Sind lange Spulenschenkel wirklich positiver als kurze ?

[MaRiJonas]

Danke Bernd,
es war auch nur eine Vermutung, denn das FEMM Programm kenne ich selbst ja nicht.

Hm, dann muss ich mir etwas anderes einfallen lassen .
Schade, dass wäre eine einfache Erklärung gewesen.

Gruß
Richard

[Ekofun]

Hallo zusammen,

habe einige Gedanken über Spulen,Flußdichte,Indukzion und runden Spulen/Magneten so habe zwei Simulazionen gemacht vom einen Geni der einamal als klassische Geni gemacht wird und gleiche als Dualscheibengeni.

Beide haben 16V Wechselspanung und sollen Akkus laden.

Bei Überlegungen habe mich auf Indukzion Regeln gehalten wie:

Je höher die Flußdichte ist ist die induzierte Spanung größer,
Je Wirklänge ist ist ist induzierte Spanung größer,
Je kleiner Luftspalt ist ist Flüßdichte beim gleichen Magnet größer

Und da gesagt wurde das die runden Spulen/Magneten beste sind habe das mit runden Magneten gemacht,mit größten die ich gefunden habe; 70mm D x 20 mm H, N38.

Bei klassischen Ausführung habe das bekommen:

Luftspalt = 4mm,
B = 0,98 T
6 Spulen pro Fase überlapende Spulen( wen möglich,aber kaum bei runden Spulen)
12 Magneten 70 x 20mm N38 - Preiß ab 5 St. = 35,1 Euro

Bei 50 U/min sollen 15 Wdg pro Spule sein,bei 100 U/min 7 Wdg.Wiederstand pro Fase = 0,22 Ohm.
Draht querschnitt = 1,8mm^2 mindest = 3 x 0,9mm dicke Draht.
Spulen kommen auf Statorrohr vom innen.

Wicklung ca 2,1 Kg Draht
Magnetrotor ohne Magneten ca 12 Kg
Statorrohr ohne Spulen ca 14 Kg>>>>>>> Wandicke = 18mm,glaube zu wenig,Fe ist gesetigt.
Preiß für Magneten = 421,2 Euro.

Simu für diese Beispiel:

A2 70x20 rund N38 Lsp = 4mm Fe 18mm dick.jpg (387.79 KiB) 8131-mal betrachtet

Gleiche aber als Dualausführung:

6Spulen pro Fase = 18 Spulen gesamt = 24 Magneten pro Scheibe

D - Scheibe = 900mm ausen.D-Rech = 730mm
Luftspalt = 10mm
B = 0,88T
Bei 50 U/min 11 Wdg, bei 100 U/min 6 Wdg pro Spule.Auch mit 3 x 0,9mm Drahtdicke.

Wicklung ca 0,8 Kg Draht
Eine Scheibe ca 70 Kg. Fe = 18mm dick.
Preiß 1684,8 Euro

Mit 3 Spulen pro Fase ist besser,dann ist um helfte biliger und leichter.

Simu dazu:

A1 70x20 rund Fe = 18mm dick Lsp = 10mm.jpg (353.07 KiB) 8131-mal betrachtet

Man könnte eliptische Spulen machen,dann könnten auch überlappend gemacht werden,oder?

Das ist nur eine Überlegung,um mit runden Magneten und Spulen gute Ergebnisse zu bekommen.
Ihre Meinungen interessieren mich sehr.

Grüße

Ekofun

[Ekofun]

Hallo zusammen,

und ein Beispiel mit Rechtekspulen.Magneten sind hintereinander geklebt so habe eine Länge von 200 mm.

Magneten 40 x 18 x 10mm. B= 0,82 T Lsp = 3mm.

Bei 50 U/min 16V AC.......15 Wdg/Spule
Bei 100 U/min 16V AC......8 Wdg/spule
Wicklung mit 4 x 0,85 mm dicke Draht.

Magneten 60 Stück e 3,91 Euro ab 150 Stück

Wicklung ca 1,65 Kg >>überlapend,einlagig in allen Beispielen.
Leuferrohr ca 6 Kg
Statorrohr ca 8,5 Kg

Magneten 60 Stück 235 Euro.

A3 200x18x10mm N45 Lsp 3mm Fe = 10mm dick.jpg (443.95 KiB) 8117-mal betrachtet

Man spaart an Magneten und Gewicht,warscheinlich auch am Draht,oder?

Grüße

Ekofun

[herbk]

Hi Ekofun,
wie kann man mit FEMM runde Magnete simmulieren? FEMM macht doch nur eine 2D Simu auf dem Schnitt des Genis den zeichnet.
Wenn man eine neue Simulation anlegt kann man zwar eine Magnetlänge angeben, aber ich habe noch nicht bemerkt, dass das verändern der Länge irgendeine Veränderung beim Magnetfluss verursacht/abbildet. Ich habe das aber nur ganz am Anfang meiner FEMM Sumus ein paar mal probiert und dann (wegen der fehlenden Unterschiede bei den Ergebnissen) ignoriert.

Ich habe mit meinem neuen "Versuchsgeni" vor ca. 2 Wochen ein wenig mit den Spulenpositionen im Luftspalt herumgespielt, auch um zu ermitteln ob die Spulenköpfe wirklich nur Ballast sind. Und - zumindest bei eckigen Spulen - ist es so: so bald ich die Spule so weit verschoben habe, dass mehr als 3mm das Spulenkopfes mit vom Magneten überstrichen wurde, begann die Spannung zu sinken.

[Bernd]

Was ich nicht verstehe ist warum du bei einem "Scheibengenerator" die Magnete auf runde Eisenringe , die an den
Magnetpositionen abgeflacht sind, setzt ? Das stellt ja keinen Scheibengenerator dar sondern einen rohr- oder ringförmigen.
Was haben die runden Eisenringe zu bedeuten ? Soll es gar kein Scheibengenerator werden?

Im zweiten Bild sieht man Magnete hingegen wieder auf geraden Eisenflächen wie es bei einem Scheibengenerator der Fall wäre. Warum diese Verwirrung?
Du zeigst verschiedene Generatortypen. Ring- und Scheibengenerator.
Welche Bauform meinst du denn nun überhaupt ?


Grüsse

Bernd

[Bernd]

so bald ich die Spule so weit verschoben habe, dass mehr als 3mm das Spulenkopfes mit vom Magneten überstrichen wurde, begann die Spannung zu sinken.

Wenn der Magnet gleich groß blieb bildet sich beim Verschieben der Spule ja eine magnetfreie Lücke im Spulenkern, vorausgesetzt der Magnet ist so groß wie das Spulenloch.
Dann muss die Höhe der Induktion ja folglich sinken.

Anders sieht es aus wenn man einen größeren Magneten nutzen würde der -zusätzlich- auch die Spulenköpfe erfassen würde.


Grüsse

Bernd

[herbk]

Hi Bernd,
ich wickel' einfach mal eine Spule mit der gleichen Windungszahl die bei gleicher Breite nur 40mm Länge hat.
Die solllte ja dann die gleiche Spannung bringen als die jetzt verwendeten.

[Ekofun]

Hallo Bernd,Herbert,

Das ganze sollte eine Unterschied zeigen zwischen Scheibengeni und Ringgeni,nur mit Gedanke das Luftspalz bei Ringgeni nur 3 bis 4mm ist.Dadurch bekomme große Flußdichte und brauche nicht viel Windungen,und kann überlapende Spulen machen.Dadurch spaare auch an Magneten und Gewicht.

Das erste Eisenring ist Magnetrotor,dann kommt Luftspalt von 4 mm und zweite Eisenring als Magnetische Rückführung,dadurch wird B-Wert sehr hoh.Spulen brauchen wenig Windungen und sind überlapend,sind aber lang,in letzten Beispiel 200mm lange Schenkel und einlagig in allen Beispielen.Das ist gedacht:

Skize - Ringgeni.jpg (165.3 KiB) 8108-mal betrachtet

Erste zwei Beispiele sind mit runden Magneten gemacht,einmal als Ringgeni und einmal als Dualscheibengeni,beide haben 6 Spulen pro fase.
Gedanke biem ganzen ist ob ich mit weniger Material gleiche Leistung bzw. Effizient bekommen kann.

Je größer der Scheibengeni ist wird er schwerer und braucht mehr Magneten als Ringgeni der durch überlappende Spulen Magneten spaart.Auch Gewicht ist kleiner.

Und H.Herbert,denke das ein gezeichnete Magnet z.B. dise runde,der 70 mm D hat für B-Wert keine bedeutung hat,meine seine Länge hat auf Flußdichte keine bedeutung.Aber für Feldenergi in Joul spielt sie eine rolle.Feldenergi ist immer größer je länger Magnet ist,T-Wert bleibt aber immer gleich.Das habe schon herausgefunden.

Und Schade das mit runden magneten keine überlapende Spulen machen kann,aber vieleicht mit eliptischen Spulen.Das ist aber wieder kompliziert,vom kleinen runden Magneten einen großen zusammen kleben der eliptische Form hat.

Das sind meine überlegungen,und bin am bauen eine solchen Geni,Luftspalt ist 3mm,T-Wert ist 0,5 T laut FEEM und habe mit eine Spule mit 6 Wdg 0,443 V und 0,5 A in kurzschluss bekommen. Mal sehen was am Ende daraus wird.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

ich wickel' einfach mal eine Spule mit der gleichen Windungszahl die bei gleicher Breite nur 40mm Länge hat.
Die solllte ja dann die gleiche Spannung bringen als die jetzt verwendeten.

Versuche mit "zu kleiner" Spule führten da zu anderen Ergebnissen.
Wenn die 40mm Spule kürzer ist und somit einen etwas kleineres Spulenloch besitzt als die jetzt verwendete wird sie
sehr wahrscheinlich eine etwas geringere Spannung liefern da der gleich große Magnet nun einen Teil des Spulenkopfes
überstreicht und der Magnet größer ist als das Spulenloch. Das gleiche gilt auch wenn das Spulenloch etwas schmaler ist als der Magnet.

Ein Vorteil eines (bewusst) etwas zu klein geratenen Spulenloches ist die geringe Baugrösse die man dann beim Generatorbau erzielen kann.
Der ein klein bisschen geringe Spulenwiderstand steht der etwas geringeren Induktion gegenüber. Der Nachteil insgesamt ist also ziemlich gering, so lange man nicht übertreibt.
Wenn es auf die Baugrösse und damit meist auch auf den Preis ankommt ist das eine schon mal durchprobierte (glaube es war im Kleindforum)
Option im Generatorbau.

Grüsse

Bernd

[herbk]

Hi Bernd,
wenn es wirklich nur ein wenig weniger Spannung wird, dann muss man ernsthaft darüber nachdenken. Wenn ich das Spulenaußenmaß (Länge) auf auf Magnetlänge verkürze, dann spare ich rund 31% Draht und habe entsprechend weniger Widerstand.

Edit:
bei meinem Magnetmaß würde sich dann ein recht kleines Spulenloch ergeben, was wiederum ein Überlappen der Spulen unnötig machen würde, weil der "kupferfreie Raum" im Luftspalt auf ein sehr kleines Maß schrumpft.