风力发电机是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转,最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。
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风力发电机的工作原理比较简单,风轮在风力的作用下旋转,它把风的动能转变为风轮轴的机械能,发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说,风能也是太阳能,所以也可以说风力发电机,是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发电机。
旧电脑风扇制作风力发电机步骤
使用的就是这样一个旧的电脑机箱上的散热风扇。风扇里有一个电动机,通上电会驱动叶片旋转。我们现在要把这个过程倒过来,让风力驱动它的叶片旋转,输出电力。
把风扇背面的商标解开,会看到里面有一个圆形的塑料盖,用螺丝刀把这个塑料盖撬开。
可以看到下面藏着一个弹性金属垫片。其实这是一个圆形的卡簧,把它撬下来,就可以把风扇的外壳拆下来了。
拆下风扇带叶片的外壳,看到里面电动机上的定子线圈。
电脑风扇上的电动机应该属于 步进电机 ,4个线圈是固定的, 磁铁 与叶片在一起,是转动的。线圈两端出来的导线焊接在控制电路板上,我们不要管那些控制电路,仔细观察那个电路板,可以发现,有1个焊点与2根线圈过来的导线连接,2个焊点分别有1根线圈过来的导线。把两根外接导线分别焊接在只有一根线圈过来的导线的焊点上,把控制电路的原件拆掉就可以了。
把电脑风扇的叶片重新安装回去,这时用手转动叶片,外接导线就会有电流输出。但是这样发出来的电是交流电,而且由于风扇的转速是不可控制的,输出的电流的频率也是不稳定的。好在我们的目的是为手机充电,需要的是直流电,因此需要制作一个交流电桥,把输出电流变成直流。4个 二极管 就构成一个桥式整流电路。
把旧风扇出来的导线(现在是发电机的输出 电缆 了)焊接在整流电路的中间两个焊点上,两端的焊点焊接另外两根导线,经这两根导线输出的,就是经过整流后的直流电了。
关于整流、滤波等电路知识,请参考相关的电子教材。
至此这个风力发电机的发电机部分已经完成了。在输出电缆两端连接一个发光二极管,用手快速转动旧风扇的叶轮,如果二极管开始发光,就说明发电机的电路已经没有问题了。
用斜口钳把电脑风扇上原来的叶片剪掉。
要换上大的叶片,材料使用这种果汁瓶。
这是剪切完成的叶片。注意宽的一头向内,窄的一头向外。黄色的那个是模板,白色那3个才是真正的叶片。
把3片叶片用胶水粘贴在风扇上,代替原先的叶片。
风力发电机的风机部分:发电机加叶片就完成了。
下面要制作的是风机的机头。机头可以让风机固定在上面,而且能够迎着风向转动。
一根略长的木棍,一端钻孔,孔里插根铁管。
木棍另一头固定一块废旧光盘。参考正规的小型风机的模样,你就会知道这张光盘的作用了。即:它可以保证风机的叶片始终正对着风吹来的方向。
现在把风机固定在机头上。
去室外,立一根高杆,把机头下面的铁管绑在上面,当有风吹来的时候,机头随风摆动,风机的叶片迎着风吹来的方向开始转动起来,这个用就电脑风扇制作的微型风力发电机开始工作起来。
手摇发电机与普通发电机没有多少区别,就是线圈在磁场中旋转,只不过动力是人力罢了,人一般功率是0.1到0.2马力,就是约73到150瓦的功率,还不能长时间坚持。因此手摇发电机的功率不会超过100瓦。
手摇发电机可以买成品,也可以用电动机改制。可以用家电的电动机改。家电的电动机是单相电动机,有两个绕组,正好一个用做励磁,一个用做发电。因为两个绕组是对称的,所以随便哪个都可以。但由于绕组是供220V用的,励磁电压要直流电压除绕组的直流电阻,要等于电动机的额定电流的一半,使用时,用电流表测电流,调节电流以保证有足够的励磁,但家用电器是高速使用,转速远高于手摇,因此这样使用效率很低。
自制手摇微型发电机步骤
将玩具上的电动机拆卸下来,注意不能把两根线弄断。玩具上的电动机多是直流小马达,一般都有一红一黑两根线。也要注意它的传动机构的零件不能丢。有的玩具车就是后轮和电机传动在一起,这种制作更简单。
根据需要制作传动机构固定支架。量尺寸,打孔。在传动机构末端制作摇臂。
把手电的头拆下,灯还要求能亮。注意红黑线,红正黑负。
把电机和传动机构固定在制作的支架上。并把手电灯头红黑线接在电机的红黑线上。注意不能错接。
作到这里基本就成功了,忍不住可以转动传动机构,试试。如果灯不亮,说明你转的方向反了。
确认灯亮了,备好盒子。
把手电灯头也固定在盒子前面,并把这个机构装在盒子里。
用螺丝固定好摇板,转动摇柄,灯就亮了。注意不要转得太快,太快电压高了会击穿灯珠。因为多数手电是高亮发光二极管。
注意事项
1,所有的电动玩具只要有传动机构的都可以制作,我这制作是特例。
2,在制作之前你可以简单一试,就是把电机的 电源线 拆出来直接接手电灯,转动玩具车轮子灯会亮,当然注意正反。
3,其实就是玩具车去掉 电池 ,用机械能转换电能。
4,这是很多电子爱好者制作发电机的一个捷径,但也确实能用于实际生活的间歇应急。
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