גנרטור חשמלי עם צימוד מגנטי: 9 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

"העולם השתנה. אני מרגיש אותו בתוך המים. אני מרגיש אותו באדמה. אני מריח אותו באוויר. הרבה מה שהיה פעם אבוד …" - שר הטבעות.

בהחלט … אם מדברים על נפט ואנרגיות לא מתחדשות, הרבה ממה שהיה אבוד. אנו זקוקים לצורות חדשות של ייצור אנרגיה … נקי וקל להשגה … ללא פגיעה בסביבה סביבנו. ואז אראה לך דרך אחרת לייצר אנרגיה … היא תוצאה של מה שרבים עשו בבידוד … אני פשוט לוקח את הרעיונות הטובים ביותר ומרכיב אותם כדי שנוכל להשיג את התוצאה המבוקשת. המידע המוצג כאן הינו נחלת הכלל. הוא מבוסס על רעיונות מתחילת המאה הקודמת. אבל עד היום, עם הופעתם של מגנטים ניאודימיום נוכל לממש את רעיונות העבר. אני משתמש בעקרון של "הפרד וזכה". מדוע יש גנרטור גדול, כבד ויקר? … אם אוכל להשיג זאת בכמה קטנות … הרעיון הוא לחבר מספר מנועים ללא מברשת המשמשים כגנרטור ומחוברים זה לזה באמצעות הילוך מגנטי, באופן זה נוכל להזיז מספר גנרטורים בעזרת מנוע יחיד, ובכך להגדיל את יעילות המערכת.

jmoreno555

ורקרוז, ו.

מקסיקו, 9 בפברואר, 202

שלב 1: חומרים

החומרים שאנו הולכים להזדקק להם הם:

• מנועי כונן CD / DVD (5 חלקים)
• מגנטים ניאודימיום בקוטר 5 מ"מ x גובה 4 מ"מ. (60 חלקים)
• ProtoBoard Double
• מיישר גשר 50 וולט / 1.5 אמפר. (15 חלקים)
• נוריות אדומות 5 מ"מ (5 חלקים)
• נוריות ירוקות 5 מ"מ (5 חלקים)
• נוריות צהובות 5 מ"מ (5 חלקים)
• נגדים של 150 אוהם עד 1/4 וואט (15 חלקים)
• כֶּבֶל

לֶגוֹ:

ניתן למצוא את קטעי הלגו בכתובת: www.bricklink.com

• לבנה 1x16 (לגו מס '3703) - (10 חלקים)
• ליפטארם 1x11.5 (לגו מס '32009) - (10 חלקים)
• ליפטארם 2x4 ליטר (לגו מס '32140) - (15 חלקים)
• ציר 3 עם חתיך (LEGO מס '6587) - (20 חתיכות)
• סיכה ארוכה עם חיכוך (לגו מס '6558) - (25 חתיכות)

שׁוֹנִים:

• דבק (ציאנואקרילט)
• כבל המתכווץ בחום בגודל 1/16 אינץ '(50 ס"מ)
• צבע זרחן כתום וירוק

שלב 2: הרכבה של מגנטים

מנוע CD/DVD ללא מברשות

המנועים המשמשים את קוראי ה- CD / DVD הם מנועים ללא מברשת הנוצרים על ידי סדרת פיתולים המספקים אות מתח זרם חילופין בשלושה שלבים.

למידע נוסף על מנועים ללא מברשת עיין בקישור הבא:

מידע על מנוע ללא מברשות

1.- נתחיל בהרכבת המנוע בבסיסו: לשם כך ניצור בסיס עם חתיכות הלגו כפי שמוצג באיור ונתקן אותו למנוע באמצעות דבק ציאנואקרילט (KOLA LOKA).

היזהר! דבק הציאנואקרילט מדביק את העור

2.- כעת נניח את המגנטים הניאודימיום סביב המנוע. נמקם את המגנטים הניאודימיום כאשר מוטותיהם ממוקמים לסירוגין N-S-N-S-N-S…

זְהִירוּת! מגנטים ניאודימיום הם חזקים במיוחד, שבירים ויכולים להישבר אם הם מתנגשים זה בזה. המגנטים בהם אנו משתמשים הם באמת עוצמתיים, יש לו כוח משיכה של קצת יותר מ -800 גרם. עם זאת, בשל המהירויות הגבוהות המטופלות, יש צורך להדביק אותן עם ציאנואקרילט לבסיס המנוע. (במהלך הבדיקות, מגנטים ניאודימיום הודחו בכל החדרים בכמה הזדמנויות …:)

3.- בסופו של דבר, אנו מציירים כל מגנט בצבעי פלורסנט ירוקים ואדומים להערכה טובה יותר של פעולתו.

שלב 3: חיווט מוטור

הגיע הזמן להרכיב את כבלי המנוע

בדרך כלל למנועים אלה יש מחבר בן שלוש עשרה פינים ושלושת האחרונים (11, 12 ו -13) תואמים את השלבים B, C, A.

אם זה לא המקרה עלינו לזהות אילו מסיכות המחבר הן אלה המובילות את האותות אל פיתולי המנוע.

אנו יכולים להשיג זאת בעזרת זכוכית מגדלת ולעקוב אחר הרמזים במעגל המודפס אל המחבר.

שלב 4: בניית בסיס המנוע

הגיע הזמן לבנות את בסיסי המנועים

במקרה שלי, השתמשתי בחתיכות לגו, מכיוון שהם מאפשרים לי ללכוד רעיון במהירות. אנחנו יכולים להשיג את פיסות הלגו הדרושות לנו באתר www.bricklink.com.

שלב 5: הרכבת מעגל חשמלי

אנחנו הולכים לבנות את המעגל החשמלי

כאשר אנו משתמשים במנועים ללא מברשות כמחוללים, הם נותנים לנו אות תלת פאזי של זרם חילופין, אותו עלינו לתקן כדי להשיג זרם ישיר.

אנו משיגים זאת באמצעות דיודות מיישר.

במקרה שלי, השתמשתי בגשר מיישר שלם לכל שלב של המנוע.

ניתן להשתמש בחצי מיישר גשר, אך אני מעדיף להשתמש בו פעמיים ובכך להגדיל את הזרם שאני יכול להתמודד עם כל מיישר.

המעגל המשמש בפרויקט זה נועד רק להדגים את המתח הנוצר בכל שלב.

ביישום מעשי, יציאות המיישר של כל שלב מחוברות יחד.

שלב 6: הצטרפות לחלקים

הגיע הזמן לחבר הכל

המנועים ממוקמים זה ליד זה וההפרדה ביניהם מותאמת. ככל שהם קרובים יותר, כך נוכל להגיע מהר יותר מבלי לאבד את הסנכרון ביניהם כשהם מסתובבים במהירות גבוהה. הכבלים של כל מנוע מחוברים לגשרים מיישרים המתאימים להם.

חשוב: עליך לתקן את החלקים לבסיס כך שהכל יישאר יציב. ניסע במהירויות גבוהות ויהיו לנו רעידות רבות.

שלב 7: בדיקות ותוצאות

תוצאות השלב הראשון (א):

מספר בדיקות בוצעו והתוצאות הבאות התקבלו:

ככל שהמנוע מסתובב מהר יותר, כך אנו מקבלים יותר מתח (חוק פאראדיי)

• ככל שהמנוע מסתובב מהר יותר, ההסתברות שיגרו המגנטים עולה (עקרון פיזי: כוח צנטריפוגלי)
• אם נגדיל את ההפרדה בין המנועים, נוכל להפוך אותם בקלות, אולם אם נגדיל את המהירות הסינכרון ביניהם נשבר.

אם נצמצם את ההפרדה בין המנועים, קשה להפעיל אותם, אולם הסנכרון נשמר במהירויות גבוהות

המלצות לשלב הבא (II):

1. השתמש במנועים (כמייצר) סוג Outrunner ללא מברשות פחות מ- 1000KV (KV = סל"ד / וולט), זה מאפשר לנו לייצר יותר מתח עם פחות סיבובים.
2. כדי לסובב את קבוצת הגנרטורים, השתמש במנוע מסוג Outrunner, אך גדול מ- 2000KV, זה מאפשר לנו לקבל יותר סיבובים לדקה עם פחות אספקת מתח.
3. השתמש במיקרו -בקר (Arduino / Raspberry PI) כדי לשלוט על מהירות המנוע ולכן לווסת את מתח המוצא הרצוי.
4. השג את גרף הטמפרטורה של המנועים מול הסל"ד, על מנת להשיג את מהירות הפעולה האופטימלית ובמקרה שיידרש לספק קירור למנועים. (במקרה של ביקורת, ניתן להשתמש במנועים מסוג Brushless Inrunner לסירות. סוג מנועים זה מגיע עם מעגל קירור מים).

שלב 8: הערות אחרונות

בפרויקט זה אני משתמש במנוע CD / DVD כגנרטור, שעל פי הנתונים שלו הוא מנוע 12 V / 1 אמפר, שנותן לנו מנוע בהספק של 12 וואט.

אם משתמשים במנועי המטוסים מהדגם החדש, ניתן להשיג תוצאות מרשימות. ישנם מנועים קטנים בהספק של כמה מאות וואט. אם נחבר אותם יחד, נוכל להפעיל יחידת מהפך של עד 1500 וואט בקלות. בנוסף לאפשר לנו לשנות את תצורת המעגל החשמלי כך שיתאים לצרכיו של מהפך הכוח. אם משתמשים במנועים מסוג זה והמנועים ממוקמים בצורה של טבעת, כך שנוכל לשלוט באופן אלקטרוני במיקומם במהלך ההפעלה והעצירה של המערכת, נוכל להשיג מערכת יעילה ביותר.

טכנולוגיה עתידית:

אנו יכולים להשתמש בסוג זה של מחוללי חשמל בעתיד הקרוב כהארכת זמן הטיסה של Quadcopter שלנו.

שלב 9: הפניות

התקדמות במחקר אלקטרומגנטי:

התקדמות במאמרי מחקר אלקטרומגנטיים

מנועים ללא מברשת:

כיצד פועלים מנועים ללא מברשת

סוגי פיתולים מוטוריים

אנטומיה של מנוע Outrunner ללא מברשות

אנטומיה של מנוע Inrunner ללא מברשות