Приветствую, радиолюбители-самоделкины!
Необходимость в небольших автономных источниках электричества сейчас кажется неактуальной — ведь полная электрификация страны закончилась ещё давно, розетки есть буквально на каждом шагу, а если и розеток нет поблизости — помогает Power Bank, заряда которого хватает на то, чтобы несколько раз зарядить телефон. Однако есть случаи, когда автономные источники просто необходимы — ведь каким бы ёмким не был Power Bank не был, рано или поздно его заряд всё равно закончится. А вот если использовать генератор, вырабатывающий электричество, например, от потока ветра или даже простого вращения ручкой — он никогда не разрядится и поможет подзарядить телефон для совершения звонка или другой гаджет вне зависимости от обстоятельств и местонахождения человека. Особенно актуально это будет для людей, которые ходят в длительные походы, но также сферой применения маломощных генераторов являются велосипеды — многие энтузиасты устанавливают на колёса небольшие динамо-машины, для того, чтобы поддерживать свечение габаритных огней в долгих ночных поездках, либо подзарядить тот же телефон.
В этой статье описывается создание небольшого генератора, в котором в качестве основного элемента применяется бесколлекторный двигатель от CD-rom, также такие бесколлекторные двигатели можно найти в жёстких дисках. Обратите внимание, что иногда вместо них попадаются обычные коллекторные двигатели, для данного же применения следует выбирать бесколлекторные, отличить их довольно легко по внешнему виду. Учитывая, что на данный момент оптические диски уже устарели и практически не используются, большое количество приводов CD-rom попадает просто на свалку, а потому обзавестись ими не составляет труда, у многих людей, кто занимается ремонтом системных блоков также обычно присутствует целая коллекция подходящих двигателей.
Внешний вид может меняться от модели к модели, главное, чтобы общий вид двигателя был как на картинке выше — большое количество обмоток (чаще всего 9), расположенных по периметру всей окружности. Кроме создания генератора, данные двигатели находят применение также для создания различных вентиляторов, маломощных шлифовальных машинок — двигатели могут создавать довольно приличные обороты, однако имеют не самый большой крутящий момент. Сложность использования двигателя по его прямому назначению заключается в том, что для включения двигателя необходимо собрать или купить специальную схему, которая бы поочерёдно и определённой частотой коммутировала обмотки. Просто так подавать напряжение на два вывода, чтобы двигатель начал крутится, недостаточно. Но вернёмся к генератору — для того, чтобы определить подключение обмоток автор полностью разобрал двигатель и смотал обмотки, к счастью, делается это довольно просто и провод не залит лаком. Обмотки могут быть подключены в двигателе двумя основными способами — «звезда» и «дельта (треугольник)», они показаны на картинке.
Перематывать обмотки не обязательно, независимо от того, каким способом они устроены в самом двигателе. Но если, например, обмотки повреждены и перемотка требуется, не помешает намотать их чуть более толстым проводом, чем был — это позволит слегка увеличить максимальный ток, отдаваемый генератором. Для того, чтобы снимать с вращающегося мотора постоянное напряжение, необходимо собрать небольшую схему, для выпрямления полученного с мотора напряжения и сглаживания пульсаций.
Как можно увидеть, схема состоит всего из 6-ти диодов для выпрямления, и одного конденсатора для сглаживания. В качестве диодов желательно использовать диоды Шоттки — они имеют более низкое падение напряжения (0,2-0,3В против 0,6-0,7 у кремниевых диодов), таким образом, уменьшатся потери при выпрямлении. Диоды должны быть рассчитаны на напряжение как минимум в 20В и ток с запасом, от 0,5А — данным параметрам удовлетворяют диоды 1N5817. Конденсатор электролитический на 100-470 мкФ, с напряжением не менее 16 вольт, обратите внимание, что в данной схеме и диоды и конденсатор имеют полярность, у диода не следует путать анод с катодам, у конденсаторы плюсовой и минусовой выводы. Данная схема приведена автором и является экспериментальной — она работает, но можно провести дополнительные эксперименты и найти более совершенный вариант схемы, с меньшими потерями и максимальным КПД. Как пример, попробовать можно со схемой, приведённой ниже, в ней добавлен отвод от точки соединения всех обмоток двигателя и дополнительная пара диодов.
Теперь, когда двигатель обратно собран и подключен согласно схеме, можно подумать о механической части — ведь просто так крутить рукой вал двигателя явно неэффективно, обороты получатся крайне низкими и напряжение на выходе генератора будет ничтожно малым. Нужно применить редуктор — на вал двигателя насадить маленькой шестерню, и в одной плоскости с ней поставить более крупную, чем больше будет соотношение — тем лучше, больших оборотов двигателя можно будет добиться.
Подобные шестерни без труда можно найти в различных сломанных игрушках, либо в магазинах запчастей к радиоуправляемым моделям. В качестве основания для всей конструкции используется деревянный брусок. Две шестерни закрепляются в одной плоскости, важно соблюсти межцентровое расстояние, иначе при вращении появится дополнительное сопротивление и зубцы быстро износятся. В данном случае крупная шестерня раскручивает всего один мотор — однако данную конструкцию можно значительно усовершенствовать, если в этой же плоскости расположить ещё несколько моторов, в этом случае мощность генератора увеличится в разы. Также не лишним будет установить удобную ручку для вращения — это позволит вращать генератор с большей скоростью, тем самым также увеличив мощность.
На картинках выше показаны замеры тока и напряжения на выходе генератора. На первой картинке мотор не вращается — напряжение на выходе равно нулю. На второй картинке показано напряжение на выходе без нагрузки при достаточно интенсивность вращении — оно составляет 1,7В. На третьей же картинке измеряется ток короткого замыкания при том же интенсивном вращении — он составляет примерно 121 мА, что достаточно неплохо, учитывая, что двигатель подключен всего лишь один, а редуктор имеет большой потенциал к усовершенствованию и увеличении оборотов. Таким образом, данная конструкция генератора при увеличении числа двигателей до 4-6 штук вполне жизнеспособна и может использоваться, например, для питания светодиодов фонарика, либо заряда аккумулятора. Удачной сборки!
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Подборки: Генератор Схема Электроника Электродвигатель
Источник: