Man kann auch kleine Brötchen backen / keine Angst vorm Eisen

Toller Ansatz, ich bin sehr gespannt auf die Ergebisse. Das mit dem Eisendraht ist eine klasse idee, mal schauen wie viel das bringt.

Gruß
Max

Hallo Illiat,

wenn Du schon am Probieren bist, interessant wäre für mich, wenn Du überlegen würdest, das Bündel der Drähte innen hohl zu lassen.
Einfach messen, in wie weit sich das Ergebnis dann ändert.
Möglich wäre das, in dem Du die Drähte um ein Kunstoffrohr (Baumarkt für Elektrik um Drähte einzuziehen oder einfach nur ein Kunststoff-Möbelgriff) herumlegst...
Ich geb zu, wird nicht ganz einfach....
Aber vielleicht kommt dann an der Spule mehr an. M.E. geht bei der geschlossenen Form eine Menge des Magnetflusses innen 'verloren'

Gruss Friedhelm

Hallo Ulrich,

ich mach auch Dir das Angebot, zugesandte Teile im Vergleich zu testen. Natürlich schick ich die Teile danach zurück.
Der Umbau des Teststands dafür ist im kostenlosen Angebot inbegriffen. Das ist noch im Bereich Interesse leicht zu verkraften.
Vorteil für Dich: Du musst nicht schon für einen ganzen Kreis alles zusammenstellen, jeweils 1 Teil reicht, um Messergebnisse vergleichbar zu haben.
Ich hätte schon die völlig falschen Magnete für die Tests, was übrigens auch für andere Fälle zutraf, die gern etwas verglichen haben wollten.
Ich hab zur Zeit 3 Magnetsorten für Vergleichstests....
Da ich mich schon auf eisenlos festgelegt habe, nutze ich die Zeit und die wg. meiner Schulter stark eingeschränkten Restmöglichkeiten lieber dafür,
in diesem Bereich zu experimentieren.
Ich denke, dass alles, was an Magnetfluss durchs Eisen fliesst, nicht mehr dem Kupfer 100% zu Verfügung steht.

Ich hoffe, Du verstehst das

Gruss Friedhelm

Zur Umsetzung, ich würd lauter Drahtbügel, die ich vorher ausgerechnet, als Biegeschablone ausgedruckt hätte entsprechend vorher biegen und danach zusammenfügen.
Evtl. mit Hilfe von Sekundenkleber. Dann eine Schicht Klebeband drumwickeln. Bei den Biegeschablonen könnte ich helfen.

Hallo Max,
Vielen Dank erst mal für das Angebot etwas mit lasern zu lassen. Der Aufbau eines Generators mit gelaserten Blechen ist natürlich die ideale Möglichkeit für einen Generatorbau. Allerdings kostet so etwas auch viel Geld. Denkbar wäre zB. auch aus Trafokernen ( U/I-Schnitt) das U-förmige Teil zu nutzen. Nur habe ich leider nicht so viele passende Trafokerne.
Interessant wäre das Lasern von Metallscheiben für das "umgekehrte" Klauenpolprinzip.
Der Trick bei der Sache mit dem gebündelten und lackiertem Draht ist aber genau der, dass ich für den magnetischen Rückschlüß gelaserte Bleche eben gerade nicht brauche und völlig frei in der Gestaltung der Maße bin. Zumindest trifft das für das oben vorgestellte Generatorkonzept mit zwei Statorplatten zu.
Da ich mit dem Generator nur etwa maximal 10 bis 20 Watt bei niedrigen Umdrehungen bei einer Ausgangsspannung von maximal 10 Volt brauche, weicht mein Konzept vom üblichen Standard des Aufladens eines 12 V Akkus völlig ab. Ich beabsichtige NiMH Akkus mit hoher Kapazität ( 9 Ah) zu verwenden.

Gut Ding will Weile haben. Es ist ja nicht so, dass ich jedesmal gleich die Welt erstürmen und das Fahrrad neu erfinden möchte. Oftmals kommen Ideen, die ich dann gern mal schnell realisieren will, aber der Teufel steckt bekanntlich immer im Detail. Genau so ging es mir mit den Statorscheiben für den hier vorgestellten Generator. Dazu hatte ich mehrere eigentlich sehr stabil erscheinende 4 mm Scheiben aus GfK mit einem Messingflansch versehen um eine exakte Ausrichtung zu erreichen. Leider war alles vergebens. Die Scheiben wobbeln sehr stark und ich weiss noch nicht woran das liegt. Wenn ich Distanzbolzen um den Umfang verteilt an den Rändern setze um die Statorplatten parallel auszurichten, klemmt die Welle in den Kugellagern. Hier ist noch eine Menge Feintuning zu leisten. Letzten Endes muss noch die Rotorscheibe mit 32 Magneten exakt rund- und wobbelfrei laufen um einen kleinstmöglichen Luftspalt zu erreichen.
Ich werde demnächst mal ein paar Fotos schicken.

Gruß Ulli

Hallo Bruno,
die Sache mit den Schläuchen ist ne gute Idee.Das Problem ist, dass bei 20 mm Durchmesser so ein Eisendrahtbündel sehr schwer genau zu biegen ist. Ich werde es mal mit Schrumpfschlauch versuchen. Die bisherigen Eisenkerne habe ich mit Schablone gemacht. Im Moment habe ich keinen Eisendraht mehr und das Projekt ist etwas ins Trudeln gekommen.
Ich schätze mal es sind für 20 mm Eisenkerndurchmesser etwa 200 bis 300 Drähte. Gezählt habe ich die Drähte jedoch noch nicht. Die ganze Sache macht mehr Arbeit als ich anfangs gedacht habe. Angefangen hatte ich mit runden GfK-Scheiben für die Statoren, um durch die vermeintlich dünne und stabile Bauweise den Eisenweg kurz zu halten. Trotz 3 mm Stärke war eine saubere Bauweise nicht hinzukriegen. Die Scheiben waren schlicht und einfach nicht gerade genug und trotz Aufsetzen eines gedrehten Messingflansches nicht exakt plan. Da ich einen Luftspalt von etwa 0,5 mm erreichen will, müssen alle verwendeten Scheiben absolut gerade sein. Der zweite Versuch ist mit dicken Sperrholzscheiben vorgesehen. Hier übe ich zur Zeit mit der Oberfräse, eine exakte Aussparung für die Aufnahme der Spulenkörper hinzukriegen. Es bewahrheitet sich wieder mal der Spruch, dass noch kein Meister vom Himmel gefallen ist. Ich habe also vor, die U-förmigen Eisenkerne mit den aufgebrachten Wicklungen faktisch in einer dicken Holzplatte zu versenken. Als Wicklung verwende ich pro Spule 150 Wdg. Cu-Lackdraht mit 0,4 mm Durchmesser, Da ich keinen Wickelkörper mit seitlichen Begrenzungen verwende, sehen die gewickelten Spulen noch sehr ungleich aus und haben natürlch unterschiedliche Maße. Da muß ich mir noch etwas einfallen lassen.
Ein weiteres Problem ist die exakt rechtwinklige Befestigung der Rotorscheibe auf der Welle. Ich habe festgestellt, dass sich der gußeinerne verstellbare Bohrtisch meiner Ständerbohrmaschine beim Bohren etwas verzieht. Das reicht aus, um bei einer 150 mm Scheibe ein leichtes Wobbeln hervorzurufen. Nun habe ich die Technologie dahin gehend geändert, dass ich die Bohrung der Rotorscheibe auf der Drehbank etwa 0,1 mm größer als die Welle mache, das ganze mit einem spaltfüllenden Kleber einstreiche und die Statorplatten links und rechts mit zwischengelegten 0,6 mm Papp-Distanzscheiben fest auf die Rotorscheibe presse und die ganze Sache dann aushärten lasse.
Damit habe ich einen hinreichend genauen Lauf des Rotors hingekriegt. Eine der Ursachen für nicht exakte Stabilität der Statorplatten sind auch die leichtgängigen Kugellager, deren Lagerspiel bei einem Statordurchmesser von 150 mm etwa 0,2 mm am Rand der Scheibe ausmacht.
Ich habe mir schon überlegt, ob man das Problem der wobbelnden Platten damit aus der Welt kriegen könnte, wenn man auf den Umfang verteilt 3 kleine Miniaturkugellager justierbar so anbringt, dass der Abstand zwischen Rotor und Stator präzise eingestellt werden kann und ein hundertprozentiger Parallellauf von Rotor und Stator erreicht werden könnte. Vom Prinzip her habe ich eine solche Lösung beim Drehteller meiner verflossenen Mikrowelle gesehen. Je größer die Scheiben werden um so größer wird nämlich genau dieses Problem. Bisher hat sich noch keiner von den Generatorprofis zu sochen Baudetails geäußert. Ich denke aber, dass all diejenigen die sich mit solchen Projekten herumschlagen die gleichen Probleme haben. Entweder ich habe die Technologie um mit einer super Präzision zu arbeiten oder ich habe gute Einfälle und Lösungen um dieses Handicap auszugleichen.
Im Moment ist der Generator noch nicht fertig und die verlustreiche und zeitintensive Schlacht geht weiter. Es gibt auch noch andere Probleme die gelöst werden wollen und sollen. Ich werde berichten was da so läuft.
Gruß Ullrich

Hallo Berno,
Die Sache mit der Aluminiumscheibe für den Rotor klingt est einmal gar nicht so schlecht. Das Problem ist, wie kriege ich die zwei Flanschlager auf die Welle. Die Welle habe ich auf der Drehbank so hergestellt, dass ich in der Mitte der Welle eine Verdickung habe, an der links und rechts die Kugellager der Statorplatten anstoßen. Das bedeutet, diese Verdickung hat genau die Breite der Rotorscheibe zuzüglich der doppelten Luftspaltbreite. Da ist kein Fleisch mehr da, um einen Flansch links und rechts ran zu bauen.
Die Aluscheibe zu lasern wäre eine Möglichkeit relativ genau die Magnete einzupassen. Der exakte Sitz auf der Welle, also parallel mit den Statorscheiben, muss wahrscheinlich so gemacht werden, wie bereits beschrieben. Ich schicke mal eine Prinzipskizze mit.
Die Rotorscheibe wäre dann exakt 5 mm dick. Wenn ich soweit bin, melde ich mich über PN bei Dir. Danke erst einmal für dein Angebot.
Gruß Ullrich

Hallo Max,
da bin ich mir eben nicht so sicher. Der magnetische Fluß läuft über die links und rechts angeordneten U-förmigen Eisenschenkel, die auch die Kupferspulen tragen vom Südpol des oberen Magneten zum Nordpol des unteren Magneten ( bzw umgekehrt), so wie auf der Zeichnung zu sehen ist. Wenn nun magnetische Feldlinien nicht durch meine Eisenkerne, sondern durch eine eiserne Rotorplatte laufen würden, fehlen mir diese Feldlinien zur Stromerzeugung und es mindert den magnetischen Fluß durch die Eisenschenkel.
Da die im Rotor eingelassenen Neodymmagneten mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Rotorplatte selbst rotieren entsteht zwischen beiden auch keine Relativbewegung und somit keine Wirbelströme. Eine andere Frage ist die Rückwirkung der stromdurchflossenen Spulen mit Eisenkern und die Geschwindigkeit des Zusammenbruchs des Stromflusses, nachdem die Magneten schon am Eisenkern vorbeigedüst sind. Da der Zusammenbruch eines Magnetfeldes u.a. von der Induktivität abhängig ist und auf der Zeitachse verläuft , besteht also das Magnetfeld teilweise noch und erzeugt Wirbelströme in einer metallischen Rotorscheibe hinter dem gerade vorbeigerauschten Magneten. Damit ist es zumindest theoretisch denkbar, dass es eine Gegenwirkung der stromdurchflossenen Spulen auf einen metallischen Rotor und natürlich auch auf die metallischen Neodym- Magnete gibt. Es wäre schon interessant zu untersuchen, wie sich eine metallische Rotorscheibe im Vergleich zu einer Rotorscheibe aus Plastikmaterial verhält. Vielleicht liest hier irgend so ein Schlaumeier den Beitrag mit und kann mit hochkomplizierten Rechnungen den zeitlichen Verlauf eines zusammenbrechenden Magnetfeldes in Abhängigkeit aller Parameter wie Drehzahl, Stromstärke, Permeabillität, Luftspalt, Winkelgeschwindigkeit etc. die Verluste ausrechnen. Wenn ich mal groß bin und viel Geld verdiene, dann mach ich das auch. . Ansonsten gilt hier die Methode durch Versuch und Irrtum zur göttlichen Erkenntnis zu gelangen.
Zum besserem Verständnis habe ich auch hier mal eine Schnittzeichnung als pdf beigefügt. Dazu sollte man die Zeichnung auf Seite 1 dieses Beitrages auch nochmals ansehen um zu verstehen, wie die ganze Sache eigentlich gemeint ist und funktionieren soll.