Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Bernd » So 22. Jan 2012, 21:55

Die Analyse geht weiter. :)
Jetzt habe ich mich mit der Geschichte befasst das die beiden Phasen nicht die selbe Spannung liefern.
Bei 500 U/min liefert eine Phase 30,8 Volt und die andere 29,4 Volt Wechselspannung.
Die Differenz beträgt also 1,4 Volt bzw. ca. 4.5%.
Wie schon erwähnt vermute ich den Grund in der leicht unterschiedlichen Formgebung der Spulenstränge.

Was geschieht nun wenn beide Phasen mit einem Gleichrichter verbunden werden, dessen Ausgänge parallel
geschaltet werden ? Fliessen zwischen den Phasen Ausgleichsströme ?
Nein, es fliessen keine Ausgleichströme zwischen den Phasen. Das verhindern die Dioden der Gleichrichter.
Das habe ich durch eine Messung bestätigt.

Wie verteilt sich die Last auf die beiden Phasen wenn die eine davon mehr Spannung erzeugt ?
Um das zu ergründen habe ich jede Phase vor dem Gleichrichter aufgetrennt und jeweils ein Amperemeter eingeschleift.
Bei voller Drehzahl im kleinen Gang meiner Bohrmaschine konnte ich folgende Messwerte ablesen:

Phase 1 = 1,58 Ampere
Phase 2 = 1,47 Ampere

Bei etwas höherer Drehzahl waren es dann:

Phase 1 = 2,5 Ampere
Phase 2 = 2,3 Ampere

Wie nicht anders zu erwarten wird eine Phase stärker belastet wenn beide über den Gleichrichter parallel geschaltet werden.
Es fliesst in einer Phase ein höherer Strom.
Der Unterschied betgrug ca. 8%. Nicht schön aber damit muss ich wohl Leben.

Grüsse

Bernd
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Ilias » Mo 23. Jan 2012, 00:33

hi bernd,
auch von mir erstmal glückwunsch zum gelungenen erreichen deiner erhoften spannung.
wenn ich so als laie ohne elektrikwissen mir die beiden phasen anschaue und mir gedanken machen würde warum die beiden phasen unterschiedliche spannung aufweisen, dann würde mein erster gedanke dahin gehen das die beiden phasen unterschiedlich weit von den magneten entfernt sind. wenn ich raten darf dann hat die phase ne kleinere spannung die nach hinter weiter geknickt ist, also die erste phase die du gemacht hast. an ihr sind teile des spulenstrangs ( der geknickte teil) weiter vom magneten entfernt. bei den vielen knicks kann sich vielleicht diese differenz addieren. wenn das hinhauen kann, kann man sicht vielleicht gedanken machen für spätere generatoren oder die andere seite deines stators.
wenn das garnicht sein kann dann wars halt ein gedanke den man wieder vergessen kann.
gruß
Ilias
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Bernd » Mo 23. Jan 2012, 08:43

Es ist tatsächlich so das die zuletzt gewickelte Phase die höhere Spannung erzeugt.
Nach meinem Verständnis können die Spulenköpfe aber normalerweise nicht die Ursache sein denn die
Spulenköpfe bzw. die "Knickstellen" befinden sich bei beiden Phasen ausserhalb des Wirkungsbereiches der Magneten.
4 % Spannungsunterschied (eben hatte ich 1,2 Volt bei 500 U/min Unterschied gemessen, gestern 1,4) sind
natürlich auch nicht soo viel als das der Grund offensichtlich sein müsste, wer weiss, vielleicht liegt
es doch am stärkeren Abkröpfen der ersten Phase, so wie du es vermutest.

Für Phase 2 war der Spulenraum meist ein klein bisschen knapper als für Phase 1.
Dadurch sind die Spulenschenkel teils nicht so breit geworden wie bei Phase 1.
Ohnehin sind die Schenkel eigentlich bei beiden Phasen reichlich breit.
Auch die teils schmaleren Schenkel der Spule von Phase 2 könnten die höhere Spannung hervorgezaubert haben.

Beim Betrieb "alle Phasen nach Gleichrichtung in Reihe" wie ich es bei einem stärkeren Einspeiser verwenden
würde, spielt der Spannungsunterschied glücklicherweise gar keine Rolle mehr.

Grüsse

bernd
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Bernd » Di 24. Jan 2012, 19:15

Wirbelströme ?

Ich werde mich nun dem Phänomen widmen das die Rotorscheibe merklich schneller nach einen hochtourigen Andrehen zum
Stillstand kommt wie vor der Montage der Statorscheibe. Das heisst, bringe ich die Magnetrotorscheibe zum Beispiel auf
1000U/min läuft sie deutlich länger nach wenn ich die Statorscheibe entferne bzw. deutlich kürzer nach wenn ich den
Stator wieder montiere. Hier wird also Energie vernichtet !

Die grosse Frage ist, wie kommt es zu dem Abbremseffekt ?
Soeben habe ich mit der grossen Bohrmaschine den Generator ca. 2min lang auf ca. 1000 U/min lastfrei rotieren lassen und sehr
zu meinem Schreck waren die Spulen danach merklich wärmer geworden, das ist nicht schön. :(
Die Spulen waren nach den 2min mit 1000 U/min ca. 35 Grad warm. Zuvor hatten sie Zimmertemperatur und das alles ohne
das ein Verbraucher angeschlossen gewesen wäre. :roll:

Ich befürchte es sind die Wirbelströme im Kupfer die mir da den Spass verderben wollen ?
Oder ist es vielleicht die Reibung der Luft im engen Luftspalt wenn die Magnetscheibe mit so hoher Drehzahl darüber rotiert ?
Werden viskose Medien heftig bewegt entsteht ja auch Wärme, siehe "Wasser warm schlagen".
Oder entstehen induktive oder kapazitive Kopplungen in den Phasen durch die verschlugene Bauweise, die dann zu
ungewünschten Stromflüssen führen ?
Kann gar das bewegte Magnetfeld das verwendete Harz direkt erwärmen ?

grübel grübel.....

Grüsse

Bernd
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Ekofun » Di 24. Jan 2012, 19:37

Hallo Bernd,

ja,wenn Spulen ohne belastung warm werden und kein Kurzen zwischen denen ist dann kommt in Frage Wirblstromeffekt.Es wurden viele Scheibengenis bis jetzt gemacht,auch Menelaos hat welche größere gebaut,hat aber keine so was berichtet!?.Mögliche Weise ist das eine andere Grund,mir fählt in augenblick nichts ein,bin schon in Bücher zu suchen solche Sachen bei Genis aber darüber steht garnichts drin,Wirbelströme sind für sich in separaten Teil,und es wird nicht geschrieben das die auch bei E-Maschienen vorkommen.

Wenn ich was finde werde soffort Dir bescheit sagen.Köntest Du vileicht Menelaos Fragen ob er so was bemerkt hatte,er hat Genis über 2KW gebaut wie mich erinere,waren auch Eisenlosen Schebengenis.

Grüße

Ekofun
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon magneto » Di 24. Jan 2012, 22:21

Hallo Bernd

Villeicht auch Zwischenfasen-Ausgleichstrome ?
Mir ist so ein Gedanken über Kopf gelaufen:
Deine Fasen haben ja auch eine gewisse Breite.
Betrachten wir EINE 3-drähtige FAZE als drei Fasen, die am Anfang und am Ende elektrisch zusammengeschlossen sind.
Wenn z.B. 3 parallel geführte Drähte in einer Deiner Fasen ständig (oder auch nur überwiegend) so verlaufen, daß in einem etwas früher als in dem anderen die Induktion stattfindet, dann kann der Abstand zwischen den Drähten als Fasenverschiebung betrachtet werden (?)

Könntest vielleicht folgendes versuchen:
Alle einzelne Drahtenden jedes Fasenanfangs und jeder Fasenende freilegen – voneinander elektrisch trennen – und dann noch mal die Probe machen.
Falls der Abbremseffekt verschwindet – dann ist mein Verdacht begründet.

Grüsse
Stefan
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Bernd » Mi 25. Jan 2012, 00:03

Hallo Ekofun, hallo Stefan, vielen Dank für eure Unterstützung.

Ich habe vorhin mit meinem Kumpel Sebastian über das Problem gerätselt und das einfachste erschien uns,
wie von Stefan vorgeschlagen, die parallel verbundenen Drähte zu trennen und dann nochmal zu gucken.
Ich drösselte also die Drähte wieder auseinander so das jeder der insgesamt 6 Drähte der beiden Phasen des
Stators ohne Kontakt zu den anderen elektrisch isoliert in der Luft hing.

Dann habe ich erstmal ganz kurz auf 920 U/min beschleunigt und die Scheibe auslaufen lassen.
Was mir dabei auffiel war das etwas fehlte, nämlich das ganz leichte sirenartige Singen das der Generator
noch vor dem auseinander Fummeln der Drähte beim Auslaufen zeigte. Jetzt war es still und man hörte nur
Lagergeräusche. Da war mir schon klar das sich etwas verändert hatte denn dieses sirenartige Geräusch
bedeutet immer das der Generator Leistung erzeugt und sei es um die eigenen Spulen zu erhitzen, aber genau
dieses Geräusch blieb jetzt aus.

Dann habe ich den Test mit 2min bei 920 U/min ohne jegliche Last wiederholt.
Tatsächlich fühlten sich die Spulen deutlich kälter an, irgendwo zwischen Raumtemperatur und der vor dem Öffnen
der Drähte gespürten Temperatur aber auch nicht völlig kalt.

Wir haben dann 3 Amperemeter im Stern zwischen die drei Drähte geschaltet und konnten bei 1000/min Stromstärken
von 2 x 0,6A und 1x 0,27 Ampere messen. Das schockte erstmal. Immerhin hat ein Draht nur eine Dauerbelastbarkeit
von ca. 2A und 0,6A fliessen schon nutzlos darin umher. :shock: :?
Dann kam mein Kumpel auf die Idee die Leistungsaufnahme der Bohrmaschine, die ich zum Drehen benutzte, zu messen.
Wir haben dann ein Energiemessgerät vor die Bohrmaschine geschaltet und mit geöffneten Drähten sowie danach mit
wieder verbundenen Drähten gemessen. Die Werte zappelten leicht und wir konnten kaum einen Unterschied ausmachen.

Wenn ich aus den gemessenen Stromstärken die Verluste berechne komme ich auf erstaunlich geringe Werte die sich
pro Phase bei 1000 U/min um die 4 Watt belaufen. Sicher nicht toll, aber diese Phase würde ja bei der Drehzahl
ca. 300 Watt abgeben können und dann sind es "nur" ca. 1,5%. So könnte man sich trösten und das akzeptieren.

Eine Lösung habe ich aber auch noch in der Hinterhand. :)
Ich könnte die drei Drähte einer Phase statt parallel in Reihe verbinden und schon gäbe es keine Ausgleichsströme mehr.
Die Spannung einer einzelnen Phase würde dann von ca. 56 Volt auf das dreifache, ca. 170 Volt steigen.
Leider sinkt dann die Strombelastbarkeit auch auf ein Drittel ab, nämlich nur mehr ca. 2 A und Peak ca. 4 A.
Durch die parallele Zusammenschaltung zweier Phasen über den Gleichrichter würde die Spannung um den Faktor 1,41
auf ca. 240 Volt ansteigen. Die maximale Abgabeleistung bliebe gleich, egal ob die Drähte parallel oder in Reihe verbunden
werden !!! Allerdings ist der Generator dann nicht mehr so gut für den Einsatz bei geringen Spannungen geeignet und
mit dem Windmaster bei "nur" 120 Volt betrieben würden die Verluste ansteigen. Sie sind aber beim Einsatz des
Windmasters mit seinen max. 550 Watt eh sehr gering.

Morgen überlege ich mir ob ich diese Lösung durchführe.

Grüsse

Bernd
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon ventus saevit » Mi 25. Jan 2012, 00:26

Bernd hat geschrieben:Hallo Ekofun, hallo Stefan, vielen Dank für eure Unterstützung.

...Wir haben dann 3 Amperemeter im Stern zwischen die drei Drähte geschaltet und konnten bei 1000/min Stromstärken
von 2 x 0,6A und 1x 0,27 Ampere messen. Das schockte erstmal. Immerhin hat ein Draht nur eine Dauerbelastbarkeit
von ca. 2A und 0,6A fliessen schon nutzlos darin umher. :shock: :? ...

Grüsse

Bernd


Bernd
In der Lehre hieß es von unserem Meister: "Immer an die 3M denken!"

Wer misst misst Mist.

Hatten Deine 3 Amperemeter im Stern allen den gleichen Shuntwiderstand bzw. da Du ja Wechselströme misst, den gleichen Stromwandler?

Am genauesten wäre ein Vergleich mit einem Spannzangenamperemeter, nacheinander an den drei Leitersträngen gemessen.
Auf Abstand zu den anderen Leitern achten.

Gruß
Mike
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Bernd » Mi 25. Jan 2012, 00:35

Es waren Digitalmultimeter (höchster Messbereich = kleinster Innenwiderstand) die direkt in die Leitungen eingeschliffen wurden.
Auf einer Seite des Phasenstrangs waren die drei Drähte miteinander verbunden.
Auf der anderen Seite waren die Amperemeter in die Verbindung der drei Drähte eingeschliffen.
Shuntwiderstände oder Stromwandler setzt man eher in der Industrie bei höheren Strömen ein.
Hier waren es Digitalmutimeter, natürlich im Wechselstrommessbereich. :)
Ein Tauschen der Messgeräte untereinander brachte keine signifikanten Abweichungen zu Tage.

Die gemessenen Spannungsunterschiede zwischen den drei Drähten korrespondieren auch recht gut
mit den gemessenen Strömen. Die Messung kann daher als verifiziert gelten.

Grüsse

Bernd
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Ekofun » Mi 25. Jan 2012, 00:47

Hallo Bernd,

nach meiner Meinung diese Untersuchung hat bewiesen das es nicht am Wirbelströmen gelegen hat,sonder an unterschiedliche Spanungen zwischen Drähten eine Fase.

Jetzt bin am grübeln ob das kommt wegen Schlangenartige Wicklung oder hat jede Art von Wicklung gleiche Wirkung.Bei wickeln sollen Spulen alle gleiche Windungszahl haben sionst kommt es zu solchen Problemen.Ich erklehre mir das damit das bei Schlangenwicklung jede Draht unterschiedlich lang ist,weil durch biegen kommen Drähte durcheinanderund Bogen sind für Drähte unterschiedlich lang.Auf große Bogenzahl macht das etwas aus.Bei einzelnen Spulen ist das gleiche,aber weniger als bei Schlangenwicklung.Das ist so meine überlegung,könnte aber sein.

Habe alle Bücher die ich habe durchgeblättert,aber vom Wirbelströmen bei E-Maschienen kein Wort,ist immer separate Text und in drei Bücher fast das gleichen Erklährungen.

Jedenfalls ist schon Grunderkennung viel Wert.Aber eine Draht von 0,7mm dicke kann ca 2,5 Ampere dauerhaft vertragen,werde so lassen,(mit 3 Drähte),diese Geni ist stark und sollte gute Querschnitt haben,bei guten Wind kann die wirklich sehr heiß werden und Schaden verursachen.Das sagt mir mein Gefühl.

Grüße

Ekofun
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