Šis raksts ir veltīts aksiālā neodīma magnēta ģeneratora ar statoriem bez metāla izveidošanai. Šī dizaina vējdzirnavas ir kļuvušas īpaši populāras, pateicoties pieaugošajam neodīma magnētu pieejamībai.
Materiāli un instrumenti, kas izmantoti šī modeļa vējdzirnavu būvei:
1) automašīnas rumbas ar bremžu diskiem.
2) urbis ar metāla suku.
3) 20 neodīma magnēti, kuru izmērs ir 25 x 8 mm.
4) epoksīdsveķi
5) mastika
6) PVC caurule ar diametru 160 mm
7) rokas vinča
8) 6 metrus gara metāla caurule
Apsveriet galvenos vējdzirnavu celtniecības posmus.
Par ģeneratora pamatu tika ņemta automašīnas ritenis ar bremžu disku. Kopš rūpnīcas produkcijas lielākās daļas tas kalpos kā kvalitātes un uzticamības garants. Rumbas tika pilnībā izjauktas, tika pārbaudīta tā iekšējo gultņu integritāte un ieeļļota. Tā kā rumba tika noņemta no vecās automašīnas, rūsa bija jānotīra ar suku, kuru autore stādīja uz urbi.
Zemāk ir rumbas fotogrāfija.
Pēc tam autore sāka uzstādīt magnētus uz rotora diskiem. Tika izmantoti 20 magnēti. Turklāt ir svarīgi atzīmēt, ka vienfāzes ģeneratoram iesaistīto magnētu skaits ir vienāds ar polu skaitu; divfāžu ģeneratoriem attiecība būs no trim līdz diviem vai četriem poliem uz trim spolēm. Magnēti jāuzstāda uz mainīgiem stabiem. Lai saglabātu precizitāti, jums jāizveido izkārtojuma veidne uz papīra vai jānozīmē sektoru līnijas tieši pašā diskā.
Jāatzīmē arī magnēti pie stabiem ar marķieri. Polus var noteikt, pārvietojot magnētus pēc kārtas uz vienu pārbaudāmā magnēta pusi, ja pievelk - plus, atgrūž - mīnus, galvenais ir tas, ka stabi mainās, kad tos uzstāda uz diska. Tas ir nepieciešams, jo uz diskiem esošie magnēti būtu jāpiesaista viens otram, un tas notiks tikai tad, ja pretī esošajiem magnātiem būs atšķirīga polaritāte.
Magnēti tika pielīmēti diskiem ar epoksīda palīdzību. Lai sveķi neizplatītos ārpus diska robežām, autors apmalēm izveidoja apmales ar mastiku, to var izdarīt ar līmlenti, vienkārši iesaiņojot riteni aplī.
Apsveriet galvenās atšķirības vienfāzes un trīsfāzu ģeneratoru dizainā.
Vienfāzes ģenerators slodzēs radīs vibrāciju, kas ietekmēs paša ģeneratora jaudu.Trīsfāzu konstrukcijai nav tādu trūkumu, kuru dēļ jauda jebkurā laikā ir nemainīga. Tas ir tāpēc, ka fāzes kompensē strāvas zudumus savstarpēji. Pēc autora konservatīvajiem aprēķiniem trīsfāžu dizains ir pat par 50 procentiem augstāks nekā vienfāzes dizains. Turklāt vibrācijas trūkuma dēļ masts papildus nevirzīsies, tāpēc rotora darbības laikā nebūs papildu trokšņu.
Aprēķinot 12. akumulatora uzlādi, kas sāksies ar ātrumu 100–150 apgr./min, autors veica 1000–1200 apgriezienus spirālēs. Tinot tinumus, autors izmantoja maksimālo pieļaujamo stieples biezumu, lai izvairītos no pretestības.
Lai vītu vadu ap spolēm, autore uzbūvēja pašdarinātu mašīnu, kuras fotogrāfijas ir parādītas zemāk.
Labāk ir izmantot elipsoidālas formas spoles, kas ļaus tām šķērsot lielāku magnētisko lauku blīvumu. Spoles iekšējais caurums jāizgatavo atbilstoši magnēta diametram vai lielākam. Ja jūs tos padarāt mazākus, tad frontālās daļas praktiski nepiedalās elektroenerģijas ražošanā, bet kalpo kā vadītāji.
Paša statora biezumam jābūt vienādam ar uzstādīšanas procesā iesaistīto magnētu biezumu.
Statora formu var izgatavot no saplākšņa, lai gan autors šo jautājumu izlēma savādāk. Uz papīra tika uzzīmēta veidne, un pēc tam malas tika izgatavotas, izmantojot mastiku. Arī stiprībai tika izmantota stiklplasta. Lai epoksīds neliptu pie veidnes, tas jāeļļo ar vasku vai vazelīnu vai arī varat izmantot lenti, plēvi, kuru vēlāk var noplēst no gatavās veidnes.
Pirms tinumu ielešanas tie ir precīzi jānostiprina, un to gali jāizliek no veidnes, lai pēc tam vadus savienotu ar zvaigzni vai trīsstūri.
Pēc ģeneratora galvenās daļas montāžas autors pārbaudīja savu darbu. Ar manuālu pagriešanu ģenerators ģenerē 40 voltu spriegumu un 10 ampēru strāvas stiprumu.
Tad autore izgatavoja mastu ģeneratoram 6 metru augstumā. Nākotnē ir paredzēts palielināt masta augstumu, vismaz divreiz izmantojot biezāku cauruli. Tā kā masts bija nekustīgs, pamatne tika appludināta ar betonu. Masta nolaišanai un pacelšanai tika izgatavots metāla stiprinājums. Tas ir nepieciešams, lai būtu pieeja skrūvei uz zemes, jo nav īpaši ērti veikt remonta darbus augstumā.
Masta pacelšanai tiek izmantota manuālā vinča.
Pati ģeneratora skrūve bija izgatavota no PVC caurules ar diametru 160 mm.
Pēc ģeneratora uzstādīšanas un testēšanas standarta apstākļos autore veica šādus novērojumus: ģeneratora jauda sasniedz 300 vati ar vēju 8 metru sekundē. Pēc tam viņš palielināja ģeneratora jaudu, pateicoties tinumiem uzstādītajiem metāla serdeņiem. Skrūve sākas ar ātrumu divi metri sekundē.
Tālāk autore sāka uzlabot dizainu, lai palielinātu ģeneratora jaudu. No plāksnēm tika novilkti magnētiskie serdeņi, kas vēlāk tika uzstādīti konstrukcijā. To uzstādīšanas dēļ parādījās lipīgs efekts, bet ne ļoti spēcīgs. Skrūve sākas ar vēja ātrumu, kas ir aptuveni divi metri sekundē.
Tādējādi metāla serdeņu uzstādīšana palielināja ģeneratora jaudu līdz 500 vatiem ar 8 metru sekundē vēju.
Lai aizsargātu pret spēcīgu vēju, tika izmantota klasiskā saliekamā astes dzenskrūves shēma.
Vidēji ģenerators spēj saražot līdz 150 vatiem enerģijas stundā, ko izmanto akumulatoru uzlādēšanai.