风力发电机的工作原理最简单,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。
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。我们现在要把这样的一个过程倒过来,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。
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,我们别管那些控制电路,仔仔细细地观察那个电路板,不难发现,有1个焊点与2根线根线圈过来的导线。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,因此就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。
至此这个风力发电机的发电机部分已完成了。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无问题了。
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。
下面要制作的是风机的机头。机头可以让风机固定在上面,且能迎着风向转动。
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:它能够保证风机的叶片始终正对着风吹来的方向。
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。
将玩具上的电动机拆卸下来,注意不可以把两根线弄断。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。
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。注意不可以错接。
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。
用螺丝固定好摇板,转动摇柄,灯就亮了。注意别转得太快,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。
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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。
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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