Scheibengeni eine lahme Ente?!?

Leistungssteigerung um 100 % möglich?!?
 
Ralf B
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Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 20.12.2013 - 19:41 Uhr  ·  #1
Hallo Leute!
Nachdem mir heute morgen aufgefallen ist, das die Magneten des Scheibengenis mit einzelnen Spulen nur zur Hälfte "arbeiten" und mir bisher keiner widersprochen hat, wage ich die These aufzustellen:
DA GEHT DOCH NOCH WAS ! Ist doch noch mehr drin..
Warum soll ich die teuren Magneten einbauen und sie nur zu 50 % ausnutzen?
Mein Kollege der Windschubser hat das immer schon bemängelt und hat schon vor geraumer Zeit eine Statorscheibe mit 24 Drähte parallel von Hand gewickelt ( 6 Phasen a 4 Drähte!) und die Scheibe in den Scheibengeni eingesetzt. Ohne Berechnung oder zu zählen.
Das Ding läuft gut!! Nur leider können wir es nicht vermessen, weil die Windungen ungekannt sind. Über den Innenwiderstand läßt sich eine ungefähre Schätzung machen.
Das ist uns aber zu ungenau. Wir haben uns deshalb auch entschlossen diesen Aufwand mit der Wickelmaschine zu machen.
Wir sind jetzt noch mehr gespannt, was das Experiment zeigen wird.
Der momentane Scheibengeni für den wir die Spulen wickeln ,hat damit nix zu tun.

Wir wollen ja nicht zu viel Verwirrung stiften. Mein Kollege hat damit schon so seine Erfahrungen gemacht.
Aber wenn wir den normalen Scheibengeni mit den Einzelspulen nehmen und ihn nur ein wenig Umbauen könnten wir uns vorstellen noch wesentlich mehr als 100 % Leistung aus dem Geni holen.

Aber wir machen erstmal den einen fertig, aber die Gedanken können nebenher weiter kreisen.

Gruß Ralf und Kollege
doelle4
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 20.12.2013 - 23:04 Uhr  ·  #2
Also wenn ein Scheibengenerator einfach bzw schlecht gebaut wurde kann man ihn sicher noch verbessern.
Aber gute Scheibengeneratoren bieten ohne weiteres 80-85% Effizienz, wie soll man die dann auf 170% (also steigerung um 100%) bringen?
Um 2,3 oder 5 % ev ja aber nur mit sehr großem Aufwand.
Gruß Hans
Erdorf
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 20.12.2013 - 23:16 Uhr  ·  #3
Hallo Ralph,

Die induzierte Spannung ergibt sich aus der Änderung des Magnetfeldes.
Wenn ich z.B. schnell von viel Magnetfeld auf kein Magnetfeld ändere, ist die Spannung sehr groß.

Wenn nun eine elektrische Last angeschlossen wird, fließt ein dem entsprechender elektrischer Strom.
Dieser Strom wiederum erzeugt ein Magnetfeld, dass genau gegen die Magneten arbeite und
die Rotation abbremst.

Genau das abbremsen der Rotation (Bremsmoment) macht die Leistungswandlung aus:
Mechanische Leistung -> Elektrische Leistung.

Abzuziehen sind Wärmeverluste:
Reibung (Lager ...)
Erwärmung des Kupfers durch den elektrischen Widerstand.

Wenn man über 'herausholen' redet, meint man:
A) entweder die Reduktion des elektrischen Kupfer Widerstandes oder
B) Eine möglichst hohe Spannung um, bei gleicher Leistung weniger Strom fließen zu lassen und so weniger Wärmeverluste im Kupfer zu haben

Beides hat seine Grenzen:
A) Platz, Scheibengeneratoren klassischer Bauart geizen mit dem Platz nicht,
'verloren' ist 'nur' der Kupfer der gar nicht überstrichen wird.
- Soweit wie ich das verstehe der Kupfer, der in Rotationsrichtung gewickelt ist -
B) hohe Spannung bekomme ich entweder über Drehzahl (Getriebe, wieder Lagerverluste)
oder über viele Windungen mit dann dünnerem Draht (Kupferverluste)

Fazit:
Es ist korrekt und erwünscht, wenn das Magnetfeld über dem Kupfer mal maximal und mal null wird.
Es wäre fatal wenn das Magnetfeld konstant bliebe.

Eine andere, schwierigere, Bauart könnte auf engerem Raum arbeiten und
so weniger Kupfer unmagnetisiert lassen. Was dann in der Folge den Innenwiederstand reduziert.

Mach mal weiter und berichte bitte weiter, ich lese deine Kommentare gerne
sieht gut aus was du machst.

Die Bilder könnten mindestens viermal so groß in sein :D

Gruß Frank
Ralf B
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 20.12.2013 - 23:27 Uhr  ·  #4
Hallo Hans
Den gleidhen effektivne Wirkungsgrad kann ich mit einen noch größeren und mehr Magneten immer erreichen. dass ist keine Kunst!
aber mit den eingesetzten Mitteln das Möglichste rauszuholen , das ist die Kunst!
Natürlich bringt der Scheibengeni seine Leistung setzt auch die Leistung effektiv um! 85% und mehr!
ABER wenn ich die Eingangsleistung um das Doppelte erhöhe muss ich den Geni auch vergrößern!?!? Ich meine NEIN!
Mit den gleichen Geni kann ich die doppelte Leistung effektiv umsetzen. ohne ihn zu vergrößern!

oder anders formuliert: ich brauch nur einen halben Geni um die gleiche Leistung zu erreichen!

Ich brauch nur die halbe Menge von Magneten und Kupfer um die Leistung zu verarbeiten!
Ralf B
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 20.12.2013 - 23:40 Uhr  ·  #5
Hallo Frank
Das mit dem Magnetfeldwechsel und das einhergehen durch Induktion erzeugte Potenzialunterschiede im Kupferdraht ist mir klar.
Spannung / Strom wird durch Wechsel des Magnetfeldes erzeugt . Der Magnet gewegt sich über Kupferdraht 90 Grad Winkel Drehrichting Magnetfeld und Strom (techn isch) "D ( im Raum!).
Dann laß uns doch mal die Wechsel Menge an Kupfer und Winkelgeschwindigkeit bei dem Einzelspulengeni zählen , im Gegensatz zu überlappenden Spulen.
( wo auch der Nulldurchgang Nord und Süd-Polwechsel klar vorhanden ist!)
Nur in dem Fall ist der Wert doppelt so groß!
Das Experiment wird es zeigen! ( so oder so !)
Ich bin gespannt!

Gruß Ralf
Menelaos
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 21.12.2013 - 03:01 Uhr  ·  #6
Das ist so alles nicht ganz richtig.

Die Effizienz ergibt sich daraus, wie viel effektives Kupfer von einem bestimmten Magnetvolumen ( es ist nicht nur das Volumen soll aber erstmal riechen ) überstrichen wird.

Das ganze wird nicht leistungsfähiger indem man Spulenzwischenräume füllt oder mehrlagig wickelt oder dergleichen - der Wirkungsgrad ansich bleibt rechnerisch gleich solange in der selben Zeit von der gleichen Anzahl an Magneten die gleiche effektive Kupfermenge überstrichen wird.

Was sich jedoch ändert und was man dann ggf. als effektiver bezeichnen kann ist die Baugröße. Mit überlappenden Spulen kann so ein Genie durchaus etwas kleiner werden bzw. bei gleicher Baugröße einen kleineren Widerstand haben. Solo sehr viel nimmt es sich meiner Meinung aber auch vor allem dann nicht wenn man bedenkt wie viel Mehraufwand damit verbunden ist weshalb ich beim konventionellen Bau bleiben will.

Wer deutlich Leistung steigern bzw. Magneten sparen will, der arbeitet dann mit Eisenkernen in den Spulen. Ich habe das mal gemacht indem ich die Spulenlöcher mit Reineisenpulver-Vinylesterharz-Pampe gefüllt habe. Dadurch erhält man mit nur einer bestückten Magnetscheibe in etwa die Werte als hätte man zwei, spart also die Hälfte an Magneten, hat dann allerdings ein recht starkes Rastmoment.

Empfehlen würde ich diese Bauart daher vor allem für Rotoren mit viel Drehmoment wie Lenz, C-Rotor oder Savonius.
Das Rastmoment ist aber wirklich recht stark und für normale Horizontalanlagen-Schnellläufer nicht wirklich zu gebrauchen, es sei denn man arbeitet mit Ferritmagneten. Hier kommt man dann bei verhältnismäßig geringem Rastmoment und zwei Bestückten Scheiben mit ferritmagneten auf etwa 3/4 der Werte eines Einscheibengenis mit Neodym.

Alles Ansichtssache.

Wenn ich alles entsprechend vorbereite und zügig arbeite mache dann schaffe ich an einem Tag 4 Staturen für einen 500 Watt Genie zu bauen - das geht also flott von der Hand.

Gruß
Max
Ralf B
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 21.12.2013 - 06:33 Uhr  ·  #7
Hallo Max
Ich werde darüber weiter nachdenken. Aber Ihr scheint zum Teil Recht zu haben. Die doppelte Menge an Leistung kann es nicht haben!
Wenn ich die Spule halbiere und die andere Hälfte unter die anderen Magnete packe, habe ich zwar das wirksame Magnetfeld verdoppelt, aber andererseits gleichzeitig das Kupfer halbiert!!
Das ist mein Fehler in der Überlegung!

Nur ich gewinne dadurch auch eine Veringerung des Luftspalts um die Hälfte, weil die Spulen ja nur halb so hoch sind!
Dann habe ich eine Steigerung des Magnetfeldes, was aber nicht im Betrag um das Doppelte sein wird.

Aber einen Gewinn wird es geben, wenn auch nicht soo groß!

Dann müssen wir doch noch gleich mal danach die Magnetenscheibe des Scheibengenis ändern. So das die beiden Pole der Magneten genutzt werden können und nicht blind gelegt werden.
Ja ich weiß dass das Blindlegen andererseits auch eine Leistungssteigerung des anderen Pols bedeutet. (Ca 35 % oder ? )

Die 35 % bleiben erhalten und oder werden noch erhöht . plus ca 20 bis vielleicht 50 % des anderen Pols, der ansonsten blind gelegt wird,

Die beiden Polscheiben werden wesentlich einfacher und kostengünstiger zu bauen sein vor allen die etwas Größeren!

Also Fazit : Eine Leistungssteigerung um 100% geht nicht! Ist Blödsinn! war mein Denkfehler!

Aber vielleicht wäre doch ein klein wenig ,weit entfernt von 100%, drin.
(Das mit den überlappenden Spulen und dem verringerten Luftraum wird sich bald nachprüfen lassen.)

Gruß Ralf
XXLRay
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 23.12.2013 - 13:30 Uhr  ·  #8
Zitat geschrieben von Ralf B
Wenn ich die Spule halbiere und die andere Hälfte unter die anderen Magnete packe,
...
Nur ich gewinne dadurch auch eine Veringerung des Luftspalts um die Hälfte, weil die Spulen ja nur halb so hoch sind!

Aber dann müssen sich deine Spulen doch überlappen, wodurch der Luftspalt wieder größer wird.
Ralf B
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 23.12.2013 - 14:57 Uhr  ·  #9
Nein , dass machen sie nicht! ( bei überlappung den Luftspalt größer!)

Es gibt zwei Methoden dass zu umgehen.
Die erste wäre die Überlappung so zu machen, dass sie nicht höher wird als der Spulenschenkel dadurch wird der mindestens Spulenkopf doppelt so breit

Die zweite wäre die Überlappung außerhalb des Luftspalts zu machen. dabei entsteht ein dicker Wulst.

Es gibt noch eine dritte Möglichkeit, wo man beides vermeidet.....aber dass zu erklären führt nur zu Verwirrungen!?!

Aber ich kann Dir versichern, dass es geht.

Der Luftraum wird nicht höher als die Spulenschenkel hoch sind ohne überlappung...

Wir haben gestern grade die Spulenscheibendicke gemessen, was halt nicht soo einfach ist, weil außen und innen ein dicker Wulst von 15mm ist und innen die Spulenschenkel (= Luftspalt ohne Zwischenraum 3mm) dick. Die Magnete haben also ein Luftspalt von 3mm +ca 3 zehntel Millimeter = 3,3 mm !

Gruß Ralf
Ralf B
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 23.12.2013 - 18:50 Uhr  ·  #10
Sorry !
Hab das Bild vergessen



Das Ist der Stator vom Windschubser. Im Luftspalt zwischen Magneten 3mm dick!
Hier kann man gut den Wulst erkennen.

Gruß Ralf
XXLRay
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 23.12.2013 - 18:57 Uhr  ·  #11
Ralf B
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 23.12.2013 - 19:03 Uhr  ·  #12
Na wie dachtest Du denn?!?
Bringt ja ansonsten nix! Mit der Luft dazwischen hätte ich nix gewonnen.
Die habe ich auch bei den einzelnen Spulen mit weniger Mühe. :-)
Menelaos
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 23.12.2013 - 20:37 Uhr  ·  #13
sieht sehr gut aus, wie lange hat das nun gedauert den Stator zu fertigen? ( also den Bau von Wickelmaschine und Tests etc. mal außen vor gelassen )
Ralf B
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 24.12.2013 - 00:59 Uhr  ·  #14
Kann ich schlecht sagen Max.
Aber es war zu lange und zu umständlich! Deshalb versuchen wir andere Methoden zu finden.
Mit der heutigen bin ich leider gescheitert. Haut nicht hin!
Ich hab nach 5 Windungen abgebrochen.
Mit der Methode von dem neuen Stator, geht es schon relativ schnell. Nur mit der Wicklung ist man in einer Stunde Maximum durch.
Das Löten fällt komplett weg! Dafür müssen die Spulen ausgerichtet und fixiert werden.
Der Bau des Spulenkörpers ist wesentlich aufwendiger, schon allein das die Spulen hintereinander weg gewickelt werden.
Wir habe noch zwei drei Ideen im Auge, um das weiter zu vereinfachen.
Es wird wahrscheinlich auf ein einfaches Brett hinauslaufen. Oder doch die Verschachtelung.

Es wäre ja mal schön , wenn jemand findet, der dass schon mal gemacht hat. Müsste man nicht das Rad wieder neu erfinden! :-)

Gruß Ralf
Ralf B
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 05.01.2014 - 16:51 Uhr  ·  #15
Doch eine lahme Ente!

Nachdem sich gezeigt hat das eine Leistungssteigerung von ca 25 - 30 % nur allein durch eine überlappende Wicklung möglich ist, geht es jetzT den Magneten an den Kragen.
So nach dem Motto; Warum nur ein Pol arbeiten lassen, wo ein Magnet doch immer mindestens zwei hat!!?
Im Nachbarforum wurde dieses Thema schon mal untersucht, aber leider sehr oberflächlich und damit nicht erfolgreich!
Die wirklich interessanten Fälle haben sie nicht untersucht, stattdessen sich in wilde Zahlen - Formeln - Gewirr verstrickt...

Vielleicht klappt es ja das durch eine neue Magnetscheibe mit den gleichen Magneten mehr Spannung erzeugt wird und somit eine weitere Leistungssteigerung von ca vorsichtig geschätzten 15- 20 % möglich sind.

Dazu müssen wir die Magneten von der Stahlscheibe lösen. Hat da jemand einen Tipp, wie man am Besten den Kleber auflösen kann? ( Hitze? Aceton? ....etc?)

Gruß
Ralf
XXLRay
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 06.01.2014 - 13:25 Uhr  ·  #16
Ralf B
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 06.01.2014 - 18:20 Uhr  ·  #17
Ich habe die Spannungen verglichen bei gleicher Drehzahl Magneten Luftspalt und gleicher Wicklungsdichte!!

von :1. einzelner Spule mit weniger nutzbarem Kupfer (Weniger Windungen bei gleichem Luftspalt!)

2. Spulenlochoptimierter Wicklung mit gleichen Windungen und Kupfer wie schenkeloptimierter Wicklung!

3. schenkenoptimierter Wicklung mit gleichen Windungen und Kupfer wie spulenlochopbimierter Wicklung!

Jeweils nur eine Phase direkt Wechselspannung..... drei Voltmeter = drei unterschiedliche Spannungen!

sehr deutliche Unterschiede!
Ralf B
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 13.01.2014 - 22:36 Uhr  ·  #18
Ich hatte zu den Scheibengenis immer ein merkwürdiges Gefühl.....so als würde etwas nicht passen würden .

Aber mittlerweile mit der neuen Wicklung...und der Magnetgeschichte könnte sich aus dem grauen lahmen Entlein ein geiler Schwan werden!
Das Ganze ist nur eine Zwischenstufe, aber die Erkenntnisse können wir gut gebrauchen. ...
Ralf B
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Re: Scheibengeni eine lahme Ente?!?

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Gepostet: 14.01.2014 - 06:12 Uhr  ·  #19
.....Diesen grundsätzlichen Erkenntnissen können wir dann in unseren Geni mit einfließen lassen.
Der Vorteil der neuen Rotorscheiben wird sein, dass sie einfacher variabler und mit weniger Aufwand Material und Kosten auch größer selbst gebaut werden können.

Und es ein geiler "Nebeneffekt" , wir können der Geni eine "Steuerung" verpassen, die sich an die Leistung anpasst.... und den Spannungsbereich begrenzt und ihn weitgehend unabhängig von der Drehzahl macht .....
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