Dit artikel is gewijd aan het creëren van een axiale neodymium magneetgenerator met metaalvrije stators. Windmolens van dit ontwerp zijn vooral populair geworden vanwege de toenemende beschikbaarheid van neodymiummagneten.
Materialen en gereedschappen die zijn gebruikt om de windmolen van dit model te bouwen:
1) de naaf van de auto met remschijven.
2) een boormachine met een metalen borstel.
3) 20 neodymiummagneten van 25 bij 8 mm.
4) epoxyhars
5) mastiek
6) PVC-buis met een diameter van 160 mm
7) handlier
8) metalen buis van 6 meter lang
Overweeg de belangrijkste fasen van het bouwen van een windmolen.
De naaf van de auto met een remschijf werd als basis van de generator genomen. Aangezien dit het grootste deel van de fabrieksproductie is, zal dit dienen als garantie voor kwaliteit en betrouwbaarheid. De naaf werd volledig gedemonteerd, de lagers erin werden gecontroleerd op integriteit en gesmeerd. Omdat de naaf uit de oude auto was verwijderd, moest de roest worden schoongemaakt met een borstel, die de auteur op de boor had geplant.
Hieronder is een foto van de hub.
Vervolgens installeerde de auteur magneten op de rotorschijven. Er werden 20 magneten gebruikt. Bovendien is het belangrijk op te merken dat voor een enkelfasige generator het aantal betrokken magneten gelijk is aan het aantal polen; voor een tweefasige generator is de verhouding drie tot twee of vier polen tot drie spoelen. Magneten moeten op afwisselende palen worden gemonteerd. Om de nauwkeurigheid te behouden, moet u een layout-sjabloon op papier maken of lijnen van sectoren rechtstreeks op de schijf zelf tekenen.
Je moet ook de magneten aan de polen markeren met een marker. U kunt de polen bepalen door de magneten achtereenvolgens naar één kant van de controlemagneet te bewegen, indien aangetrokken - plus, afgestoten - minus, het belangrijkste is dat de polen elkaar afwisselen wanneer ze op de schijf zijn geïnstalleerd. Dit is nodig omdat de magneten op de schijven naar elkaar toe moeten worden getrokken, en dit zal alleen gebeuren als de magneten tegenover elkaar een verschillende polariteit hebben.
De magneten zijn met epoxy op de schijven gelijmd. Om te voorkomen dat de hars zich over de grenzen van de schijf verspreidt, maakte de auteur randen langs de randen met mastiek, hetzelfde kan worden gedaan met plakband, simpelweg door het wiel in een cirkel te wikkelen.
Overweeg de belangrijkste verschillen in het ontwerp van enkelfasige en driefasige generatoren.
Een enkelfasige generator zal onder belasting trillingen produceren, wat het vermogen van de generator zelf zal beïnvloeden.Het driefasige ontwerp heeft een dergelijk nadeel, waardoor het vermogen op elk moment constant is. Dit komt omdat de fasen het verlies van stroom in elkaar compenseren. Volgens conservatieve schattingen van de auteur overtreft het driefasige ontwerp het eenfasige ontwerp met maar liefst 50 procent. Bovendien zal de mast vanwege het gebrek aan trillingen niet extra zwaaien, daarom zal er tijdens het gebruik van de rotor geen extra geluid zijn.
Bij het berekenen van de lading van de 12e batterij, die begint bij 100-150 tpm, heeft de auteur 1000-1200 slagen in spoelen gemaakt. Bij het wikkelen van spoelen gebruikte de auteur de maximaal toelaatbare dikte van de draad om weerstand te voorkomen.
Om de draad rond de spoelen te winden, bouwde de auteur een zelfgemaakte machine, waarvan foto's hieronder worden weergegeven.
Het is beter om spoelen met een ellipsoïde vorm te gebruiken, waardoor een hogere dichtheid van magnetische velden deze kan kruisen. Het binnenste gat van de spoel moet worden gemaakt in overeenstemming met de diameter van de magneet of groter. Als je ze kleiner maakt, nemen de frontale delen praktisch niet deel aan de opwekking van elektriciteit, maar dienen ze als geleiders.
De dikte van de stator zelf moet gelijk zijn aan de dikte van de magneten die bij de installatie betrokken zijn.
Het formulier voor de stator kan van multiplex zijn, hoewel de auteur deze vraag anders heeft beslist. Er werd een sjabloon op papier getekend en vervolgens werden de zijkanten gemaakt met mastiek. Ook werd glasvezel gebruikt voor sterkte. Om te voorkomen dat de epoxy aan de mal blijft plakken, moet deze worden gesmeerd met was of vaseline, of u kunt tape gebruiken, een film die later van de afgewerkte vorm kan worden gescheurd.
Voordat u de spoelen giet, moet u ze nauwkeurig bevestigen en hun uiteinden uit de mal, zodat de draden vervolgens met een ster of een driehoek worden verbonden.
Nadat het grootste deel van de generator was gemonteerd, testte de auteur zijn werk. Met handmatige rotatie genereert de generator een spanning van 40 volt en een stroomsterkte van 10 ampère.
Vervolgens heeft de auteur een mast gemaakt voor een generator van 6 meter hoog. In de toekomst is het de bedoeling om de masthoogte te vergroten door minimaal twee keer een dikkere buis te gebruiken. Dat de mast onbeweeglijk was, de basis werd overspoeld met beton. Er is een metalen houder gemaakt om de mast te laten zakken en omhoog te brengen. Dit is nodig om toegang te hebben tot de schroef op de grond, omdat het niet bijzonder handig is om reparatiewerkzaamheden op hoogte uit te voeren.
Een handmatige lier wordt gebruikt om de mast op te heffen.
De schroef voor de generator zelf was gemaakt van PVC-buis met een diameter van 160 mm.
Na het installeren en testen van de generator onder standaardomstandigheden, maakte de auteur de volgende opmerkingen: het generatorvermogen bereikt 300 watt bij een wind van 8 meter per seconde. Vervolgens verhoogde hij het vermogen van de generator dankzij de metalen kernen die in de spoelen waren geïnstalleerd. De schroef begint bij twee meter per seconde.
Verder begon de auteur het ontwerp te verbeteren om het vermogen van de generator te vergroten. Er werden magnetische kernen uit platen getrokken, die vervolgens in de constructie werden geïnstalleerd. Vanwege hun installatie verscheen een klevend effect, maar niet erg sterk. De schroef start met een windsnelheid van ongeveer twee meter per seconde.
Zo verhoogde de installatie van metalen kernen het generatorvermogen tot 500 watt bij een wind van 8 meter per seconde.
Om te beschermen tegen harde wind, werd een klassiek klapschroefcircuit gebruikt.
Gemiddeld kan een generator tot 150 watt energie per uur opwekken, waarmee de accu's worden opgeladen.