da ja nun die N52er (hoffentlich) unterwegs sind, habe ich das Thema Gleichrichter nochmal zurückgestellt. Ziel sollte sein, wo das optimale Verhältnis von Magnetabstand/Windungszahl/Drahtdurchmesser liegt. Zumindest annäherungsweise. Bernd hat ja vor einiger Zeit in Generator Grundlagen mal einen Beitrag angefangen, aus dem bisher nur die These hervorgeht, dass der Abstand relativ egal sei. Das möchte ich nicht anzweifeln, habe aber trotzdem mal für mich ein paar Simus/Rechnungen gemacht.
Dazu habe ich mit Femm einige Simus mit unterschiedlichen Magnetabständen gemacht (von 4 bis 20mm Luftspalt) und jeweils die magn. Flussdichte (Tesla) und den Energiegehalt (Joule) in Excel übernommen, wobei ich bei der Fläche für die Energie oben und unten 1mm Luft gelassen habe (Stator-Sandwich, als grobe Annahme).
- RotorAbstände.png (138.44 KiB) 8160-mal betrachtet
Erste Erkenntnis: Ohne genau zu wissen wie sich der Energiegehalt zusammensetzt
und ob dieser direkt proportional zur erzielbaren Leistung ist , ist es auffällig, dass es einen Bereich gibt, in dem die Energie am höchsten ist. WIrd der Abstand geringer oder größer, wird der Energiegehalt kleiner. Die 2mm zusätliche Luft spielen hier auch eine Rolle, vor allem bei kleinem Luftspalt. Bei großem Luftspalt ist die Abnahme insofern erklärbar, da die Magnetfeldlinien nach außen wandern und die relevante Fläche zunehmend mehr verlassen.Zweite Erkenntnis: Die Berechnungen rechts auf dem Blatt (Windungen usw) zeigen, dass ein Luftspalt von 8 bis 14mm den besten Wirkungsgrad bringen sollten. Der Verlauf einer gedachten Widerstandkurve in dem Diagramm lässt eine der Energiekurve ähnliche Form erkennen, wenn auch verschoben.
Meine Vermutung ist, dass es in einem bestimmten, sinnvollen Bereich tatsächlich relativ egal sein könnte, wie man die Verhältnisse wählt. Dieser Bereich könnte nach unten hin (also kleiner Abstand) dadurch abgegrenzt werden, dass irgendwann das vorhandene Volumen nicht mehr effektiv mit Kupfer gefüllt werden kann, weil man immer den zusätzlichen Luftspalt u.a. für das Sandwich mit einkalkulieren muss. Nach oben könnte der Bereich durch das Verhältnis von Magnetbreite zu Luftspalt desshalb eine Grenze setzen, da irgendwann die Magnetfeldlinien zu weit nach außen gehen.
Für mich war vor allem wichtig zu wissen, ob wir mit den N52 im Gegensatz zu den zuerst geplanten N42 Potential verschenken würden, wenn wir bei 0,75mm Draht bleiben (nur den hat Thomas in der Firma zur Verfügung). Das scheint nicht der Fall zu sein; zumindest dann nicht, wenn die Windungszahl auf 81 angepasst wird.
Noch ein Nachtrag: Thomas hatte die Möglichkeit in der Lehrwerkstatt die Spulen wickeln zu lassen. Das spart uns Arbeit und wir haben das Angebot gerne angenommen und erstmal eine Testspule fertigen lassen. Diese haben wir nach Bernds Empfehlung 7 statt 8mm hoch machen lassen. Das Mehr an Breite ist durch das saubere Wicklen fast vernachlässigbar (schwierig zu messen, aber ich schätze mal ca 11 statt 10mm). Aber auch weil sich die Rundungen von zwei benachbarten Spulen schön aneinander schmiegen können, wird das mit dem geplanten Durchmesser hinhauen.
- Spule 106 x 0,75mm
- IMG-20140313-WA0001.jpg (27.22 KiB) 8160-mal betrachtet
hier nochmal die Theorie:
Grüße,
Mario
, 0,75mm war der einzig sinnvolle "dicke" Draht der vorhanden ist, ansonsten weiss ich noch, dass auch 0,65 vorhanden ist)
