Il y a quelques jours, j'ai posté les instructions de construction d'un de mes projets : WinDIY une éolienne imprimée en 3D.
Bien que j'ai encore du travail à faire, la plupart des fonctions de WinDIY fonctionnent déjà. Ce qui malheureusement n'a pas encore fonctionné, c'est le but principal d'une éolienne : produire de l'énergie.
Parce que le générateur que j'ai installé dans WinDIY ne correspond pas aux vitesses attendues de l'éolienne. Alors que le générateur délivre environ 30W à partir d'environ 20 tours par seconde (!), l'éolienne serait probablement détruite à ce nombre de tours.
Ici, je dois investir quelques heures de plus à l'établi. 🙂
Étant donné que le générateur fonctionne en principe et probablement. il y a aussi des scénarios auxquels cela pourrait s'adapter, mais je veux quand même le présenter ici. Au moins des conseils pour le développement de votre propre générateur devraient pouvoir en être extraits. 🙂
Et pourquoi « Nerdiskerator » ? Ce surnom de générateur de disque vient de « NERdiys DISK genERATOR » = Nerdiskerator. 🙂
aperçu
- Générateur de disque composé principalement de pièces imprimables en 3D
- Le stator contient 12 bobines enroulées manuellement ou automatiquement
- Les bobinages sont coulés dans le stator avec de la résine époxy
- Deux disques de rotor avec 20 aimants en néodyme chacun
- Chaque disque rotor est monté sur un roulement à billes
- De plus, trois NTC sont moulés dans le stator pour surveiller la température dans les enroulements du stator
Des photos
Vous trouverez ci-dessous quelques images de différents composants à différents stades de développement.
Développement
J'ai documenté la plupart des développements et des difficultés individuelles sur Hackaday.io. Vous pouvez trouver le lien ici. 🙂
https://hackaday.io/project/172445-nerdiskerator-a-3d-printed-disk-generator
Électronique
En plus de WinDIY, le Nerdiskerator possède également quelques fonctionnalités de sécurité.
C'est parce que trois NTC sont encapsulés pour surveiller la température de la bobine dans le stator. Bien entendu, celle-ci ne doit pas être trop élevée, car le filament utilisé peut alors devenir mou.
Pour que ces capteurs puissent être lus et, si nécessaire, réagis, de l'électronique est bien sûr nécessaire. Pour cela j'ai commencé par le développement d'un circuit imprimé sur lequel sont logés tous les composants nécessaires.
Vous trouverez bientôt des informations à ce sujet ici sur Nerdiy.de.
Les composants suivants y ont été installés jusqu'à présent :
- Pont redresseur à trois voies
- Contrôle abaisseur
- Trois circuits de charge indépendants pour une cellule LiPo chacun
- Trois pilotes de moteur I2C pour contrôler les moteurs de l'actionneur de frein et de l'actionneur de pas
- Divers capteurs de courant et de tension pour mesurer l'énergie générée et consommée
- Connexions pour deux capteurs Hall pour mesurer la vitesse du générateur
- Connexions pour trois résistances glissantes pour pouvoir mesurer les positions de l'actionneur de pas et du cylindre de frein
- Connexions pour deux capteurs de force pour mesurer la pression de contact des cylindres de frein
- Connexions pour quatre NTC pour mesurer les températures des enroulements du générateur et la résistance de charge.
- Raccordement pour pouvoir dissiper la tension redressée vers un consommateur
- Connexion et électronique pour pouvoir allumer une résistance de charge contrôlée par PWM.
- Capteur de vibration pour détecter les vibrations anormales
- deux capteurs de température pour surveiller les températures sur le PCB
- une boussole électronique
- un emplacement pour carte micro SD
- un capteur climatique pour mesurer la température ambiante, l'humidité et la pression atmosphérique
logiciel
Le logiciel est développé à l'aide de l'IDE Arduino. Vous pouvez trouver le statut actuel dans le Nerdiy-Git sous le lien suivant :
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Excellente idée de construire un générateur vous-même. Je caresse depuis longtemps l'idée de construire une éolienne entièrement moi-même.
Concernant. du générateur, cependant, les plans dans ma tête semblent un peu différents et je pense que cela augmenterait également la faible puissance de votre générateur.
Dans votre construction, le flux magnétique reste ouvert. Je vais essayer d'expliquer cela avec des graphiques ASCII simples : [NS] représente un aimant, qui = la bobine
[NS]=
[SN]=
[NS]=
Les lignes de champ magnétique (semblables au courant électrique) tentent toujours de prendre le chemin le plus court et se propagent plus facilement dans le métal (ou les matériaux magnétiquement conducteurs) que dans l'air. Dans l’exemple ci-dessus, ils circulent simplement dans l’air de la gauche [vers la droite]. Cela représente une résistance magnétique très élevée et seules quelques lignes de champ « traversent » réellement l’enroulement, condition préalable à la production d’électricité.
Un arrangement comme celui-ci serait mieux :
[NS]=[NS]
[SN]=[SN]
[NS]=[NS]
C'est à dire. Aimants des deux côtés des bobines. Juste en tenant les aimants ensemble avec des pôles opposés, vous pouvez déjà sentir la forte attraction qui se produit lorsque le flux magnétique s'efforce de réduire la résistance présentée par l'air entre eux.
L'ensemble serait optimisé si un pôle N et S étaient connectés à l'extérieur (à l'opposé de la bobine, repéré par les 3 I) et qu'un matériau magnétiquement conducteur renforçait le flux à travers la bobine, comme la vis dans votre cas (l'air agit comme un isolant)
I[NS]=[NS]I
je
Je[SN]=[SN]Je
je
I[NS]=[NS]I
Mon conseil pour les aimants serait d'utiliser ceux des bons vieux disques durs rotatifs (je les collectionne pour mon projet depuis des années...). Dans les disques de serveur un peu plus anciens (environ 10 Go), j'ai trouvé les choses les plus épaisses jusqu'à présent. La forme en haricot et la disposition des pôles sont idéales pour un tel projet. De plus, il prend une touche particulièrement durable lorsque le néodyme, qui est difficile à produire, est réutilisé et ne finit pas dans les décharges.
Autre conseil : si les vis deviennent alors très chaudes, cela est dû aux pertes dans le noyau. Vous devez ensuite utiliser la feuille de transformateur pour cela. Théoriquement, les tiges de ferrite des antennes à ondes moyennes des anciennes radios ont également disparu.
Continuez à nous parler de votre projet, je le suis avec beaucoup d’intérêt et je serai heureux quand il « volera » !
Salut Mario,
merci pour vos conseils. Je travaille actuellement sur un nouveau design pour WinDIY. J'y poste relativement régulièrement sous le hastag https://www.instagram.com/explore/tags/windiy_2/
Il y a aussi un post sur le brouillon actuel du nouveau générateur. 🙂
Cordialement
Fabien