2-phasen-generator Testbau

[dietzpeter]

Hallo Leute,
ich möchte mir einen kleinen 2phasengenerator bauen.

Wenn ich jetzt einen 2phasen-generator baue brauch ich mindestens 2 Spulen und 2 Magneten.
So wie auf den Bild zu sehen.


In diesem Fall könnte ich die Magneten Anzahl erhöhen. Dafür muss aber Südpol und Nordpol immer gegenüber liegen. Z.b. wie auf den Bild auf 6 Magneten.


Beim letzten Bild könnte ich die Spulenanzahl auch auf 6 hoch setzen.

Ist das so richtig?

Wenn das so richtig ist bau ich den mit 2 Spulen und 2 Magneten und messe erst mal das Ergebnis.
Die Scheibe mit den Magneten soll bei mir nicht größer wie 20cm sein und wird durch einen drehfreudigen Elektromotor angedreht.
Danach kann ich ja immer noch Magneten und Spulen dazu bauen.

Wie ist das bei den Magneten? Je stärker desto besser?
Gibt ja welche bis Haftkraft 20kg die für mich noch bezahlbar wären.


Wie finde ich heraus wie die Spulen gewickelt werden müssen? Also Anzahl Windungen und Kupferlackdrahtdicke?


Dadurch dass die Scheibe mit einem drehfreudigen Elektromotor angetrieben wird müsste ich theoretisch eine sehr hohe Spannung erzielen( z.b. wenn 10u/m = 1Volt ergeben sind es bei 20u/m = 2 Volt usw.)?

Mein Ziel ist es bei einer Spannung von 5V ca. 5A zu erhalten.

Gruß
Peter

[Bernd]

Hallo Peter und herzlich willkommen hier im Forum.
Du hast Recht hohe Drehzahlen des Generators erleichtern den Generatorbau ganz erheblich.

Deine obere Abbildung zeigt zwar zwei Magnet/Spule Kombinationen aber keinen 2 Phasen Generator
denn beide Spannungserzeugungen in beiden Spulen erfolgen zeitgleich.
2 oder mehr Phasen verwendet mann unter anderen deswegen weil eine zeitversetzte Entstehung der
Spannung zu einem leiseren und gleichmässiger laufenden Generator führt.

Man kann es sich auch vereinfacht vorstellen wie bei einem Bezinmotor. Ein 1 Phasen Generator entspricht
dabei einem 1 Zylinder Motor. Ein 2 Phasen Generator einem 3 Zylinder Motor und ein 3 Phasengenerator
wäre dann ein 6 Zylinder Motor. Das heisst je mehr Phasen desto ruhiger und desto weniger Vibrationen
erzeugt der Generator.

Um einen zeitlichen Versatz in die Spannungserzeugung zu bringen versetzt man eine der beiden Spulen
bei einem 2 Phasen Generator so, das die Spannungserzeugung der zweiten Spule ihr Maxima erreicht wenn
die Spule 1 gerade keine Spannung erzeugt.
Du erreichst das wenn ein Magnet gerade mittig über dem Spulenloch der einen Spule steht, während der
andere Magnet genau mittig über dem Spulenschenkel der anderen Spule steht.

Bei deiner oberen Abbildung wäre die Spannungserzeugung zusätzlich auch noch sehr ungleichmässig weil im
Kreisumlauf nur jeweils 2 Spannungsimpulse erzeugt würden während auf dem Rest der Umdrehung gar nichts
passieren würde. Daher wäre die Abbildung 2 schon besser und mit weiteren Spulen bestückt würde dann auch
noch mehr Energie entstehen.
Um jetzt noch den zeitlichen Versatz der Spannungserzeugung in die Abbildung 2 zu bekommen müsstest du
mehr Magnete als Spulen einsetzen, also ein ungleiches Verhältnis. Un zwar sollten es 1/3 weniger Spulen als
Magnete sein.
Beispiel: 10 Spulen und 15 Magnete.

Wieviele Windungen du wickeln musst kann man erst genau bestimmen wenn man die Daten der Magnete also Grösse,
Dicke etc, kennt sowie die Drehzahl bei der die angestrebten Leistungswerte erreicht werden sollen.
Für erste Experimente kannst du einfach beliebig viele Windungen wickeln (aber die Anzahl merken) und dann die Höhe
der entstehenden Wechselspannung messen.

Für die Magnete gilt je grösser, dicker, stärker umso besser.
Falls du an eisenlose Spulen dachtest, dann wäre insbesondere eine grosse Dicke der Magnete vorteilhaft.

Grüsse

Bernd

[dietzpeter]

Guten morgen und vielen Dank für die Schnelle Antwort.

Also müsste ich mindestens 4 Spulen und 6 Magneten benutzen weil bei weniger würden zwei gleiche Pole hintereinander kommen.
Also müsste ich es wie auf dem Bild machen.


Bei meinem Beispiel geht in jeder Phase 2 Spulen gleichzeitig über Süd und Nord.
Neutralisier sich das nicht gegenseitig? Oder verhindert man es dadurch dass man bei der anderen Spule den anderen Eingang wählt.

Wie ist das bei deinem Beispiel?
Wenn ich 10 Spulen und 15 Magneten habe kommt ein Pol ja doppelt und wirkt so nur einmal oder?
Hoffe dass ich jetzt nicht alles durcheinander bringe.

Neodym Magnete Ø20x5 NdFeB N48 - Haftkraft 15 kg wenn ich die Spulen über meiner Magnetscheibe montiere und nicht seitlich wie ich es gezeichnet habe. Und ja dachte an Eisenlosenspulen. Möchte so viel wie geht aus PVC anfertigen.
Ist das so okay oder sind die Magneten zu klein?

Gruß
Peter

[Bernd]

Hallo Peter, du hast gut aufgepasst. Die Anzahl der Magnete muss sich natürlich IMMER durch 2 teilen lassen und die errechnete
Anzahl der Spulen muss sich durch die Anzahl der Phasen teilen lassen. 15 zu 10 geht daher gaaaar nicht.

Es bleiben die Kombinationen 6 zu 4 und 12 zu 8 sowie 24 zu 16.

Die Spulenanschlüsse müsstest du dann bei jeder zweiten Spulen tauschen bevor du sie in Reihe schaltest.

Mehr heute abend.

Grüsse

Bernd

[dietzpeter]

Ah gut.

Also mach ich erst mal das kleinste Model.
Wenn die Scheibe groß genug ist kann ich später ja alles einfach verdoppeln ohne große Änderungen durchzuführen.

Hab da ja was von Neodym Magnete Ø20x5 NdFeB N48 - Haftkraft 15 kg geschrieben … habe da aber jetzt noch Stärkere und günstigere auf einer anderen Seite gefunden.

Neodym Power Magnete 20x5mm N52 23Kg

Die müssten doch sehr gut sein? Bei den anderen Generatoren hier hab ich gelesen wurden aus Kostengründen Feritmagneten genommen die von der Haltbarkeit bei gleicher Größe nicht an die Neodymmagneten rann kommen.

Gruß
Peter

[Bernd]

Mit Haltbarkeit meinst du bestimmt die Haltekraft ?
Ferritmagnete sind etwa 3 x schwächer als gleich große Neodymmagnete.
Sie kosten allerdings auch nur ein zehntel oder sogar noch viel weniger.
Grosse eisenlose Generatoren lassen sich daher derzeit eigentlich nur mit Ferrit realisieren, ausser
man hat ein seehr grosses Portemoinaie.

Mit den 20 x 5mm kannst du gut experimentieren. Ich habe ähnliche damals für meinen kleinen Ringgenerator verwandt.
Um eine möglichst hohe Effektivität deines Generators zu gewährleisten würde ich Dir empfehlen die Magnete auf
dem Träger ziemlich dicht zusammen zu packen, sonst ist später zwischen den Spulen zuviel Luft denn es sind
ja 1/3 weniger Spulen als Magnete bei deinem 2 Phasen System.
Mehr als ca. 1cm Luft würde ich da nach Möglichkeit zwischen den Magneten nicht lassen.

Grüsse

Bernd

[dietzpeter]

Die Ferritmagnete sind 3-mal Schwächer. Bedeutet das auch dass die Effizienz 3-mal schwächer ist wie bei den Neodymmagneten? Wenn es nur 10% weniger wäre würden die Normalen vollkommen ausreichen.

Ja die Drehscheibe wird nur 12cm im Durchmesser sein dadurch haben die Magneten ca. 3-4 mm Abstand zu einander.


Gruß
Peter

[Bernd]

Ein 3 x schwächerer Magnet erzeugt auch 3 x weniger Spannung.
Du vergisst den Preis. Man kann sich ja weitaus grössere Magnete leisten.

Grüsse

Bernd

[dietzpeter]

Jo da hast du recht

Ist ja nicht immer das doppelt so viel von irgendwas gleich doppelt so viel bewirkt. Das wollt ich nur erfahren.

Welches Kupferlackdraht soll ich mir bestellen? Also welche dicke wäre am besten geeignet?

[Bernd]

Für Experimente ist das relativ egal.
Für geringe Wirbelstromverluste sollte er nicht dicker als vielleicht 0,6mm ausfallen.
Darunter wird der Draht aber auch schnell "sehr dünn".
Ich würde um die 0,5mm wählen.
Für die gewünschten hohen Ströme muss man später evtl. mehrere Drähte parallel wickeln.
Für erste Tests kann er aber auch über 1mm dick sein.

Aus deinem Draht wickelst du am besten erstmal eine Testspule mit soviel Draht wie im zur Verfügung stehenden
Raum für die Spule drauf passt. Wichtig ist das du Dir die Windungsanzahl merkst.
Diese Testspule montierst du dann versuchsweise und misst dann die Spanunng die du damit bei einer
bestimmten Drehzahl der Magnetrotorscheibe erzeugen kannst.

Grüsse

Bernd