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Modell einer Wirbelstrombremse
 
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Wirbelstrombasti
Gast





Beitrag Wirbelstrombasti Verfasst am: 23. Okt 2016 17:41    Titel: Modell einer Wirbelstrombremse Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo liebe Forianer,
ich bin Sebastian, 28 Jahre und soll im Rahmen einer Studienarbeit ein Modell einer Wirbelstrombremse bauen. Da ich aus der KFZ-Technik komme, habe ich mir ein Radlager besorgt, eine Bremsscheibe drauf montiert und statt Bremsbelägen zwei 100KG Elektromagneten jeweils rechts und links der Scheibe montiert. Ohne die Magneten zu bestromen dreht die Bremsscheibe ganz frei, schließe ich nun eine 12V Batterie an, entsteht ein Bremsmoment. So weit, so normal. Leider ist die Bremswirkung nur relativ gering, was mir für mein Modell nicht ausreicht. Ich habe überlegt, dass die innenbelüftete Scheibe und das Material (Stahlguss) ein Problem sein könnten. Deswegen habe ich mir eine Bremsscheibe aus Aluminium, ohne Belüftung nachbauen lassen. Allerdings ist der Bremseffekt nun vollkommen weg, ich kann beide Elektromagneten bestromen, aber es tritt keine Abbremsung auf.
Im Moment stehe ich hier und verstehe die Welt nicht mehr. Durch die bessere elektrische Leitfähigkeit von Alu hatte ich mir einen guten Effekt vorgestellt, aber dass nun GAR KEINE Abbremsung stattfindet, verwundert mich.

Vielleicht könnt Ihr mir aus diesem Gedankenbrei heraushelfen?

Vielen Dank im Vorraus!

MfG Sebastian

Meine Ideen:
Die Innenbelüftete Stahlscheibe könnte vielleicht doch geholfen haben, vielleicht ist die Alu-Scheibe mit der Dicke von 25mm zu dick?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14271

Beitrag GvC Verfasst am: 24. Okt 2016 12:35    Titel: Antworten mit Zitat

Hast Du mal versucht, einen der beiden Magnete umzupolen? Kannst Du eine Skizze Deiner Anordnung hochladen?
Wirbelstrombasti



Anmeldungsdatum: 24.10.2016
Beiträge: 1

Beitrag Wirbelstrombasti Verfasst am: 24. Okt 2016 13:55    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo und danke für die Antwort.

Ich habe das Modell mit der Stahlbremsscheibe fotografiert, da sieht man ganz gut, was ich gebaut habe.
Nur dass jetzt anstelle der Bremsscheibe eine Aluminiumscheibe befestigt ist.

Die Polarität der Magnete habe ich schon in allen Möglichkeiten geändert, ohne eine Änderung.

Jetzt weiß ich nicht, was schief gelaufen sein könnten.

http://www.directupload.net/file/d/4518/8e3e8x87_jpg.htm

http://www.directupload.net/file/d/4518/xw85a75n_jpg.htm

http://www.directupload.net/file/d/4518/d5zzoi9t_jpg.htm


MfG Basti
Wirbelstrombasti.
Gast





Beitrag Wirbelstrombasti. Verfasst am: 25. Okt 2016 12:14    Titel: Antworten mit Zitat

Hat denn wirklich niemand eine Idee? Nicht mal einen Ansatz, warum die Bremse nicht mehr arbeitet?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14271

Beitrag GvC Verfasst am: 25. Okt 2016 12:32    Titel: Antworten mit Zitat

Ich bin nicht ganz sicher, ob das der Grund ist, aber Du führst ja den magnetischen Fluss über die Befestigungen aus Eisen, die beiderseits in den Bremscheibenbereich hineinragen, wieder durch die Bremsscheibe zurück, so dass im Bereich Besfestigung - Magnete - Besfestigung der Gesamtfluss praktisch Null ist. Du solltest den magnetischen Kreis so schließen, dass der "Rückfluss" nicht durch die Scheibe geht.
thx2
Gast





Beitrag thx2 Verfasst am: 25. Okt 2016 17:04    Titel: Re: Modell einer Wirbelstrombremse Antworten mit Zitat

Wirbelstrombasti hat Folgendes geschrieben:
zwei 100KG Elektromagnete

Was soll das bedeuten?
100 KiloGauß?
das wären 10 Tesla

Mess doch mal mit einer Hallsonde
thx2
Gast





Beitrag thx2 Verfasst am: 25. Okt 2016 17:26    Titel: Antworten mit Zitat

Bei dem Bild Nr.3 entsteht der Eindruck,dass die Magnete falsch eingebaut
wurden
So als ob 2 gleiche Pole gegenüberstehen
Funktioniert so eine Anordnung dann überhaupt?
Bibliothek
Gast





Beitrag Bibliothek Verfasst am: 25. Okt 2016 17:44    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,
ich glaube die ->100 Kilo Gramm Hubmagnete?<- sind nicht geeignet. Der magnetische Fluss geht doch vom Kern des Magneten durch die Bremsscheibe zurück in den Mantel des Magneten. Das erzeugt zwei gegeneinander drehende Wirbelfelder, die sich teilweise aufheben.

Grüße
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14271

Beitrag GvC Verfasst am: 25. Okt 2016 17:52    Titel: Antworten mit Zitat

thx2 hat Folgendes geschrieben:
Was soll das bedeuten?
100 KiloGauß?
das wären 10 Tesla


Na ja, die Spulen sehen nicht so aus, als seien sie supraleitend. Vermutlich meint er 100 kg, was einer Haftkraft von ca. 1000 N entspricht.

Übrigens: Ich hab' mir die Bilder nochmal genau angeschaut. Die in meinem vorigen Beitrag geäußerte Vermutung ist vermutlich totaler Müll. Denn erstens geht nur ein Teil des Rückflusses durch die Scheibe, und zweitens sind Hin- und Rückweg des Flusses so weit voneinander entfernt, dass in jedem Fall eine Bremswirkung feststellbar sein müsste. Vermutlich stimmt tasächlich etwas nicht mit der Polung. Bleibt eigentlich nur die Messung des Magnetfeldes mittels Hallsonde, um den Fehler einzugrenzen.
Wirbelstrombasti.
Gast





Beitrag Wirbelstrombasti. Verfasst am: 26. Okt 2016 18:45    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für die Ideen!

Leider verfüge ich über keine Messinstrumente und kann mit einer Hallsonde nicht dienen.

Was mich am meisten wundert ist, dass das Experiment mit der Stahlbremsscheibe ja funktioniert hat. Oder habe ich damit einfach nur einen magnetischen Effekt hervorgerufen?
Immerhin ist die Scheibe ja innenbelüftet und hat an mehreren Stellen mehr Material als an anderen Stellen. Vielleicht funktioniert das ganze Modell ja überhaupt gar nicht und ich habe mit der Stahlscheibe nur einen anderen Effekt gespürt.

Übrigens habe ich bei den Versuchen testweise auch nur einen Magneten benutzt, ohne Änderung.

Es gibt ja diese Telekolleg-Videos, da gibt es einen ähnlichen Versuchsaufbau, nur mit dem großen Unterschied, dass die Magnete um 90° seitlich verdreht sind und über Platten aus vermutlich Eisen auf die Scheibe zeigen.

Youtube "16 Induktion 2 - Telekolleg " ab Minute 12. So sollte mein Versuch auch sein.

Zu den Magneten: Ja es geht um die Hubkraft, also das Gewicht, das die einzelnen Magnete anheben können.

Vielen Dank für die Hilfe, ich weiß das sehr zu schätzen!

MfG Basti
Bibliothek
Gast





Beitrag Bibliothek Verfasst am: 27. Okt 2016 14:00    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,
Wirbelstrombasti. hat Folgendes geschrieben:

Zu den Magneten: Ja es geht um die Hubkraft, also das Gewicht, das die einzelnen Magnete anheben können.

mit diesen Magneten geht es nicht. Die Feldlinien müssen senkrecht durch die Bremsscheibe laufen. Bei den Hubmagneten entsteht ein magnetischen Kurzschluss zwischen den Polen durch die Stahlscheibe. Die Feldlinien laufen im Kurzschluss nahezu waagerecht durch die Scheibe und tragen nichts zur Bremswirkung bei.
Du muss dir andere Magnete besorgen.

Grüße
Wirbelstrombasti.
Gast





Beitrag Wirbelstrombasti. Verfasst am: 27. Okt 2016 16:34    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für deine Meinung.
Dazu zwei Rückfragen:
1. Warum hatte ich dann eine Bremswirkung mit der Stahlscheibe? Magnetismus?
2. Welche Magneten sind dann geeignet?
So langsam komme ich zeitliche Schwierigkeiten, das Projekt sollte in den nächsten Tagen abgeschlossen werden.

Danke und Grüße
Basti
thx2
Gast





Beitrag thx2 Verfasst am: 27. Okt 2016 17:21    Titel: Antworten mit Zitat

und wenn du die Magnete etwas auseinanderziehst
und dann zwei dünne Stahlscheiben auf die Magnete legst?
Wirbelstrombasti.
Gast





Beitrag Wirbelstrombasti. Verfasst am: 27. Okt 2016 19:39    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe heute nochmal versucht, die Elektromagneten in Reihe zu schalten, statt parallel. Ausser dass der Radioempfang im näheren Umkreis zusammenbricht, passiert nichts.

Ich hatte die Idee, dadurch einen großen Magneten zu bauen, aber das ging offensichtlich auch schief.

Meinst Du, ich soll die Platten zwischen Scheibe und den Magneten befestigen? Damit könnte man einen Effekt verstärken, aber nur, wenn der Effekt überhaupt spürbar ist, oder irre ich da?

Danke für eure Hilfe!!
thx2
Gast





Beitrag thx2 Verfasst am: 27. Okt 2016 20:52    Titel: Antworten mit Zitat

Wirbelstrombasti. hat Folgendes geschrieben:

Meinst Du, ich soll die Platten zwischen Scheibe und den Magneten befestigen?

ja das meine ich,weil es bei Stahl funktioniert
und um ein gutes Feld aufzubauen
Vielleicht stimmt das ja mit dem magnetischen Kurzschluß

Auf dem 3.Bild sind in dem Eisenjoch 4 weiße Zylinder eingebaut
Was ist das?
Mir scheint es so,als ob die den magnetischen Fluß stören

Man könnte auch mal die Spannung verkleinern

Hast du schon mal getestet,ob die Aluminiumscheibe den Strom gut leitet
Manchmal ist billiges Aluminium mit Kohlenstoff verunreinigt

Hast du schon mal eine Aluminiumfolie durch die Magnete bewegt?

und du bist sicher,dass bei den Magneten ein Nordpol einem Südpol gegenübersteht?
Vielleicht falsch beschriftet
Hast du nicht so einen kleinen Kompass den man in das Feld halten könnte?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14271

Beitrag GvC Verfasst am: 28. Okt 2016 10:20    Titel: Antworten mit Zitat

Wirbelstrombasti. hat Folgendes geschrieben:
1. Warum hatte ich dann eine Bremswirkung mit der Stahlscheibe? Magnetismus?


Du hast zwei Hubmagnete verwendet, die normalerweise wie in Abb. a) aufgebaut sind. Bei Verwendung einer Stahlscheibe wurde wegen der magnetischen Leitfähigkeit des Stahls der magnetische Fluss in die Scheibe hineingezogen mit entprechenden senkrecht zur Stahlscheibe liegenden Feldanteilen. Aluminium ist dagegen ein magnetischer Nichtleiter. Der Fluss verläuft im wesentlichen außerhalb der Scheibe zwischen Nord- und Südpol.

Wirbelstrombasti. hat Folgendes geschrieben:
2. Welche Magneten sind dann geeignet?


Solche wie nach Abb. b). Wenn Du davon je einen auf jeder Seite der Scheibe anordnest und mit der richtigen Polung anschließt, dann geht der gesamte magnetische Fluss senkrecht durch die Scheibe.

Übrigens: Müssen es denn unbedingt Elektromagmete sein? Reichen nicht auch Permanentmagnete?



Elektromagnet.jpg
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Bibliothek
Gast





Beitrag Bibliothek Verfasst am: 28. Okt 2016 12:16    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,

Wie in deinem Video, ein C-förmiges Joch um die Scheibe bauen, und die Spule selber wickeln.

Ich würde auch mal bei Wirbelstombrems-Anbietern nachfragen, ob sie für Demozwecke Teile haben.

Grüße
Wirbelstrombasti.
Gast





Beitrag Wirbelstrombasti. Verfasst am: 30. Okt 2016 11:21    Titel: Antworten mit Zitat

Aber wo ist denn der Unterschied zwischen meinen Elektromagneten und dem auf der Abbildung b ?

Wenn ich Abbildung b nachbaue, würde ich damit ja auch ein paar Eisenspäne anziehen, also genau das gleiche, was mit meinen Elektromagneten passiert.

Also wenn ich das Problem richtig verstanden habe, liegt die Ursache darin, dass ich kein vernünftiges Magnetfeld erzeugt bekomme. Also zurück auf Anfang und neu denken. Wenn ich anstelle der Elektromagneten so ein C-förmiges Joch vor die Scheibe halte, jeweils links und rechts, dann könnte ich an einer Stelle diesen Eisen"klumpen" mit ordentlich Windungen versehen und hätte dadurch selber einen Magneten gebaut. Die Frage dabei ist dann, ob ich einen ausreichenden Effekt zustande bekommen kann.

Oder anders gefragt: Wie würdet ihr ein ausreichend großes Magnetfeld bei diesem Modell erzeugen?

Danke für eure Hilfe!
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14271

Beitrag GvC Verfasst am: 30. Okt 2016 13:57    Titel: Antworten mit Zitat

Wirbelstrombasti. hat Folgendes geschrieben:
Aber wo ist denn der Unterschied zwischen meinen Elektromagneten und dem auf der Abbildung b ?


Du hast, wie bereits gesagt, eine Anordnung entsprechend nachfolgender Abb. a). Der Fluss jedes Magneten hat gar keine Lust, senkrecht durch die Scheibe zu gehen, sondern geht lieber direkt vom Nord- zum eigenen Südpol. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn die beiden Hubmagnete - anders als hier gezeichnet - gegeneinander verdreht sind, was bei Dir möglicherweise der Fall ist. Nur wenn die Scheibe aus Stahl ist, wird ein Teil des Flusses in die Scheibe hineingezogen, wobei der Fluss aber größtenteils tangential in der Scheibe verläuft und die senkrechten Anteile sehr gering sind. Im Allgemeinen dürfte eine Anordnung entsprechend Abb. b) bereits ausreichen. Sie kann ein wenig verbessert werden durch eine Anordnung entsprechend Abb. c). Am besten dürfte die von Bibliothek vorgeschlagene Anordnung entsprechend Abb. d) sein.



Wirbelstrombremse_Vergleich.jpg
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Wirbelstrombremse_Vergleich.jpg


Wirbelstrombasti.
Gast





Beitrag Wirbelstrombasti. Verfasst am: 31. Okt 2016 10:37    Titel: Antworten mit Zitat

Okay, damit kann ich echt was anfangen. Solche Elektro-Hufeisenmagneten kann man vermutlich nirgendwo kaufen, also selber wickeln.

Gibt es Erfahrungen, was für einen Draht (Durchmesser?) ich nehmen sollte? Am besten Lackdraht, aber lieber einen dünnen mit mehr Windungen oder dick, dafür weniger Windungen?

Welches Material sollte ich für den Kern verwenden? Eine Legierung mit seltenen Erden wäre vielleicht übertrieben. Oder kann ich sogar meinen Elektromagneten verwenden?
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