Este artículo está dedicado a la creación de un generador de imanes de neodimio axial con estatores libres de metales. Los molinos de viento de este diseño se han vuelto especialmente populares debido a la creciente disponibilidad de imanes de neodimio.
Materiales y herramientas utilizados para construir el molino de viento de este modelo:
1) el cubo del automóvil con discos de freno.
2) un taladro con un cepillo de metal.
3) 20 imanes de neodimio que miden 25 por 8 mm.
4) resina epoxi
5) masilla
6) tubo de PVC de 160 mm de diámetro
7) cabrestante de mano
8) tubo de metal de 6 metros de largo
Considere las etapas principales de la construcción de un molino de viento.
El eje del automóvil con un disco de freno se tomó como la base del generador. Desde la parte principal de la producción en fábrica, esto servirá como garantía de calidad y fiabilidad. El cubo se desmontó por completo, se verificó la integridad de los rodamientos y se lubricaron. Como el cubo se retiró del viejo automóvil, el óxido tuvo que limpiarse con un cepillo, que el autor puso en el taladro.
A continuación se muestra una fotografía del centro.
Luego, el autor procedió a instalar imanes en los discos del rotor. Se utilizaron 20 imanes. Además, es importante tener en cuenta que para un generador monofásico, el número de imanes involucrados es igual al número de polos; para un generador de dos fases, la relación será de tres a dos o cuatro polos a tres bobinas. Los imanes deben montarse en postes alternos. Para mantener la precisión, debe hacer una plantilla de diseño en papel o dibujar líneas de sectores directamente en el disco.
También debe marcar los imanes en los polos con un marcador. Puede determinar los polos moviendo los imanes a su vez a un lado del imán de control, si se atrae, más, se repele, menos, lo principal es que los polos se alternan cuando se instalan en un disco. Esto es necesario porque los imanes en los discos deben ser atraídos entre sí, y esto solo sucederá si los imanes opuestos entre sí serán de polaridad diferente.
Los imanes se pegaron a los discos con epoxi. Para evitar que la resina se extienda más allá de los límites del disco, el autor hizo bordes a lo largo de los bordes con masilla, lo mismo se puede hacer con cinta adhesiva, simplemente envolviendo la rueda en un círculo.
Considere las principales diferencias en el diseño de generadores monofásicos y trifásicos.
Un generador monofásico producirá vibraciones bajo cargas, lo que afectará la potencia del propio generador.El diseño trifásico carece de tal inconveniente debido a que, el poder es constante en cualquier momento. Esto se debe a que las fases compensan la pérdida de corriente entre sí. Según las estimaciones conservadoras del autor, el diseño trifásico supera al diseño monofásico hasta en un 50 por ciento. Además, debido a la falta de vibración, el mástil no se balanceará adicionalmente, por lo tanto, no habrá ruido adicional durante la operación del rotor.
Al calcular la carga de la batería número 12, que comenzará a 100-150 rpm, el autor realizó 1000-1200 vueltas en bobinas. Al enrollar bobinas, el autor utilizó el grosor máximo permitido del cable para evitar la resistencia.
Para enrollar el cable alrededor de los carretes, el autor construyó una máquina casera, cuyas fotos se presentan a continuación.
Es mejor usar bobinas de forma elipsoidal, lo que permitirá que una mayor densidad de campos magnéticos los atraviese. El orificio interno de la bobina debe hacerse de acuerdo con el diámetro del imán o más grande. Si los hace más pequeños, entonces las partes frontales prácticamente no participan en la generación de electricidad, sino que sirven como conductores.
El grosor del estator en sí debe ser igual al grosor de los imanes que participan en la instalación.
La forma para el estator puede ser de madera contrachapada, aunque el autor decidió esta pregunta de manera diferente. Se dibujó una plantilla en papel y luego se hicieron los lados con masilla. Además, se usó fibra de vidrio para mayor resistencia. Para que el epóxico no se adhiera al molde, debe lubricarse con cera o vaselina, o puede usar cinta adhesiva, una película que luego se puede arrancar del molde terminado.
Antes de verter las bobinas, es necesario fijar con precisión, y sus extremos fuera del molde, para luego conectar los cables con una estrella o un triángulo.
Después de ensamblar la parte principal del generador, el autor midió y probó su trabajo. Con rotación manual, el generador genera un voltaje de 40 voltios y una intensidad de corriente de 10 amperios.
Luego, el autor hizo un mástil para un generador de 6 metros de altura. En el futuro, se planea aumentar la altura del mástil utilizando una tubería más gruesa al menos dos veces. Que el mástil estaba inmóvil, la base se inundó de hormigón. Se hizo un soporte de metal para bajar y elevar el mástil. Esto es necesario para tener acceso al tornillo en el suelo, ya que no es particularmente conveniente realizar trabajos de reparación en altura.
Se utiliza un cabrestante manual para elevar el mástil.
El tornillo para el generador en sí estaba hecho de tubería de PVC con un diámetro de 160 mm.
Después de instalar y probar el generador en condiciones estándar, el autor hizo las siguientes observaciones: la potencia del generador alcanza los 300 vatios con un viento de 8 metros por segundo. Posteriormente, aumentó la potencia del generador debido a los núcleos metálicos instalados en las bobinas. El tornillo comienza a dos metros por segundo.
Además, el autor comenzó a mejorar el diseño para aumentar la potencia del generador. Se extrajeron núcleos magnéticos de las placas, que posteriormente se instalaron en la estructura. Debido a su instalación, apareció un efecto de adherencia, pero no muy fuerte. El tornillo comienza a una velocidad del viento de aproximadamente dos metros por segundo.
Por lo tanto, la instalación de núcleos metálicos aumentó la potencia del generador a 500 vatios con un viento de 8 metros por segundo.
Para protegerse contra los vientos fuertes, se usó un clásico circuito de hélice de cola plegable.
En promedio, un generador es capaz de generar hasta 150 vatios de energía por hora, que se utiliza para cargar las baterías.