Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon ventus saevit » Mi 25. Jan 2012, 01:25

Hallo Bernd

Dann heisst das ab sofort, Einzeldrähte verseilen.
Bei den analogen Telefonleitungen war das Standard Pärchen zu verseilen, um das sogenannte Übersprechen zu unterdrücken.

Wenn es keine Zangenamperemeter waren hast Du am internen Shunt der Digitalvoltmeter gemessen.
Bei 20A Stellung fallen dort dann bei 20Ampere Anzeige 200mV ab. > Shuntwiderstand ist 0,01Ohm
Meistens ist das die kleinste Messgröße des DMM.
Und egal was drauf steht RMS TRMS usw.
Du misst immer den Spannungsabfall am internen Shunt, der bei AC meist nur bei 50Hz Frequenz einigermassen passt.

Das Zangenamperemeter hat seinen Stromwandler immer mit dabei ;)

Gruß
Mike
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Bernd » Mi 25. Jan 2012, 09:02

Mir ist grundsätzlich schon klar wie eine Strommessung funktioniert Mike. ;)
Mit Verseilungen kenne ich mir beruflich (Kabel) wie privat (Seile) auch etwas aus. Ich habe mal den Job eines
Fernmelders gelernt und muss mich heute berufsbedingt mit reichlich komplizierten Messgeräten zur Detektion diverser
Kabelprobleme und Beeinflussungen, Nebensprechen, Dämpfungen, Unsymetrie etc. etc. herum schlagen und muss
Störungen im Telekom Festnetz damit aufzuspüren.

Mein Onkel war Seiler und hat Seile in allen möglichen Ausführungen hauptsächlich für die Landwirtschaft
hergestellt. Wenn ich mal zu Besuch war durfte ich auch ein Seil herstellen das danach meist in die
Mülltonne wanderte denn die Qualitätsansprüche vom Onkel waren hoch. Das Verspleissen der Ende würde
ich wohl aber auf Anhieb nicht mehr hinbekommen. :)

Tatsächlich könnte man die parallel zu führenden Einzeldrähte miteinander verseilen oder aber den ganzen
Spulenstrang verdrillen, was aufgrund der viel geringeren Länge einfacher zu realisieren wäre.
Der Nachteil ist leider das der Strang dann mehr oder minder rund würde, was eigentlich nicht so ideal ist,
denn wir wollen ja meist mehr flache als runde Spulenschenkel erzeugen.
Beim Verseilen der Einzeladern könnte man dieses Problem Umgehen und die Spule aus den verseilten Drähten
wieder flach erstellen.
Allerdings gibt es auch hier ein Nachteil, nämlich das der Kupferfüllungsgrad der Wicklung etwas abnimmt.
Aber besser das als die blöden Ausgleichsströme.

Grüsse

Bernd
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Bernd » Mi 25. Jan 2012, 09:23

Hallo Ekofun
Ich erklehre mir das damit das bei Schlangenwicklung jede Draht unterschiedlich lang ist

Unterschiedlich lang nicht, denn jede Windung hat prinzipbedingt exakt die gleiche Länge.
Auch alle Einzeldräthe sind exakt gleich lang, bis vielleicht Abweichungen im Millimeterbereich.
Schau dir mal an wie ich den Spulenstrang herstellte, ein paar Seiten weiter vorne.

Allerdings haben die Drähte des Spulenstrangs ja einen unterschiedlichen Abstand zum Magneten und daher
wird in den Drähten naturgemäß auch eine unterschiedlich hohe Spannung induziert.
Ich hatte durch leichtes Verdrehen des Strangs beim Verlegen versucht die Drahtpositionen immer etwas zu
verändern, aber wie wir jetzt wissen ist doch noch ein maximaler Unterschied von ca. 4% verblieben.

diese Geni ist stark und sollte gute Querschnitt haben,bei guten Wind kann die wirklich sehr heiß werden
und Schaden verursachen.Das sagt mir mein Gefühl.

Ich muss ja keinen grossen Strom hindurch fliessen lassen denn ich arbeite mit hoher Spannung.
Leistung besteht ja nicht nur aus hohen Strom sondern aus dem Produkt von Strom und Spannung.
Das Verhältnis aus Spannung, Strom und Querschnitt muss zueinander passen.
Ich will ja keine Akkus damit direkt laden !

Wenn ich den Draht in Reihe schalte, schalte ich dafür alle Phasen parallel am Gleichrichter an.
Dort kommt es dann glücklicherweise zu keinen Ausgleichsströmen, das habe ich schon gemessen.
Durch die Parallelschaltung (nach Gleichrichtung) der 4 Phasen erhöht sich der Querschnitt auf das vierfache.
Es sind dann ca. 1,56 mm² also ein zulässiger Dauerstrom von mind. 8 Ampere.
Das Spannungsniveau liegt dabei um die 300 Volt bei 1000 U/min.
8 Ampere mal 300 Volt = 2400 Watt
Du siehst auch so lässt sich eine grosse Leistung ohne Gefährdung oder Überhitzung entnehmen, vorausgesetzt
die Last kann etwas mit der hohen Spannung von 300 Volt anfangen.
Die Spannung passt z.B. gut zum Aurora Einspeiser.

Grüsse

Bernd
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Bernd » Mi 25. Jan 2012, 09:47

nach meiner Meinung diese Untersuchung hat bewiesen das es nicht am Wirbelströmen gelegen hat,
sonder an unterschiedliche Spanungen zwischen Drähten eine Fase.

Ja und nein. Wie du wahrscheinlich gelesen hast hatte ich geschrieben das die Erwärmung deutlich nachgelassen hat.
Sie ist aber nicht wirklich völlig verschwunden. Die restliche Erwärmung schiebe ich mal in Richtung Wirbelströme.

Bei den üblichen Dual Scheibengeneratoren wird diese ganzen Effekte vermutlich niemand jemals ausprobiert haben,
denn so ein Scheibengenerator ist meist umständlich mit einer Bohrmaschine auf hohe Touren zu bringen.
Bei geringen Touren fällt der Effekt ja gar nicht gross auf.
Unterschiedliche Spannungen in parallel geführten Drähten sollten nach meiner Einschätzung beim Scheibengenerator mit
zwei Magnetscheiben und dem viel homogeneren Magnetfeld viel geringer ausfallen.
Wirbelströme aber dafür umso mehr, wenn dort teils Drähte mit 1,5mm Durchmesser und mehr für die Spulen Verwendung finden.
Da tut sich garantiert was !
Ich werde demnächst dazu ein kleines Video anfertigen wo man den Wirbelstromeffekt im Draht visuell erkennen kann.

Beim Drehen von Hand fällt das beim Scheibengenerator mit seinen riesigen Schwungmassen auch nicht so auf.
Die riesigen Schwungmassen täuschen einen gleichmässigen, ungebremsten Lauf vor.
Ich kann mich aber erinnern das ich bei meinem Ringgenerator als auch beim Scheibengenerator aus dem
Kleinwindforum, den ich mal zu Testzwecken hier hatte, ebenfalls feststellte das der Rotor schneller abgebremst wird
sobald die Spulen bzw. Spulenscheibe montiert wurde.

Grüsse

Bernd
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon sombrero » Mi 25. Jan 2012, 12:59

Hallo Bernd,

Für das schnellere abbremsen des Rotors wenn die Statorwicklung anliegt (ohne Last) sind wohl alle Möglichkeiten ausgetestet oder besprochen worden.
Die Wicklung mit den parallel gewickelten Drähten hatte sich in kurzer Zeit von Zimmertemp. auf ca 35 Grad erhöht. Da kann man auf ganz ordentlich Strom u. Leistung schließen.
Leider Verlustleistung Und die bleibt auch im Lastbetrieb. Nach allem was ich gelesen habe tippe ich auf Ausgleichstrom.
Die beiden parallelen Drähte sind ja in sich eine Serienschaltung mit ihren Drahtwiderständen. Hat die eine 0,5V mehr bringt das Strom, denn sie sind im Sternpunkt u. am Gleichrichter verbunden. Das ganze bei drei Phasen.
Unter Last liegen sie zusätzlich parallel. Aber die Serienschaltung bleibt leider weiter erhalten mit dem zugehörigen Strom.
Wenn das ein Ausgleichstrom ist, so kann man den schlecht messen, denn am Shunt steht wieder eine winzige Spannung. Man müßte beide parallelen Drähte auftrennen u. mit zwei Meßgeräten gleichzeitig arbeiten. Klar geht das alles. Aber ob Du zu einem vernünftigen Ergebnis kommst ist die Frage.
Gleiche Windungszahl werden die beiden parallelen Drähte wohl haben. Aber vielleicht hast Du die einzelnen Stränge unterschiedlich in die ( Nuten ) gelegt?
Das sollte sich eigentlich über den ganzen Umfang wieder ausgleichen.
Beim eisenlosen Scheibengenerator kommt es ja mehr als beim eisernen darauf an wie dicht die Windungen an den Magneten liegen.
Nach meiner Meinung ist es besser gleichzeitig mit zwei Spulen die Stränge zu wickeln. Dann liegen die parallelen Wicklungen nahezu gleich in den Nuten.

mfG Peter Sombrero
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Ekofun » Mi 25. Jan 2012, 13:03

Hallo Bernd,

deine Erklährung hat mir überzeugt,da kommt sicher was an an Wirbelströmen.Da es in Bücher nicht darüber steht soll nicht heißen es gibt das nicht.Warscheinlich hat Industrie garnicht in diese Richtung erforscht,weil keine denkt dran.So ist diese Erscheinung dann bestimmt bei jeden Geni,nur mit Unterschied das eine kleiner ist und andere Größer,so sind Dan auch Wirbeströme kleiner oder Größer.

Könnte man das mit mehr dünnere Drähte mindern?, meine wenn ich jetzt brauch 3 Drähte für eine Querschnitt dann nehme 6 dünnere für gleiche Querschnit,denke dann ist auch Wirbelefekt kleiner.Es ist aber dann umständlich mit 6 Drähten in Hand zu wickeln und braucht man 6 Spulen Draht herum zu liegen.

Aber schöne Erklährung!

Grüße

Ekofun
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon ventus saevit » Mi 25. Jan 2012, 14:50

Bernd hat geschrieben:Mir ist grundsätzlich schon klar wie eine Strommessung funktioniert Mike. ;)
Mit Verseilungen kenne ich mir beruflich (Kabel) wie privat (Seile) auch etwas aus. Ich habe mal den Job eines
Fernmelders gelernt ..Grüsse

Bernd


:D Habe auch mal den Beruf des Informationselektronikers erlernt, aber in knapp 3 Jahrzenhten etliches vergessen.

Umso schöner finde ich die Auffrischung hier im Forum,
wobei vieles hier schon in den Bereich Grundlagenforschnung in Generatortechnik und Aerodynamik geht.

Frage:
Wenn bei Deinem Scheibengenerator Wirbelströme wirklich eine Rolle spielen (trotz eisenlosem Designs),
dann kann doch der Wirbelstrom nur im Magneten selbst induziert werden. (Anderes "Eisen" was Verluste mache kann ist ja nicht da.)

Damit Bleche an Motoren / bewegten Teilen im Magnetfeld nur geringe Wirbelstromverluste erzeugen bzw. nicht bremsen schlitzt man sie ein.
Das dürfte bei Supermagneten schwierig werden, das die Erhitzung beim Schlitzen den Magnetismus vernichtet (vom Staub ganz zu schweigen)

Deshalb folgender Denkansatz:

Wären mehrere Streichholzmagnete, welche die gewünschte Gesamtgröße je Pol ergeben, nicht günstiger als ein Grosser?
Es stellt sich die Frage wie die kurzen Unterbrechungen im Teslafluss zwischen den einzel-Magnetschichten sich negativ auf die Spannungshöhe der Spule auswirken.
Könntest Du das mal gelegentlich messen Bernd.?

Noch eine Frage zur Erhöhung der Packungsdichte, bzw. dem Wickeln identischer Spulen.
Im Lautsprecherbau hat schon vor über 20 Jahren u.a. die Fa. Magnat quadratische, bzw. Rechteckige CuL-Drähte verwendet um den Spulen Füllungsgrad zu erhöhen.

Wäre eine aus z.B. 0,1mm x 6mm Cu-Folie gewickelter Spulenkörper mit 60 Windungen nicht eine ideale Spule für Deinen Generator?

Leicht herzustellen wäre eine solche Spule sicher - nur wo gibt es so ein Material günstig?
Selbstklebende Kupferfolie in der Breite kostet gut 20 Euro für 16m :o .

Schönen Gruß
Mike
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Bernd » Mi 25. Jan 2012, 17:05

Hallo Ekofun
deine Erklährung hat mir überzeugt,da kommt sicher was an an Wirbelströmen.Da es in Bücher nicht darüber steht soll nicht heißen es gibt das nicht.
Warscheinlich hat Industrie garnicht in diese Richtung erforscht,weil keine denkt dran.So ist diese Erscheinung dann bestimmt bei jeden Geni,nur mit Unterschied
das eine kleiner ist und andere Größer,so sind Dan auch Wirbeströme kleiner oder Größer.

Ja genau so sehe ich das auch. Ich denke es wird jeder Permanentmagnet bestückte Generator mehr oder minder warm
werden wenn man ihn ohne Last eine Weile auf Nenndrehzahl hält, aber wer macht schon sowas verrücktes ausser mir ? :)
Bei den eisernen wird das Blechpaket etwas warm werden und bei den eisenlosen die Spulen.

Könnte man das mit mehr dünnere Drähte mindern?, meine wenn ich jetzt brauch 3 Drähte für eine Querschnitt dann nehme 6 dünnere für gleiche Querschnit,
denke dann ist auch Wirbelefekt kleiner.

Das würde ganz sicher der Fall sein. Die nutzlosen Wirbelströme in den Kupferdrähten würden sich reduzieren.
Wie wir jetzt aber wissen würde sich gleichzeitig das Problem mit den Ausgleichsströmen vergrössern, es sei denn
man bekommt das mit den Spannungsunterschieden bei den parallel geführten Drähten in den Griff.

Hallo Peter.
einige deiner Vermutungen sind zwischenzeitlich geklärt, vermutlich hattest du noch nicht alles gelesen was hier in letzter Zeit geschrieben wurde.
Was die Messung anbelangt zeigen mir die Reaktionen das ich besser eine Skizze einstellen sollte wie ich das gemacht hatte,
das würde einiges erklären. Es wurden z.B. natürlich die drei parallel angeschlossenen Drähte zur Messung aufgetrennt.

Was die durch die Ausgleichströme entstehende Verlustleistung anbelangt so ist sie gar nicht so groß wie man annehmen sollte.
Sie liegt bei voller Drehzahl (ca. 1000 U/min) bei ca. 4 Watt pro Phase. Naja auch 4 x 4 Watt (4 Phasen) möchte man nicht
unbedingt verlieren, auch wenn sie im Verhältnis zu der bei dieser Drehzahl möglichen Abgabeleistung von 1 bis 1,5kW kaum ins Gewicht fallen.

Durch die bereits beschriebene Reihenschaltung der Drähte umgehe ich dieses Problem.

Hallo Mike,
Wenn bei Deinem Scheibengenerator Wirbelströme wirklich eine Rolle spielen (trotz eisenlosem Designs),
dann kann doch der Wirbelstrom nur im Magneten selbst induziert werden. (Anderes "Eisen" was Verluste mache kann ist ja nicht da.)
Damit Bleche an Motoren / bewegten Teilen im Magnetfeld nur geringe Wirbelstromverluste erzeugen bzw. nicht bremsen schlitzt man sie ein.

Wirbelströme entstehen immer dann wenn ein Metall von einem bewegten Magnetfeld getroffen wird.
Wirbelströme beschränken sich keineswegs auf ferromagnetische Werkstoffe wie Eisen, sondern breiten sich bestens auch in
antimagnetischen Metallen wie z.B. Alu oder Kupfer aus. Gerade in Kupfer erreicht man heftige Effekte, auch in Drähten die vom Magnetfeld getroffen werden.
Die Höhe der negativen Auswirkungen ist unter anderen davon abhängig wie stark das Material laminiert ist bzw. wie dünn die verwendeten Drähte sind.

Wer die Möglichkeit hat mal einen Draht in die Nähe eines starken Wechselmagnetfeldes zu führen, der wird das Grinsen bekommen wenn der
Draht plötzlich in der Hand im Rythmus der Magnetfeländerung zuckt. Das was man da spürt sind die Auswirkungen der Wirbelströme im Draht.
Derjenige der eine Magnetrotorscheibe besitzt lässt diese schnell rotieren und hält dann einen dicken Draht drann.
Nach meinen bisherigen Erfahrungen spürt man den Effekt mit der Hand selbst bei einem einzelnen Draht ab ca. 1mm Dicke.

Wäre eine aus z.B. 0,1mm x 6mm Cu-Folie gewickelter Spulenkörper mit 60 Windungen nicht eine ideale Spule für Deinen Generator?

Für die Bauart mit den überlappenden Spulen leider nicht denn dort muss der Spulenstrang ja geknickt werden.
Für einzelne Spulen wäre das aber eine denkbare Lösung die schon des öfteren hier besprochen wurde.

Grüsse

Bernd
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon andreas » Mi 25. Jan 2012, 18:11

Hallo Bernd,

für Dein Problem mit den Ausgleichsströmen gibt es eine ganz simple Lösung: mehr Gleichrichter verwenden. Klemme jden Einzeldraht jeder Phase auf einen separaten Wechselspannungseingang eines Gleichrichters und schon bis Du das Problem los.

MfG. Andreas
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Re: Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

Beitragvon Bernd » Mi 25. Jan 2012, 18:31

hmmmm... grübel..... sehr gute Idee !! :D
Zuerst dachte ich das ich dann den dreifachen Spannungsabfall erhalte, aber nein, jeder Draht erzeugt ja (nahezu)
die gleiche Spannung. Die Ausgleichsströme werden dann durch die Dioden blockiert, sonst bleibt alles wie es war.

Gar kein Nachteil ? Kaum zu fassen.... :)
Andreas das war ein grandioser Einfall !

Ich teste das gleich mal, habe ja genug Gleichrichtereingänge zur Verfügung.

Grüsse

Bernd
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