Stator aus Kunststoff ein Baubericht

[Famzim]

Hallo

Ja was ist ein Eisenloser Generator ?
Die Magnete sind ja auch aus Metall welches Wirbelströme in sich selbst verstärkt.

Aber noch was zum rastfreien Start!
Nehme ich ein Statorgehäuse aus Dynamoblech, und entferne die Stege komlett, bau dort die Wicklung auf Kunststoffbasis ein, habe ich einen Rastfreien Generator !
Da entstehen zwar noch Wirbelströme im " Rückschlußring ", die aber vernachlässigbar sein sollten.
Die Verluste im Dynamoblech werden mit 1,5 W bis 3,5 W pro 1 kg Eisen und bei einer Feldstärke von 1,2 T und bei 50 Hz angegeben.
Von diesen Werten ist Blech das im Rückschlußringbetrieb aber weit entfernt.
Der Rückschluß hinter den Spulen ist mit halber Magnetbreite als Materialdicke schon reichlich überdimensioniert.
Es verstärkt aber insgesammt den Magnetischen Fluß und die Spannungserzeugung, durch kürzere und besser geleitete Wege des Feldes.

Gruß Aloys.

[Bernd]

Die Verluste im Dynamoblech werden mit 1,5 W bis 3,5 W pro 1 kg Eisen und bei einer Feldstärke von 1,2 T und bei 50 Hz angeg

Die tatsächlichen "mechanischen" Verluste eines Permanentmagnet bestückten eisernen Generators liegen aber meistens weitaus höher.
Siehe verschiedene Messungen hier im Forum, zuletzt durch Volker ermittelt.
Ein Grossteil dieser Leerlaufverluste dürfte im Eisen entstehen.
Der geringere Anteil durch die Lagerung und Luftreibung.

Die Magnete sind ja auch aus Metall welches Wirbelströme in sich selbst verstärkt.

Damit das magnetische Feld das die Spulen erzeugen auf das Magnetmaterial einwirken könnte um darin Wirbelströme zu erzeugen, müsste der Magnet zuvor
seine Eigenschaften verlieren, denn das Spulenmagnetfeld kommt ja gar nicht erst bis an das Magnetmaterial heran.
Außerdem wäre dieser Effekt dann unabhängig davon ob eisenlos oder nicht. Auch beim eisernen schwächt das Spulenmagnetfeld
das Magnetfeld des Permanentmagneten ab.
Wäre dieser Effekt vorhanden und signifikant würden die Magnete im Betrieb sehr warm werden, was nach meiner Erfahrung bei eisenlosen
nicht der Fall ist.

Nehme ich ein Statorgehäuse aus Dynamoblech, und entferne die Stege komlett, bau dort die Wicklung auf Kunststoffbasis ein, habe ich einen Rastfreien Generator !
Da entstehen zwar noch Wirbelströme im " Rückschlußring ", die aber vernachlässigbar sein sollten.

Das wäre dann aber ein Aufbau mit nur einseitiger Magnetbestückung.
Weit effektiver ist ein Aufbau mit beidseitiger Magnetbestückung, allerdings auch weit teurer.
Es gibt bereits Tests welche Werte sich mit ein und demselben Grundaufbau mit einseitiger Magnetbestückung, mit zusätzlichen
Rückschlussring und mit beidseitiger Magnetbestückung erreichen lassen.
Klarer Favorit bei eisenlosen Systemen ist die beidseitige Magnetbestückung, wie im Dual Scheibengenerator üblich.

Grüsse

Bernd

[Manfred]

Hallo Volker,

hier noch ein Bild vom Aubau meiner ersten Messübungen mit dem Gaussmeter. Das senkrechte dünne Teil ist die Messonde.

DSC00917.jpg (48.76 KiB) 7313-mal betrachtet

Grüße Manfred

[Ekofun]

Hallo Manfred,

ich sehe Messsonde und ein Stück etwas,Sonde ist dazwischen,Spule ist sehr weit.Wie weiss Du welche Flußdichte im Luftspalt zwischen Magnet und Spule ist und welche Flußdichte ist im oberen Spulenteil der weit vom Magnet ist.

Glaube das Werte vom FEEM viel genauer sind,und er kann auch Mittelwerte angeben mit Intergralbefehl.Und er ist sehr genau +/- 1 * 10^-8 wenn ich das richtig verstanden habe. Hier bei Sim den ich gemacht habe für Geni 27 Nuten und 18 Magneten,Luftspalt ist 10mm.

Geni;27N-18M bei 10mm Lsp..jpg (225 KiB) 7309-mal betrachtet

Flußdichte-Mittelwert bei 10 mm Lsp..jpg (368.89 KiB) 7309-mal betrachtet

und das gleiche aber Mittelwert:

Grüße

Ekofun

[Manfred]

Hallo Ekofun,

ein Vergleich der FEMM Daten und der gemessenen Daten, das ist interessant. Femm Daten entstehen von einem fertigen Generator, somit gibt es gemessene Daten auch erst bei einem fertigen Geni, aber soweit bin ich noch nicht.
Auf Seite 4 sind Daten die ungefähr die Verhältnisse simulieren, als endgültig Daten sind die nicht zu bewerten. Die Eisenmassen entsprechen nicht der Realität. Auf dem Bild entspricht der Kunststoffzollstock zwischen den Magneten und der Sonde der Spulenhöhe. Die Spule im Hintergrund hat keine Bewandniss und liegt da nur rum. Wenn ich mit dem rechts aussen liegenden Eisenstück auf die Sonde zufahre, kann ich gut beobachten wie die mT Werte ansteigen.

Grüße Manfred

[Ekofun]

Hallo Manfred,

glaube,jetzt habs,vom Betrachterausgesehen: links :Eisen,dann Magneten,dan gelbe Zolstock(ist Luftspalt?) dann Sonde und dann Eisenstück,dem man verschieben kann.Je er neher zu Sonde kommt so ist auch Flußdichte größer.
Gut, jetzt ist mir klaar wie das geht,aber wenn Geni fertig ist sind FEEM - Werte Maassgebend,denke ich.

Bei Sim ist 0,505 T bei 0,5mm Luftspalt und die wird mit Spulenhöhe immer kleiner,bei 10 mm Lsp. ist die dann 0,09 T M.W. Ich kann Luftspalt Stufenweise vergrößern(1mm Interwal) bis 10 mm und davon eine Mittelwert errechnen,denke das Spule nicht mehr als 10 mm hoh ist?.Auf diese Weise haben dann eine mittlere Flußdichte in System gefunden.

Grüße

Ekofun

[Manfred]

Hallo,

die bestmögliche Spule ist gefunden.

DSC00920.jpg (60.57 KiB) 7289-mal betrachtet

80 Windungen 2,06V bei einer Spulenhöhe von 6mm
60 Windungen 1,91V bei einer Spulenhöhe von 4mm

Drehzahl 673 U/min

das Erhöhen der Windungen bringt nur einen geringen Spannungszuwachs. Alle Messungen als Luftspule durchgeführt.
Dann habe ich noch eine schlampig gewickelte Spule mit 70 Windungen mit einer Spulenhöhe von 7mm, die bringt nur 1,66V. An dieser Spule ist gut zu erkennen, das die Spulenhöhe bei der gegebenen Magnetanzahl (3 Streichholzmagnete) die Spannung negativ beeinflussen.

Im nächste Schritt ist zu klären was passiert wenn die Magnete auf dem eisernen Rückflussring sitzen und die Spulen auf einem Eisenring verbaut sind.

spulen magnetanordnung.jpg (29.73 KiB) 7289-mal betrachtet

Das Bild zeigt die mechanischen Bedingung von Magnet und Spule. Der äussere Magnetkreisdurchmesser ist 115mm.

Grüße Manfred

[Bernd]

Wenn der Rückschluss so weit entfernt ist wie auf dem Bild ersichtlich dann nehme ich an das er keinen
allzugrossen positiven Effekt haben wird.
Würde er direkt hinter der nur 4mm hohen Spule sitzen wäre er vermutlich weitaus wirkungsvoller.
Ich vermute das Dir das aber optisch nicht so zusagen würde ?

Der Rückschluss sollte sich mitdrehen damit er keine Wirbelstrombremse darstellt.


Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Manfred,

meine Vorrechnung ist sehr gut getroffen,Sie sollen nur diese 20 % vom Ergebnissen abzihen.Dann ist gerechnete Wert für 80 Wdg. 2.08 V.

Grüße

Ekofun

[Manfred]

Hallo Bernd,

meinem kleinen Modellgenerator (Magnetkreisdurchmesser 66mm) habe ich genau so gebaut nur mit 2 Magneten übereinander. Die äussere Spulenhöhe war 7mm.

deko-spulenkörper.jpg (28.41 KiB) 7284-mal betrachtet

Das ist der Wickelkörper für die Statorspule er hat sehr leicht gedreht ( siehe Drehmomentprüfung )vermutlich sehr geringe Wirbelströme.
Die Zukunft wird es zeigen.

Grüße Manfred