Alternateur bois, photoPower
Après avoir construit le moulin à vent tout en bois je me sentais inspiré pour faire une version plus grande et plus robuste. La page suivante propose une brève description de la construction de l'alternateur et le tester. J'ai conçu cet alternateur alors que je construis, en utilisant surtout l'intuition et le travail autour des approvisionnements disponibles. Sans doute de nombreuses améliorations pourraient être apportées. Si vous avez des idées ou des réflexions à ce sujet, s'il vous plaît partager avec nous par courriel ou notre forum de discussion!
Para Español, traducción de Julio Andrade.
les résultats des tests initiaux - câblés en série, atteint 12 volts pour la charge à 120 tours par minute, avec 6 ampères courant de charge à 300 tours par minute. Câblés en parallèle, atteint 12 V à 240 tours par minute, avec 12 ampères de charge à 350 tours par minute en cours. A 500 tours par minute, il produit environ 500 watts. Malheureusement, c'est la limite de notre plate-forme d'essai actuelle - nous avons besoin de construire une plus grande. Plus de tests et un graphique à venir!
Pièces et fournitures utilisés
Pour construire l'alternateur je les éléments suivants:
10" diamètre long morceau de tige, 1/2" .
2 1/2" roulements à billes de diamètre intérieur
5 livres 18 AWG de fil d'aimant
1 1/2" vis à cloison sèche
résine en fibre de verre pour la finition
Je coupe 5 disques de contre-plaqué sur une scie à ruban, 9" de diamètre. Au centre de chaque disque percé un I 1/2" trou. Ces disques sont stratifiés sur l'arbre pour construire l'armature. Afin de maintenir l'armature solidement à l'arbre, je percé un trou d'environ 4" d'un bout de 1/8" de diamètre, et une broche inséré le, 4" de long. Je routé sur un disque d'une fente, 4" de long et 3 / 16" large, 3/16" de profondeur, d'accepter cette broche afin qu'il soit verrouillé sur l'arbre. Je revêtu généreusement les disques de contre-plaqué de bois avec de la colle et les serrés ensemble sur l'arbre, puis de les visser avec 3" vis à bois.
Sur le tour métallique (un tour en bois fonctionnerait très bien) j'arasées l'armature de telle sorte que le diamètre est d'environ 8.75" . Au centre de l'armature je coupe une fente 3/16" profonde juste assez large pour accepter les aimants (1,74 « ). les aimants sont disposés avec des pôles en alternance vers le haut. Cet aimant particulier est disponible avec du Nord ou du Sud à l'extérieur. Cet alternateur nécessite 9 de chaque variété. le diamètre est tel que les aimants collent à la surface en bois l'armature, de sorte que le diamètre total, aimants inclus de l'armature est un peu moins de 9,25" . Ces aimants ont un arc beaucoup plus aiguë que celle de l'armature, il ressemble un peu « grumeleuse »! Je ne pense pas que ce soit un problème. aimants sur mesure coûtent tout simplement trop, il paie souvent de travailler avec ce qui est disponible. Pour 18 des aimants pour adapter autour de l'armature, il existe un petit espace entre chaque aimant (environ 0,10 « ). Pour les pièces d'écartement, j'utilise 1 » vis à cloison sèche, qui ont été retirés après que la colle sèche. Puisqu'ils sont effilées au sommet, les vissant simplement plus profond prévoit un écart plus important entre les aimants, donc. avec un peu de patience, il est facile d'ajuster les vis et obtenir les aimants régulièrement espacés autour de l'armature.
Une fois que tous les aimants ont été pressées en place, correctement espacées avec des vis, je les ai collé avec de l'époxy. En tant que pince, je simplement attaché une corde autour des aimants et serrés avec un bâton à travers le nœud. Lorsque la colle a commencé à mettre en place dur, j'enlevé les vis et appliqué une nouvelle couche de colle sur toute la surface de l'alternateur. Cela contribue non seulement à maintenant les aimants, mais il protégera l'alternateur de l'humidité.
Le stator (la partie qui finira par tenir les bobines de fil) est constitué de 3/4" contre-plaqué. Le cercle intérieur a un rayon de 5" , ce qui laisse de la place pour les bobines entre elle et l'armature. Les aimants font saillie de l'alternateur en bois d'environ 1/8" , donc cela permet de bobines d'être environ 3/8" d'épaisseur et présenter un jeu étroit avec les aimants. Un écart très faible entre les bobines et les aimants est important, surtout si les bobines ne sont pas un noyau ferreux. Je coupe des pièces pour construire le stator du contre-plaqué et les collées ensemble, les serrées serrées et les vissées ensemble avec 1 1/2" vis à cloison sèche. Chaque pièce est composée de 3 stratifiés, pour une épaisseur totale de 2 1/4 ».
L'arbre est supporté par des blocs d'oreiller, également construit à partir de 3/4" morceaux de contreplaqué. Je coupe des trous avec un 1 1/2" trou vu accepter les roulements. Bien sûr, les roulements ont 1/2" de diamètre intérieur pour accepter l'arbre Le diamètre extérieur des paliers est à peu près 1,6" . Pouces - un ajustement serré très serré dans les trous du contreplaqué. J'enduit l'extérieur des roulements avec de l'époxy et les pressai avec une presse à mandriner (un étau ou d'un marteau devrait fonctionner très bien aussi), aussi profond que possible pour que je puisse serrer encore les vis. Je suis satisfait de la façon dont ils intègrent les trous, et comment ils droit pressés. Je crois que je suis un peu de chance ici!
Je construit un dispositif simple bobinage à la production de vitesse. Il dispose d'une manivelle d'un côté, et une bobine de l'autre. J'utilisé un long boulon d'arbre, et l'extrémité de la bobine est maintenu sur un écrou. Chaque bobine est enroulée sur la forme, puis l'écrou est enlevé. de sorte que l'extrémité de la bobine se détache et la bobine peut être retiré. Il est allé très vite! Depuis l'alternateur a 18 aimants, j'enroulé 18 bobines. Les bobines sont de 18 AWG fil de bobinage émaillé, chaque bobine a 50 enveloppes. Les bobines sont d'environ 2,75" X 1,5" à l'extérieur, et le trou dans le milieu est d'environ 0,5" x 1,5" . selon la taille de la bobine sur la machine d'enroulement. Je pensais que c'était une taille appropriée, compte tenu de la taille des aimants. Vraiment - c'est un peu d'une supposition intuitive.
Lorsque les bobines sortent de la machine d'enroulement, ils sont assez lâche, et délicat. Je les ai manipulés avec soin avant de les coller dans les stratifiés de stator.
Dans l'image ci-dessus, vous pouvez voir toutes les parties de l'alternateur prêt pour la finition et l'assemblage.
Toutes les parties ont été généreusement recouverts de résine de fibre de verre - un peu comme époxy, il fait une épaisse couche de plastique et devrait l'alternateur pratiquement imperméable à l'eau pour les années à venir. Le seul inconvénient. ça pue vraiment mal! Vous pouvez obtenir ce genre de choses dans un magasin de pièces de matériel ou d'automobiles. Difficile de voir dans cette image, mais. la base de l'alternateur comporte des chevilles en bois, de sorte que toutes les parties peuvent être situés exactement dans leur position correcte à chaque fois que l'unité est assemblée. Cela permet de montage et le démontage facile. Lors de la base, je mets les pièces ensemble pour qu'il filé facilement - les bobines étaient aussi près que possible des aimants, et rien frotté. Ensuite, je viré l'ensemble de l'alternateur ainsi que légèrement avec la super glue et percé des trous de 1/4" à partir du bas de la base dans les blocs d'oreiller, et les deux moitiés de stator. Je puis collé dans la base de 1/4" goupilles qui assurent que chaque fois assemblé, toutes les pièces conviendront exactement dans les bons endroits.
Toutes les bobines sur chaque moitié du stator sont câblés en série. A ce stade, chaque moitié peut être accroché en série ou en parallèle à la plus appropriée correspond à la charge de l'alternateur. est au-dessus du bon pictured vieux Test goût, un moyen sûr de tester une batterie ou un générateur, aussi longtemps qu'il reste en dessous de 10 volts! (Sinon ça fait mal - ne pas essayer à la maison!)
Je n'ai pas l'équipement approprié pour tester pleinement cet alternateur. Le meilleur outil que j'ai, car il ne tient pas sur mon tour, est une perceuse à main avec un mandrin de 1/2" . Avec un mètre qui lit la fréquence, je suis en mesure de dire avec précision rpm. Lorsque les deux moitiés du stator sont accrochés en série, l'alternateur atteindra 12 volts à environ 120 tours par minute. a environ 300 tours par minute, il charge environ 6 Ampères dans mes batteries (ce qui est la limite de ma perceuse à main!). Quand j'accroche les deux moitiés du stator en parallèle, elle touche 12 volts à environ 240 tours par minute, et à environ 350 tours par minute, il est en charge un peu plus de 10 ampères dans mes batteries de 12 volts. sur l'image ci-dessus, vous pouvez voir le compteur de fréquence, et le grand ampèremètre en bois sur le mur. il est clair que le facteur limitant voici la puissance de la perceuse à la main. Je vais poster un tableau quand je construis une bonne machine d'essai de l'alternateur et d'obtenir de meilleurs résultats! tout bien considéré ici, je suis très satisfait des résultats.
J'étais curieux de ce que la sortie ressemblerait à la portée, compte tenu de la proximité de l'autre des aimants, et l'armature « bosselé ». Gardez à l'esprit, ce qui est indiqué ci-dessus sur la portée, est courant alternatif, directement de l'alternateur. Pour être utile dans batterycharging, il doit être rectifié en courant continu. Pour ce faire, un « pont redresseur » (un simple arrangement de 6 diodes) doit être utilisé.
Ci-dessus est la sortie « rectifiée » de l'alternateur. Ceci est utile pour la recharge de la batterie, mais - vous remarquerez comment « grumeleuse » Direct actuelle semble sur la portée. Bien que cela provoque rarement des problèmes, parfois ce genre de courant direct causera des problèmes avec la réception radio et télévision (vous entendrez un sifflement). Pour aider à lisser le ici disponible courant continu, un condensateur peut être utilisé.
Voir ci-dessus le bon, sortie en courant continu à plat après un condensateur est branché entre les sorties et Pos Neg.
Juste pour le fun. J'accroché vers le haut à mon stéréo! Ceci est un lecteur de CD, accroché à un « pré-ampli à tubes sous vide Fisher 50, accroché à une puissance de tube à vide stéréo Dynaco 70 Ampères. Si vous ajoutez les chiffres au dos de ceux-ci. il totalise plus de 300 watts. À mon grand étonnement, cet alternateur en bois allumé les tubes et le lecteur CD. joué de la musique et sonnait très bien, quand il est alimenté par la perceuse à main électrique! La perceuse à main est évalué à tirer courant maximum d'environ 3,5 ampères. c'est donc un transfert raisonnablement efficace de la puissance!
En conclusion. Toute cette affaire a pris environ deux à temps plein jours, environ 100 $ dans les aimants et 30 $ en fil d'aimant. (L'arbre et les roulements j'avais sous la main) Pas un mauvais prix pour un alternateur à bas régime efficace. Il était aussi amusant, et l'information obtenue est utile. En utilisant des roulements de bloc d'oreiller premade serait probablement sage, surtout si l'on vise à utiliser vraiment l'alternateur! Il existe des moyens plus simples de construire qui serait Alternateurs aussi, ou encore plus efficace. Pour construire cela nécessite vraiment un tour, scie à ruban, perceuse à colonne. etc. Si l'on construit une machine similaire en utilisant une armature de type de disque au lieu d'un cylindre, il serait beaucoup plus simple. Je coincé avec cette conception seulement parce qu'il semblait amusant, regardé propre - et était basée sur mon moulin à vent en bois plus tôt. Gardez vos yeux ouverts pour notre prochain alternator..it'll soit encore plus facile à construire et beaucoup plus efficace. Mais dans l'ensemble, je suis surpris par les performances fo cette unité, étant donné qu'il ne contient que l'air entre les bobines et le bois tout autour. Le bois est un conducteur moche de champs magnétiques! Tout va montrer. il ne doit pas être optimale, il a juste besoin de travailler!