Hallo,
auf einer Motorwelle sitzt ein Teller, auf dem eine Schaltung sitzt, die
mit Energie versorgt werden möchte. Die Motorwelle rotiert mitsamt der
Schaltung.
Es bietet sich unterhalb des Tellers ein weiterer festsitzender Teller
an, in den man Neodym-Magnete einsetzen könnte. Auf dem oberen Teller
sitzen dann im Kreis angeordnete Spulen, ab da geht es dann mit
Gleichrichter, Elko und Spannungsregler weiter.
Erste Frage wäre, was für Spulen nimmt man für die Anwendung, bzw. was
gibt es zu kaufen. Dann ist mir nicht klar, wie man die Spulen
verschaltet, so dass da eine einzige Spannung raus kommt.
Benötigt werden 20mA bei 5V, die Drehzahl ist mit 5 U/min. relativ
niedrig. Als Durchmesser für die Magnete und Spulen könnte man 40 bis
50mm ansetzen.
Reinhard
Die Drehzahl ist viel zu niedrig, um damit einen Generator anzutreiben.
Ich würde eine Solarzelle und ggf. eine Lampe zur Beleuchtung verwenden.
Oder Akkus. Mit 4 Mignon Akkus kannst du deine Schaltung 100 Stunden
laufen lassen.
Ich hoffe jetzt kommen Einwände zusammen mit allen nötigen
Salamischeiben, damit man gezielt vernünftige Vorschläge machen kann.
Michael M. schrieb:> Oder zentrisch auf den beiden Wellenenden je eine Sende- und> Empfangsspule einbauen und mit Wechselspannung Energie übertragen.
Bis er das am Laufen hat Weihnachten vorbei.
Reinhard W. schrieb:> Neodym-Magnete einsetzen
Für diese Lösung fehlt dir der magnetische Rückschluss. Der Wirkungsgrad
wird unterirdisch.
Wie von Michael vorgeschlagen: Nimm konzentrische Spulen und
Wechselstrom. Anregungen oder passende Hardware gibt es beim Chinesen.
Der Suchbegriff ist "wireless charging".
Reinhard W. schrieb:> Hallo,>> auf einer Motorwelle sitzt ein Teller, auf dem eine Schaltung sitzt, die> mit Energie versorgt werden möchte. Die Motorwelle rotiert mitsamt der> Schaltung.
Der Klassiker. Royer Converter.
> Es bietet sich unterhalb des Tellers ein weiterer festsitzender Teller> an, in den man Neodym-Magnete einsetzen könnte. Auf dem oberen Teller> sitzen dann im Kreis angeordnete Spulen, ab da geht es dann mit> Gleichrichter, Elko und Spannungsregler weiter.
Nö, nicht bei DER Zeitlupe von Drehung.
> Erste Frage wäre, was für Spulen nimmt man für die Anwendung, bzw. was> gibt es zu kaufen. Dann ist mir nicht klar, wie man die Spulen> verschaltet, so dass da eine einzige Spannung raus kommt.
Ohh, na das wird lustig.
> Benötigt werden 20mA bei 5V, die Drehzahl ist mit 5 U/min.
Weihnachtsdekoration? Nimm Akkus und lad die jede Nacht auf.
Falk B. schrieb:> Der Klassiker. Royer Converter.
OK, das wäre eine alternative Lösung. Da müsste ich aber erst eine
Wechselspannung erzeugen. Bei meiner Idee würden die Magnete die
"Energie" liefern. Allerdings hätte man beim Royer Converter nur eine
einzige Sekundärwicklung, bei meiner Idee wären es mehrere und eine Art
Drehstrom darauf.
Wenn z.B. 6 Spulen nur an einem einzigen Magneten vorbei kommen, wäre
das wie bei einem Sechszylinder 2-Takter. Man müsste die einzelnen
"Arbeitstakte" nur noch mit einer "Kurbelwelle" einsammeln. Dass man so
keine 20mA einsammeln kann, kann ich kaum glauben.
Funktioniert nicht ein Nabendynamo ähnlich? Dort wird bedeutend mehr
Leistung übertragen und die Drehzahl ist noch geringer.
Reinhard W. schrieb:> Funktioniert nicht ein Nabendynamo ähnlich? Dort wird bedeutend mehr> Leistung übertragen und die Drehzahl ist noch geringer.
Bei einem Fahrrad entspricht eine Umdrehung eine Strecke von etwa 2m.
Nach 5 Sekunden hast du bereits 5 Umdrehungen gemacht und 10m
zurückgelegt. Das entspricht einer Geschwindigkeit von nur 7,2km/h. Bei
der Langsamheit kippt man fast um.
Nimm mal einen nicht eingespeichten nackten Nabendynamo in die Hand und
versuche ihn gleichmäßig und langsam zu drehen. Du wirst dich wundern.
Reinhard W. schrieb:> Benötigt werden 20mA bei 5V,
Das ging thoretisch schon.
> die Drehzahl ist mit 5 U/min.
Das macht die Sache ein bißchen größer. Die Geschwindigkeit darf aber
nicht viel davon abweichen.
Daraus folgt, die bessere Methode ist die Wechselstromübertragung, wie
andere schon rieten.
Michael M. schrieb:> Bei einem Fahrrad entspricht eine Umdrehung eine Strecke von etwa 2m.> Nach 5 Sekunden hast du bereits 5 Umdrehungen gemacht und 10m> zurückgelegt.
Nach der etwas "seltsamen" Antwort bemerke ich meinen Fehler: Es sind 5
U/sec., also 300 U/min. Bei der geringen Drehzahl wäre ich nicht auf die
Idee mit den Magneten gekommen.
Sorry und Asche auf mein Haupt :-(
Hier finde ich eben einen geöffneten Nabendynamo:
https://fahrradzukunft.de/bilder/26/steckdose-unterwegs-6/07.gross.jpg
Wie von mir angedacht sehe ich Neodym-Magnete und Spulen. Wie wickelt
man den Draht, damit man am Ende eine einzige Wicklung hat? Scheinbar
müssen es wohl immer paar Magnete mehr sein als Wicklungen.
Oder mal schauen wie die Trafos in VHS-Kopftrommeln das machen. Gut, die
arbeiten mit HF, zur Energieübertragung müsste man das etwas
modifizieren bzw. mehr Windungen verwenden, aber wäre eine
Lösungsmöglichkeit.
In diesen typischen Staubsauger-Roboter Lasersensoren ist die
Energieübertragung sehr interessant gemacht, nach dem gleichen Prinzip
wie bei einer elektrischen Zahnbürste.
Exemplarisch hier so ein Gerät, irgendwo findet man sicher
Teardown-Bilder/Videos
https://www.elektormagazine.com/news/review-low-cost-ydlidar-x4-sees-360-all-around-itself
Außen eine größere Spule, die mit ein paar kHz in einer H-Brücke
betrieben wird. Die innere kleinere Spule auf dem drehenden Teil geht
dann auf einen simplen Gleichrichter, Kondensator und dann
Spannungsregler. Alles auf wenigen Quadratmillimetern realisierbar.
Die Treiberseite kann man recht einfach und kompakt mit einem solchen
Schaltkreise aufbauen:
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX253.pdf
VHS-Kopftrafos gehen durchaus auch ohne Umwickeln, wenn man sie mit 1
MHz speist, für 20 mA reichen vielleicht <100 kHz. Der Vorteil ist der
geschlossene magnetische Kreis.
Solche Motoren findest du in vielen Videorecordern. Es gab auch
Kassetten Decks/Walkman damit.
Du könntest solche Spulen als Empfänger verwenden. Alle in Reihe
geschaltet, dahinter ein Gleichrichter, Kondensator und Spannungsregler.
Dann brauchst du noch genau so viele Magnete die du in gleichem Abstand
auf der Gegenseite montierst. Sowohl die Magnete als auch die Spulen
müssen immer abwechselnd umgekehrt gepolt sein.
Vielleicht kannst du sogar den Original-Magnet von so einem Motor
verwenden.
Mit den Capstan-Antrieben wird das nichts, schon gar nicht wenn die
Spulen keine Eisenkerne haben. Die erzeugen bei niedrigen Drehzahlen so
gut wie gar keine Spannung.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Solche Motoren findest du in vielen Videorecordern. Es gab auch> Kassetten Decks/Walkman damit.
Genau so wie in deinem Bild habe ich mir das vorgestellt. Die Anbringung
der der Neodym-Magnete am Motor (Stator) ist kein Problem. Da ich eine
Platine machen möchte, hätte ich die Spulen gerne als THT oder SMD
Bauteil.
Dann wäre nur noch die Anzahl der Magnete/Spulen und die Verdrahtung der
Spulen zu klären. Bei den Nabendynamos werden wohl immer mehr Magnete
wie Spulen verbaut, bei den Capstan-Motoren wohl gleich viel Magnete und
Spulen, aber wechselnd aufgebaut.
Das Ganze steht und fällt mit den Spulen.
Reinhard W. schrieb:> Das Ganze steht und fällt mit den Spulen.
Ja wahrscheinlich. Und ich denke Ben könnte auch Recht haben, dass die
Spulen Eisenkerne brauchen.
Ben B. schrieb:> Oder mal schauen wie die Trafos in VHS-Kopftrommeln das machen. Gut, die> arbeiten mit HF, zur Energieübertragung müsste man das etwas> modifizieren bzw. mehr Windungen verwenden, aber wäre eine> Lösungsmöglichkeit.
Wie bereits gesagt, Wechselspannungstrafo ist für diese Anwendung
sinnvoll, ein Generator mit 5U/min, wie vom TE geplant,macht aber
keinen Sinn, weil damit einfach zu wenig Leistung erzeugt werden kann.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Wir sind inzwischen bei der 60 fachen Drehzahl
Ist immer noch langsam. Und auch für schlechte Kopien von
Elektromotoren, so wie sie naiv dem OP vorschweben, gelten die
Grundgesetze. Je höher die Frequenz, umso kleiner kann man die Spulen
machen. Bei 100kHz reicht eine 14mm Spule, ggf. sogar kleiner bei der
Leistung, siehe mein Link.
Beitrag "Re: Wie induktiv Energie übertragen?"
Bei 5Hz ist das "etwas" größer. Aber der OP soll mal machen, man kann
niemanden zu seinem Glück zwingen.
Wie wäre einfach drahtlose Energieübertragung per spule wie z.b. Qi.
Du konstruierst mit den beiden Spulen einen Schwingkreis und überträgt
damit die Energie dann wieder Gleichrichten.
MAHWE schrieb:> Wie wäre einfach drahtlose Energieübertragung per spule wie z.b. Qi.> Du konstruierst mit den beiden Spulen einen Schwingkreis und überträgt> damit die Energie dann wieder Gleichrichten.
Ja, das ist wohl typisch ein Royer Konverter wie weiter oben
vorgeschlagen.
Reinhard W. schrieb:> Motorwelle sitzt ein Teller, ...
Vielleicht machst Du eine Skizze aus dem auch der Freiraum für eine
Übertragung abgeschaut werden könnte. Statt Permanentmagnete kommen dann
Spulen hin. Der Trick dabei ist, dass das Wechselfeld der Spulen dann
sozusagen fiktiv wie eine höhere Drehzahl wirkt. Der Luftspalt wirkt
sich dabei nicht so schädlich aus.
Jetzt sind es also 300U/min. Das ändert dann schon einiges. Da es sich
aber um einen Teller handelt, sind trotzdem die Magnete so angebracht
exttrem ungünstig. Diese bringen wesentlich größere Pendelmomente durch
den Luftspalt auf die Scheibe und können diese in Resonanz versetzen.
Wenn Du Glück hast, wird dabei nur die Elektronik geschrottet und nicht
das Lager.
Meine weiter oben verlinkte Methode scheint ja für den TE nicht weiter
von Interesse zu sein. Da die Beiträge aber gut bei Google verlinkt sind
möchte ich es jedenfalls für die Nachwelt dokumentieren.
https://youtu.be/Ii4mzfAtTNc
In diesem Video kann man ab Minute 5:30 die beiden Spulen im Stator und
Rotor gut erkennen. So eine Mimik lässt sich spätestens mit Hilfe von 3D
Druck recht einfach realisieren, die erforderlichen
Elektronik-Komponenten oben beschrieben. Die Komponenten im Sensor
brauchen mehr als 20mA, von daher könnte man es sicher auch noch etwas
kompakter aufbauen.
Harald A. schrieb:> @TE: Google mal nach XKT-412 (Bildersuche) ...
Wäre auch eine Lösung. Dazu benötige ich aber eine externe
Stromversorgung, die ich nicht habe. Bei meiner Dynamo-Lösung ginge es
ohne.
