12v dynamo

Met 9 magneten gaat dat sowieso niet; je hebt een even aantal nodig om ze afwisselend noord-zuid te kunnen plaatsen.

Zoiets zelf bouwen zonder gedegen kennis van elektrische en magnetische circuits is geen goed idee. Weet je wat inductie is? Magnetische reluctantie, permeabiliteit, wervelstromen, de invloed van de grootte van een luchtspleet, etc?

Ik snap dat het leuk is om zelfs iets te maken, maar ik denk dat je beter af bent met een bestaande motor, zoals een direct-drive BLDC van een elektrische fiets of zo.

Waarmee wil je het ding eigenlijk aandrijven? Welk toerental, koppel, en mechanisch vermogen heb je beschikbaar? Hoeveel variëren die nog? Waarschijnlijk heb je nog een soort van maximum power point tracking nodig; daarvoor heb je weer kennis van vermogenselektronica, embedded software, en meet- en regeltechniek nodig.

Als je wat duidelijker kunt omschrijven wat je precies wilt, kunnen we je misschien wel verder helpen.

Mee eens. Een generator bouwen als lagere school projectje om het principe aan te tonen is mooi, maar een constructie maken die zowel mechanisch,elektrisch bruikbaar is, robuust,compact lang meegaat en veilig is, is onbegonnen werk. Je zou beter je kruit verschieten om een bestaande machine in te bouwen.
Best is nog een klein zonnepaneeltje op het dak van je camper plaatsen.

Ik heb laatst een kippenhok gemaakt. Maar het zelf vlechten van het kippengaas ging me toch wat te ver.

Op 10 maart 2017 17:02:21 schreef lorrrr:
... de volgende koper draad: http://dutchrfshop.nl/geemailleerd-koperdraad-2mm.html

Al snel gaat het zogenaamde "skineffect" plaatsvinden. 2mm dik draad gebruikt dan snel onnodig veel koper.

Die 2m draad aldaar is erg duur, en met twee meter ben je er nog LANG niet. 200m is een veel betere schatting, en dan zit je ruimschoots boven wat je bij de sloop zou moeten betalen denk ik.

De constructie met "permanente magneten" is leuk, maar heeft als nadeel dat je opgewekte spanning evenredig is met het toerental. Dus als aandrijving een vast toerental heeft, dan is dat prima, maar anders verdomd onhandig. Een auto-dynamo heeft ipv de magneten een veldwikkeling. Door daar meer of minder stroom te laten lopen kan je regelen hoeveel spanning er uit de dynamo komt. Dat regelen ze dan op die 14V af die nodig is om de accu te laden.

Wat heeft je op het idee gebracht om zelf een dynamo te gaan knutselen?
Denk je dat je het beter kan dan fabrikanten die al 100 jaar die dingen maken, of denk je dat het goedkoper kan?
In beide gevallen zit je er naast.

Je kan een accu ook niet met een oneindig hoge stroom opladen. Ook dat is een misvatting.
Om de accu heel te houden moet de maximale stroom juist beperkt worden.

Als je in een camper extra capaciteit wilt hebben is een tweede accu, meestal huishoudaccu genoemd, de aangewezen weg.
In de meeste gevallen, als je dus regelmatig rijdt, is de standaard dynamo van de auto goed in staat om ook die huishoudaccu bij te laden. Je hebt daarvoor wel een scheidingsrelais of een diodebrug nodig om te voorkomen dat door het ontladen van de de start- én de huishoudaccu de auto de volgende dag niet meer kan starten.

In het uiterste geval, als de dynamo van de auto onvoldoende vermogen kan leveren om twee accu's te laden, kan je ervoor kiezen om 2 dynamo's door de automotor te laten aandrijven.
De eenvoudigste en goedkoopste oplossing is dan om op de sloop een tweede dynamo, compleet met regelelektronica, te kopen en de tweede dynamo door de automotor te laten aandrijven.

Mee voorgaande commentaren eens, zet het maar uit je hoofd. Ik ben zijdelings betrokken geweest bij een project om een gelijkstroomdynamo (klassieke motorfiets) te vervangen door een uiterlijk net zo ogende wisselstroomdynamo met permanente magneten. Je moest eens weten hoeveel daar mee geëxperimenteerd is om er voldoende vermogen uit te krijgen en het mechanisch betrouwbaar te krijgen. (Hoe denk je de magneten vast te zetten?) Uiteindelijk zouden de productiekosten voor kleine series nog in de honderden euro's per stuk lopen. Daar komen ook nog de kosten van een spanningsregelaar bij.
Zo ik het lees draaien zowel de magneten als de spoelen? Dat laatste zal wel een vergissing zijn. Maar "hierrond", betekent dat dat de magneten draaien binnen de spoelen?(*) Dan krijg je, met deze grote magneten, dramatisch grote luchtspleten. Voor kleine luchtspleten zul je een vlakke krans van magneten en een vlakke krans van spoelkernpolen moeten toepassen. Mooie mechanische klus om dat betrouwbaar voor elkaar te krijgen.
Koperdraad is één ding, maar wat dacht je te gebruiken voor de spoelkernen en de rest van de magnetische circuits? Vraag voor de aardigheid eens bij een trafoblikleverancier wat het zou kosten om e.e.a. op maat voor je te fabriceren. Je bent echt aangewezen op courante blikmaten (zoals EI-serie). Trafoblik is niet het meest prettige materiaal om mechanisch te bewerken, en het wordt magnetisch ook niet beter van bewerkingen.

(*) ik had het plaatje niet gezien

Waarmee wil je je generator aandrijven, komt die op de motor of een windmolen of iets anders?
Als je het op de motor van je bus wilt aansluiten is een tweede dynamo van een auto denk ik makkelijker, misschien ook bedrijfszekerder. Eigenlijk weet ik dat wel zeker...

Het zelf maken van een dynamo is ingewikkelder dan het lijkt, zeker als je er serieus vermogen uit wilt halen.
Toch waardeer ik je insteek om het zelf eens te proberen. Als je dat echt gaat doen;

• Maak de spoelen om de zwarte blokjes (in je tekening) die aan het vaste gedeelte (stator) zitten.
• Neem op het draaiend gedeelte (rotor) een even aantal magneten, een veelvoud van het aantal spoelen. Bij vier spoelen gebruik je bijvoorbeeld vier of acht twaalf magneten.
• De magneten plaats je om en om, dus het noorden van de ene magneet is naar buiten gericht en dat van de volgende is weer naar binnen gericht.
• In plaats van permanente magneten kan je ook een elektromagneet (bewikkelde rotor) maken. Dan heb je slepers en sleepringen nodig.
• Houd de afstand tussen de rotor en de kernen van de spoelen zo klein mogelijk, maar wel groot genoeg dat ze elkaar niet raken.

Dit geeft misschien een inzicht in het werk dat je dan te wachten staat. Het valt of staat er ook wel een beetje mee hoe makkelijk je aan materialen kunt komen en/of die kunt bewerken.

Op 10 maart 2017 18:57:35 schreef rew:
De constructie met "permanente magneten" is leuk, maar heeft als nadeel dat je opgewekte spanning evenredig is met het toerental. Dus als aandrijving een vast toerental heeft, dan is dat prima, maar anders verdomd onhandig. Een auto-dynamo heeft ipv de magneten een veldwikkeling. Door daar meer of minder stroom te laten lopen kan je regelen hoeveel spanning er uit de dynamo komt. Dat regelen ze dan op die 14V af die nodig is om de accu te laden.

Als ik Lorrrr goed begrijp wil hij een synchrone machine maken, de spanning daarvan is afhankelijk van de belasting omdat deze als een stroombron werkt. In onbelaste toestand of bij laag toerental is het een ander verhaal, dan is de spanning wel afhankelijk van het toerental. Met een accu aangesloten is het een kwestie van gelijkrichten en het werkt wel. Of het haalbaar is om een generator met voldoende vermogen te bouwen is een ander verhaal. Of meer elektronica zoals beveiliging tegen overladen nodig is is nog een vraag.

Bij vier spoelen gebruik je bijvoorbeeld vier of acht magneten

@Sander: hoe krijg je dan een rondlopend magnetisch circuit met 8 magneten om en om? Of bedoel je 8 statorpolen waarvan 4 voorzien van een spoel? Misschien zie ik domweg iets over hoofd.

Hm, je hebt gelijk, wat stom van mij. Kennelijk was ik niet meer helemaal helder...
Je kunt vier magneten gebruiken of twaalf, om en om geplaatst. Acht werkt niet goed, dan gaan ze elkaar tegenwerken.
Als je rotor heel groot wordt kan je eventueel meer magneten gebruiken, de velden moeten om en om door de spoelkernen naar binnen of naar buiten wijzen.

Je kunt ook één magneet gebruiken als je rotor klein is of je magneet sterk, dat is makkelijker.

Ik peins er persoonlijk niet over om zelf dynamo's te gaan lopen maken. Zeker niet een met permanente magneten er in. Dat wordt een zeer lomp en zwaar ding. En hoe kom je aan je blikpakketten. Het benodigde electrostaal zoals dat heet is een van de duurste staalsoorten. Gewoon omdat het heel speciaal is wat niet door elke staalabrikant gemaakt kan worden. Ook de handling van dit materiaal is erg lastig. In de professinele transformatoren en motoren maak sfeer worden daar speciale gereedschappen voor gebruikt. De metalen lamellen worden gestanst om de maatvoering exact goed te krijgen. Het wikkelen van een spoel is ook niet echt makkelijk.

Hier een zeer oud filmpje waarin goed getoond wordt wat er nodig is om de electromotoren van locomotieven te maken. Nu is dat allemaal natuurlijk geautomatiseerd. Jij moet dit soort werk allemaal zelf gaan lopen doen. Dus al die lamellem met een rare vorm met de hand op maat gaan maken enzo.

Meer vermogen in je camper is leuk natuurlijk. Meestal een is een tweede accu (met een goed gescheiden laadsysteem) meer dan voldoende om een 's avonds een koelkastje en een lampje te laten werken. Wil meer gebruikers zoals een lampenrek voor op de auto een berg computers en radioapparatuur mee dan kan een grotere of tweede dynamo (van de sloop o.i.d.) soelaas bieden. Of misschien een zonnepaneel.

Er zijn natuurlijk vele mogelijke combinaties van magneten en statorpolen, elk met hun eigen voor- en nadelen. Het is gebruikelijk om een dergelijke motor of generator met 3 fasen in ster te maken, en dat betekend dat het aantal statorpolen deelbaar moet zijn door 3. Daarbij is het handig om het geheel mechanisch symmetrisch te maken, omdat de radiale krachten dan in balans zouden moeten zijn, waardoor de lagers veel minder zwaar belast worden. Dat betekend dus dat het aantal statorpolen deelbaar moet zijn door 6.

Aangenomen dat je magneten gebruikt waarvan de grote vlakken en noord- en zuidpool vormen (dus niet de randen), heb je een veelvoud van 2 nodig om ze afwisselend noord- en zuid te kunnen plaatsen. Als je spoelen parallel gaat zetten, moeten ze absoluut dezelfde veldsterkte en polariteit zien; als de polariteit tegengesteld is, moeten ze in tegenfase parallel gezet worden, anders krijg je grote onderlinge stromen die niets opleveren maar wel veel verliezen geven. Spoelen die in serie staan mogen in principe wel een verschillend veld zien, maar dat betekend dat ze een deel van de tijd een spanning van tegengestelde polariteit (maar verschillende amplitude) geven, en daarmee wordt de verhouding van de spanning en inductie minder gunstig, en dat beperkt de stroom die je eruit kunt trekken.

Blikpakketten zijn inderdaad moeilijk om te maken, maar voor een axiale flux motor/generator is dat veel eenvoudiger, en je kunt ze zelfs maken zonder blik, omdat de magnetische padlengte relatief klein is. De magneten kunnen op een gewone stalen schijf, en aangezien er in de rotor geen wisselende velden bestaan geeft dat geen ijzerverliezen.

Ik zat me laatst af te vragen of je een SMC (soft magnetic composite) kern met een complexe vorm zou kunnen maken door een mal te 3D-printen en die te vullen met giethars gevuld met poedervormig ijzeroxide (ferriet).

Hoi Lorrrr,

Zelf zou ik denken aan een oplossing met zonnecellen of een kleine windturbine om het leven wat makkelijker te maken. Maar als je tijd genoeg hebt is het leuk om je eigen generator te bouwen. Op Youtube zijn zat voorbeelden te vinden die je als idee zou kunnen gebruiken. Gebruik als spoel een willekeurige transformator met een vermogen van 60VA (12V.5A)) en ga experimenteren. Het levert een hoop werk op maar is ook leuk en leerzaam. Suc7 in ieder geval. Ik las in de specs van de magneten dat de randen de N- of Z-pool zijn. Dan kun je in ieder geval de luchtspleet tussen magneet en spoel zo klein mogelijk houden. Idee voor een rotor: neem een blok hardhout, draai het rond in een draaibank en maak dan er gleuven in voor de magneten, as op het hart van de rotor en je kunt er een accutol aan vast maken en laten ronddraaien. Hou er wel rekening mee dat de magneten goed vast zitten

Everhard Goos

@toeter: Youtube staat vol met filmpjes van mensen die voor 99% ook geen flauw benul hebben waar ze mee bezig zijn. Om eerlijk te zijn schaar ik jou daar ook onder, want wat je voorstelt raakt echt kant nog wal. En goede generator ontwerpen vereist echt meer dan wat koperdraad en een magneet aan een stuk hout. Je zult al geluk hebben als je dat met dan 5W uit krijgt, om nog maar te zwijgen over het rendement.

Magnetische paden moeten gesloten zijn, met als enige lichtgat de ruimte die je nodig hebt tussen de magneten en statorpolen om de rotatie mogelijk te maken.

Als je een idee hebt kun je het proberen te simuleren met een programma als FEMM (gratis), maar dat is alsnog niet eenvoudig.

@SparkyGSX:

Blikpakketten zijn inderdaad moeilijk om te maken, maar voor een axiale flux motor/generator is dat veel eenvoudiger, en je kunt ze zelfs maken zonder blik, omdat de magnetische padlengte relatief klein is. De magneten kunnen op een gewone stalen schijf, en aangezien er in de rotor geen wisselende velden bestaan geeft dat geen ijzerverliezen.

Hoe valt dit te rijmen met

Magnetische paden moeten gesloten zijn, met als enige lichtgat de ruimte die je nodig hebt tussen de magneten en statorpolen om de rotatie mogelijk te maken.

Je kunt wel wat elektriciteit opwekken met luchtspoelen, maar als je er ook nog serieus vermogen uit wilt halen dan red je het daarmee niet, en zelfs niet met ferrietkernen. Het is ook niet helemaal juist dat er geen ijzerverliezen in de stator zouden optreden. De wisselstromen door de spoelen verstoren het permanente magneetveld in de stator en geven daarin hysterese- en wervelstroomverliezen.

Het zelf bouwen van een alternator of een dynamo kan erg nuttig zijn als leerproject, vooral als men er veel tijd kan insteken en een goed uitgeruste werkplaats ter beschikking heeft. Het practische nut van een dergelijke oefening zal echter tegenvallen.

Als het er om gaat om in een kampeerbus permanent voldoende electrische energie ter beschikking te hebben , dan zijn er betere benaderingen, zoals reeds volop aangegeven. Woonbatterij om te beginnen. Diepontlaadbeveiliging daarna. Dan een of meerdere manieren om te laden: uit de reeds aanwezige alternator (als er elke dag gereden wordt), uit netstroom (als men vaak genoeg aan een stopcontact kan, bv. op een camping), uit PV-panelen (als men vooral in de zomer reist en/of in zuiderse contreien), uit een generator (indien niets van dat alles).

Op 12 maart 2017 19:45:25 schreef aobp11:Het is ook niet helemaal juist dat er geen ijzerverliezen in de stator zouden optreden. De wisselstromen door de spoelen verstoren het permanente magneetveld in de stator en geven daarin hysterese- en wervelstroomverliezen.

Op zich waar, maar hysterese verliezen heb je altijd, ook met een gelamineerd blikpakket, en de fluxvariatie in het backiron van de rotor is gewoonlijk zodanig klein dat het niet nodig is om daar een gelamineerd blikpakket te gebruiken.

Bij een radiale flux motor/generator heb je het blikpakket nodig om het magnetische veld van de ene spoel naar de andere te krijgen; bij een axiale flux motor/generator, waarbij je gewoonlijk een pakket spoelen (stator) tussen 2 draaiende schijven met magneten zet, is dat niet nodig. Natuurlijk heb je een effectief luchtgat zo groot als de spoelen dik zijn, plus de clearance, maar daar is nog wel mee te leven. Er bestaan immers ook geborstelde DC motoren met ijzerloze kern (o.a. van Maxon), en die hebben ook een uitstekend rendement; je moet alleen compenseren door grotere en duurdere magneten te gebruiken.

@SparkyGSX: Bedankt voor je toelichting, ik had niet aan deze constructie gedacht. Met wat dikkere ND magneten heb je inderdaad nauwelijks meer wervelstroom in de schijven. Blijft nog wel de vraag of je genoeg wikkelruimte hebt om een voldoend hoge wisselspanning op te wekken en tegelijk een voldoend lage koperweerstand te hebben. Kan ik niet zo gauw concreet beoordelen.
Terzijde, zo'n type dynamo is m.i. praktisch gesproken niet zelfbegrenzend.