Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

AW: Eisenloser Generator

Der Wilfried Schmidt (Mr. SON) schrieb hier, daß es bisher nur einen Fahrraddynamo mit Luftspule gibt. Das sollte kein Grund sein, entsprechende Versuche zu machen.
Da hatte ich mich vertippt. Daß es noch kaum Luftspulendynamos gibt, sollte kein Grund sein, entsprechende Versuche nicht zu machen.

Inzwischen haben wir ein paar Versuche gemacht. Dieters lange Spulen bringen ohne Eisen nur ein fünfzigstel der Spannung der Eisenkernspule. Ob man da mit einer anderen Magentanordung und anderen Spulenstruktur viel rausholen kann, ist mir unklar. Bin aber z.Zt. eher skeptisch.
 
AW: Dieters Generator

Jetzt haben wir an Dieters Versuchsaufbau die Induktivität "gemessen".
Den Versuchsaufbau kann man auf dem folgenden Foto erahnen.
dieter.jpg

Am Generator hängt eine Last aus einer Reihenschaltung von 10 Ohm Lastwiderstand und einer ähnlichen Spule, wie die Generatorspule.
Dabei fällt über dem Lastwiderstand die gleiche Spannung ab wie über der "Meßspule". Die Meßspule hat einen ohmschen Widerstand von 6 Ohm.
D.h. der Blindwiderstand beträgt ca. 8 Ohm ( sqrt(10^2-6^2) ) - und das bei v<10 km/h.

=> Die Generatorinduktivität ist ein wesentlicher Grund für die geringe Ausgangsspannung unter Last. Wir brauchen einen Kompensationskondensator. (ca. 100uF)
==> Ist es möglich, einen Schaltregler zu bauen, der einen frequenzabhängigen Eingangsblindwiderstand hat, mit dem man die Generatorinduktivität kompensieren kann?
 
AW: Dieters Generator

Wegen der Verkopplung der Windungen steigt die Spuleninduktivität quadratisch mit der Windungszahl. Statt einer Spule mit 1000 Windungen und z.B. 10mH nimmt man besser 10 unverkoppelte Spulen mit je 100 Windungen. Unverkoppelt heißt ohne Eisen dazwischen.
 
AW: Dieters Generator

==> Ist es möglich, einen Schaltregler zu bauen, der einen frequenzabhängigen Eingangsblindwiderstand hat, mit dem man die Generatorinduktivität kompensieren kann?

Vielleicht ist die geheimnisvolle Schaltung, die hier beschrieben ist, sowas ähnliches. Leider werden keine Details bekannt gegeben.
(Oder ist das nur ein Fake? Der weiter oben gezeigte Aufbau einer Gleichrichterschaltung mit Kompensationskondesator ist nicht sehr vertrauenerweckend. Da schreibt er, es hätte nicht funktioniert. Er nimmt zwei 150uF Elkos in Reihe, d.h. 75uF. Der Schmidt schrieb mal was von 300uF. Die Vorspannungserzeugung für die Elkos ist auf den ersten Blick auch nicht sehr überzeugend.)

Wie so eine Microcontroller Lösung aussehen könnte?
Anstelle der Gleichrichterdioden nimmt man Schalter, die vom uC im richtigen Zeitpunkt geschaltet werden. Wenn die Schalter den Strom in beiden Richtungen durchlassen, kann man über PWM eine steuerbare Impedanz realisieren. Das müßte es doch schon irgendwo geben oder wenigstens diskutiert worden sein.
 
AW: Dieters Generator

==> Ist es möglich, einen Schaltregler zu bauen, der einen frequenzabhängigen Eingangsblindwiderstand hat, mit dem man die Generatorinduktivität kompensieren kann?
Da kenne ich als Schaltregler keine Lösung für. Einen in 4 Stufen angepassten Blindwiderstand habe ich aber gerade als Prototyp gebaut (4-stufiger Forumslader), µC schaltet über Relais stufenweise Kondensatoren nach der Generatorfrequenz. Wüsste nicht, wie das stufenlos möglich sein sollte- aber es ist fraglos sinnvoll!!!

Grüsse von
Jens.
 
AW: Dieters Generator

Hallo Thomas.
Wegen der Verkopplung der Windungen steigt die Spuleninduktivität quadratisch mit der Windungszahl. Statt einer Spule mit 1000 Windungen und z.B. 10mH nimmt man besser 10 unverkoppelte Spulen mit je 100 Windungen. Unverkoppelt heißt ohne Eisen dazwischen.

Ich habe pro Phase bei 32 Magneten 16 Sulen a' 30 Windungen. 5m 0,7 CuL, hintereinander ---> 6V bei 135U/min davon 3Phasen ...

Wenn Du hinter den Wickeln einen Rueckschlussring anbringst, kannst Du, ohne die Induktivitaet durch Eisenkerne zu erhoehen, oder gar ein Rastmomment zu erzeugen, noch verdoppeln. Dieses Prinzip (Magnetkreis) wird auch beim LightSpin angewendet. aber es sollte doch auch ohne gehen.

Auch bei verdoppelung der Windungszahl, ist der induktive Blindwiderstand bei der hier wirkenden Frequenz, immer noch unbedeutend im vergleich zum Ohmschen.

Also macht weiter ... es ist sehr interessant bei Euch

mfG
Matthias


PS.
Wie so eine Microcontroller Lösung aussehen könnte?
Anstelle der Gleichrichterdioden nimmt man Schalter, die vom uC im richtigen Zeitpunkt geschaltet werden. Wenn die Schalter den Strom in beiden Richtungen durchlassen, kann man über PWM eine steuerbare Impedanz realisieren. Das müßte es doch schon irgendwo geben oder wenigstens diskutiert worden sein.

Es ist die moderne Form der mieserabelen Ingenieurskunst, eine nicht richtig funktionierende Maschine mit Micrcontrolern "aufzupeppen" ...
:dagegen:
 
Zuletzt bearbeitet:
AW: Dieters Generator

Hallo Jens,
Da kenne ich als Schaltregler keine Lösung für. Einen in 4 Stufen angepassten Blindwiderstand habe ich aber gerade als Prototyp gebaut (4-stufiger Forumslader), µC schaltet über Relais stufenweise Kondensatoren nach der Generatorfrequenz. Wüsste nicht, wie das stufenlos möglich sein sollte- aber es ist fraglos sinnvoll!!!
Gerade bei den schnellaufenden Seitenlaeufern, sollte sich das gut machen ... was bringt es an Zugewinn in Deinem Prototyp ?
Gibt es chon eine Abschaetzung ?

mfG
Matthias
 
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==> Ist es möglich, einen Schaltregler zu bauen, der einen frequenzabhängigen Eingangsblindwiderstand hat, mit dem man die Generatorinduktivität kompensieren kann?

Möglich schon, aber ich wüsste nicht wie man das mit halbwegs verhältnismäßigem Aufwand realisieren kann.
Wesentlich einfacher ist doch eine Kondensatorbank mit n über FET zuschaltbaren Kondensatoren, wobei die Kapazität sich bei jedem Kondensator halbiert.
Damit hat man 2^n Kapazitätswerte und könnte z.B. für 4 Kondensatoren 16 (bzw. 15 ohne die 0) linear abgestufte Kapazitätswerte realisieren, und je nach Frequenz die entsprechenden Schalterkombinationen ausgeben.
 
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Hallo Matthias,

der Zugewinn ist drehzahlabhängig- logisch. Durch 4 Leistungsmaxima kriege ich im Schnitt öfter bessere Werte wie mit 2 Maxima- aber die Auslegung des 2-er Forumsladers ist ja auch schon auf Drehzahl optimiert. Im Durchschnitt bringt das 5-15% mehr, die Hälfte davon geht aber auf andere Bauteile und eine Änderung der Spannungsreglerart zurück (Querregler statt Längsregler).
Muss das Ding jetzt endlich mal in ein Gehäuse bauen und Kilometer zurücklegen ob die neue Bauteilauslegung im Alltag noch ausreichend haltbar ist....
Ein Design wie von Schnellstetster angeregt haben wir erstmal nicht hinbekommen- da AC geschaltet wird wären 2 Fets je Kanal nötig gewesen, ausserdem ist die Spannungsfestigkeit hier ein grosses Problem. Ansonsten aber sehr ähnlich- halt mit Relais und eine Stufe läuft als Spannungsverdoppler fürs langsame Bergaufschleichen...

Grüsse von
Jens.
 
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Hallo zusammen,

was hab ich hier bloß losgetreten! Jedenfalls vielen Dank für die Beiträge! Die ersten Experimente mit einem Speichen-Scheiben-Drehstromgenerator werden nächste Woche anlaufen, wenn ich die Magneten hier habe. Die Spulen nehmen langsam gestalt an, hoffentlich stimmen meine Berechnungen. ;)

Aber für den Anfang habe ich für den Forumslader mal eine Leiterplatte entworfen, die nicht nur die konventionelle (zweistufige) Ladeelektronik mit Handumschaltung beherbergt, sondern auch zwei einstellbare Schaltregler. Einer für die 5V (USB) und einer für die Lichtanlage. Die Elkos sind optimiert für den Seitenläufer.

Die Layouts kann ich bei Bedarf (und nachdem ich sie getestet habe) hier bereitstellen. Das Ganze ist ein wenig großzügiger dimensioniert, da ich noch einen Haufen 50x100x20mm Schubert-Gehäuse hier herumliegen habe. Die kann man schön verlöten, vergießen und vergessen...

Forumslader.jpg

Viele Grüße

Stefan
 
Hallo Fabi,

ich hoffe nicht, aber bis auf den 1000uF Elko sehe ich da auch keine großen Probleme. notfalls wird das Gehäuse entsprechend aufgestockt.

Viele Grüße

Stefan
 
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Ich habe gerade noch einmal nachgemessen und in doppelter Hinsicht Glück gehabt. Die Gehäuse sind brutto 25mm hoch und der 1000uF Elko als höchstes Bauteil hat netto 19mm. Passt... :)

Viele Grüße

Stefan
 
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Sehr interessant.
Mal die bei Induktionslicht üblichen Sophistereien von wegen "Reibungsfrei" und "bremst nicht" ignoriert, stößt man auf der HP auf folgende Aussage:
Die erste kompakte Magnic Light Version erreicht mehr als 150 Lumen bei einer Geschwindigkeit von 24km/h und benötigt dafür knapp 2 Watt
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

das Video ist interessant, aber wie funktioniert es? die Felge sausst am Magneten vorbei und induziert in der Felge einen Wirbelstrom der als Magnetfeld wieder austritt. So weit so gut, aber die Generatorspule braucht ein Wechselfeld um Spannung und Strom zu erzeugen. Wie passiert das?? oder gibt es da irgendwelche Wechselwirkungen mit den Stahlspeichen?
Wenns Funktioniert ist der Generator das Ei des Kolumbus

verwirrte Grüsse

Kalle
 
AW: Überlegungen zum Thema Fahrrad-Generator

das Video ist interessant, aber wie funktioniert es? die Felge sausst am Magneten vorbei und induziert in der Felge einen Wirbelstrom der als Magnetfeld wieder austritt. So weit so gut, aber die Generatorspule braucht ein Wechselfeld um Spannung und Strom zu erzeugen. Wie passiert das?? oder gibt es da irgendwelche Wechselwirkungen mit den Stahlspeichen?

Auch ich bin da etwas irritiert:

Magnic Light works with all kinds of metallic rims (normally aluminum, steel or magnesium). While aluminium and magnesium are not magnetic (but paramagnetic) they are conductive. Relative movements of magnets and neighboured conductive material induce eddy currents in the conductive material - in our case the metallic rim. These eddy currents have their own magnetic fields (see Wikipedia) which are absorbed by the Magnic Light generator kernel and by this way produce electric energy. Although there is no friction the absorption of magnetic fields has a minimal breaking effect, so we don't get energy for free. Magnic Light contains the most efficient LEDs currently available (CREE XM-L T6) to get maximal light from minimal energy.

Aber ansonsten suchen die momentan noch Geldgeber:

For the production of a first series of Magnic Light we need expensive shapes for injection molding of the generator kernel. Other parts like high quality LEDs, strong magnets, carbon tubes and electronic parts are too costly if we order only a few. And we need machines to reduce handwork and to produce Magnic Light at a reasonable price. Last year we started with handmade prototypes and now we design our models by CAD programs and get single pieces via 3D printing services but we still don't have shapes for batch production.
5952.png

5953.png

And here Kickstarter comes in. Kickstarter is a crowdsource funding platform that helps fund creative projects. If the funding goal is reached, the project creator receives the funds pledged by everyone and delivers the promised rewards. If the goal is NOT reached, no funds are received and backers are not charged. Payment works via Amazon Payments and backers may change or cancel the choosen reward before project termination without consequences. Just try out here on the right side, it is really simple.
If we get 50.000 US$ we are able to pay the injection molding shapes and to order the pieces required for 400 Magnic Light sets enabling us to offer one Magnic Light set for less than 200 US$ to you. So if you want this project to become real please back us and tell all your friends about this fascinating new technique here on Kickstarter! You have the the potential to spread the word and tell the world about Magnic Light. With your help we will give our best to return a high quality product to you.

Bisher (Stand heute um 18:00 Uhr) haben sie US$ 4.021 versprochen bekommen, während sie aber $ 50.000 brauchen.

Wenn dieses Teil also wirklich so genial ist wie die tun, dann würde sicherlich auch eine Bank die relativ lächerlichen $ 50.000 als Kredit gewähren.

Deshalb keimt bei mir ein böser Verdacht - hoffentlich täusche ich mich.


Viele Grüße

Jürgen
 
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Ich hoffe sehr das du dich täuscht, Jürgen.

Sie wollen die Lampen auf der Fahrradmesse in Essen vorstellen. Vielleicht kann da jemand der günstig wohnt und Zeit hat mal hingehen und dann hier berichten.

Grüße Martin
 
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Ich hoffe sehr das du dich täuscht, Jürgen.

..... sonst wäre nämlich eine weitere Hoffnung verflogen, einen "guten Dynamo" für meinen Sunrider zu bekommen ......

Sie wollen die Lampen auf der Fahrradmesse in Essen vorstellen. Vielleicht kann da jemand der günstig wohnt und Zeit hat mal hingehen und dann hier berichten.

FACK. Vielleicht darf man dann dieses Teil beim Fahrradhersteller am Messestand nebenan mal provisorisch anbringen und testen - nicht das Magnic Light irgendwelche präparierte Felgen verwendet oder ähnliche Taschenspielertricks einsetzt.


Viele Grüße

Jürgen
 
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[...] aber wie funktioniert es?

Vermutlich sitzt im Gehäuse ein drehbar gelagerter Permanentmagnet mit in Drehrichtung wechselnder Polfolge. Sobald die drehende (elektrisch leitfähige) Felge in den Einflussbereich seines Magnetfeldes gerät, bilden sich dort Wirbelströme aus, durch die wiederum ein Feld gleicher Polfolge entsteht. Durch die Kopplung beider Felder "zieht" das felgenfeste Magnetfeld den Permanentmagneten mit (Prinzip Asynchronmaschine), so dass sich dieser um seine Achse dreht. Mittels einer Spule kann dann auf der felgenabgewandten Seite mechanische Energie aus der Drehbewegung des Magneten in elektrische Energie gewandelt werden (normales Dynamoprinzip).

Gruß,

Christian
 
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