Verhältnis Spulen - Magnete immer 4:3

 
Windfried
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Re: Verhältnis Spulen - Magnete immer 4:3

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Gepostet: 20.10.2011 - 16:49 Uhr  ·  #21
Zitat geschrieben von Menelaos

...um das nochmal aufzugreifen...

Ein mehrstöckiger Generator ist bei gleichem Materialeinsatz was Kupfer und Magnete angeht NICHT effizienter...eher im Gegenteil und auch die Baugröße schrumpft nicht sooo sher zusammen...
Wenn es um Neodymmagnete geht, würde ich daher immer einen EInscheibengeni bevorzugen!

Allerdings gibt es bei Verwendung von Ferritmagneten einige Probleme die den Mherscheibengeni wieder ins Licht rücken lassen...nicht wegen seiner Effektivität jedoch, sondern alleine deshalb, weil für größere Anlagen mit Scheibengenis aus Ferriten die Statoren sehr flach und dennoch groß im Durchmesser sien würden...

Diese schlanken Statoren könnten aber die Last nicht aufnehmen weshalb es sinnvoll ist, diese dann auf mehrere Sheiben zu verteilen...!

Da wird es dann wieder interessant :-)
Ich vermute auch, dass der Trend bei den derzeitigen Neodympreisen in diese Richtung gehen wird...

Gruß
Max


Mehrscheiben erst mal nicht viel mehr effizient, aber auch nicht weniger.
Ganz einfach: 2 Identische Systeme übereinander, elektrisch intelligent verbunden, werden den gleichen Wirkungsgrad haben wie eines der Systeme.
Besonderheit: Man kann braucht die Rückschlussplatten intern für den Magnetfluss eigentlich nicht. Deshalb so dünn, wie Stabilität fordert, und wahrscheijnlich sinnvoll, durch Freimachungen den seitlichen Magnetfluss zu behindern. Auch bei Ferrit.
Aber, die Wärme muss auch raus! Offene Systeme, mit Ventilation von der Nabe?

Zitat
Diese schlanken Statoren könnten aber die Last nicht aufnehmen weshalb es sinnvoll ist, diese dann auf mehrere Sheiben zu verteilen...!

Was hat man nicht plötzlich für Zwänge, wenn man kein Eisen in der Spule will. 8-)

Werde alsbald mal je einen Magnetkreis durchrechnen, mit Eisen und ohne, und ins Netz stellen.

Vorläufig sei daran erinnert, dass die gestreckte Platte bezüglich Formsteifigkeit eine eher schlechte Wahl ist.
Auch müssen die Zwischenplatten nicht bis zur Nabe gehen. Es genügen Blechringe, außen Verspannt.

Die Industrie würde die Platten, die ja zumindest 2x sein müssen, wahrscheinlich mit Sicken versteifen.
Der Musterbau wird wahrscheinlich Verstärkungsrippen einschweißen, bis zu den Lagerschilden. Unterbrochene Schweißnaht!
Wegen Schweißverzug muss dort, wo die Magneten hin sollen, dann überdreht werden.
Damit das klappt, wahrscheinlich spannungsarm Glühen. Nicht, weil die Spannungen die Festigkeit in Frage stellen, sondern weil das Überdrehen sonst nichts wird.

Man kann auch versuchen, nach Art der Stuckateure, mit einer achsial gelagerten Ziehschablone mittels dünnem Epoxspachtel die Unebenheiten aus zu füllen.
Aber dünn! Magnet. Widerstand. Ist aber Zweitbeste Lösung.

Eigentlich überflüssig die Bemerkung, dass das Eisen eigentlich nur dort dick sein muss, wo magnet. Rückschluss stattfindet.
Dort genügt ein Ring, der an das ansonsten versteifte dünnere Blech angeschraubt wird. Das muss prinzipiell nicht mal magnetisch sein.

Merke gerade, dass ich über Rotoren schreibe.
Das mit den Sicken gilt aber auch für den Stator. Darf bis vor die Magnetzonen sogar magnetisch sein.

Ansonsten: 2 Scheiben, ob Blech oder Hartgewebe (Glasseide-Epoxi), am Rand verbunden, in der Mitte axsial gespreizt, so dass sich flache Kegel bilden, gibt einen leichten, sehr steifen Verbund. Bau wahrscheinlich umgedreht: Achsial spreizen und dann an den Rändern zusammendrücken, mit Kraft!

Kann man auch laminieren, über diskusartigem Schaumkern.


Gruß, A.
Windfried
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1:3 geht auch

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Gepostet: 04.11.2011 - 17:27 Uhr  ·  #22
Hallo, Ich bins schon wieder.

Neben Spulenzahl zu Magnetzahl 2:3 und 4:3 gibt es noch ein Verhältnis, was geht - 1:3

Sicher kann man alles Mögliche miteinander kombinieren und wird sogar "e Bissele Spannung" messen.
Um einzuschätzen, dass ein 3-Phasen-Drehstromsystem aber obtimal geht, sollten sich die Verhältnisse in diesem Bild wenigstens annähernd ergeben.



Markante Prüfkriterien sind entlang der Linie A und B. Wenn also L1 auf Maximum bzw. L1 auf Null.
Es ist zu sehen, was die anderen Phasen genau dann etwa für Werte annehmen sollten.

Dann kann man noch den Drehwinkel bestimmen, der vergeht zwischen A und B,
nicht zu verwechseln mit dem Phasenwinkel (90°).

Eigentlich hatte ja nur Bruno angefragt, ob bei einer speziellen Konstellation es richtig wäre, dass jede 2. Spule einer Phase anders herum gewickelt werden muss.
Da das aber allgemein von Interesse sein könnte, setze ich es hier rein.

Handelt sich um diesen Link hier: http://www.windstuffnow.com/ma…rnator.htm
Ist ne Glocken-Bauart, oder wie man es immer nennen will, lässt sich aber auf Scheibengeneratoren übertragen

Folgende zeichnerische Untersuchung:



Jawohl, Drehstrombedingungen sind erfüllt, wenn jede 2 Spule im anderen Sinn gewickelt wird.

Habe das bei gelb mal eingezeichnet.
Dabei kommt es nicht primär auf den Wickelsinn, sondern auf die Stromrichtung an.
Spulen können gleichsinnig gewickelt werden. Müssen aber danach gegensinnig verdrahtet werden.


Ob man allgemein diese Wickelform "gesehnt" bezeichnet, kann ich nicht sagen. Dieser Begriff taucht hier auf
http://www.powercroco.de/24N8P_Martin.html
Lasst Euch nicht irritieren vom Verdrahtungsgewirr. Wegen den niedrigen Spannungen und großen Strömen macht man im Modellbau mehrdrähtige Wicklungen. Hier sogar 2 Sternsysteme, die man vermutlich parallelschaltet. Letzteres bei WKAs nicht nötig und tunlichst vermeiden!

Ich habe beim letzten Bild noch eine Besonderheit eingezeichnet. Es sind die Sternquellen und damit die Phasenenden um je 120° versetzt.
Das mein Vorschlag für höhere Spannungen. Wenn bei 3 m/s nämlich schon 48 V anliegen, sind es bei 15 m/s immerhin 250V Leerlaufspannung.
Da muss man sich Sorgen machen, ob die Lackiso des Spulendrahtes das aushält. Durch den Versatz ist das bischen entschärft.
Da die jeweilige Sternspule unmittelbar Berührung hat mit der Phasenspule, habe wir dort den vollen Hub der jeweiligen Sternspannung. Aus Iso-Gründen würde ich auch da zwischen den Spulen 1-2 Lagen Lackgewebe einschieben.
Das Erste also bezüglich Dreieckspannungen, das letzte zur Iso-Verbesserung der Sternspannungen.
Bei 12 oder 24 Volt braucht man das sicher noch nicht. Letzendlich gibt es Werkstoffkennwerte, was der jeweilige Spulendraht für Durchschlagfestigkeit hat.

Nachdem das System 1:3 also in der Ausführung 4 zu 12 untersucht war, konnte ich mich an ein System 12 zu 36 heran wagen, wo ich zuvor keinen Stich gesehen hatte, sondern nur Schmerzen zwischen den Augen bekam.

Ist diese Anwendung hier: http://www.windstuffnow.com/main/poured_stator.htm
Hier auch 36 Spulen aber nur 8 Magneten http://www.windstuffnow.com/ma…erator.htm
Erscheint mir nicht koscher. Sonst aber beide Ideen bezüglich Eisenlösung und Magnetverbrauch genial!

Hier also die 12 zu 36 - Version:



Ob nun mit Eisen oder ohne, jawohl, scheint zu funktionieren. Strumflussrichtung wider in jeder 2. Phasenspule alternierend.
Damit Spulen in Eisenkernscheibe einlegbar, ziemlich große Windungslänge.
Führt zu erhötem Ri, auch zu größerem Außendurchmesser. Geht bei eisenlos auch knapper.

Was mögen die Vorteile solcher Fleißarbeiten sein, Windungszahl je Spule sicher nut 1/2 der vom System 2:3, aber trotzdem?
- Flachere Spulen vielleicht, da Kupfer gleichmäßiger verteilt?
- Bessere Wärmeabfuhr?

Da der Aufwand doch erheblich ist, habe ich den selben Magnetsatz auch mal in ein passendes System 4:3 kopiert



Sieht so aus, als ob man wesentlich schneller fertig ist.
Habe mal neben der nahezu Idealmagnetform 2 typische käufliche Formen eingezeichnet.
Erscheint so, als ob es Sinn macht, die Spulenform der Magnetform anzupassen. Weniger Kupfer, weniger Innenwiderstand

Alle hier gezeigten Systeme mit 12 Magneten brauchen übrigens die die gleiche Drehzahl. Von daher also vergleichbar.

Berechnung des Magnetkreises z.B. hiermit Forum/cf3/topic.php?t=3528
B in Spule z.B. in folgendes Tool einsetzen und Spulen berechnen:
http://www.nadaparasiempre.com…index.html
Gibt auch ein Forum dazu Forum/cf3/topic.php?p=15917


Gruß vom Windfried
Menelaos
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Re: Verhältnis Spulen - Magnete immer 4:3

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Gepostet: 15.02.2012 - 10:03 Uhr  ·  #23
Moin zusammen,

Ich habe gestern mit Windfried telefoniert, wollte meine Bedenken aber auch hier nochmal äußern damit man gemeinsam überlegen kann...

Windfried, auf der Zeichnung in deinem letzten Post wo du mit Gelb die Positionen von maximaler Spannung und Nulldurchgang markiert hast bin ich stutzig geworden. Nach meinen bisherigen Erkenntnissen ging ich imer davon aus, dass es genau andersrum ist und die maximale Spannung nicht dann entsteht wenn der MAgnet das Spulenloch passiert sondern dann, wenn er den Schenkle schneidet. Wenn mand as ganze dann so arrangiert, dass möglichst gleichzeitig 2 entgegengesetze Pole beide Spulenschenkel schneiden wäre die Spannung noch höher. Ich hatte auch stets bei meinen Generatoren versucht, das ganze so auszulegen.
Ich ging also immer von direkter Induktion nach der Dreifingerregel direkt in die Spulenschenkel aus. Man müsste es mal nachmessen...aber sollte es widererwarten anders sein als ich vermute, könnte ich nicht ganz nachvollziehen warum das so wäre...

Gruß
Max
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Re: Verhältnis Spulen - Magnete immer 4:3

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Gepostet: 15.02.2012 - 10:07 Uhr  ·  #24
danielCV
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Re: Verhältnis Spulen - Magnete immer 4:3

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Gepostet: 16.02.2012 - 22:08 Uhr  ·  #25
Hallo,

der springende Punkt ist hier eventuell ob mit oder ohne Eisen ?
Also mit Eisen: Max. Spannung im Spulenloch und ohne Eisen: Max. Spannung auf Spulenschenkel
Obwohl ich eher denke dass beide Fälle Max Spannung auf Spulenschenkel haben...

Beste Grüße,
Daniel
Menelaos
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Gepostet: 17.02.2012 - 11:40 Uhr  ·  #26
wenn es in beiden Fällen so wäre,d ann wääre aber meiner Meinung nach das Eisen im Kern fehl am Platz denn letztlich macht es dann ja nichts außer den Fluss der Magneten zu bündeln...Wenn wir also mal davon ausgehen, dass der Fluss direkt in die Spule induziert wird, so müsste dannd as Eisen auch irgendwie innerhalb des Spulenschenkels untergebracht sein- das geht natürlich quasi nicht....
Man muss das gabnze nun mal praktisch testen...

Gruß
Max
Windfried
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Re: Verhältnis Spulen - Magnete immer 4:3

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Gepostet: 17.02.2012 - 12:45 Uhr  ·  #27
Habe meine Zeichnungen gedanklich so aufgebaut, als wäre da schon Eisen in den Spulen.
Liegt an der schwäbischen Sparsamkeit, die ich mir angewöhnt habe. Sprich - bezahle lieber ein paar cent für bischen Eisenpulver als Zig Euro mehr für viel Magnetmasse.
Nun könnte ich hier auch noch meinen Tipp abgeben, zum Kurvenverlauf beim Eisenlosen.
Da aber kein Gewinn ausgewiesen ist, verzichte ich drauf,
und warte ein bischen, denn:

Max macht Messungen (MmM :-) , mit einem Oszi.

Bezüglich Berechnung veröffentliche ich gern eine PN, die ich letztens an Max gesandt habe, mit Anhang.

Kurz gesagt: Die Induktion E_ind = B*d_A/d_t (A=Fläche in der Spule, Kernfläche) lässt sich überführen in E_ind = B*l*v

Hallo Max,

hier noch zu den beiden Anschauungen der Entstehung der Ind.-Spannung. S. Anhang, für 1 Windung.
Führen bei Eisenlosen zu gleichen Ergebnissen. Gleichungen lassen sich umwandeln. Wäre auch sonst ne Sensation.

Fall 2 ähnelt eigentlich der Ruheinduktion (Transformator). Fokusierung eben auf bewegten Kern und nicht mehr auf bewegt. Leiter.
Phasenlage_elektrisch zur Stellung der Magnet./Spulen aus meiner Sicht auch identisch.

Müsste in beiden Fällen zu Dreieck oder Trapez-Verlauf führen und nicht zu Sinus. Aber die Nachbarmagneten sind ja auch noch da. Wenn sie denn wirklich zur Stelle sind, wo man sie braucht, so schmal, wie sie oft sind. 8-)

In dem Moment, wo My_rel in Spulenkern wesentlich größer als 1 dann aber doch nach Variante 2, da Feld an den Leitern direkt keine Rolle mehr spielt.
Wird im Kern durch die Spule gelenkt.

Dann volle Windung für volle E_ind, sonst Abzüge.
Bei eisenlosen Spulen aber wohl doch bei Määnderwicklung Vorteile, da nur durchflutete Stege aktiv.

Gruß, A.

Gruß, A.
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Re: Verhältnis Spulen - Magnete immer 4:3

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Gepostet: 17.02.2012 - 16:08 Uhr  ·  #28
ich wünschte ich könnte behaupten dass ich das nachvollziehen kann :-(
Windfried
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Re: Verhältnis Spulen - Magnete immer 4:3

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Gepostet: 17.02.2012 - 22:33 Uhr  ·  #29
Hinweis:
Alles was eh konstant ist, kann aus der Differenzierung raus genommen werden und erscheint davor als konstanter Faktor.

An der Berechnung der Windungen wird sich vermutlich garnicht viel ändern, bis auf das B.
Das kann aber nur dann wesentlich ansteigen, wenn es bei Luftspulen recht schwach wäre. Bei Nd z.B 0,3T.
Da kann mit Eisenpulverpaste schon mal ne Verdreifachung einsetzen.
Wer vorher schon so viel Magnetmaterial verbaut hat, dass in Luftspule 0,9T, wird nicht mehr viel steigern können.
Über das, was die Magneten haben, geht nicht.

Helau, Windfried
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