Ich habe endlich eine 100-Watt-Last an meinen Hall-Effekt-Controller angeschlossen

Hook

Ich habe mich endlich getraut, eine echte Last dranzuhängen. Eine 120-Watt-Halogenlampe, die richtig schön hell von der Spulen-Ausgangsspannung leuchtet, während der Hall-Effekt-Controller bei 75 Volt die ganze Show leitet.

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Wir starten bei 31–32 Volt auf einem Kreis und 75 Volt auf dem anderen. Der Rotor besteht aus vier Neodym-Würfelmagneten, Südpol nach außen, die auf einem Ringmagneten schweben. Man hört, wie er bei niedriger Spannung kämpft und dann plötzlich zum Leben erwacht, wenn wir die „Turbo-Booster“ hochdrehen. Die 120-W-Halogenlampe leuchtet hell auf – man sieht sofort, dass die Spannung wirklich da ist.

What you'll learn

Wie sich ein Hall-Effekt-Controller mit richtig viel Kupfer in Reihe verhält, was 75 Volt im Vergleich zu 31 Volt bewirken, warum der MOSFET einen großen Kühlkörper braucht und wie die magnetische Arretierung im eisenhaltigen PLA bei höheren Drehzahlen hilft.

From the bench

Die Werkbank ist wie immer chaotisch. Ein Netzteil versorgt ein Hochspannungsgerät, das die Spannung hochsetzt. Wir haben zwei 90°-Kreise, zwei Trigger und mehrere Spulen, die in Reihe geschaltet sind, um den Widerstand zu nutzen. An einer Spule hängt die 120-Watt-Halogenlampe direkt zwischen Plus und Minus, damit wir die Ausgangsspannung sehen können. Außerdem leuchtet eine Bedini-typische Lampe im Kreis richtig stark.

How it works / what we changed

Das ist ein Bedini-ähnlicher Motor mit Hall-Effekt-Controller. Der Rotor hat vier Neodym-Würfel, die magnetisch im eisenhaltigen PLA fixiert sind, damit sie bei hohen Drehzahlen nicht wegfliegen. Er schwebt auf einem 4-Zoll-Ringmagneten (Nordpol nach oben). Die Spulen sind eine Mischung: 16er mit 26er Trigger, trifilar 18-20-32 in Reihe, ein einzelner Trigger und eine Doppeltreiber-Spule mit je zwei 20er- und 32er-Drähten. Alles für diesen Test in Reihe geschaltet. Bei 31 Volt zieht der Kreis nur 100 mA, aber das zusätzliche Gewicht der Spulen bremst ihn. Bei 75 Volt zieht er sofort 3 Ampere bei 9 Volt Eingang und liefert 75 Volt an die Lampe. Beide Lampen leuchten brillant.

pulse motor

Der Pulsmotor hier verwendet viele kleine Spulen, die in Reihe geschaltet ordentlich Kupfer ergeben. Das bringt guten Widerstand, ist aber nicht die effizienteste Lösung. Der Hall-Effekt-Controller steuert die Impulse von zwei um 90 Grad versetzten Triggern. Manchmal hört man, wie er den Rotor sucht, bevor er einrastet. Insgesamt läuft er bei höherer Spannung deutlich besser als bei den üblichen 12 Volt, mit denen die meisten anfangen.

bedini motor

Das ist ein Bedini-ähnlicher Motor. Die Schaltung ist klassisch Bedini-inspiriert, mit einer 120-W-Halogenlampe als Bedini-Licht am Ausgang. Mike von einem anderen Kanal hat mich ermutigt, keine Angst mehr vor Spannungen über 12 Volt zu haben und einfach 75 Volt auszuprobieren. Es funktioniert hervorragend. Die Ausgangsspannung reicht locker, um die Lampe richtig hell zum Leuchten zu bringen, während der Eingang über das Hochspannungsgerät läuft.

high voltage pulse motor

Wir fahren 75 Volt auf einem Kreis. Das Hochspannungsgerät wandelt die Spannung vom Netzteil auf den gewünschten Wert. Bei 75 Volt verhält sich der Motor komplett anders als bei 31–32 Volt. Er dreht schneller, die Lampen leuchten brillant, aber der MOSFET auf dem großen Kühlkörper wird schnell heiß. Das Netzteil schafft bis 345 Volt, aber da gehe ich ohne die richtige Isolation nicht ran.

hall effect sensor pulse motor

Der Hall-Effekt-Controller übernimmt die gesamte Schaltarbeit. Zwei Trigger und Spulen sind im 90-Grad-Winkel angeordnet. Der Hall-Sensor erfasst die nach Süden zeigenden Magnete am Rotor. Es ist nicht perfekt – manchmal verpasst er den kleinen Magneten und man hört das Suchen, bevor er greift. Sobald er aber einrastet, ist die Ausgangsleistung beeindruckend.

pulse motor with 100 watt load

Ich habe endlich eine Last drangehängt. Die 120-W-Halogenlampe sitzt am Plus- und Minus-Ende einer Spule in der Reihenschaltung. Das ist unser Ausgangslicht und es wird superhell. Zusätzlich leuchtet eine Widerstands-Lampe brillant. Wir betreiben effektiv eine über 100 Watt Last, während der Eingang nach der Wandlung nur 9 Volt bei 3 Ampere beträgt. Die Lampe zeigt eindeutig, dass die Spannung wirklich durchgeht.

75 volt pulse motor

Bei 75 Volt wird es richtig spannend. Bei 31 Volt und 100 mA läuft er ruhig und langsam, weil das viele Kupfer und das Gewicht bremsen. Dreht man auf 75 Volt hoch, ändert sich alles schlagartig. Sofort 3 Ampere bei 9 Volt Eingang, 75 Volt Ausgang, Lampen strahlen. Der Rotor dreht sauber und die Levitation hilft dabei. Ich habe etwas Verbranntes gerochen und sofort runtergeregelt, bevor der MOSFET zu heiß wurde.

pulse motor rotor levitation

Der Rotor schwebt auf einem 4-Zoll-Ringmagneten mit Nordpol nach oben. Die vier Neodym-Würfel sind im eisenhaltigen PLA magnetisch verriegelt, damit sie bei hohen Drehzahlen sicher sitzen bleiben. Diese magnetische Arretierung gibt richtig viel Sicherheit. Ich habe über schräge Speichen für noch mehr Auftrieb nachgedacht, aber die aktuelle Bauweise schwebt schon sauber, sobald er läuft.

back emf pulse motor

Wir holen eine gute Ausgangsspannung aus den Spulen – genug, um die 120-W-Lampe richtig hell zu bekommen. Das ist im Grunde Back-EMF, die wir nutzen. Das Kupfer in Reihe hilft, sie einzufangen. Wir wollten uns die Kurve auf dem Oszilloskop anschauen, aber die MOSFET-Hitze hat den Test vorzeitig beendet. Trotzdem sieht man an der Helligkeit der Halogenlampe, dass die Spannung wirklich da ist.

pulse motor coil winding

Alle meine Spulen sind klein, aber zusammen ergeben sie ordentlich Kupfer. Wir haben 16er mit 26er Trigger, trifilar 18-20-32 in Reihe, einen einzelnen Trigger und eine Doppeltreiber-Spule mit je zwei 20er- und 32er-Litzen. Alles in Reihe für den Widerstandsvorteil. Die Trifilar-Spule macht „bum-bum-bum“ nacheinander statt im Kreis. Ohne die richtigen Drahtstärken zieht man zu viel Strom und alles wird heiß.

Builder checklist

• Vier Neodym-Würfelmagnete, Südpol außen, Nordpol innen, im eisenhaltigen PLA verriegelt
• 4-Zoll-Ringmagnet zur Levitation, Nordpol oben
• Mischung aus 16er, 18er, 20er, 26er und 32er Spulen, alle in Reihe
• Hall-Effekt-Controller mit zwei 90°-Triggern
• Großer Kühlkörper auf dem MOSFET
• 120W-Halogenlampe über ein Spulenpaar als Ausgang
• Variables Hochspannungsgerät auf 75 V eingestellt
• Netzteil mit Ampere- und Volt-Überwachung

Troubleshooting

Der MOSFET auf dem großen Kühlkörper wird bei 75 Volt schnell heiß. Es hat verbrannt gerochen und ich musste runterregeln. Bei 31 Volt bremst das zusätzliche Spulengewicht den Rotor – vielleicht kleben oder umkonstruieren. Manchmal verpasst der Hall-Sensor den Magneten und der Motor sucht, bevor er greift. Falsche Drahtstärke führt zu hohem Strom und Überhitzung.

Safety

Auch 75 Volt können ordentlich zwicken. MOSFETs und Spulen werden schnell heiß. Ich habe sofort zurückgenommen, als ich Brandgeruch bemerkte. Ohne richtige Isolation und Erfahrung nicht in die Nähe der 345-Volt-Grenze gehen. Finger weg vom drehenden Rotor, besonders bei hohen Drehzahlen.

FAQ

Warum so viele Spulen? Alle meine Spulen sind klein. In Reihe geschaltet ergibt sich ordentlich Kupfer und Widerstand, ohne eine riesige Einzelspule bauen zu müssen.

Ist es effizient? Nicht optimal. Mehrere seitliche Treffer am Rotor helfen, aber der Hall-Effekt verpasst manchmal und die Wärme kommt schnell.

Warum 75 Volt statt 12? Deutlich bessere Leistung. Ein Freund meinte, ich soll nicht so ein Weichei bei 12 Volt sein – und er hatte recht.

Eingang vs. Ausgang? Ca. 9 Volt bei 3 Ampere Eingang, 75 Volt Ausgang, die eine 120-W-Lampe hell zum Leuchten bringt.

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