Scheibengenerator; Anordnung Magnete

 
VDRPEP
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Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 12.04.2022 - 14:28 Uhr  ·  #1
Hallo an alle,

das Berechnungstool ist echt klasse.
Da versteht man fast die komplette Funktion.

Habe ein paar Fragen bezüglich der Magnete.
An den Fragen sieht man schon, dass mir etwas Grundwissen fehlt.
Ich habe 9 Wicklungen und schalte immer 3 zusammen.


1. Werden die Magnete abwechselnd Süd und dann Nordrichtung eingebaut? Oder mit gleicher Ausrichtung?
2. Wenn abwechselnd, dann brauche ich eine gerade Anzahl Magnete z.B.10. Aber das passt das dann ja, da ich ja 9 Spulen habe? Eigentlich nicht, da ja dann die zusammengeschalteten Wicklungen nicht gleich erregt werden.
Dann müsste ist es richtig sein, das ich idealer Weise 9 Magnete habe? Also dann in Folge alle mit gleicher Ausrichtung.
3. Oder ich liege total falsch?

Wie ihr merkt, fehlt mir bisserl Grundwissen....

Ich würde mich sehr auf eine Antwort freuen, da ich mein erstes Windrad bauen möchte.

Viele Grüße an alle
Che
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 12.04.2022 - 18:38 Uhr  ·  #2
Zusammenschaltung der Spulen wie hier im Schema von Piggott, nur dass noch je eine 3. Spule hinzu kommt.
 

1. Werden die Magnete abwechselnd Süd und dann Nordrichtung eingebaut? Oder mit gleicher Ausrichtung?
Natürlich abwechselnd! Und bei der Gegenscheibe nochmal gegenpolig. Muss sich so ein Feldlinienfluss ergeben!
 
(Auch von Piggott)
2. Wenn abwechselnd, dann brauche ich eine gerade Anzahl Magnete z.B.10. Aber das passt das dann ja, da ich ja 9 Spulen habe?
Es ist tatsächlich so, dass auch mit 10P zu 9S was gehen wird. Nur wird die Zuordnung und Verschaltung dann wirklich kompliziert.
Deshalb bleibe bitte bei der bewährten Zuordnung 12P (Pole) zu 9s (Spulen) oder Vielfache!
Dafür ist auch das Spulenschema oben richtig. Sonst nicht unbedingt.

Eigentlich nicht, da ja dann die zusammengeschalteten Wicklungen nicht gleich erregt werden.
Dann müsste ist es richtig sein, das ich idealer Weise 9 Magnete habe? Also dann in Folge alle mit gleicher Ausrichtung.
3. Oder ich liege total falsch?

PS:
Bliebe nach zu tragen, dass das kleinste derartige Verhältnis 3S zu 4P ist. Das kann dann vervielfältigt werden.
Mal 2 dann 6S zu 8P, mal 3 hatten wir schon, mal 4 12S zu 16P usw.
VDRPEP
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 12.04.2022 - 21:40 Uhr  ·  #3
Dankeschön für die gute Erklärung.

Schönen Abend noch.

Viele Grüße
FamZim
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 13.04.2022 - 12:08 Uhr  ·  #4
Hallo

Die kleinste Anortnung sind übrigens 3 Spulen und nur 2 Magnete.
2 Magnete haben fast alle Spielzeug und Haushaltsmotoren.
Mit 10 Magneten und 9 Spulen geht es auch, nur anders geschaltet.
Er gehören dann immer 3 Nachbarspulen zusammen die abwechselnt rechts und links herum in reie gewickelt sind.
Auch 12 Spulen und 10 Magnete geht mit anderem Wickelschema, was dann auch mit 14 Magneten geht.
So werden die meisten Modellbaumotoren geschaltet.

Gruß Aloys.
Che
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 13.04.2022 - 12:14 Uhr  ·  #5
Das ist richtig. Nur musst Du dann das Tool dazu legen, was Du mir mal verlinkt hast.
Ich bitte, den Anfänger nicht mit Varianten zu verwirren, die hier nicht notwendig sind!

Beim verhältnis 3S 2P werden die Magneten doppelt so breit, was nachteilig bezüglich magn. Rückverbindung ist. Die muss dann nämlich auch dicker werden. Überschlägig doppelt so dick.
FamZim
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 13.04.2022 - 12:35 Uhr  ·  #6
Hallo

Es geht nur um die Anzahl von Spulen und Magneten, nicht über irgent etwas was bei Generatoren auch noch wichtig ist.

Gruß Aloys.
Che
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 13.04.2022 - 21:17 Uhr  ·  #7
Du meintest bei Dir ging es...
Ich aber sage, dass man sehr wohl verschiedene Varianten bewerten muss, nach Vorzügen oder auch Nachteilen.
aircraft
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 26.08.2022 - 20:20 Uhr  ·  #8
Das Berechnungstool ist nicht schlecht aber die Stärke der Magnete wird nicht berücksichtigt. Gibt ja alle möglichen Magnete.
aircraft
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 27.08.2022 - 13:48 Uhr  ·  #9
Was ist eigentlich mit Durchmesser gemeint? Durchmesser eines Horizontalrotors oder Durchmesser Generator? Wie ist es mit einem Vertikalrotor? Da kann der Scheibengenerator die Größe des Rotors haben.
Wenn ich versuche Werte für einen 50cm großen Generator zu berechnen bekomme ich ständig Minuswerte. Die Größe des Generators kann man auch nicht ändern.
FamZim
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 28.08.2022 - 14:40 Uhr  ·  #10
Hallo

Wenn ein Generator berechnet wird ist der Durchmesser nartürlich der des Generators.
Der ergibt sich auch aus der Breite und der Anzahl der Magnete.
Die Dicke der Magnete sollte etwa 50 % vom Luftspallt sein.
Bei 20 mm Luftspallt also zwei mal 10 mm !

Gruß Aloys.
aircraft
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 28.08.2022 - 18:00 Uhr  ·  #11
Hmm, die Generatordurchmesser werden aber weiter unten Rechts mit anderen Maßen angegeben.
Siehe Pfeile. Oben steht 6m und bei Magnetscheibendurchmesser 69cm
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Che
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 03.09.2022 - 20:56 Uhr  ·  #12
Minuswerte sehe ich erst mal nicht.

Am Besten immer EXEL-Tabelle anhängen!

D im Feld C7: Rotor-D! Von einem Normalwindrad. Für HAWT müssten Gleichungen umgestelt werden, oder Tricks angewendet, wie Ersatz-D bestimmt. Hab, glaube ich, so ne Version.

Zitat
Vertikalrotor? Da kann der Scheibengenerator die Größe des Rotors haben.
Wirst Du die Komponenten nur nicht bezahlen wollen. ;-)

Zitat
Das Berechnungstool ist nicht schlecht aber die Stärke der Magnete wird nicht berücksichtigt.
Aber klar doch!
Feld D 23.
Tool ist auf rechteckige Magneten getrimmt. An trapezförmige, die ideal wären, kommt der Normalbürger ja nicht ran. Zumindest nicht für vertretbares Geld.
Benjamin84
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 11.09.2022 - 09:10 Uhr  ·  #13
Hi, ich hätte eine Frage zum Vergrössern eines Scheibengenerators. Wenn ich die Grösse verdoppel, müssen dann die Spulen doppelt so dick werden und die Magneten dann auch dicker?

Liebe Grüsse,

Benjamin
FamZim
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 11.09.2022 - 13:33 Uhr  ·  #14
Hallo

Was soll den vergrössert werden.
Beim Durchmesser können alle Maße der Spulen und Magnete im Maßstab vergrössert werden oder die Anzahl erhöhen.
Werden die Spulen dicker und damit der Luftspallt auch, sollten es die Magnete auch werden.
Bei breiteren Spulen und Magneten muß auch der Rückschluß dicker werden auf 1/4 tel der Magnetbreite am Umpfang.

Gruß Aloys.
Che
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 11.09.2022 - 14:14 Uhr  ·  #15
Zitat
Spulen doppelt so dick werden und die Magneten dann auch dicker?
YES. In Näherung auch doppelt so dick.
Sonst fällt die Flussdichte ( [Tesla]) im "Luftspalt" wesentlich unter 0,7T.

Es muss weiterhin die Bedingung in Zeile 24 gelten! (Excel)

Aus meiner Sicht ist mit 20 mm Staordicke (Spulenscheibe) aber eine Grenze des Sinnvollen erreicht, aus thermischen Gründen.
Denn in doppeltem Volumen wird auch doppelte Verlustleistung erzeugt. Die kühlende Oberfläche hat sich aber nur unwesentlich erhöht.

Bei doppelter Magnetdicke bei gleicher Breite kann es zu vermehrtem magnetischem Nebenschluss kommen, mit blauen Pfeilen im folgenden Bild gekennzeichnet.

 

Hier wenig Nebenschluss. "Luftspalt" passt zur Magnetbreite. Seitlicher Abstand zwischen Magneten recht groß, ansich zu groß.

* Wenn hier aber die Magneten doppelt so dick werden, damit man den "Luftspalt" verdoppeln kann,
dann ist der Weg zum gegenüber liegenden Magneten wesentlich größer als seitlich zum Nachbarmagneten.
Dann gehen vermehrt Feldlinien verloren, die nicht zur Induktion im "Luftspalt" beitragen können.

Hier vielleicht noch nicht so ausgeprägt, da die seitlichen Abstände zwischen den Magneten recht groß sind.
Das aber ist ansich auch nicht so prickelnd (hier schon etwas viel), da dadurch die wirksame Magnetmasse gemindert wird.

Abhilfe:
Man verwendet breitere Magneten.
Das aber hat zur Folge, dass die magnetische Rückverbindung dicker ausfallen muss, denn da müssen alle Feldlinien durch.
Hat FamZim auch was dazu geschrieben.

Alles sehr komplex, aber einfach ist bei der Windkraft nichts!

Bevor man wickelt und baut, ist es sinnvoll, solche Bilder mit FEMM zu erzeugen und aus zu werten. Software ist kostenlos, hat aber wohl auch Fehler. So zeigt sie dort, wo im Luftspalt 0,7 T herrschen nur ca. 0,5 T an. Aber man kann sich an die positiven Seiten halten.

Kann man die Magnetdicke verdoppeln, indem man einfach einen weiteren Magneten auf den ursprünglichen schon verbauten aufschnappt? Ich meine ja.
Auch wenn ich mich damit im Widerspruch zur Meinung von Menelaos befinde. Der meinte genmessen zu haben, dass dann die Wirksamkeit wesentlich unter den Erwartungen zurück bleibt.
Dazu mein Kommentar:
Es kann am Effekt s. * gelegen haben.
Benjamin84
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 13.09.2022 - 12:36 Uhr  ·  #16
Danke. Kann ich die Magnete in die Eisenplatte einlassen? Ich überlege, mehrere Scheibengeneratoren auf eine Welle zu platzieren, sodass nur aussen an den Enden eine Stahlplatte sein muss.

Lieben Gruss,

Benamin
FamZim
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 13.09.2022 - 13:45 Uhr  ·  #17
Hallo

Man kann die Magnete "etwas" einlassen aber nur zum zentrieren beim einkleben, sonst baut man die "blauen Linien " wie Che beschreibt fest mit ein.
Che hat auch schon ein zweischeiber gebaut, das geht also.
Die Zwischenscheiben dürfen nicht aus Eisen , da magnetisch, sein, nur Träger der Magnete.

Gruß Aloys.
Che
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 13.09.2022 - 15:24 Uhr  ·  #18
Zitat
Die Zwischenscheiben dürfen nicht aus Eisen , da magnetisch, sein, nur Träger der Magnete.
Na, na, na!
Ihr müsst dran denken, dass das alles montiert werden muss. Und da wird ne Zwischenscheibe temporär zur Endscheibe.

Aber klar, wenn in ner dickeren Schicht unmagnetischem Verguss die Magneten sicher gehalten werden, dann mögen auch unmagnetische Trägerscheiben als Zwischenscheibe gehen.

Ich habe die aber aus dem selben gelaserten Material gemacht, wie die Endscheiben.
Die Gefahr von magnetischen Fehlschlüssen, welche die Performance schmälern, gibt es nicht!

Einlassen von Magneten:
Das macht man ansich anders: Es wird nochmal ne Positionierscheibe aus Al-Blech 2 mm gelasert. (Bei mir Sperrholz)
Die wird auf ner magnetischen Rückverbindung richtig angeordnet, und dient zum Platzieren der Magnete.
(Vorher etwas Epox drauf)
Ist die Positionierscheibe außen offen (eh empfohlen) könnte sie sogar am Platz verbleiben. Lohnt sich aber nicht, da gerade bei Tandemgeneratoren dann mindestens 4 hergestellt werden müssen.

Taschen Fräsen für die Magneten erhöht den Aufwand ungemein. Außerdem kontraproduktiv, da dadurch die wirksame Dicke der Rückverbindung schwindet.

Ich habe den Tandem mal so gebaut Forum/cf3/topic.php?t=6153
Da sieht man in einem Bild die mittige Magnetscheibe, beidseitig mit Magneten bestückt.

Handicap wohl eines jeden Mehrscheibengenerators: Man hat erhöhten Aufwand bei der Justierung der Platten.
Auch wird er länger, gerade bei den von mir verwendeten Lagern. Was bei Furl-Systemen nachteilig ist.
FamZim
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 14.09.2022 - 11:31 Uhr  ·  #19
Hallo

Der Plan ist ja
Ich überlege, mehrere Scheibengeneratoren auf eine Welle zu platzieren, sodass nur aussen an den Enden eine Stahlplatte sein muss.
Da die Gesammtdicke mit "gleichen Magneten" , es wären dann nur 3 statt 4 in Reie, ein etwas schwächeres Feld für beide Generatoren ergibt, sollte das beim berechnen der Spulen berücksichtigt werden.
In der Mitte kann aber auch ein Magnet mit doppelter dicke benutzt werden.
Die Trägerscheibe wird ehedem sehr dick !
Mit Allu kleben hab Ich schlechte Erfahrungen gemacht.

Gruß Alloys.
Che
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Re: Scheibengenerator; Anordnung Magnete

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Gepostet: 14.09.2022 - 11:45 Uhr  ·  #20
Zitat
In der Mitte kann aber auch ein Magnet mit doppelter dicke benutzt werden.
Bzw. 2 normal dünnere in Reihe,
wie bei mir. 6mm Stahlscheibe dazwischen war bezüglich magnet. Wid. so gut wie Nichts.
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