Muss die Fläche des Magneten genauso groß sein wie die Schenkelfläche der Spule und wie groß sollte der Spulenkern eigentlich sein?

Hab mal nen Modell in Sketchup gebaut.
Ich kann mich derzeit nicht entscheiden zwischen den Ausführungen.

Variante 1 :

Draht: 1mm
Windungen 100
Schenkelbreite 10mm
Magnete: 30x10x5

Da ich hierbei noch 10 mm zwischen den einzelnen Spulen Platz habe, denke ich an.......

Variante 2:
Draht: 1mm
Windungen 150
Schenkelbreite 15mm
Magnete: 28x13x6

Bin mir in der Sache irgendwie nicht ganz sicher. Was meint ihr?

Hallo,

ich bin der Meinung das die Magneten immer die Spulenschenkel überdecken sollten, sonst könnte es vorkommen, dass ein Teil der Drähte nicht optimal im Magnetfeld liegt und die Leistung wäre verschenkt.
Nun kommt es aber auch drauf an, ob du einen Wechselstrom oder Drehstromgenerator bauen willst.
Bei Wechselstrom sollte es m.E ungefähr so aussehen:


für Drehstrom kannst Du hier genug Beispiele der Magnet- und Spulenanordnung finden...

Gruss Friedhelm

Das ist so nicht ganz richtig, verschenkt wird die Leistung nicht wenn die Spulenschenkel breiter sind als die Magnete...aber die Sinuskurve ist dann nicht mehr so toll. Letztlich spielt aber auch das keine große rolle mehr weil das ganze ja gleichgerichtet wird. Die anordnung auf deinem letzten Bild halte ich nicht für sehr gut. Da passt viel mehr kupfer in die Spule, du hats sehr viel ungenutzten Platz den du verschenkst...


Gruß
Max

Hi Max,

Ja, hast ja recht, ich hab sie aus meinem Bild für den Drehstromgenerator genommen und ein wenig angepasst...
Bei dem Drehstromgenerator liegen 3 Spulen neben-& übereinander und es sind auch auf den gesamten Umfang viel mehr Spulen..
Die Maße passen da vorn und hinten nicht, ging mir nur um die Anordnung der Magnete.
Aber wenn nicht alle Drähte der Spulenschenkel gleichzeitig im Magnetfeld liegen, dann verliere ich doch insgesamt Spannung.
Dann kann man die Spule gleich mit weniger Windungen bauen.

Gruss Friedhelm

Rechtschreibfehler korregiert....

Also mein Generator soll 3-Phasen haben mit je 3 Spulen.

Hallo,

ich sehe keinen Grund die Magneten länger als die Schenkelhöhe zu machen - verschenkter Magnetplatz ( bei Deiner Version 1, und der Zeichnung wäre der Magnet 30mm lang und die Schenkelhöhe der Spule ist ja nur 28cm, also verschenktes Geld)
Das was Du Schenkelbreite nennst, ist mir hier nicht so klar, wenn es die Breite des zusammengewickelten gewickelten Drahtes ist, hast Du natürlich einen Vorteil wenn Du entweder mehr Windungen oder dickeren Draht einbauen kannst - musst nur sehen was von beiden für Dich wichtiger ist ( kleinerer Innenwiderstand z.B.)
Aus Deiner und anderen Beiträgen ist aber oft die Bezeichung Schenkelbreite nicht ganz eindeutig, ich denke wir meinen da teilweise verschiedene Dinge.

Jo, das mit der Schenkelhöhe ist mir bewusst (war in der Zeichnung auch eher zufall)

Mit Schenkelbreite meine ich die 10mm welche ich im Bild rot markiert habe.

Prinzipiell macht es meiner Meinung nach wenig Sinn, die Breite der SPulenschenkel größer als die Magnetbreite zu wählen.

ABER

...Dies nicht aus dem Grund dass man Leistung verliert. Die leistung hängt ja maßgeblich ab von der Kupfermenge die man im Stator unterbringen kann. Denn es wird ja bei jeder Umdrehung auch die gesamte Kupfermenge geschnitten...und jedes Gramm davon erzeugt Leistung...

SONDERN

...wenn man sich malausrechnet wie lang der Draht für eine WIndung im Inneren der Spule ist und wie viel er an Länge zunimmt, je weiter man nach außen kommt, so gerät man ins Staunen. Bei den Spulen für meinen 6 KW Generator haben die WIndungen ganz außen die doppelte Länge von denen im inneren Te der Spule. Somit haben diese WIndungen auch den doppelten Innenwiderstand. Ab einem gewissen Punkt den man nun iterarisch ermitteln müsste macht es einfach keinen SInn mehr, die Spulen noch breiter zu machen, da dann die Verlustleistung auch drastisch ansteigt und das Ding gleichzeitig ordentlich an Baugröße zulegt.


Gruß
Max

Das ist ja prinzipiel richtig... aber man muss das Verhälnis von Leistung und Verlustleistung (bedingt durch Innenwiderstand) mal betrachten. Ich denke selbst da gibt es ideale Werte (Faktoren)

Können die Spulen(Schenkel) eigentlich dicht an einander liegen oder gibt das Probleme?

Ja genau das mit dem Inenwiderstand habe ich ja gerade versucht zu verdeutlichen...
Die Spulen können natürlich dicht an dicht liegen. Alles andere wäre auch grobe Platzverschwendung.

Gruß
Max

Ich würde mal glatt behaupten, dass sich sogar die Spannung mit zunehmender Länge des Magnets bzw Spulenschenkel erhöht!

Was meinst du?

Stimmt sogar mit der Formel überein, die Behauptung.
Schön nachzulesen hier: Lorenzkraft
Zu dem Thema, Menge vom Kupfer bestimmt die Leistung.
Ja, ich hatte mich falsch ausgedrückt, was die Leistungsverringerung betrifft, wenn nicht alle Drähte der Spulenschenkel gleichzeitig unter beiden Magneten liegen.
Was ich meinte ist, dass die maximal mögliche Spannung nur von den Drähten erzeugt wird, die gleichzeitig optimal im Magnetfeld liegen.
Die maximale Spannung ist die Addition aller Drahtbereiche, die in voller Länge gleichzeitig im Magnetfeld liegen.
Überschreitet die Schenkelbreite die des Magneten, gibt es Spannungsabzug bei den Drahtbereichen, die nicht im optimalen Bereich liegen.
Übersetzt: Längere Magneten, Die gleichzeitige volle Abdeckung beider Schenkel mit entgegengesetzter magnetischer Polarität ergibt in Summe die grösste erzielbare Spannung.

Gruss Friedhelm

Nachtrag: Zeichnung eingefügt:
Nur auf den 6 cm Leiterbereich, die vom Magnetfeld geschnitten werden, entsteht die wirksame Spannung.
Magneten rot und grün mit entgegengesetzter Polarität sind durchsichtig gezeichnet, damit man die Drähte darunter noch sehen kann...
Die Spannungsrichtung hängt natürlich von der Bewegungsrichtung ab....

Hab mir heute mal wieder Gedanken zu dem Ganzen gemacht...
Menelaos hat mich da auf einen prima Gedanken gebracht...

Wir gehen ja immer davon aus, dass der Einflussbereich des Magneten nur Senkrecht auf die Spule wirkt - zumindest "rechnen" wir so. Da dieser aber auch in die Breite geht, würde ich jetzt sagen, das der Schenkel größer sein kann (etwa 10-20%)! Dem gegenüber steht natürlich ein erhöhter Innenwiederstand, bzw ein höherer Widerstand gegen die Laufrichtung der Magnetscheibe.

Ergo>>> Überwiegt der Mehrgewinn an Leistung (durch den Einflussbereich des Magneten) den erhöhten Innenwiderstand und Laufwiderstand, so wird der Wirkungsgrad gesteigert!


Ein breiter Einflussbereich heißt aber auch, dass das Spulenloch auch um 10-20% größer sein müsste, da es sonst zu sich aufhebenden Strömen kommt.

Hallo Flex,

was genau meinst du hier:


Dieser= Einflussbereich ? wenn ja, dann wie, und wieso ? Kann mir das gerade nicht so recht vorstellen...

Ganz einfach bildlich dargestellt sieht die sache doch so aus
Die Feldlinien breiten sich ja nicht linear aus.

Hallo Flex,

ok soweit so gut - das Spulenloch sollte sowieso mindestens so gross wie die der Magnet sein, ich denke das ist nix Neues...ansonsten entstehet ja Aufhebung durch entgegengesetzt gerichtete Spannungen, wenn der Magnet nämlich beide Spulenschenkel gleichzeitig überstreicht, das wollen wir ja sowieso verhindern !

Inwiefern nun die nach der Seite gerichteten Feldlinien noch Einfluss haben, ist die Frage, die Flussdichte nimmt zu der Seite hin auf jeden Fall sehr stark (exponential) ab, da ist Deine Angabe mit 10%-20% sicherlich auch noch ganz gut geschätzt, aber die sollten ja sowieso drin sein, aus vorher erwähntem Grund.

Man hätte also nun noch einen zweiten Grund/Vorteil, die Spulenlöcher immer grösser als den Magneten zu gestalten !

Genau...
Daher werde ich bei den 30x10x05 mm Magneten bleiben und die Maße der Spulenschenkel auf 36x12 mm erhöhen.

Wie verhält sich das eigentlich mit dem Draht, wie warm wird so ne Spule in der Praxis.
Stehe nämlich vor der Wahl lötbaren oder unlötbaren Draht zu kaufen. Da es erstmal nur ein Geno wird um erfahrungen zu sammel, kommt es erstmal nicht so drauf an, aber für die größeren später, denke ich ernsthaft über die Betriebs-Temperatur nach

http://www.sauter-shop.de/asse…r-shop.de/

http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=1270

Habe noch vergessen: Der Abstand zwischen den Magnenten spielt auch eine grosse Rolle,...je dichter diese zusammenliegen, desto mehr Flussdichte ist auch in den Zwischenräumen zwischen 2 Magneten...

Habe auch mal eine Simulation mit FEMM gemacht, aber werde aus dem Ergebnis nicht so ganz schlau, bzw. kann es nicht glauben: In den Zwischenräumen zwischen den Magneten, bei Abstand der Magneten gleich oder kleiner als Magnetbreite, ist die Flussdichte fast genauso hoch wie direkt zwischen den Magneten...

Mann hätte also (zu schön um wahr zu sein) auf jeder Seite nochmal 50% mehr Magnetbreite zu nutzen...aber nun kommt der daraus resultierende Nachteil:
Durch die Nähe, der dort befindelichen Feldlinien zueinander, wäre der Abstand zwischen den verschiedenen gepolten Feldlinien als resultat viel geringer....dadurch entsteht wiederum eine Aufhebung der induzierten Spannung für die Strecke wo die Spule auf diesem Bereich vorbeistreift... also doch kein Vorteil am Ende ?

Gibst du dir auch immer so viel Mühe andere Leute zu verwirren

Hätte aber die Lösung für das Problem... eine teuere Lösung: MU Metall

Hallo Flex,

ich möchte einfach alles einmal komplett durchdenken, Menelaos hatte mir das ganze erklärt und ich versuche jetzt alles komplett zu verstehen
Deswegen also die ganze Verwirrung

Teure Lösungen interessieren uns Bastler ja weniger. Aber ob das Metall das geschilderte Problem lösen kann, bezweifele ich nach wie vor, denn die Aufhebung innerhalb eines Schenkels von induzierten Spannungen, bei direkt aneinander liegenden entgegengesetzt gepolten Feldlinien, entsteht auf jeden Fall oder ?