Questo articolo è dedicato alla creazione di un generatore di magneti al neodimio assiale con statori senza metallo. I mulini a vento di questo design sono diventati particolarmente popolari grazie alla crescente disponibilità di magneti al neodimio.
Materiali e strumenti utilizzati per costruire il mulino a vento di questo modello:
1) il mozzo dell'auto con dischi freno.
2) un trapano con una spazzola di metallo.
3) 20 magneti al neodimio che misurano 25 per 8 mm.
4) resina epossidica
5) mastice
6) Tubo in PVC diametro 160 mm
7) argano a mano
8) tubo metallico lungo 6 metri
Considera le fasi principali della costruzione di un mulino a vento.
Il mozzo dell'auto con un disco del freno è stato preso come base del generatore. Dalla parte principale della produzione in fabbrica, questo servirà da garante di qualità e affidabilità. Il mozzo è stato completamente smontato, i cuscinetti al suo interno sono stati controllati per l'integrità e lubrificati. Poiché il mozzo è stato rimosso dalla vecchia auto, la ruggine ha dovuto essere pulita con un pennello, che l'autore ha piantato sul trapano.
Di seguito una fotografia dell'hub.
Quindi l'autore ha proceduto all'installazione dei magneti sui dischi del rotore. Sono stati usati 20 magneti. Inoltre, è importante notare che per un generatore monofase il numero di magneti coinvolti è uguale al numero di poli; per un generatore bifase, il rapporto sarà da tre a due o quattro poli a tre bobine. I magneti devono essere montati su poli alternati. Per mantenere l'accuratezza, è necessario creare un modello di layout su carta o disegnare linee di settori direttamente sul disco stesso.
Dovresti anche contrassegnare i magneti ai poli con un pennarello. È possibile determinare i poli spostando i magneti a turno su un lato del magnete di controllo, se attratti - più, respinti - meno, la cosa principale è che i poli si alternano quando vengono installati su un disco. Ciò è necessario perché i magneti sui dischi dovrebbero essere attratti l'uno dall'altro e ciò accadrà solo se i magneti uno di fronte all'altro avranno polarità diverse.
I magneti sono stati incollati ai dischi con resina epossidica. Per evitare che la resina si sparga oltre i confini del disco, l'autore ha creato bordi lungo i bordi con mastice, lo stesso può essere fatto con nastro adesivo, semplicemente avvolgendo la ruota in un cerchio.
Considera le principali differenze nella progettazione di generatori monofase e trifase.
Un generatore monofase produrrà vibrazioni sotto carichi, che influenzeranno la potenza del generatore stesso.Il design trifase è privo di tale svantaggio a causa del quale, la potenza è costante in qualsiasi momento. Questo perché le fasi compensano la perdita di corrente l'una nell'altra. Secondo le stime conservative dell'autore, il design trifase supera il design monofase di ben il 50 percento. Inoltre, a causa della mancanza di vibrazioni, l'albero non oscillerà ulteriormente, quindi non vi sarà alcun rumore aggiuntivo durante il funzionamento del rotore.
Nel calcolare la carica della dodicesima batteria, che inizierà a 100-150 giri / min, l'autore ha effettuato 1000-1200 giri in bobine. Durante l'avvolgimento di bobine, l'autore ha utilizzato lo spessore massimo consentito del filo per evitare la resistenza.
Per avvolgere il filo attorno alle bobine, l'autore ha costruito una macchina fatta in casa, le cui foto sono presentate di seguito.
È meglio usare bobine di forma ellissoidale, che permetteranno ad una maggiore densità di campi magnetici di attraversarli. Il foro interno della bobina deve essere realizzato in base al diametro del magnete o più grande. Se le rendi più piccole, le parti frontali praticamente non partecipano alla generazione di elettricità, ma fungono da conduttori.
Lo spessore dello statore stesso dovrebbe essere uguale allo spessore dei magneti coinvolti nell'installazione.
Il modulo per lo statore può essere in compensato, sebbene l'autore abbia deciso diversamente questa domanda. È stato disegnato un modello su carta, quindi i lati sono stati realizzati con mastice. Inoltre, la fibra di vetro è stata utilizzata per la forza. Affinché l'epossidico non si attacchi allo stampo, deve essere lubrificato con cera o vaselina, oppure è possibile utilizzare nastro adesivo, un film che può successivamente essere strappato dallo stampo finito.
Prima di versare le bobine, è necessario fissarle con precisione e le loro estremità fuori dallo stampo, in modo che quindi collegare i fili con una stella o un triangolo.
Dopo che la parte principale del generatore è stata assemblata, l'autore ha misurato testato il suo lavoro. Con rotazione manuale, il generatore genera una tensione di 40 volt e una potenza di corrente di 10 ampere.
Quindi l'autore ha realizzato un albero per un generatore alto 6 metri. In futuro, si prevede di aumentare l'altezza dell'albero utilizzando un tubo più spesso almeno due volte. Che l'albero era immobile, la base era inondata di cemento. È stato realizzato un supporto in metallo per abbassare e sollevare l'albero. Ciò è necessario per avere accesso alla vite a terra, poiché non è particolarmente conveniente eseguire lavori di riparazione in altezza.
Un argano manuale viene utilizzato per sollevare l'albero.
La vite per il generatore stesso era fatta di tubo in PVC con un diametro di 160 mm.
Dopo aver installato e testato il generatore in condizioni standard, l'autore ha formulato le seguenti osservazioni: la potenza del generatore raggiunge i 300 watt con un vento di 8 metri al secondo. Successivamente, ha aumentato la potenza del generatore a causa dei nuclei metallici installati nelle bobine. La vite inizia a due metri al secondo.
Inoltre, l'autore ha iniziato a migliorare il design al fine di aumentare la potenza del generatore. Sono stati disegnati i nuclei magnetici dalle piastre, che sono stati successivamente installati nella struttura. A causa della loro installazione, è apparso un effetto adesivo, ma non molto forte. La vite inizia a una velocità del vento di circa due metri al secondo.
Pertanto, l'installazione di anime metalliche ha aumentato la potenza del generatore a 500 watt con un vento di 8 metri al secondo.
Per proteggere dai forti venti, è stato utilizzato un classico circuito di elica a coda pieghevole.
In media, un generatore è in grado di generare fino a 150 watt di energia all'ora, che viene utilizzato per caricare le batterie.