Kupferdichte am 18N Stator

Theorie

Die Wicklung des 18N16P Monsterditto 1 hatte 18Wd mit Kupferdraht 0,5mm

Beim Monsterditto 2 (Stator rechts im Bild) waren es dann schon 14Wd mit 0,67er Kupferdraht je Zahn

Das ist der Einfach_18N20P mit 15Wd 0,65er Draht.

Das Monster 3 hatte 12 Wd mit 0,71er Draht je Zahn. Eine 13. Wd hätte unter Umständen noch in die Nuten gepasst, aber ich hatte damals noch nicht Vertrauen zu meiner Wickeltechnik

Hier wurden für die Monstervariante Nr. 4 je Zahn 10 Wd mit 0,8er Draht gewickelt.
Das Bild zeigt, dass fast kein freier Platz mehr zu erkennen ist.
Realisierbar war die Wicklung nur dergestalt, daß in der oberen Lage die Windungen der nebeneinanderliegenden Zähne quasi verzahnt aufgebracht worden sind.
Die untenstehende Tabelle zeigt, daß das Monster 4 etwa 25% mehr Kupfer im Stator hat, als das Monster 1
Dafür nehme ich den etwas "unaufgeräumten" Anblick der Wicklung gern in Kauf.

Das sind jetzt 11 Wd 0,8er Draht auf einem Einfach-18N, testweise 1 Phase aufgewickelt.

Die nächste Steigerung: 9 Wd 0,85. Es geht! Leider mußte ich diese Wicklung nach Aufbringen der 2. Phasenhälfte wegen eines Statorschlusses wieder abgewickeln. Die Kupfermenge dieser Wicklung war gegenüber den Anfängen meiner Monsterwickelei um über 50% erhöht. Dem Wirkungsgrad kommt es auf jeden Fall zu Gute.
Für den Hubi habe ich inzwischen tatsächlich 8Wd mit 0,91 im Stator unterbekommen. Das war aber eine böse Fädelei!

Zusatz vom 04.11.2004:
Es geht immer noch etwas. Dieses Bild zeigt den 14 x0,71er 18N Dittostator.
Damit sind 199,44 mm²Kupfer in den Nuten verschwunden.
Das bedeutet eine nochmalige Steigerung um fast 10%!
Als Fazit zeichnet sich ab, daß mit einer 2 x0,71er Bifilarwicklung ein 7-Winder mit ausgezeichnetem Füllgrad realisierbar ist.
Andererseits rückt die Realisierung einer 13 x 0,75er Bewicklungsvariante in greifbare Nähe.
Damit könnte der Füllgrad erstmals die 200mm²-Grenze überschreiten.

Zusatz vom 15.08.2005
Im Zuge der Weiterentwicklung des Kuni-Godzilla habe ich mich nochmal über den 9N-Dittostator hergemacht, um sehen, ob der Füllgrad weiter zu steigern wäre.
Der mittlere Zahn ist mit 8Wd 1,18er Draht bewickelt.
Der rechte Zahn zeigt, daß es auch mit 1,2er möglich ist, 8 Windungen unterzubringen.
1,2 mm ist aber auch die Breite der Lücke am Hammerkopf!
So war es möglich, in einen Füllgradbereich vorzustoßen, der bisher allein dem 18N vorbehalten war.
Noch dickerer Draht muß dann vollständig gefädelt werden.
Das wurde am linken Zahn mit 8Windungen 1,35mm realisiert. das wären dann 180mm²Kupfer im 9N Dittostator.
Ich glaube jedoch nicht, daß sich jemand der Tortur unterziehen will, diese Bewicklung wirklich zu realisieren.

Im der folgenden Tabelle habe ich die in 2 Lagen realisierbare Wicklungszahl und den daraus resultierenden Kupferquerschnitt im Stator am 9N Dittostator dargestellt.
Die letzte Spalte jeder Tabelle zeigt nach der Formel

Drahtquerschnitt x gewickelte Drähte x Zahl der bewickelten Zähne x 2(beide Seiten)

wieviel mm² Kupfer im Stator eingebracht worden sind.

9N 36,5mm	in 2 Lagen gewickelt	Cu- Querschnitt
Ø Draht	Wd realisiert	eine Wicklung	Motor ges.
[mm]	Stck	[mm²]	[mm²]
0,5	20	3,93	70,74	getestet
0,56	19	4,68	84,24	standard9N
0,65	17	5,64	101,52	getestet
0,71	15	5,94	106,92	super9N II
0,75	14	6,19	111,42	empirisch
0,8	13	6,53	117,54	Super9N IV
0,91	11	7,15	128,7	Godzilla 9N
1,2	8	9,05	162,9	für Kunigodzilla
1,35	7	10,02	180,36	Testwicklung

Jetzt nochmal das gleiche für den 18N-Ditto-Stator

18N 36,5mm	in 2 Lagen gewickelt	Cu- Querschnitt
Ø Draht	Wd realisiert	eine Wicklung	Motor ges.
[mm]	Stck	[mm²]	[mm²]
0,5	21	4,12	148,32	(testwicklung)
0,56	17	4,19	150,84	(testwicklung)
0,6	17	4,24	152,64	(Ditto 1)
0,65	15	4,98	179,28	(einfach18N20P)
0,71	(04.11.2004) 14	5,54	199,44	(7,5mm 18N)
0,75	11	4,86	174,96	empirisch
0,8	10	5,03	181,08	(Monster 4)
0,85	9	5,11	183,96	Übermonster
0,91	8	5,2	187,2	Übermonster II
1,0	6	4,71	169,56	testwicklung
1,06	5	4,41	158,76	mein 3x
1,2	4	4,52	162,72	3x micha

Fazit:

Der 18N Stator lässt bei zweilagiger Wicklung eine deutlich höhere Kupfermenge im Stator als der 9N zu.
Damit ist beim 18N grundsätzlich ein höherer Wirkungsgrad als beim 9N erreichbar.

Eine Bifilarwicklung würde nach diesen Ergebnissen am 18N-Ditto-Stator keine Verbesserung des Füllgrades bringen.

Auch 8 Wd 0,91er Draht bedeuten keine wesentliche Vergrößerung des Kupferfüllgrades gegenüber den 10Wd 0,8er Draht mehr.

Dabei ist zu beachten, daß auch die Spulenlänge mit sinkender Windungszahl absinkt und so der elektrische Innenwiderstand noch schneller sinkt, als der Füllgrad ansteigt. vgl. dazu auch die Ergebnisse im Abschnitt Innenwiderstand

Ein sehr hoher Füllgrad hat auch 2 neagtive Wirkungen:
- die Kühlung verschlechert sich
- unter Umständen ist das Statoreisen bereits bei einem niedrigeren Füllgrad bereits so übersättigt, daß nur noch eine unterproportionale Leistungssteigerung erfolgt.

Es ist gut möglich, daß andere besser wickeln können als ich.....aber wenigstens die Grundrichtung sollte klar zu sehen sein. Ungeübte Wickler sollten von den hier genannten Windungszahlen besser 1-2 abziehen, um Mißerfolgserlebnissen vorzubeugen.

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	Das sind jetzt 11 Wd 0,8er Draht auf einem Einfach-18N, testweise 1 Phase aufgewickelt.
	Die nächste Steigerung: 9 Wd 0,85. Es geht! Leider mußte ich diese Wicklung nach Aufbringen der 2. Phasenhälfte wegen eines Statorschlusses wieder abgewickeln. Die Kupfermenge dieser Wicklung war gegenüber den Anfängen meiner Monsterwickelei um über 50% erhöht. Dem Wirkungsgrad kommt es auf jeden Fall zu Gute. Für den Hubi habe ich inzwischen tatsächlich 8Wd mit 0,91 im Stator unterbekommen. Das war aber eine böse Fädelei!
	Zusatz vom 04.11.2004: Es geht immer noch etwas. Dieses Bild zeigt den 14 x0,71er 18N Dittostator. Damit sind 199,44 mm²Kupfer in den Nuten verschwunden. Das bedeutet eine nochmalige Steigerung um fast 10%! Als Fazit zeichnet sich ab, daß mit einer 2 x0,71er Bifilarwicklung ein 7-Winder mit ausgezeichnetem Füllgrad realisierbar ist. Andererseits rückt die Realisierung einer 13 x 0,75er Bewicklungsvariante in greifbare Nähe. Damit könnte der Füllgrad erstmals die 200mm²-Grenze überschreiten.
	Zusatz vom 15.08.2005 Im Zuge der Weiterentwicklung des Kuni-Godzilla habe ich mich nochmal über den 9N-Dittostator hergemacht, um sehen, ob der Füllgrad weiter zu steigern wäre. Der mittlere Zahn ist mit 8Wd 1,18er Draht bewickelt. Der rechte Zahn zeigt, daß es auch mit 1,2er möglich ist, 8 Windungen unterzubringen. 1,2 mm ist aber auch die Breite der Lücke am Hammerkopf! So war es möglich, in einen Füllgradbereich vorzustoßen, der bisher allein dem 18N vorbehalten war. Noch dickerer Draht muß dann vollständig gefädelt werden. Das wurde am linken Zahn mit 8Windungen 1,35mm realisiert. das wären dann 180mm²Kupfer im 9N Dittostator. Ich glaube jedoch nicht, daß sich jemand der Tortur unterziehen will, diese Bewicklung wirklich zu realisieren.