Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

[MaRiJonas]

Zusammen schaffen wir das! Egal wie oft wir uns vertun. Hauptsache jemand passt auf und kontrolliert.

Gruß

Richard, der immer noch den Zehner sucht?!

[Bernd]

Und Bernd der gern noch wüsste wieso aus hoch 3 nun hoch 2 wurde ? ( Für die Wertigkeit von "Z" = Anzahl der Magnete)

Grüsse

Bernd

[MaRiJonas]

Allerdings entspricht 65,3 Watt zu 23,4 Watt ( 2,79 zu 1) nicht ganz dem vermuteten Verhältnis von 2,489 zu 1 aber es kommt dem schon nahe.

Da hatte ich einfach die Flächen ins Verhältnis gesetzt. Ich hatte für den dünnen Draht 0,45mm Durchmesser angenommen.

0,71^2 / 0,45^2 ist 2,489

Und Bernd der gern noch wüsste wieso aus hoch 3 nun hoch 2 wurde ? ( Für die Wertigkeit von "Z" = Anzahl der Magnete)

Du hattest erwähnt, dass Dein Scheibengenerator mit gleicher Wicklungszahl und Magnetzahl ein Sonderfll ist. Daraufhin habe ich die Spulenanzahl S eingeführt. Habe das aber auch dokumentiert und erwähnt .

Die Zehnerpotenz versteckte sich in den 144*10^9, denn die kommt von (3600/4)*16*10^6 und das ergibt 144*10^8.

Gute Nacht

Richard

[Bernd]

Du hattest erwähnt, dass Dein Scheibengenerator mit gleicher Wicklungszahl und Magnetzahl ein Sonderfll ist. Daraufhin habe ich die Spulenanzahl S eingeführt

Gut das du das ansprichst. Ich glaube da kann man schnell die Anzahl der Spulen mit der Anzahl von Spulenschenkeln verwechseln.
Wir setzen derzeit den Wert 48 für die Anzahl S der Spulen ein, tatsächlich sind es aber nicht 48 Spulen mit 45 Windungen sondern
nur 48 Spulenschenkel . Eine Spule hat ja immer zwei Spulenschenkel.
48 "herkömmliche" Spulen hätte 96 Spulenschenkel in die nur die Hälfte der Drahtanzahl hinein passen würde.
(Was im Endeffekt auf das gleiche hinaus käme, die Nutzer der Formel aber sicher sehr verwirrt)
Tatsächlich richtig wäre 24 Spulen mit 45 Windungen pro Phase, was aber zum falschen Ergebnis führen würde.

Wie kann man das eindeutiger umschreiben ? Ich wäre für " S = Anzahl der Spulenschenkel pro Phase", das passt nämlich immer,
egal ob bei meinem oder jedem anderen mit jedem nur erdenklichen Magnet/Spulen Verhältnis und jeder Bauweise, egal
ob Einzelspulen oder überlappenden Spulen.

0,71^2 / 0,45^2 ist 2,489

Ohh das ist prima, dann passt es ja doch genau wenn wir mit 0,43 rechnen.
Jetzt muss nur noch der reale, noch zu ermittelnde, Messwert zum Formelergebnis passen.
Ich denke aber das könnte klappen.
Sollte die Formel jetzt passen ?


Grüsse

Bernd

[Bernd]

Ich habe mit Richards letzten Formelstand und den Werten des Scheibengenerators aus
dem Kleinwindshop gerechnet.

P = Wirbelstromleistung des eisenlosen Generators in W
d = Drahtdurchmesser in mm (1,6)
Z = Anzahl der Magnete (12)
B = magnetische Flussdichte in T/m^2 (0,75)
n = Umdrehungen in U/min (918)
l = Schenkellänge des Magneten, wirksame Länge eines Drahtstückes in m (0,046)
N = Anzahl der Wicklungen einer Spule bzw. Drähte einer Phase (50)
S = Anzahl der Spulenschenkel je Phase (6)
PZ = Anzahl der Phasen (3)
rho = spezifischer Widerstand in Ohm*qmm/m (Kupfer = 0,0178)

P = (d^4 * Z^2 * B^2 * n^2 * l * S * N * PZ * 3,1415) / (144*10^8 * rho)

Achtung !! Für die Anzahl S (Anzahl der Spulen pro Phase) habe ich, aus meiner Sicht korrekterweise, die
Anzahl der Spulenschenkel pro Phase eingesetzt, das sind 6.

P = 6,55 * 144 * 0,5625 * 842724 * 0,046 * 6 * 50 * 3 * 3,1415 / 14.400.000.000 * 0,0178
P = 58149915295,37742 / 256320000
P = 226,86 Watt

Wenn ich mich nicht verrechnet habe dann liegen die Wirbelstromverluste für den Generator des Kleinwindshops,
berechnet mit dieser Formel und bei gleicher Drehzahl wie in der Rechnung für meinen Generator, bei 226,86 Watt.
Das wäre ne ganze Menge.

Grüsse

Bernd

[MaRiJonas]

Hallo Bernd,

sehr vorbildlich. Danke. Man muss/sollte wirklich dabei immer sehr pingelig und genau sein und vor allem mitdenken.

Ja, es müssen logischer Weise Spulenschenkel sein.
Ich habe es mit Deinen Werten nachgerechnet und komme auf das gleiche Ergebnis.

Wenn Du jetzt oben bei rho noch den Wert 144*10^9 noch 144*10^8 schreibst, so wie Du es unten richtig eingesetzt hast, stimmt es aus meiner Sicht ganz. Nicht dass einer beim nächsten kopieren, den Fehler wieder aus versehen einbaut.

Sind es wirklich 50 Wicklungen je gewesen ? Das wäre noch ein Faktor, der evtl. nicht gesichert ist.
Das andere ist der magnetische Fluss von 0,75, den ich jetzt einfach Mal hinterfrage.

Ein B von 0,7 T/mm würde zu 197,62 Watt führen, was jetzt auch nicht der Binger wäre.

Ein Lack auf dem Draht von 0,01 mm und dafür nur ein Durchmesser von 1,58mm führt auch zu 5% weniger Verlustleistung.

Danke fürs Mitdenken und immer wieder Hinterfragen.

Richard

[MaRiJonas]

Wie kann man das eindeutiger umschreiben ? Ich wäre für " S = Anzahl der Spulenschenkel pro Phase", das passt nämlich immer,
egal ob bei meinem oder jedem anderen mit jedem nur erdenklichen Magnet/Spulen Verhältnis und jeder Bauweise, egal
ob Einzelspulen oder überlappenden Spulen.

Ja, Spulenschenkel ist mir viel lieber, weil "meine" Formel auf der Wirbelstromerzeugung von einem Spulenschenkel ausgeht, die entsteht, wenn er über eine Magnetkante "hüpft". Die Zeiteinheit delta t ist deswegen auch 4 Mal kleiner als es der Frequenz entspricht.
Dieser Umstand macht die Herleitung auch so fehleranfällig, wenn man Schritt für Schritt die Werte an die gebräuchlichen anpasst.

Gruß

Richard

[Bernd]

Sind es wirklich 50 Wicklungen je gewesen ?

So steht es in der Bauanleitung, habe extra noch mal nachgeguckt.

Das andere ist der magnetische Fluss von 0,75, den ich jetzt einfach Mal hinterfrage.

Das könnte ich mit Femm genauer ermitteln. Aus Erfahrung weiss ich das Dualscheibengeneratoren, bestückt
mit Neodymmagneten, sich meist in dieser Größenordnung bewegen.
Es werden wahrscheinlich keine 0,7 und auch keine 0,8T sein.
Man kann das auch mit den Formeln die wir hier im Forum zusammen getragen haben errechnen.

Ein Lack auf dem Draht von 0,01 mm und dafür nur ein Durchmesser von 1,58mm führt auch zu 5% weniger Verlustleistung

Hier beziehe ich mich auf die Angaben des Shops. Dort steht schlicht 1,6mm.
Es könnte möglich sein das man noch 4 hunderstel abziehen muss, vielleicht aber auch nicht.

An der Gesamtgrößenordnung, an der "Hausnummer" der Verluste ändert es aber nicht wirklich etwas.

Ob die Werte die die Formel ausspuckt, überhaupt stimmen wissen wir ja auch noch nicht wirklich.
Passen tut es vorerst nur bei meinem Generator aber das ist ja nicht verwunderlich denn die Formel wurde ja
entsprechend der Messwerte meines Generators angepasst, wenn ich dich recht verstanden habe.

Mir persönlich kommen 226 Watt Wirbelstromverluste bei 918 U/min sehr viel vor.


Grüsse

Bernd

[MaRiJonas]

Mir persönlich kommen 226 Watt Wirbelstromverluste bei 918 U/min sehr viel vor.

Mir auch, aber wenn ich mir die Formel und die darin vorhandenen Abhängigkeiten anschaue, ist das durchaus nachvollziehbar.

Welche Leistung würde er bei dieser Umdrehungsgeschwindigkeit leisten?

Vielleicht relativiert sich dann die Höhe der Verluste, denn 10% sind ja nicht ungewöhnlich. Oder?

Gruß

Richard

[Bernd]

Mit diesen 50 Windungen erzeugt er pro 100 U/min ca. 14 Volt.
Bei 918 U/min wären es dann knapp 130 Volt.
Der Querschnitt des 1,6mm Spulendrahtes entspricht 2mm².
Das ergibt eine zulässige Dauerstromstärke von ca. 10A.
10 A mal 130 Volt wären ca. 1,3 kW zulässige Dauerleistung bei ca. 920 U/min.

1,3 kW (eigentlich noch etwas weniger, wegen der Verluste im Generator) wäre die zulässige
Dauerabgabeleistung bei 920 U/min.
226 Watt enstprechen dann ca. 17% Wirbelstromverlusten bei dieser Drehzahl.
Die ohmschen Verluste in den Spulen betragen zum selben Zeitpunkt übrigens nur ca. 3,8% !!

Alles über 5% Wirbelstromverlusten empfinde ich als zu viel.
Erschwerender weise sind diese leider nur drehzahlbezogen und nicht von der Höhe der Abgabeleistung abhängig.
Das heisst wenn man bei 920 U/min dem Generator z.B. nur 100 Watt Nutzleistung entnehmen würde,
treten trotzdem die vollen 226 Watt Wirbelverluste auf.

Man muss aber dazu sagen das dieser Generator normalerweise für 12V Ladung ausgelegt ist und bei
einer viel geringeren Drehzahl arbeitet, vielleicht maximal 300 U/min bei der die Wirbelverluste natürlich
ebenfalls viel geringer ausfallen nämlich im Quadrat der Drehzahländerung geringer.
920 / 300 = 3,06
3,06² = 9,36 mal geringe Verluste bei 300 U/min.

226 / 9,36 = ca. 24 Watt

Grüsse

Bernd