Construir um gerador de corrente trifásica
Uma experiência ineficaz, mas instrutiva
Online desde: 30.03.2010
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O meu projeto consiste num gerador de corrente trifásica
bastante simples.
(Um gerador de corrente trifásica é, basicamente, um gerador de corrente alternada "normal", mas com as bobinas dispostas em ângulos de 120° entre si.)
Material necessário:
- 4 ímanes em disco do tipo S-20-10-N
- 3 relés (ou respetivas bobinas)
- Materiais de construção (madeira, cabos, eixos ...)
A ideia principal consiste em fixar as 3 bobinas dos relés numa placa de madeira, espaçadas a 120°, e montar um eixo central com rolamento, ao qual os ímanes são fixados através de uma peça de ligação.
Ao rodar rapidamente, os ímanes passam junto às bobinas e induzem tensões elétricas.
Fabrico do gerador de corrente trifásica:
Para realizar este processo, deve-se primeiro desmontar os três relés (ver imagens abaixo), de modo a que, no final, cada relé fique apenas com 2 contactos e uma bobina.
Vista frontal
Estes relés são então fixados a um dos três pedaços de madeira previamente perfurados, que estão posicionados à mesma distância do centro e separados entre si por um ângulo de 120°.
Vista traseira
A cablagem é relativamente simples, pois basta, como se pode ver na imagem, soldar ou ligar de outra forma os contactos corretamente separados com 2 cabos diferentes e, em seguida, unir separadamente os cabos vermelhos e verdes.
Agora é necessário posicionar um eixo e um rotor, ao qual os ímanes serão posteriormente fixados, de forma centralizada.
Praticamente qualquer material pode servir como rotor: madeira, plástico, etc.
No entanto, o ideal é utilizar uma peça metálica, pois assim os ímanes alinham-se automaticamente de forma correta nos lados opostos e reforçam a sua força magnética.
Desenho esquemático do gerador
Foi assim que a minha estrutura bruta ficou no final
Por fim, fixam-se os ímanes em disco.
Dois ímanes são colocados de cada lado do rotor.
Também seria possível construir um eixo com 4 braços e, em seguida, fixar um íman em cada lado.
Assim, o rotor só teria de girar a metade da velocidade.
No entanto, naquela altura, não dispunha da peça adequada para isso :-(
Durante toda a construção, é fundamental prestar atenção às distâncias e medi-las cuidadosamente, pois se as distâncias entre os ímanes e as bobinas não estiverem corretas, isso pode fazer com que a corrente de saída (tensão de saída) se torne irregular ou até mesmo impedir que ocorra uma rotação.
Além disso, deve-se manter a distância entre as bobinas e os ímanes o mais pequena possível, a fim de induzir uma tensão elevada.
Cada bobina gera uma tensão própria (uma fase).
Como existem 3 bobinas que recebem uma tensão induzida em momentos diferentes, essas tensões ou fases sobrepõem-se, resultando, no final, numa tensão mais ou menos constante.
Quanto mais rapidamente se aciona o gerador no final, menos a tensão irá pulsar (isto significa: a frequência com que as fases das bobinas se alternam aumenta tanto que já não é possível distingui-la a olho nu), pois o consumidor (no meu caso, uma lâmpada) já não tem tempo suficiente para apagar completamente antes que a tensão volte a ser aplicada.
A partir de uma certa velocidade, o olho humano percebe apenas uma oscilação ou, por vezes, já não nota nada.
O vídeo mostra um teste simples, no qual utilizei um motorredutor como acionamento.
Ao fundo encontra-se a fonte de alimentação, que fornece a corrente necessária; em primeiro plano está o consumidor (neste caso, uma lâmpada incandescente).
Após alguns segundos, a lâmpada começa a acender.
Talvez alguns observadores reparem que toda a mesa começa a tremer aos 10-11 volts.
O motivo: a essa tensão, o gerador gira exatamente na frequência natural da mesa.
Reflexões sobre o gerador de corrente trifásica
Naturalmente, o gerador não é particularmente eficiente ;) Isso deve ficar claro, pelo menos após ver o vídeo, pois a energia fornecida é de cerca de 23 volts e 3 amperes, e a corrente que se "obtém" no final mal é suficiente para acender uma pequena lâmpada (creio que ela já funciona com cerca de 1,5 volts :D )O meu gerador de corrente trifásica tinha apenas o objetivo de ilustrar o princípio de funcionamento.
É possível melhorar facilmente o gerador utilizando vários ímanes mais potentes, bem como bobinas, ou seja, se tudo for operado em maior escala.
Notas da equipa supermagnete:
- Para melhorar o gerador, deve-se reduzir o seu diâmetro: o rotor deve ser um pouco mais curto do que o mostrado e, além disso, os ímanes do rotor devem passar ainda mais perto das bobinas. Assim, a tensão resultante teria a forma de uma curva sinusoidal regular, em vez de pulsar.
- Uma aplicação comparável é o projeto Reparação de geradores.
Artigos utilizados
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S-20-10-N
Íman em disco Ø 20 mm, altura 10 mm, suporta aprox. 11 kg, neodímio, N42, niquelado
Íman em disco Ø 20 mm, altura 10 mm, suporta aprox. 11 kg, neodímio, N42, niquelado
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