uk en-us la eo
ЭНЕРГИУС

Генератор на постоянных магнитах своими руками. Часть 1




Оглавление
Список материалов и инструментов
Сборка ротора и статора
Сборка. Электрика
Сборка: балансировка ротора
Проверка и подключение
Намоточная машинка.
Изготовление статора
Изготовление ротора.
Подготовка к заливке
Изготовление статора
Заливка ротора
проволока из нержавейки
Изготовление ротора: магниты
Шаблоны для ротора
Внутренняя форма для статора.
Изготовление отливочных форм
Oтливочная форма для ротора.
Зарядка аккумулятора
Проверка оборудования постоянного тока
Проверка соединения катушек
Подключение к аккумулятору: звезда и треугольник
Дополнительная информация


Это инструкция по изготовлению генератора на постоянных магнитах (ГПМ), который выдает переменный ток. Он генерирует не промышленное напряжение 220В, а низкое переменное напряжение по трем фазам, которое затем выпрямляется и подается на выход в виде постоянного тока с параметрами, подходящими для зарядки батарей 12В.

Этот генератор на постоянных магнитах состоит из следующих узлов:
1. Стальные оси и цапфы (shafts and spines)
2. Статор, содержащий катушки из провода (Stator)
3. Два магнитных ротора (magnet rotor)
4. Выпрямитель (rectifier)
Статор содержит шесть катушек медного провода, залитых эпоксидной смолой. Корпус статора закреплен цапфами и не вращается. Провода от катушек подключены к выпрямителю, который производит постоянный ток для зарядки батарей 12В. Выпрямитель прикреплен к алюминиевому радиатору, чтобы не перегревался.
Магнитные роторы закреплены на составной, вращающейся на оси конструкции. Задний ротор установлен за статором и закрыт им. Передний ротор находится снаружи и прикреплен к заднему ротору длинными спицами, проходящими через центральное отверстие статора. В случае использования генератора на постоянных магнитах с ветряком, на тех же спицах будут монтироваться лопасти ветряка. Они будут вращать роторы, и таким образом перемещать магниты вдоль катушек. Переменное магнитное поле роторов генерирует ток в катушках.
Этот генератор на постоянных магнитах спроектирован для использования с небольшим ветрогенератором. Для того, чтобы сделать сам ветровой генератор, нужны следующие узлы:
• Мачта: стальная труба, закрепленная тросами (Tower)
• Вращающаяся головка, которая устанавливается на верхушке мачты
• Хвост, для поворота ветряка по ветру (tail)
• Набор лопастей (blades)

генератор на постоянных магнитах работает на малых оборотах . На графике показана мощность генератора на постоянных магнитах при зарядке 12В батареи. При 420 об/мин он генерит 180 Вт = 15А х 12В
При большей скорости генератор на постоянных магнитах может генерить большую мощность. Но больший ток разогревает катушки и К.П.Д. падает. Для использования генератора на постоянных магнитах для больших оборотов лучше мотать катушки другим проводом, более толстым и делать меньше витков в катушке. Но при этом на малых оборотах генератор на постоянных магнитах работать не будет.
Для того, чтобы использовать генератор на постоянных магнитах и на большой и на малой скорости, можно менять способ соединения катушек: со звезды переключаться на треугольник и наоборот.
На графике представлена зависимость выходной мощности от скорости при разных типах соединения. Звезда начинает работать при низкой скорости (170 об/мин). Треугольник выдает больше мощности, но только при больших оборотах. Звезда хороша при малом ветре, треугольник – при большом.

Если увеличить размеры генератора на постоянных магнитах, то при тех же скоростях он сможет выдавать больше мощности.
Внимание
При изготовлении генератора на постоянных магнитах обращайте особое внимание на крепеж магнитов – ни при каких условиях они не должны отделяться от посадочного места! Болтающийся магнит начинает распарывает корпус статора и необратимо повреждает генератор на постоянных магнитах.
• Строго следуйте инструкциям по заливке ротора – ни в коем случае не ограничивайтесь просто приклеиванием магнитов к стальным дискам.
• При сборке не бейте по ротору молотком
• Оставляйте как минимум 1 мм зазор между роторами и статором (при тяжелых условиях эксплуатации зазор надо увеличить) • Не используйте генератор на постоянных магнитах на скоростях выше 800 об/мин. (При поворотах ветряка на такой сокрости в нем возникают гироскопические силы , которые могут согнуть оси и вызвать касание магнитами ротора) • Не прикрепляйте лопасти непосредственно к внешнему ротору, крепите только на спицы.
• При креплении лопастей к спицам держите генератор на постоянных магнитах так, чтобы его ось вращения была вертикально, ни в коем случае не горизонтально.


Список материалов и инструментов

Материалы для изготовления генератора на постоянных магнитах
Материалы Кол-во размер Вес, гр
СТЕКЛОПЛАСТИК
Эпоксидная смола с отвердителем 2700
Катализатор (перекись) 50
Порошок талька (наполнитель) 1200
Стеклопластиковые листы (1 унция/квадр.фут) 1 килоВ.м. 300
Красящий пигмент для эпоксидки (по желанию) 50
Пластилин
НЕРЖАВЕЙКА
Проволока из нержавейки 2 мм х 10м 200
МАГНИТЫ
Постоянные ферромагнитные блоки (степень 3) 16 20 х50 х50 4000
ЭЛЕКТРИКА
Намоточный эмалированный провод 1,7мм 3000
Гибкий провод 1,7 мм х 6 м
Припой и кембрики
изолента
Мостовой выпрямитель 2 25А 200В однофазный
Радиатор для выпрямителя 250
СТАЛЬ
Профиль с осью (см. рисунок) 1 380 х 50 х25 х 4мм 1100
Шпилька 10мм 1000мм 500
Гайка 10 мм 32
Шайба 10 мм 16
Шпилька 8мм 400мм
Гайка 8мм 8
Гайка и болт 5 мм для выпрямителя 2
ось 25 мм х 150 мм
МЕХАНИКА
Узел подшипника в сборе, для крепления на ось 1 1250

Ротор, узел подшипника, профиль с осью
Материалы для отливочных форм и оснастки.
• Половые доски и клей по дереву
• Наждачная бумага, восковая полировка (если есть — полиуретановый лак + жидкость для его снятия )
• Кисточки для рисования, губка для их очистки
• Фанера 13 мм для оснастки и форм
• Стальной стержень или трубка для намоточной машинки
• Кусочки толстого металлического листа
Болты с гайками и шайбами диаметр длина для
2 с барашковыми гайками 6 мм 60мм Намоточная машинка
4 10мм 25мм балансировка
1 12мм 150мм Форма для заливки статора
Инструменты
• Защитные очки, маска, перчатки
• Верстак с тисками
• Сварочный аппарат
• угловая шлифовальная машина
• ножовка, молоток, пробойник, зубило
• рулетка, циркуль, транспортир
• гаечные ключи : 8, 10, 13, 17, 19 мм, по 2 каждого типа
• вороток и метчик М10 для отверстий в магнитном роторе
• медная проволока для позиционирования магнитов
• вертикальный сверлильный станок
• сверла 6, 8, 10, 12 мм
• насадка для дрели для проделывания отверстий 25 мм, 65 мм
• токарный станок по дереву
• резец для токарного станка
• лобзик по дереву
• весы для взвешивания эпоксидки. Распылитель для катализатора, пластиковы ванночки, ножницы
• паяльник, припой с флюсом, кусачки, острый нож



Сборка. Сборка ротора и статора

• Найдите или нарежьте 4 куска стержня с резьбой М10 по 200мм длиной. Они будут шпильками, крепящими магнитные роторы к узлу подшипника. К этим же шпилькам будут крепиться лопасти ветряка.
• Завинтите по 6 гаек на каждую шпильку (рис ниже)

• Вставьте шпильки в отверстия в узле подшипника, спереди.
• Наденьте магнитный ротор на свободные концы шпилек

• На концы шпилек, торчащие из ротора, наденьте по гайке, и закрутите те самые ранее одетые на шпильки 6 гаек, так, что ротор окажется крепко привинченным к заднему фланцу узла подшипника. Гайку, прижимающая ротор к фланцу, потом покрасьте, чтобы она не развинчивалась.
• Расположите профиль с вваренной осью так, чтобы ось торчала вертикально, насадите на ось узел подшипника. Не бейте по нему молотком! Затяните фиксирующую гайку, прижимающую узел подшипника к оси. Осторожно, не перетяните гайку. Наденьте пластиковую крышку на узле подшипника.

• крутаните ротор, держа у его поверхности медную проволоку (стальная притянется магнитами, ее лучше не использовать). Поверхности магнитов должны быть выровнены +/- 0,5мм. Если это не так, отрегулируйте положение ротора тонкими прокладками между ротором и фланцем узла подшипника.

• с помощью уровня отрегулируйте параллельность поверхности ротора и профиля. Поверните ротор на 90 градусов и повторите процедуру
• возьмите статор. Закрутите (до низу) по одной 8мм гайке на каждую шпильку, вклеенную в статор.
• Поместите статор поверх магнитного ротора так, чтобы шпильки статора совпали с отверстиями в профиле. Закрутите еще по гайке на концы шпилек.

• крутаните нижний ротор. Плавно опускайте статор вниз, удерживая его параллельно ротору, до чирканья магнитом по статору (услышите характерный звук).
• Отрегулируйте гайками на всех четырех шпильках расстояние в 1мм между ротором и статором
• Наденьте по несколько шайб на 10мм шпильки, крепящие ротор. Затем насадите на шпильки верхний ротор
• Если зазор между верхним ротором и статором оказывается меньше 1мм, добавьте еще шайб, если в каком-то месте больше 1мм, то соответственно уберите шайбу.
• Когда зазор отрегулирован, закрутите на 10мм шпильки сверху по гайке и прочно зафиксируйте верхний ротор


Сборка. Электрика

В следующем разделе №7 описано, как присоединить к статору выпрямитель. Я рекомендую два однофазных мостовых выпрямителя. Они выпускаются в блоках 30 х 30мм. Положительные выводы (обычно под прямым углом к остальным) все соединяются с положительным полюсом аккумулятора , вс отрицательные выводы – с отрицательным полюсом. Оставшиеся четыре вывода соединяются с выводами статора (переменный ток). Вам понадобятся 3 вывода из этих четырех, соединенные в соответствие со скоростью вращения (далее будет объяснено).

Провода лучше всего соединять блочными клеммниками, можно их и спаять. При пайке старайтесь не перегреть выпрямитель, для чего перед пайкой прикрутите их к радиатору. Он будет выглядеть примерно так, как на верхнем рисунке, но в приципе подойдет любой кусок алюмния весом грамм в 250.
Все электрические части надо впоследствии спрятать во влагозащитном корпусе


Сборка: балансировка ротора

Оба ротора надо отбалансировать, иначе при работе генератор на постоянных магнитах будет трястись. Весь генератор на постоянных магнитах в сборе также надо будет отбалансировать после сборки, так как роторы не могут быть сразу спозиционированы четко по местам. Эта процедура описана в соответствующем разделе.
Для балансировки ротора (рис. ниже), сначала прикрепите к нему шаблон для крепежных отверстий (он же PCD шаблон) четырьмя болтами. Затем отбалансируйте ротор на заостренном стержне (гвозде).

Если ротор будет вращаться без вихляний, то он отбалансирован. Если наблюдаются вихляния в вертикальной плоскости, типа восьмерки на велосипедном колесе, то прикрепите к ротору небольшой грузик или высверлите немного смолы между магнитами, пока ротор не начнет вращаться равномерно. Снимите шаблон, поверните его на 90 градусов, прикрепите его опять к ротору и повторите процедуру.


Проверка и подключение

До использования генератора на постоянных магнитах его следует еще раз проверить: исправить недочеты сейчас намного легче, чем когда генератор на постоянных магнитах будет смонтирован на верхушке мачты.
Проверка механики
Закрепите профиль с осью вертикально в тисках (ось при этом горизонтальна, как и будет при использовании генератора на постоянных магнитах в ветряке). Магнитные роторы могут свободно вращаться. Проверьте, что провода не коротят (генератор на постоянных магнитах при этом вращается с трудом).
Проверяем свободное вращение роторов.
Закрутите ротор и послушайте звук. Не должно быть никаких шуршаний или поскрипываний при вращении роторов, они должны вращаться свободно несколько секунд и постепенно остановиться. Если они останавливаются резко, значит, где-то проблемы с электрикой или подшипник перезатянут.
Возьмитесь за статор двумя руками. Попытайтесь покачать его туда-сюда, закрутив роторы. Статор не должен касаться роторов. Если все-таки касание есть (определите по звуку), то генератор на постоянных магнитах надо разобрать и увеличить зазор между роторами и статором. Или, как вариант, подрегулировать высоту крепления ротора.
Зафиксируйте ротор в позиции, при которой одна из шпилек находится на 3-х часах (рис ниже). Подвесьте грузик в 100г к этой шпильке. Ротор должен повернуться по часовой стрелке. Если он не поворачивается, значит, подшипник перезатянут или смазан слишком обильно.

Проверка баланса.
Роторы мы уже балансировали ранее вот здесь. Однако теперь, когда генератор на постоянных магнитах окончательно собран, процедуру балансировки надо повторить.
Зафиксируйте ротор так же, как и в предыдущем разделе (рис. выше), повторите проверку с каждой из 4-х шпилек. Пробуйте подвешивать к шпилькам разные грузики. Найдите минимальный вес , который выводит ротор из равновесия. Если для какой-то из шпилек требуется существенно больший вес, то это означает, что ротор не сбалансирован. Поприкрепляйте к ротору небольшие грузики, пока он не будет отбалансирован.
Точно также потом надо будет отбалансировать ротор с прикрепленными к нему лопастями ветряка.


Намоточная машинка.

Статор генератора на постоянных магнитах содержит 6 катушек медной проволоки.

Катушки будут намотаны на фанерный шаблон. Шаблон смонтирован на конце ручки, между фанерных щечек. • Делаем ручку

• Отрезаем кусочек стальной пластины 60 х30 х6 мм (плюс-минус) и надежно прикрепляем ее (или привариваем) к концу ручки, как показано ниже.
• Сверлим 2 отверстия диаметром 6мм на расстоянии 40 мм друг от друга

Вырезаем 3 куска 13-мм фанеры, как на рисунке ниже

Шаблон имеет размеры 50 х 50мм, толщина 13 мм. Края закругленные. Две щечки — 125 х 125 мм, с вырезами глубиной 20мм вверху и внизу. Вырезы нужны для того, чтобы после намотки зафиксировать катушку изолентой.
• Собираем все детали, как показано ниже и сверлим сквозные отверстия для болтов, диаметр 6мм, на расстоянии 40 мм. Лучше всего использовать вертикальный сверлильный станок.

• Вставьте два болта сквозь отверстия в стальной пластине и соберите всю конструкцию, шаблон между щечками. Лучше всего использовать барашковые гайки.


Изготовление статора

На рисунке ниже нарисована процедура взвешивания смолы и талька. Тальк используется только для объемной заливки (он не добавляется, когда смола мажется тонким слоем для смачивания стеклоткани). Тальк нужен для предотвращения перегрева и упрочнения отливки. При заливке статора смолу нужно будет замешивать несколько раз, при каждом замесе нужна своя дозировка.

Смешивайте смолу и катализатор тщательно, но медленно, чтобы избежать появления воздушных пузырей. Тальк добавляйте только после размешивания катализатора. Как только смола замешана, сразу используйте ее – через несколько минут она начнет разогреваться и застывать.
Используйте ровно столько катализатора, сколько необходимо. Если в мастерской тепло, катализатора можно лить поменьше. При заливке толстого слоя смолы, также лейте меньше катализатора. Если сомневаетесь, сделайте несколько тестовых замесов смолы с разным количеством катализатора и посмотрите результат.
Начинаем заливку:
• Положите внешнюю форму статора на газету на верстак
• Замесите 200 г смолы, добавьте 3 куб.см. катализатора (и 15-30 куб.см. пигмента для цвета если нужно). При первых двух замесах тальк не добавляется.
• Размажьте смолу тонким слоем по внутренней поверхности внешней формы. Не мажьте верхушку выступа в центре.
• Положите один слой стеклотканевого круга на дно и стеклотканевые полоски на стенки, смажьте стеклоткань сверху смолой, чтобы она тщательно пропитала стеклоткань
• Приклейте второй слой стеклотканевых полосок на стены (второй круг на дно пока не кладите)
• Положите катушки во внешнюю форму. Все провода должны быть собраны вместе и выйти наружу между катушкой №3 и №4
• Смешайте еще 100г смолы и 2 куб.см. катализатора. Вылейте замес на проводники катушек, избегайте образования озерков внутри катушек
• Смешайте еще 600г смолы, 9 куб.см. катализатора и 600г талька. Вылейте смесь в пространство между катушек. Смола должна заполнить внешнюю форму и быть вровень с верхом центрального выступа.
• Сильно потрясите форму, чтобы убрать пузыри.
• Смешайте 200г смолы, 3 куб.см. катализатора и 100г талька. Положите второй стеклотканевый диск поверх катушек и смажьте его смолой. Тщательно размажьте смолу.
• Положите внутреннюю форму поверх внешней и вставьте 12мм болт сквозь центральное отверстие в обеих формах. Плоское место на внешней форме должно совпасть с местом выхода проводов от катушек на нижней форме. Уровень смолы поднимется, она может перелиться через край и начать стекать по внешней форме
• Если смолы наоборот, не хватает — смешайте еще 100г смолы и 1,5куб.см. катализатора и залейте в нижнюю форму • Положите шаблон для штифтов на внешнюю форму, один конец шаблона располагается наж местом выхода проводов. Затяните 12 мм болт гайкой. Вставьте четыре 8-мм шпильки в отверстия, с гайками наверху. Шпильки должны быть погружены в смолу примерно на половину своей длины.

Заливка завершена. Она чуть нагреется и начнет застывать через несколько часов. Лучше поместить отливку в теплое место.
Когда смола застынет полностью, выбейте заливку из формы, как можно более аккуратно. Уберите шаблон со шпилек. Разъедините внешнюю и внутреннюю формы, и аккуратно выбейте отливку из нижней формы мягкими ударами по верстаку или деревянному полу.


Изготовление ротора.

Магнитный ротор тоже представляет собой отливку. Сначала соберите все составные части: магнитные пластины, магниты, проволоку из нержавейки (все части указаны ниже), и приступайте к сборке, как описано в этом разделе.
Магнитные диски
Каждый магнитный ротор собирается на стальном диске толщиной 6 мм. (рис. ниже). Не используйте алюминий или нержавейку в качестве материала, диски должны быть изготовлены из магнитного материала. В диске есть отверстия для крепления к узлу подшипника – в данной инструкции узел подшипника имеет 4 крепежных отверстия диаметром 10мм, расположенных на окружности 102мм. Если вы найдете другой узел подшипника, соответственно внесите изменения в отливочные формы и шаблоны.
В центре диска — отверстие диаметром 65мм. Для крепления к цапфам с резьбой М10 на диске надо просверлить 4 отверстия с резьбой М10 по окружности 220мм. Вверните 4 шпильки длиной 20мм в эти отверстия. Их мы попозже зальем смолой и тем самым обеспечим лучшее крепление отливки к диску.

Магнитные пластины – заготовки под диски должны быть ровные, без повреждений поверхности. Вырезать ровный круг без повреждения поверхности нелегко, как вариант — вместо диска можно сделать восьмиугольник, это позволит использовать отрезной станок. Сначала разметьте квадрат, впишите в него окружность, а затем обрежьте углы под 45 градусов. Длина каждой стороны 116мм. Магниты разместятся по углам восьмиугольника.

Центральное отверстие можно выпилить лобзиком либо на токарном станке. Зачищайте стальные диски, пока они не заблестят. Протрите их спиртом, чтобы удалить жировые загрязнения перед тем, как класть их в отливочную форму.


Подготовка к заливке

Для заливки статора надо подготовить:
• 6 намотанных катушек
• Эпоксидную смолу, тальк и красящий пигмент (по желанию)
• Стекломат (стеклоткань)
• 4 шпильки 100мм х 8мм
• Тщательно подготовленные отливочные формы. Трите их наждачкой, полируйте, используйте пасту ГОИ, если найдете Вырежьте куски стеклоткани, используя бумажные шаблоны. Это будут 2 стеклотканевых круга для укладывания во внешнюю форму, а также полоски для того, чтобы проложить стенки внешней формы. Полоски надо делать из двойной стеклоткани, и закладывать 25 мм на взаимное перекрытие полосок.
Когда вы все подготовите, начните заливку. Неплохо прочитать следующий раздел до конца и разобраться досконально во всех деталях.


Изготовление статора

В этом разделе описан процесс изготовления статора с помощью форм и шаблонов из раздела 3. До того, как приступить к изготовлению отливочных форм, намотайте хотя бы одну катушку, чтобы потом примерять ее в отливочную форму. Намотка катушек

• Закрепите на оси катушку с проводом, на одной линии с намоточной машинкой. При намотке на катушку провод должен иметь S-образную форму

• Согните на 90 градусов и закрепите на расстоянии 100мм один из концов проволоки. Не сгибайте проволоку в других местах, иначе катушка не будет компактной.
• Положите согнутый конец в вырез намоточной машинки, чтобы он свободно болтался.
• Нетуго оберните несколько раз согнутый конец проволоки вокруг барашковой гайки
• Возьмите в руку кусок тряпки, возьмитесь за проволоку между катушкой и намоточной машинкой и натяните проволоку
• Вращайте намоточную машинку за ручку
Первый виток ложится возле щечки, к которой прилегает проволока. Последующие витки ложатся один к одному, без зазоров и перехлестов, слой за слоем. Считайте количество витков. Их количество должно быть 100.
• Когда намотка закончена, зафиксируйте катушку витками изоленты в местах, где из нее выходят концы проволоки. Не обрезайте проволоку, пока не сделаете этого – иначе катушка размотается. Обрежьте проволоку на расстоянии 100мм
• Таким же точно образом намотайте еще 5 катушек
• Положите катушки на стол, так чтобы они лежали одним и тем же концом кверху (рис ниже). Первый конец должен быть сверху.
• Пронумеруйте катушки от 1 до 6

• Зачистите эмаль на протяжении 20мм от концов (можно наждачкой или ножом)
• Припаяйте к концам гибкие проводники (рис ниже)
Предлагаемая длина прводников:
Катушки 1 и 6 – 800 мм
Катушки 2 и 5 — 600 мм
Катушки 3 и 4 – 400 мм

• Заизолируйте места пайки кембриками
• Пометьте концы катушек номером катушки и буквой А или В.
А – начальный конец проволоки, В – финальный конец. Не перепутайте.
• Положите катушки во внешнюю форму статора
• Проверьте, что они входят без натяга и что проводники достаточно длинны, чтобы выйти наружу из формы между катушками 3 и 4 (рис ниже).
Все катушки должны быть размещены одинаковыми сторонами кверху.


Заливка ротора

Перед началом заливки убедитесь, что у вас все готово:
• Отливочные формы отполированы и зачищены
• Магниты и магнитные диски чистые (их не полируйте!)
• 16 полосок стеклоткани нарезаны (они нужны для размещения между магнитами)
• Проволока из нержавейки обрезана и зафиксирована изолентой
• Шаблон для позиционирования магнитов готов к использованию
Количество смолы, упомянутое ниже, рассчитано на два ротора.

• Вставьте 4 болта сквозь отверстия во внешней форме снизу (как на рис. вверху). Положите стальной диск во внешнюю форму. Сверху положите внутреннюю форму. Проверьте фаску, и положите форму меньшей поверхностью вниз, чтобы ее легче было снять после заливки.
• Смешайте 200г смолы и 3 куб.см. катализатора. Размажьте часть смолы по стальному диску. Добавьте 20г красящего пигмента. Добавьте в оставшуюся смолу 200г талька. Лейте смесь смолы с тальком по краям формы, пока она не заполнится до верха стального диска.
• Положите шаблон для позиционирования магнитов на болты. Положите магниты на стальной диск по шаблону. Помните про чередование полюсов – С-Ю-С… Проверьте взаимное отталкивание и притягивание магнитов, как в разделе магниты, но СНИЗУ. Когда все магниты уложены на места, снимите шаблон и используйте его для второго ротора. Помните, что магниты на двух роторах должны быть размещены в противофазе, чтобы роторы притягивались. Следите, чтобы магниты не съехали со своих мест.
• Затяните гайки на 4-х болтах и притяните центральный диск формы к стальному диску.
• Смешайте 500г смолы и 7 куб.см. катализатора. Добавьте 300г талька. Положите маленькие ленты из стеклоткани между магнитами и зазором по краю. Добавляйте смолу, пока она смочит стеклоткань. Трясите форму, пока не выйдут все пузыри. • Положите кольцо из проволоки вокруг магнитов, не допускайте, чтобы оно съехало вниз. Пусть кольцо зависнет не стеклотканевых полосках. Осторожно, не сдвиньте магниты.
• Смешайте 500г смолы и 7 куб.см. катализатора. Добавьте 300г талька. Злейте простарнство между магнитами, пока смола не дойдет до верха формы.
• Оставьте отливку сохнуть несколько часов. Вынимайте ее из формы осторожно, не бейте сильно молотком. А если бьете — то бейте по форме, а не по ротору.


Проволока из нержавейки

При вращении роторов магниты подвергаются действию центробежной силы, которая срывает их с посадочных мест. В нашем первом генераторе на постоянных магнитах магниты были просто приклеены к дискам. При увеличении скорости вращения магниты разлетались в стороны, повреждая статор.
Теперь мы заливаем магниты эпоксидкой. Даже ее недостаточно для удержания магнитов на месте, она должна быть усилена. Обмотайте роторы проволокой, которая будет держать магниты вместе. Стальную проволоку лучше не использовать – она магнитная и понизит общую намагниченность ротора. Надо взять проволоку из нержавеющей стали, это не магнитный материал. Обмотайте проволоку вокруг магнитов пять оборотов, и обрежьте ее кусачками. Зафиксируйте проволочное кольцо изолентой в нескольких местах, чтобы оно не разматывалось. Когда придет время, мы положим кольцо на место.


Изготовление ротора: магниты

На каждом роторе по 8 магнитов. У каждого есть северный и южный полюс

С магнитами обращайтесь аккуратно: они могут повредить гибкие диски, магнитофонные кассеты (если у кого-то это еще осталось), кредитные карты и прочие полезные вещи.
Если магниты слиплись, отделяйте их проскальзыванием друг относительно друга, не применяйте грубую силу. Не допускайте, чтобы магниты неконтролируемо слипались – при столкновении они могут треснуть. Не бейте по ним молотком, в том числе и когда монтируете ротор.
Верхние поверхности магнитов на диске должны чередоваться: С-Ю-С-Ю… Проверяйте это так: каждый готовый к установке магнит подносите к установленному ранее – нижний магнит должен отталкивать верхний (см. рис. ниже). Верхний ставьте рядом, не переворачивая. Когда все магниты стоят на местах, проверьте их еще одним магнитом: он должен последовательно отталкиваться-притягиваться –отталкиваться… и так далее по кругу.

Два магнитных ротора должны притягиваться при совмещении крепежных отверстий. Для этого магниты надо расположить, как показано ниже:


Шаблоны для ротора

Магнитные роторы монтируются на подшипниковом узле (bearing hub). У узла есть фланец с отверстиями. Например, это может быть 4 отверстия, расположенных на окружности диаметром 102 мм (по-английски есть специальный термин pitch circle diameter, PCD). Или вы можете спроектировать другое количество отверстий, в зависимости от узла подшипника. Далее мы рассматриваем PCD 102 мм.

PCD шаблон будет использоваться для сверления отверстий в роторе, а также для балансировки ротора. Отверстия должны быть размечены и просверлены с предельной точностью.
a) вырежьте квадратную стальную пластину 125 х 125 мм
b) проведите диагонали и накерните центр
c) разведите циркуль на радиус 51 мм, проведите окружность
d) диаметр окружности равен PCD
e) накерните 2 точки пересечения окружности и одной из диагоналей
f) разведите циркуль на 72 мм (цифра верна для PCD 102 мм). Разметьте на окружности две точки ровно на расстоянии 72 мм от двух предыдущих.
g) Просверлите 4 отверстия на расстоянии 72 мм друг от друга, сначала используйте сверло маленького диаметра.

• Шаблон для позиционирования магнитов

a) Разметьте центр фанерной заготовки
b) Проведите из размеченной точки 3 окружности диаметром 50мм, 102 мм и 200м
c) Проведите 2 параллельные линии как касательные к окружности 50 мм (на рисунке вверху)
d) Проведите еще 3 пары параллельных линий под 45 и 90 градусов к первой паре.
e) Используя линии, разметьте места для магнитов, и вырежьте шаблон по жирной линии (рисунок выше)
f) Проведите линию между центрам двух противолежащих магнитов
g) Положите стальной PCD шаблон для крепежных отверстий на 102-мм окружность, выровняйте его относительно линии между центрами магнитов, и просверлите отверстия сквозь отверстия в стальном шаблоне.


Внутренняя форма для статора.

• Вырежьте диски диаметром 370 мм

• Просверлите 12 мм отверстие в центре каждого
• Склейте их в стопку (рис. выше), скрепите 12 мм болтом
• Стопка должна быть минимум 45 мм толщиной, лучше 50 мм
• Пройдитесь 20-градусным резцом по краю, срежьте угол так, чтобы диаметр уменьшился с 368 мм до 325 мм

• Проверьте, что внешняя форма садится на внутреннюю форму с зазором 6мм по краю. Затем снимите внутреннюю форму со станка.
• Разметьте две линии на большей поверхности формы, на расстоянии 340 мм друг от друга.
• Срежьте фаски, как на рисунке ниже

Фаски позволят сделать в этих местах наплывы заливочного материала и усилить тем самым места крепления статора.


Изготовление отливочных форм

Приступаем к изготовлению форм для отливки ротора и статора. Они могут быть изготовлены из дерева или алюминия. Другой способ – вылепить формы из глины и выровнять на гончарном круге, как горшок. Поверхность формы будет внешней поверхностью статора или ротора. Затем внутри формы будут добавлены стеклопластиковые вставки. Поверхность формы должна быть максимально гладкой.
Формы должны быть прочные. Статор или ротор нелегко выбить из формы после застывания, может понадобиться пара ударов киянкой.
Далее описан один из способов изготовления отливочных форм.
Внешняя форма для статора.
• Вырежьте несколько дисков из половой доски (рис. ниже), около 500мм в диаметре.

• Во всех дисках, кроме одного, вырежьте круглые отверстия, диаметром 360мм, чтобы получить кольца.

• На оставшемся диске начертите окружность 360 мм в диаметре
• Просверлите 12 мм отверстие в центре диска
• Приклейте кольца к диску, чтобы получилась стопка высотой 60мм. Мажьте побольше клея внутри.
• Вырежьте диск из 15-мм фанеры диаметром 140 мм, просверлите отверстие 12 мм в его центре
• Продев 12 мм болт сквозь оба отверстия, приклейте маленький диск к центру большого. Мажьте побольше клея по краям диска

• Приделайте конструкцию к еще одному самодельному диску, или к диску токарного станка, или к колесу. В общем вам нужно то, что на рисунке ниже называется faceplate (держатель).
• Поворачивая держатель, нарисуйте карандашом кружочек в его центре.
• Просверлите 12 мм отверстие в этом центре. Дрель должна быть строго параллельна оси.
• Прикрутите склеенные диски (далее будем называть это заготовкой) к держателю 12мм болтом. Дополнительно закрепите 4-мя шурупами.
• Проверьте вращение заготовки. Для этого надо держать карандаш возле поверхности, когда заготовка вращается. Если карандаш оставляет отметину, значит, на поверхности в этом месте выпуклость. Ослабьте шурупы и вставьте кусочки бумаги между держателем и заготовкой на противоположной поверхности заготовки напротив карандашных меток. Закрутите шурупы и попробуйте повторить все снова.

Теперь можно обработать заготовку резцом.

• Вырежьте ровную поверхность на внутренней стороне заготовки.
• Сделайте фаску в 7 градусов на внутренней поверхности
• Общий диаметр внутренней части должен быть 380 мм
• Диаметр плоской части 360мм (см. рисунок ниже)
• Внутренние углы закруглены, не острые

• Внутренний диск сточите до диаметра 130мм. Углы также закруглены

• Проверьте, что катушка входит на свое место свободно – если нет, то или чуть расточите внутреннюю поверхность, или уменьшите диаметр внутреннего диска.
• Снимите заготовку с токарного станка

• Просверлите 4 отверстия в центральной части (они нужны для разделения внешней и внутренней отливочных форм статора,




BACK NEXT TOP

Сайт является частным собранием материалов и представляет собой любительский информационно-образовательный ресурс. Вся информация получена из открытых источников. Администрация не претендует на авторство использованных материалов. Все права принадлежат их правообладателям