Scheibengenerator "anders rum"?

[Famzim]

Hallo

Im großen ganzen sehe ich das genau so, ABER , da die Spannung auch schon 10 % der normalen Spannung ist, tippe ich mal ohne nach zu messen, doch auf ein Magnetfeld.
Also doch ein Feld das verantwortlich ist ?
Wenn ich die Feem simus ansehe, geht das Feld nicht nur zur anderen Seite durch die Spule sondern auch nur um den Magneten selbst herum.
Bei weit auseinander stehenden Magneten besonders.
Also an der schmalen Seite geht ein Teilfeld (Streufeld) direkt wieder zum eigenen Rückschluß zurück.
Dieses Feld hat aber die Gegenrichtung, und Windungen in diesem Bereich bringen eine Gegenspannung !
Das sehe ich erst mal als Grund an , und dann kommt die selbe Spule mit der anderen Kante in das Feld des nächsten Magneten, vor dem Magneten also auch in dessen Streufeld, und bringt die kleinere Oberwelle, bevor dann die negatiefe Welle, im Haubtfeld des Magneten generiert wird.
Ich hoffe wir finden es noch heraus

Gruß Aloys.

[Bernd]

Ja wieder eine gute Erklärung Aloys, so könnte es evtl. sein.
Dann müsste aber fast jeder derart aufgebaute Generator diesen Effekt zeigen?
Vermutlich liegt es letztendlich doch an den geometrischen Gegebenheiten der Spule und Magneten.

Das die Spannung wie jede andere auch aus einer Feldänderung zu resultieren scheint können wir glaube ich als unumstritten annehmen.


Grüsse

Bernd

[herbk]

Hi Aloys und Bernd,

also: hier erst mal das Bild zu Aloys Versuch mit den beiden Spulen. Der Peak beim ausschalten des Stroms (1,5V) an der einen Spule erzeugt einen deutlichen Peak (>10V) mit noch schönerem Nachschwingen an der anderen Spule. Fast schon eine Zündspulenkurve aus dem Lehrbuch.

zsp_test.jpg (110.27 KiB) 8723-mal betrachtet

Und dann noch ein paar Erkenntnisse von einigem Spulen hin- und herbiegen und am Oszi vergleichen:
Die Zwischenschwingung ist da, so bald das Spulenloch deutlich breiter ist als der Magnet. Dabei ist es unerheblich, ob das Spulenloch nur teilweise (auf einer Seite,wie beim Scheibengeni) breiter ist als der Magnet oder insgesamt. Und sie ist um so intensiver, je stärker das Magnetfeld ist: halte ich die Spule nur weit genug von den Magneten weg wird ein fast schöner Sinus daraus...
Bei meinen 10mm breiten Magneten verschwindet die Zwischenschwingung ob einer Spulenlochbreite von 14mm, aber nur wenn die Spulenschenkel parallel laufen - d.h. wenn der Winkel der Spulenschenkel NICHT an den Winkel der Magnete angepasst wird.
Da mir Aloys Meinung zum Verursacher der Zwischenschwingung durchaus plausibel erscheint sollte dieses Zwischenschwingen allerdings nur bei Aufbauten ohne gerichteten Magnetfluss (also ohne Rückschluss oder gegenüberstehende Magnet) so heftig auftreten.

Die Spulenlochbreite von 14mm in Verbindung mit den 10mm breiten Magneten als größte Spulenlochbreite ohne Abflachung der Kurvenflanken sind das, was ich nach den Femm Simus mehr oder weniger erwartet habe (und der Grund weshalb ich meine Spulen so breit wickle ). Die Simu zeigt bei meiner Anordnung mit Eisenrückschluß hinter den Spulen einen Magnetfeldverlauf der bereits 1mm über dem Magneten deutlich breiter ist als der Magnet selbst.
Da die Versuche jetzt aber immer ohne Eisenrückschluß waren, bleibt zu untersuchen, wie das Verhalten des Spannungsverlaufs mit Eisenrückschluß ist. Und was mich in desem Zusammenhang natürlich auch interessieren würde...: wie sieht die Sinuskurve bei einem Dualscheibengeni, der ja einen extrem gerichteten Magnetfluß hat, aus?

Hier noch ein Bild mit der Kurve (Sinus mag ich dazu auch noch nicht sagen...) die mit der Spule mit 14mm breitem Loch erzeugt wird

14mm_Spule.jpg (128.5 KiB) 8723-mal betrachtet

Das nächste was ich mache ist also eine rechteckige Spule mit 14mm Schenkelbreite und 14mm Loch wickeln und sie direkt mit den Traprzförmigen vergleichen.

[Bernd]

hier erst mal das Bild zu Aloys Versuch mit den beiden Spulen.
Der Peak beim ausschalten des Stroms (1,5V) an der einen Spule erzeugt einen deutlichen Peak (>10V) mit noch schönerem Nachschwingen an der anderen Spule.
Fast schon eine Zündspulenkurve aus dem Lehrbuch.

Ja aber wie wir es schon von den alten Autos her kennen, braucht ein Zündfunke auch bestimmte Bedingungen um überhaupt entstehen zu können.
Die Spannung die der Generator während einer Amplitude erzeugt endet längst nicht so abrupt wie das Ausschalten des Stroms an deiner Testspule und es ist vor allen nur Spannung, kein Strom !
Unbelastet gibt es am Generator ja nicht mal einen Strom der fliessen würde und abrupt enden könnte, also auch keinen "Zündfunken", wohl aber den Effekt den das Oszi zeigt.
Eine Zündspule erzeugt nur einen Zündfunken wenn der Strom in ihr abrupt beendet wird bzw. wenn überhaupt erstmal Strom durch sie hindurch fliesst den man abrupt beenden könnte.

Ich bin sehr gespannt auf deine weiteren Versuche zu den Spulengeometrien.
Ich denke da liegt vermutlich der Stein der Weisen.


Grüsse

Bernd

[vm]

Hallo Herbert

Ich denke mal Aloys hat recht,die Feldlinien müssen ja irgendwie zur Rückseite des Magneten gelangen, wofür es 2 Wege gibt.
1. den kurzen Weg , also die äußeren Feldlinien biegen schnellstmöglich 180° ab und machen sich auf den Weg zur Magnetrückseite wobei sie neben dem Magneten notgedrungener Weise eine gegensätzliche Flussrichtung erzeugen und so eine entsprechend ausgerichtete Spannung.

2.der lange Weg , die mittleren stärkeren Feldlinien müssten dafür einen deutlich längeren Weg gehen und einen größeren Bogen machen wodurch sie in die Nähe der gegensätslichen Feldlinien des Nachbarmagneten kommen, was für sie auf grund der Anziehungskräfte der einfachere Weg ist ( auf der Magnetrückseite das ganze noch mal )

Das zwischen den Amplituden kurzzeitig nichts Sinnvolles passiert und passiert ist denke ich klaar

Ein Rückschluss hinter den Magneten oder wie geplahnt hinter den Spulen sollte zu einer starken reduzierung der Gegenschwingung führen ( eine kleine Lücke oder verzerrung in der Sinuskurfe bleibt aber warscheinlich,auf grund der Jochgröße und des Spulenabstandes )

Da hilft nur ein breiterer Magnet oder eine neue Magnetscheibe ( Spulenabstand = Magnetbreite = Jochbreite und die Schenkelbreite sollte = halbe Magnetbreite sein )
Bei dieser Anordnung sollten keine Probleme auftreten ( wenn du dann die Spulenschenkel breiter machen willst geht das auf kosten der Jochbreite und des Spulenabstand,s , die Position der Spulen ( Mittelpunkt ) darf sich nicht ändern)

Das Ganze geht dann sowol einphasig als auch überlappend .

Die geplanten rechteckigen Spulen durften das Problem nur verschieben bzw anders verteilen

mfg.Volker

[herbk]

Hi Volker,
schön wieder mal was von Dir zu lesen...

Ob die Gegenschwingung weg ist wenn ich Eisen hinter den Spulen habe, werde ich nach den Flügeltests probieren, im Moment benötige ich den Prüfstand noch dafür - ich halte ja Aloys Erklärung auch für plausibel...

[herbk]

Hi zusammen,
am WE habe ich mal die beiden Spulen auf die Rückschlußringe aus Trafoblech gelegt - und tatsächlich, die Gegenschwingung bei der trapezförmigen Spule ist weg. Nach wie vor da ist die "Abflachung" am Nulldurchgang, was FEMM aber ja auch so vorhergesagt hat.

Bei der Spule mit den parallelen Schenkeln verschwindet auch diese Abflachung und man hat eine ordentliche Kurve.

Erkenntnis für mich:
1. Der Nulldurchgang ist bei einem Luftspulengeni dann, wenn der Magnet über dem Spulenloch ist.
2. Auch für einen Scheibengeni müssen die Spulen mit parallelen Schenkeln gemacht werden wenn man eine ordentliche Sinuskurve haben möchte. So lange man die Spulen nicht überlappt bringt es keinen Nachteil, ganz im Gegenteil, man spart sogar noch Kupfer dabei.
3. Bei "meiner" Bauweise (Magnetscheibe rotiert zwischen Spulen) darf das Spulenloch etwas größer sein als die Magnetbreite, nämlich so breit wie der "Magnetstrom" ist, der von den Magneten Richtung Rückschlusseisen (hinter den Spulen) fließt.

Punkt 3 gilt meiner Meinung nach NICHT für normale Dualscheibengenis! Durch die sich gegenüberstehenden Magnete verändert der Magnetstrom zwischen den Magneten seine Breite nicht. Ein Spulenloch breiter als der Magnet müsste hier die gleiche Abflachung um den Nulldurchgang hervorrufen wie es die trapetzförmige Spule zeigt.

Auch wenn es sicher nicht sooo viel ausmacht, ganz ignorieren sollte man die Gegenschwingung/Abflachung um den Nullpunkt nicht. Wenn man solch einen Strom gleichrichtet, hat man (bei nicht überlappenden Spulen) an der Nulllinie zwischen den Spitzen jeweils einen kleinen Moment ohne Spannung. (hab' leider vergessen ein Bild davon zu machen...)


Hier die beiden Vergleichskandidaten:

spulen_8.jpg (144.64 KiB) 8489-mal betrachtet

Der "Sinus" der trapetzförmigen Spule:

sin_spu_trap.jpg (294.92 KiB) 8489-mal betrachtet

und der "Sinus" der rechteckigen Spule:

sin_spu_par.jpg (290.38 KiB) 8489-mal betrachtet

[Bernd]

Hallo Herbert , vielen Dank für deine schönen Fotos und Experimente.

1. Der Nulldurchgang ist bei einem Luftspulengeni dann, wenn der Magnet über dem Spulenloch ist.

Ich merke mir das immer so, Nulldurchgang ist dann wenn im Inneren der Spule keine Änderung des magnetischen Flusses erfolgt.
Also wenn der Magnet genau mittig über der Spule steht und nur dann.

Wenn ich die beiden Spulen so sehe dann hinkt der Vergleich doch etwas da die linke Spule viel breitere Spulenschenkel hat.
Trotzdem, der Unterschied der erzeugten Leistung scheint ganz erheblich denn die Fläche unter der jeweiligen Amplitude bis zu
einer gedachten Nulllinie ist bei der Spule mit den parallel geführten Schenkeln weitaus größer.


Grüße

Bernd

[herbk]

Hi Bernd,
genau hinsehen.... bei der Spule mit den breiten Schenkeln musste ich den Oszi ein Stufe runterstellen, damit die Amplituden auf den Bildschirm passen. Die Einstellung steht unten links am Oszi.
Es ging mir da erst mal nur um die Form der Welle - die gerade Spule mit breiten Schenkeln habe ich noch nicht...

[Bernd]

Das verändert das Ergebnis allerdings total.
Hatten denn die beiden Spulen gleiche Windungsanzahl?
War die Schenkelhöhe gleich ? Sie ist auch sehr entscheidend bei eineitiger Magnetbestückung.


Grüße

Bernd