Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

[Holger54]

Hallo Bernd,
ich würde mit einem Seitenschlag von <= 0,5mm sehr zufrieden sein.
Der Rotor besteht aus Holz und ist daher Luftdruck und Themperaturabhängig.
Auch eine Ummantelung aus Epoxidharz oder ähnl. ist diffusionsoffen.
Ich rechne fest mit einem Seitenschlag von bis 0,7mm bei 30 cm d= Rotor, auch durch Themperaturänderungen während der Betriebnahme ist eine Verwindung des Rotors fast sicher.

Ein kleiner Erfahrungsbericht.

Ich hatte sehr grosse Schwierigkeiten den Seitenschlag, den die Scheibe nach der Monatge aufwies, zu beseitigen.
Es war auch sehr zeitaufwändig das ganze immer wieder zu demontieren und neu auszurichten und hier ein bisschen
Papier drunter und da ein bisschen und hier nochmal biegen etc etc....
Hier ein Bild der Konstruktion, die ich später dann abänderte:

Ich ünerlege nur, und Urteile nicht.

Holger

[Bernd]

Hallo Holger, ja 0,5mm sind ja im Grunde schon sehr wenig. Am Seitenschlag hat die Rotorscheibe bei mir aber
fast gar keine Schuld, denn die ist doch gut ziemlich plan geworden. Es ist die Halterung mit den Eisenronden die
leider nicht hundertprozentig plan sind. Eine kleine Abweichung bei der Halterung und sei es nur 1/10 mm führt
zu einer Verbiegung der Scheibe wenn man die Schrauben fest zieht und weiter aussen vergrössert sich dann der Effekt.
Das erkennt man gut daran welchen Effekt ein dünnes Blatt Papier ausmacht das man zwischen Scheibe und Eisenronde legt.

Multiplexholz verzieht sich durch seinen Aufbau so gut wie überhaupt nicht mehr; je mehr Schichten desto weniger.
Die Scheibe meines Magnetrotors ist derzeit gar keinen Umwelteinflüssen ausgesetzt, sie liegt schon Monate im Wohnzimmer.
Ich habe schon diverse Experimente mit Multiplexholz durchgeführt und kann wirklich sagen das es nichts mit "normalen"
Holz gemein hat, was dessen Eigenschaften bei Wasseraufnahme anbelangt. Es ist ein wunderbarer Baustoff der leider meist
unterschätzt und daher viel zu selten verwendet wird.
Eine Aluscheibe verzieht sich z.B. unter ungleichmässiger Wärmeeinwirkung viel viel stärker als eine Multiplexholzscheibe.
Da spreche ich aus Erfahrung. Metall ist nicht per se die bessere Wahl.

Derzeit beträgt der Seitenschlag ca. 0,2mm und das akzeptiere ich jetzt.

Grüsse

Bernd

[Holger54]

Hallo Bernd,
dein Holzring, ist doch nicht dein Wickelkern für Spulen oder?

Holger

[Bernd]

Der Holzring ist lediglich eine Montagehilfe um aus dem Spulenstrang die Wicklung anzufertigen.
Spätere Bilder werden das noch verdeutlichen.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Es gibt mal wieder ein paar Bilder zu sehen.
Ich habe mir gestern meine Drahtvorräte angeguckt und geschaut welcher Kupferlackdraht den ich besitze die
geringste Dicke aufweist. Es war ein Draht mit 0,71mm Durchmesser und mit Lack gemessen ca. 0,75mm.
Ich schaute nach möglichst dünnen Draht weil ich aus meinen bisherigen Versuchen gelernt habe das für den
Bau einer Wicklung mit Hilfe eines Spulenstrangs der Draht möglichst dünn ausfallen sollte danmit man den
Spulenstrang noch gut biegen kann. 0,75mm ist eher noch ziemlich dick für ein solches Vorhaben.
Um auf den nötigen Querschnitt zu kommen wickelt man mit mehreren Drähten gleichzeitig und verbindet sie
anschliessend parallel.

Ich habe mir dann aus diesem 0,75mm Draht 55 Drahtstücke abgeschnitten.




Ich habe dann ein bisschen probiert und geguckt wieviele Drähte ich in den "Schlitz" für den Wicklungsstrang hinein
bekomme. So lange ich das Bündel gerade lassen konnte gingen alle 55 Stück unter Druck einigermassen hinein.




So bald ich den Strang aber knickte war es doch sehr problematisch, was die Bilder leider nicht wirklich wiedergeben.
Das Knicken ging nur mit leichter Gewalt und einem Hammer und einem Holzstück mit dem ich auf das Paket "schlug".
Die Spulenköpfe wurden länger als erwartet.









50 Drähte passen gut auf 5mm Spulenhöhe, mit 55 Drähten ist es doch schon knapp, also ca. 10 Drähte pro mm Spulenhöhe.
Die 50 Drähte bilden zusammen einen Kupferstrang von ca. 20mm² den man sehr eng knicken muss !

Ich habe mir daher überlegt die durch die Holzstücke vorgegebene Spulenhöhe von 5mm doch noch zu reduzieren, damit
ich weniger Drähte einlegen muss und das ganze leichter formbar wird.
Aus elektrischer Sicht wäre eine etwas flacherer Spule zudem auch vorteilhafter als die 5mm Dicke.

Vermutlich werde ich die Spulenhöhe auf ca. 3,5mm reduzieren. Dann wären es noch ca. 35 +- ein paar Drähte im Strang.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Es gibt noch ein Problem. Wenn der Spulenstrang einer Phase aus Drähten besteht die parallel verbunden
werden sollen, dann ist es sehr wichtig das in allen Drähten die gleiche Spannungshöhe induziert wird.
Ist das nicht der Fall kommt es unweigerlich zu Energie verzehrenden Ausgleichsströmen.

Wird in einem Draht eine Spannung von z.B. 30 volt erzeugt und in einem anderen Draht, der mit dem ersten
parallel verbunden ist 32 Volt erzeugt, dann besteht ein Spannungsunterschied von 2 Volt.
Da diese beiden Drähte parallel geschaltet sind fliesst nun ein Strom zwischen den beiden Drähten der in der
Höhe dem Spannungsunterschied durch den Gesamtwiderstand beider Drähte entspricht.

Wenn der Gesamtwiderstand beider parallel geschalteter Spulendrähte ca. 1 Ohm ist, dann ist der resultierende Strom :
I = U/R
I = 2/1 = 2 A
Es fliesst ein erheblicher Ausgleichsstrom von ca. 2 A und das nur in einer Phase von vieren und bei nur 2 Volt Differenz !!
Anders ausgedrückt erzeugt diese eine Phase in unseren Beispiel 4 Watt zusätzliche unnötige Verluste.

Wie kann es denn zu einem Spannungsunterschied kommen ?
Naturgemäß ist die Induktion in der Nähe des Magneten am grössten.
In weiter weg entfernt liegende Drähten wird daher eine geringere Spannungshöhe induziert.
Führe ich meinen Spulenstrang immer genau gleich werden sehr wahrscheinlich einige Drähte ständig näher am Magneten
liegen als andere Drähte. Der Spannungsunterschied könnte sogar noch grösser werden !!

Nun muss ich knobeln wie ich das am besten löse.

Grüsse

Bernd

[magneto]

Hallo Bernd

Außer dem Elektrischen Problem, es scheint auch einen Geometrischen zu geben.
Wenn die erste Phase so wie auf dem Bild verlegt wird, dann lassen sich vermutlich die Spulenköpfe der zweiten Phase nicht so kurz gestalten wie die der ersten Phase.

Um gleich aussehende (und gleich lange) Stränge der 1 und der 2 Phase zu kriegen müßten wohl die Spulenköpfe asymmetrisch gestaltet werden – immer eine Seite weiter auslaufen lassen, dann für Umkehr scharfen Winkel knicken.
So denke ich mal...

Grüsse

Stefan

[Ekofun]

Hallo Bernd,

diese Sache was Sie geschildert haben besteht schon in jeden Eisenlosen Geni weil erste Drähte immer neher zu Magneten sind als untere.Um das zu verhindern sollte man Spule flach machen(höhe wie Drahtdicke) so sind dann alle Spulen in gleiche Entvernung vom Magneten.Natürlich ist das nicht möglich weil müssten dan Geni sehr größer werden,aber so geht diese Problem weg.

Denke das Eisengenis diese Problem nicht haben weil in Eisen wo Spulen auch sind besteht Magnetische Fluß.So ist diese Problem da sehr klein oder gut gemindert.

Grüße

Ekofun

[magneto]

Hallo Bernd

Falls Du Dich für so flache Spulen ca. 3,5mm entscheiden solltest...

Je dünner die Spulen, um so näher und somit WIRKSAMER der eventuelle magnetische Rückschluß – und (hinsichtlich der Spannung) die kürzere Drahtlänge in der Phase wäre teilweise durch stärkere T – Wert kompensieret.
Bei ca.. 4 – 4,5mm wäre seine Wirkung schon beachtlich – glaube ich.
Außerdem Rückschluß gestaltet das Feld homogener – verstärkt hauptsächlich dort, wo es ohne ihn am schwächsten ist.
So schwinden auch die Ausgleichsstrome.

Grüsse

Stefan

[Bernd]

@ Magneto
Das Hölzchen ist der Platzhalter für die zweite Phase. Was auffällt ist das die zweite Phase nur auf einer
Seite, nämlich da wo sie durch die Mitte der ersten Phase geht, einen relativ grossen Bogen machen muss.
Ist die zweite Phase dort erst mal "abgebogen" kann sie schon direkten Kurs auf den Bereich nehmen wo sich
zur Zeit noch das Holzstückchen befindet. Der Bogen wird dadurch etwas asymetrisch, was Länge spart.

Das Bild täuscht auch ein wenig und wurde geknipst bevor ich den Spulenkopf weiter an den Holzring heran
gedrückt hatte. Auf dem Bild sieht es fast so aus als ob die Windungen bis an das Ende des Holzstückchens
reichen. Das ist nach der erfolgten weiteren Verpressung nicht der Fall. Die Windungen reichen nur
ca. bis gut zur Hälfte des überagenden Stücks des Holzes oder etwas mehr.
Ich werde beide Spulenstränge, für erste und zweite Phase, gleich lang wickeln. Zur Not muss dann der Bogen
der ersten Phase etwas grösser ausfallen aber ich denke das wird gar nicht nötig sein.

Durch die geringere Spulendicke erfolgt eine höhere Spannungsinduktion je Leiterlänge.
Man erhält zwar auch eine geringere Gesamtspannung, da die Gesamtleiterlänge bei gleicher Drahtdicke sinkt, aber das
Verhältnis aus Spannung und Innenwiderstand verbessert sich. Natürlich darf man die Spule nicht zu flach machen,
dann verschenkt man nutzbrigenden magnetischen Fluss.
Was du mit dem "eventuellen magnetischen Rückschluss" meinst habe ich nicht verstanden.
Ich setze keinen eisernen magnetischen Rückschluss ein.

@ Ekofun
Die spezielle Eigenart das in den Spulendrähten die näher am Magneten liegen eine höhere Spannung induziert wird beschränkt
sich auf die Bauart des eisenlosen Generators bei dem nur auf einer Seite der Spulen Magnete zur Anwendung kommen.
Bei eisenlosen Generatorbauarten bei denen sich auf beiden Seiten der Spulen Magnete befinden, wie z.B. beim klassischen
Dual Scheibengenerator, bildet sich im gesamten Spulenraum ein einigermassen homogenes Magnetfeld aus. Hier tritt der
angesprochene Effekt weit weniger stark oder überhaupt nicht auf und kann meiner Meinung nach v ernachlässigt werden.

Bei eisernen Generatoren erzeugt jede Windung die gleiche induktion, egal ob sie nahe dem Kern oder ganz aussen liegt.
Hier tritt der Effekt also praktisch überhaupt nicht auf.

Eine einfache Lösung wäre keine Drähte parallel zu führen sondern mit einem dickeren einzelnen Draht zu wickeln.
Tatsächlich steht mir diese Option mit einem Draht 1,1mm offen. Davon habe ich eine 20 kg Rolle.

Grüsse

Bernd