Aquest article està dedicat a la creació d’un generador d’imants de neodimi axial amb estats lliures de metalls. Els molins de vent d’aquest disseny s’han tornat especialment populars a causa de la creixent disponibilitat d’imants de neodimi.
Materials i eines emprades per construir el molí de vent d'aquest model:
1) el nucli del cotxe amb discos de fre.
2) una broca amb un raspall de metall.
3) 20 imants de neodim de 25 a 8 mm.
4) resina epoxi
5) màstic
6) Tub de PVC de diàmetre de 160 mm
7) cabrestant de mà
8) canonada metàl·lica de 6 metres de longitud
Considereu les etapes principals de la construcció d’un molí de vent.
El cub del cotxe amb un disc de fre va ser pres com a base del generador. Des de la part principal de la producció de fàbrica, això servirà de garant de qualitat i fiabilitat. Es va desmuntar completament el cub, es va comprovar la seva integritat i es van lubricar els coixinets que hi havia al seu interior. Com que l’eix va ser retirat de l’antic cotxe, es va haver de netejar el rovell amb un raspall, que l’autor va plantar a la perforació.
A continuació, es mostra una fotografia del nucli.
A continuació, l’autor va procedir a instal·lar imants als discos del rotor. Es van utilitzar 20 imants. A més, és important tenir en compte que per a un generador monofàsic el nombre d’imants implicats és igual al nombre de pols; per a un generador de dues fases, la relació serà de tres a dos o quatre pols a tres bobines. Els imants s’han de muntar sobre pols alterns. Per mantenir la precisió, heu de crear una plantilla de disseny en paper o bé dibuixar línies de sectors directament al disc.
També heu de marcar els imants als pals amb un marcador. Podeu determinar els pols movent els imants al seu torn cap a un costat de l'imant de verificació, si s'atreu, més o es repele, menys, el principal és que els pols s'alternin quan s'instal·len en un disc. Això és necessari perquè els imants dels discos haurien d’atraure els uns dels altres i això només passarà si els imants oposats l’un a l’altre tindran una polaritat diferent.
Els imants es van enganxar als discos amb epoxi. Per evitar que la resina s’estengui més enllà dels límits del disc, l’autor va fer vores a través de les vores amb màstil, el mateix es pot fer amb cinta adhesiva, simplement embolicant la roda en un cercle.
Considereu les principals diferències en el disseny de generadors monofàsics i trifàsics.
Un generador monofàsic produirà vibracions sota càrregues, cosa que afectarà la potència del propi generador.El disseny trifàsic no té aquest inconvenient, per la qual cosa la potència és constant en qualsevol moment. Això és degut a que les fases compensen la pèrdua de corrent entre si. Segons les estimacions conservadores de l’autor, el disseny trifàsic supera el disseny monofàsic fins a un 50 per cent. A més, a causa de la falta de vibració, el pal no oscil·larà addicionalment, per tant, no hi haurà soroll addicional durant el funcionament del rotor.
A l’hora de calcular la càrrega de la dotzena bateria, que començarà a 100-150 rpm, l’autor va realitzar 1000-1200 voltes en bobines. Quan es bobinava les bobines, l’autor va utilitzar el gruix màxim permès del fil per evitar resistències.
Per col·locar el filferro al voltant de les rodetes, l’autor va construir una màquina casolana, de la qual es mostren les fotos a continuació.
És millor utilitzar bobines de forma el·lipsoïdal, cosa que permetrà creuar-les amb una densitat més elevada de camps magnètics. El forat interior de la bobina s’ha de fer segons el diàmetre de l’imant o més gran. Si les fas més petites, les parts frontals pràcticament no participen en la generació d’electricitat, sinó que serveixen de conductors.
El gruix del propi estator ha de ser igual al gruix dels imants que participen a la instal·lació.
El formulari per a l'estator pot ser de fusta contraplacada, tot i que l'autor va decidir aquesta pregunta de manera diferent. Es va dibuixar una plantilla al paper i, a continuació, es van fer els costats amb màstil. També es va utilitzar fibra de vidre per a la força. Per tal d’evitar que l’epoxi s’enganxi al motlle, s’ha de lubricar amb cera o vaselina, o bé podeu fer servir cinta, una pel·lícula que posteriorment es pot treure de la forma acabada.
Abans d’abocar les bobines, cal fixar-les amb precisió i els seus extrems fora del motlle, per tal de connectar els cables amb una estrella o triangle.
Després que es va muntar la part principal del generador, l’autor va mesurar la seva obra. Amb rotació manual, el generador genera una tensió de 40 volts i una força actual de 10 amperes.
Després l’autor va fer un pal per a un generador de 6 metres d’alçada. En el futur, es preveu augmentar l'alçada del pal mitjançant una canonada més gruixuda almenys dues vegades. Que el pal estava immòbil, la base estava inundada de formigó. Es va fer un muntatge metàl·lic per baixar i pujar el pal. Això és necessari per tenir accés al cargol a terra, ja que no és especialment convenient realitzar treballs de reparació a altures.
S’utilitza un cabrestant manual per alçar el pal.
El cargol del generador en si era de canonada de PVC amb un diàmetre de 160 mm.
Després d’instal·lar i provar el generador en condicions estàndard, l’autor va fer les següents observacions: la potència del generador arriba als 300 watts amb un vent de 8 metres per segon. Posteriorment, va augmentar la potència del generador a causa dels nuclis metàl·lics instal·lats a les bobines. El cargol comença a dos metres per segon.
A més, l’autor va començar a millorar el disseny per tal d’augmentar la potència del generador. Es van dibuixar nuclis magnètics a partir de plaques que després es van instal·lar a l'estructura. A causa de la seva instal·lació, va aparèixer un efecte adhesiu, però no gaire fort. El cargol s’inicia amb una velocitat del vent d’uns dos metres per segon.
Així, la instal·lació de nuclis metàl·lics va augmentar la potència del generador fins a 500 watts amb un vent de 8 metres per segon.
Per protegir-se contra forts vents, es va utilitzar un clàssic circuit d'hèlix de cua plegable.
De mitjana, un generador és capaç de generar fins a 150 watts d’energia per hora, que s’utilitza per carregar les bateries.