drahtstärke / Wirbelströme

[herbk]

Hallo,
bei den ganzen Bauanleitungen zu den Scheibengenis ist auch immer wieder gesagt worden, dass bei großen Drahtdurchmessern die Wirbelströhme stark zunehmen.
Verstehe ich das jetzt richtig, dass ich bei einem Draht mit 2qmm Querschnitt mehr Verlusste durch Wirbelströme habe als wenn ich diese 2qmm durch z.B. 3 parallel erreiche?
Wenn ja, gibt es eine Drahtdicke, die man wegen der Wirbelstrohmbildung besser nicht übersteigt und wo liegt die nach Euerer Erfahrung? Oder gilt ganz einfach: "je dünner je besser"?

[vm]

Hallo Herbert

Ja je dünner je besser kann man sagen ( je höher die Frequenz um so dünner muß der Draht sein ) viewtopic.php?f=24&t=1631


Dazu gibt es eine Mathe-Olympiade : viewtopic.php?f=8&t=938&hilit=wirbelstrom&start=630

Die letzten etwa 10 Seiten .

mfg.Volker

[Ekofun]

Hallo herbk,

ja,je dünner umso besser.Aber gesamte Querschnitt muss eingehalten werden.In Deinem Beispiel : 2mm^2 Querschnitt,3 Drähte. Das sind 3 Drähte mit 0,92 mm D.Das ist noch immer zu dick,mit 6 Drähte wäre besser.Dann ist jede Draht 0,65 mm dick.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Wie schon gesagt wurde ist die erzeugte Frequenz, basierend auf der Anzahl der Magnetpole und der Drehzahl, der wichtigste
Faktor wenn es um die Wirbelstromverluste im Leiter eisenloser Systeme geht.
Das bedeutet das die Verluste bei geringen Drehzahlen noch erträglich sind und mit zunehmender Drehzahl immer weiter (im Quadrat zur Drehzahlerhöhung) ansteigen. Sie können bei schnell laufenden, hochpolgen eisenlosen Generatoren erhebliche Werte annehmen.

Das Equivalent zu den Wirbelströmen im Leiter von eisenlosen Generatoren sind die Wirbelströme im Eisenpaket von normalen Generatoren. Auch dort nehmen die Verluste mit dem Quadrat der erzeugten Frequenz zu. Daher wird dort der Eisenkern aus vielen dünnen Einzelblechen erstellt.


Grüsse

Bernd

[herbk]

OK, aber...
Wenn ich jetzt mehrere Drähte paralell wickle, dann ist das ja nichts anderes als 6 (um Ekofuns Beispiel aufzugreifen) einzelne, einlagige Spulen aufeinanderlege und paralell verbinde.
Wenn ich das mache, sind aber die einzelnen Spulen unterschiedlich weit vom Magneten entfernt, werden deshalb von einem mehr oder weniger starken vom Magnetfeld getroffen und entsprechend unterschiedlich ist auch die indizierte Spannung (hab Gestern und Heute mal ein wenig mit Femm gespielt ).
Irgendwo hab ich mal gelesen, dass die Paralellschaltung der einzelnen Spulen eines Generators genau wegen dieser Spannungsunterschiede nicht empfohlen wird.
Währe es da nicht einfacher gleich jede Spule mit einem Dünnen Draht zu wickeln und die Spulen paralell zu schalten?
Ich habe Heute mal eine Berechnung auf Basis 0,4er Draht in einer 8mm hohen Spule - gedanklich also 20 Drähte nebeneinander Gewickelt - mit Femm und dem Spannungstool aus dem Forum analysiert. Der Unterschied zwischen den aussenliegenden (Scheibengeni, gegenüberliegende Magnete) und der/den innenliegenden Drahtlagen ist gigantsch... ich denke kein Mensch würde es schaffen 2 gleich dimensionerte Spulen so unterschiedlich zu wickeln...

[Bernd]

Das hast du gut erkannt. Das ist ein Problem wenn man mehrere Drähte parallel wickelt.
Allerdings sollte man es auch nicht so machen wie du Dir das gedacht hast, also die einzelnen Drähte nacheinander aufwickeln/schichten
sondern alle parallel geschalteten Drähte sollte gleichzeitig aufgewickelt werden.
Idealerweise sollte dieser Strang auch noch leicht verseilt sein damit jeder Draht abwechselnd mal oben oder unten liegt.

Die einzelnen Spulen einer Phase parallel schalten wäre auch eine denkbare Lösung, wenn man einzelne Spulen wickelt.
Allerdings muss dann mechanisch auch alles genau passen damit alle Spulen gleichzeitig genau die gleiche Spannung erzeugen.


Grüsse

Bernd

[herbk]

Wenn ich 20 (um bei meinem Beispiel zu bleiben) Drähte gleichzeitig aufwickle leigen die doch nebeneinander und ich habee das gleiche Ergebnis als wenn ich sie einzeln wickle und dann staple... Wenn ich nicht so viele Drähte paralell wickle, dass ich eine Lage der Spule auf einmal fülle wird das ganze unkontrolliert und das Ergebnis zufällig.
Erst zu verseilen und dann ganz normal wickeln, ok. aber hat man dann nicht einen relativ schlechten Füllungsgrad?
Vielleicht sollten wir dann gleich nach HF Litze suchen...

[Bernd]

20 Drähte gleichzeitig zu wickeln würde ich persönlich fast schon als zu große Herausforderung empfinden.
Ich hab das mit 8 Stück gemacht und das war schon fummelig. Natürlich gehts sicher auch mit 20 wenn man sich Zeit nimmt.

Auf keinen Fall solltest du die parallelen Drähte beim Wickeln so anordnen das immer die gleichen Drähte an gleicher Position zu liegen kommen.
Dann lieber den Strang wie einen einzelnen Draht wickeln, also Strang neben Strang, wie beim einzelnen Draht und den Strang immer
mal wieder drehen.
Das Problem mit der unterschiedlichen Spannung entschärft sich aber deutlich beim klassischen Doppelscheibengenerator bei dem auf
beiden Seiten der Spule Magnete sitzen und ein vergleichsweise homogenes Magnetfeld erzeugen.

Grüße

Bernd

[herbk]

Noch eine Frage zu dem Tool für das Berechnen der Spannung:
Wie berechnet es die Spannung - Magnet über einem Schenkel (denke ich mal) oder über beiden je ein Magnet?

[Bernd]

Es rechnet die Induktion in einem einzelnen Drahtstück eines Spulenschenkels aus.
Dabei wird davon ausgegangen das zeitgleich über beiden Spulenschenkeln Magnete stehen. (Das ist bei einem normalen Aufbau der Fall)
Um auf ein Gesamtergebnis zu kommen muss man die weiteren nötigen Parameter in die Formel eingeben so das die
Formel dann die Anzahl der wirksamen Drahtstücke im Spulenschenkel berücksichtigt und somit die Gesamtspannung ausrechnen kann.

Es ist nicht die einzige Möglichkeit die induzierte Spannung in den Spulen eines eisenlosen Generators zu berechnen.
Man kann sie auch über die "normale Induktionsformel" ausrechnen die die Flussänderung pro Zeiteinheit im Spulenkern zu Grunde legt.


Grüße

Bernd