Fazendo um gerador com alimentação própria

Um gerador autoalimentado é um dispositivo elétrico perpétuo projetado para funcionar infinitamente e produzir uma saída elétrica contínua que geralmente é maior em magnitude do que a fonte de entrada pela qual está funcionando.

Quem não gostaria de ver um gerador a motor funcionando em casa e alimentando os aparelhos desejados sem parar, totalmente gratuito. Discutimos os detalhes de alguns desses circuitos neste artigo.

Um entusiasta da energia livre da África do Sul que não quer revelar seu nome generosamente compartilhou os detalhes de seu gerador com alimentação própria de estado sólido para todos os pesquisadores de energia gratuita interessados.

Quando o sistema é usado com um circuito inversor , a saída do gerador é de cerca de 40 watts.

O sistema pode ser implementado por meio de algumas configurações diferentes.

A primeira versão discutida aqui é capaz de carregar três baterias de 12 juntas e também sustentar o gerador para uma operação perpétua permanente (até que as baterias percam sua força de carga / descarga)

O gerador autoalimentado proposto é projetado para funcionar dia e noite, fornecendo uma produção elétrica contínua, assim como nossas unidades de painel solar.

A unidade inicial foi construída usando 4 bobinas como estator e um rotor central com 5 ímãs embutidos em torno de sua circunferência, conforme ilustrado abaixo:

A seta vermelha mostrada nos informa a respeito da folga ajustável entre o rotor e as bobinas, que pode ser alterada afrouxando a porca e, em seguida, movendo o conjunto da bobina para perto ou para longe dos ímãs do estator para as saídas otimizadas desejadas. A lacuna pode estar em qualquer lugar entre 1 mm a 10 mm.

O conjunto e mecanismo do rotor deve ser extremamente preciso com seu alinhamento e facilidade de rotação e, portanto, deve ser construído usando máquinas de precisão, como um torno mecânico.

O material usado para isso pode ser acrílico transparente, e a montagem deve incluir 5 conjuntos de 9 ímãs fixados dentro de tubos cilíndricos como cavidades conforme mostrado na figura.

A abertura superior destes 5 tambores cilíndricos são fixados com anéis plásticos extraídos dos mesmos tubos cilíndricos, para garantir que os ímãs fiquem firmemente fixos em suas respectivas posições dentro das cavidades cilíndricas.

Muito em breve, as 4 bobinas foram aumentadas para 5, em que a bobina recém-adicionada tinha três enrolamentos independentes. Os projetos serão compreendidos gradualmente à medida que percorrermos os vários diagramas de circuito e explicarmos como o gerador funciona. O primeiro diagrama básico do circuito pode ser visto abaixo

A bateria designada como “A” energiza o circuito. Um rotor “C”, composto por 5 ímãs é movido manualmente empurrado de modo que um dos ímãs se mova próximo às bobinas.

O conjunto de bobinas “B” inclui 3 enrolamentos independentes sobre um único núcleo central e o ímã que passa por essas três bobinas gera uma pequena corrente dentro delas.

A corrente na bobina número “1” passa pelo resistor “R” e entra na base do transistor, forçando-o a ligar. A energia que se move através da bobina do transistor “2” permite que ele se transforme em um ímã que empurra o disco do rotor “C” em seu caminho, iniciando um movimento giratório no rotor.

Esta rotação induz simultaneamente um enrolamento de corrente “3” que é retificado através dos diodos azuis e transferido de volta para carregar a bateria “A”, reabastecendo quase toda a corrente retirada daquela bateria.

Assim que o ímã dentro do rotor “C” se afasta das bobinas, o transistor desliga, restaurando sua tensão de coletor em um curto espaço de tempo próximo à linha de alimentação de +12 Volt.

Isso esgota a bobina “2” de corrente. Devido à maneira como as bobinas são posicionadas, ele puxa a tensão do coletor para cima, para cerca de 200 volts e acima.

No entanto, isso não acontece porque a saída está conectada a baterias da série cinco que baixam a tensão de subida de acordo com sua classificação total.

As baterias têm uma tensão em série de aproximadamente 60 volts (o que explica por que um transistor MJE13009 forte, de comutação rápida e alta tensão foi incorporado.

Conforme a tensão do coletor varia de acordo com a tensão do banco de baterias em série, o diodo vermelho começa a ligar, liberando a eletricidade armazenada na bobina para o banco de baterias. Esse pulso atual percorre todas as 5 baterias, carregando cada uma delas. Falando casualmente, este constitui o projeto do gerador autoalimentado.

No protótipo, a carga usada para testes incansáveis ​​de longo prazo era um inversor de 12 volts 150 watts iluminando uma lâmpada principal de 40 watts:

O design simples demonstrado acima foi melhorado ainda mais com a inclusão de mais algumas bobinas de captação:

As bobinas “B”, “D” e “E” são ativadas simultaneamente por 3 ímãs individuais. A energia elétrica gerada em todas as três bobinas é passada aos 4 diodos azuis para fabricar uma energia DC que é aplicada para carregar a bateria “A”, que alimenta o circuito.

A entrada suplementar para a bateria de acionamento, resultado da inclusão de 2 bobinas de acionamento extras no estator, permite que a máquina funcione solidamente na forma de uma máquina autoalimentada, sustentando a tensão 'A' da bateria indefinidamente.

A única parte móvel desse sistema é o rotor, que tem 110 mm de diâmetro e é um disco de acrílico com 25 mm de espessura instalado em um mecanismo de rolamento de esferas, recuperado do disco rígido do computador descartado. A configuração aparece assim:

Nas imagens, o disco parece oco, mas na realidade é um material plástico sólido e transparente. Os orifícios são feitos no disco em cinco locais igualmente espalhados por toda a circunferência, ou seja, com separações de 72 graus.

As 5 aberturas primárias perfuradas no disco são para segurar os ímãs que estão em grupos de nove ímãs circulares de ferrite. Cada um deles tem 20 mm de diâmetro e 3 mm de altura, criando pilhas de ímãs com uma altura total de 27 mm de comprimento e diâmetro de 20 mm. Essas pilhas de ímãs são colocadas de forma que seus pólos norte se projetem para fora.

Depois que os ímãs são montados, o rotor é colocado dentro de uma tira de tubo de plástico para prendê-los firmemente no lugar enquanto o disco gira rapidamente. O tubo de plástico é preso ao rotor com o auxílio de cinco parafusos de fixação com cabeças escareadas.

As bobinas da bobina têm 80 mm de comprimento e 72 mm de diâmetro final. O fuso do meio de cada bobina é constituído por um tubo de plástico de 20 mm de comprimento com um diâmetro externo e interno de 16 mm. fornecendo uma densidade de parede de 2 mm.

Depois que o enrolamento da bobina é concluído, esse diâmetro interno fica cheio com um número de hastes de soldagem com seu revestimento de soldagem removido. Estes são posteriormente envolvidos em resina de poliéster, mas uma barra sólida de ferro macio também pode se tornar uma excelente alternativa:

Os 3 fios de arame que constituem as bobinas “1”, “2” e “3” têm 0,7 mm de diâmetro e são enrolados uns nos outros antes de serem enrolados na bobina “B”. Este método de enrolamento bifilar cria um feixe de fios compostos muito mais pesado, que pode ser simplesmente enrolado em um carretel de forma eficaz. O enrolador mostrado acima funciona com um mandril para segurar o núcleo da bobina para permitir o enrolamento, no entanto, qualquer tipo de enrolador básico também pode ser usado.

O projetista realizou a torção do fio estendendo os 3 fios de fio, cada um originado de uma bobina independente de 500 gramas.

Os três cordões são presos firmemente em cada extremidade com os fios pressionando um ao outro em cada extremidade, tendo três metros de espaço entre os grampos. Depois disso, os fios são fixados no centro e 80 voltas atribuídas à seção média. Isso permite 80 voltas para cada um dos dois vãos de 1,5 metros posicionados entre os grampos.

O conjunto de fio trançado ou enrolado é enrolado em uma bobina temporária para mantê-lo arrumado, porque essa torção terá que ser duplicada mais 46 vezes, uma vez que todo o conteúdo das bobinas de fio será necessário para esta bobina composta:

Os próximos 3 metros dos três fios são então presos e 80 voltas enroladas na posição central, mas nesta ocasião as voltas são colocadas na direção oposta. Mesmo agora, exatamente as mesmas 80 voltas são implementadas, mas se o enrolamento anterior tivesse sido 'no sentido horário', então este enrolamento é virado 'no sentido anti-horário'.

Esta modificação específica nas direções da bobina fornece uma gama completa de fios trançados nos quais a direção de torção torna-se oposta a cada 1,5 metros em todo o comprimento. É assim que o fio Litz fabricado comercialmente é configurado.

Esses conjuntos específicos de fios trançados de ótima aparência agora são empregados para enrolar as bobinas. Um orifício é feito no flange de um carretel, exatamente perto do tubo do meio e do núcleo, e o início do fio é inserido através dele. Em seguida, o fio é dobrado com força a 90 graus e aplicado ao redor do eixo do carretel para iniciar o enrolamento da bobina.

O enrolamento do feixe de arame é executado com muito cuidado um ao lado do outro em todo o eixo do carretel e você verá 51 nenhum enrolamento em torno de cada camada e a camada seguinte é enrolada diretamente sobre o topo desta primeira camada, voltando novamente para o início. Certifique-se de que as voltas dessa segunda camada repousem precisamente sobre o topo do enrolamento abaixo delas.

Isso pode ser descomplicado porque o pacote de fios é espesso o suficiente para permitir uma colocação bastante simples. Caso queira, você pode tentar embrulhar um papel branco grosso ao redor da primeira camada, para tornar a segunda camada distinta conforme ela é virada. Você precisará de 18 dessas camadas para terminar a bobina, que no final pesará 1,5 kg e a montagem acabada pode parecer algo como mostrado abaixo:

Esta bobina acabada neste ponto consiste em 3 bobinas independentes firmemente enroladas entre si e esta configuração tem como objetivo criar uma fantástica indução magnética através das outras duas bobinas, sempre que uma das bobinas é energizada com uma tensão de alimentação.

Este enrolamento atualmente inclui as bobinas 1,2 e 3 do diagrama de circuito. Você não precisa se preocupar em marcar as extremidades de cada fio, pois pode identificá-los facilmente usando um ohmímetro comum, verificando a continuidade entre as extremidades específicas do fio.

A bobina 1 pode ser usada como a bobina de disparo que ligará o transistor durante os períodos corretos. A bobina 2 pode ser a bobina de acionamento que é energizada pelo transistor, e a bobina 3 pode ser uma das primeiras bobinas de saída:

As bobinas 4 e 5 são molas simples, como bobinas conectadas paralelamente à bobina de acionamento 2. Elas ajudam a impulsionar o acionamento e, portanto, são importantes. A bobina 4 carrega uma resistência DC de 19 ohms e a resistência da bobina 5 pode ser de cerca de 13 ohms.

No entanto, a pesquisa está em andamento atualmente para descobrir o arranjo de bobina mais eficaz para este gerador e, possivelmente, outras bobinas poderiam ser idênticas à primeira bobina, bobina 'B' e todas as três bobinas são conectadas da mesma maneira e o enrolamento de acionamento em cada bobina operava por meio de um único transistor de comutação rápida e altamente classificado. A configuração atual é semelhante a esta:

Você pode ignorar os gantries mostrados, pois eles foram incluídos apenas para examinar as diferentes formas de ativar o transistor.

Atualmente, as bobinas 6 e 7 (22 ohms cada) funcionam como bobinas de saída adicionais conectadas em paralelo com a bobina de saída 3 que é construída com 3 fios cada e com uma resistência de 4,2 ohms. Estes podem ser de núcleo de ar ou com núcleo de ferro sólido.

Quando testado, revelou que a variante com núcleo de ar tem um desempenho um pouco melhor do que com um núcleo de ferro. Cada uma dessas duas bobinas consiste em 4000 voltas enroladas em bobinas de 22 mm de diâmetro usando fio de cobre superesmaltado de 0,7 mm (AWG # 21 ou swg 22). Todas as bobinas têm as mesmas especificações para o fio.

Usando essa configuração de bobina, o protótipo poderia funcionar sem parar por cerca de 21 dias, preservando a bateria de acionamento em 12,7 volts constantemente. Após 21 dias, o sistema foi interrompido para algumas modificações e testado novamente usando um arranjo completamente novo.

Na construção demonstrada acima, a corrente que se move da bateria de acionamento para o circuito é na verdade 70 miliamperes, que a 12,7 volts produz uma potência de entrada de 0,89 watts. A potência de saída é de aproximadamente 40 watts, confirmando um COP de 45.

Isso exclui as três baterias adicionais de 12 V que estão sendo carregadas simultaneamente. Os resultados parecem ser extremamente impressionantes para o circuito proposto.

O método de acionamento foi empregado tantas vezes por John Bedini, que o criador optou por experimentar com a abordagem de otimização de John para maior eficiência. Mesmo assim, ele descobriu que, eventualmente, um semicondutor de efeito Hall especificamente alinhado corretamente com um ímã oferece os resultados mais eficazes.

Mais pesquisas continuam e a potência de saída já atingiu 60 watts. Isso parece realmente incrível para um sistema tão pequeno, especialmente quando você vê que ele não inclui nenhuma entrada realista. Para esta próxima etapa, reduzimos a bateria para apenas uma. A configuração pode ser vista abaixo:

Dentro desta configuração, a bobina “B” também é aplicada com os pulsos do transistor, e a saída das bobinas ao redor do rotor agora é canalizada para o inversor de saída.

Aqui, a bateria da unidade é removida e substituída por um transformador e diodo de 30 V de baixa potência. Este, por sua vez, é operado a partir da saída do inversor. Dar um leve impulso rotacional ao rotor produz uma carga ampla no capacitor para permitir que o sistema dê partida sem bateria. A potência de saída para esta configuração atual pode ser vista chegando a 60 watts, o que é um incrível aumento de 50%.

As 3 baterias de 12 volts também são retiradas e o circuito pode funcionar facilmente usando apenas uma bateria. A saída de energia contínua de uma bateria solitária que de forma alguma requer uma recarga externa parece ser uma grande conquista.

A próxima melhoria é através de um circuito que incorpora um sensor de efeito Hall e um FET. O sensor de efeito Hall é organizado precisamente em linha com os ímãs. Ou seja, o sensor é colocado entre uma das bobinas e o ímã do rotor. Temos uma folga de 1 mm entre o sensor e o rotor. A imagem a seguir mostra exatamente como isso deve ser feito:

Outra visão de cima quando a bobina está na posição certa:

Este circuito mostrou uma saída ininterrupta de 150 watts usando três baterias de 12 volts. A primeira bateria ajuda a alimentar o circuito, enquanto a segunda é recarregada por meio de três diodos conectados em paralelo para aumentar a transmissão de corrente para a bateria que está sendo carregada.

A chave de comutação DPDT “RL1” troca as conexões da bateria a cada dois minutos com a ajuda do circuito mostrado abaixo. Esta operação permite que ambas as baterias permaneçam totalmente carregadas o tempo todo.

A corrente de recarga também passa por um segundo conjunto de três diodos paralelos que recarregam a terceira bateria de 12 volts. Esta 3ª bateria opera o inversor através do qual a carga pretendida é executada. A carga de teste usada para esta configuração foi uma lâmpada de 100 watts e uma ventoinha de 50 watts.

O sensor de efeito Hall comuta um transistor NPN, no entanto, virtualmente qualquer transistor de comutação rápida, por exemplo, um BC109 ou um 2N2222 BJT, funcionará extremamente bem. Você perceberá que todas as bobinas estão, neste ponto, sendo operadas pelo FET IRF840. O relé empregado para a comutação é do tipo travamento, conforme indicado neste projeto:

E é alimentado por um temporizador IC555N de baixa corrente, conforme mostrado abaixo:

Os capacitores azuis são selecionados para alternar o relé real específico que é usado no circuito. Isso permite que o relé seja LIGADO e DESLIGADO a cada cinco minutos ou mais. Os resistores de 18K sobre os capacitores são posicionados para descarregar o capacitor durante os cinco minutos, quando o temporizador está no estado DESLIGADO.

No entanto, se você não quiser que a troca entre as baterias, você pode simplesmente configurá-la da seguinte maneira:

Neste arranjo, a bateria que alimenta o inversor conectado à carga é especificada com capacidade maior. Embora o criador tenha utilizado algumas baterias de 7 Ah, qualquer bateria comum de scooter de 12 volts e 12 Amp-hora pode ser usada.

Basicamente, uma das bobinas é empregada para fornecer corrente para a bateria de saída e a bobina restante, que pode ser a parte da bobina principal de três fios. Ele costuma fornecer tensão de alimentação diretamente para a bateria do inversor.

O diodo 1N5408 é classificado para lidar com 100 volts e 3 amperes. Os diodos sem qualquer valor podem ser qualquer diodo, como o diodo 1N4148. As extremidades das bobinas unidas ao transistor IRF840 FET são fisicamente instaladas perto da circunferência do rotor.

Pode-se encontrar 5 dessas bobinas. Aquelas que são de cor cinza revelam que as três bobinas da extrema direita consistem em fios separados da bobina composta de 3 fios principal já polvilhada em nossos circuitos anteriores.

Embora tenhamos visto o uso da bobina de fio trançado de três fios para a comutação estilo Bedini incorporada tanto para propósitos de acionamento quanto de saída, acabou sendo considerado desnecessário incorporar este tipo de bobina.

Consequentemente, verificou-se que uma bobina enrolada do tipo helicoidal comum composta de 1500 gramas de fio de cobre esmaltado com 0,71 mm de diâmetro era igualmente eficaz. Outras experiências e pesquisas ajudaram a desenvolver o seguinte circuito, que funcionou ainda melhor do que as versões anteriores:

Neste projeto aprimorado, encontramos o uso de um relé sem travamento de 12 volts. O relé é avaliado para consumir cerca de 100 miliamperes a 12 volts.

Inserir um resistor em série de 75 ohms ou 100 ohms em série com a bobina do relé ajuda a reduzir o consumo para 60 miliamperes.

Este é consumido apenas pela metade do tempo durante seus períodos de operação porque permanece inoperante enquanto seus contatos estão na posição N / C. Tal como nas versões anteriores, este sistema também se auto-alimenta indefinidamente sem quaisquer preocupações.

Feedback de um dos leitores dedicados deste blog, o Sr. Thamal Indica

Caro Senhor Swagatam,

Muito obrigado pela sua resposta e sou grato a você por me encorajar. Quando você me fez esse pedido, eu já havia consertado mais 4 bobinas para o meu pequeno motor Bedini para deixá-lo cada vez mais eficiente. Mas não consegui criar os Circuitos Bedini com Transistores para aquelas 4 bobinas porque não pude comprar os euipamentos.

Mas ainda assim meu motor Bedini está funcionando com as 4 bobinas anteriores, mesmo que haja um pequeno arrasto dos núcleos de ferrite das outras quatro bobinas recém-anexadas, pois essas bobinas não fazem nada, mas estão apenas sentadas em volta do meu pequeno rotor magnético. Mas meu motor ainda é capaz de carregar a bateria 12V 7A quando o dirijo com 3,7 baterias.

A seu pedido, anexei aqui um videoclipe do meu motor bedini e aconselho a assisti-lo até o final, pois no início o voltímetro mostra que a bateria de carga tem 13,6 V e depois de ligar o motor sobe para 13,7V e depois de uns 3 ou 4 minutos sobe para 13.8V.

Usei pequenas baterias de 3,7 V para acionar meu pequeno motor Bedini e isso prova bem a eficiência do motor Bedini. No meu motor, 1 bobina é uma bobina Bifilar e outras 3 bobinas são acionadas pelo mesmo gatilho daquela bobina Bifilar e essas três bobinas aumentam a energia do motor dando mais picos de bobina enquanto acelera o rotor magnético. . Esse é o segredo do meu Small Bedini Motor, já que conectei as bobinas no modo paralelo.

Tenho certeza de que quando usar as outras 4 bobinas com circuitos bedini meu motor funcionará com mais eficiência e o rotor magnético estará girando em uma velocidade tremenda.

Enviarei outro videoclipe quando terminar de criar os Circuitos Bedini.

Cumprimentos !

Thamal Indika

Resultados de testes práticos