Muller Motor/Generator

Der Name Mullermotor steht hier stellvertretend für eine ganze Anzahl von Geräten der Freien Energie, die nach einem ähnlichen Prinzip arbeiten. So ist z.B. der Adams-Motor als einer der bekanntesten zu erwähnen. Aber auch Troy Reed und John Bedini haben einen ähnlichen Motor gebaut. Alle Geräte verwenden als wesentliches Prinzip gepulste Statorspulen.
Weitere Infos zum Mullermotor gibt es in dem Buch "Energie für das 3. Jahrtausend" von Gottfried Hilscher (siehe Buchliste).
Rund um Muller hat sich die Muller-Group gebildet, die nach Investoren sucht und daher nicht will, dass weitere Informationen veröffentlicht werden. Auch an mich wurde eine ähnliche Bitte herangetragen, der ich aber nur bezüglich jener neuen Infos entsprochen habe, die ich direkt aus meinem Kontakt zu Bill Muller und Gerry Diel erhalten habe. Alle hier noch verbleibenden Informationen habe ich mir unabhängig und zum Teil schon lange vor meinem Kontakt zu Carmen Miller, Bill Muller und Gerry Diel selbst erarbeitet und beanspruche somit das Recht auf geistiges Eigentum und auch die exklusive Veröffentlichung.
 

Das aufgebaute Modell: Links Gleichstrommotor, in der Mitte der Mullermotor und rechts der Tachodrehgeber.
 

Der Mullermotor im Detail. Auf beiden Seiten vom Rotor befinden sich pro Seite 7 gleichartige Spulen. Jeweils zwei gegenüberliegende sind so in Serie zusammen geschaltet, dass sie sich gegenseitig unterstützen. Wenn also auf einer Seite ein Nordpol ist, dann ist auf der anderen ein Südpol. Die Kraft auf den Rotormagnet wirkt somit doppelt von beiden Seiten her.

Die Konstruktionszeichnung zeigt den Rotor mit einem der beiden Zentrierteilen, eine der zwei Grundplatten und einem Spulenkörper. Die Welle selbst ist nicht dargestellt, sie ist 10mm im Durchmesser, 150mm lang und hat auf beiden Seiten einen 10mm langen Ansatz mit 6mm Durchmesser. Dort werden die Wellenkupplungen zum GS-Motor und zum Tachogeber angebracht.
 

Ein Statorteil besteht aus 7 Spulen mit Ferritkern. Die Spulen werden auf die Alu-Grundplatte geschraubt. Um Wirbelströme zu vermeiden, sollten auf jeden Fall Kunststoffschrauben verwendet werden. Aus dem gleichen Grund ist auch am unteren Ende jedes Spulenkörpers ein breiter, unbewickelter Ansatz vorgesehen, damit es nicht zu Wirbelstromverlusten in der Grundplatte kommt.
 
Wickeldaten einer Spule
Spule: 350 Windungen in 8 Lagen
mit 0,56mm dickem Lackdraht
Ferritkern: pro Spule 2 Stück
13mm Durchmesser, 14mm lang
Typ:13.653B3
Induktivität: 4,5mH
Gleichstromwiderstand: 2,3Ohm

Der Rotor ist aus trüben Plexiglas (Makrolon) gefertigt. Auf ihm befinden sich 8 Neodym-Magnete, welche in die Bohrungen eingepresst werden. Um das zu erleichtern, kann der Rotor leicht erwärmt werden.
 
Magnete: 8 Stück Neodym-Magnete
10mm Durchmesser, 5mm dick

Durch den durchsichtigen Rotor ist die 7/8 Teilung deutlich zu erkennen. Der obere Magnet ist in voller Deckung mit der Spule, der unter steht genau zwischen zwei Spulen. Durch eine derartige Auslegung ergibt sich eine geringere mechanische und elektrische Belastung.

Es wurde zunächst ohne Steuerung mit dem GS-Motor angetrieben und die Leerlaufspannung und der Kurzschlussstrom im Generatorbetrieb bei 2000 U/min gemessen. Das Oszillogramm zeigt in R1 die Leerlaufspannung an der Spule 1 (oberste), Ch3 zeigt den Kurzschlussstrom in der gleichen Spule. Getriggert wird jeweils auf den Nullimpuls des Tachogebers in Ch4. Wenn dieser Impuls auftritt (hier genau in der Mitte des Oszillogramms), steht ein Magnet gerade in voller Deckung mit Spule1.
Interessant und charakteristisch für das Verhalten einer Synchronmaschine ist die Phasenverschiebung zwischen Leerlaufspannung und Kurzschlussstrom.
Der größte Strom tritt auf, wenn sich der Magnet direkt vor der Spule befindet, also bei der größten Feldstärke. Das Spannungsmaximum sollte hingegen gemäß der Theorie der Synchronmaschine genau in der Pollücke auftreten. Hier zeigt sich aber im Oszillogramm ein Einzug der Spannung. Das ist darauf zurückzuführen, dass die Magnete etwas zu klein sind und so die Polarität der Feldstärke nicht genau in der Pollücke wechselt, sondern jeweils schon kurz davor und danach.

7 Vollbrücken dienen zur Ansteuerung der Spulen. Ein Zählerbaustein wertet die Pulse vom Drehgeber aus. Es sind 200 Pulse pro Umdrehung und ein Nullimpuls. Der Zähler zählt die Impulse hoch, bis der Nullimpuls den Zähler zurücksetzt. So kann zu jedem Zeitpunkt durch einfaches Auslesen des Zählerstandes genau bestimmt werden, wie der Rotor in Relation zu den Spulen gerade steht.

Die Schaltung zeigt eine der 7 Brücken. Sie ermöglicht 4 Zustände: Aus, positive Spannung, negative Spannung und Kurzschluss der Spule. Der Unzulässige Zustand bei dem es zum Kurzschluss der Versorgungsspannung kommt, ist durch die Logik verriegelt. Die Schaltung ist durch die internen Dioden in den Transistoren so ausgelegt, dass im Freilauffall (alle 4 Transistoren ausgeschaltet) die von der Spule zurückfließende Energie wieder in die Versorgung eingespeist wird. Das erlaubt eine effiziente Nutzung der Energie.
 
Zustandsdiagramm einer Brücke
B
A
Zustand
0
0
Brücke aus, keine Spannung an der Last, Freilauf möglich
0
1
Q3 und Q2 ein, positive Spannung an der Last
1
0
Q1 und Q4 ein, negative Spannung an der Last
1
1
Q3 und Q4 ein, Last kurzgeschlossen

Gesteuert wird das alles über einen guten alten 486er mit der IO-Karte PC1048 von Auerswald. Programmiert wird in Turbo-Pascal. Wer keine IO-Karte besitzt kann die Steuerung auch über Parallel-Ports vornehmen. Es müssen 14 Bits ausgegeben und 8 Bit eingelesen werden.

Der Screenshot vom Steuerprogramm zeigt ein Pulsmuster mit einer Pulsbreite von 3 Tachoimpulsen. Ein + markiert ein Durchschalten der Brücke für positive Spannung, ein - für negative Spannung. Ein Punkt steht für ausgeschaltete Brücke. In dieser Zeit kann aber trotzdem ein Freilaufstrom über die internen Dioden der MOSFETs fließen.
Pro Spule und Umdrehung werden 8 Impulse ausgegeben, die Polarität wechselt ständig, entsprechend der Magnetpolung auf dem Rotor. Von der Ansteuerung einer Spule zur nächsten, vergehen 200/8/7=3.57 Tachoimpulse. Das geht sich in 200 nicht rund aus und so sind die Blöcke mal um 3 und mal um 4 Zeiteinheiten versetzt.

Der Stromfluss für das 3er Pulsmuster mit einem Polradwinkel von 2 Tachoimpulsen, ist in diesem Oszillogramm dargestellt. Ch3 zeigt den Strom in Spule1, Ch4 zeigt den Synchronimpuls vom Tachogenerator Darauf wird das Oszi getriggert. Zeit = 0 ist also genau in der Mitte. Zu diesem Zeitpunkt ist ein Magnet in voller Deckung mit der 1. Spule. Ein positiver Stromimpuls wirkt dann anziehend und ein negativer abstoßend auf den Magneten.
Math zeigt die zeitabhängige Leistung in der Spule 1. Positive Werte zeigen einen Energieverbrauch, negative Werte eine Energieabgabe. Math Mean gibt den Effektivwert der Leistung an.
Aus der Frequenz des Stroms kann die Drehzahl berechnet werden. In diesem Fall sind das 87.9 Hz, daraus ergibt sich die Drehzahl mit 87.9/4*60=1318.5 U/min.
Im Stromverlauf ist deutlich zu erkennen, das die Spule, durch den eingestellten Polradwinkel von 2, erst kurz nach dem Nullimpuls des Tachos angesteuert wird. Dann liegt 3 Zeiteinheiten lang eine negative Spannung an und der Strom in der 1. Spule steigt linear an. Danach wird abgeschaltet und es fließt ein Teil der gespeicherten Energie aus der Spule wieder zurück in die Stromversorgung, was deutlich an dem negativen Ausschlag der Leistung zu erkennen ist. Der Freilauf ist etwas kürzer, als der Stromanstieg. In diesem Unterschied liegt der effektive Energieverbrauch.

Messergebnisse

Mit diesem ersten Modell konnte in mehreren Messreihen kein eindeutiger Energiegewinn festgestellt werden. Der maximale Wirkungsgrad unter Abzug aller Reibungsverluste beträgt 62%. Das einzige Indiz, dass noch hoffen lässt, ist eine etwas höhere Drehzahl, bei Betrieb mit abstoßenden Impulsen im Vergleich zu anziehenden Impulsen. Dieses Verhalten ist in dem Diagramm dargestellt. Auf der X-Achse ist der Polradwinkel in Tachoimpulsen aufgetragen. Bei Polradwinkel=0 ist der Magnet direkt vor der Spule und der 5 Tachoimpulse lange (360/200*5 =9° Stromflusswinkel) Impuls wirkt dann abstoßend. Die Leistungsaufnahme ist die auf der Gleichstromseite der Brücken. Der Eigenverbrauch ist die Aufnahme abzüglich der ohmschen Verluste in den Spulen. Der Vergleich von Polradwinkel 2 und 13 zeigt bei 2 eine etwa um 1,5W geringere Aufnahmeleistung bei annähernd gleicher Drehzahl.

Das 2. Modell

Als störend erwies sich beim 1. Modell die starke Einsattelung am Scheitelwert der Leerlaufspannung. Diese kommt dadurch zustande, das während des Polwechsels, also wenn die Spule genau zwischen zwei Magneten steht, diese nicht mehr ausreichend mit dem Ferritkern verkoppelt sind.

Um das zu verbessern, wurden größere Magnete in die Scheibe eingesetzt, sodass der Freiraum zwischen den Magneten annähern ihrem Durchmesser entspricht.
 
Magnete: 8 Stück Neodym-Magnete
15mm Durchmesser, 5mm dick

Es wurde wieder Leerlaufspannug und Kurzschlussstrom bei Antrieb mit 2000U/min an einer Spule gemessen. Der Einzug am Maximum der Leerlaufspannung (in R1) ist fast vollständig verschwunden und die Leerlaufspannung ist von 8,5V auf 14,2V gestiegen. Der Kurzschlussstrom (in Ch2) ist annähern gleich geblieben. Er könnte nur über eine Änderung der Windungszahl beeinflusst werden.

Aufgrund einer wichtigen Information aus dem Buch "Energie für das 3. Jahrtausend" von Gottfried Hilscher (siehe Buchliste) wurde die Ansteuerschaltung auch noch umgebaut. In dem genannten Buch ist zu lesen: Zitat: "Denn, so erläutert Muller, sobald der Stromimpuls in der Spule sein Maximum erreicht hat, wird er abgeschaltet. Der mit dem zusammenbrechenden Feld des Elektromagneten erzeugte Wechselstrom werde über eine Diodenschaltung umgehend in Gleichstrom umgewandelt. Es wird mehr Strom generiert, als zum Abbau des elektromagnetischen Feldes einer Spule benötigt wird." Zitat Ende

Damit ist unmissverständlich klar, dass der Energiegewinn in der Freilaufphase liegen muss. Die alte Schaltung hatte den großen Nachteil, dass man den Freilauf nicht direkt messtechnisch erfassen konnte, da die Energie einfach in der Versorgung verschwand und nur die Gesamtaufnahme reduzierte. Das kam aus der Idee heraus, den Motor selbstlaufend zu machen.
Um aber sehen zu können, wann und wie viel Energie zurückkommt, ist es notwendig, den Freilauf auf eine eigene, von der Versorgung unabhängige, Spannungsquelle umzuleiten. Damit ergibt sich noch ein anderer interessanter Nebeneffekt. Es ist möglich, den EIN-Impuls und den Freilaufimpuls auf verschiedenen Spannungsniveaus durchzuführen. Das ergibt dann unterschiedliche Stromanstiegsgeschwindigkeiten.
Das hat mich sofort an die Funktionsweise der Wärmepumpe erinnert. Dort ist die Temperaturdifferenz letztendlich dafür verantwortlich, dass überhaupt Energie transportiert werden kann. Hier könnte es die Spannungsdifferenz sein, die nötig ist, um Freie Energie zu "pumpen".
 

Hier die Version 2 der Ansteuerschaltung. Die Funktionalität ist die gleiche, wie in der ursprünglichen Schaltung, nur das der Kurzschluss der Spule jetzt über Q1 und Q2 erfolgen muss, da D1 und D2 einen Stromfluss auf der positiven Seite verhindern würden. Im Freilauffall setzen D1 und D2 die internen Dioden von Q3 und Q4 außer Kraft und die Freilaufenergie fließt über D3 bzw. D4 in den Kondensator C3, wo sie dann an der Klemme X3 abgenommen werden kann. Hier sollte immer eine Last angeschlossen sein, da sonst die Spannung unzulässig hoch ansteigt.
 
Zustandsdiagramm einer Brücke
B
A
Zustand
0
0
Brücke aus, keine Spannung an der Last, Freilauf möglich
0
1
Q1 und Q4 ein, negative Spannung an der Last
1
0
Q2 und Q3 ein, positive Spannung an der Last
1
1
Q1 und Q2 ein, Last kurzgeschlossen

Messergebnisse

Die bisher durchgeführten Messungen am 2. Modell haben gezeigt, dass die rückfließende Energie immer im umgekehrten Verhältnis zur Motorleistung steht.
Wenn der Motor gut läuft, kommt fast keine Energie zurück. Wenn durch Ändern der Ansteuerung der Lauf verschlechtert wird, kommt automatisch auch mehr Energie zurück, die der Motor dann eben nicht mehr umsetzen kann. Im Stillstand wirkt das Ganze wie ein Drosselwandler und es fällt sehr viel Energie im Freilauf an.
Durch Kurzschließen der Spule nach dem Antriebsimpuls kann ein Großteil der Rotationsenergie wieder zurückgewandelt werden. Dabei ist es wichtig, auch dem Antriebsimpuls einen Freilauf zu ermöglichen. Das funktioniert etwas mit dem Verhältnis 20W hinein und 15W wieder heraus. Ein Energiegewinn konnte bis jetzt aber noch nicht festgestellt werden. 

Magnetseite