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Magnet und Spulenenergie zweiter Teil
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Magnet und Spulenenergie zweiter Teil
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Jack



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Beitrag h'mmmm Antworten mit Zitat
wie berechnet man den Wirkungsgrad ohne Belastung bei einer sich drehenden Scheibe  
Leider kann ich die benötigte Energie der sich drehenden Scheiben nicht berechnen, bin zur Zeit nicht klever genug.
Eine schwierige bis unmögliche Sache, etwas zu berechnen ohne alle Angaben zu besitzen.
Ich mache es darum auf die einfache Art.

Statisch verbraucht die Spule 105ma bei 25.7V, was einen Verbrauch von etwa 2.6W ergibt (1% sind 1.05mA resp. 26mW).
Die Scheibe dreht sich dabei aber nicht, denn es ist Gleichstrom.
Durch Pulse wird sie nun in Rotation versetzt.
Wichtig: der Anlaufstrom wurde/wird nicht in die Berechnung eingesetzt
Beim pulsen sowie bei der Drehung entstehen Energien die wieder genutzt werden.
Diese puffern die ELKO's, so dass die Batterien nur noch eine kleine Leistung liefern müssen.
Der Verbrauch beträgt 1.8mA, also etwas weniger als 50mW.
Die nun benötigte Leistung im Verhältnis zur statischen Leistung nehme ich als Grundlage zur Berechnung des Wirkungsgrades.
1% = 0.026W, Verbrauch 50mW oder
1% = 1.05mA, Verbrauch 1.8mA
Entspricht weniger als 2%.

Die Berechnung ist nicht gerade das, was man als richtig einstuft, jedoch ist es eine, wenn auch etwas ungewöhnliche Möglichkeit.
Aber um es etwas verständlicher zu sagen:
wird keine Leistung von den Batterien benötigt, wären es mindestens 100% (Verluste inklusive).

Nun kann man auch mittels dem erfolgten Tests rechnen, wobei der grössere Anlaufstrom integriert wird.
(ELKO's auf 25V laden, Masse 5.3Kg, Start, Beschleunigung, Auslaufen; Laufzeit 200s)
Bei 25V enthalten die ELKO's eine Energie von 3.125 Wattsekunden (Ws).
Damit läuft das Rad durchschnittlich 200 Sekunden, was einem Verbrauch von etwa 60mWh entspricht.
Das ergibt dann 2.3%, also nur noch 97.3%  
Die Differenz ergibt sich wegen dem Anlaufstrom.

Um das Rad in Rotation zu halten braucht es also mindestens noch 60mW
Dies sollte durch eine andere Wicklung und dem sich ergebenden EMP gewonnen werden.
Na ja, ohne Träume wäre das Leben stumpsinnig und leer  

Noch weitere Fragen oder Einwände?
Ich mag Diskussionen, regen sie doch zu weiterem denken an und halten eventuell sogar Lösungen bereit.

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07.01.2016 14:17 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
Jack



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Beitrag in den Hintern gekickt Antworten mit Zitat
endlich hatte ich mich überwunden und die angefangene Hybrid-Spule wieder aus der Kiste geholt.


Darauf zuerst eine weitere Wicklung.
Nun die bearbeiteten Seitenteile aus den Drahtspulen aufsetzen - Heissleim heisst das Klebemittel  


Da die Spule relativ schwer wir, ist eine Abstützung notwenig.


1.5Kg 0.5mm Draht sind zu wenig.
Ärgerlich.
Unfreiwillig beendete ich die Wickelarbeit und mass die Widerstände sowie die Induktionen der einzelnen Wicklungen.
Danach kam der Kern an seinen Platz und die Messungen der Induktionen wurde3 erneut gemacht.




Da der Kern nun eingezwängt ist, werde ich es eventuell dabei belassen.
Oder sollte ich das RIsiko eingehen, ihn wieder heraus zu pressen und ein weiteres halbes Kilo aufwickeln?
Das Risiko, dass die Spule dabei kaputt geht ist gross.
Bereits vorher brach ein Seitendeckel aus Plexiglas.

Mal ein paar Nächte darüber schlafen scheint das beste zu sein.

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Zuletzt bearbeitet von Jack am 10.01.2016 20:22, insgesamt einmal bearbeitet
10.01.2016 18:11 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
Jack



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Beitrag warum die neue Hybrid-Spule Antworten mit Zitat
ich vergass zu erwähnen, dass die elektronische Ansteuerung wieder eingesetzt wurde.
Dadurch entfällt das ewige nachjustieren.
Reedkontakte (Geber) müssen für den Ansteuerwinkel sowie für die aktive Zeit mit viel Geduld und einzeln kalibriert werden.
Bei verschiedenen Messungen macht das zu viel Arbeit und es wird ungenau.

Die Elektronik erhält seine Energie wie früher von zwei 12v Batterien.
Bei den letzten Messungen wurde parallel zu den Elkos ein 12V Batterie eingesetzt.
Dadurch entfällt, dass die Scheiben von Hand in Rotation versetzen werden müssen.


Für Leser, denen Änderungen auf dem Steckbrett aufgefallen sind: einige Sachen dienen nur dem Schutz der Schaltung.
Da der letzte N-Kanal MOSFET eingesetzt ist, muss ich etwas mehr Vorsicht walten lassen

Das Bild wurde bei Versuchen mit 17Ω Spulenwiderstand gemacht.
Das Rad dreht etwa 4 mal schneller, dafür ist der Stromverbrauch auch höher.
Das war auch der Anstoss, die neue Hybrid-Spule weiter zu wickeln.
Bei hohen Geschwindigkeiten fliesst keine 5 Tau lang Strom in die Spule und somit wird der EMP in Bezug zur eingesetzten Leistung hoffentlich grösser als 50%.
Eventuell braucht es aber eine Drehzahl, die bei der Masse des Rads nicht erreicht werden kann.
Ab 400rpm beginnt der Aufbau zu vibrieren und zu "wummern" (muss besser auswuchten).
Gebraucht werden aber theoretisch 1000 - 3000rpm.
Kommt nun auf die Spule und auf auf das Magnetfeld an.
Ich bin neugierig  

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10.01.2016 19:28 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
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Beitrag Rotationsenergie berechnen Antworten mit Zitat
nur mal so für Zwischendurch.
Vielleicht stimmen meine Berechnungen, vielleicht auch nicht weissnicht

Die Formel für E(rot) lautet wie folgt: 1/2 * J * w²
wobei J dem Trägheitsmoment und w der Winkelgeschwindigkeit entspricht.
Das Trägheitsmoment J ist definiert als Masse (m) mal Abstand zwischen Mittelpunkt und Rotationskörper (r²): J = m * r²
Die Winkelgeschwindigkeit w berechnet sich aus 2Pi geteilt durch die Zeit, die der Rotationskörper braucht, um einmal den Kreis komplett zu durchlaufen (Periodendauer): w = 2Pi/T.
Mir fällt bei w auf, dass bei höheren Geschwindigkeiten weniger Energie vorhanden sein soll, was mir schwer fällt zu glauben.
Ist aber schon spät, vielleicht bin ich nur zu müde um es richtig zu erkennen

Rechnen wir mal mit einem Radius von 0.125m
Das Gewicht sei m = 4.8Kg (ist eigentlich 5.3Kg aber die Magnete sowie die Gewindestangen sind etwas weiter nach innen und die Achse ist bei den 5.3Kg auch dabei)
T leitet sich ab von 150rpm / 60, was ein T von 2.5 ergibt.

Berechnung:
für J: r 0.1252 x 4.8 = 0.075
für w: (2Pi  / 2.5)2 = 6.315
0.075 x 6.315 / 2 = 0.237 Joule resp. Wattsekunden

Das ist die Energie, die das Rad bei 150rpm pro Sekunde abgibt.
Dabei sind keinerlei Verluste wie Reibung und Luftwiderstand einbezogen.

Wie geschrieben einfach so als Zeitvertreib und als Notiz für eventuelle spätere Berechnungen

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11.01.2016 03:38 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
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Beitrag ganz grober Fehler Antworten mit Zitat
Die Winkelgeschwindigkeit w berechnet sich aus 2Pi geteilt durch die Zeit, die der Rotationskörper braucht, um einmal den Kreis komplett zu durchlaufen (Periodendauer): w = 2Pi/T.
Genau da machte ich einen gewaltigen Fehler.
Nicht die Umdrehungen sondern 1/rpm = T
Nun stimmen auch meine Gedanken, dass bei schnellerer Rotation mehr Energie vorhanden ist.

Erneute Korrektur am 23.01.2016  

Gegeben ist ein Radius von 0.18m und ein Gewicht von 5Kg.
Die Rotationsgeschwindigkeit ist 150rpm, was einem T von 0.4 entspricht.

Nun zur Berechnung (gerundet):
für J: 0.18² x 5 = 0.162
für w: (2Pi / 0.4) = 15.71
0.162 * 15.71² / 2 = 19.99 Joule resp. Wattsekunden

Hoffe, dieses mal stimmt es  
Frage: Ist dies auch die Energie, die das Rad zum Erhalt der Rotation braucht (Verluste nicht eingerechnet)?

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Zuletzt bearbeitet von Jack am 23.01.2016 22:02, insgesamt einmal bearbeitet
11.01.2016 20:59 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
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Beitrag grosse Hybrid Spule Antworten mit Zitat
endlich konnte ich den fehlenden Draht in Empfang nehmen und die Spule fertig wickeln.
Um den Akkuschrauber sowie mein Handgelenk nicht allzu arg zu strapazieren, musste ein Hilfsstützpunkt benutzt werden.
Eine alte Batterie sowie ein Abfallstück Aryl wirken Wunder  
Nun wurden nochmals 0.8Kg Draht auf die bestehende Wicklung gesetzt.


Endlich soweit fertig.


Noch fehlen die Anschlusskabel, bestellt sind sie.
Schwerer als eine Schachtel Zigaretten  


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20.01.2016 13:14 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
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Beitrag LCR-Messgerät Antworten mit Zitat
nach dem anschliessen der Kabel machte ich Messungen betreffend Widerstand und Induktion.


Zu meiner Verärgerung machte das LCR Messgerät wieder unterschiedliche Messungen im Henry Bereich.
Im 20H Bereich wurde 1.1H, im 2H Bereich 0.61H angezeigt.
Auch zum 200mH Bereich wurden Differenzen gefunden, die in Nichts zu akzeptieren waren.
Beim 200mH Bereich wurde der Wert von  32mH, im 2H Bereich von 530mH ermittelt    
Nun habe ich das Problem, zu erkennen, welche Werte denn nun gelten  
Es wird Zeit, ein neues Messgerät neues zu bestellen  

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21.01.2016 20:56 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
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Beitrag Erstaunen Antworten mit Zitat
es fehlen einige Werte, die eventuell später eingesetzt werden.
Wegen den Ergebnissen wollte ich nicht warten bis etwas bessere Bilder Zustande gekommen sind.

Alte Spule entfernen, neue Aufnahmeplatte, neue Löcher, viel Heissleim, Radbreite anpassen, auswuchten und los gehts.


Die ersten Tests zeigten schlechte Werte.
Da dieses Problem nicht das erste mal auftrat, war der Fehler schnell gefunden und entsprechende Einstellungen angepasst.
Dies betraf vor allem der seitliche, zu kleine Abstand.

Gegeben ist nun folgendes:
Seitlicher Abstand geschätzte 4mm.
Einspeisung UB mittels 12V Batterie, die Spannung wird an der Batterie gemessen.
Nach dem Ampèremeter liegt UB an den ELKO's.
Der Ansteuerwinkel sowie die Puls/Pause Zeiten sind nur grob eingestellt, aber doch so, dass sich die Scheiben zu drehen beginnen.

Nun das erstaunliche.


Die Stromaufnahme beträgt weniger als 1mA  
(im 20mA Bereich zeigt es etwa 0.9ma)
Bei diesem kleinen Strom drehte sich das Rad zwar nur mit 18rpm, aber es dreht sich.
Die Leistungsaufnahme liegt damit unter 12mW  
Irgendwo sollten doch noch 12mW gewonnen werden können  
Es sind erste Ergebnisse, die mich überzeugen, dass Overunity möglich sein kann.
Es ist an der Zeit, sich ein digitales Oszilloskop zu kaufen.

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22.01.2016 18:59 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
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Beitrag Messwiderstände Antworten mit Zitat
bei nur einer Strommessung ist in der Plus Zuleitung der sich im Messgerät befindende Messwiderstand in Serie, im Minus jedoch nicht.
Die Strommessung hat den virtuellen Nullpunkt Mittig ELKO's.
Dadurch fliessen ungleiche Ströme.
Um den Fehler auszumerzen wurden 1Ω Messwiederstände in die Zuleitungen ELKO's zu Batterie eingesetzt.
Nun ist die Ansteuerung wieder symetrisch.
Die Werte springen zwischen 0.7 und 0.9mA.
Die ersten Messungen wurde zirka 8 Uhr Morgens gemacht.


Da ich heute mehrmals abwesend/unterwegs bin, wird das Projekt per IP Kamera überwacht und kontrolliert.


Nach 3 Stunden immer noch gleich  

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23.01.2016 11:19 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
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Beitrag (Kein Titel) Antworten mit Zitat
Abends nach 22 Uhr kam relativ kühler Wind auf und wirbelte Sachen durch die Luft.
Damit am Projekt kein Schaden entsteht, wurden die Messungen abgebrochen und die Zuleitungen zu den Batterien unterbrochen.
An die Zugucker Zuschauer mit entsprechendem Zugang zur IP-Kamera:
Sie ist zwar immer noch auf das Projekt gerichtet, jedoch ist im Dunkeln sowieso nicht viel zu sehen  

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23.01.2016 22:42 Benutzer-Profile anzeigen Private Nachricht senden E-Mail senden
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