Eigenbau Generator. Tipps.

Hallo zusammen,
ich habe ein alten Motor 1 Phasig 750 watt auseinander genommen weil ich ihn zu einem Generator umbauen wollte. Danach habe ich ein Gehäuse für die Magnete Modelliert und dann aus dem 3D Drucker ausgedruckt, ist zwar nicht die beste Lösung aber naja es soll ja nur zum basteln sein. Ich habe 6 Reihen mit jeweils 3 Magnete die 6kg Haftkraft haben, 3 sind Richtung Nord und 3 Richtung Süd ausgerichtet. Die Magnete haben eine größe von LxBxH(25x15x4). Nun alles zusammengebaut und siehe da mit dem Akkuschrauber komm ich bei ca 1900 U/min auf 30 Volt.
Nun meine frage, wie kann ich die Spannung erhöhen bei einer niedrigen Drehzahl. Ihr könnt gerne noch weitere Tipps geben wie ich mein kleinen Generator verbessern kann, ich habe die Bilder des Gehäuses mal unten angehängt.
Ich habe keine Ausbildung in Richtung Elektrotechnik da ich noch die Realschule besuche und es mich einfach Interessiert, es soll kein Generator für ein Atomkraftwerk oder sowas werden einfach ein bissel zum basteln:thumbsup:.

Würde mich sehr freuen wenn ihn noch ein paar Tipps geben könnt.
Mit freundlichen grüßen,
Dennis

Generator1.png Generator2.png
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Die Anordnung der Magnete im Rotor - genauer: die Polpaarzahl - hängt von der Statorwicklung ab:
Die Polpaarzahl des Rotors muss gleich der des Stators sein.

Die "Wirksamkeit" des Generator hängt dann davon ab,
dass durch die Statorspulenkerne ein möglichst großer magnetischer Fluss fließt.
Dazu muss man dafür sorgen, dass möglichst alle Feldlinien der Magnete durch die Spulen
und möglichst wenige daran vorbei laufen.

Die Größe des magnetischen Flusses hängt vom magnetischen Widerstand des Eiesenkreises ab.
Solange du keine Konstruktion findest, die einen fast ganz geschlossenen Eisenkreis vorsieht
- wie es bei JEDEM Elektromotor und JEDEM Generator der Fall ist -,
wird das ein SEHR, SEHR schlechter Generator:
Einzig zwischen Rotor und Stator darf sich ein wenige Zehntel Millimeter dicker (Luft-)Spalt befinden,
der im Wesnetlichen den magnetischen Widerstand bestimmt.
 
Okey ich habe jetzt so circa 3-4 mm und dann nochmal ca 3 mm vom Plastik, da müsste ich dann nochmal ein bissel was ändern. Wie du schon sagtest ist der Eisenkern nicht ganz Geschlossen, soweit hab ich noch garnicht gedacht, da hab ich dann einen sehr schlechten Wirkungsgrad.
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Eine heutzutage übliche Maschine hat einen Luftspalt von wenigen ZEHNTEL mm;
schau z.B. mal DA:
512_PoleundNuten_g.jpg

Bis auf den winzigen Luftspalt laufen die Feldlinie AUSSCHLIESSLICH in Eisen (bzw. den Magneten)!
 
Ja. Ich habe nur ein etwas größterer Luftspalt gelassen da mein Vorheriges Gehäuse durch die Magneten nach außen gedrückt wurde und dadurch schliff, da dachte ich lieber mach ich es ein bissel kleiner und es schleift nicht. Naja ich druck jetzt noch mal eins mit einem kleineren spalt und mache die Magnete weiter nach außen im inneren des Gehäuses.
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Wenn du deinen Rotor, in den die Magnete eingebettet sind, aus einem NICHT ferromagnetischen Material baust,
ist der ganze Rotor bis auf die Magnete "Luftspalt".
Die Folge ist ein sehr schwacher magnetischer Fluss
und deshalb ein sehr schlechter Generator.

Wenn du deinen Rotor, in den die Magnete eingebettet sind, AUS einem ferromagnetischen Material baust,
werden die magnetischen Feldlinien weitgehend IN deinem Rotor kurzgeschlossen.
Die Folge ist ein sehr starker magnetischer Fluss, der jedoch die Statorwicklungen gar nicht erreicht,
und deshalb ein sehr schlechter Generator.


Du brauchst also eine Rotorkonstruktion, die die Feldlinien zwingt, durch die Statorspulen zu laufen
und dabei müssen sie so wenig Strecke wie möglich durch NICHT ferromagnetisches Material laufen.
Ein Luftspalt darf ausschließlich dort sein, wo er aus Gründen der Beweglichkeit sein muss
und der misst selbst bei Großmaschinen nur Bruchteile von Millimetern.
Schau dir doch mal Bilder dazu im Web an!
 
Ja ich habe mir schon einige Generatoren im Internet angeschaut, nur hatte ich immer bedenken wenn ich es so wie in der Konstruktion unten mach das sich die Magnete dann Lösen. Ich werde es mal so probieren. Eine andere Möglichkeit an die ich auch gedacht hatte wäre ein Magnetisches Filament wie https://www.filamentworld.de/shop/pla-filament-3d-drucker/proto-pasta-filament-1-75mm-conductive-pla. Aber ich weis nicht ob das gut ist und 70€ ist auch ein wenig happig. Da mach ich es lieber so wie unten in der neuen Konstruktion.
2019-04-14 11_57_24-Autodesk Fusion 360 (Lizenz für Bildungseinrichtungen).png
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Versuch mal dir da die Feldlinien einzuzeichnen:
Das ist genauso wenig eine geglückte Lösung,
wie ein magnetisches Filament,
das mit Ach und Krach ein paar zig Prozent ferromagnetischen Staub enthält.
Das pickt vielleichht schon mal auf einem Magneten,
aber du brauchst RICHTIG Eisen!
Ein Kunststoffrotor ist da reichlich ungeeignet - wurscht ob gedruckt oder nicht.

P.S.: Wenn du Angst hast, dass sich die Magnete lösen,
dann bau einfach einen AUSSEN-Läufer!
 
B

Benutzer182074

Gast
Kann mir mal jemand ein Tipp geben, wie man mit so einem selbstgebauten Generator auf 220 V kommt? Der Stator ist ein runder Kreis, auf der Innenseite befinden sich 12 Kupferspulen, am Rotor 12 Neodym-Magnete. Eine Transmission mit Keilriemen ist auch vorhanden.

Kann der Stator( bei mir ein Runder Ring) und der Rotor aus Holz gebaut werden, oder ist Eisen bzw Stahl die bessere Materialwahl?

Je mehr Windungen in den Kupferspulen ist, je höher die Spannung. Je dicker der Draht der Kupferdrähte, desto höher die Amperzahl. Ist das richtig?

Wieviele Windungen pro Spule sind nötig? Reichen 60 Windungen? Und wie Dick soll der Draht sein? 0,5mm oder 1mm dick?
 
B

Benutzer182074

Gast
Ich hab sie mir durchgelesen und finde Aussagen wie:
Wenn du deinen Rotor, in den die Magnete eingebettet sind, aus einem NICHT ferromagnetischen Material baust,
ist der ganze Rotor bis auf die Magnete "Luftspalt".
Die Folge ist ein sehr schwacher magnetischer Fluss
und deshalb ein sehr schlechter Generator.

Wenn du deinen Rotor, in den die Magnete eingebettet sind, AUS einem ferromagnetischen Material baust,
werden die magnetischen Feldlinien weitgehend IN deinem Rotor kurzgeschlossen.
Die Folge ist ein sehr starker magnetischer Fluss, der jedoch die Statorwicklungen gar nicht erreicht,
und deshalb ein sehr schlechter Generator.

wiedersprüchlich. Aus welchem Material soll ich den Rotor bauen?
 
Nicht einbetten, sondern aufkleben ist die Lösung! Also ggf. den original Läufer so weit abdrehen das die Magnete Platz drauf haben und die dann darauf ankleben.
 
B

Benutzer182074

Gast
Ich werd den Rotor und den Stator aus Eisen bzw Stahl bauen. Damit kann man wohl nicht viel falsch machen. Und klar, bei einem Rotor aus Eisen müssen die Magnete angeklebt werden. Man kann ja keine so grossen Löcher bohren und die Magnete reindrücken wie bei Holz.
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Was ist da widersprüchlich?

Gegen das Abdrehen des Rotors und Aufpicken der Magnete sprechen mehrere Gründe:
1. Nachdem die Magnete üblicherweise NICHT mit dem passenden Radius gekrümmte Oberflächen haben,
ergeben sich unnötig große Luftspalte, damit unnötig kleines Erregerfeld und folglich schlechter Wirkungsgrad.
2. Man könnte die Magnete durchaus in einen Rotor aus Eisen oder Stahl einbohren,
aber dann schließt man das Magnetfeld kurz und kriegt´s nicht in den Stator hin, wo man´s braucht (Folgen: siehe 1.).
3. Die Verklebungen der Magnete werden durch die Fliehkräfte stark belastet,
was ganz besonders dann gefährlich wird, wenn der Generator belastet und dadurch warm wird.
Wenn sich die Magnete lösen, wird´s gefährlich, denn der Generator blockiert plötzlich.

Wenn man einen Asynchronmaschinen-Rotor in einen permanenterregten umbauen will,
kann man in den Rotor Schlitze fräsen und die Magnete dort einkleben:
(Man muss natürlich die Polpaarzahl der Statorwicklung beachten!)

permanenterregter Rotor.jpg
Das sind technische Grundlagen, die JEDER Elektrotechniker als Basiswissen erlernen muss.
Warum willst du dann den Gurkensalat neu erfinden
und Zeit und Geld für ein suboptimales Ergebnis (bzw. einen Misserfolg) verplempern?
Du müsstest dir doch nur dieses allgemein zugängliche Wissen aneignen
ODER (besser) du machst das, was du gut kannst,
egal ob das tischlern, kuchenbacken, Haare schneiden, Fliesen legen, massieren, Garten gestalten oder sonstwas ist,
und dafür Geld kassieren.
Damit kannst du dann einen fixfertigen, perfekt funktionierenden permanenterregten Synchrongenerator
mit bekannten technischen Daten KAUFEN.
Wir leben eben in einer arbeitsteiligen Wirtschaft
und da fährt jeder am Besten, wenn er macht, was er kann!
 
B

Benutzer182074

Gast
ja das stimmt. WEnn man die Magnete auf den Rotor aufklebt, fliegen sie ab einer bestimmten Umdrehungszahl weg. Deshalb werd ich den Rotor dann doch lieber aus Holz machen, dort tiefe Löcher reinbohren, damit die Magnete ganz reinpassen. Und dann werden sie erst verklebt. In die Mitte des Holzrotors kommt dann Stahl mit einem Vierkantigem Loch für die vierkant-Achse. (So wie oben in der Zeichnung, wenn ich es richtig verstanden habe).

Der Stator wird dann aus Eisen gemacht, das verstärkt den Magnetismus der Kupferspulen.

Danke für den Tipp.
 
B

Benutzer182074

Gast
Ich hab mal ne Frage: Warum macht man bei den E-bikes nicht am Pedal einen Generator dran, deren Strom man an den Elektromotor im Hinterrad an die Nabe schickt? Wäre das nicht effizienter als die schwere Batterie? Oder liegt´s daran, dass, sobald ein Elektromotor an den Generator angeschlossen wird, die Drehbewegung des Pedals viel schwerer werden würde, als wenn kein Verbraucher angeschlossen ist?
 
Ich hab mal ne Frage: Warum macht man bei den E-bikes nicht am Pedal einen Generator dran, deren Strom man an den Elektromotor im Hinterrad an die Nabe schickt? Wäre das nicht effizienter als die schwere Batterie? Oder liegt´s daran, dass, sobald ein Elektromotor an den Generator angeschlossen wird, die Drehbewegung des Pedals viel schwerer werden würde, als wenn kein Verbraucher angeschlossen ist?
Dein Ernst? Wozu hat man einen Elektromotor am Fahrrad, wenn ich verlustbehaftet erst den Strom erstrampeln müsste, mit dem dann der E-Motor den Antrieb unterstützt?
Eine mechanischer Kurbeltrieb mit Kette ist zig mal effizienter, als ein Pedalgenerator...:sneaky:
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Der Stator wird dann aus Eisen gemacht, das verstärkt den Magnetismus der Kupferspulen.
Der Stator muss aus LAMELLIERTEM Eisen sein,
denn dort fließt ein Wechselfluss durch.
Wenn du den aus MASSIVEM Eisen machst, produzierst du nur Wirbelströme,
die Maschine wird heiß, aber rauskriegen wirst du nichts.
WEnn man die Magnete auf den Rotor aufklebt, fliegen sie ab einer bestimmten Umdrehungszahl weg. Deshalb werd ich den Rotor dann doch lieber aus Holz machen, dort tiefe Löcher reinbohren, damit die Magnete ganz reinpassen. Und dann werden sie erst verklebt. In die Mitte des Holzrotors kommt dann Stahl mit einem Vierkantigem Loch für die vierkant-Achse. (So wie oben in der Zeichnung, wenn ich es richtig verstanden habe).
Mach mal eine Skizze.
Wie willst du da einen wenige Zehntel Millimeter messenden Luftspalt zusammenbringen?
 
B

Benutzer250079

Gast
Hallo,
wenn man basteln will, dann ist doch wirklich alles ok. Aus Sachen die nicht so funken, wie man glaubt, lernt man viel mehr, als aus Sachen, die auf Anhieb klappen. Ich spreche da aus viel Erfahrung.
Ich hatte auch ein bisschen gebastelt (also mit dem hier https://www.techniker-forum.de/thema/wasserrad.120745/)
Aber ich habe versucht es mir leichter zu machen.
Die Neobdynmagneten habe ich nur benutzt, um ein schon zum Generieren gebauten Teil noch ein bisschen mehr rauszukitzeln.
Aber wenn Du genau hin schaust, ist fasst jeder Motor auch ein Generator.
Um genau zu sein, ein Bekannter hat 2kW-Motoren mit Magneten ausgestattet und sie als Generatoren verkauft.
Billig und effizient.
 
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