Magnetfeld messen/ vergleichen " anders herum"

Hallo Leute

Ich hab mal wieder ein Thema unter einen neuen Titel gepackt, weil ich finde es paßt einerseits nicht nur unter einen der bestehenden Threats sondern eigentlich zu vielen Themen, die sich mit den Generatorbau befassen.

Vorab möchte ich klarstellen , das auch ich mich mit FEMM befasse und es auch immer noch weiter nutzen werde. Aber bei einigen Fragestellungen komme ich damit nicht wirklich weiter.

Deshalb meine Idee mir ein Methode auszudenken um Magnetfelder in bestimmten "Magnetkonstruktionen" miteinander zu vergleichen.
Der Max hat mir ja auch schon ein Gussmeter leihweise angeboten ...!
Aber ich möchte mich doch dem Thema mit einfachen primitiven Mitteln nähern. ( Was ich für mich persönlich für besser halte und in dem was ich vorhabe auch "vielleicht" besser geeignet finde. ...)

Das Problem : Bei einem Scheibengeni ( und auch anderen Genis !) habe ich zwei Magneten die über eine Rückschlußscheibe miteinander "magnetisch mit je einem Pol verbunden sind ..... das Magnetfeld wird dann von zweiten Pol des einen durch einen Spulenschenkel ( über noch zwei weitere Magneten mit Rückschluß "klassischer Scheibengeni ) zum Pol des zweiten Magneten ( Magnetkreis geschlossen!) geführt..

Soweit gut !
Nur beim Scheibengeni "klassischer Bauart" , ist mir aufgefallen, das der zweite Magnetluftspalt mit immer gleichzeitig auch ein Spulenschenkel ist!
...und da sich ja in der Spule ein "Gegenmagnetfeld" aufgrund der Induktion ( bei Betrieb! Drehung des Genis!) bildet kann ich gut vorstellen das sich das Magnetfeld mehr zu den zweiten Luftspalt "ohne Gegenmagnetfeld" ausweicht! (laut meiner Logik! wäre das die logische Schlußfolgerung!)

Das Problem habe ich ( meiner Meinung nach bei meinen Genis nicht, weil ich auch immer im zweiten Luftspalt zeitgleich ein Spulenschenkel mit "Gegenfeld" habe!
So geht die Kraft /Magnetfeldstärke nicht "ungenutzt " verloren .....

Stichwort: "geteilter Rückschluß" ( sinnig oder nicht?)

Nächste Frage:
Wie stelle einen Pol her/ kann ich die Magnetfeldlinien leiten / lenken / bündeln ... Hintergrund :Wie mache ich aus zwei gleichen benachbarten "runden Polen" einen Rechteckigen Pol ? ( kleinen Blech in Form des Rechteck-Pols?!? )Das Magnetfeld wird bei einem Eisengeni ja auch Gesammelt/ gebündelt /gelenkt um den Spulenschenkel.....!

Fragen über Fragen ....

Und ich denke man über die Methode des einfachen "ko - Systems" (direkter Vergleich !) kann man hier sehr leicht die Theorie ( eigene Gedanken) eindeutig überprüfen!

Dabei müchte ich wie folgt vorgehen .... Ich habe zwei Magnetanordnungen und halte jeweils in beide zu überprüfende Magnetfelder ein und denselben "Elektromagneten" und erzeuge in ihn ein "Gegenfeld" ( bis die Haltekraft nachläßt ..."runterfällt")!
Durch die Messung der Stromstärke habe ich direkt die Möglichkeit die Feldstärke zu beurteilen/ Vergleichen ( so der Plan!)

Bei der Methode kann ich den verwendeten "Elektromagneten" sehr schnell einfach und individuell anpassen ( was ich mit einem Gaussmeter vielleicht nicht in der Vielfalt könnte..!? )

Auch habe ich bei meinen nächsten "Projekt / Geni " vor ,den Rückschluß mit Ferritkernen zu machen...... ( Neues Thema mit neuen "Geni "folgt ! Nur soviel : ich habe gestern 1000 Magneten geordert.. ja eintausend ! Genidurchmesser ca 80 cm in einer Fahrradfelge ...ca 200 - 250 Pole usw..)

Als ersten "Elektromagneten" werde ich (faulerweise!) einfach aus ein paar kleinen Relais gewinnen.... grins!

Schaun wir mal...!

Gruß Ralf

Hallo Aloys

Wieder sehr interessant mit dem "Ankerquerfeld"....

Das mit der Induktion im bewegten Leiter....beim Wechsel des Magnetfeldes ergo die höchste Spannung in der Spule ist wenn Schenkel die Pole verlassen hat usw.. alles klar ..

Um was es mir jetz geht ist die "Stärke" des Magnetfeldes und um die mir mal messtechnisch "erfassbar" zu machen versuche ich durch die Erzeugung eines "Gegenmagnetfeldes" mittels Elektromagneten zu ermitteln... Stromstärke ermitteln fertig!

Das mit dem "geteilten Rückfluß" ist für mich eigentlich nicht relefant , weil wie gesagt bei meinen Genis das nicht nötig ist ... ( es werden immer beide Pole gleichzeitig belastet!)
...aber es würde mich trotzdemmal interessieren, ob ich bei Ncht gleichzeitiger Belasung ein "messbaren" Unterschied ermitteln kann .

Aber die eigentliche große Frage ist, wie gut sind Magnetkreise mit Eisenrückschluß oder Ferrit kerne und wie kann ich mir "MAgnetpole" basteln? ( zum Beispiel aus zwei drei runden Magnetpolen mittels Eisenblech.... wie gut geht das ....Oben konisch auseinander oder zusammenlaufend ? dünn oder eher dick? ....welches Material usw )

Hintergrund sind die 1000 kleinen Magneten , welche ich durch eine "Polplatte" zu einem Magnetpol verbinden möchte.. ( aus zwei runden Magneten einen rechteckigen Magnetpol "basteln" !)
...so gekomme ich am ende 500 Pole die sich jeweils gegenüberliegen -----> 250 Poligen Dipolgeni! ( könnten auch nur 200 Pole werden, je nach Platz!)

Magnete sind 9 mm im Durchmesser 5 mm hoch N 52 !
Im Kreisumfang angeordnet hätte diese einen Durchmesser von ca einer 28 Zoll Fahrradfelge ( welche ich auch nutzen möchte...!)
der Spulenkreis würde ich in 4 - 5 Segmenten unterteilen mit meiner "üblichen " Wickeltechnik " ( wieder verbessert!)

Und ich denke da lohnt es sich schon den Aufwand zu betreiben, ein möglichst gut nutzbares Magnetfeld zu haben .....bei 500 Polen ( je zwei gegenüber!) würde sich der "Verlust / Fehler ver500fachen!

Ich mach doch mal eine Skizze , wie ich mir das denke....

Gruß Ralf

Das ist sehr interessant , was Du da gemacht hast, Aloys!

Gruß Ralf

Hallo Leute

Je mehr ich darüber nachdenke desto mehr kommen mir Ideen. ......
Zum einen geht es mir um die Frage ob nicht das Magnetfeld um Rückschluß ( ob nun Scheibe oder sonst wie ausgeführt!) bei nicht symmetrischer Belastung der Pole ( sprich ungleicher Belastung durch zum Beispiel ein Spulenschenkel unter dem einen Pol und der andere "frei" ....!) "hin und her schwappt" ......sich dort nicht Wirbelströme bilden ( je nach Belastung natürlich und auch nicht sehr ausgeprägt!)

Hat nicht vielleicht ein "Schlaumeier" mal seinen Stator mit den Spulen vom normalen Scheibengeni komplett kurzgeschlossen?!? und die Rotorscheiben mit den Magneten fixiert und den Stator mit den kurzgeschlossenen Spulen gedreht .....als quasi Spulen direkt verbinden ( kurzschließen !) Magnetscheibe festhalten und die Spulenscheibe drehen lassen !

Wenn ja !?? ...hat er eventuell festgestellt das sich die Rückschlußscheibe auch erwärmt .....( nicht nur durch die warmwerdene Spulenscheibe......!)....

oder hat er darüber einen kleinen Magnet dicht über die Rückschlußscheibe in geringen Abstand gehängt und diesen "beobachtet" ( hat er dich bewegt ? oder war er still geblieben....?!?

Leider habe ich keinen solchen Geni mit unsymetrischer Belastung , sonst könnte ich das selber ausprobieren .... Wäre eine einfache Methode meine Theorie zu widerlegen oder auch nicht..

( ich warte aus die Magneten . sie sind immer noch nicht da! Laut händler haben sie leider nicht so viel von angebotenen Menge in den Maßen auf Lager .... sie haben mir die gleiche Anzahl ( 1000 Stück!) nun in einer "Nummer " größer, statt 9 mm in 10 mm Durchmesser angeboten (zum gleichen Preis! ) Na da sag ich doch nicht "Nein"...

Das mit den Polblechen muss ich auch noch klären....

...es wird...

Gruß Ralf

Hallo Aloys

Genau das wollte ich wissen, ob im Rückschluß durch "Verscheibung " der Magnetfeldstärke das die Rückschlußmasse sich erwärmt. Für mich ein Indiz, das dort Energie "verlorengeht" ( in eine Andere Energieform umgewandelt wird, den man so vorgesehen hat..! )

bei den Blech mit den Polflächen soll nicht dazu dienen die "Polfläche zu "vergrößern " (Ich erhoffe mir nicht durch eine Vergrößerung der Austrittfläche der Magnetfeldlinien eine "Verstärkung" ( mehr Magnetfeldstärke!) NEIN das geht nicht!.....ist mir schon klar!

Ich möchte nur aus zwei runden Polen nebeneinander einen rechteckigen Pol "kreiren" .....die dann natürlich gegenüberliegend ( Also zwei Rechteckige Pole gegenüber mit Luftspalt in der dann die Spulenschenkel kreisen....)

Man könnte auch die beiden runden Pole Südpol neben Südpol !) und gegenüber auch die beiden runden Pole ( Nordpol und Nordpol ) nehmen aber ich denke günstiger wäre ein rechteckiger "Polfeld"

Das Polblech soll natürlich nach Möglichkeit nicht viel über die runden Pole hinnausgehen ... sie sollen das Magnetfeld "nur" "Rechteckig Verformen" ....eventuell es ein wenig strecken und andererseits ein wenig schmaler machen. ( Polfläche sollte nur sehr wenig größer werden , wenn möglich!)
Wie Du ja schon gesagt hast tauchen andere negative Effekte auf, die ich natürlich nicht haben will.
Dazu muss ich einige Experimente machen, um eine möglichst optimale Form des Polblechs zu kriegen ....vielleicht ist es ja auch nur "Murks" und die beiden Magneten "pur" sind schon das Optimalste..

Wie gesagt bei 500 Polen wäre das eine Steigerung ( auch wenn es nur ein sehr kleiner Verbesserung wäre ) MAL 500 !! und somit "lohnend" !

Gruß Ralf

Hallo Aloys

Nein an einem Fließband habe ich noch nicht gearbeitet .......dazu wäre ich wohl auch nicht dumm genug , um zu "glauben" das es am nächsten Tag vielleicht "immer weniger " wird...
Das wird es definitiv nicht!! ( Klugscheißerspruch zum abend...!)
....Aber auch ,muß ich noch anmerken bin ich im Grunde "sau faul" !
Sau faul sein ist ja erstmal nicht schlecht! Nur muß man sich das auch leisten können..... Klar Das Ergebnis / Ziel muß erreicht werden und da man man mit der Kombination "Faul UND Blöd" nicht gut punkten!
Mit ein bischen Köpfchen kann man manche "Faulheit" sehr gut wettmachen ....
So auch hier : Ich würde micht 500 Blechstückchen "einzeln ausschneiden sondern mit einer Blechschere 2 Meter lange streifen 9, 5 mm breit abschneiden ....dann diese rechtwinklig auf eine Platte stellen alle mit der Kante hochkant auf den Tisch sie ganz leicht ankippen lassen ( so das statt 90 Grad ein Winkel von sagen wir mal 80 Grad esntsteht und dann die spitzhochstehenden kanten flächig mit einer Flex , Bandschleifer oder ähnlicher Masschine die Kanten auf 2 Meter ( oder auch 1 Meter lang abschleifen .......so das einen schräge Seite entsteht ... Das Ganze mit der gegenüberliegenden Kante ....
...und dann erst die Bleche auf Länge abschneiden fertig!

Mag einer Denken was er will aber die FAULHEIT hat die Menschen am Meisten gezwungen sich weiterzuentwickeln ,,, sind aufgrund von Faulheit vieleEerfindungen gemacht worden ... !

Klugscheißerweißheit zum Schluß :" Faulsein ist nicht schlimm, man muss sie sich nur "leisten" können ...!"

Aber nun zurück zu Deinem Vorschlag , Aloys . Finde ich gut , so ähnlich habe ich mir das auch vorgestellt die Kanten anzuschrägen ( nach oben kleiner!) Und mit der ober beschriebenen Methode wäre das auch nicht sooo aufwendig.....denke ich mal....

Dank Dir Aloys schönen Abend noch! .

Es geht weiter.....
Mit meinem vergleichenden "Magnetometer" ,bestehend aus einem Aluminiumschraubstock mit je zwei zu vergleichenden Magnetsystemen ( mit und ohne Rückschluß..mit Polblech /ohne ...etc) an jeder Backe und dazwischen "frei " in einer Bewegungsrichtung ( nur vor und zurück ...zwischen den Backen!) mein Magnet "zum Anzeigen".
Dorthin, wo der Luftspalt am kleinsten war ist das schwächere Magnetfeld / Magnetsystem !
Einfach logisch primitiv ....und es funktioniert genial! ( So liebe ich es !... )

Mein Fazit : es lohnt sich für meinen Geni nicht mit Polblechen zu arbeiten, weil allein schon durch die größere Anzahl von Phasen ( 6 statt üblicher 3 ..!)werden die Magnetfeldlinien die eventuell "daneben " verloren gehen ( Spulenschenkel { ca 0,5 mm]ist wesentlich kleiner als die Runden Magnetpole im Durchmesser [10 mm] ) durch die "Überlappung" der Spulen ( kein "Spulenloch"!) keine Lücke! von anderen benachbarten Schenkel genutzt!

Deshalb macht es bei mir, meiner Meinung nach, keinen Sinn!

(Ein Effekt ist zu erkennen, aber das Ganze ist ein bisschen komplexer. Es spielt auch die Form des Rückschlußbleches eine große Rolle ...! Ich habe eine Menge aus den Rumexperimentieren / Spielen gelernt und
werde versuchen das bei meinen Genis umzusetzen... )

Ich werde versuchen den Magnetstrom / - feld in EINEM "geschlossen Kreislauf /Ring" zu führen, welchen die Spulenschenkel durchschneiden. Das ist nach meiner Logik am Besten, weil sich dadurch das Magnetfeld am Wenigsten "verdrücken" ausweichen kann. ....schaun wir mal..

Gruß Ralf

Je mehr ich mich mit den Bau und Funktionsweise der Genis befasse , wird mir einigen klarer.....

Magnetfeld..... Kupfer .... Bewegen ... Strom ... usw
Damit funktioniert auch der "Schlechteste Genis"!

Für ein guten Geni kommt es darauf an aus einen vorhandenen Magnetfeld mit einer gewissen Menge Kupfer bei einer Geschwindigkeit ( Umdrehung) möglichst viel Strom ( Volt + Ampere ) zu generieren...

Meiner Meinung / Festen Überzeugung nach ist es sehr wichtig/ entscheidend wie die Beiden Magnetfelder ( von Permanentmagneten und Spulen ) sich gegeneinander verhalten. Dabei sind einfache allgem "Magnetische Grundkenntnisse" ( also nix Neues!) anzuwenden....

Gleiche Pole ...abstoßen .... andere Anziehen usw...!

Eigentlich sehr EINFACH!

Das ist die mit die entscheidene "Grundlage" warum ich die herkömmliche Bauweise ( mit "heiligem " Spulenloch !) oder Lücken /Luft im Stator als einfach , aber uneffektiv beurteile !

Mein jetziger Stator ( Siehe Scheibengeni mit neuer Wicklung ) hat möglichst keine "Luft" oder Lücken im Stator..... so das sich das Magnetfeld der PM- Magnete sich nicht, oder nur sehr schwer ausweichen kann, ohne im Kupfer Strom zu erzeugen....

Die Maximale Gegenmagnetfeldstärke der Spulen ist bei gegebener Geschwindigkeit beim Kurzschluß der Spulen am größten ( vorausgesetzt die Spulen halten die Stromstärke aus!').
Jetzt wird mir auch klar, warum man unter anderem den Kurzschlußstrom für die Beurteilung eines Genis braucht.....

Das Ganze scheint auf ein bestimmtes Verhältnis von PM Magnetfeld und Menge an Kupfer ( bei bestimmter Geschwindigkeit !) herauszulaufen....immer mehr Magnetfeldstärke bringt nix, weil die bestimmte Menge an Kupfer nicht mehr Strom umwandeln kann ( Kurzschluß ist Maximum... !) wird irgendwann eine Grenze/ WErt für diese Menge Kupfer (Stromstärke !) erreicht werden... ( Meine Vermutung!)

Damit ich aus dem PM Magneten das Optimale herausholen kann muss ich ein Ausweichen oder Umlenken des Magnetfeldes "weitestgehend verhindern" ( z. B. Hallbach "sowiso" effekt" ..... oder andere Maßnahmen .)
-----> ich brauche dann nicht soo große Magnete. ( Kosten sinken...)

Die Magnete für den Stator sind nicht die "größten" , die ich kriegen könnte (10 x 5 x 40 N 45 ) Aber trotzdem werde ich den Stator nicht auf Spannung Maximum auslegen sondern eher auf Ampere. Durch die hohe Anzahl von Polen ( 48 Pole) und 288 Spulenschenkel ( 144 Spulen ) wird die Spannung (auch bei relativ kleinen Drehzahlen ) kein Problem sein ( kann ich wenn nötig noch mal "verdoppeln" durch vertauschen von nur zwei Drähten ! )

Also eher Ampere : 6 Drähte werden parallel geschaltet .... dann habe ich ( bei 0,5 mm Draht! ) ein Widerstand von 0,4 Ohm zwischen 2 Phasen ( eine Phase 0,2 Ohm! )

Die Magnetscheibe/ Rückschluß wird auch nach meinen "Vorstellungen optimiert".... ( schaun wir mal... )

Gruß Ralf

Hallo Aloys

Zitat :Mehr Leistung geht eigentlich nur mit Frequenzerhöhung, und nur damit kann ein weniger an Magneten ausgeglichen werden.


Das ist auch meine "Theorie" ( Meiner Meinung nach vollkommen logisch!),deshalb versuche ich ja die Magnetmasse des Genis möglichst viel zu "teilen" Also gleiche Masse nicht 2, 4 , 6 ... Magnetpole sondern wie bei den jetzigen Geni 48 Dipole!
....und wenn man diesen Gedanken weiterverfolgt ( Leistungssteigerung durch Frequenzerhöhung ....) : wie sieht das mit den Spulen- / Schenkel aus ?!?
wenn ich also mehr Polwechsel in den Schenkeln habe : ( bei meinen 6 Phasen habe ich doppelt so viele Polwechsel wie bei einem 3 Phasen Geni , bei gleicher Kupfermenge! Gleicher Umdrehung!)
Klar die Schenkel kriegen nur das "halbe Magnetfeld / - stärke" ab pro Umdrehung ( das hebt es dann wohl wieder auf...!)

Andererseits habe ich, wenn ich den 6 Phasengeni als 2 x 3 Phasen Geni ( Sternschaltung! ) zwischen den beiden Neutralpunkten eine nicht unerhebliche Spannung /Strom anliegen. ( Ich habe sie bei laufenden Geni durch ein Draht verbunden ! .... das hat ganz schön "geknallt" ( deutlicher Funkensprung!?!?) ... Und auch das anschließende Messen mit einem Voltmeter zeigte eine Spannung von ca 5 Volt an bei ca 36 V ( wenn mich meiner Erinnerung nicht täuscht...!)

Ich habe mir dazu auch eine "Erklärung" zusammengebastelt ( siehe andere Beiträge... !), die nicht darauf abzielt, das die Frequenz erhöht wurde!

Nun noch mal zu "Obergrenze" Kupfer - Magnetfeld --- > Strom .
Eisen hat auch eine "Sättigungsgrenze" bezüglich der Magnetisierung. Meiner Meinung nach müßte das bei Kupfer auch sein . ( d. h . man kann nicht durch immer mehr / stärkeres Magnetfeld (bis theoretisch unendlich) immer viel mehr Strom / Leistung aus der gleichen Masse Kupfer umwandeln " erzeugen " ?!. (Wäre für mich logisch )

....und so, wie es bestimmt ein optimalen Wert beim Verhältnis Eisen - Magnetfeld gibt, stelle ich mir vor, gibt es auch ein optimales Verhältnis Kupfer - Magnetfeld (natürlich bei den jeweiligen Bedingungen wie Drehzahl ,Leistung, ...etc )

Muß nicht richtig sein, meine Überlegung!!

Gruß Ralf

Hallo Aloys

Das mit der unterschiedlichen "Spannungslage" habe ich mir auch so überlegt ... wenn man sich die Sinuskurven anschaut von einem Dreiphasengeni und einen 6 Phasen sind die natürlich genau dazwischen ( bei der einfachsten Variante um 60 Grad verschoben... ) und deshalb auch die "Spannungslagen" ( Ich weiß jetzt wie das Fachwort heißt ! )

Meine Idee ist auch die Phasen erst nach der Gleichrichtung parallel ( halbe Spannung!) oder wenn nötig nach der Gleichrichtung in reihe zu schalten ( hohe Spannung !)

Ein weiterer Vorteil von 6 Phasen statt drei.... ( finde ich..!)

Was Du zum Schluß geschrieben hast : Wenn ein schwaches Magnetfeld vorherscht und die Spule groß bemessen ist, wird sie kaum warm und nicht durchbrennen.
Ist das Feld allerdings sehr stark (Dualgenerator), und die Spule mit wenig CU bestückt, sieht das anders aus.

Das war damals der eigentliche Grund, warum ich den anderen Scheibengeni nicht weiter "vermessen" konnte. Zum einen hatte ich in einer Phase schon einen Kurzschluß von 15 Ampere ( die Drähte wären mir durchgebrannt !!) und zum anderen konnte ich die Drehzahl meiner Standbohrmaschine nicht weiter reduzieren ....

Deswegen nehme ich diesmal ja auch nicht die ganz starken Magnete...
Aber wenn die schon ein gutes Ergebnis liefern ..... bin ich mehr als zufrieden .

Gruß Ralf