เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพร้อมข้อต่อแม่เหล็ก: 9 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

“โลกเปลี่ยนไป ฉันรู้สึกถึงมันในน้ำ ฉันรู้สึกถึงมันในดิน ฉันได้กลิ่นมันในอากาศ หลายอย่างที่ครั้งหนึ่งมันหายไป…” - เดอะลอร์ดออฟเดอะริงส์

แน่นอน … พูดถึงน้ำมันและพลังงานที่ไม่หมุนเวียน สิ่งที่สูญเสียไปส่วนใหญ่ เราต้องการการผลิตพลังงานรูปแบบใหม่ … สะอาดและหาง่าย … โดยไม่ทำลายสิ่งแวดล้อมรอบตัวเรา จากนั้น ผมจะแสดงให้คุณเห็นถึงวิธีการผลิตพลังงานที่แตกต่างออกไป … เป็นผลมาจากสิ่งที่หลายๆ คนทำกันอย่างโดดเดี่ยว … ฉันแค่นำความคิดที่ดีที่สุดมารวมเข้าด้วยกันเพื่อให้เราได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ ข้อมูลที่แสดงที่นี่เป็นสาธารณสมบัติ มันขึ้นอยู่กับความคิดตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ผ่านมา แต่จนถึงทุกวันนี้ การเกิดขึ้นของแม่เหล็กนีโอไดเมียมทำให้เราตระหนักถึงความคิดในอดีตได้ ฉันใช้หลักการ "หารแล้วชนะ" ทำไมต้องมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ หนัก และมีราคาแพง? … ถ้าฉันทำได้ด้วยสิ่งเล็กๆ หลายๆ อย่าง …. แนวคิดคือการเชื่อมต่อมอเตอร์ไร้แปรงถ่านหลายตัวที่ใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเชื่อมต่อกันผ่านเฟืองแม่เหล็ก ด้วยวิธีนี้ เราสามารถเคลื่อนย้ายเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลายเครื่องด้วยการใช้มอเตอร์ตัวเดียว ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ

jmoreno555

เวรากรูซ Ver.

เม็กซิโก 9 กุมภาพันธ์ 202

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุ

วัสดุที่เราต้องการคือ:

• มอเตอร์ไดรฟ์ซีดี / ดีวีดี (5 ชิ้น)
• แม่เหล็กนีโอไดเมียม เส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มม. x สูง 4 มม. (60 ชิ้น)
• ProtoBoard สองเท่า
• วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์ 50 V / 1.5 แอมป์ (15 ชิ้น)
• ไฟ LED สีแดง 5 มม. (5 ชิ้น)
• ไฟ LED สีเขียว 5 มม. (5 ชิ้น)
• ไฟ LED สีเหลือง 5 มม. (5 ชิ้น)
• ตัวต้านทาน 150 โอห์ม ถึง 1/4 ของวัตต์ (15 ชิ้น)
• เคเบิ้ล

เลโก้:

สามารถหาชิ้นส่วนเลโก้ได้ที่: www.bricklink.com

• อิฐ 1x16 (เลโก้ No. 3703) - (10 ชิ้น)
• ลิฟอาร์ม 1x11.5 (LEGo No. 32009) - (10 ชิ้น)
• ลิฟอาร์ม 2x4 L (LEGO No. 32140) - (15 ชิ้น)
• เพลา 3 พร้อมสตั๊ด (LEGO No. 6587) - (20 ชิ้น)
• ขายาวแบบมีแรงเสียดทาน (LEGO No. 6558) - (25 ชิ้น)

หลากหลาย:

• กาว (ไซยาโนอะคริเลต)
• สายเคเบิลหดด้วยความร้อน 1/16 "(50 ซม.)
• สีเรืองแสงสีส้มและสีเขียว

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบแม่เหล็ก

มอเตอร์ซีดี/ดีวีดีไร้แปรง

มอเตอร์ที่ใช้ในเครื่องอ่าน CD / DVD เป็นมอเตอร์แบบไม่มีแปรงซึ่งเกิดจากขดลวดหลายชุดที่ส่งสัญญาณแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในสามเฟส

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน โปรดดูที่ลิงค์ต่อไปนี้:

ข้อมูลมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน

1.- เราจะเริ่มต้นด้วยการประกอบเครื่องยนต์ในฐานของมัน: สำหรับสิ่งนี้เราจะสร้างฐานด้วยชิ้นส่วนเลโก้ดังแสดงในรูปและเราจะยึดเข้ากับเครื่องยนต์โดยใช้กาวไซยาโนอะคริเลต (KOLA LOKA).

ระวัง! กาวไซยาโนอะคริเลตเกาะติดผิวหนัง

2.- ตอนนี้เราจะวางแม่เหล็กนีโอไดเมียมไว้รอบมอเตอร์ เราจะวางแม่เหล็กนีโอไดเมียมโดยให้ขั้วของมันตั้งอยู่สลับกัน N-S-N-S-N-S …

คำเตือน! แม่เหล็กนีโอไดเมียมมีพลังมาก เปราะ และสามารถแตกหักได้หากชนกัน แม่เหล็กที่เราใช้นั้นทรงพลังมาก มันมีแรงดึงดูดมากกว่า 800 กรัม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากต้องใช้ความเร็วสูง จึงจำเป็นต้องทากาวไซยาโนอะคริเลตที่ฐานของเครื่องยนต์ (ในระหว่างการทดสอบ แม่เหล็กนีโอไดเมียมถูกไล่ออกทั่วทั้งห้องในสองสามครั้ง …:)

3.- ในตอนท้าย เราทาสีแม่เหล็กแต่ละสีด้วยสีเขียวและสีแดงเรืองแสงเพื่อให้เห็นถึงการใช้งานได้ดียิ่งขึ้น

ขั้นตอนที่ 3: การเดินสายมอเตอร์

ถึงเวลาประกอบสายมอเตอร์

โดยปกติมอเตอร์เหล่านี้มีขั้วต่อแบบสิบสามพินและสามตัวสุดท้าย (11, 12 และ 13) สอดคล้องกับเฟส B, C, A

หากไม่เป็นเช่นนั้น เราต้องระบุว่าพินตัวเชื่อมต่อใดเป็นหมุดที่ส่งสัญญาณไปยังขดลวดของมอเตอร์

เราสามารถทำได้โดยใช้แว่นขยายและปฏิบัติตามคำแนะนำบนวงจรพิมพ์ไปยังขั้วต่อ

ขั้นตอนที่ 4: การสร้างฐานมอเตอร์

ถึงเวลาสร้างฐานของเครื่องยนต์แล้ว

ในกรณีของฉัน ฉันใช้ชิ้นส่วนของเลโก้ เนื่องจากช่วยให้สามารถรวบรวมไอเดียได้อย่างรวดเร็ว เราสามารถรับชิ้นส่วน LEGO ที่เราต้องการได้ที่ www.bricklink.com

ขั้นตอนที่ 5: MOUNT วงจรไฟฟ้า

เรากำลังจะสร้างวงจรไฟฟ้า

เมื่อเราใช้มอเตอร์ไร้แปรงถ่านเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า พวกมันจะให้สัญญาณกระแสสลับสามเฟสแก่เรา ซึ่งเราต้องแก้ไขเพื่อให้ได้กระแสตรง

เราบรรลุสิ่งนี้โดยใช้ไดโอดเรียงกระแส

ในกรณีของฉัน ฉันใช้วงจรเรียงกระแสแบบสมบูรณ์สำหรับแต่ละเฟสของมอเตอร์

ครึ่งหนึ่งของวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์สามารถใช้ได้ แต่ฉันชอบที่จะใช้มันสองครั้ง ดังนั้นจึงเพิ่มกระแสที่ฉันสามารถจัดการกับวงจรเรียงกระแสแต่ละตัวได้

วงจรที่ใช้ในโครงงานนี้เป็นเพียงการแสดงแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในแต่ละเฟสเท่านั้น

ในทางปฏิบัติ เอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสของแต่ละเฟสจะเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน

ขั้นตอนที่ 6: เข้าร่วมชิ้นส่วน

ถึงเวลาที่จะรวมทุกอย่างเข้าด้วยกัน

มอเตอร์วางชิดกันและปรับระยะห่างระหว่างกัน ยิ่งพวกมันอยู่ใกล้มากเท่าไหร่ เราก็จะยิ่งเร็วขึ้นโดยไม่สูญเสียการซิงโครไนซ์ระหว่างพวกมันเมื่อหมุนด้วยความเร็วสูง สายเคเบิลของมอเตอร์แต่ละตัวเชื่อมต่อกับสะพานเรียงกระแสที่สอดคล้องกัน

สำคัญ: คุณต้องยึดชิ้นส่วนเข้ากับฐานเพื่อให้ทุกอย่างมั่นคง เราจะขับด้วยความเร็วสูงและเราจะมีแรงสั่นสะเทือนมากมาย

ขั้นตอนที่ 7: การทดสอบและผลลัพธ์

ผลลัพธ์ของขั้นตอนแรกนี้ (I):

ทำการทดสอบหลายครั้งและได้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:

ยิ่งมอเตอร์หมุนเร็วเท่าไร ก็ยิ่งได้รับแรงดันไฟฟ้ามากขึ้นเท่านั้น (กฎของฟาราเดย์)

• ยิ่งมอเตอร์หมุนเร็วขึ้น ความน่าจะเป็นที่แม่เหล็กจะถูกยิงก็เพิ่มขึ้น (หลักการกายภาพ: แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง)
• ถ้าเราเพิ่มการแยกระหว่างมอเตอร์ เราก็สามารถหมุนมันได้อย่างง่ายดาย แต่ถ้าเราเพิ่มความเร็ว การซิงโครไนซ์ระหว่างมอเตอร์ก็จะพัง

หากเราลดการแยกระหว่างมอเตอร์ จะเป็นการยากที่จะสตาร์ท อย่างไรก็ตาม การซิงโครไนซ์จะยังคงอยู่ที่ความเร็วสูง

คำแนะนำสำหรับขั้นตอนต่อไป (II):

1. ใช้มอเตอร์ (เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) Brushless Outrunner ประเภทน้อยกว่า 1000KV (KV = RPM / Volt) ซึ่งช่วยให้เราสร้างแรงดันไฟฟ้าได้มากขึ้นด้วยการหมุนที่น้อยลง
2. ในการหมุนกลุ่มเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ให้ใช้มอเตอร์ประเภท Outrunner แต่มากกว่า 2,000KV ซึ่งช่วยให้เราหมุนรอบต่อนาทีได้มากขึ้นด้วยการจ่ายแรงดันไฟที่น้อยลง
3. ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ (Arduino / Raspberry PI) เพื่อควบคุมความเร็วของมอเตอร์และควบคุมแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการ
4. รับกราฟอุณหภูมิของมอเตอร์เทียบกับ RPM เพื่อให้ได้ความเร็วการทำงานที่เหมาะสมที่สุด และในกรณีที่จำเป็นต้องระบายความร้อนให้กับมอเตอร์ (ในกรณีที่วิจารณ์ สามารถใช้มอเตอร์ชนิด Brushless Inrunner สำหรับเรือได้ มอเตอร์ชนิดนี้มาพร้อมวงจรระบายความร้อนด้วยน้ำ)

ขั้นตอนที่ 8: ความคิดเห็นสุดท้าย

ในโครงการนี้ ฉันใช้เครื่องยนต์ CD / DVD เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งตามข้อมูลของมันคือมอเตอร์ 12 V / 1 แอมป์ ซึ่งทำให้เรามีมอเตอร์ที่มีความจุ 12 วัตต์

หากใช้เครื่องยนต์เครื่องบินรุ่นใหม่ ผลลัพธ์ที่ได้ก็น่าประทับใจ มีเครื่องยนต์ขนาดเล็กกำลังหลายร้อยวัตต์ หากเราประกอบเข้าด้วยกัน เราสามารถให้พลังงานแก่หน่วยอินเวอร์เตอร์ที่มีกำลังสูงถึง 1500 วัตต์ได้อย่างง่ายดาย นอกจากจะทำให้เราเปลี่ยนการกำหนดค่าวงจรไฟฟ้าให้เข้ากับความต้องการของเครื่องแปลงไฟแล้ว หากใช้มอเตอร์ประเภทนี้และวางมอเตอร์ไว้ในรูปแบบของวงแหวน เพื่อให้เราสามารถควบคุมตำแหน่งทางอิเล็กทรอนิกส์ได้ในระหว่างการสตาร์ทและหยุดของระบบ เราจะได้ระบบที่มีประสิทธิภาพสูง

เทคโนโลยีในอนาคต:

เราสามารถใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้ได้ในอนาคตอันใกล้เพื่อเพิ่มเวลาบินของ Quadcopter ของเรา

ขั้นตอนที่ 9: ข้อมูลอ้างอิง

ความก้าวหน้าในการวิจัยแม่เหล็กไฟฟ้า:

ความคืบหน้าในงานวิจัยด้านแม่เหล็กไฟฟ้า

มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน:

มอเตอร์ไร้แปรงถ่านทำงานอย่างไร

ประเภทของขดลวดมอเตอร์

กายวิภาคของมอเตอร์เอาท์รันเนอร์ไร้แปรงถ่าน

กายวิภาคของมอเตอร์ Inrunner ไร้แปรงถ่าน