Per questo progetto avrete bisogno dei seguenti materiali e strumenti:
Per questa conversione abbiamo un alternatore di auto a 12 V.Questi alternatori convertono l'energia meccanica di un motore a combustione interna per ricaricare la batteria mentre alimenta gli accessori elettrici di bordoIl fatto che siano collegati a un aspiratore di carburante rende la progettazione di questi alternatori giustificata, inefficiente ma robusta, voglio dire a chi importa dell'efficienza quando hai molta potenza da perdere.La maggior parte degli alternatori ha strati di statore spessi come questo che causano correnti di vortice eccessive che causano una minore efficienza,Beh, non possiamo cambiare nulla sullo statore in quanto l'intera unità è basata intorno a quello, ma se guardiamo nel rotore ci sono un sacco di modifiche che possiamo fare per rendere questa cosa utile.
Forse vi state chiedendo perché hanno usato tre componenti inefficienti se possono generare più potenza solo usando un rotore a magnete permanente.Non possiamo controllarlo, ma dobbiamo produrre una tensione fissa. Altrimenti finiremo per far saltare tutto in aria.Ora questo viene ottenuto usando un regolatore che diminuisce la tensione applicata attraverso la bobina del rotore attraverso un paio di spazzole di carbonio mentre il motore accelera.Un altro motivo per questo è il fatto che i magneti permanenti perderanno la loro forza sotto le temperature in cui questi alternatori di solito funzionano, rendendoli più costosi e meno affidabili, cosa che sicuramente le case automobilistiche non vogliono.
Dato che tutto è a parte, abbiamo preso le dimensioni come il diametro del rotore e l'altezza delle bobine dello statore per determinare le dimensioni dei magneti di cui avremo bisogno.Fortunatamente i magneti di neodimio che ci servivano erano esattamente gli stessi usati in un motore senza spazzole in un hoverboard.Abbiamo un sacco di loro in giro così abbiamo versato uno dei mozziconi con sottile per lasciare che la colla si ammorbidisca, questo ci aiuterà in seguito a salvare i magneti.
Una volta che abbiamo finalizzato il progetto del rotore abbiamo esternalizzato la lavorazione e eccoci qui, un lavoro ben fatto.Abbiamo un albero da 17 mm al quale vengono saldate la piastra di fronte e il tamburo e successivamente lavorati fino alle dimensioni richiesteAbbiamo dei collari da 3 mm su entrambe le estremità del tamburo che ci aiuteranno a allineare i magneti verticalmente sul tamburo.Per ridurre ulteriormente il peso abbiamo perforato sei fori sulla piastra anteriore del rotore che permetterà all'aria di fluire attraverso rendendo tutto più fresco.
Per fortuna i magneti al neodimio di cui avevamo bisogno erano esattamente gli stessi usati in un motore hub senza spazzole in un hoverboard.Ne abbiamo un sacco in giro, cosi' abbiamo versato un diluente su uno dei nodi per ammorbidire la colla., questo ci aiuterà a salvare i magneti.
Poi abbiamo recuperato i magneti, ne abbiamo bisogno di 24.
Ora, se avete notato, il rotore di scorta ha 12 poli alternativi. Faremo lo stesso con questi magneti ma a coppie in modo da coprire l'area massima avliable sul rotore.Abbiamo iniziato a incollare i magneti spaziandoli con i nostri spazzatori stampati in 3D assicurandoci di posizionarli con pali alternativiSuccessivamente abbiamo incollato i magneti rimanenti in modo da avere gli stessi poli su una coppia e la coppia successiva si alterna.
Il rotore girerà da 3 a 4000 giri al minuto quindi lasciando i magneti solo con la colla c'è una ricetta per il disastro.Il progetto che non finisce mai. Comunque abbiamo applicato due strati di filo.L'ingrediente giusto è la fibra di carbonio, ma non siamo riusciti a trovarla, quindi incrocio le dita.
In seguito abbiamo applicato super colla sul battistrada per renderlo più resistente e aderente.
Per testare la quantità di energia che può generare abbiamo montato l'alternatore al vice.Girare il rotore a mani nude è quasi inutile poiché questo rotore permanente ha un sacco di ingranaggi e quasi non otteniamo alcuna uscitaQuindi abbiamo usato la chiave inglese e ci sono voluti circa 1200 giri al minuto per accendere una lampadina da 12V.
Di solito le turbine eoliche girano a 700 giri al minuto al massimo e anche se usiamo un ingranaggio accelerato, dubito che girerà il rotore abbastanza velocemente da produrre una ragionevole quantità di potenza.Questo potrebbe essere risolto usando un alternatore 24V e in qualche modo diminuendo l'effetto cogging ma questo è un argomento per un altro progetto video.
Se questo alternatore ha bisogno di girare così velocemente, solo per produrre 12v immaginate cosa farebbe se avessimo eseguito questa cosa a 42v.Nessun problema se non è un buon generatore a bassa velocitàQuindi l'ausilio che vedete qui, ha un diametro di 24 pollici e un passo di 12 pollici, di solito è azionato da due motori da 60cc.
Abbiamo girato il motore usando una batteria da 10 celle che è quasi 42v quindi ci aspettavamo quasi 4400 RPM ma con nostra sorpresa abbiamo raggiunto 3300 RPM.Il rotore sta attingendo 350 watt di potenza senza carico e questo indica chiaramente che c'è qualcosa di sbagliato lìE' molta potenza per far funzionare l'alternatore senza carico, visto che la stessa configurazione con l'elica montata ha appena aggiunto 600 watt di potenza, per un totale di quasi mille watt.La cosa buona è che con l' appoggio sull' alternatore ha raggiunto quasi la stessa velocitàRispetto al motore a benzina questa cosa offriva potenza istantanea che è una grande caratteristica dell'energia elettrica.
E' la prima volta che trasformiamo un alternatore di auto in qualcosa che sia piu' utile per noi, quindi dovremmo chiamarlo successo. We will try to find out the reason why is drawing so much power without load as everything is running smoothly without any excessive viberation and this issue might be related to the width of the magnet poles on the rotor.
Siamo curiosi di vedere se un alternatore di auto può essere un potente motore senza spazzole e per questo lo scopriremo convertendo la nostra bicicletta in una elettrica.
