Einen Motor bauen der auch auf Generator umgeschaltet wird?
Ich habe die Frage vorher schon gestellt aber mit mangelhafter Information.
Ich und mein Kollege haben ein Schulprojekt. Wir sollen einen Motor mit 3 Außenwicklungen bauen und haben auch Permanentmagneten. Wir haben 3 Kohlebürsten und 0,7mm Kupferdraht (mehr als 50m).
Es soll möglich sein von Generator auf Motor und umgekehrt umgeschalten zu werden. Bei Generatorbetrieb wird der Läufer mechanisch angetrieben (zB. Mit einer Akku Bohrmaschine) und ein Lithium Ionen Akku soll aufgeladen werden, bei Motorbetrieb soll vom Akku gespeist werden und der Läufer sich drehen.
(Was uns als kleines Hilfsmittel gegeben wurde)
Wir sollen das auf einer Holzplatte aufbauen.
Wir sind jetzt noch am Anfang und haben quasi nichts geschafft. Ich habe sehr lange recherchiert und bei Werkstätten gefragt wie ich das machen kann doch weis niemand weiter.
Kann mir jemand videos oder sonst irgendwas empfehlen wie ich das bewältigen kann?
Danke im voraus!
6 Antworten
Da sind gewisse Widersprüche in der Aufgabenstellung
- Generator geht nur mit Permanentmagnet (passt auch für Motor)
- "3 Aussenwicklungen" ist unklar. Das ist für kleine DC-Selbstbauprojekte kaum möglich, denn das ergäbe eher eine AC-Drehstrommaschine, für die eben Drehstrom nötig wäre
Umsetzung Motor/Generator:
- Aussen ist üblicherweise der oder die Permanentmagnet(e)
- Innen (am Rotor) ist die Elektromagnet-Spule.
- Einfachste Version ist der Stab-Elektromagnet, wie er in deinem Bild zu sehen ist. Dafür brauchst du dann auch nur 2 Kohlebürsten (nicht 3). Diese Version muss als Motor möglicherweise angekickt werden, damit sie läuft.
- Selbstanlaufend sind Rotoren im 3-T-Format mit drei Innenwicklungen und drei Kontakten am Kollektor (3 "einzelne" Elektromagneten, statt nur einer). Aber auch hier braucht es nur 2 Kohlebürsten.
- Für das Aufladen eines Akkus muss dann zuerst die korrekte Drehrichtung bzw. Polarität des erzeugten Stroms ermittelt werden. Zudem muss die Position der Bürsten am Kollektor so sein, dass er keine Negativ-Anteile (kurze umgepolte Spannungspulse) ausgegeben werden (mit Oszilloskop erkennbar).
Im Prinzip reicht beim Läufer eine Wicklung, so ähnlich wie auf dem Bild. Mit dem Nachteil, dass der Motor ev. angekickt werden muss.
Die "Magnetkraft" ergibt sich aus Windungszahl mal Stromstärke, die du dann durchfliessen lässt. Wenn du also die Windungszahl verdoppelst, kannst du die Stromstärke halbieren, und hast noch den gleichen Magnet-Effekt.
Es hängt alles zusammen:
Die Windungszahl ist abhängig von Drahtdicke (Platz, Gewicht!) und vorgesehener Betriebsspannung. Und die Spannung ist abhängig von nötiger Stromstärke und Widerstand (Drahtdicke und -länge).
Für hohe Spannung muss der Draht länger und dünner sein, die Windungszahl höher.
Für so kleine Bastelprojekte reichen ein paar Dutzend Windungen, aber der Draht muss die Stromstärke (wohl unter 1A) aushalten können, vermutlich wird da sehr kleine Spannung (1-3 Volt) genügen.
Diese Metallbleche sind für einen leistungsfähigen Elektromotor ungeeignet, die sind nämlich kaum richtig magnetisch.. Du bräuchtest ein Material wie spezielle Transformatorenbleche, die den Magnetismus gut speichern können..
Dieser auf dem Bild gezeigte Motor dreht sich zwar, damit kannst Du aber kaum etwas antreiben..
Bei diesem Motor als Generator, da braucht man eine Fremderregung.. Am Stator muss eine externe Spannung angelegt werden. Das ist wie ein Dauermagnet für den Rotor. Wenn der Generator genügend Strom liefert, muss die fremderregte Spule abgeschaltet werden, und der Strom auf den Rotor gelegt werden.. Dann wird die auch die Statorspule mit Strom versorgt..
und man benötigt für den Generatorbetrieb hohe Undrehungszahlen des Rotors..
In einer Lichtmaschine geschieht die Umschaltung durch Relais, sobald genügend Spannung erzeugt wird, schaltet das Relais die Fremderregung ab..
Bei Permanentmotoren ist das viel einfacher zu bewerkstelligen..
LA
Schau dir mal das Video an, kann sein, dass das weiterhilft.
Vermutlich drei Rotorwicklungen statt drei Statorwicklungen?
Dann siehe https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/kraft-auf-stromleiter-e-motor/aufgabe/dreifach-t-anker für eine Skizze.
Für den Kommutator könnt ihr einen Messingstreifen nehmen, wie man ihn als "Heftstreifen" im Bürobedarf bekommt. Rundbiegen (sodass er sich ohne Spannung der Trommel anpasst), aufkleben, durchsägen. (Oder erst durchschneiden, dann aufkleben - aber dann muss man genau messen.)
Warum das Gerät als Gleichstrom-Motor und -Generator arbeitet, dürft ihr selbst überlegen.
Ein Motor ist ein Generator....
Strom rein, bewegung raus.
Umgekert... Bewegen und an den Stromanschlüssen kommt Strom raus.
(Induktion... Googeln)
Mario
So einfach ist das oder brauche ich da noch was spezielles dazu?
Das kann man doch googeln. Ich selber weis das Stromprotuktion etwas mit magnetischer Induktionzu tun hat. In einen Motor wird Strom in einen Elektromagneten gegeben und der drecht sich dann.
Aber Google das.
Es gibt, um es etwas komplizierter zu Machen 3 Maxwellgleichungen, die das beschreiben.
Das sind aber 3 KreisIntegrale.. Maxwelgleichungen auch googeln.
Die versteht man aber erst im 13. Jahrgang.
Mario
Muss bei dem Läufer eine Wicklung sein oder mehrere und wie hoch sollte die Windungszahl sein bzw was für eine Auswirkung hat eine kleinere/größere Windungszahl?