制造“手摇发电机”。
说说如何制造手摇发电机!
1. 发明天才的人简直是个手摇发电机,顾名思义,这是一种靠人力驱动的发电机。其原理很简单,可以依照无刷电机的工作原理去制造合理并科学的基础结构,让永磁体的排列顺序也和无刷电机一样,使用永磁体 n 极和 s 极间隔交替排列作为发电机的转子,让线圈形状两边尽量契合两个极性相反的永磁体。
2. 当线圈对准磁铁时,线圈内左边的磁能量向上运动,右边的磁能量则向下运动,转到下一个永磁体时,运动方向又会被反过来,如此反复,让磁通量在线圈里处于高活跃度状态,从而产生较为稳定的交流电,这也叫电磁感应原理,既然理论存在,就可以开始制作了。
3. 制作转子的材料用 3D 打印机最佳,不会与永磁铁相吸也不会导电,避免不必要的磁场干扰,按无刷电机原理以磁机交替方式在 3D 打印出来的转子盘上安装好 16 个永磁铁。
4. 外壳按转子和定子尺寸量身定制,中心轴结构关键,要连接遥杆和转子一起转动,而定子需保持不动,所以中间安装内径与中心轴外径一样大的轴承,先安装到外壳上,再安装带永磁铁的转子,要保持转子转动丝滑。
5. 线圈用 0.8 毫米漆包线,匝数很重要,少了发电时输出电压低,达不到预期,所以尽可能用更细铜丝制作,尽可能多缠绕铜丝绕组,让输出电压高些。
6. 制作 8 个这样的线圈安装好并将正负极输出端串联,以两根总正负极导线输出,然后安装全桥整流器,将交流电转换成直流电,就是用 4 个二极管组成的小装置。
7. 当电流顺时针流动只能从 1 号桥通过,逆时针流动必须从 2 号桥通过,电流无论朝什么方向运动都得按整流桥指定方向到达终点,这是整流桥工作原理。
8. 在整流桥后安装并联的 4 个小电容让电流输出更稳定。
9. 一组转子和定子输出电压可轻松达到 8 伏特,安装第二组定子和转子,理论上可获十几伏以上电压,实际也如此,猛男摇可到几十伏。
10. 安装固定插头外壳和摇杆,一台高效大功率手摇发电机大功告成,连接电源线和 5V 输入有刷小电机试效果,起步需稍大力气,启动后可放慢速度,带动小电机没问题,甚至大材小用。
11. 试给电容充电时间,电容电压 1.3V 左右,升压速度比预想快不少,缓慢摇动仅十几秒就升到 2.8 伏特,充到 5 伏特需 20 多秒。
12. 用小电机放电,接 5V 稳压模块给手机充电没问题,按模块 5 伏特 1AH 安培功率计算,手机从 45%电量充到 100%需连续摇 1 小时 3 分钟左右。
屏幕前的小伙伴们都学会了吗?散会!