Эта статья основана на идеях прошлого века, автор попытался повторить ее, применяя неодимовые магниты. Смысл в том, что не нужен один мощный генератор электричества и соответственно такой же привод для него. Можно использовать один привод и несколько менее мощных генераторов, работающих на одну нагрузку, связанных с собой в этом конкретном случае, через магнитную шестерню.
Я видел основанный на этом принципе магнитный редуктор. Встречалась в интернете парочка патентов.
Что понадобиться для прототипа:
— двигатели CD/DVD приводов 5 шт.
— неодимовые магниты 5 мм в диаметре и 4 мм в высоту 60шт
-Макетная плата
— диодные мосты 200в 2А 15 шт.
-светодиоды красные, желтые, зеленые 5мм по 15 шт. каждых
— резисторы 150 Ом 0.125 Вт 15 шт.
-провода
Лего:
• Brick 1×16 (LEGO No. 3703) — (10 шт)
• Liftarm 1×11.5 (LEGo No. 32009) — (10 шт)
• Liftarm 2×4 L (LEGO No. 32140) — (15 шт)
• Axle 3 with Stud (LEGO No. 6587) — (20 шт)
• Pin Long with Friction (LEGO No. 6558) — (25 шт)
Клей, термоусадка диаметром 1.5 мм, флюресцентная краска оранжевая и зеленая
Фото комплектующих
МОНТАЖ ДВИГАТЕЛЕЙ
Двигатели, которые используются в данной конструкции бесколлекторные (вентильные), более подробно о них можно прочитать здесь
Монтаж двигателей осуществляется на деталях от LEGO как показано на фото,
С помощью цианакрилового клея. Не хотите LEGO- придумайте свой кронштейн. Затем разместите на двигателе магниты, так, чтобы их полюса чередовались S-N-S-N-S. Автор про это не пишет, но, наверное, лучше в какой-нибудь программе заранее расчертить расположение магнитов.
Но имейте в виду, что магниты мощные и очень хрупкие, если они притянутся с большого расстояния, то просто расколются. У меня так и случилось. Примерно с 20 см магниты схлопнулись и один из них просто рассыпался. Из-за больших скоростей вращения, магниты надо приклеить к моторам, иначе они просто разлетятся по комнате. После наклейки раскрасьте каждый магнит в разные цвета, чтобы лучше было видно работу.
Подключение двигателей.
Каждый из двигателей имеет несколько катушек, соединенных вместе в 3 фазы. Надо определить, к каким выводам шлейфа подключены эти три фазы. Это можно сделать, проследив дорожки на печатной плате с помощью лупы.
Аккуратно подпаяйте провода к этим выводам. находим дорожки и припаиваем провода
Собираем электрическую цепь.
В вентильных двигателях, которые используются в качестве генераторов, в этой конструкции, на выходе будет переменное трехфазное напряжение. Для получения постоянного напряжения используются полные диодные мосты. Можно использовать и полумосты, но так уменьшится максимально возможный ток нагрузки. На схеме каждая фаза подключена к светодиоду, это сделано для наглядности. На практике, все фазы, после выпрямителей будут соединяться вместе.
Собираем всю конструкцию целиком
конструкция в сборе
Расположите двигатели рядом друг с другом, как показано на фото. Чем ближе вы расположите двигатели друг к другу, тем более высоких скоростей можно будет добиться без потери синхронизации между двигателями.
Подключите все выводы электродвигателей к диодным мостам. ВАЖНО: необходимо жестко закрепить двигатели на базе, они будут вращаться с высокими скоростями и из-за несбалансированных весов магнитов появиться сильная вибрация.
После сборки были проведены несколько тестов, вот что выяснилось в ходе экспериментов:
Чем быстрее вращаются двигатели, тем больше выходное напряжение (Закон Фарадея)
Чем быстрее вращаются двигатели, тем выше вероятность отрыва магнитов 😉 😉
Если увеличить расстояние между двигателями, их будет легче провернуть, но на больших скоростях теряется синхронизация. Если же зазор уменьшить, то для того, чтобы их провернуть надо больше усилия, но, зато не нарушается синхронизация.
Рекомендации для следующего этапа:
Использовать бесколлекторные двигатели типа OUTRUNNER меньше 1000KV (KV=RPM/Volt). Это позволит получить большее напряжение при меньших оборотах. Если используется группа двигателей, тогда применяйте двигатели с KV больше 2000. В этом случае проще будет их провернуть ,но при более высоких оборотах получите меньшее напряжение. Используйте Arduino или Raspberry PI, чтобы контролировать скорость двигателя и , соответственно, регулировать выходное напряжение.
На фото выше пример управления регулировки оборотов и выходной мощности. Обратите внимание на нагрев двигателей в минуту, чтобы обеспечить оптимальный режим работы и, если необходимо, обеспечьте охлаждение. (Двигатели OUTRUNNER от катеров идут с водяным охлаждением)
Автор использует двигатели от CD/DVD приводов 12в 1А, что дает 12Вт мощности. Если использовать двигатели от авиамоделей, можно получить впечатляющие результаты, так как есть небольшие двигатели в несколько сотен ватт. Если связать их вместе можно получить мощность в 1500 ватт.
На фото ниже привод прототипа Тополь М
Так же можно изменять конфигурацию генераторов, чтобы адаптировать ее под нагрузку.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Источник: