Klauenpolgenerator

[Manfred]

Hallo Bernd,

und schon wieder haben sich einige "Generator - Dunstwolken" aufgelöst.

Konkret habe ich vor einen Eisenmantel , bestückt mit Streicholzmagneten und den "Eingeweiden" des Nabendynamo um das Rastmoment zu prüfen.
Im nächsten Schritt dann einen grössere Eisenmantel zu drehen, so das Platz für eine Aufdoppelung der Klauen entsteht. Durch deinen supergünstigen Einkaufstip in Sachen Streichholzmagnete sind solche Experimente ja machbar geworden.

Wenn es zu einem positiven Ergebniss kommt, dann baue ich das Klauen - Giessereimodell für einen grösseren Geni. Grauguss ist zwar nicht die optimale Lösung, dafür aber die einfachste. Blecharbeiten sind für mich die schwerste Bestrafung, darum wird es bei mir keine geblechten Lösungen geben.

Grüsse
Manfred

[Bernd]

Danke für diesen kleinen Test. Bei nur 1 mm Rückschluss können das aber wirklich keine Neodym-Magnete sein, denn deren Feld durchschlägt 1 mm Eisen recht gut.
Ich brauchte bei 4 mm dicken Neodym-Magneten etwa die halbe Magnetdicke als Rückschluss, bis die Büroklammer abfiel.

Das Rückschlusseisen ist nicht verborgen sondern klar zu sehen.
Die 1mm waren wie gesagt geschätzt.
Ich habe nun versucht das genauer zu messen was durch die Einbaulage schwierig ist.
Ich komme auf ca. 1,3mm Stärke.
Die Magnetstärke beträgt ca. 4mm.
Bei Neodym gilt die Faustregel Rückschlussblech sollte 2/3 der Magnetdicke betragen.
Die im Nabendynamo verbauten Ferritmagnete sind ca. 3 x schwächer.
Wenn man das berücksichtigt ist das 1,3mm dicke Rückschlusseisen mehr als ausreichend stark bemessen.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Wenn es zu einem positiven Ergebniss kommt, dann baue ich das Klauen - Giessereimodell für einen grösseren Geni

Grauguss dürfte heftige Wirbelstromverluste zur Folge haben wenn wir von einer Bauform wie beim Nabendynamo reden.
Verwechsle das bitte nicht mit einer Lichtmaschine, nur weil die auch Klauen hat.
Bei der Lichtmaschine entsteht die Spannung im Stator aussen herum in dessen Zentrum der Klauenläufer rotiert.
Beim Nabendynamo entsteht die Spannung innerhalb der Spule im Inneren des fest stehenden Klauenteils um den
herum die Magnete rotieren.
Beim Nabendynamo werden die Klauen ständig ummagnetisiert, bei der Lichtmaschine nicht.

Die Klauen müssen beim Nabendynamotyp daher entweder geblecht oder aus Ferrit bestehen wenn man die
heftigen Ummagnetisierungsverluste die bei massiven Eisen auftreten vermeiden will.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Konkret habe ich vor einen Eisenmantel , bestückt mit Streicholzmagneten und den "Eingeweiden" des Nabendynamo um das Rastmoment zu prüfen.

Wenn ich dich recht verstehe willst du quasi den Nabendynamo-Mantel mit den schwachen Ferritmagneten gegen
eine Eigenkonstruktion aus Eisenrohr mit innen liegenden Streichholzmagneten ersetzen ?
Das wäre ein sehr spannendes Experiement.
Wenn tatsächlich der Eisenweg aus Klauen und Kern die Leistung des Dynamos begrenzt in dem der Eisenweg in die Sättigung gerät,
dann sollte der Umbau auf die wesentlich stärkeren Streicholzmagnete nach meinem Verständnis zu keiner nennenswerten Verbesserung
der Leistungsabgabe führen.
Wenn doch können wir wieder rätseln.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

Sie wollten Daten vom einen dicken Trafo,der ist nicht "dick" aber hat Leistung von 100VA also 100 Watt.Habe einige messungen gemacht,vileicht
können Sie wass damit anfangen.

Daten:.....Primär:
Nezspanung........219 V ....gemessen
Rp(Cu)..............11,8 Ω...gemessen
I-lehrlauf...........0,06 A....gemmessen
R-lehrlauf..........3,65 KΩ..gerechnet U/I
Scheinwiederstand ist dann 3,65KΩ - 11,8Ω = 3,6382KΩ (Z);=XL
L = XL / 2pi * f ; = 3,6382 KΩ / 6,28 * 50 Hz = 3,6382 / 314 = 11,58 H.???So große L!

Belastung mit 50 Watt
Ip = 0,23 A...................gemessen
R = 219V / 0,23A = 952,17Ω ; ..XL = 952,17Ω - 11,8Ω = 940,37Ω ; ..L = 940,37 / 314 = 2,99 H.

Belastung mit 100 Watt
Ip = 0,42 A...................gemessen
Rp = 219V / 0,42 A = 521,43Ω ; XL = 521,43 - 11,8 = 509,63Ω ; ..L = 509,63 / 314 = 1,623 H.;..(314 = 2pi*f)
Es gab kein Spanungsminderung bei disen mesungen.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Sekunder

Us.Lehrlauf = ............11,1 V.......gemessen
Rs.(Cu) = .................0,5Ω.........gemessen

Belastung mit 50 Watt:
I = .........................3,98 A.......gemessen
U = .......................10,7 V........gemessen
Spanungsminderung = 11,1V - 10,7 V = 0,4 V
R soll 11,1 V / 3,98 A = 2,965Ω sein, ist 10,7V / 3,98A = 2,688Ω.;..XL = 2,688Ω - 0,5Ω = 2,188Ω. ; ..L = 2,188Ω / 314 = 0,00697 H.

Belastung mit 100 Watt:
Is = 7,58 A............gemessen
Us = 10,33 V.........gemessen
Spanungsminderung ist 11,1 V - 10,33 V = 0,77 V.
Rs soll 11,1 V / 7,58 A = 1,464Ω,ist 10,33 V / 7,58 A = 1,363Ω.; ..XL = 1,363Ω - 0,5Ω = 0,863Ω. ; ..L = 0,863Ω / 314 = 0,00275 H.

Hoffe das ich helfen könnte.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Hallo Ekofun und Danke für deine Messungen.
Ich habe heute morgen mal einige 12 V Trafos die mir in die Hände fielen auf ihre Induktivität durchgemessen.
Primär lag die Induktivität zwischen 1,5 und 4,5 H, wobei der hohe Wert von einem 40VA Ringkerntrafo stammt.
Sekundär war es weniger als ich erwartet hätte. Bei dem eben genannten Ringkerntrafo waren es 17mH und
bei den anderen 12 Volt Trafos herkömmlicher Bauart waren es meist zwischen 4 und 7 mH.

Was auffällt ist das die Induktivität von Primär und Sekundärspule nicht in dem Verhältnis der Windungszahlen
beider Wicklungen steht, was ich eigentlich erwartet hätte.
Wenn wir Prmär 230 Volt haben und Sekundär 12 Volt, dann dürfte es sich um knapp das 20 fache Windungsverhältnis
handeln und somit erwarte ich eine Induktivitätssteigerung in etwa um das 20 fache.
Nehme ich den Wert der Sekundärwicklung meines Ringkerntrafos von 17mH mal 20 komme ich auf 0,34H aber
nicht auf die Primär tatsächlich gemessenen 4,5H. Warum das so ist..... keine Ahnung.

Ich gehe mal davon aus das dein Trafo ein "normaler" ist und kein Ringkern.
Nach dem was ich an meinen Trafo so gemessen habe sollte seine Sekundärinduktivität in der Grössenordnung von
ca. 5 mH liegen.
Das entspräche dann auch der Grössenordnung dessen was du unter Last errechnet hast.
Mit anderen Worten war die Induktivität in deinen Messungen eine Grösse die zum Ergebnis beitrug.
So wirklich eindeutig ist das aber alles nicht.

Irgendwie kommen wir zu keinem eindeutigen klaren Ergebnis was die Kernfrage anbelangt.

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,
ja das ist normale Trafo vom EI Blechen gemacht,Sekundärwicklung mit 2mm dicke Draht ausgeführt für 10 Ampere Stromabgabe.Das ist eine Stromdichte von 3,18 A /mm².
Diese L-Wert von 11,58 H ist gerechnete Wert,denke wenn ich mit Gerät messen werde wird die kleiner ausfahlen,obwol bei Last ist viel kleiner, nur im lehrlauf ist so groß.

Wiederstand von Cu hält sich in Verhältnis vom N1 / N2, oder U1 / U2 = 230V / 11,1 V = 20,72.Bei R ist 11,8 / 20,72 = 0,57Ω.

Glaube das Manfred mit seinem Versuchbau entscheidende Erkentnise zum Vorschein bringen wird.

Grüße

Ekofun

[sombrero]

Hallo,
Die Zweifel ob Induktivität einer erzeugenden Wicklung (Statorw. oder Sekundärw.) Einfluß auf die Ausgangleistung haben sind noch immer nicht ganz ausgeräumt. Ob mit Festmagneten oder einer Primärwicklung die Induktion an die Wicklung gebracht wird spielt hier wohl keine Rolle bei den Versuchen.
Natürlich muß man es praktisch untermauern. Sonst kann man es in der Technik nicht glauben. Ich glaube vorher auch gar nichts. Es würde aber dann viel Spulenberechnung überflüssig machen.

Andreas hat die Phasenverschiebung gemessen. Und zwar zwischen Spannung am ohmschen Widerstand u. Strom durch ohmschen Widerstand. Ergebnis Phasenverschiebung = Null. Das war mit 50 Hz.
d.h. Sekundärw. mit ihrem induktiven Widerstand hat keinen Einfluß. Induktivität mit L-C Brücke war da 31mH.
Dann hat er an einem anderen Trafo die Ausgangsspannung bei 5kHz u. 20kHz gemessen. Mit dem 2. Kanal des Oszi. Ergebnis bei 5kHz u. 20kHz ist die Ausgangsspannung gleich.
Schlußfolgerung induktiver Widerstand der Sekundärw. hat keinen Einfluß. Es gibt aber einen Einwand: der ist, daß man sagt der induktive Widerstand war zu klein gegenüber Rlast 2kOhm.

Bernd hat noch eine Anregung. Aber der Spannungsabfall wird bei Belastung so weit abfallen wie es der gesamte innere Widerstand vorgibt.
Das sind alle ohmschen Anteile. Draht Prim Sek. Eisenverluste usw.
Sollte der induktive Widerstand Sekundär eine Rolle spielen dann fällt die Spannung mehr ab.
Dazu habe ich im Anhang eine Schaltung die Aufschluß gibt über das Verhalten des induktiven Widerstands einer erzeugenden Spule. Ich hoffe es kommt dabei heraus.

Warum, wenn man so einen Gen. als Motor laufen läßt sich ein cos Phi also Phasenverschiebung einstellt. Die Antwort ist einfach. Weil dann die Wicklung keine Erzeugende ist.
Ich wiederhole mich.
Die Leistungsquelle die den Motor treibt findet Wirkwiderstand u. induktiven Widerstand vor. Das ergibt Scheinwiderstand, Scheinleistung cos Phi. Dabei ist wieder vollkommen egal wieviel cos Phi
das Netz schon vorher hatte. Ab der Sekundärwicklung stellt sich neue Phasenverschiebung ein. Und über alles gemessen ist cos Phi dann nur noch größer.

Der Anhang:..... Wenn die Induktivität der Sek. Wickl. mit L-C Meßbrücke gemessen angenommen 10mH hat. Dann ist deren Xl bei:
5kHz 314 Ohm... ...bei 2okHz 1256 Ohm......bei 80kHz 5024 Ohm.
Wenn die Eingangsspannung dann stabil 10V ist, dann wird die Ausgangsspannung bei ( Rlast 1kOhm) nach der Spitzenwertgleichrichtung etwa liegen bei:
5kHz ca 9.5V....... bei 2okHz ca 6.22V bei....... bei 80kHz ca 1.95V. Das kann ich nicht genau sagen, denn ich weiß nicht wie die Gleichrichtung sich verhält.
Wenn aber die Ausgangsspannung 3 mal etwa gleich ist, hier ca 9.8V ist. Dann hat der induktive Widerstand gar keinen Einfluß auf die Ausgangsspannung. Auch nicht ein bischen.
Ich glaube das ist ein Fall für Andreas.

mfG Peter Sombrero

Test Xli Einfluß.jpg (29.72 KiB) 4398-mal betrachtet

[Bernd]

Spielt die Frequenz keine Rolle für die Höhe der transformierten Spannung unter Last ?
Ich meine indirekt, weil die transformierbare Leistung eines Trafos ja mit der Frequenz steigt.
Zumindest ist das mir so in Erinnerung als Grund für die hohe Frequenz und kleinen Übertrager
bei Schaltnetzteilen.

Grüsse

Bernd

[sombrero]

Hallo Bernd,
Ja, die Frequenz spielt eine Rolle für die Höhe der induzierten Spannung somit Leistung. Aber das dürfte die Messung nicht sehr beeinflussen. Denn wir fahren mit 1kOhm Last u. das
ist ziemlich hochohmig.
Ich denke, daß auch die Tatsache eine Rolle spielen könnte, daß die Übertragung bei dem Ferritmaterial etwas unterschiedlich ist bei 5kHz oder 20kHz oder 80kHz.
Aber auch das meine ich spielt keine große Rolle.
Wir wollen ja nur die Tendenz sehen. Und davon das wir das damit können bin ich überzeugt bei dem Meßaufbau.

mfG Peter Sombrero