Costruire un generatore di corrente trifase
Un esperimento inefficiente, ma istruttivo
Online da: 30.03.2010,
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Il mio progetto è un semplice generatore di corrente trifase.
(Un generatore di corrente trifase, in sostanza, è un "normale" generatore di corrente alternata in cui però le bobine sono disposte secondo un angolo di 120°.)
Materiale necessario:
- 4 dischi magnetici del tipo S-20-10-N
- 3 relè (comprese le loro bobine)
- materiale da costruzione (legno, cavi, assi, ...)
L'idea di fondo è quella di fissare su un pannello di legno le 3 bobine dei relè sfasate di un angolo di 120° e di montare al centro un asse girevole, cui poi verranno fissati i magneti con l'aiuto di una pezzo di raccordo.
Grazie a un rapido movimento rotatorio i magneti passano accanto alle bobine e inducono una tensione.
Realizzazione del generatore di corrente trifase:
Per costruirlo bisogna innanzitutto smontare i tre relè (foto sotto) in modo che alla fine restino per ogni relè soltanto 2 contatti e una bobina.
Vista frontale
Poi si fissano questi relè a uno dei 3 pezzi di legno, in cui si sono già praticati dei fori, i quali sono disposti alla stessa distanza dal centro e sono separati fra loro da un angolo di 120°.
Vista dal retro
Il cablaggio è relativamente semplice: infatti, come si vede dalla foto, bisogna separare bene i contatti e saldarli a 2 diversi cavi oppure collegarli diversamente e successivamente unire insieme il cavo rosso e il cavo verde separatamente.
Adesso occorre posizionare al centro un asse e un rotore cui verranno poi fissati i magneti.
Il rotore può essere di qualsiasi materiale: legno, plastica, ecc...
La cosa migliore, tuttavia, è utilizzare un pezzo di metallo, così i magneti si orientano automaticamente nel modo giusto dalle parti opposte e aumentano la loro forza magnetica.
Schema del generatore
Ecco il mio modello grezzo
A questo punto si fissano i dischi magnetici.
Ad ogni parte del rotore vengono fissati due magneti.
Si potrebbe anche costruire un asse con 4 barre e poi fissare un magnete per ogni parte.
Con questo sistema il rotore potrebbe ruotare alla metà della velocità.
In quel momento però non avevo il pezzo adatto :-(.
Durante il montaggio bisogna continuamente fare attenzione alle distanze e controllare le misure, perché se le distanze tra i magneti e le bobine non sono corrette, può accadere che la corrente in uscita (tensione in uscita) diventi irregolare oppure che non si raggiunga la rotazione.
Inoltre bisognerebbe ridurre il più possibile la distanza tra le bobine e i magneti allo scopo di indurre una tensione maggiore.
Ogni bobina genera una propria tensione (una fase).
Poiché ci sono 3 bobine, in cui viene indotta una tensione in momenti diversi, queste tensioni o fasi si sovrappongono così che alla fine si genera una tensione più o meno costante.
In conclusione, più velocemente si avvia il generatore, meno pulserà la tensione (ciò vuol dire che la frequenza con cui le fasi delle bobine si alternano aumenta così tanto che non la si può più distinguere ad occhio nudo), in quanto il fruitore (nel mio caso una lampadina) non ha più abbastanza tempo per spegnersi prima che la tensione riprenda.
A partire da una certa velocità l'occhio umano percepirà soltanto una pulsazione oppure più nulla.
Il video mostra una semplice prova di funzionamento in cui ho usato un motoriduttore come propulsore.
Sullo sfondo si vede l'alimentatore che fornisce la corrente necessaria, in primo piano il fruitore (nella forma di una lampadina).
Dopo alcuni secondi la lampadina comincia ad illuminarsi.
Forse alcuni acuti osservatori noteranno che a 10-11 volt tutto il tavolo comincia a traballare.
Il motivo: a questa tensione il generatore ruota esattamente alla frequenza propria del tavolo.
Pensieri sul generatore di corrente trifase
Naturalmente il generatore non è particolarmente efficiente ;) Questo dovrebbe essere chiaro al più tardi dopo aver visto il video, in quanto l'energia prodotta è di circa 23 volt e 3 ampere e la corrente che alla fine viene "ricavata" basta appena per una minuscola lampadina (credo che questa funzioni già con una tensione di appena 1,5 volt :D )Il mio generatore a corrente trifase serve soltanto a illustrare il principio.
Si può facilmente migliorare il generatore utilizzando più magneti e bobine con una potenza maggiore, insomma, realizzando il tutto in grande stile.
Note del team di supermagnete:
- Per migliorare il generatore occorrerebbe ridurre il suo diametro: il rotore dovrebbe essere un po' più corto rispetto a quello mostrato, inoltre i magneti del rotore dovrebbero essere fatti passare ancora più vicino alle bobine. In questo modo la tensione risultante avrebbe la forma di una curva sinusoidale regolare invece di pulsare.
- Potete trovare un'applicazione molto simile leggendo il progetto Riparazione di un generatore.
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