Spannungsinduktion in Permanentmagnetgenerator

[Johannes U. (hoderlump)]

Hi,

ihr habt mir hier immer exzellent geholfen, deshalb schon mal im Voraus 
ein dickes Dankeschön.

Ich habe ein kleines Verständisproblem, und da momentan alle Profs im 
Urlaub sind frag ich mal hier.

Ich baue einen Generator mit Permanentmagneten auf dem Rotor. Den Stator 
hab ich schon, ich ersetze nur den Rotor durch meine eigene 
Konstruktion.

Momentan arbeite ich mit 12 solchen Magneten:
http://www.supermagnete.de/ger/Q-40-10-05-N
Sie werden über Blechpakete, den Luftspalt und die Statornuten einen 
magn. Kreis bilden.

Mein Problem: Ich weiß nicht, wie ich die zu erwartende induzierte 
Spannung berechnen kann. Mit Spulen wäre es kein so großes Problem, aber 
zu Permanentmagneten finde ich einfach keine Literatur.

wie fließen hier Koerzitivfeldstärke, Remanenzinduktion oder 
Energieprodukt, die Breite und Dicke des Magneten in die Formeln für den 
magnetischen Kreis ein?

Ihr müsst mir keine genaue Antwort geben, ich wäre schon über einen 
Literaturhinweis dankbar, wenn ich darin dann eine Lösung finden kann. 
Die meisten Bücher über Elektrotechnik und el. Maschinen befassen sich 
nicht mit Permanentmagneten...

Danke, viele Grüße
Johannes Urban

[Ronny M. (supertyp)]

Bei permanenterregten Generatoren brauchst du eine definierte konstante 
Last oder einen externen Regler, der die Windungen über einen 
Lastwiderstand kurzschliesst, wie bei Motorradlichtmaschinen. Ohne 
Regler oder Last steigt die Spannung, je nach Drehzahl, bis über 100V.

[Johannes U. (hoderlump)]

Klar, die abgegebene Spannung und Leistung steigt natürlich mit der 
Drehzahl. Dann nehm ich z.B. einen konstanten Lastwiderstand oder später 
einen Regler, der die überschüssige Leistung in einem Widerstand 
verheizt oder ähnliches. Das kommt erst, wenn der Generator läuft wie 
geplant.

Bei unserer Anwendung setzen wir aber momentan eine konstante Drehzahl 
voraus.

[Purzel H. (hacky)]

Bevor ich irgendwas rechnen taete, wuerd ich eine einzelne Windung 
draufmachen, und mit dem Akkuschrauber antreiben. Und nein, der 
Kurzschlussstrom ist nicht die Leerlaufspannung durch den 
Kupferwiderstand.

[U. B. (Gast)]

Notfalls kann man versuchen, den magn. Kreis zu berechnen, der Luftspalt 
dürfte dabei bestimmend sein.

Den Fluss jedes einzelnen Magneten lässt sich u.U. aus dem
Haftkraft-Diagramm abschätzen, dazu gab's in meinem
E-Technik-Grundlagenbuch auch eine Herleitung ...

Wenn man den Gesamt-Magnetfluss hat, kennt man auch die
momentane induzierte Spannung, ist natürlich drehzahlproportional:

u = d(Phi)/dt

( Ich würde es allemal vorziehen, einfach den Generator definiert 
anzutreiben und dann die Spannung zu messen. )

[Johannes U. (hoderlump)]

Ich hab jetzt gerechnet und gerechnet, es kommt immer nur Unsinn raus 
ohne richtige Formeln bin ich aufgeschmissen.

Das einzige, was ich berechnen konnte war das ungefähre Drehmoment, das 
mein Generator haben wird, anhand der Haftkraft bei einem gewissen 
Luftspalt.

Wenn ich das mit einem geschätzten Wirkungsgrad und der Drehzahl 
multipliziere bekomme ich die Leistung, die der Generator haben wird. 
Voraussetzung ist aber dass die Bleche nicht in die Sättigung gehen, 
sonst stimmen die Zahlen wiedern nicht.

[U. B. (Gast)]

Wenn die Bleche in die Sättigung gehen, kann man doch eben mit der 
Sättigungsinduktion rechnen.
Mit der Polfläche erhält man schon den Fluss Phi.