Scheibengenerator aus Multiplex, völlig eisenlos

[Bernd]

Ooch einiges haben wir schon dazu gelernt denke ich.
Mir persönlich geht es eigentlich auch gar nicht so wirklich darum Absolutwerte der Verluste ganz genau berechnen zu können.
Mir reicht schon wenn ich weiss wo ich ansetzen muss um die Verluste zu minimieren und das ich erkenne wodurch
die Verluste genau entstehen.
Und was das betrifft sind wir glaube ich schon auf dem richtigen Weg.
Es klappt mit den Erkenntnissen nicht immer alles so schnell wie man möchte.

Mit dem Drahtexperiment meinst du die am Faden ?
Das werde ich morgen nachholen, hast recht.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Heute kam übrigens (endlich) meine ersteigerte Rolle mit 0,45mm Draht an.
Das Foto zeigt wie gross dieser Brummer ist.
Netto sollen noch etwa 14,5 kg drauf sein.
Das würde für ca. 7 bis 8 meiner Generatoren reichen.



Endlich mal wieder ein Foto zwischen dieser drögen mathematischen Materie.
Ich muss gleich mal nachmessen ob die Angaben des Verkäufers, was den Durchmesser betrifft,
überhaupt zutreffen.

Grüsse

Bernd

[MaRiJonas]

B * A ist nicht Delta phi, wie es dein Gleichheitszeichen suggerierte.
Für das Delta muss noch die Zeitkomponente hinzu kommen und die kam erst nach dem übernächsten Gleichheitszeichen hinzu !!!
Sorry aber so kann ich keine Rechnung nachvollziehen.
Ein Gleichheitszeichen bedeutet für mich das davor und dahinter der gleiche Inhalt vorhanden ist.

Du bist ein geborener Mathematiker und/oder Physiker! Das gefällt mir. Ja da hast Du natürlich sehr Recht. Ich bin auch sehr darauf bedacht, dass vor und hinter dem Gleichheitszeichen auch Gleiches steht und dass die Einheiten auch passen.

Ein delta PHI lässt sich auch berechnen aus PHI nachher minus PHI vorher. Das habe ich in Gedanken da gemacht, deswegen habe ich einfach vom nachher vorhandene Magnetfeld das vorher Vorhandene (das Null ist) abgezogen. Sorry, dass ich das alles so still und heimlich in meinem Kopf mache. Das werde ich in Zukunft versuchen, noch ausführlicher bei den Berechnungen dazuzuschreiben. Danke für den Hinweis.

Diese Änderung des magnetischen Flusses, vollzieht sich dann eben 4 Mal in einer Sinusschwingung, oder man zählt einfach die Magnetkanten auf einem Umfang und multipliziert es mit den Umdrehungen in der Sekunde. So habe ich das gemacht. Also die Anzahl der Änderungen des magnetischen Flusses pro Sekunde mal der Energie, die diese pro Magnetfeldübergang "vernichtet".

@ Stefan: Ja, da hast Du Recht. Die von mir verwendete Gleichung sollte/muss durch praktische Versuche erst untermauert bzw. verfeinert werden. Klar können Materialkonstanten noch eine Rolle spielen. Die elektrische Leitfähigkeit ist ja schon berücksichtigt. Die Permeabilität noch nicht. Es wäre Mal interessant wie sich eine Spule aus Aluminium verhält.
Trotz allem habe ich das Gefühl wir sind um Welten weiter, wie vor ein paar Tagen.

- Wir wissen um das Auftreten und der Größenordnung von Wirbelstömen, die Bedingungen (Leiter muss das Magnetfeld verlassen),

- haben eine Formel angewendet, die ziemlich genau mit der Praxis und den theoretischen Grundlagen übereinstimmt.

- Haben Maßnahmen und sogar z.T. mit Quantifikation des Verbesserungspotentials, die wir ausprobieren können.

z.B. dünneren Draht verwenden, evtl. ein anderes Material

Das ist, wie ich finde, eine ganze Menge. Klar könnte/sollte man darüber auch eine Doktorarbeit machen und allem bis ins Detail exakt auf den Grund gehen. Aber das denke ich ginge zu weit und ist für diesen/unseren Fall auch nicht nötig.

Entscheidend war ja die Erkenntnis, da sind viel zu hohe Verluste im Leerlauf. Woher kommen diese und wie kann ich diese reduzieren.

Gruß

Richard

[Bernd]

Wir wissen um das Auftreten und der Größenordnung von Wirbelstömen, die Bedingungen (Leiter muss das Magnetfeld verlassen),

plus der Variante: Leiterenden ragen über den Rand des Magnetfeldes hinaus -> unsere Spulenköpfe.
Dann entstehen Wirbelstromverluste auch dann wenn der Leiter in einem gleichförmigen Magnetfeld bewegt wird.
Können wir uns darauf einigen ?

Grüsse

Bernd

[vm]

Hallo Bernd

ich hab zwar keine Ahnung von wirbelstömen aber es sind stöme,und sie sind sehr hoch !!!!!!

mfg.vm

[MaRiJonas]

Wir wissen um das Auftreten und der Größenordnung von Wirbelstömen, die Bedingungen (Leiter muss das Magnetfeld verlassen),

plus der Variante: Leiterenden ragen über den Rand des Magnetfeldes hinaus -> unsere Spulenköpfe.
Dann entstehen Wirbelstromverluste auch dann wenn der Leiter in einem gleichförmigen Magnetfeld bewegt wird.
Können wir uns darauf einigen ?

JA, das ist wichtig festzuhalten.

Es würde aber leider nix nutzen, bei dem Scheibengenerator, den Du derzeit hast, weil der umlaufende Draht ja sowieso das Magnetfeld verlässt und zum nächsten Magneten hinüber läuft. Dazwischen ist auch kein Magnetfeld, genau so wie weiter außen und innen. Bringt also nur weniger Schenkellänge und vermutlich nicht Mal weniger Wirbelströme.

Ich hatte dadurch schon die "abwegige" Idee zu einen echten Gleichstromgenerator. Man umwickle einen Holzreif mit einem Draht. Diese bildet die Gerneratorspule. Auf der Generatorscheibe bringt man schlüssig überall gleichsinnige Magnete auf, die ein homogenes Magnetfeld erzeugen. Dann würde durch die Bewegung der Spule über dem Magnetfeld ein Gleichstrom erzeugt. Die zurücklaufenden Spulenwicklungshälften liegen ja in einem schwächeren Magnetfeld, da sie einen größeren Abstand haben. Somit induzieren diese eine kleinere Gegenspannung. Wenn man nun noch ein Leitblech für die Magnetfeldlinien in den Reif mit einwickelt, wären die hinteren Spulenanteile vermutlich auch noch gut abgeschirmt und die Leistung dadurch erheblich besser.

Naja, nur so ein spontaner Einfall.

Gruß

Richard

[andreas]

Hallo Richard,

spontane Einfälle folgen selten der Physik. Die klassische Induktion erfordert immer ein Wechselmagnetfeld und erzeugt damit eine Wechselspannung in den Windungen. Einzig eine Sonderform mit Leiterscheibe im Magnetfeld erzeugt Gleichströme, aber kaum Spannungen. Es gibt auch Motore mit diesem Wirkprinzip, aber allein deren Kommutierung lässt auf keine gute Lebensdauer hoffen.

MfG. Andreas

[MaRiJonas]

Hallo Andreas,

das ist ja toll, dass es den Gleichstromgenerator schon gibt. Diese haben auf Grund ihrer Scheibenform ja eine sehr geringe Spannung. Falls meine Idee mit der Wicklung funktioniert, würde sich die Spannung durchaus erhöhen.

Gruß

Richard

[magneto]

Hallo Bernd

Wir wir zwischenzeitlich erfahren haben können die Wirbelströme aber nur dann wirksam werden wenn Teile des Leiter aus dem Magnetfeld
heraus ragen. Das scheinen bei uns die Spulenköpfe zu sein. Daher finde ich Ekofuns Idee richtig das man vermutlich die Entstehung minimieren
könnte wenn man die Magnete bis über die Spulenköpfe hinaus ragen lässt.

Ich kann diesem Gedankenspiel nicht folgen.
Die Wirbelstrome sind LOKALE Erscheinung im Leiter.
Ich glaube, daß gemeinsame „Unterbringen“ der Spulenköpfe und Spulenschenkel (komplette Spulen) unter verlängerte Magnete hätte Vergrößerung der Verluste verursacht.
Die Spulenköpfe sind ja auch Kupferleiter
Die Köpfe erzeugen dann AUCH ihre eigene Wirbelstrome innerhalb ihres Volumens, ohne nutzbare Spannung zu leisten.

Dies geschieht bloß im Fall des „Kopfes“ um einen kleinen Bruchteil der Drehbewegung früher (oder ggF später) als in dem “zugehörigen“ Schenkel.

Der Schenkel erzeugt seine Wirbelstrome (lokale Erscheinung) und verläßt den Einflußbereich des Feldes.

Nach obige Versuch es gibt keine Eintritt und keine Austrit und erwartung nach obige Versuch ist keine Wirbelströme oder ganz minimale.

Da habe ich Zweifel.....

Nachdem der Schenkel schon "fertig" ist, der „Kopf“ befindet sich noch im Einflußbereich des Feldes - erzeugt seine eigene Wirbelstrome (lokale Erscheinung), und verläßt den Einflußbereich des Feldes.

Je mehr Masse unterm Einfluß des Wechselfeldes - um so mehr Wirbelstrome.
Oder ?

Grüsse
Stefan

[Bernd]

Das die Idee vermutlich zusätzliche Wirbelströme im Spulenkopf erzeugt, hatte ich doch schon geschrieben.
Genau wüsste man erst nach einem Versuch bzw. Messung ob die Reduktion des einen Effektes und das
hinzukommen des nächsten Effektes unter dem Strich Vorteile bietet oder nicht.

Die Idee ist allerdings ohnehin nicht sonderlich praktikabel, weil man die Spulenköpfe nicht einfach flach
legen kann bei der überlappenden Bauweise der Spulen.
Außerdem müsste man wesentlich grössere Magnete verwenden und wer will die schon bezahlen.

Die Wirbelstrome sind LOKALE Erscheinung im Leiter.

Das ist logisch und zumindest von mir wurde auch nichts gegenteiliges behauptet.
Vielleicht hast du da etwas missverstanden.
Ich wollte damit ausdrücken was ich aus dem Versuch mit der Münze gelernt habe.
Bewegt sich ein Leiter vollflächig in einem homogenen Magnetfeld entstehen in ihm keine Wirbelströme.
In dem Münzversuch ist es der Bereich in dem sich die Münze komplett im Magnetfeld befindet und schnell fällt.

Erst wenn ein Teil des Leiters nicht mehr vom magnetischen Fluss getroffen wird, also aus dem Magnetfeld
heraus ragt, entsteht ein Bereich in dem sich die Wirbelströme schliessen können.
Wirbelströme schliessen sich nur ausserhalb des Magnetfeldes, weswegen sie in unseren Spulendrähten
einmal der Länge nach hin und her laufen müssen so lange der Magnet über dem Leiter steht, bevor sich der
Wirbeslstromkreis dort schliessen kann wo der Einfluss des Magneten endet.
Zusätzlich entstehen Wirbelströme in unserer Spule auch dann wenn sich die Höhe des magnetischen Flusses
verändert und das ist bei meinem Generator leider ganz schön häufig der Fall und dürfte nach meiner
Einschätzung vermutlich den überwiegenden Teil der Verluste ausmachen.
Bei breiteren Magneten wäre die Wirbelstrombildung wie weiter oben beschrieben wohl überwiegend.
Soweit mein derzeitiger Kenntnisstand.

Du sagst glaube ich das NUR durch einen Auf- oder Abbau eines Magnetfeldes und NICHT durch ein bewegtes
gleichförmiges Magnetfeld Wirbelströme entstehen können. Habe ich dich da so richtig verstanden ?
Das heisst das bei einem Magneten den man über ein Blech führt nach deiner Sichtweise nur an der Vorder- sowie
an der Hinterkante des Magneten Wirbelströme enstehen, nicht aber an den Seitenkanten an denen sich das
Feld nicht ändert und auch nicht unter dem Magneten. Richtig ? Da bin ich bis jetzt anderer Meinung.
Das könnte man auf einfache Weise mit einem Blechversuch abklären.

Man nimmt einmal ein grosses Stück Alublech und ermittelt die Kraft die nötig ist um einen Magneten in einer
bestimmten Zeit eine bestimmte Strecke über das Blech zu ziehen und danach nimmt man von diesem Alublech
nur einen Streifen der so breit ist wie der Magnet und wiederholt den Versuch.
Sollte nur der Auf- und Abbau des Magnetfeldes für die Wirbelströme ausschlaggebend sein dann sollten
beide Versuche annähernd das gleiche Ergebnis ergeben.
Für den Versuch könnte man vereinfacht den Magneten über das schräg gestellte Blech nach unten rutschen lasssen
und seine Geschwindigkeit beobachten. Rutscht er auf dem Blechstreifen genauso langsam wie auf dem grossen
Blechstück, dann sollte wirklich nur die Magnetfeldänderung an Voder- und Hinterkante relevant sein und unter
dem Magneten bzw. seitlich entstünden keine Wirbelstromverluste.

Grüsse

Bernd