Bau eines Ringgenerators

[CFD]

Hallo Wind_Stefan,
das mit dem extra Beitrag bezüglich deiner Erfahrungen mit deinem Generator finde ich eine sehr gute Idee.

Ich würde auch gut finden, wenn du in den Beitrag auch gleich noch ein paar Bilder von deinem Generator und von Magnetfeldberechnungen reinstellst.
Weil ich finde, dass die Bilder deines sehr interessanten Generators im "Mammut-Thread" über Bernd's Ringgenerator etwas untergehen.

Das mit den Brummgeräuschen kann uns bei dem U-Eisen-Generator hier auch passieren. Wahrscheinlich Brummt er im Kammerton "A". Weil die U-Eisen sind ausgezeichnete Stimmgabeln .

Gibts vom Generatorbrummen eine Sounddatei?
Wie hast du die Übersetzung realisiert?
Gibt es von deinem C-Rotor schon ein Foto in diesem Forum?
Oder vieleicht sogar ein Video?
Wie sieht das Gesamtsetup aus?

Mich würde das alles auch brennend interessieren.

Gruß CFD

[Bernd]

Das mit den Brummgeräuschen kann uns bei dem U-Eisen-Generator hier auch passieren.
Wahrscheinlich Brummt er im Kammerton "A". Weil die U-Eisen sind ausgezeichnete Stimmgabeln

440 Hz ? naja wenn er schnell dreht

Aber im Ernst, das dieser eisenlose ein merkliches Brummen in das Windrad induziert hätte ich nicht gedacht
denn es ist ja ein Drehstromgenerator.
Warum mag das geschehen ? Wo liegt die Ursache ?

Ich hätte ja fast gesagt das es an der Stromentnahme liegen könnte, das diese asymetrisch erfolgt, evtl.
weil etwas mit dem Gleichrichter nicht stimmt.
Man kann das vielleicht testen in dem man unter Last mal jeweils eine der drei Phasen abklemmt und dann
hört was dann geschieht. Es müsste bei allen Phasen das gleiche Ergebnis ergeben wenn die Belastung
gleichmässig ist.

Grüsse

Bernd

[Bergi]

Hallo an Alle,

Ich bin neu hier, und hab mir schon einiges durchgelesen.
Diesen Beitrag finde ich besonders Interessant und hätte dazu erstmal zwei Fragen.
1. Muss oder soll es unbedingt U-förmig sein? Oder könnte es auch quasi eckig sein. Entweder ein Metallstreifen der zB. eine Biegeradius von 4mm hat. Oder sogar 3-teilig aufgebaut, sodass die Schenkel miteinander verschraubt sind.

2. Welche Stärke (Dicke) sollte der Metallwinkel haben? Hängt das mit der Magnetstärke- und größe zusammen. Was wäre die minimum Stärke bei zB. 50x30x15 Magneten.

Schöne Grüße
Gerhard

[Bernd]

Hallo Gerhard und herzlich willkommen hier im Forum.
Das U-Eisen dient dazu die beiden Magnete mit einem (magnetisch gesehen) möglichst gut
leitenden Material zu verbinden. Man nennt das auch magnetischer Rückschluss.

Wie stark das Eisen sein sollte kann man sich leicht errechnen, wenn man sich folgendes vor Augen führt:
Im Eisen wirkt quasi der gesamte magnetische Fluss den der Magnet auf seiner auf dem Eisen
aufliegenden Fläche abgeben kann.
Wie stark der Fluss des Magneten ist, also die Magnetiserungsstärke, kann man in Tabellen nachlesen.

Bei Neodym liegt der Fluss etwa so hoch wie die Sättigungsgrenze von Eisen ist.
Das heisst das Eisen müsste (idealerweise) einen so grossen Querschnitt haben wie die Fläche mit
der der Magnet auf dem Eisen haftet.
Das sind zumindest meine Überlegungen zu diesem Thema die nicht unbedingt richtig sein müssen.

In einigen Quellen kann man nachlesen das das Eisen mind. 2/3 so dick sein soll wie der Magnet, wobei
diese Quelle die weiteren Abmasse des Magneten unberücksichtigt lässt.

Grüsse

Bernd

[Bergi]

Hallo Bernd,

vielen Dank für die Antwort.
Wenn ich das jetzt richtig verstehe würde die Skizze von Seite 3 "Magnetpol mit U-förmigem Rückschluss aus Baustahl (St37-2)" auch zu wenig dick sein.
Da der Magnet eine Fläche von 900 mm² hat und der Querschnitt des Eisens geschätzte 450 mm² hat. Da sollte dann das Eisen höher sein. Oder würde breiter auch reichen?

Was mir auch noch unklar ist, ob man diesen Rückschluss (U-Eisen) auch z.b. 3-teilig machen kann. Oder verliert man da zuviel an magnetischen Fluss?

Schöne Grüße
Gerhard

[Bernd]

Hmm also wenn die Abbildung " U-Eisen-Generator, magnetische Flussdichte " nicht lügt, dann befindet
man sich mit der magnetischen Sättigung noch im grünen Bereich. Insofern könnte das Eisen sogar noch
etwas kleiner sein.
Das würde auch mein "Bauchgefühl" bestätigen das mir sagt das das U-Eisen sehr massig aussieht.

Ich kann leider nicht abschätzen wie stark es sich auswirken würde, wenn man bewusst zu wenig
Eisen einsetzt.

Das U-Eisen könnte auch aus drei zusammen gesetzten Teilen bestehen. Wichtig erscheint mir dabei
das die Kontaktflächen dann möglichst plan und mit möglichst geringen bis gar keinem Luftspalt
ausgeführt sein sollten.
Du hast Recht, aus so Flacheisenstücken liessen sich auch dicke Kaliber einfach zusammen braten.
15 oder 20mm Stahl in Form zu biegen stelle ich mir mit Haushaltsmitteln schon schwieriger vor.

Grüsse

Bernd

[Bergi]

Lässt sich das irgendwie errechnen, wie stark das Eisen minimum sein sollte?
Ist ja natürlich auch ein Faktor für das Gewicht des Generators.
Wo könnte man da Infos herbekommen?

Sollte der Querschnitt des Flacheisen eher in der Höhe zunehmen oder würde es auch genügen wenn das Eisen breiter ist. Also breiter als der Magnet, um die Querschnittsfläche zu erhöhen.

Gruß
Gerhard

[Bernd]

Die nötigen Infos hatte der User CFD mit der FEMM Simulation ja schon gepostet.
Versuche heraus zu bekommen wieviel Tesla durch deinen Stahl hindurch gehen bevor
er in die Sättigung geht und dann kannste errechnen was theoretisch ideal wäre.

Ich bin der Meinung das ein sehr breites Eisen vermutlich nicht so ideal wäre wie ein dickeres.

Es bleibt die Frage offen wieviel Verluste man kassiert wenn man z.B. nur die Hälte des
Eisen verwendet. Unter Umständen ist es ja weniger als man vermutet.

Grüsse

Bernd

[CFD]

Hallo Bergi,
nachfolgend eine kleine Untersuchung zur notwendigen Rückschlussdicke:

Rueckschluss 05mm.png (161.25 KiB) 8604-mal betrachtet

Rueckschluss 15mm.png (155.35 KiB) 8604-mal betrachtet

Rueckschluss 25mm.png (169.79 KiB) 8604-mal betrachtet

Wie hoch die magnetische Flussdichte im Eisenrückschluss sein darf, kann hier nachgelesen werden (Abschnitt Sättigung):
http://de.wikipedia.org/wiki/Ferromagnetismus
Für Stahlblech (Diagramm rechts in dem Abschnitt zur Sättigung) sollte sie idealerweise bei max. bei 1,3 - 1,4 Tesla liegen.

Ich würde den Rückschluss eher dicker als breiter machen. Die Simulationen sind ja nur zweidimensional. Denke mal in 3D. Machst du den Stahl breiter als der Magnet breit ist, so läuft der magnetische Fluss nicht mehr nur durch das U sondern auch über die Verbreiterung (Weg mit dem geringsten magnetischen Widerstand) zum anderen Pol des Magneten. Dieser Teil fließt dann nicht mehr durch den Luftspalt, wo die Spule angeordnet ist.

Gruß CFD

[Bernd]

Hallo CFD und vielen Dank für deine (gewohnt) erstklassige Unterstützung.
Ich liebe deine Beiträge die so absolut anschaulich verfasst sind das sie einem auch nach dem
Ausschalten des Rechners noch gegenwärtig sind.

Mein lieber Scholli, es ist also wirklich in etwa so wie ich es mir dachte, das U-Eisen muss
für einen optimalen Rückschluss schon ein ganz schöner Klopper sein.
Das kommt natürlich nicht gerade einem leichten Aufbau des Rotors entgegen.

Ich frage mich wie (un)optimal wohl mancher Scheibengenerator ist, bei dem auf einer z.B. 10mm
starken Eisenscheibe 20mm starke Magneten sitzen.
Auch frage ich mich in wie weit der Fluss in der Scheibe einen grossen Bogen machen kann, wenn das
"direkte" Eisen zwischen den Magneten schon gesättigt ist.

Grüsse

Bernd