Baubericht eisenloser Ringgenerator, Großversion

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Beitragvon Bernd » So 18. Okt 2009, 08:42

Es geht los....

Ich habe gestern aus einer grossen 23mm Multiplexholzplatte (für grosse Betonverschalungen,
ich habe die mal vor längeren geschenkt bekommen) meine "Magnetscheiben" mit einer
Oberfräse ausgefräst.
Nach einigen Widrigkeiten (erster Fräser gleich kaputt gegangen) und der Erzeugung von sehr
viel "Fräsmehl" konnte ich dann zwei perfekt runde 60cm Scheiben in den Händen halten.

Bild

Bild


Im letzten Bild bitte ich darum den (kleinen) Magneten rechts auf der Scheibe zu beachten.
Immerhin ist er tatsächlich 24cm³ gross, wirkt auf dem Foto aber eher winzig.
Es handelt sich dabei um einen der Magnete die dann in den Rand der Scheibe eingelassen werden.
Leider musste ich mir dafür einen 15mm Fräser bestellen, denn in unserer ganzen Umgebung samt
Werkzeughandel war kein 15mm Fräskopf für eine Oberfräse zu beschaffen.
Mit dem 15mm Fräser werden ich dann ganz exakte "Schlitze" in den Rand fräsen in die dann die
Magnete eingeklemmt und verklebt werden.
Es werden 48 Stück dieser Magnete auf dem Kreisumfang verbaut.

Bild

Grüsse

Bernd
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Beitragvon Flo Celle » Mo 19. Okt 2009, 18:14

Hallo Bernd
das schaut sehr gut aus bin mal gespannt wie es weiter geht ! :-)


Gruß Flo
Ich habe ein PROBLEM RECHTSCHREIBUNG ! also Keine Kommentare ich Seh meine Fehler zwar meistens nicht aber ich weiß das ich welche habe also wer welche findet darf sie behalten und DAS WERDEN LEIDER EINE MENGE SEIN !! :-(
Flo Celle
 
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Beitragvon Bernd » Di 20. Okt 2009, 18:30

Ich warte noch auf meinen Fräser und hoffe dann das dieser die Schlitze so fräst, das die
Magnete schon mal rein durch das 23mm dicke Holz schön festklemmen.
Weitere Maßnahmen die Magnete am "abhauen" zu hindern sind geplant.

Ich baue gleich zwei Generatoren parallel, denn mein Kumpel Sebastian hat auch einen geordert. :)
Multiplexholz muss ich auch noch kaufen, denn irgendwie habe ich die Halterungen für den Spulenring
ganz vergessen. :)

Grüsse

Bernd
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Beitragvon Bernd » Sa 24. Okt 2009, 22:44

WAAAAAAAAAAAAAAaaaaaaa ich könnt platzen !! :twisted: :twisted:

Da kommt heute endlich mein bestellter 15mm Fräser an, mit dem ich die Schlitze in die 60cm Holzplatte
für die Magnete fräsen wollte und schon bei den "Probelschlitzen" an einem Stück Multiplexplatte mache
ich das Ding kaputt. Wie ich das geschafft habe verrate ich jetzt nicht, da schäme ich mich für...
zu doof der Hagemann... :oops:

Naja jedenfalls einen Schlitz in einer 19mm Multiplexplatte habe ich mit noch "heilen" Fräser hinbekommen. ;)
Deshalb weiss ich nun das man so wirklich perfekte "Schlitze" mit der Oberfräse hin bekommt.
Der Magnet klemmt vollflächig und geht schön klemmend da rein. Für meinen Geschmack könnte der
Magnet noch schwerer hinein gehen, aber einen 14,9mm Fräser gibts nun wirklich nicht...

Auf den ersten beiden Bildern sieht man einen Testschlitz in einer Holzscheibe von 19mm Stärke und 35cm Durchmesser.
Darin steckt einer der Magnete die später in den Rand der grossen Scheibe kommen. Der Magnet ist 40 x 40 x 15mm gross.

Bild..Bild

Auf den folgenden Bildern sieht man wie der sich drehende Teil des Generators aufgebaut ist.
Von der grossen Holzscheibe habe ich mühselig den braunen Lack abgeschliffen damit ich das ganze später
besser leimen, verkleben und lackieren kann.
Sämtliche Teile liegen im Bild nur lose aufeinander und werden später durch 24 Stck. 8mm Schrauben miteinander verbunden
und ausserdem verleimt. Im äusseren Rand der grossen Scheibe muss man sich die 48 Magneten in den Schlitzen vorstellen.
Die Abstandsstege und die kleine runde Holzscheibe sind eine Spezialanfertigung eines schwedischen Herstellers. :)
Es handelt sich um einen zweckentfremdeten " IKEA Frosta" Birken Multiplex Hocker.
Ich liebe es wenn man Dinge die super günstig zu erstehen sind zweckentfremden kann. (Hocker kostet 7,99 Euro)

Bild

Der Generator wirkt in seinen Dimensionen natürlich "gigantisch", aber das ist dem Umstand geschuldet das er für extrem
niedrige Drehzahlen als Direktantrieb ohne Getriebe konzipiert ist.

Bild

Grüsse

Bernd
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Beitragvon Bernd » So 1. Nov 2009, 09:36

Ich habe mir gerade Gedanken über den Magnetabstand gemacht, wegen dem Fräsen der Schlitze für
die Magnete, denn gestern kam mein neuer Fräser an.
Mein anvisiertes Ziel ist derzeit den Magnetabstand am Rand doppelt so gross zu machen wie die
Magnetdicke ist.

Ich habe mir noch einmal die Simulationen unseres Users CFD angeguckt, die er hier im Forum freundlichweise
gepostet hat. Sie zeigen das eine Induktion eigentlich nur dann erfolgt, wenn ein Spulenschenkel den
Zwischenraum zwischen zwei Magneten überstreicht, denn nur dort verlaufen die Feldlinien rechtwinklig
zu den Kupferdrähten. Hier mal ein Bild :

32Magnete 40x40x15 auf d500.png


Im dem obigen Bild das unser User CFD hier einmal gepostet hatte, beträgt der Abstand zwischen zwei Magneten
mehr als doppelte Magnetdicke. Mit dem Geodreieck am Monitor gemessen dürften es bezogen auf meine
magnete etwa 3,5cm Abstand ergeben. Anhand der Farbe kann man abschätzen wie hoch die Flussstärke
in dem Bereich ist, in dem später die Kupferleiter über den Magneten vom Fluss getroffen werden.

Das nächste Bild zeigt die gleiche Anordnung nur mit viel kleineren Magnetabstand. Man kann anhand der Farbgebung
erkennen das der Fluss im relevanten Bereich angestiegen ist. Jetzt liegt die Schlussfolgerung nahe, das diese
engere Anordnung ein besseres Induktionsergebnis erzielen müsste, aaaaaber... :)
Es gibt ein grosser "aber" denn wir müssen uns in Erinnerung rufen das eine Induktion direkt über einem Magneten
nicht statt findet. Wie schon erwähnt, findet eine Spannungsinduktion nur dann statt wenn die Kupferleiter
den Zwischenraum zwischen zwei Magneten überstreichen. Das heisst, der Fluss in Bild zwei ist zwar stärker, der Anteil
an induktionsrelevanter Wirkfläche auf dem Umfang ist aber gesunken, denn je näher ich die Magnete zusammen rücke,
desto geringer sind die Bereiche in denen zwischen den Magneten Spannung induziert wird und desto mehr "tote Fläche" ensteht.

32Magnete 40x40x15 auf d350.png


Jetzt kann man versuchen empirisch oder mathematisch das Optimum heraus zu finden.
Vielleicht hat einer von euch Bock das mal zu versuchen, ich kenne das Optimum nämlich noch nicht. :)
Also eine Denksportaufgabe: Bei welchem Magnetabstand ergibt sich das beste Verhältnis von erzielten magnetischen
Fluss und möglichst grosser Wirkfläche (möglichst viel Magnetzwischenräume) auf dem Kreisumfang ?


Eins ist jetzt schon klar, so dicht wie im zweiten Bild dürfen die Magnete dabei vermutlich nicht stehen, denn in dieser
Abbildung gibt es zuviel Bereiche (jeweils über dem Magneten) die nicht zur Spannungserzeugung beitragen würden.

Grüsse

Bernd
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Beitragvon Bernd » Fr 6. Nov 2009, 00:34

Ich muss meine bisherige Auffassung korrigieren das über dem Magneten keine Spannung induziert wird.
Richtig ist wahrscheinlich das nur dann keine Spannung induziert wird wenn sich der Spulenschenkel genau
mittig über dem Magneten befindet.
Sobald sich der Spulenschenkel nicht genau mittig über dem Magneten befindet wird eine Spannung induziert
die ihren Maximalwert genau zwischen zwei Magneten erreicht.
Insofern ist ein engerer Magnetabstand wohl doch förderlicher als zunächst angenommen.

Ich habe mich nun für die (ursprünglich auch angedachte) Anzahl von 48 Magneten auf dem Kreisumfang entschieden.
Der sich dabei ergebende Abstand zwischen zwei Magneten ist ziemlich klein und beträgt am Aussenrand
nur ca. 2,5cm.

Heute habe ich die 48 Schlitze in die Scheibe gefräst, was deutlich länger dauerte als ich das vorher einschätzte.
Ich habe mir zu diesem Zweck eine einfache "Frässchablone" gebaut.

Bild

Hier mal mit dem noch zu verbauenden Rest der Magnetscheibe.

Bild

Bild

Und hier steckt einer der späteren Magnete in der Scheibe.
Die Magnete gehen schön klemmend rein, schwerer als am Probestück, was ich natürlich gut finde.

Bild

Grüsse

Bernd
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Re: Baubericht eisenloser Ringgenerator, Großversion

Beitragvon Kyrill » Fr 6. Nov 2009, 15:03

Ich bin gespannt. Sieht gut aus bislang...
lG Peter
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Re: Baubericht eisenloser Ringgenerator, Großversion

Beitragvon jb79 » Fr 6. Nov 2009, 16:45

Wie schwer wird so ein Generator?
48 Magnete sind schon ne Menge Metall, dazu dann noch das Holz, dürfte ein ordentliches Gewicht bekommen.

Hast du schon eine Lösung für die Spulen, wie willst du die wickeln bzw. wieviele wirst du brauchen?
lg Jürgen
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Re: Baubericht eisenloser Ringgenerator, Großversion

Beitragvon Wind_Stefan » Fr 6. Nov 2009, 19:16

Hallo,

hier mal eine kurze Femm simulation.
Die abmaße sind: geschätzter aussendurchmesser 61cm, 48 Magnete 40x40x15mm in N40 auf kreisumfang, hoffe die eckdaten stimmen mit bernds magnete/holzscheibe überein.
Nochwas habe nur ein kreissegment berechnen lassen, c.a. einviertel des durchmessers, wegen der zeitersparnis. Dürfte abere auf das resultat keinen einfluss haben.
fem3.jpg
fem3.jpg (245.79 KiB) 10595-mal betrachtet

Und hier mal ein kleines diagramm magnetische flussdichte gemessen zwischen den zwei punkten, rote linie 10mm von den magneten entfernt.
dia2.jpg
dia2.jpg (16.06 KiB) 10528-mal betrachtet


Gruß
Stefan
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Re: Baubericht eisenloser Ringgenerator, Großversion

Beitragvon miniwindi » Fr 6. Nov 2009, 19:45

Hallo Stefan,

ich vermute, Bernd hat die gleichen wie ich: Material ist N52.

Gibt es eine Erklärung, warum die dunkelgrünen Linien bei ...N-S-N-S.. oben und unten NICHT gleich sind?

Viele Grüße Herbert
miniwindi
 
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