Berechnung Durchmesser und mehr

[Ekofun]

Hallo,

hier http://www.magnet-magnete.eu gibt es große Auswahl vom Ferritmagneten,diese 60 x 20 x 13,6 kostet 1.07 Euro,bei 100St. kostet dann St.0,93 Euro. Remanennz ist min. 0,41T.

Bei diese Konstruktion haben wir 0,258 T Flusdichte Mittelwert von 2 und 4 mm Luftspalt. Ergebnise mal 4 genommen.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Bei diese Konstruktion haben wir 0,258 T Flusdichte Mittelwert von 2 und 4 mm Luftspalt. Ergebnise mal 4 genommen.

Wie meinst du das mal 4 ? Den errechneten Endwert mal 4 ?
Mittelwert zwischen 2 und 4mm würde ja bedeuten das der Raum für den Stator nur 3mm mal 2 = 6mm hoch wäre.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

zuerst Luftspalt 2mm ,H mal 2 weill Eisen = 139,9mT,dann Luftspalt 4mm = 118,5 und von diesen beiden Werten Mittelwert genommen = 129,2mT.

Das mal zwei(andere Seite) = 0,258 T. Kruppprogramm.

Richtige Luftspalt wissen wir noch nicht,wie hoch Schenkel werden,so habe 4mm genommen.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Ein 4mm dünner Stator dieser Grösse würde vermutlich sehr instabil werden und bietet wenig Raum für das Kupfer.
Meistens ergeben sich gute Kombinationen aus Kupfervolumen und Flussdichte wenn der Abstand zwischen
den Magneten der beiden Scheiben ca. 1 bis 2 mal Magnethöhe beträgt.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

siest Du,das habe verkehrt verstanden in Tool,dachte Magnet vom Magnet max. 2 mal Magnetdicke.Das gilt aber für Scheibenabstand.

Jezt habe verstanden.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Der Abstand von einem Magnet zum gegenüberliegenden anderen Magnet ist der Abstand der interessant ist.
Also der Luftspalt zwischen sich gegenüberliegenden Magneten im Scheibengenerator. Dieser Magnetabstand zwischen
denen sich der Fluss ausbildet ist das was interessiert und worauf sich die Angabe im Programm bezieht.

Auf einer Scheibe können die Magnete auch dicht bei dicht sitzen. Man verliert dann zwar etwas an Fluss weil
zwischen den dicht sitzenden Magneten teilweise ein magnetischer Kurzschluss etnsteht, in Summe entsteht durch
die höhere Packungsdichte mehr Fluss als man verliert. Aber das nur am Rande.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Ich habe mal einen Dual Scheibengenerator mit Hilfe des Scheibengeneratortools berechnet der auf den von Bambuz
vorgeschlagenen Ferrit Magneten mit 60 x 40 x 15mm basiert. Ich habe versucht einen möglichst günstigen Kompromiss aus Materialeinsatz
und Ergebnis zu erzielen.
Ziel war dabei die Startspannung des Windmaster Wechselrichters von ca. 35 Volt bei einer Rotorumdrehung von 35 U/min zu erreichen.
Als Leistung hatte ich angesichts der Windradgrösse 300 Watt angepeilt.

Heraus kam ein Generator dessen Statoraußenumfang "nur" ca. 48cm beträgt. Die Magnetscheibe hat sogar nur gut 40cm Durchmesser.
Er benötigt insgesamt auch nur 32 Magnete, 16 pro Scheibe, was die Magnetkosten angesichts des Einsatzes von günstigen Ferritmagneten
auf ca. 90 Euro beschränkt.
Notgedrungener Wehrmutstropfen bei einem relativ grossen Durchmesser ist der Einsatz von relativ viel Kupfer.
In diesem Fall sind es ca. 3,6 kg Kupferlackdraht mit 0,8mm Durchmesser, geht aber auch noch finde ich.

Der Innenwiderstand liegt bei diesem Generator bei ca. 18,6 Ohm.
Die angepeilten 300 Watt würde der Wechselrichter bei ca. 100 Volt abfordern, das heisst für 300 Watt an 100 Volt würde ein Strom von ca. 3 A fliessen.
Die Verluste in den Spulen bei 300 Watt Leistungsabgabe betragen: Strom² mal Innenwiderstand = 3² mal 18,6 = 167 Watt
Das heisst abgegebenen 300 Watt ständen 167 Watt Verluste gegenüber was einen Wirkungsgrad bei 300 Watt von ca. 65 % entspricht.
Das ist nicht berauschend, aber der Wirkungsgrad steigt bei geringerer Leistungsentnahme deutlich an.
Bei kleinen Leistungen kann der Wirkungsgrad Werte von über 90 % annehmen und das dürfte die Hauptnutzungdauer ausmachen.

Dies ist ein Beispiel für eine möglichst günstige Generatorvariante die sich natürlich noch modifizieren lässt.
Wenn wir einen höheren Wirkungsgrad bei 300 Watt wünschen, oder die Nennleistung insgesamt höher liegen soll wird er etwas grösser/teurer.

Hier die Daten die das Tool errechnete :
Bitte den unteren Teil im Tool mit Angaben für Leistung und Wirkungsgrad total vergessen, die gelten nur für direkte Akkuladung und
nicht für die Nutzung an einem Einspeiser.

47cm_16mag_60x40x15.xls

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Grüsse

Bernd

[Bernd]

Jetzt eine leistungsgestärkte Version, etwas teurer.
Wir benötigen hierfür 20 Magnete pro Scheibe, also insgesamt 40 Magnete und 15 Spulen im Stator.
Der neue Statordurchmesser beträgt 53 cm.
Der Magnetrotordurchmesser beträgt 46 cm.
Der Kupferdraht hat hierbei 1mm Durchmesser.
Das Kupfergewicht beträgt ca. 4,5 kg

Der Innenwiderstand hat sich fast halbiert auf 9,5 Ohm.
Dementsprechend haben sich auch die Verluste bei gleicher Spannungs/Stromentnahme ebenfalls fast halbiert.
Maximal sind jetzt bei 125 Volt ca. 500 Watt bei einem Wirkungsgrad von ca. 76% möglich.

500 Watt sind die Obergrenze die der beispielhafte Wechselrichter vertragen kann.
Insofern wäre das eine gute Auslegung mit einem akzeptablen Wirkungsgrad unter Volllast.
Unter Teillast steigt der Wirkungsgrad wie gehabt stark an.
Die meiste Zeit in der das Windrad Leistung erzeugt, dürfte der Wirkungsgrad des Generators in der Region um 90 % liegen.

53cm_20mag_60x40x15.xls

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Grüsse

Bernd

[Bernd]

Jetzt noch das "Topmodell", wiederum etwas grösser und teurer.
Wir benötigen hierfür 24 Ferrit Magnete 60 x 40 x 15mm pro Scheibe, also insgesamt 48 Magnete sowie 18 Spulen im Stator.
Der neue Statordurchmesser beträgt 59 cm.
Der Magnetrotordurchmesser beträgt 52 cm.
Der Kupferdraht hat 1,2 mm Durchmesser.
Das Kupfergewicht beträgt ca. 5,4 kg

Der Innenwiderstand beträgt nur noch ca. 5,5 Ohm.
Dementsprechend haben sich auch die Verluste bei gleicher Spannungs/Stromentnahme weiter reduziert.
Bei 125 Volt und 500 Watt und somit unter Volllast beträgt der Wirkungsgrad sehr gute ca. 85 % !!
Dieser Generator würde im Normalbetrieb fast immer mit einem Wirkungsgrad in der Gegend von 90 bis 95% arbeiten.

59cm_24mag_60x40x15.xls

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Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

habe mir Deine Rechnung(59) in Tool angekukt und der Tool braucht 127 Wdg/Spule.Das ist "unheimlich" weil:

Daten:
B... = 0,28 T
L... = 0,06 m... Magnetlänge 60mm
r... = D/2 = 0,26 m
U/min = 36,2
Alfa = 0,6.... vileicht noch mehr
2pi = 6,28
U soll 35 v sein

Kannst selbst rechnen ich habe 59,3 Windungen ausgerecnet stat 127 Windungen laut Tool.Jezt bin fast hanze Tag am grübeln wo denkfehler liegt so denke das "unsere Formeln" für Scheibengeni nicht geeignet ist,aber für Überlapende Spulen mögliche Weise doch.Leztere werde erfahren wenn mein Geni fertig wird.

Das ist die Frage die mich wurmt Indukzion Rechnungen basieren auf gleichen Phisikalischen Gesetzen,wie kommen dann solche krasse Unterschiede zu stande.?

Grüße

Ekofun