Bygning af en trefaset generator

Et ineffektivt, men lærerigt eksperiment

Forfatter: Marco Bienek, Tyskland, [email protected]

Online siden: 30.03.2010, Antal besøg: 765681

Mit projekt er en ret simpel trefaset generator.

(En trefaset generator er dybest set en "normal" vekselstrømsgenerator, men med spolerne arrangeret i 120° vinkler)

Nødvendigt materiale:

4 skivemagneter af typen S-20-10-N
3 relæer (eller deres spoler)
Byggemateriale (træ, kabler, aksler ...)

Den grundlæggende idé er, at relæernes 3 spoler monteres på en træplade i en vinkel på 120°, og at der i midten monteres en lejemonteret aksel, som magneterne derefter fastgøres til ved hjælp af et forbindelsesstykke.

Magneterne bevæger sig forbi spolerne i en hurtig rotationsbevægelse og inducerer spændinger.

Produktion af trefasegeneratoren:

For at gøre dette skal du først tage de tre relæer fra hinanden (billederne nedenfor), så der til sidst kun er 2 kontakter og en spole på hvert relæ.

Set forfra

Disse relæer fastgøres derefter til et af 3 forborede træstykker, der hver især er lige langt fra midten og i en vinkel på 120° fra hinanden.

Set bagfra

Ledningsføringen er relativt enkel, da du kun skal lodde eller på anden måde forbinde kontakterne korrekt adskilt med 2 forskellige kabler, som vist på billedet, og derefter føre de røde og grønne kabler sammen hver for sig.

Nu skal du placere en aksel og en rotor, som magneterne senere skal sættes fast på, i midten. Næsten hvad som helst kan bruges som rotor: træ, plastik osv. Det fungerer dog bedst med et stykke metal, for så retter magneterne på de modsatte sider sig automatisk korrekt ind og øger deres magnetiske kraft.

Skematisk tegning af generatoren

Sådan så min skal ud til sidst

Til sidst sættes skivemagneterne på. To magneter sættes fast på hver side af rotoren. Du kan også bygge en aksel med 4 tråde og så sætte en magnet på hver side. Så behøver rotoren kun at dreje halvt så hurtigt. Men jeg havde ikke den rigtige del til det på det tidspunkt :-(.

Med hele konstruktionen skal man altid være opmærksom på afstandene og måle dem, for hvis afstandene mellem magneterne og spolerne ikke er korrekte, kan det føre til, at udgangsstrømmen (udgangsspændingen) bliver uregelmæssig, eller at der ikke engang opnås en rotation.

Desuden skal afstanden mellem spolerne og magneterne naturligvis holdes så lille som muligt for at kunne inducere en høj spænding.

Hver spole leverer sin egen spænding (en fase). Da der er 3 spoler, som induceres med en spænding på forskellige tidspunkter, overlapper disse spændinger eller faser hinanden, hvilket resulterer i en mere eller mindre konstant spænding til sidst.

Jo hurtigere du kører generatoren til sidst, jo mindre vil spændingen pulsere (det betyder, at den frekvens, hvormed spolernes faser skifter, stiger så meget, at du ikke længere kan se det med det blotte øje), fordi belastningen (i mit tilfælde en pære) så ikke længere har tid nok til at køle ned, før spændingen starter igen.

Over en vis hastighed bemærker det menneskelige øje kun en pulsering eller slet ingenting.

Videoen viser en simpel testkørsel, hvor jeg brugte en gearmotor som drev.

I baggrunden ses strømforsyningen, som leverer den nødvendige strøm, og i forgrunden ses belastningen (i form af en pære). Efter et par sekunder begynder pæren at lyse.

Nogle seere vil måske bemærke, at hele bordet begynder at vakle ved 10-11 volt. Årsagen er, at generatoren ved denne spænding roterer præcis med bordets egenfrekvens.

Tanker om trefasegeneratoren

Selvfølgelig er generatoren ikke særlig effektiv ;) Det burde du indse senest efter at have set videoen, for den tilførte energi er omkring 23 volt og 3 ampere, og den strøm, der "genereres" til sidst, er lige nok til en lille pære (jeg tror endda, den kører på lige under 1,5 volt :D )

Min trefasede generator var blot beregnet til at illustrere princippet.

Man kan simpelthen forbedre generatoren ved at bruge flere og stærkere magneter og spoler, dvs. hvis det hele drives i stor skala.

Noter fra supermagnete-teamet:

For at forbedre generatoren bør du reducere dens diameter: Rotoren skal være lidt kortere end vist, og rotorens magneter skal flyttes tættere på spolerne. Så ville den resulterende spænding have form af en regelmæssig sinusbølge i stedet for at pulsere.
En sammenlignelig anvendelse er projektet Reparation af generator.