Den här artikeln ägnas åt skapandet av en axiell neodymmagnetgenerator med metallfria statorer. Väderkvarnar av denna design har blivit särskilt populära på grund av den ökande tillgängligheten av neodymmagneter.
Material och verktyg som används för att bygga väderkvarnen för denna modell:
1) navets nav med bromsskivor.
2) en borr med en metallborste.
3) 20 neodymmagneter som mäter 25 x 8 mm.
4) epoxiharts
5) mastik
6) PVC-rör med en diameter på 160 mm
7) handvinsch
8) metallrör 6 meter långt
Tänk på huvudstadierna för att bygga en väderkvarn.
Bilens nav med en bromsskiva togs som grund för generatorn. Eftersom huvuddelen av fabriksproduktionen kommer detta att fungera som en garant för kvalitet och tillförlitlighet. Navet demonterades helt, lagren inuti det kontrollerades för integritet och smörjades. Eftersom navet togs bort från den gamla bilen, måste rostet rengöras med en borste, som författaren planterade på borrmaskinen.
Nedan är ett fotografi av navet.
Sedan fortsatte författaren att installera magneter på rotorskivorna. 20 magneter användes. Dessutom är det viktigt att notera att för en enfasgenerator är antalet inblandade magneter lika med antalet poler; för en tvåfasgenerator är förhållandet tre till två eller fyra poler till tre spolar. Magneter ska monteras på växelstavar. För att upprätthålla noggrannhet måste du skapa en layoutmall på papper eller rita sektorer direkt på själva disken.
Du bör också markera magneterna vid polerna med en markör. Du kan bestämma polerna genom att flytta magneterna i tur och ordning till en sida av kontrollmagneten, om de lockas - plus, avvisas - minus, det viktigaste är att polerna växlar när de installeras på en disk. Detta är nödvändigt eftersom magneterna på skivorna ska dras till varandra, och detta kommer bara att hända om magneterna mittemot varandra har olika polaritet.
Magneterna limmades på skivorna med epoxi. För att förhindra att hartset sprider sig utanför skivans gränser, gjorde författaren gränser längs kanterna med mastik, detsamma kan göras med tejp, helt enkelt genom att linda in hjulet i en cirkel.
Tänk på de största skillnaderna i utformningen av enfas- och trefasgeneratorer.
En enfasgenerator kommer att producera vibrationer under belastningar, vilket kommer att påverka kraften hos själva generatorn.Den trefasiga konstruktionen saknar en sådan nackdel på grund av vilken, kraften är konstant när som helst. Detta beror på att faserna kompenserar för strömförlusten i varandra. Enligt författarens konservativa uppskattningar överskrider trefasdesignen enfasen med så mycket som 50 procent. På grund av bristen på vibrationer kommer inte masten att svänga ytterligare, därför kommer det inte att finnas något ytterligare ljud under rotorns drift.
Vid beräkningen av laddningen för det 12: e batteriet, som börjar med 100-150 varv / min, gjorde författaren 1000-1200 varv i spolar. När spolarna lindade använde författaren trådens maximala tillåtna tjocklek för att undvika motstånd.
För att linda tråden runt rullarna byggde författaren en hemmagjord maskin, bilder som presenteras nedan.
Det är bättre att använda spolar med ellipsoidal form, vilket gör att en högre täthet av magnetfält kan korsa dem. Spolens inre hål bör göras längs magnetens diameter eller mer. Om du gör dem mindre, deltar de främre delarna praktiskt taget inte i elproduktionen utan fungerar som ledare.
Själva statorns tjocklek bör vara lika med magneterna som är involverade i installationen.
Formuläret för statorn kan vara gjord av plywood, även om författaren beslutade denna fråga annorlunda. En mall ritades på papper och sedan gjordes sidorna med mastic. Fiberglas användes också för styrka. För att epoxin inte fastnar i formen måste den smörjas med vax eller vaselin, eller så kan du använda tejp, en film som senare kan rivas av den färdiga formen.
Innan du häller spolarna är det nödvändigt att fixera dem exakt och deras ändar ur formen, så att du ansluter trådarna med en stjärna eller en triangel.
Efter att huvuddelen av generatorn hade monterats, mätte författaren testat sitt arbete. Vid manuell rotation genererar generatorn en spänning på 40 volt och en strömstyrka på 10 ampère.
Sedan gjorde författaren en mast för en 6 meter hög generator. I framtiden planeras att höja mastens höjd genom att använda ett tjockare rör minst två gånger. Att masten var rörlig var översvämningen av betong översvämmad. Ett metallfäste gjordes för att sänka och lyfta masten. Detta är nödvändigt för att ha åtkomst till skruven på marken, eftersom det inte är särskilt bekvämt att utföra reparationsarbeten i höjder.
En manuell vinsch används för att lyfta masten.
Skruven för själva generatorn var tillverkad av PVC-rör med en diameter på 160 mm.
Efter att ha installerat och testat generatorn under standardförhållanden gjorde författaren följande observationer: generatoreffekten når 300 watt med en vind på 8 meter per sekund. Därefter ökade han kraften hos generatorn på grund av metallkärnorna installerade i spolarna. Skruven startar med två meter per sekund.
Vidare började författaren att förbättra designen för att öka kraften i generatoren. Magnetiska kärnor från plattor ritades, som sedan installerades i strukturen. På grund av deras installation verkade en klibbande effekt, men inte särskilt stark. Skruven startar med en vindhastighet på cirka två meter per sekund.
Således ökade installationen av metallkärnor generatoreffekten till 500 watt med en vind på 8 meter per sekund.
För att skydda mot stark vind användes en klassisk hopfällbar propellerkrets.
I genomsnitt kan en generator generera upp till 150 watt energi per timme, som används för att ladda batterierna.