voraus(wer kann)um spöter bestmögliche Resultate bekommen.

Bei Conrad kaufe ich Magnete Material N35 mit disen begleit Diagrammen und da stehn dise Jul und Remanenz,Koerci-sterke in KA/m und so weiter.

Nach Daten zu beurteilen Energie=B*H ist 270 KJ/m^3,T=im durchschnitt 1150 mtT,Koercitivstärke 920 KA/m.Sollte Magnet zu klein sein dann laut Rechnung erhöen sich KA/m und Magnet wird schwch.In dise Rechnung ist Luftspalt mit dabei,H/D macht man vorher.

Liebe Bernd ich bin selbst überfordert aber wäre schöen zu wissen alle Zusamenhänge,wir alle arbeiten damit.

Ich schicke in Excel ein Diagram,zuerst muß ich aber zeichnen,kommt aber heute noch.

Viele Grüße

Ekofun

P.S: fehlt mir ein: Magneten werden magnetisiert mit grßosen Feldstärken in KA/m es kan sein das dies Koercitive Stärke ist und bei überschritten vom
Arbeitspunkten wird er geschwächt,?

[Bernd]

Ich habe mal einfache Messungen an Magneten mit einem Hallsensor gemacht.
Dabei bemerkte ich das der magnetische Fluss direkt an der Oberfläche von Magneten aus dem gleichen Magnetmaterial
immer gleich hoch ist, egal wie dick sie sind.
Einzig wie weit sich das Magnetfeld über den Magneten wölbt war von dessen Dimensionen abhängig.
Das heisst der Fluss fiel bei kleinen Magneten mit zunehmender Entfernung zum Magneten viel schneller ab
als bei grossen.

Für einen Generator ist eigentlich nur die Höhe des magnetischen Flusses innerhalb der Spule oder innerhalb
des Kupferdrahtes (eisenloser) wichtig.
Die Höhe des magnetischen Flusses kann man mit dem Programm FEMM ermitteln.
Dinge wie Haftkraft, Nm, etc. sind dabei nicht wichtig. Man gibt nur die Magnetdaten ein und das Programm
errechnet daraus den Fluss und stellt ihn auch graphisch dar. Leider ist das Programm von der Bedienung her eine
mittlere Katastrophe.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

schicke Dir ein Beispieldiagram,so sehen auch echte,um zu sehen was ich meinte.Ich bin aber zufriden das mann diese Sachen nicht braucht.

Wie funkcionirt ein Generator ohne Eisen,Indukcion kommt auch in Luftspulen
zu stande aber mit Eisen drin steigt Flussdichte um vielfache,jede Trafo,Motor etc hat Eisen.Ich verste das nicht.

Vile Grüße

Ekofun

[Ekofun]

habe vergessen Knopf zu drücken

[Ekofun]

Hallo Bernd,

habe vor 8 Jahren ein Generator gebaut mit n30 Magneten,insgesamt 54 Stück
18-polige Maschiene,Nenndrehzahl 333 U/min.Bei 150 U/min 11,4 V unbelastet.Meine Bohrmaschiene konnte ihn nicht drehen bei Belastung,Ding hatte 54 Nuten,jede Fase 9 Spulen,sehenSie auf Bild deutlich,jede Fase andere Farbe.Eingetliche Zwekdiese Nachricht:macht mann heute nicht mehr solche Sachen???,nur Eisenlose.

Magnete damals habe mit Diamantscheibe die durch Wasser dreht geschnitten,geht das auch mit NdFeB Magneten?

jetzt häenge meine Skize bei.

Viele Grüße

Ekofun

[Bernd]

Das war dann ja wirklich ein Generator für sehr niedrige Drehzahlen.
Was für Leistungen konnte der Generator erzeugen bzw. wofür wurde er eingesetzt ?

Eisenlose Generatoren funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie eiserne. Es fehlt lediglich das Eisen
innerhalb der Spule, mehr nicht.
Das Eisen verwendet man deshalb weil man durch den Einsatz von Eisen auch aus relativ schwachen Magneten
relativ hohe Flussstärken innerhalb der Spulenkerne erzeugen kann.
Der Grund ist das Eisen den magnetischen Fluss viel besser leitet als Luft. Zusätzlich kann der Eisenkern auch
noch so angeordnet werden (Stichwort Polschuh) das der Fluss im Spulenkern konzentriert wird.

Seit einiger Zeit stehen uns Magnete zur Verfügung (Neodym) die eine so hohe Leistungsfähigkeit besitzen das man auf
den Einsatz von Eisen in bestimmten Fällen verzichten kann.
Eisenlose Konstruktionen weisen deutliche Vorteile aber auch Nachteile gegenüber den eisernen Kollegen auf.
Ihr grösster Vorteil ist das völlige Fehlen eines Rast- oder Haltemomentes, was zu einem unglaublichen
Leichtanlauf so eines Generators führt. Auch ein 10KW eisenloser Generator lässt sich unbelastet mit dem kleinen
Finger drehen. Das ist ein grosser Vorteil für anlaufschwache Windräder.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

Generator wurde für einen Arbeits kolegen in Aifel(beiAache Ruhesee) für Savonius gebaut,ich habe nur Generator gebaut er hatte Material besorgt.Wie gesagt ausprobieren konnte ich nicht,hatte keine Antribsmaschiene

Scheze solte um 800 Wat haben,vileicht kannst mal rechnen:

Ich weiß noch das jede Spule 3 m Draht hat und zwar wurde mit zwi Drehte vom 1,1 mm dicke und 16 Wdg gewickelt,so sollte Wiederstand zwischen Fasen ca 0,18 Ohm sein. wie das weiter geht weiß ich nicht.Laut Tabellen für i mm^2 ist 5 Ampere zulesig mansche Motoren haben noch höhere Stromdichten.
Ich weiß es nicht,vileicht können Sie das eraten?

Jedenfals der Mann war sehr zufrieden,hatte Getribe 1:2,Bateriestation vom 400 Ah.Warscheinlich oben gibts viel Wind.

Können sie mir eine Anleitung schicken über bau dise neuheits Generator,hette gerne ein Versuch machen natürlich klein,erst dann grössere
Sachen?,mann sagt "Probieren geht über studieren".

Viele Grüße

Ekofun

[Bernd]

eine Phase = 9 Spulen aus 3m doppelt gewickelten Kupferdraht von 1,1mm Durchmesser ergibt:

(9 x 3 x 0,0178 x 0,55²x3,14) /2 = 0,24 Ohm pro Phase

11,4 Volt bei 150 U/min = 0,076 Volt pro U/min
Nenndrehzahl = 333 U/min
333 mal 0,076 = 25,3 Volt bei Nenndrehzahl

Maximale Abgabeleistung = Kurzschlussleistung durch 4
Kurzschlussleistung = U² / R
R bei Sternschaltung = R Phase x Wurzel 2
R bei Dreieckschaltung = R Phase durch Wurzel 2

R Stern = 0,24 x 1,73 = 0,415 Ohm
R Dreieck = 0,24 durch 1,73 = 0,138 Ohm

Kurzschlussleistung bei Stern wäre = U²/R = 25,3²/0,415 = 1542 Watt
maximale Leistung bei Stern wäre = Kurzschlussleistung/4 = 1542/4 = 385,5 Watt

Kurzschlussleistung bei Dreieck wäre = U²/R = 25,3²/0,138 = 4638 Watt
maximale Leistung bei Dreieck wäre = Kurzschlussleistung/4 = 4638/4 = 1159 Watt

Es kommt für die maximale Leistung also darauf bei welcher Verschaltung der Generator diese Spannungswerte erzeugte.

Die Rechnung lässt induktive Einflüsse durch Impedanzveränderung sowie die maximal zulässig Stromstärke unberücksichtigt.
Wenn die maximal zulässige Stromstärke nur 5A wäre, wäre die maximale Leistung viel geringer.
Bei einem Drahtquerschnitt von 2 x 0,55² x 3,14 = 1,9 mm² würde ich die zulässige Stromstärke aber weit höher
ansiedeln. Mindestens das 10 fache des Querschnitts sollte schon drinn sein.
Genau kenne ich mich da aber auch nicht aus. Die Konstrukteure von bürstenlosen Modellmotoren belasten den
Drahtquerschnitt noch viel höher.

Grüsse

Bernd