Generátor

S ohledem na ceny a vlastnosti zařízení generujících elektřinu, které používají ostatní parostrojníci, jsem se rozhodl pro vlastní tvorbu.

Vydávám se již prošlapanou cestou rotoru(jádra) z permanentních magnetů (neodymů). Vynutý rotor potřebuje alespoň stírací kartáčky a ty tvoří nemálé ztráty(odpor).

Zakoupil jsem několik desítek magnetů N38NV060 - 8x5 N38 s přídržnou silou až 1,8kg. Dám-li dva, je to více jak 3,5kg s lepší směrovostí magnetické síly.

Na uspořádání záleží. Ty dva malé rotory jsou špatně. Nestřídají se polarity magnetů a je jich lichý počet. Ty dva větší jsou už lepší. Také je lepší větší průměr s ohledem na rychlost, jakou magnety míjejí pólové nástavce cívek. Jsem zas ale limitován pevností vrstvené překližky.

Takhle nějak by měly vypadat cívky. Jsou to větší podložky s mezerou tak akorát na dva magnety. Tři na sebe a navinuté cívkou z lakovaného drátu.

Zde je kresba, jak to funguje. Rotor s magnety prochází kruhovým kovovým jádrem (toroidem) s vinutím. Počet jader s vinutím se může lišit od počtu magnetů, protože magnety v rotoru musí mít také určitou vzdálenost mezi sebou, aby se příliš neoslabovaly navzájem (nesmí se překrývat jádro cívky a dva sousední magnety současně - podobně jako otvory rotačního ventilu), ale hlavně jich musí být sudý počet. Počet cívek ale není náhodný. 12 je dělitelné 2, 3, 4, 6 a samozřejmě 12. Nejbližší číslo podobných vlastností je 18. Někdo může namítnou, že jedinné správné číslo je 42, ale já nejsem zas takový detailista( viz "hlubina vědění"). Seriovo paralelním zapojením cívek dosáhneme správného zatížení a požadovaného výkonu (napětí, proud) k rezonančním otáčkám toho kterého parního motoru. Použijeme-li extrémně vysoké otačky, jádra cívek by měla být z lepších spékaných ferromagnetických materiálů. Nechci používat cívky se vzduchovým jádrem, aby stator nebyl příliš drahý, protože všichni víme, co to stojí! :-)

Trochu jsem to podcenil. Magnety se časem vyviklají (vytřepou), taskže tato cesta je zatím moc náročná. Použil jsem ale diamantový rozbrušovací kotouč a na něj připevnil překližkovou desku s otvory na magnety. Cívky jsou jen z jedné strany. Další obrázek ukazuje jak to vypadá na lineárním generátoru.

Rotační generátor je dobrý, ale také podléhám kouzlu čistě lineárního generátoru. Kdo se s tím nechce patlat použije něco hotového. Mne to navíc navedlo na výrobu magnetických ložisek. Základem je magneticky(měkká) aktivní deska spojená s pístnicí. Tato deska má také vodicí ložiska, abychom měli pokud možno stabilní mezeru u polových nástavců cívek. K té je připevněna deska z magneticky neutrálního materiálu(třeba 5mm dřevotříska, textit, pertinax,...). V této desce jsou otvory pro magnety(které máme) a drží je na svých místech. Nad tím jsou cívky uchycené k základně. Nechájí se tak dobře odzkoušet různé rozteče magnetů s různými velikostmi cívek. Na podobném rotačním generátoru jsme mírně omezeni a rozvržení je komplikovanější a náročnější na přesnost.

Trochu jiné použití kol generátoru. Osy těchto dvou kol se míjejí, ale přesto jsou otáčky těchto kol vůči sobě synchronní. Zajištuje je magnetická vazba. Ložisko vedle je v plastovém úchytu na trubky. Na parním motoru by se ale držák rychle vytavil.

Takhle vypadala původně má představa lineárního generátoru. Moc komplikované.

Abychom nepřišli o pracně získané napětí na klasickém diodovém usměrňovači, lze použít pro usměrnění do celkem velké(i 60A) zátěže tento složitější usměrňovač s MOS-FET tranzistory. Čerpal jsem odtud: www.elektronovinky.cz/konstrukce/vykonovy-usmernovac-s-tranzistory-mosfet Pokud bych to doplnil i nastavitelným spínačem se zenerovo diodou, nabíjel bych pulzně aku zvoleným napětím i z velmi měkkého zdroje. Ty kondenzátory na výstupu bych ale dal alespoň na 25V pro 12V baterii.