Zaopatrzenie
W tym projekcie potrzebujesz następujących materiałów i narzędzi:
Alternator samochodowy 12 V
Magnesy neodymu
10 przewodów szerokości
Złącza kulkowe 4 mm
Metalowy pręt, metalowy dysk i bęben na zamówienie zbudowały wirnik.
Dostęp do maszyny obracającej
Prasa wiertarna
Szlifier kątowy
Wiertła
Narzędzia lutowe
Narzędzia ręczne
Żarówka 12V
Bezszczotkowy kontroler prędkości
Super klej. itd.
Krok 1: Rozmontowanie alternatora
Do tej konwersji mamy 12V alternator samochodowy.Alternatory te przekształcają energię mechaniczną silnika spalinowego wewnętrznego w akumulator, który zasila elektryczne akcesoria.Fakt, że są one podłączone do ssania paliwa sprawia, że konstrukcja tych generatorów jest uzasadniona, nieefektywna, ale solidna..Większość generatorów ma grube laminacje statora, co powoduje nadmierne prądy wirusowe, co powoduje mniejszą wydajność,Nie możemy zmienić statora, bo cała jednostka opiera się na nim.Ale jeśli spojrzymy na wirnik, możemy wprowadzić kilka zmian, aby uczynić go użytecznym.
Możecie się zastanawiać, dlaczego użyli trzech nieefektywnych komponentów, jeśli mogą wytwarzać więcej mocy tylko za pomocą wirnika magnetycznego.Nie możemy go kontrolować. Musimy wytworzyć stałe napięcie. Inaczej wszystko wysadzimy.Teraz osiąga się to za pomocą regulatora, który zmniejsza napięcie stosowane przez cewkę wirnika przez parę szczotek węglowych, gdy silnik przyspiesza.Kolejnym powodem jest fakt, że magnety stałe stracą swoją siłę pod temperaturą te alternatory zazwyczaj działa, czyniąc je drogimi i mniej niezawodnymi, czego z pewnością nie chcą firmy motoryzacyjne.
Krok 2: Tworzenie rotora magnetycznego
Ponieważ wszystko jest oddzielone, wzięliśmy wymiary, takie jak średnica wirnika i wysokość cewki statora, aby określić rozmiar magnesów, których będziemy potrzebować.Na szczęście potrzebne nam magnesy neodymowe były dokładnie takie same jak te używane w bezszczotkowym silniku w hoverboardach.Mamy ich kilka, więc nałożyliśmy na jeden z węzłów rozcieńczacz, żeby klejnot się zmiękczył, to później pomoże nam uratować magnesy.
Gdy sfinalizowaliśmy projekt wirnika, zleciliśmy obróbkę i oto jest, praca dobrze wykonana.Mamy 17 mm wał, do którego płytki twarzy i bębna jest spawany i później obrobione do wymaganego rozmiaruMamy 3 mm obroże na obu końcach bębna, które później pomogą nam ustawić magnesy pionowo na bębnie.Aby jeszcze bardziej zmniejszyć wagę, wykonaliśmy sześć otworów na płytce obrotowej wirnika, które pozwolą powietrzu przepływać przez wszystko, co czyni je chłodniejszymi..
Krok 3: Wydobycie magnesów neodymu
Na szczęście potrzebne nam neodymowe magnesy były dokładnie takie same, jak te używane w bezszczotkowym silniku w hoverboardach.Mamy ich kilka, więc nałożyliśmy na jeden z węzłów rozcieńczacz, żeby klejnot się zmiękczył.To pomoże nam później uratować magnesy.
Jak zauważyliście, wirnik ma 12 zmiennego bieguna.
Krok 4: Zakończenie obrotu
Teraz, jeśli zauważyliście, główny wirnik ma 12 zmiennych biegunów.Zaczęliśmy przyklejać magnesy poprzez rozkład pomiędzy nimi, używając drukowanych w 3D rozkładników, upewniając się, że umieszczamy je z nawzajem zmieniającymi się biegunami.Później przykleiliśmy pozostałe magnesy tak, że mamy te same bieguny na jednej parze i następna para się zmienia.
Rotor będzie się obracał od 3 do 4000 obrotów na minutę więc pozostawienie magnesów tylko z klejem jest receptą na katastrofę.Projekt, który nigdy się nie kończy. W każdym razie zastosowaliśmy dwie warstwy nici.Prawidłowy składnik to włókno węglowe, ale nie udało nam się go zdobyć, więc trzymajmy kciuki.Później nałożyliśmy na bieżnik superklej, by był mocniejszy i trwał w miejscu.
Krok 5: Zgromadzenie wszystkiego
Krok 6: Wyniki
Aby sprawdzić ilość energii, którą może generować, zamontowaliśmy alternator na skrzyni.Obrót wirnika gołymi rękami jest niemal bezużyteczny ponieważ ten stały wirnik ma dużo cogging i ledwo mamy jakąkolwiek moc wyjściowąWięc użyliśmy naszego klucza uderzeniowego i zajęło nam około 1200 obrotów na minutę, aby zapalić żarówkę 12V.
Zwykle turbina wiatrowa obraca się z maksymalną prędkością 700 obrotów na minutę, a nawet jeśli użyjemy biegów, wątpię, żeby to wystarczyło do wytworzenia rozsądnej mocy.To może być rozwiązane za pomocą alternatora 24V i w jakiś sposób zmniejszenie efektu cogging ale to temat dla innego projektu wideo.
Jeśli ten alternator musi obracać się tak szybko, aby wytworzyć 12 V, wyobraźcie sobie, co by zrobił, gdybyśmy uruchomili to na 42 V.Nie ma problemu, jeśli to nie jest dobry generator przy niskiej prędkości.Więc rekwizyt, który widzisz, ma 24 cali średnicy i ma 12 cali wysokości, napędzany jest przez silnik o pojemności 60cc.
Wykorzystaliśmy 10-komórkowy zestaw akumulatorów o napięciu prawie 42 V, więc spodziewaliśmy się prawie 4400 obrotów na minutę, ale ku naszemu zaskoczeniu osiągnęliśmy 3300 obrotów na minutę.Rotor zużywa 350 watów mocy bez obciążenia i to wyraźnie wskazuje, że coś jest nie tak.To dużo energii do uruchomienia alternatora bez obciążenia, ponieważ taka sama konfiguracja z zamontowaną śmigłą dodała 600 watów mocy, łącząc łącznie prawie tysiąc watów.Dobra wiadomość jest taka, że z pomocą rekwizytu na alternatorze osiągnął prawie taką samą prędkośćW porównaniu z silnikiem benzynowym oferował natychmiastową moc, która jest świetną cechą energii elektrycznej.
Pierwszy raz zamieniamy generator samochodowy w coś, co jest bardziej przydatne dla nas, więc powinniśmy to nazwać sukcesem. We will try to find out the reason why is drawing so much power without load as everything is running smoothly without any excessive viberation and this issue might be related to the width of the magnet poles on the rotor.
Jesteśmy ciekawi, czy alternator samochodowy może być silnym silnikiem bez szczotek i do tego zamierzamy się dowiedzieć, przekształcając nasz rower w elektryczny.