Klauenpolgenerator

[Manfred]

Hallo Bernd,

eine Gießform aus festem Industriesilikon ist ja leicht zu bauen, das habe ich sehr oft praktiziert. Auch einen Gusskörper in drei Teilen herzustellen ist kein großes Problem.
Ich glaube das ich so langsam kapiere wo Du hin willst. Das muss ich mir morgen mal genauer zu Gemüte führen.

Grüsse
Manfred

[andreas]

Hallo Manfred,

Der mittelere Teil, da wo die Klauen einlaufen habe ich einen geteilten Graugusskern vorgesehen, der den magnetischen Fluss vom Nordmagneten zum Südmagneten leitet. Oder :?:

solche Massivteile sind schlecht bei Wechselfeldern.

Beim Fahrraddynamo sitzt da ein knochenharter ( eine Feile mit feinem Hieb greift nicht an ) Keramik - Ferritkern

So ein Ferrit ist magnetisch ein wunderbares Teil. Kaum Verluste, aber Magnetfeld satt.

Deinen Rat noch mehr Blech bei den Klauen unter zu bringen will ich prüfen. Es sind jetzt schon über 400 einzelne Blechteile anzufertigen, wer hält das durch ? Wäre dann die Ideallösung ein geblechter fast geschlossener "Klauenpolkäfig" die beste Lösung ? :?:

In der Tat sind fast geschlossene Strukturen sehr effizient, sofern geblecht. Die Industrie macht das über gestanzte Massenteile.

Die jetzige Anordnung füllt den Zwischenraum der Magnete aus und es bleibt ein freier Raum von ca. 4mm zwischen den Klauen. Ich denke mal der Magnetfluss darf nicht zur Nachbarklaue überspringen.

Mach Dir darum keine Gedanken. Eisen leitet das Magnetfeld vergleichsweise perfekt, selbst ein Millimeter Luftspalt ist dagegen ein riesiger Widerstand im Magnetweg.

MfG. Andreas

[Manfred]

Hallo Andreas,

danke das war mir eine vorzügliche Aufklärung über die technische Situation beim Klauenpolgenerator. Das habe ich gut verstanden.

Grüsse
Manfred

[Manfred]

Hallo Andreas,

die Anzahl der Magnete, welchen Einfluss hat das auf die Leistung des Generators. Im Fahrraddynamo sind sie dicht aneinander gesetzt und in vier Segmenten zusammengefasst. Ein magnetischer Rückfluss beim Aufbau der Magnete im Läufer, ist das positv oder hinderlich ? Das schräg Stellen der Klauen zum Magneten, wird das Rastmoment dadurch verringert ? Beim Fahrraddynamo laufen die Klauen spitz aus und bilden dadurch eine Schrägstellung zum Magneten. Ich vermute das hat etwas mit dem Rastmoment zu tun. Es könnte aber auch eine Leistungsbegrenzung des Fahrraddynamos sein.

Grüsse
Manfred

[Ekofun]

Hallo Manfred,

bei diesen Maas von Spule brauchen wir 186 Windungen für 12 Volt. Tesla habe in Durchschnitt 0,14 Genommen.
Drahtdicke ist 1,5 mm und 186 Windungen können drauf kommen wenn gut gewickelt werden kann.
Wiederstand von Wicklung were dann 0,52 Ohm.Drahtlänge 52m.

Drahtlänge und anderes für Wicklung nach Formel: l= lm * N ; lm = pi * dm ; dm = D +d / 2... l = pi * dm * N.

Schregstelung vom Magneten oder Krallen verkleinert Rastung,bei Nabendinamos wird Strombegrenzung durch Frequenz
und selbstinduktion geschaft,so habe das verstanden in diese Link.

Grüße

Ekofun

[andreas]

Hallo Manfred,

die Menge an Magnetmaterial bestimmt das Gesamtmagnetfeld, was sich in der Spule aufbaut. Die Anzahl der Magnete beeinflusst hauptsächlich die erzeugte Frequenz der Wechselspannung und auch den Gleichlauf des Rotors. Mit mehr Magneten geht die Frequenz hoch, der Rotor dreht sich unter Last weniger ruckartig. Man darf das allerdings nicht übertreiben. Mit der Frequenz gehen auch die Verluste im Eisenblech hoch. Für hohe Frequenzen muss daher das Blech dünner ausgeführt werden, dafür sind dann mehr Bleche einzubringen. Sehr schön kann man das bei den recht trafolastigen Röhrenradios beobachten. Die Netztrafo sind wie üblich mit Blechen von etwa einem halben Millimeter Dicke bestückt, während die Übertrager im Musikweg für die Tonfrequenz ganz dünne Bleche haben, vielleicht nur noch 0,1 mm dick. - An dieser Stelle ergibt sich ein klarer Vorteil der eisenlosen Generatoren: Sie dürfen praktisch über eine beliebig großen Drehzahl- und Frequenzbereich betrieben werden, ohne dass die Verluste zunehmen.

Der magnetische Rückschluss hinter den Magneten ist in jedem Fall sinnvoll. Dort steht das Magnetfeld, es darf massives und beliebig dickes Eisen verwendet werden.

Die Schrägstellung der Klauen verringert das Rastmoment, spitz würde ich sie allerdings nicht machen, weil bei geblechten Klauen zu aufwendig. Vielleicht ist es noch effizienter und vor allem einfacher, die Magnete paarweise versetzt anzuordnen. Also Nordpol, ein Streichholz, Südpol, zwei Streichhölzer, Nordpol, ein Streichholz usw.

Die Leistungsbegrenzung beim Nabendynamo wird nach einer Erklärung dazu offenbar allein durch die Spule erzeugt. Die eisenhaltige Spule hat eine hohe Induktivität. Sie stellt einen Widerstand für Wechselstrom dar, der mit zunehmender Frequenz und Drehzahl ansteigt und damit den Strom begrenzt. - Auch hier hat die eisenlose Spule den Vorteil der ganz geringen Induktivität. Selbst bei hohen Frequenzen bremst die kernlose (Luft-) Spule den Strom nicht ab.

MfG. Andreas

[Bernd]

Die Leistungsbegrenzung scheint nicht oder nur in geringen Maße durch die Induktivität der Spule hervorgerufen
zu werden, denn dann ergäbe sich eine andere Kurvenform, gleichmässig im Bogen verlaufend und nicht mit einem
so ausgeprägten "Knick". Wäre nur die Induktion schuld am Kurvenverlauf bräuchten wir keine Gedanken
an den Bau einer grösseren Version zu verschwenden, dann wäre das nämlich zwecklos weil die Induktion
einer grösseren Spule noch höher ausfällt.

Nach dem was ich mir erlesen konnte und was ich hier ja auch schion mal nannte ist es die magnetische
Durchflutung die nur einen bestimmten Strom zulässt. Wenn man einen Strom auf die Spule eines Elektromagneten
gibt dann wird mit zunehmender Stromstärke der Elektromagnet immer stärker, bis zu einem gewissen Punkt
ab dem eine weitere Erhöhung der Stromstärke keine weitere Erhöhung des magnetischen Feldes zur Folge hat.
Der Kern ist magnetisch gesättigt. (Gibts übrigens bei Luftspulen so nicht)
Umgekehrt gilt natürlich das gleiche. Wenn ich in eine Spule mit einem Eisenkern ein Magnetfeld induziere dann
kann ich den in die Spule induzierten Strom bis zu einem gewissen Punkt erhöhen, danach geht es nicht höher.
Jetzt haben die Amperewindungen ihr Maximum erreicht.

Die Klauen werden angespitzt damit das Klauenende dicker ausgeführt werden kann.
So erreicht man einen deutlich höheren Klauenquerschnitt und somit auch höheren Eisenquerschnitt Richtung Spulenkern.
Das ist bei allen Klauenläufern das gleiche.

Grüsse

Bernd

[andreas]

Hallo Bernd,

lies das hier mal durch. Der Autor stellt Nabendynamos her.

MfG. Andreas

[Bernd]

Diesen Artikel habe ich schon vor geraumer Zeit gelesen, als ich mich mit dem Einsatz von Dynamos an kleinen
Windrädern beschäftigte und die Vergleichstests durchführte. Es gibt noch einige andere sehr interessante Dokumente
zu diesem Thema. Sind allesamt irgendwo hier im Forum zu finden.

Grüsse

Bernd

[andreas]

Hallo Bernd,

Messen hilft auch. Der Nabengenerator am Rad meines Sohnes ist eine recht schmale China-Ausführung. Er hat eine Induktivität von 43 mH. Nun muss man nur noch rechnen. Bei 10 Hz ergibt sich ein Wechselstromwiderstand von 2,7 Ohm. Bei 20 Hz sind es 5,4 Ohm. Bei 50 Hz sind es schon 13,5 Ohm und damit mehr als der nominelle Lastwiderstand von 12 Ohm. Bei 100 Hz landet man bei 27 Ohm. Insofern dürfte wirklich die Induktivität der Spule das strombremsende Element sein. Den Gleichstromwiderstand der Spule konnte ich zu 4 Ohm messen.

MfG. Andreas