Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

[ventus saevit]

Hallo Bernd
Au weia, ja, da hat Ekofun vollkommen recht.

Mein Vorschlag zum sicheren Fixieren der Spule auf dem Holz (auch reversibel, wenn nötig)

Spule mittig auf Holz ausrichten und mit wenigen Holzleimpunkten fixieren (die müssen nicht die Spule alleine halten, sollen nur ein Verrutschen abfallen nach dem Trocken verhindern)
PVC oder Polystyrolfolie (die harte, dünne, durchsichtige) mit 5mm Übermass zu den Spulen als grossen Kreis schneiden.
Auf das Spulenpaket legen und mittig ausrichten. (Cu-Lackdrähte oder Kabelbinder aussen sind jetzt weg)

Flugmodellbaufolie - "Oracover, durchsichtig", mit gutem Überstand zuschneiden (soll bis einige cm auf die Rückseite der Holzplatte reichen)
und mittig mit Fön auf der Polystyrolscheibe anheften.
Diese Scheibe soll ein Verkleben der Spannfolie mit der Spule verhindern und die Wandstärke erhöhen falls doch mal der Stator daran schleift beim Testen.
Dann immer zwei gegenüberliegende Seiten der Oracoverfolie mit dem Bügeleisen seitlich an Deiner Holzscheibe punktuell anheften (Da ist Heißkleber drin)
Wenn alles gleichmässig ist (muss noch nicht schön aussehen, das kommt später) die Folie um das Eck herumbügeln auf die Rückseite. (ziehen und bügeln, mit etwas Übung geht das nahtlos)
Dann von vorne behutsam mit dem Fön nähern - auch wieder immer zwei gegenüberliegende Ecken - spannt sich die Folie wie eine Trommelhaut und versiegelt Dein Spulenpaket staub- und wasserdicht. (Anschlussdrähte dazu vorher durch die Holzplatte führen?)
Die Folie schrumpft um bis zu 1/3tel ihrer Originalgröße und hat sich im Flugmodellbau bewährt.
Sie hält 150°C aus (spannt sich dabei und klebt wie blöd), verwittert nicht (PVC) ist Ölresistent und der Heisskleber kann ruhig warm werden an den Spulen (60-80°C schriebst Du), da die Hitze nicht bis auf die Rückseite der Holzplatte gelangen wird.

Die farblose Folie lässt sich durch starkes Erhitzen mit dem Fön auch wieder unsichtbar vom Holz entfernen (Farbige Folien leider nicht, der Farbstoff steckt im Kleber)

Grüße
Mike

[Bernd]

Vielen Dank für eure Kommentare.
Mike ja ich arbeite gerne mit Ikeahockern und habe ständig mind 4 noch verpackte Modelle hier herum liegen.
Kostet aber glaube ich 8 Euro son Teil. Besteht aber auch aus (meinem geliebten) Multiplexholz.

Ekofun das Spulengebilde ist ja mit Harz getränkt und die Drähte sorgen nur dafür das es auf der Holzform bleibt.
Die Kabelbinder musste ich nämlich entfernen und die Wicklung einmal abnehmen weil ich den Holzring darunter
mit Schrauben fest gemacht hatte die jetzt deutliche Rastungen mit der Magnetscheibe erzeugten.
Also alles auseinander, den Holzring festgeklebt und dann die Wicklung wieder drauf.
24 Drähte fixieren die Wicklung auf dem Holzring, das reicht völlig aus, sonst wäre bei dem Video schon was passiert.

Ich habe gerade meine "Kupplung" repariert und konnte so die Bohrmaschine wieder mit der Generatorachse verbinden.
Ich habe ein Video gedreht bei dem ich 10 Halogenlampen mit je 50 Watt mit einer der beiden Phasen der
Wicklung verbunden habe. Bei 1000 U/min erzielt diese einzelne Phase bei dieser Last noch knapp 40 Volt.
Im Leerlauf sind es ca. 56 volt.
Kurzzeitig überhöhe ich die Drehzahl auf über 1400 U/min und erreiche so 60 Volt unter Last bzw. volle 500 Watt.
So habe ich das mit überhoher Drehzahl auch gleich mal getestet. Alle Magnete sind noch drinn.
Bei diesen 60 Volt fliessen über 8A durch die einzelne Phase.

Hier das Video:
Nich ganz so toll geworden, muss ich wohl nochmal neu drehen und die Lampen nicht so in die Cam leuchten lassen.

http://www.youtube.com/watch?v=2Gb6Qobn ... el&list=UL

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Die arme Bohrmaschine, nach dem ersten Video qualmte sie aus den Lüftungslöchern.
Jetzt riecht es in der ganzen Bude danach.

Während des Videos mit den 500 Watt Lampen musste die Bohrmaschine ca. 750 Watt mechanische Leistung
in die Rotorwelle abgeben und das nicht bei ihrer Nenndrehzahl sondern bei nur ca. 1400 U/min. Das ist
eine harte Nuss, auch für eine 1300 Watt Maschine.

Was mir noch auffiel ist das es anscheinend doch mehr Wirbelstromeffekte als erwartet gibt.
Ich muss das noch näher überprüfen, aber es scheint das der Magnetrotor merklich abgebremst wird.
Ich finde das erstaunlich denn der Draht war ja schon recht dünn. Trotzdem wäre noch dünnerer Draht
wohl keine schlechte Wahl.
Ich werde das mal checken im dem ich den Stator von dem Magnetrotor etwas entferne und dann schaue
wie lange der beschleunigte Magnetrotor nachdreht.

Hier noch ein Video das die Messung der Leerlaufspannung zeigt. http://www.youtube.com/watch?v=ajIiQO7umHY&f

Grüsse

Bernd

[Ekofun]

Hallo Bernd,

ja, Bohrmaschiene ist einfach überfordert,500 Wat ist zu fiel,rechne mal D von Magnetscheibe durch D von Welle,dann ist alles Klar,das habe auch,so kann nicht richtige Test machen,bei über 150 Wat fing an zu richen.

Was betrift Wirbelströme ist schon komische Sache,laut Theori die kommen nur bei Scheiben vor,also bei vollen metallischen drehenden Teilen in einem magnetveld.Spulen sind doch keine feste Scheibe und sind isioliertzwischen sich.Also wenn wie eine Scheibe aber mit Zähnen,und solche hat dann keine große Wirung mehr,hoffe Du weiss was ich meine.(E-Bremse).

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Nach meinem Wissen treten Wirbelströme immer dann auf wenn ein leitender Stoff von einem Magnetfeld
getroffen wird. Dabei haben die Wirbelströme eine kreisförmige Aussrichtung um die Magnetfeldlinie herum.
Ist das Material so isoliert gegeneinander unterteilt das der kreisförmig fliessende Wirbelstrom unterbrochen
wird, dann ist der Effekt klein bis kaum mehr spürbar. Umgekehrt gilt das gleiche.
Der Draht meiner Spulen wird im 90 Grad Winkel von den Feldlien getroffen. Der entstehende Wirbelstrom
kann sich daher nur in der Grösse der Drahtdicke kreisförmig ausbreiten.
Je kleiner der Draht, desto kleiner der für den Wirbelstrom zur Verfügung stehende Platz

Ich habe noch ein paar Bilder gemacht. Als erstes mal die Skyline meiner IKEA Hocker Beine.




Im folgenden Bild kann man sehr schön den Luftspalt erkennen.
Wie man sieht ist er nicht sehr groß und er darf es auch nicht sein, denn mit jedem zusätzlichen Millimeter Abstand zum Magneten
sinkt der magnetische Fluss und damit die Leistung.
Jetzt zahlte sich die mühselige Ausrichterei aus mit der ich den Seitenschlag der Scheibe minimiert hatte.
Idealerweise sollte der Luftspalt bei dieser Bauart mit einseitiger Magnetbestückung nicht grösser als 1mm werden.
Wer die mechanischen Möglichkeiten besitzt völlig exakt zu arbeiten könnte den Spalt auch noch enger ausführen.
Um abzuschätzen wie groß er ist kann man den Draht zur Hilfe nehmen welcher ca. 0,75mm Durchmesser hat.

Gut ist auch das Prinzip mit den gekröpften Spulenköpfen zu erkennen. Wie man sieht hätte es auch ausgereicht die
unteren Spulenköpfe nicht ganz so weit umzubiegen.






Grüsse

Bernd

[Bernd]

Hallo Mike, ich entdecke gerade deinen Vorschlag das Spulenpaket zu schützen.
Um ehrlich zu sein bin ich da aus Erfahrung ziemlich skrupellos. Fixierte Drähte vertragen es sehr gut wenn die
Magnetscheibe mal aufsetzt, natürlich vorausgesetzt das die Magnetscheibe relativ glatt ist, was hier der Fall ist.
In ähnlichen Tests habe ich das zum Teil absichtlich "schleifen lassen" und stellte keine Veränderungen fest.
Natürlich klappt das nur sekundenweise und Andreas könnte uns etwas anderes erzählen den in seinem
Generator schliff es über längere Zeit.

Mein Luftspalt ist aber im Test recht stabil und bald kommt auch noch eine Lage Glasfasergewebe über
die Spulen um sie zu schützen und auch um die Stabilität des Spulenpakets zu erhöhen.
Von hinten kommt dann noch eine dicke Schicht Glasgewebe drauf die den Hauptanteil der Stabilität
bringen wird.

Diese folie hört sich sehr interessant an. Ich hatte schon mal daran gedacht aus Styrodur ausgeschnittene
Profile mit einer Folie zu beziehen um sie dann zu testen. Wäre das mit so einer Folie möglich ?

Grüsse

Bernd

[ventus saevit]

Hallo Bernd

Ja, das geht.

Hält übrigens 250°C aus (aber 100°C mehr ist ja nicht so wichtig )

http://www.oracover.de/index.php/katalog/artikelinfo/500-1-show-oracover_breite_60_cm_laenge_2_m.html

Hat seinen Preis, ist es aber auch Wert.

Grüße
Mike

[Bernd]

Es gibt etwas äusserst positives zu berichten, für das ich mich eigentlich fast schämen muss.
Ich habe gerade meinen Mehrphasengleichrichter mit den beiden Phassen des fertigen Stators verbunden.
Dann wieder die lampen drann und ein bisschen rumgespielt.
Mir fiel auf das die Lampen super hell leuchteten, ich dachte mir noch nichts dabei.



Dann klemmte ich die Lampen ab und dafür schloss ich ein Spannungsmeßgerät an und dann kam die
Überraschung. Bei 1000 U/min waren es nun nicht mehr die gestern ermittelten 56 Volt sondern mit
beiden parallel angeschlossenen Phasen hinter dem Gleichrichter glatte 80 Volt !!
Wie das ???

Die Erklärung ist ganz logisch nur hatte ich daran bisher gar nicht gedacht. Durch den zeitlichen Versatz der
Spannungserzeugung überlappen sie die Spannungsamplituden und summieren sich nach der Gleichrichtung zu
einer neuen höheren Gesamtspannung auf, eben diesen ca. 80 Volt.

Ich bin darüber natürlich sehr sehr glücklich denn das senkt das nötige Drehzahlniveau ganz erheblich !
Die Höhe der Ausgangsspannung ist "mal eben" um über 40% angestiegen, der Hammer.
Was für ein unerwartetes Geschenk das ich doch eigentlich hätte zuvor schon wissen und einberechnen müssen.
Auf jeden Fall ein Glücksfall und ein Wunder das anfänglich die Lampen bei der hohen Spannung nicht durchgebrannt sind !!

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Es gibt wieder neue Erkenntnisse die mir teils Rätsel aufgeben.
Ich habe heute sämtliche Spannungen mit einem True RMS Messgerät ermittelt.
Zunächst mal habe ich die erzeugte Wechselspannung jeder Phase separat gemessen.
Dann habe ich jeweils eine Phase einzeln mit dem Gleichrichter verbunden und die Höhe
der gleichgerichteten Spannung ermittelt und zu guter letzt habe ich beide Phase mit dem Gleichrichter
verbunden und die erzeugte Gesamtspannung gemessen. Hier die Werte (alle bei 500 U/min gemessen):

Phase 1 Wechselspannung: 30,8 Volt
Phase 1 hinter Gleichrichter: 38,2 Volt

Phase 2 Wechselspannung: 29,4 Volt
Phase 2 hinter Gleichrichter: 35,0 Volt

Beide Phasen zusammen hinter Gleichrichter: 41,0 Volt

Was sofort auffällt ist das die Phasen nicht die gleiche Spannung erzeugen, aber das ist es nicht was
mir Rätsel aufgibt, sondern warum ist die Spannung nach dem Gleichrichter auch bei der Messung einer
einzigen Phase höher als vor dem Gleichrichter ?
Ich meine das Messgerät zeigt doch bei der Wechselspannung den Effektivwert an.
Nach der Gleichrichtung müsste der Wert der gleiche bleiben (abzüglich Diodenverluste) nur jetzt als Gleichspannung.
Ich arbeite ja nicht mit Kondesatoren.
Warum steigt die Spannung ? Ich messe bei der Gleichspannung doch den Effektivwert und nicht die Peaks.

Grüsse

Bernd

[Manfred]

Hallo Bernd,

herzlichen Glückwunsch zu Deinem riesigen Erfolg.

Mein Gewinn aus Deiner Arbeit, ist die Erkenntniss: hoher Kupferfüllungsgrad ( Erhöhung der Spulenanzahl )+ beidseitige Nutzung der Magnetkräfte + Umpfanggeschwindigkeit der Magnete + sorgfältige Bauausführung = Leistung
und das alles eisenlos.
Es kribbelt mir in den Fingern für einen Nachbau aus Kunststoff.

Schau Dir mal die Spannungen mit dem Scope an, dann findest Du vielleicht die Erklärung.

Grüße Manfred