Projektarbete: pankaksgenerator

[Sigge McKvack]

Hej, vi är tre elever från Södertälje som går vårt tredje år på gymnasiet och precis har börjat med vårt projektarbete: att bygga en fungerande generator. Själv meningen är att vi utan alls tidigare erfarenheter av byggande av elektriskt apparatur vill se ifall det är möjligt att bygga en fungerande generator. Vi har läst Fysik A och B och har alltså förståelse för fenomentenet induktion och en viss kunskap inom ellära.

Vi har tänkt bygga en pedaldriven pankaksgenerator, med mål att kunna förhoppningsvis driva ett gamecube eller liknande på ungefär 20-50 watt, alltså 230 volt växelström precis som i vägguttagen. Vi har lärt oss en del från sidan och andra guider men saknar fortfarande speficikt kunnande och erfarenheter, och hoppas därför kunna få hjälp med specifika frågor av hjälpsamma och intresserade personer.

Idén hur det hela ska byggas och fungera hittintills kan sammfattas ungefär så här:
En pankaksgenerator med antingen hårddisksmagneter ifall vi kan få lämplig sponsring (i så fall 2 magneter på varandra som magnetpol på "magnetplattan" och två plattor, en på varje sida av spolen) eller i annat fall köpa från 24 volt's nätbutik (12 stycken magneter, i så fall alla på samma platta). Koppartråd har vi tänkt köpa från elfa.se (ca 400m, 0,6mm i diameter). 9 spolar blir det, och kommer att kopplas i trefas. Likriktarbryggor ska också köpas från elfa.se. Tanken är att använda en växelriktare (biladapter, t ex: http://www.kjell.com/?item=44017&path=3 ... ,357000000) för att omvandla den likriktade trefas strömmen från 12 volt som vi hoppas få från generatorn, till 230 växelsström. Vi hoppas att då den kan omvandla ifrån 11 till 15 volt ska kunna stabilisera vår spänning och göra den användbar, då generatorns spänning kan pendla mellan 11 och 15 volt vilket man borde kunna hålla sig emellan. Vi är dock inte säkra på detta och inser att vi kanske istället måste köpa något slags batteri.

Vi hoppas på tankar, tips och idér. Är det något allvarligt fel med vår idé? Har vi missförstått något? Eller kanske fått fel på några siffror? Vi skulle vara väldigt tacksamma för all hjälp.

[Göran]

Ska ni göra en "cykelpannkaka" på 20-50 watt avråder jag er att köpa magneter av mig. Hos http://solbergavind.se hittar ni mindre, billigare och lämpligare magneter för ert ändamål.
I övrigt är det inget fel på tanken .

När det gäller infon här innehåller den fortfarande stora luckor och de är hela tiden på gång att täppas till, men det vill aldrig bli tid över för det. Det är dessutom svårt att veta hur många varv som krävs för att få en viss spänning vid ett visst varvtal. Man får helt enkelt linda en spole och testa vad den ger.

[Sigge McKvack]

Tack för det ärliga svaret , just nummer är nog det vi har mest problem med då vi inte har någon praktiskt erfarenhet. Hoppas det är okej med några fler direkta frågor ifall någon känner sig erfaren nog och villig att svara.
Först och främst: biladaptern kommer alltså att kunna jämna ut strömmen tillräckligt för att göra den användbar, då den kopplas direkt till generatorn? Kommer koppartrådens tjocklek bli ungefär lagom? Någon som har en mer precis aning om hur stora magneter (12st) vi skulle behöva för upp mot 50 watt?
Hemsidan är jättebra, jag vågar ensam (som en av gruppens medlemmar) påstå att vi alla lärt oss i stort sett allt vi kan ifrån den. Just det vi behöver hjälp med är sådant som är svårt att lägga upp generell information om. Det är förmodligen bättre att testa och se. Vi har dock inte så många försök på oss och hoppas därför kunna dra fördel av andra människors erfarenheter. Som tidigare, vi är otroligt tacksamma för alla svar och tankar.

[Martin]

Roligt projekt. Jag skulle föreslå ett litet batteri mellan generatorn och växelriktaren. Det behöver inte vara stort men ett batteri fungerar som en enkel regulator och hjälper till att hålla spänningen nere. Växelriktare är väldigt känsliga mot för hög inspänningen.

Vad gäller magnetstorlek så är det bara att testa olika storlekar i Görans kalkylator tills man är nöjd.

Lycka till.

[M8e]

http://www.youtube.com/watch?v=88t6cvwgm-4

Att koppla helt utan lagring ska man nog undvika. I videon ovan använder man en kondensator för billjud system, så det behövs inte så mycket lagrad energi för att få det att fungera, dessutom finns det ingen risk för överladdning om man håller sig på rätt spänning. 12v batterier ska man nog undvika i ert fall för enkelhetens skull(ingen regulator). Då gör det inget om generatorn ger för mycket ström vid rätt spänning, tv-spelet drar den ström den behöver.
I ert fall så har ni även fördelen att ni kan välja och vraka mellan olika varvtal, så att få rätt spänning blir inget problem.

[Göran]

Batteriet förtar ju känslan av att man själv trampar fram energin så jag förstår tanken med att inte ha något batteri och precis som M8e är generatorns utseende så himla kritisk, det kommer att fungera nästan hur ni än gör.

Problemet som uppstår är det låga varvtalet 60 rpm (behagligt cykeltempo) i kombination med "endast" 12 magnetpoler och små magneter. Det kommer att krävas många lindningsvarv = många meter koppartråd = hög resistans i tråden = låg effekt. För att kompensera den höga resistansen krävs grövre tråd och då blir det klumpigt och trångt om utrymme.

Jag skulle nog föreslå fler än 12 magnetpoler, kanske 16, eller 20, eller kanske 24 poler. ...ska räkna mer senare...

[Sigge McKvack]

Fler magnetpoler skulle helt klart kunna vara en möjlighet, speciellt med mindre magneter. Glömde dock att nämna: hade tänkt någon slags uppväxling. Cykeln är en träningscykel med rem som motstånd till redan. Troligast kommer vi driva själva generatorn med en rem till en mindre trissa än hjulet för uppväxling. Tack igen för all hjälp.

[Liquido]

Jag cyklade på en sån där testcykel under några minuter (5 min kanske) på en hälsokloll hos företagshälsan för ett tag sen, efter att jag trampat klart så räknades det ut vilken medel effekt jag hade trampat (tror det var nånstans mellan 100 och 200W men jag är inte säker.

För exempel så säger vi att det var 100W, Själva cyklingen gjorde så att jag (relativt otränad) i alla fall fick upp flåset.
Vill ni då skapa 50 W så borde ni kunna växla upp varvtalet till det dubbla jämfört med tramporna, kanske till och med 3 ggr tramphastigheten utan allt för stora problem, tränar ni regelbundet så kan ni lätt öka ännu mer.


Nu har ni redan träningscykeln så det kanske går att hitta formlerna för hur mycket energi ni kan trampa ur den, försök annars ta kontakt med företagshälsovård, gym eller liknande och kolla med dem ifall de kan hjälpa er med att få fram siffror.

[Sigge McKvack]

Det var väldigt intressanta siffror måste jag säga, vi hade nog räknat med att 50w skulle bli en del jobb, kanske t o m att det var en relativt optimistisk siffra. Får absolut ta och försöka kolla upp en normal människas kapacitet, vem vet, vi kanske kan sätta några något mera krävande men roliga mål? Får försöka läsa på lite om kondensatorer / batterier också, då det känns lite som okänt område. Hur som helst så känns det som att mycket redan har retts ut och att idéerna sprudlar.

[Jernet]

Genom att springa i trappor på viss tid när vi gick på högstadiet så kom vi fram till att en människa genererar ca: 1hk.
Huruvida detta stämmer med verkligheten ska jag låta vara osagt.
Men skulle det stämma så skulle det ju bli drygt 700Watt.

[Sigge McKvack]

[PowerMizer]

Genom att springa i trappor på viss tid när vi gick på högstadiet så kom vi fram till att en människa genererar ca: 1hk.
Huruvida detta stämmer med verkligheten ska jag låta vara osagt.
Men skulle det stämma så skulle det ju bli drygt 700Watt.

Man räknar inte alltid rätt i högstadiet....
50W är tillräckligt jobbigt att cykla...

[Sigge McKvack]

Vi kanske bör hålla oss till ett gamecube istället för en hemmabio trots allt.

[Jernet]

Genom att springa i trappor på viss tid när vi gick på högstadiet så kom vi fram till att en människa genererar ca: 1hk.
Huruvida detta stämmer med verkligheten ska jag låta vara osagt.
Men skulle det stämma så skulle det ju bli drygt 700Watt.

Man räknar inte alltid rätt i högstadiet....
50W är tillräckligt jobbigt att cykla...

Nja! Tänk så här!
En elcykel är ju på ca: 250W, och en sådan åker du ifrån mångfallt med en "vanlig" trampcykel
En moped med ca:1 hk gör 30 km/h och den åker du ju också ifrån med en cykel.
Jag tror nog frågan ligger lite i "hur länge" du orkar producera, inte hur mycket.
Eller jag kanske är ute å cyklar igen nu

[M8e]

Vill ni då skapa 50 W så borde ni kunna växla upp varvtalet till det dubbla jämfört med tramporna, kanske till och med 3 ggr tramphastigheten utan allt för stora problem, tränar ni regelbundet så kan ni lätt öka ännu mer.

Hur tänker du nu?
Det beror helt på hur man har lindat generatorn. Man skulle kunna växla upp 10 eller till och med 50 gånger utan att det blir för svårt att trampa, så länge man har rätt egenskaper på generatorn.