Hace unos días publiqué las instrucciones de construcción de un proyecto mío: WinDIY un aerogenerador impreso en 3D.
Aunque todavía tengo trabajo por hacer, la mayoría de las funciones de WinDIY ya están funcionando. Lo que lamentablemente aún no ha funcionado es el objetivo principal de un aerogenerador: generar energía.
Porque el generador que instalé en WinDIY no coincide con las velocidades esperadas del aerogenerador. Mientras que el generador proporciona alrededor de 30 W a partir de unas 20 revoluciones por segundo (!), la turbina eólica probablemente se destruiría con este número de revoluciones.
Aquí tengo que invertir unas cuantas horas más en el banco de trabajo. 🙂
Dado que el generador funciona en principio y probablemente. también hay escenarios en los que podría encajar, pero aún quiero presentarlo aquí. Al menos se deberían poder extraer consejos para el desarrollo de su propio generador. 🙂
¿Y por qué “Nerdiskerator”? El apodo de este generador de discos proviene de “NERdiys DISK genERATOR” = Nerdiskerator. 🙂
descripción general
- Generador de discos que consta principalmente de piezas imprimibles en 3D
- El estator contiene 12 bobinas enrolladas manual o automáticamente.
- Las bobinas están fundidas en el estator con resina epoxi.
- Dos discos de rotor con 20 imanes de neodimio cada uno
- Cada disco de rotor está montado sobre un cojinete de bolas.
- Además, se funden tres NTC en el estator para monitorear la temperatura en los devanados del estator.
Fotos
A continuación se muestran algunas imágenes de diferentes componentes de diferentes etapas de desarrollo.
Desarrollo
Documenté la mayor parte del desarrollo y las dificultades individuales en Hackaday.io. Puedes encontrar el link aquí. 🙂
https://hackaday.io/project/172445-nerdiskerator-a-3d-printed-disk-generator
Electrónica
Además de WinDIY, Nerdiskerator también tiene algunas funciones de seguridad.
Esto se debe a que se encapsulan tres NTC para monitorear la temperatura de la bobina en el estator. Por supuesto, esto no debe ser demasiado alto, ya que el filamento utilizado puede ablandarse.
Para que estos sensores puedan leerse y, si es necesario, reaccionar ante ellos, se necesita, por supuesto, algunos componentes electrónicos. Para ello comencé con el desarrollo de una placa de circuito en la que se alojan todos los componentes necesarios.
Pronto encontrará información sobre esto aquí en Nerdiy.de.
Los siguientes componentes se han instalado en él hasta ahora:
- Puente rectificador de tres vías
- Control de reducción
- Tres circuitos de carga independientes para una celda LiPo cada uno
- Tres controladores de motor I2C para controlar los motores del actuador de freno y el actuador de paso
- Varios sensores de corriente y voltaje para medir la energía generada y consumida
- Conexiones para dos sensores Hall para medir la velocidad del generador
- Conexiones para tres resistencias deslizantes para poder medir las posiciones del actuador de paso y del cilindro de freno
- Conexiones para dos sensores de fuerza para medir la presión de contacto de los cilindros de freno
- Conexiones para cuatro NTC para medir las temperaturas de los devanados del generador y la resistencia de carga.
- Conexión para poder disipar la tensión rectificada a un consumidor
- Conexión y electrónica para poder encender una resistencia de carga controlada por PWM.
- Sensor de vibración para detectar vibraciones anormales
- dos sensores de temperatura para monitorear las temperaturas en la PCB
- una brújula electrónica
- una ranura para tarjeta micro SD
- un sensor climático para medir la temperatura ambiente, la humedad y la presión del aire
software
El software se desarrolla utilizando el IDE de Arduino. Puede encontrar el estado actual en Nerdiy-Git en el siguiente enlace:
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Gran idea para construir un generador usted mismo. He estado jugando con la idea de construir un aerogenerador por mi cuenta durante mucho tiempo.
Re. del generador, sin embargo, los planes en mi cabeza se ven un poco diferentes y creo que esto también aumentaría la baja salida de su generador.
En su construcción, el flujo magnético permanece abierto. Intentaré explicar esto con gráficos ASCII simples: [NS] representa un imán, que = la bobina
[NS]=
[NS]=
[NS]=
Las líneas del campo magnético (similares a la corriente eléctrica) siempre intentan tomar el camino más corto y se propagan más fácilmente en el metal (o materiales magnéticamente conductores) que en el aire. En el ejemplo anterior, simplemente fluyen por el aire de izquierda [a derecha]. Esto representa una resistencia magnética muy alta y sólo unas pocas líneas de campo realmente “atraviesan” el devanado, lo cual es el requisito previo para generar electricidad.
Un arreglo como este sería mejor:
[NS]=[NS]
[SN]=[SN]
[NS]=[NS]
Es decir. Imanes en ambos lados de las bobinas. Simplemente manteniendo los imanes juntos con polos opuestos, ya puedes sentir la fuerte atracción que surge cuando el flujo magnético se esfuerza por reducir la resistencia que presenta el aire entre ellos.
Todo se optimizaría si se conectara un polo N y S en el exterior (frente a la bobina, marcado por las 3 I) y un material conductor magnético fortaleciera el flujo a través de la bobina, como el tornillo en su caso (el aire actúa como un aislante)
I[NS]=[NS]I
I
I[SN]=[SN]I
I
I[NS]=[NS]I
Mi consejo para los imanes sería usar los de los viejos discos duros giratorios (he estado coleccionando estos para mi proyecto durante años...). En los discos de servidor algo más antiguos (alrededor de 10 GB) he encontrado las cosas más gruesas hasta ahora. La forma de riñón y la disposición de los postes son ideales para un proyecto de este tipo. Además, adquiere un toque especialmente sostenible cuando el neodimio, que es difícil de producir, se reutiliza y no acaba en los vertederos.
Otro consejo: si los tornillos se calientan mucho, esto se debe a las pérdidas en el núcleo. A continuación, debe utilizar la hoja de transformador para esto. En teoría, también se fueron las varillas de ferrita de las antenas de onda media de las radios antiguas.
¡Sigue informando de tu proyecto, lo sigo con mucho interés y seré feliz cuando “vuele”!
Hola mario,
gracias por tus consejos Actualmente estoy trabajando en un nuevo diseño para WinDIY. Publico allí con relativa regularidad bajo el hastag https://www.instagram.com/explore/tags/windiy_2/
También hay una publicación sobre el borrador actual del nuevo generador. 🙂
Atentamente
Fabian