Modellgenerator / Baubericht

[Manfred]

Hallo Andreas,

das wäre mir eine gute Erklärung warum diese polnischen Supergeneratoren ( im Forum besprochen ) schon bei einer geringen Drehzahl eine so hohe Spannung erzeugen. Dann bringt die Magnetanordnung in Längsrichtung der Achse wahrscheinlich mehr als das Stapeln der Magnete in die Höhe. Das wäre doch mal ein Projekt, wer nimmt es in die Hand ?

Grüsse
Manfred

[Bernd]

Es gibt unterschiedliche Meinungen zu diesem Thema.
Die einen meinen das die Spannung beim eisenlosen Generator nur durch das direkte Einwirken des Magnetfeldes auf den Kupferdraht
induziert wird, die Spannung also direkt in den Draht hinein induziert wird, so wie es Faraday einst heraus fand.
Ich war bis vor einiger Zeit ein glühender Verfechter dieser Theorie.
Die anderen sagen, nein auch für den eisenlosen Generator gilt die gleiche Induktionsformel wie für "normale" Spulen mit Eisenkern.
Bei dieser "Spulenformel" ist es aber egal ob sie rund, quadratisch oder länglich aufgebaut ist, es zählt einzig deren Flächeninhalt.
Günstig sind da sogar runde oder quadratische Formen, weil sie für relativ viel Fläche wenig Draht benötigen.
Bei der Formel für die direkte Induktion in den Draht hinein ist hingegen nur die Länge des Drahtes/Spulenschenkels der vom
Magnetfeld getroffen wird entscheidend. Hier wären längliche Spulen günstiger.
Tatsächlich ergeben sich aber sehr ähnliche Ergebnisse, egal mit welcher Formel man die Höhe der Induktion berechnet !!

das wäre mir eine gute Erklärung warum diese polnischen Supergeneratoren ( im Forum besprochen ) schon bei einer
geringen Drehzahl eine so hohe Spannung erzeugen.

Nein das glaube ich nicht. Bei den polnischen Generatoren handelt es sich um eiserne Gesellen bei denen unzweifelhaft die
normale "Spuleninduktionsformel" angewendet werden muss. Hier ist wie gesagt nur die Grösse des Flächeninhaltes der
Spule ausschlaggebend, nicht die Formgebung der Spule.
Die teils längliche Spulenform in den eisernen Motoren/Generatoren resultiert wohl mehr aus der benötigten Anzahl von
Polen die man für eine bestimmte Drehzahl benötigt. Da der Platz naturgemäß begrenzt ist, werden die Spulen dann
schmal-länglich ausgeführt.

Dann bringt die Magnetanordnung in Längsrichtung der Achse wahrscheinlich mehr als das Stapeln der Magnete in die Höhe.

Weitere Magnete hintereinander ergeben eine grössere, längere Spule und damit mehr Spannung.
Allerdings steigt auch im gleichen Maße der Innenwiderstand durch die nötige Verwendung von mehr Kupferdraht.
Beim Stapeln von Magneten übereinander sollte die Spannung durch ein stärkeres resultierendes Magnetfeld auch steigen.
Allerdings bei der GLEICHEN Menge an eingesetzten Kupferdraht denn die Spulebgrösse bleibt dabei ja gleich.
Der Innenwiderstand bleibt somit auch gleich und steigt nicht an. Das ist ein erheblicher Vorteil.
Wir erinnern uns "möglichst viel Spannung bei möglichst geringen Innenwiderstand" war das Ziel beim Generatorbau.

Grüsse

Bernd

[Manfred]

Hallo Bernd,

Wir erinnern uns "möglichst viel Spannung bei möglichst geringen Innenwiderstand" war das Ziel beim Generatorbau.

dieses "Gesetz" behalte ich immer im Auge, der Sinn ist mir auch klar geworden.
Aus den Experimenten beim eisenlosen Scheibengenerator: durch hinzufügen der einseitigen Eisenscheibe mit den 6 Abdrückschrauben am Rotor ergab sich eine Steigerung der Spannung von etwa 25%. Die will ich haben, so habe ich gejammert. Darum habe ich jetzt der Rotor aus Eisen gebaut. Der Stator bleibt weiter eisenlos ( Kunststoff ) und dadurch bleibt der Generator rastfrei.
Wenn die erste Lage der Magnete verklebt ist, kommt eine zweite Lage drauf. Bei unseren erheblichen Magnetbeständen sind wir ja frei für ungebremste Experimente. Dann wird mit derselben Spule wieder gemessen.
Und jetzt Computer aus und ab in die Werkstatt zum Nuten fräsen.

Grüsse
Manfred

[Ekofun]

Hallo Manfred,Hallo Bernd,

über Wirksame Fläche gibt es normale Weise keine Neuheiten,sie blebt wichtig
bei allen Genis ob Eisenlos oder nicht.Magnetische Flußdichte(Tesla T) bedeutet 1V/s pro m^2(Induktionspanung).Um so mehr eine Spule länger ist so ist auch Fläche größer und Magnetische Induktion.Ideal weren Spulen lang aber schmal und mit dicke Draht gemacht,so das Wickelbogen ser klein sind.Dadurch haben wir weniger Verluste.

Bei Eisenlosen Genis sind Spulen sogenannte Luftspulen und Da ist auch Länge wichtig aber genau so wichtig Magnetische Flußdichte vileicht auch mehr,weill Luftkonstante ist: 1,257^-6, und da ist keine Verstärckung durch Eisen.Das ist ein Nachteil vom Eisenlosen Genis,sollen sehr Starke Magnete haben und warscheinlich mehr Kupfer,aber haben keine Rastung der für Anlauf der Windräder sehr wichtig ist.

Was betrifft Formel für Ausrechnungen vom Spanung jede hat Leiterlänge Daten.

Persönlich bin zum volgendes gekommen:Eisenlosegenis mit dicken Neodimmagneten und Eisengeni mit Feritmagneten bauen.Resultat ist fast gleich.
Mein Eisegeni hat 12 Feritmagneten,60x10x10mm,Rastung ist ca 0,05Nm,und
Leistung um 300W,anfang bei 120U/min.Könnte mehr Leisten aber ich wollte
nidrige Drehzahlen so ist nur mit 2 Drähte 0,75mm D gewickelt.Genaue Daten kommen noch.

Wenn Manfred 3 Magneten aufeinander klebt hat 7,5mm Magnethöhe und könte dann mit 0,65mm Draht genau solche schmale Spulen machen,scheze hat dadurch um 30% mehr Spanung,vileicht noch mehr.Und wenn dazu noch längere Spulen kommen dann hat er wieder mehr Spanung.Aber das kann man nur durch Versuche herausfinden.

Viele Grüße

Ekofun

[Manfred]

Hallo,

die erste Magnetlage ist in einer 0,3mm tiefen Nut eingeklebt. Durch die Nut war die Montage sehr einfach und die Magnete leicht zu bändigen. Die zweite Lage sitzt nur, gehalten von der Magnetkraft, auf der ersten Lage. Von der Optik gefällt mir das so schon besser.

DSC00557.JPG (100.09 KiB) 6423-mal betrachtet

Von meiner geplanten Anwendung: etwa 5 - 8 Rücklicht - Glühbirnen von einem Fahrrad zum leuchten zu bringen, da bin ich wohl schon weit über Plan.
Aber vielleicht kommt es ja durch diese Experimente zu Ergebnissen oder Ideen die man dann für einen Windradgenerator nutzen kann.
Die Spule könnte nun im Schenkel etwas breiter werden, dadurch würde sich die Höhe der Spule, bei gleicher Drahtlänge, verringern.
Das war nicht geplant: mein Statorgehäuse aus den Versuchen mit dem Scheibengenerator passt wie die Faust aufs Auge.

DSC00558.JPG (95.42 KiB) 6423-mal betrachtet

Nun muss ich mir noch eine neue Spule basteln und dann wird wieder gemessen.

Grüsse
Manfred

[Bernd]

Super Manfred, ich bin schon so gespannt auf die Werte mit der neuen Spule.

In Erwartung

Bernd

[Manfred]

Hallo Bernd,

doppelte Lage / Streicholzmagnete:

Testbedingung wie gehabt:
RPM 575 1,40V bei 1mm Luftspalt 1,00V
RPM 1080 2,84V bei 1mm Luftspalt 2,00V
0,5mm Backlackdraht, Länge 2,8m Anzahl der Windungen unbekannt

mit diesem Ergebniss bin ich weit über mein Wunschziel hinaus geschossen. Jetz werde ich das Ganze erst einmal vergiessen und dann kann ich für Testzwecke noch eine provisorische dritte Lage aufbringen. Ich baue mit zwei Lagen weiter.
Die Streichholzmagnete sind ein richtiger Griff in`s Schmalztöpfchen.

Grüsse
Manfred

[Bernd]

Hallo Manfred, ich fasse mal zusammen:

Eine Lage Magnete : 1,18 Volt und 2,4 Volt
Zwei Lagen Magnete : 1,40 Volt und 2,8 Volt

Das entspricht einer Steigerung von 18,65 % bzw. 16,66 %

Wenn man bedenkt das diese Steigerung ohne die Notwendigkeit mehr Kupferdraht einzusetzen entstand,
dann kann man für die umgerechnet ca. 60 Cent an "magnetischen Mehraufwand" mit dem Ergebnis
ganz zufrieden sein, auch wenn ich so ca. 20 bis 25% erwartet hätte.
Mit der dritten Lage kommen wir dann wohl in diese Region.

Ich bin doch ein bisschen erstaunt das die winzigen Magnete so gute Ergebnisse bescheren.
Man muss allerdings dazu sagen das das Ergebnis schon bei nur 1mm Luftspalt um ca. 30% geringer ausfällt.
So gute Ergebnisse erzielt man also nur bei einem sehr präzise gefertigten Generator mit sehr geringen Luftspalt,
wofür Manfred ganz sicher ein Garant ist.

Manfred wenn es nicht zuviel verlangt ist würde ich dich bitten mal Spannungen bei steigenden Luftspalten aufzunehmen.
Ich fände es interessant zu wissen wie sich das verändert, also z.B. 0,1mm, 0,5mm, 1mm, 1,5mm, 2mm, 2,5mm und 3mm.
Ich schätze bei mehr als 2mm tut sich nicht mehr viel. Wenn dem so wäre wüsste man auch gleich wie flach die Spule
idealerweise sein sollte, aber ich denke mit den 2,5mm Spulenhöhe liegst du schon ganz gut.

Grüsse

Bernd

[Manfred]

Hallo Bernd,

wie beeinflusst der Luftspalt, zwischen Spule und Magnet, die Spannung?

Test bei 1080 RPM bei zwei Lagen mit den Streichholzmagneten

0,5mm = 2,84V
1,0mm = 2,37V
1,5mm = 1,89V
2,0mm = 1,65V
2,5mm = 1,37V
3,0mm = 1,14V
3,5mm = 0,95V
4,0mm = 0,78V
4,5mm = 0,65V
5,0mm = 0,54V

mit diesen Magneten kann ich nun auch mein Erstlingswerk retten. Der ist elektrisch total daneben gegangen.

DSC00392.JPG

Grüsse
Manfred

[Bernd]

Danke Manfred für die Spannungsreihe.
Ich hätte den Abfall der Spannung mit zunehmenden Luftspalt sogar noch dramatischer erwartet.

Was für Probleme hat denn dein Erstlingswerk ?

Grüsse

Bernd