Scheibengenerator / Neodymmagnete

Scheibengenerator / Neodymmagnete

Beitragvon Manfred » Fr 11. Nov 2016, 14:33

Hellau ihr all, 11.11.2016

es ist ein Testobjekt zu einem praktischen Vergleich mit Ferritmagnete (Kosten/Leistungsbewertung) und als Vorbereitung für einen historischen Scheibengenerator.

Rohdaten

3 Phasen / 12 Magnete pro Scheibe / oder im Doppelpack 24 Stck. pro Scheibe/ 9 Spulen 3 Stck. pro Phase

Pos.1 Stahlscheibe D 150 mm, dick 6 mm 2 Stck. gelasert € 13,70
Pos.2 Corian Platten 12 mm 5 Stck. 200x300 € 40,,-- / 3 Stck. €24,--

Pos.3 Spulenloch 30x10 mm / Schenkelbreite 10 mm / Schenkelhöhe 10 mm
Pos.4 Neodym-Magnet 30x10x5 mm 24 Stck. € 30,-- / 48 Stck. 2 übereinander € 57,12

Pos.3+4 sind noch nicht endgültig festgelegt, da ist noch Platz für eure Ratschläge.
Panetengetriebe i 1:3 und i 1:4 liegen hier noch und sind eventuell zu verwenden.
Den Wickelkern für die Spulen werde ich im 3D Druck mit Ferromagnetischen Material versuchsweise herstellen. Spule und Kern werden beim Wickeln mit Harz benetzt und bilden dann eine feste Einheit.
Getestet wird eine Spule mit und ohne Kern.
Dieser Generator müsste ca. 3,5 mal schneller drehen als einer mit D 400 mm damit die gleiche Umfang-Geschwindigkeit erreicht wird und vergleichbare Daten entstehen.

Die gelaserten Stahlscheiben haben einen ganz leichten Verzug, eine Korrektur ist nicht erforderlich.
Bei größeren Durchmessern ist Wasserstrahl-schneiden zu empfehlen, kein Wärmeeintrag kein Verzug
baugruppe1.jpg
baugruppe1.jpg (56.93 KiB) 3195-mal betrachtet

Es ist nur eine Scheibe und die Spulen gezeichnet, die zweite Scheibe ist baugleich.

Grüße Manfred
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Re: Scheibengenerator / Neodymmagnete

Beitragvon Bernd » Fr 11. Nov 2016, 14:39

Schenkelbreite = Magnetbreite ist für eine möglichst gute Effektivität eigentlich nicht nötig.
Wenn ich das recht erinnere lagen wir empirisch ermittelt meist relativ optimal wenn der Spulenschenkel etwa halb so breit wie der Magnet war.


Grüße

Bernd
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Re: Scheibengenerator / Neodymmagnete

Beitragvon Ekofun » Fr 11. Nov 2016, 14:44

Hallo Manfred,

habe ich gut gesehen,Schenkelbreite ist 10mm??

Regel ist das Schenkelbreite soll halbe Magnetbreite sein.Wenn Magnet 10mm breit ist dann soll Schenkel 5,max. 6mm breit sein.

Ich kann vergleich machen nur mit meinem neuen Rotor der 60 x 40 x30 Mags haben wird.

Grüße

Ekofun
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Re: Scheibengenerator / Neodymmagnete

Beitragvon herbk » Fr 11. Nov 2016, 17:47

Hi,
zum Thema "hohe Magnete" habe ich noch mal ein paar Daten aus meiner Simulationsreihe zu meinem Geni herausgekramt.

Femm Aufbau: Eisenrückschluß 10mm - Luftspalt 4mm - Magnete - Luftspalt 4mm - Eisenrückschluß 10mm, Magnetquerschnitt (wie man ihn in Femm zeichnet) 10x5mm

Feldstärke bei Magnetgröße 40x10x5 N40 = 0,378 Tesla
.........................................40x10x10 N40 = 0,487 Tesla
.........................................40x15x5 N40 = 0,414 Tesla

..................Ferrit grade 8... 40x10x10 = 0,150 Tesla (ich glaube Grade 8 entspricht Y35...??)
..................Ferrit grade 8... 40x10x20 = 0,198 Tesla
Gruß Herbert
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Re: Scheibengenerator / Neodymmagnete

Beitragvon Manfred » Fr 11. Nov 2016, 18:40

nun sieh das irgendwie freundlicher aus,
autosicherung vonbaugruppe1.jpg
autosicherung vonbaugruppe1.jpg (64.83 KiB) 3175-mal betrachtet

Die Magnete haben die Maße 25x15x6 mm € 1,80, zwei übereinander passen gut zum Corian ( 12 mm dick) und die Magnetkosten steigen für 48 Stck. auf € 86,40.
Mit der Anzahl der Windungen und der Drahtstärke werde ich etwas experimentieren. " Mit 2 Drähten in der Hand und einer Stärke von 0,5 mm werde ich mal anfangen.
Verbesserungsvorschläge sind mir sehr willkommen, ein herzlicher Dank eilt mir voraus.
Grüße Manfred
p.s.
Es gibt kein copyright, es darf jeder auf eigenes Risiko mitbauen.
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Re: Scheibengenerator / Neodymmagnete

Beitragvon Ekofun » Fr 11. Nov 2016, 22:58

Hallo Manfred,

Dachte das die Mags 5mm hoh sind(40x10x5) jetzt sind andere.Habe Simu gemacht für 40x10x10mm Mags.Luftspalt = 12 mm.

Untersuchung 1 40x10x10  2 aufeinander.jpg
Untersuchung 1 40x10x10 2 aufeinander.jpg (128.94 KiB) 3158-mal betrachtet


Mittelwert ist 0,394 T. Vom Magnet Mitte zu Magnet Mitte ist 125mm .
Für 14V Spanung:

14v / 3Fasen = 4,7 v. 4,/ V / 1,73 = 2,7 V /Spule ; Dises bei 300 U/min.
V/ms = 0,125m x 3,14 x 300 / 60 =1,96 m/s
Wdg = 2,7V / 0,394 * 0,04 * 1,96 * 1,41 = 2,7 V / 0,043 = 63 Wdg runde auf 65 Wdg pro Spule.

Ui 0,394 * 0,04 * 65 Wdg * 1.96m/s * 1,41 = 2,83 V * 3 Spulen * 1,73 = 14,7 V aufgerundet.

Untersuchung 2  Joul pro Pol.jpg
Untersuchung 2 Joul pro Pol.jpg (127.75 KiB) 3158-mal betrachtet


Im Luftspalt zwischen 2 Mags ist 0,35 Joul Energie vorhanden,Joul geben Leistung und T-Wert gibt Spanung.

Geni Könnte bei 50 Hz(ca 500 U/min) ca 105 Wat geben.Natürlich,mann kann in noch schneller drehen,Leistung steigt dann auch,biss eine Grenze.Dann nicht mehr. 50 Hz nehme nur als Beispiel,unsere Nez hat auch 50 Hz.

105 W / 14 V = 7,5 Ampere , Drahtquerschnitt sollte dann 1,25mm^2 haben für diese Leistung.

Ist Fergleich Ferrit gegen Neos ad Akta??Fertig?

Grüße Ekofun
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Re: Scheibengenerator / Neodymmagnete

Beitragvon herbk » Sa 12. Nov 2016, 08:13

Hi Ekofun,
welche Neos (N40, N52) setzt Du in die Simulationen ein?
Die angebotenen 40x10x5 sind alle N45, ich hatte es damals nicht hin bekommen ein neues Material anzulegen, deshalb habe ich immer mit N40 simuliert.

Hier noch eine Simulation mit 40x10x5mm N40 Neos und 10mm Luftspalt die ich damals gemacht hatte:
dsg_n40_5_10.jpg
dsg_n40_5_10.jpg (617.54 KiB) 3149-mal betrachtet
Gruß Herbert
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Re: Scheibengenerator / Neodymmagnete

Beitragvon Ekofun » Sa 12. Nov 2016, 11:17

Guten Tag Herbert,

ich nehme immer N40 oder Ceramic 8 für Ferriten.FEEM kan N38 und N40 und n50 verarbieten.Auswahl ist sehr klein.

Grüße

Ekofun
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Re: Scheibengenerator / Neodymmagnete

Beitragvon Manfred » Sa 12. Nov 2016, 17:47

Hallo,

auf euren Hinweis habe ich Schenkelbreite auf 50% der Magnetbreite in der 2. Zeichnung geändert. Die Magnete auf 25x15x6 mm geändert. 2 Magnete übereinander ergeben die 12 mm Materialstärke vom Corian. Wenn das nun o.k. ist, kann ich die Magnete bestellen.
Wenn diese dann eingebaut sind messe ich die aktuelle Feldstärke der Magnete und parallel dazu ist eine vergleichende Simulation erwünscht.

Grüße Manfred
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Re: Scheibengenerator / Neodymmagnete

Beitragvon Ekofun » Sa 12. Nov 2016, 18:21

Hallo Manfred,

Wie hoch ist Spulenshenkel und wie gross ist Luftspalt? Wenn der Spulenschenkel 12mm hoh ist dann muss ich 14mm Luftspalt machen weil ich keine Prezisions Maschinen habe.
Luftspalt ist mir wichtig um genaue Simulazionen erarbeiten.

Rekapituliere:
Magnet = 25x15x12mm-zwei aufeinander.
Spulenschenkel = 7,5 mm
Spulenschenkel Höhe = ??

Grüße

Ekofun
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