Делаем генератор из велосипеда и мотора от стиральной машины

Делаем генератор из велосипеда и мотора от стиральной машины

Шаг первый: о генераторе
Поискав информацию в интернете, мастер обнаружил, что велосипедист, в зависимости от подготовки, вероятно, произведет мощность от 100 Вт до 400 Вт. Это средняя производительность, которую они могут произвести за час тренировки.
Мастер оценивает свои возможности в 200 Вт.

Производство 200 Вт на педалях велосипеда еще не означает, что генератор также будет производить 200 Вт электроэнергии. Всегда есть потери, связанные с преобразованием механической энергии в электрическую, и эти потери могут легко составить более 50% входной мощности. Трение в подшипниках педалей, в каретке, в цепи, в переключателе передач и в задней ступице велосипеда — это потери. Потери любое проскальзывание между задним колесом и валом генератора. А в генераторе есть потери на трение в подшипниках, на сопротивление в медных проводах и соединителях, потери из-за магнитных полей. Мастер не использовал такие компоненты, как регулятор напряжения, аккумулятор или инвертор, но при их использовании все эти компоненты также имеют потери эффективности.

Тем не менее, мастер основывает свой расчет произведенной энергии на теоретическом сценарии, при котором нет потерь.
Предполагается, что он будет крутить педали велосипеда два часа в неделю в течение всего года, то есть 2 часа в неделю в течение 50 недель в году = 100 часов в год.

В самом оптимистичном сценарии он будет производить 200 Вт в течение 100 часов в год, что составляет 200 x 100 = 20 000 Вт-часов в год. Электроэнергия обычно рассчитывается в киловатт-часах (кВтч), и, поскольку в 1 киловатте 1000 ватт, нужно разделить 20 000 ватт-часов на коэффициент 1000, так что 20 000/1000 = 20 кВт-ч в год.

Сравним это с годовым потреблением электроэнергии средней семьей. Если человек живет один и не потребляет много электроэнергии, то, вероятно, будете использоваться не менее 1000 кВтч в год. А если есть семья с детьми и есть кондиционер, стиральная машина, микроволновая печь и некоторые другие электроприборы, будет использоваться от 3000 до 4000 кВтч в год.

В первом случае электроэнергия, вырабатываемая с помощью велосипедного генератора, составляет 2%, во втором случае 0,5% от годового потребления энергии.

Шаг седьмой: задняя опора
Идея была — использовать заднюю шину велосипеда для непосредственного привода вала генератора. Значит, нужна подставка под заднее колесо.

Решение было сделать подставку из арматуры.

Шаг десятый: тестирование
Пришло время приступить к тестированию. Для тестирования он использовал вольтметр и несколько других тестовых объектов, таких как компьютерный вентилятор на 12 В и 24 В, лампочка на 6 В от велосипеда, лампочка на 12 В от автомобиля и лампочка на 230 В.
Следующий вопрос: как подключать провода? Для этого важно знать разницу между генератором с самовозбуждением и генератором с внешним возбуждением.

Данный мотор — универсальный, у него нет постоянных магнитов. Однако генератор может производить электричество только в том случае, если электрические обмотки проходят через магнитное поле. Это магнитное поле может быть создано электромагнитом, но для электромагнита требуется электричество.

В генераторе с внешним возбуждением небольшой электрический ток от внешнего источника подается на обмотки якоря. Этот ток превращает якорь в электромагнит, и когда ротор вращается через это магнитное поле, он генерирует электричество.

Другой альтернативой является использование генератора в качестве генератора с самовозбуждением. Это означает, что внешний источник питания не используется. Но данный метод не всегда работает. Только если металлические части генератора намагничены, его можно использовать как самовозбуждающийся генератор. Магнетизма должно хватить как раз для выработки небольшого количества электричества при вращении ротора. Затем это произведенное электричество подается на обмотки возбуждения в якоре, чтобы увеличить магнитное поле, чтобы ротор мог производить больше электричества.

Проведя ряд различных подключений, ему удалось возбудить генератор.
Он соединил генератор с ротором последовательно с якорем, и подключил белый провод к коричневому. Такое подключение дало результат, генератор заработал.

От него он смог запитать велосипедный фонарь на 6 В, компьютерный вентилятор на 12 В, вентилятор на 24 В.
Лампочка на 230 В не работает. Лампочка на 12 В, 24 В работает, но не очень хорошо. Свет горит, но сразу становится тяжело продолжать крутить педали.

Т.е. использование универсального двигателя с последовательной обмоткой в качестве самовозбуждающегося генератора возможно, но только с небольшой нагрузкой, которая использует небольшой ток, как это делают компьютерные вентиляторы.
Самый оптимальный вариант — использовать для возбуждения 12 В постоянного тока. В этом случае и педали крутить не тяжело и генератор вырабатывает около 160 — 180 В.