مولد كهربائي مع اقتران مغناطيسي: 9 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

"العالم تغير. أشعر به في الماء. أشعر به في الأرض. أشم رائحته في الهواء. ضاع الكثير مما كان في السابق …" - سيد الخواتم.

بالتأكيد … عند الحديث عن النفط والطاقات غير المتجددة ، فقد الكثير مما فقده. نحن بحاجة إلى أشكال جديدة لإنتاج الطاقة … نظيفة وسهلة الحصول عليها … دون الإضرار بالبيئة من حولنا. ثم سأريكم طريقة مختلفة لإنتاج الطاقة … إنها نتيجة ما يفعله الكثيرون في عزلة … أنا ببساطة آخذ أفضل الأفكار وأجمعها معًا حتى نتمكن من الحصول على النتيجة المرجوة. المعلومات المعروضة هنا هي في المجال العام. إنه قائم على أفكار من بداية القرن الماضي. ولكن حتى اليوم ، مع ظهور مغناطيس نيوديميوم يمكننا إدراك أفكار الماضي. أستخدم مبدأ "فرِّق واكسب". لماذا يوجد مولد كبير وثقيل ومكلف؟ … إذا كان بإمكاني تحقيق ذلك مع العديد من الأشياء الصغيرة…. الفكرة هي توصيل عدة محركات بدون فرش تستخدم كمولد وترتبط ببعضها البعض من خلال ترس مغناطيسي ، وبهذه الطريقة يمكننا تحريك عدة مولدات باستخدام محرك واحد ، وبالتالي زيادة كفاءة النظام.

جمورينو 555

فيراكروز ، فير.

المكسيك ، 9 فبراير ، 202

الخطوة 1: المواد

المواد التي سنحتاجها هي:

• محركات أقراص CD / DVD (5 قطع)
• مغناطيس نيوديميوم بقطر 5 مم × 4 مم في الارتفاع. (60 قطعة)
• ProtoBoard مزدوجة
• مقوم جسر 50 فولت / 1.5 أمبير. (15 قطعة)
• 5 ملم المصابيح الحمراء (5 قطع)
• 5 ملم المصابيح الخضراء (5 قطع)
• 5 ملم المصابيح الصفراء (5 قطع)
• مقاومات من 150 أوم إلى 1/4 واط (15 قطعة)
• كابل

العاب تركيب:

يمكن العثور على قطع ليغو على: www.bricklink.com

• طوبة 1 × 16 (ليغو رقم 3703) - (10 قطع)
• ليفتارم 1 × 11.5 (ليجو رقم 32009) - (10 قطع)
• ليفتارم 2 × 4 لتر (ليغو رقم 32140) - (15 قطعة)
• المحور 3 مع مسمار (LEGO رقم 6587) - (20 قطعة)
• دبوس طويل مع الاحتكاك (LEGO رقم 6558) - (25 قطعة)

متنوع:

• الغراء (سيانو أكريليت)
• ١/١٦ بوصة (٥٠ سم) كابل قابل للتقلص بالحرارة
• طلاء فسفوري برتقالي وأخضر

الخطوة 2: تجميع المغناطيس

محرك أقراص CD / DVD بدون فرش

المحركات المستخدمة في قارئات الأقراص المضغوطة / أقراص DVD هي محركات بدون فرش تتكون من سلسلة من اللفات التي توفر إشارة جهد تيار متناوب على ثلاث مراحل.

لمزيد من المعلومات حول المحركات الخالية من الفرشاة ، انظر الرابط التالي:

معلومات عن محرك بدون فرش

1.- سنبدأ بتجميع المحرك في قاعدته: لهذا ، سنقوم بتشكيل قاعدة بقطع LEGO كما هو موضح في الشكل وسنصلحها على المحرك عن طريق غراء cyanoacrylate (KOLA LOKA).

احذر! يلتصق غراء cyanoacrylate بالجلد

2.- الآن سنضع مغناطيس النيوديميوم حول المحرك. سنضع مغناطيس النيوديميوم بأقطابها بالتناوب N-S-N-S-N-S …

حذر! المغناطيسات النيوديميوم قوية للغاية وهشة ويمكن أن تنكسر إذا اصطدمت مع بعضها البعض. المغناطيسات التي نستخدمها قوية حقًا ، ولها قوة جاذبة تزيد قليلاً عن 800 جرام. ومع ذلك ، نظرًا للسرعات العالية التي يتم التعامل معها ، من الضروري لصقها باستخدام cyanoacrylate على قاعدة المحرك. (أثناء الاختبارات ، تم التخلص من مغناطيس النيوديميوم في جميع أنحاء الغرفة في عدة مناسبات …:)

3.- في النهاية ، نقوم بطلاء كل مغناطيس من الألوان الفلورية الخضراء والحمراء لتقدير أفضل لعمله.

الخطوة 3: أسلاك المحرك

حان الوقت لتجميع كابلات المحرك

عادةً ما تحتوي هذه المحركات على موصل من ثلاثة عشر سنًا ويتوافق الثلاثة الأخيرة (11 و 12 و 13) مع المراحل B و C و A.

إذا لم يكن الأمر كذلك ، فعلينا تحديد أي من دبابيس الموصل هي تلك التي تحمل الإشارات إلى ملفات المحرك.

يمكننا تحقيق ذلك بمساعدة عدسة مكبرة واتباع القرائن الموجودة على الدائرة المطبوعة إلى الموصل.

الخطوة 4: بناء قاعدة المحرك

حان الوقت لبناء قواعد المحركات

في حالتي ، استخدمت قطع LEGO ، لأنها تتيح لي التقاط فكرة بسرعة. يمكننا الحصول على قطع LEGO التي نحتاجها على www.bricklink.com.

الخطوة 5: حامل الدائرة الكهربائية

سنقوم ببناء الدائرة الكهربائية

عندما نستخدم المحركات الخالية من الفرشاة كمولدات ، فإنها تعطينا إشارة تيار متناوبة ثلاثية الأطوار ، والتي يتعين علينا تصحيحها للحصول على تيار مباشر.

نحقق ذلك باستخدام الثنائيات المعدل.

في حالتي ، استخدمت جسر مقوم كامل لكل مرحلة من مراحل المحرك.

يمكن استخدام نصف مقوم الجسر ، لكنني أفضل استخدامه مرتين وبالتالي زيادة التيار الذي يمكنني التعامل معه لكل مقوم.

الدائرة المستخدمة في هذا المشروع هي فقط لتوضيح الجهد المتولد في كل مرحلة.

في التطبيق العملي ، يتم توصيل مخرجات المعدل لكل مرحلة معًا.

الخطوة 6: ربط الأجزاء

حان الوقت لتجميع كل شيء

يتم وضع المحركات بجانب بعضها البعض ويتم ضبط المسافة الفاصلة بينهما. كلما اقتربوا ، زادت سرعتنا دون أن نفقد التزامن بينهم عندما يدورون بسرعات عالية. ترتبط كبلات كل محرك بجسور المعدل المقابلة لها.

هام: عليك تثبيت القطع على قاعدة حتى يظل كل شيء ثابتًا. سنقود بسرعات عالية وسيكون لدينا العديد من الاهتزازات.

الخطوة 7: الاختبارات والنتائج

نتائج المرحلة الأولى (1):

تم إجراء العديد من الاختبارات وتم الحصول على النتائج التالية:

كلما زاد سرعة دوران المحرك ، زاد الجهد الذي نحصل عليه (قانون فاراداي)

• كلما زاد دوران المحرك بشكل أسرع ، تزداد احتمالية إطلاق المغناطيس (المبدأ الفيزيائي: قوة الطرد المركزي)
• إذا قمنا بزيادة المسافة الفاصلة بين المحركات ، فيمكننا تحويلها بسهولة ، ومع ذلك ، إذا قمنا بزيادة السرعة ، فإن التزامن بينهما ينقطع.

إذا قللنا الفصل بين المحركات ، فمن الصعب أن نبدأ تشغيلها ، ومع ذلك ، يتم الحفاظ على التزامن بسرعات عالية

توصيات للمرحلة القادمة (2):

1. استخدم المحركات (كمولد) نوع Outrunner بدون فرش أقل من 1000KV (KV = RPM / Volt) ، وهذا يسمح لنا بتوليد المزيد من الجهد مع عدد أقل من الثورات.
2. لتدوير مجموعة المولدات ، استخدم محرك من النوع Outrunner ، ولكن أكبر من 2000KV ، وهذا يسمح لنا بالحصول على مزيد من الدورات في الدقيقة مع إمداد جهد أقل.
3. استخدم متحكمًا دقيقًا (Arduino / Raspberry PI) للتحكم في سرعة المحرك وبالتالي تنظيم جهد الخرج المطلوب.
4. احصل على الرسم البياني لدرجة حرارة المحركات مقابل RPM ، من أجل الحصول على السرعة المثلى للتشغيل وفي حالة الحاجة إلى توفير التبريد للمحركات. (في حالة الانتقادات ، يمكن استخدام محركات من النوع Brushless Inrunner للقوارب. يأتي هذا النوع من المحركات مع دائرة تبريد مائي).

الخطوة 8: التعليقات النهائية

في هذا المشروع ، أستخدم محرك CD / DVD كمولد ، والذي وفقًا لبياناته هو محرك 12 V / 1 Amp ، والذي يمنحنا محركًا بسعة 12 واط.

إذا تم استخدام محركات الطائرات النموذجية الجديدة ، يمكن الحصول على نتائج مبهرة. هناك محركات صغيرة بقوة عدة مئات من واط. إذا قمنا بتجميعها معًا ، فيمكننا تنشيط وحدة عاكس تصل إلى 1500 واط بسهولة. بالإضافة إلى السماح لنا بتغيير تكوين الدائرة الكهربائية للتكيف مع احتياجات العاكس الكهربائي. إذا تم استخدام هذه الأنواع من المحركات ووضعت المحركات على شكل حلقة ، حتى نتمكن من التحكم في موضعها إلكترونيًا أثناء بدء النظام وإيقافه ، فيمكننا الحصول على نظام عالي الكفاءة.

تكنولوجيا المستقبل:

يمكننا استخدام هذا النوع من مولدات الطاقة في المستقبل القريب كزيادة في وقت طيران مروحيتنا الرباعية.

الخطوة 9: المراجع

التقدم في البحث الكهرومغناطيسي:

التقدم في أوراق البحث الكهرومغناطيسية

محركات بدون فرش:

كيف تعمل المحركات بدون فرش

أنواع اللفات الحركية

تشريح محرك عديم الفرشاة

تشريح محرك داخلي بدون فرش