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Magnet und Spulenenergie zweiter Teil
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Magnet und Spulenenergie zweiter Teil
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Jack



Anmeldungsdatum: 11.05.2008
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Beitrag Abstand verändern Antworten mit Zitat
die Magnete haben eine hohe Anziehungskraft, darum müssen die Abstände der Spulenkernenden zu den Scheiben vergrössert werden.
Um die Spule nicht wie früher mehrmals neu zu verleimen, wurde sie dieses mal auf einem Stück Plexiglas befestigt.
Die Löcher ermöglichen ein verschiebender Spule.
Somit kann der beste Platz genutzt werden.


Um eine genaue Übereinstimmung der Magnete mit dem Kern zu finden, wurde die Spule zwischen die Scheiben geklemmt und die Lochpositionen angezeichnet.
Die Schrauben wurden unten angeleimt.
Um ein paralleles verschieben zu ermöglichen. wurde ein weiteres Plexiglas (X) auf den Boden geklebt.


Die Spule ist nun höher als vorher angebracht.
Darum mussten die Sensoren entsprechend verschoben werden.
Dadurch war der Abstand zu den Magneten nicht mehr Mittig, also mussten auch hier Schlitzlöcher gemacht werden.


Dann folgten die ersten Tests.
Nochmals die Daten der alten Spule mit neuem Kern: 100Ω bei 1.4H
Kernenden zu den Magneten: 6mm, Kern und Magnete stehen genau zueinander, Puls/Pausendauer 50/50
Laufzeit bei 20V knapp über 4 Minuten.

Winkelversatz halber Magnetdurchmesser
Laufzeit 4:10 Minuten

Puls/Pausendauer  25/75
Laufzeit 4:20 Minuten (der kleine Zeitunterschied verwundert mich und lässt meine Gedanken rotieren).

Um einen Vergleich zu haben, müssen dieselben Messungen auch mit dem alten Kern gemacht werden.
Kommt Zeit kommen Messungen  

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14.11.2015 19:11 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
Jack



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Beitrag testen und testen Antworten mit Zitat
wie gehabt, Rad drehen bis die Induktion ±10V (ab jetzt als 20V bezeichnet) geladen hat.
Danach den Spulenanschluss bei stromloser Ansteuerung geöffnet.
Laufzeit 2:20Min (UI hat noch 18.4V).
Ist um 2Min. weniger als wenn die Spule angesteuert und angeschlossen ist.

Warum entladen sich die Elkos?
UI 20V.
Danach wurde die Ansteuerung eingeschaltet, die Spule jedoch getrennt.
Die Spule immer auf Geschwindigkeit haltend wurden die Messergebnisse aufgezeichnet.
Nach 2Min war UI noch 15V, nach 4Min. 13.4V, danach sank die Spannung nur noch unwesentlich.
Müssen die Widerstände der verschiedenen Spannungeszusammenführungen (welch garstig Wort) auf 1M erhöht werden?

Noch eine Frage die sich stellt.
Wenn die Pausenzeit etwa 75% beträgt ist die Laufzeit annähernd wie wenn sie auf etwa 25% geändert wird.
Die Abweichung beträgt weniger als 20%.

Nachdenken ist angesagt......

Heute machte ich mich daran, die neue Hybridspule mit 12er Kern zu wickeln.
Erster Abgriff 14Ω (?).
Da die Spule mehrmals zu Boden fiel und auch ein Seitenteil zerbrach, ist die Wicklung nicht ideal geworden wie gehofft.
Aber was solls, es wird nicht so viel ausmachen, dass gar nichts geht  
Leider besass ich zu wenig 0.5mm Draht.


Nun muss die alter Spule mit 8er Kern herhalten.
Tests werden folgen sobald die Haltevorrichtung gebaut wurde

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23.11.2015 23:31 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
Jack



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Beitrag das Ende? Antworten mit Zitat
die letzten Tage:
mehr als 10 Stunden Arbeit mit Messungen (sowie Umbauten) mit verschiedenen Kernmaterialien (Ferrite), unterschiedlichen Kerndurchmesser sowie Spulen mit hohen oder niedrigen Induktionen haben gezeigt, dass alles in etwa dieselben Werte ergeben.
Das aber bedeutet, dass ein Selbstläufer auf diese Art vermutlich nicht erreicht werden kann.
Als vielleicht letzte Lösung werde ich mit zwei verschiedenen Hybrid Spulen Messungen machen.
Da der Kupferdraht noch fehlt, wird es noch einige Zeit dauern bis Ergebnisse vorliegen.

Ergibt sich auch damit keine Verbesserung wird das Projekt auf die Seite gelegt; vorläufig wenigstens.

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27.11.2015 12:34 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
Jack



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Beitrag erneute Laufzeitmessungen Antworten mit Zitat
die drehende Einheit inklusive Achse und Kugellager, Scheiben und Magnete wiegen 5.3Kg.


Die Messungen erfolgten indem ich das Rad auf die erforderliche Geschwindigkeit drehte und dann die Zeitmessung startete.
Bei eingesetzter Spule wurde auch auf die induzierte Spannung geachtet, denn diese ist wie bekannt abhängig von der Drehzahl.

Messungen der Laufzeiten:
Im Leerlauf 140rpm bis Stillstand 270 Sekunden (4:30 Minuten) - bei 200rpm 340 Sekunden (5:40 Minuten)
mit Spule ohne Ansteuerung (Abstand zu den Magneten jeweils nicht mehr als 1mm, Laufzeit 160 Sekunden (2:40 Minuten)
angesteuert 510 Sekunden (8:30 Minuten) - bei 170rpm 550 Sekunden (9.10 Minuten)
Differenz der Laufzeit ohne eingesetzte Spule zu der Laufzeit bei eingesetzter und angesteuerter Spule bei 140rpm über 200 Sekunden
Es verwundert mich sehr, dass der Unterschied so gross ist.

Videos folgen eventuell später

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04.12.2015 23:04 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
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Beitrag ohne Batterien Antworten mit Zitat
wegen einer Anspielung eines Besuchers, dass die Spule über die Elektronik von den Batterien ihren Strom erhält, baue ich um.
Zuerst wurden die Magnetfeld Sensoren sowie die Steuerung entfernt.
Danach nahm ich die alten Reedkontaktgeber und baute die Sensorenhalterung um.




Die Halterungen und die Geber sind so gemacht, dass die aktive Zeit variiert werden kann.
Somit kann die elektronische Ansteuerung mit den NE555 und den MOSFET entfallen.

Auf der Sensorscheibe wurde bei jedem 2. Magneten 3 weitere aufgesetzt.

Der nötige Aufbau mit Dioden und Messwiderständen wird in den nächsten Tagen gemacht.
Mal schauen, ob die Laufzeiten schlechter werden.

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04.01.2016 17:45 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
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Beitrag verschoben Antworten mit Zitat
eigentlich wollte ich heute den "Drahtverhau" machen, jedoch kam wie so oft etwas dazwischen.
Wir mussten nach Buriram.
Am späten Nachmittag dann wieder zu Hause.
Danach etwas plaudern und Fragen per Skype beantworten.
Die Frage, warum an der Sensorscheiben einmal 4 Magnete, dann einer und so fort, angeordnet sind und warum nicht wie bisher 4 Sensoren, wurde/wird mittels grober Schaltübersicht erklärt.
Bei den Hall-Sensoren brauchte es einen Sensor zum einschalten, einen zweiten für ausschalten (siehe Seite 2).
Bei Reedkontakten kann mittels Distanz und Lage zu den Magneten der Ausschaltpunkt gemacht werden.
Des weiteren sind Reedkontakte im Gegensatz zu den Hall-Sensoren nicht auf die Polung ausgerichtet sondern auf das Magnetfeld.

Auf die Schnelle das Grundprinzip von Spule und Sensoren (Reedkontakte).


S1 ist am Plus und S2 am Minus angeschlossen.
Die Dioden verhindern hohe Spannungsspitzen.

Wichtig: durch versetzen der Sensoren kann der Ausschaltpunkt verschoben werden.
Im besten Fall liegt dieser Punkt Mittig zwischen den Magneten (halbe Distanz).
Die Sensoren haben die gleiche Distanz zueinander wie die Magnete.

Die Sensoren S1 sowie S2 sind so angeordnet, dass sie bei einem Magnet nicht reagieren, bei 4 schon.
Angenommen beide Sensoren befinden sich genau über den Magneten.
Ist S1 bei einem Magnet schaltet er nicht, der Abstand ist zu gross.
S2 ist im selben Moment bei 4 Magneten und schaltet ein.
Dreht sich das Rad, öffnet S2 ungefähr in der Mitte zwischen den Magneten.
Nach einer weiteren halben Distanz beginnt dasselbe Spiel bei S1.

Wenn morgen alles klappt, werde ich Tests mit der alten Spule machen.
Im Prinzip sollten die Zeiten gleich sein wie mit der Elektronik.
Wegen dem Abschaltpunkt sind Abweichungen aber so sicher wie das Zähne klappern bei Schüttelfrost

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06.01.2016 00:34 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
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Beitrag Frage Antworten mit Zitat
eine Frage betreffend Laufzeit.

Das Rad wird so in Position gestellt, dass es sich beim loslassen in einer vorgegebenen Richtung zu drehen beginnt.
Die Ladung in den Elkos (0.01F) sei 3.5 Joule.
Nun wird das Rad gestartet und läuft ohne externe Energiezugabe 180 Sekunden.
Läuft das Rad mit 70 Joule eine Stunde

weissnicht

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06.01.2016 01:05 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
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Beitrag umgebaut Antworten mit Zitat
ausser durch Induktion und EMP erhält der neue Aufbau keine Energie.


Auch bei diesem einfachen Aufbau wurden  zu Messzwecken 1 Ohm Widerstände eingesetzt.

Durch die bei der Drehung erzeugte Induktion werden die ELKO's auf 25V geladen.


Für die Laufzeitmessung wurde die gleiche Vorgehensweise wie bereits beschrieben angewandt.
Das Rad lief mit 200 - 220 Sekunden sogar etwas länger als bei den letzten Messungen.
Dies ist vermutlich auf Abweichungen beim Ansteuerwinkel sowie bei der Pausenzeit zurück zu führen.

Der Aufbau zeigt ganz klar, dass mit Elektronik keine oder nur geringe Ströme fliessen.
Mit Elektronik ist ein genauer Abgleich beider Sensoren einfacher zu gestalten

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06.01.2016 22:40 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
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Beitrag mit Batterie Antworten mit Zitat
um die Leistungsaufnahme zu bestimmen, setze ich wie vorher 2 Batterien ein.
Die Strommessung erfolgt über 1 Ohm Messwiderstände - mV = mA.
Anscheinend ist die magnetische Kraft nicht so wichtig, denn die Werte sind sehr ähnlich wie bei früheren Messungen mit schwächeren Magneten.


Die Strommessung erfolgt bei plus sowie bei minus 12V.
Der Durchschnittswert liegt bei etwa 1.8mA.

UI ist 25.7V, die Geschwindigkeit liegt bei 82UpM


Die durchgeschaltete Spule braucht 0.105mA, was einer Leistungsaufnahme von etwa 2.6W entspricht.
Es kann immer nur ein Kanal durchgeschaltet werden, ansonsten ein Kurzschluss die Geber zerstört.
Die Abweichungen liegen an den ungenauen Widerständen.


  

Im pulsierenden Betrieb und mit Energierückgewinnung ist der Strom nur noch 1.8mA, was weniger als 50mW ausmacht.
Nach meinen Berechnungen ergibt das einen Wirkungsgrad von über 98%  
Vielleicht rechne ich falsch.
Hat jemand Einwände?

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07.01.2016 01:21 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
Eric



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Beitrag (Kein Titel) Antworten mit Zitat
Wie lautet denn Deine Rechnung, um das mal nachvollziehen zu können.

Das Grundgesetz ist mir schon klar, eingesetzte zu umgewandelter / abgegebener Energie.

Größere Elektromotoren und elektrische Generatoren können Wirkungsgrade von deutlich über 95 % haben, und dies in einem relativ weiten Lastbereich.

Eric

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Der Weg ist das Ziel
Wer später bremst kommt früher an noch_110km
07.01.2016 03:38 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden
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