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利用轮毂发电机自制水力发电装置

利用轮毂发电机自制水力发电装置

点击数:7727 次   录入时间:03-04 11:40:08   整理:http://www.55dianzi.com   电工-电机

  这是一种安装在自行车前轮上的小型轮毂发电机.发电机转轴就是车轮的转轴,用于骑行T中发电,但不同于自行车摩电灯。这种发电机的定子是线圈绕组,由磁体构成转子。当磁体随车轮转动时,定子绕组即产生电动势。发电机额定电压6VRMS功率2.4W(26英寸自行车在15公里/小时速度下的额定参数:若换算成额定转数为2rps,测定负载15n)。虽然微功率发电机常用高转速、低转矩的,但低转速、高转矩具有更高的效率。
  
  管道水用于发电的缺点是低落差,利用低落差发电的装置可模仿过去民间磨坊的水车。利用水力推动水辅下图所示的四种方式。上挂式(a)利用水的重量使水车旋转:胸挂式(b)利用了水的重量和冲力(速度);前挂式(c)和下挂式(d)则都是利用流水冲击水车的叶片。这四种方式中,下挂式比其他方式的效率高100%。下图a、30b的水车叶片是折流型,下图c、30d的是平板型,平板型的效率高。
  
  水能体现在位置、压力、速度三个方面.但对于低落差的管道水,几乎只体现在速度上。发电输出功率P[W]用下式表示:
  
  P=η×VVXQ式中:η为水车的效率[%],V为流速[m/s],Q为流量[I/S]

  下图是在1=70%时,流量与发电功率的关系。通常农用管道水的流量约为50[I/s],可以得到15W的电力。

  下图是设计的水车构造,利用管道水同时推功两个水车,每个水车带动两个发电机,共用了四个发电机.水车直径28cm.平板叶片12片,称为平板叶片水车。整流板的位置和角度需现场调整,以保证得到最大输出。水车和发电机的外观,两端分别是一个轮毂发电机。整个水力发电装置表面的透明有机玻璃是便于展示.实际安装时,这是一块“L"型金属板。


  
  安装发电装置,需要在管道m水口建造一个矩形水槽.利用水槽形成约30cm的落差。水槽尺寸为长90cm、宽65cm、深80cm。用石材砌成。

  
  现场实际测算,流量最大13001/min(221/s),可得到的电力P[kW]:P=kxgxhxQ式中,k:效率(水车效率ηX发电机效率γ)[%],g:重力加速水,应该净化。净化装置结构见图28.由卵石、活性炭、过滤膜

  将此发电装置用于夜晚的道路照明,由于白天不用电,可在白天用档板将水流引离水车,以减少发电机轴承的磨损。
  
  下图是发电装置及照明电路的电路图。四个发电机可得到2.4Wx4=9.6W的电力。使用的照明灯泡参数为6V、2,4W,四个发电机可分别给四个灯泡供电。下图中硫化镉光敏电阻用于控制夜间点灯,在夜间,光敏电阻阻值变大.Trl和Tr2均导通.两个场效应管的栅极因电位升高而导通,将发电机和灯泡连接成回路,灯泡点亮。光控电路的电源南发电机经D3提供。D3采用正向压降低的肖特基快恢复二极管。

  如用于给电栅栏供电,则需将四个发电机输出组合起来提高电压或电流。下图a为四个发电机电流相加的电路,即输m并联。下图b为电压相加的电路,即输出串联。南于这种轮毂发电机的输出线有一端是直接与机壳相连的,因此在串联电路中加入了初、次级匝数比为1:1的隔离变压器。




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