GENERADOR ELÈCTRIC AMB ACOPLAMENT MAGNÈTIC: 9 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

"El món ha canviat. El sento a l'aigua. El sento a la terra. L'oloro a l'aire. Es perd gran part del que va ser …" - El Senyor dels Anells.

Certament … parlant de petroli i energies no renovables, gran part del que va ser s’ha perdut. Necessitem noves formes de producció d'energia … Neteja i fàcil d'obtenir … sense danyar el medi ambient que ens envolta. A continuació, us mostraré una manera diferent de produir energia … és el resultat del que molts han estat fent de manera aïllada … Simplement estic agafant les millors idees i reunint-les perquè puguem obtenir el resultat desitjat. La informació que es mostra aquí és de domini públic. Es basa en idees de principis del segle passat. Però és fins a l’actualitat que amb l’aparició d’imants de neodimi podem realitzar les idees del passat. Faig servir el principi de "Divideix i guanya". Per què tenir un generador gran, pesat i car? … si puc aconseguir-ho amb diversos petits … La idea és connectar diversos motors sense escombretes utilitzats com a generador i connectats entre ells mitjançant un engranatge magnètic, d’aquesta manera podem moure diversos generadors amb l’ús d’un sol motor, augmentant així l’eficiència del sistema.

jmoreno555

Veracruz, Ver.

MÈXIC, 9 de febrer de 202

Pas 1: MATERIALS

Els materials que necessitarem són:

• Motors de la unitat de CD / DVD (5 peces)
• Imants de neodimi de 5 mm de diàmetre x 4 mm d’alçada. (60 peces)
• ProtoBoard Doble
• Rectificador de pont 50 V / 1,5 amp. (15 peces)
• LED vermells de 5 mm (5 peces)
• LEDs verds de 5 mm (5 peces)
• LED grocs de 5 mm (5 peces)
• Resistències de 150 ohms a 1/4 de watt (15 peces)
• Cable

LEGO:

Les peces de lego es poden trobar a: www.bricklink.com

• Maó 1x16 (LEGO núm. 3703) - (10 peces)
• Liftarm 1x11,5 (LEGo núm. 32009) - (10 peces)
• Liftarm 2x4 L (LEGO núm. 32140) - (15 peces)
• Eix 3 amb Stud (LEGO núm. 6587) - (20 peces)
• Pin llarg amb fricció (LEGO núm. 6558) - (25 peces)

DIVERSOS:

• Cola (cianoacrilat)
• Cable termorretractable de 1/16 "(50 cm)
• Pintura fosforescent de color taronja i verd

Pas 2: MUNTATGE D'IMANTS

MOTOR DE CD / DVD sense escombretes

Els motors utilitzats en els lectors de CD / DVD són motors sense escombretes que estan formats per una sèrie de bobinatges que proporcionen un senyal de tensió de corrent altern en tres fases.

Per obtenir més informació sobre motors Brushless, consulteu el següent enllaç:

Informació del motor sense escombretes

1.- Començarem amb el muntatge del motor a la seva base: per a això, formarem una base amb les peces LEGO tal com es mostra a la figura i la fixarem al motor mitjançant cola de cianoacrilat (KOLA LOKA).

VES AMB COMPTE! La cola de cianoacrilat enganxa la pell

2.- Ara col·locarem els imants de neodimi al voltant del motor. Col·locarem els imants de neodimi amb els seus pols situats alternativament N-S-N-S-N-S …

ATENCIÓ! Els imants de neodimi són extremadament potents, fràgils i es poden trencar si xoquen entre ells. Els imants que estem utilitzant són realment potents, tenen una força atractiva de poc més de 800 grams. No obstant això, a causa de les altes velocitats que es manegen, és necessari enganxar-les amb cianoacrilat a la base del motor. (Durant les proves, els imants de neodimi es van descartar per tota la sala en un parell d’ocasions …:)

3.- Al final, pintem cada imant de colors fluorescents verds i vermells per apreciar millor el seu funcionament.

Pas 3: CABLEAT DEL MOTOR

És hora de muntar els cables del motor

Normalment, aquests motors tenen un connector de tretze pins i els tres últims (11, 12 i 13) corresponen a les fases B, C, A.

Si no és així, hem d’identificar quins dels pins dels connectors són els que transporten els senyals als bobinatges del motor.

Ho podem aconseguir amb l’ajuda d’una lupa i seguir les pistes del circuit imprès fins al connector.

Pas 4: CONSTRUCCIÓ DE LA BASE DEL MOTOR

És hora de construir les bases dels motors

En el meu cas, he utilitzat peces LEGO, ja que em permeten captar ràpidament una idea. Podem obtenir les peces de LEGO que necessitem a www.bricklink.com.

Pas 5: SUPORT DEL CIRCUIT ELÈCTRIC

Construirem el circuit elèctric

Quan fem servir motors sense escombretes com a generadors, ens donen un senyal de corrent altern trifàsic, que hem de rectificar per obtenir corrent continu.

Ho aconseguim mitjançant díodes rectificadors.

En el meu cas, he utilitzat un pont rectificador complet per a cada fase del motor.

Es pot utilitzar la meitat d’un rectificador de pont, però prefereixo utilitzar-lo dues vegades i augmentar així el corrent que puc gestionar per a cada rectificador.

El circuit utilitzat en aquest projecte és només per demostrar la tensió que es genera en cada fase.

En una aplicació pràctica, les sortides del rectificador de cada fase estan connectades entre si.

Pas 6: UNIR LES PARTS

És hora de muntar-ho tot

Els motors es col·loquen l'un al costat de l'altre i s'ajusta la separació entre ells. Com més a prop estan, més ràpid podem aconseguir sense perdre el sincronisme entre ells quan giren a velocitats elevades. Els cables de cada motor estan connectats als seus corresponents ponts rectificadors.

IMPORTANT: heu de fixar les peces a una base perquè tot quedi ferm. Conduirem a gran velocitat i tindrem moltes vibracions.

Pas 7: PROVES I RESULTATS

RESULTATS D’AQUESTA PRIMERA ETAPA (I):

Es van realitzar diverses proves i es van obtenir els següents resultats:

Com més ràpid gira el motor, més tensió obtindrem (Llei de Faraday)

• Com més ràpid gira el motor, augmenta la probabilitat de disparar els imants (Principi físic: força centrífuga)
• Si augmentem la separació entre els motors, podem girar-los fàcilment, però, si augmentem la velocitat, la sincronia entre ells es trenca.

Si reduïm la separació entre els motors, és difícil engegar-los, però, la sincronia es manté a velocitats elevades

RECOMANACIONS PER A LA PROPERA ETAPA (II):

1. Utilitzeu motors (com a generadors) de tipus brushless Outrunner inferior a 1000KV (KV = RPM / Volt), això ens permet generar més tensió amb menys revolucions.
2. Per fer girar el grup de generadors, utilitzeu un motor tipus Outrunner, però superior a 2000KV, això ens permet tenir més revolucions per minut amb menys subministrament de tensió.
3. Utilitzeu un microcontrolador (Arduino / Raspberry PI) per controlar la velocitat del motor i, per tant, regular la tensió de sortida desitjada.
4. Obteniu la gràfica de la temperatura dels motors respecte a la RPM, per tal d’obtenir la velocitat òptima de funcionament i en cas de ser obligat a proporcionar refrigeració als motors. (En cas de crítiques, es poden utilitzar motors tipus Brushless Inrunner per a embarcacions. Aquest tipus de motors inclouen un circuit de refrigeració per aigua).

Pas 8: COMENTARIS FINALS

En aquest projecte utilitzo un motor de CD / DVD com a generador, que segons les seves dades és un motor de 12 V / 1 Amp, que ens proporciona un motor amb una capacitat de 12 watts.

Si s’utilitzen els nous models d’avions, es poden obtenir resultats impressionants. Hi ha motors petits amb una potència de diversos centenars de watts. Si els ajuntem, podem alimentar fàcilment una unitat inversora de fins a 1500 watts. A més de permetre’ns canviar la configuració del circuit elèctric per adaptar-nos a les necessitats del convertidor de potència. Si s’utilitzen aquests tipus de motors i els motors es col·loquen en forma d’anell, de manera que podem controlar electrònicament la seva posició durant l’arrencada i l’aturada del sistema, podem obtenir un sistema altament eficient.

Tecnologia del futur:

Podem utilitzar aquest tipus de generadors d’energia en un futur proper com a augment del temps de vol del nostre Quadcopter.

Pas 9: REFERÈNCIES

Avenços en investigació electromagnètica:

Progressos en treballs de recerca en electromagnètica

Motors sense escombretes:

Com funcionen els motors sense escombretes

Tipus de bobinatges del motor

Anatomia d’un motor Outrunner sense escombretes

Anatomia d’un motor Inrunner sense escombretes