Projektarbete - Litet vindkraftverk

[speedilifen]

Hej!

Vi är fyra grabbar som ska bygga ett vindkraftverk som projektarbete nu i 3:an.
Vårat mål är att ladda en Ipod/Iphone eller liknande och då behöver vi så klart inte ett så stort vindkraftverk.
Våra baskunskaper inom teknik/fysik är kanske inte de bästa (vi har inte haft någon elektronik än i fysik B).
Dessutom har vi en begränsad budget på ~500kr men lite mer kan vi säkert lägga ut om det skulle behövas.

Vi är ännu i planeringsstadiet men det vi har kommit fram till är att först fixa fram en okej generator som duger för våra behov (och sedan utgå från den när vi tillverkar bladen o.s.v.).
Göran tipsade om Ametek-motorer på Ebay men vi vet inte vilka specs. på generatorn det är vi ska ha (på ett ungefär).
Volten till batteriet i t.ex. en Ipod kan variera mellan ~5-35V eller nåt sånt (eftersom man kan ladda den med antingen USB eller Firewire) och Amperen får inte vara högre än 1000mA men vi siktar väl på kanske 500mA eller nåt i den stilen.

Eftersom det ska vara portabelt så kommer vi inte att ha någon hög mast så vindstyrkan borde inte bli alltför hög.
Tror ni det är möjligt att bygga ett litet vindkraftverk med dessa krav? Vi har självklart mer frågor men vi tar det allt eftersom.

Mvh. Speedilifen

[Emil]

Ett alternativ till generator är en navdynamo till cykel, den ger 6V 3W (~500mA)
Fungerar bra på låga varvtal, sen vet inte jag hur mycket en sån kuggar när den
är lös. Har en snarlik på cykeln men där känns det knappt att den kuggar.

En bild har ni här:
http://www.reservdelshuset.se/?artnr=18-513-01

Något dyr med tanke på den låga effekten den ger

Googla annars på "navdynamo"

[smidy]

kan detta vara något för er: http://24volt.eu/osc2/catalog/product_i ... cts_id=488

[speedilifen]

Vi har kollat runt lite mer nu och hittade t.ex. den här: http://www.dhgate.com/12v-120rpm-powerf ... 30504.html
Finns även med lite andra varvtal o.s.v. men är vi inne på rätt spår? Alltså att motorn ska ha ett ganska lågt varvtal (då luften inte kommer ge ett så högt)? För de flesta andra DC-motorer vi kollat på har höga varvtal, flera tusen RPM och det kommer man väl aldrig upp i med vind. Eller går det bra att köra på en DC-motor med säg 12V och 1A fast typ 4000rpm? Det måste väl leda till att man får ut mycket, mycket mindre effekt? Ska man då istället satsa på en motor med mycket högre specifikationer för att det ska "jämna ut sig"? Alltså säg 36V och 5A samt 4000rpm (eller nåt i den stilen)?

Ett annat alternativ vi kikat lite på är slakta en bordsfläkt som borde ha en AC-motor och köpa magneter (neo-nånting) på ebay och pilla dit (vi hittade en guide här: http://www.thediyworld.com/table-fan-generator.html
Kan det fungera bra för våra ändamål (ladda en Iphone)?

[Jonas L]

Nej, det kan jag säga rakt av att en växlad motor är inte bra till detta, den blir på tok för trög att få igång.

Köper du en motor som är avsedd för 4000 rpm och du snurrar den i en tiondel av det varvtalet får du ut en tiondel av spänningen, så det är ingen höjdare heller.

[speedilifen]

Vi har nu plockat isär två bordsfläktar som har AC-motorer. Det vi tänkte göra är att köpa neodymium-magneter från Ebay och borra hål för dem i rotorn.
Det borde väl fungera? Hittade den här guiden nämligen: http://www.thediyworld.com/table-fan-generator.html
Men hur vet vi vilken storlek vi ska ha på magneterna och ur många vi ska använda (ser ut som 3st användes i guiden)? Blir det någon skillnad på t.ex. 6x3mm eller 15x3mm?
AC-motorerna är på 220-240V, 35W respektive 28W om det spelar någon roll. Vad tror ni?

[smidy]

om ni har en gammal batteriskruvdragare, som kan offras till projektet så har ni det mesta ni behöver. gjorde ett litet vindkraftverk av just en skruvdragare för många år sedan för att testa mina proppellerkunskaper på. tog endast motor och växelåda ur skruvdragaren och snidade en tvåbladig proppeller till det, gjorde svänglager av ett svängbart möbelhjul, ett roder på det KLART! det klarade av att bränna ficklampsknoppar om det blåste tillräckligt så det kanske räcker till ert projekt? nackdelen är väl utväxlingen/växelådan som väsnas en del och troligen har begränsad livslängd, min höll flera månader innan jag tog ner det. kan söka upp det och knäppa en bild på (under)verket sammanfogat med eltejp och andra NASA metoder om intresse finns.

[speedilifen]

Vi har kommit en bit till nu och vi tog en gammal AC-motor från en bordsfläkt (som jag nämnde i mitt tidigare inlägg) och så borrade vi hål och limmade fast 4 neodymium-magneter runt rotorn.
Sedan har vi kopplat en borrmaskin till axeln och vi håller nu på och ska mäta hur stor spänning vi får vid ett visst varvtal o.s.v.
Vi skulle behöva lite hjälp med att tolka multimetern, lägger upp en bild för att ni ska förstå:

Vi har ställt in multimetern på 200V AC eftersom det är AC-ström vi får ut och som ni ser i displayen så får vi ut 11.1V, men är det då 11.1V eller 111V (eftersom den är inställde på att visa 200V)?
Hur gör vi för att mäta Ampere (går det ens när man inte har ett batteri o.s.v. inkopplat till kretsen)? Som ni ser på bilden så är det en multimeter med en "klo" som enligt manualen ska kunna mäta Ampere i en ledning utan några krångligheter men vi vet inte hur vi ska göra, så om någon vet så skriv gärna!

Till sist har vi övriga komponenter och det vi har kommit fram till är att vi behöver göra om AC till DC med en likriktarbrygga (antar 3-fas) och en spänningsreglerare så att vi får ut 5V och 0.5-1A konstant (eller något i den stilen). Right?

[Jonas L]

Visar multimetern 11,1 så är det 11,1 (på analoga mätare krävdes det ibland lite skalanpassning, men alla digitala gör detta själv). Ibland kan de dock ha ett område för t.ex. 200 mV, och då visas värdet i millivolt.

Kortslutningsströmmen är lätt att mäta. Kortslut helt enkelt utgången från generatorn och mät strömmen med tången. Tänk på att detta är ett utmärkt sätt att förstöra generatorn, så snurra lite försiktigt. Är strömmen ungefär det som var angivet på fläkten från början eller mindre är det lugnt.

Alternativt lasta med ett motstånd och mät spänningen. Ni ville ju ha 5 W (5 V * 1 A), så R = U/I = 10/0,5 = 20 ohm kan väl vara lagom? (antaget att ni jobbar på arbetspunkten 10 V * 0,5 A = 5 W)

Om ni ska likrikta trefas eller inte beror ju helt på om fläkten var enfas eller trefas från början.

EDIT: Eftersom ni inte vet hur vågformen ser ut eller hur frekvensen ligger när ni mäter spänningen, se till att få tag på en multimeter som det står TRUE RMS på. Det kan eliminera förvirring.

[speedilifen]

Vi har kollat med ett oscilloskop i skolan och det verkar som att det är vanlig 2-fas (vilket verkar logiskt då det inte finns några komponenter mellan vägguttaget och motorn i fläkten, i alla fall enligt läraren). Kan det stämma att det är tvåfas (serienummret är YYHS-30 men vi hittar ingen info om detta)?
Hur gör vi om strömmen från AC till DC (finns det tvåfas likriktare) och hur kan man reglera strömmen så att vi inte bränner något när det blåser snabbare?

[Jonas L]

2-fas, du har alltså 3 eller 4 ledare ut från motorn, där den ena satt till en kondensator? Är det två ledningar så är det ju enfas, men jag hoppas innerligen att din lärare vet bättre än så.

[speedilifen]

Det är fyra ledare (blå, röd, svart, vit) och sedan två ledare kopplade till något som liknar den här:
http://media.digikey.com/Renders/Vishay%20BC%20Renders/MKP%20338.jpg
typ 2x3x1cm. Det står lite text på den (i stil med 500V AC 50/60Hz m.m), kan ta kort om det skulle hjälpa.
I vilket fall har vi tagit bort den här kondensatorn eller vad det nu är när vi har testat (rätt eller fel?). Vi prövade nu igen och tar vi ledarna var för sig och kopplar till multimetern så kommer vi upp i t.ex. 60V vid ett specifikt varvtal (ingen aning om hur högt men långt under 1000rpm). Kopplar vi ihop två ledare med varandra (har testat alla kombinationer) så får vi som sagt som mest ut runt 11V vid samma varvtal som innan (ställbart på borrmaskinen).
Frågan är då hur det är med resistansen. Om vi har mätt korrekt (multimetern kopplad till varsin/varsina ledare, rakt av så att säga) så är resistansen runt 140 ohm med två ledare ihoptvinnade (11V) och runt 1300 ohm med varsin ledare (60V).
Går det att mäta såhär? För i såna fall kan vi väl räkna ut strömmen med ohms lag? t.ex. I=11/140=0,85A eller går det inte att göra så?
Om detta stämmer så innebär det ju att två ledare ihoptvinnade ger högre strömstyrka än de enskilda, men var kommer faserna in i bilden (alltså vad är det som avgör om det är 2-fas/3-fas o.s.v.)? Skulle det gå att ladda en mobil med ström från 2-fas, om man transformerar den och reglerar den (eller blir det "ojämt")?
Hoppas ni förstår allt, annars kan vi säkert förtydliga lite mer, ta kort o.s.v.

[Jonas L]

Strunt i kondensatorn, den är inte intressant när du kör som generator. Eftersom det är en enfasmotor med en driftlindning och en startlindning är lindningarna antagligen så olika att det inte är lönt att använda båda. Använd en enfas likriktarbrygga och lämna den andra lindningen öppen. Byt lindning och se om det blir bättre eller sämre.

[speedilifen]

Antar att det bara är att köra på en för "kraftig" diod då? t.ex. http://www.kjell.com/sortiment/el/elekt ... -3a-p90034

[Jonas L]

Tanken kan väl inte vara att man ska få hjälp med allt? _En_ diod ger halvvågslikriktning, och det vill du inte ha, jämför halvvågslikriktning och helvågslikriktning i en lärobok eller på nätet.