Düşük Güçlü Jeneratör
Elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren makineler ilke olarak bunun tersini de yapabilir. Yani bir elektrik motoru hem motor olarak hem de dinamo
veya alternatör olarak çalışabilir. Piyasada çok çeşitli türde motorlar bulunmakta. Bunlar arasında doğru akım motoru (DC motor) ve adım motoru (step motor) önemli bir yere sahip. Bu motorlar yardımıyla kolayca elektrik üretmek mümkün aslında. Elektrik elektronikle yakından ilgilenenlerin bildiği bu yöntem, motor milinin tersten çevrilerek enerji üretilmesi fikrine dayanıyor. Bu yazıda, piyasadan kolayca temin edilebilen malzemelerle düşük güçlü bir jeneratörün nasıl yapılabileceği anlatılıyor. Birkaç watt gücündeki bu sistem ile çok çeşitli uygulamalar yapılabilir. Örneğin, LED’li veya akkor şamanlı lamba çalıştırılabilir, birkaç adet kalem pil şarj edilebilir ya da motor miline bağlanan bir pervane ile rüzgar gülü yapılabilir.
Elektromanyetik indüksiyon
Bütün elektrik motorları elektromanyetizma yasalarına göre çalışır. Bir elektrik motoru yardımıyla nasıl elektrik üretilebileceği Faraday yasası ile açıklanı
r. İletken bir tel, şekil 1’deki gibi, sabit manyetik alan içerisinde v hızıyla hareket ettirilirse iletken uçlarında bir gerilim indüklenir. Bir başka deyişle iletkenin yatay eksendeki hareketi esnasında manyetik kuvvetten kaynaklanan bir elektromotor kuvvet (emk) oluşur. Bu emk, Lorentz kuvveti olarak bilinen kuvvetin etkisiyle iletkendeki elektronların harekete zorlanması sonucunda meydana gelir.
Şekil 1: Gerilim indükleme
İndüklenen gerilimin değeri aşağıdaki formülden görüldüğü gibi manyetik alanın büyüklüğüne, iletkenin uzunluğuna ve hareket hızına bağlı olarak değişir.
Formül e=Blv
Şekil 2’de görüldüğü gibi iletken bir çerçeve, mıknatısın N-S kutupları arasında w açısal hızıyla döndürülecek olursa, çerçevede alternatif bir gerilim
indüklenir. İletkenin iki ucu fırça-bilezik sistemi yardımıyla bir lambaya bağlanırsa, oluşan kapalı devreden bir akım akar ve lamba ışık yayar. Böylece, mili tersten çevrilen bir motorun jeneratör olarak çalışabileceği görülmüş olur.
Şekil 2: Alternatif gerilim üretme
DC gerilim üretme mantığı şekil 2’deki sisteme çok benzer. AC jeneratörde bilezik, halka şeklinde tek bir parçadan oluştuğu halde, DC jeneratörde kollektör
olarak adlandırılan iki veya daha fazla dilimden oluşur. Böylece, iletken çerçeve şekil 3’deki gibi mıknatısın kutupları arasında döndürüldüğünde fırçakollektör
sistemi sayesinde lambadan hep doğru akım geçer.
Şekil 3: Doğru gerilim üretme
İletken çerçeve yerine, sarım sayısı fazla olan bir bobin kullanılırsa bobinde indüklenen gerilimin genliği büyük değerlere erişebilir. Mıknatıs, bobin ve fırçakollektörden oluşan bir jeneratörü el yapımıyla gerçekleştirmek hayli uğraştırıcı olduğundan hazır bir motor kullanmak daha uygun olur. Jeneratörde
doğru akım motoru kullanılırsa çıkış gerilimi DC; adım motoru kullanılırsa AC olur. Aşağıda bu iki motor türü ile nasıl enerji üretilebileceği anlatılıyor.
DC motor
Bir doğru akım motoru, stator ve rotor olmak üzere iki kısımdan oluşur. Stator, motorun manyetik alan sağlayan hareketsiz bölümü olup, elektromıknatıs şeklinde veya sabit mıknatıslı olabilir. Sarımlardan oluşan rotor ise motorun hareketli kısmını oluşturur. Şekil 4’de düşük güçlü doğru akım motorları görülüyor.
Şekil 5’de çeşitli tip rotor örnekleri ve kolektör yapısı görülmekte. Bu tip DC motorlar fırçalı doğru akım motoru olarak adlandırılır. Fırça yapısı ve statordaki sabit mıknatıslar ise şekil 6’da gibi.
Şekil 5: Rotor çeşitleri
Şekil 6: Stator ve fırça yapısı
Bir DC motor yardımıyla kolayca elektrik üretilebilir fakat motorun devir sayısını yükseltmek amacıyla dişli çark gurubuna ihtiyaç duyulur. Aksi takdirde
indüklenen gerilim çok düşük olur. Dişli çarklar, pilli oyuncak arabalardan sökülebilir. Şekil 7 ve 8’de çeşitli tip dişli çarklar görülüyor.
Bu tür sistemlerde mekanizmanın kolayca çevrilebilmesi için mutlaka bir çevirme kolu bulunması gerekir. Böylece, çevirme kolu bir tur döndürüldüğünde
motor milinin yüzlerce kez dönmesi mümkün olur. Piyasada mandren adıyla satılan bağlantı parçası yardımıyla dişli çarkların çevirme koluna bağlantısı kolayca yapılabilir.
DC motorun mili, çevirme kolu yardımıyla 1000-1500 devir/dak. Gibi yüksek hızlarda döndürüldüğünde motor uçlarından ölçülen gerilim 3-5 V seviyelerine ulaşabilir. Kullanılan motorun türüne göre çıkış gerilimi daha yüksek değerde de olabilir. Fırçakollektör düzeneği sayesinde jeneratörün çıkış gerilimi
doğrultulmuş halde olduğundan ilave bir doğrultucu devresine gerek kalmaz. Uygun güçte bir motor kullanılırsa jeneratör çıkışından 0.3-0.5A seviyesinde akım çekilebilir. Jeneratörden akım çekildiği esnada çıkış geriliminde ve devir sayısında bir miktar düşüş gözlenir. Aynı zamanda mekanizmayı çevirmek de zorlaşır.
Adım motoru
Adım motoru (step motor), elektronik sektöründe yaygın olarak kullanılır. Genellikle hassas konum kontrolü gereken uygulamalarda, örneğin yatay ve düşey eksende harekete ihtiyaç duyan robotik uygulamalarında tercih edilir. Yazıcı, disket sürücü gibi elektronik cihazlar içerisinde de bulunur. Adım motorları özel yapıları sayesinde çok küçük açılarla hareket etme yeteneğine sahiptir. Adım motoru kulanılarak bir robot kolu istenilen açılarla döndürülebilir. Örneğin adım sayısı 200 olan bir adım motoru, 1.8 derecelik hassasiyetle dönüş yapabilir. Şekil 10’da çeşitli tip adım motorları görülüyor.
Şekil 10: Adım motoru çeşitleri
Adım motorunun iç yapısındaki sarımlar ve çok kutuplu mıknatıs ise şekil 11’de görülüyor. Rotor sabit mıknatıstan oluştuğu için bu tür motorda bilezik, fırça veya kollektör yapısı bulunmaz.
Şekil 11: Adım motorunun iç yapısı
Kullanılan adım motorunun türüne göre kablo sayısı 4, 5 veya 6 adet olabilir. İki kutuplu (bipolar) motorlarda birbirinden bağımsız bobin çiftleri bulunurken, tek kutuplu (unipolar) motorlarda bobinlerin birer ucu ortak uç olarak dışarı çıkarılır. Şekil 12’de görülen 5 ve 6 kablolu motorlar unipolar, 4 kablolu motor ise bipolar türde.
Şekil 12: Kablo bağlantıları
Bir adım motorunun asıl görevi hassas kontrol işlemleri gerçekleştirmek olsa da elektrik üretiminde adım motorları rahatlıkla kullanılabilir. DC motorlardan farklı olarak, çok düşük devir sayılarında bile yüksek gerilimler üretebilir. Örneğin, bir DC jeneratörün kullanılabilir seviyede gerilim üretmesi için
1000-1500 devir/dak. gibi yüksek hızlara çıkmak gerekirken, adım motorları ile 200 devir/dak. Hızda bile hayli yüksek gerilimler üretilebilir. Bu özelliği ile herhangi bir dişli kutusu veya makara sistemi kullanmadan jeneratör yapma imkanı verir. Şekil 13’de görülen çevirme kolu ile motor mili saniyede 2-3 kez
çevrildiğinde, üretilen alternatif gerilimin tepe değeri 3-5V seviyesine ulaşabilir.
Şekil 13: Çevirme kolu montajı
Adım motorunun çıkışı AC olduğundan, doğru akımla çalışan cihazları çalıştırabilmek için uygun bir elektronik devre kullanmak gerekir. Elektronik devre, alternatif gerilimi doğrultmaya ve istenirse büyük kapasiteli bir kondansatörü şarj etmeye yarar. Kapasite değeri 1000uF olabileceği gibi 0.1F veya 1F da olabilir. Elektronik devre şeması, kullanılan adım motorunun tek kutuplu veya iki kutuplu olmasına göre farklılık gösterir. Şekil 14’de 4 ve 6 kablolu motorlar için kullanılması gereken doğrultucu devreler görülüyor.
Şekil 14: Doğrultucu devreler
Devre bağlantısını doğru şekilde yapabilmek için öncelikle adım motorunun uçlarını tespit etmek gerekir. Bu iş bir ohm-metre yardımıyla kolayca yapılabilir.
Ohm-metrenin probları, adım motorunun herhangi iki kablosuna dokundurulduğunda düşük direnç görülüyorsa o uçlar bobin uçlarını gösterir. Çok yüksek direnç görülüyorsa uçlar arasında fiziksel bağlantı olmadığı anlaşılır. Böylece birkaç ölçüm neticesinde uç tespiti tamamlanır.
Adım motoru kullanılarak kolayca elektrik üretilebilmesi, güzel bir uygulama yapma fırsatı da verir. Motorun miline şekil 15’deki gibi bir pervane bağlanırsa, jeneratörün ürettiği gerilim rüzgar şiddetiyle orantılı olur.
Şekil 15: Rüzgar gülü
Çıkış geriliminin 10-15V kadar yüksek olması için şekil 16’da görülen güçlü bir adım motoru kullanılabilir. Böylece düşük devir sayılarında yüksek akım sağlayabilen basit ve verimli bir rüzgar gülü gerçekleştirmek mümkün olur.
Şekil 16: Kare kesitli adım motoru
Şekil 17’de 2 adet kalem pili şarj eden bir rüzgar jeneratörü görülüyor.
Şekil 17: Adım motorlu rüzgar jeneratörü
*Fırat Üniv. Elek-Elektronik Müh. Bölümü
If you enjoyed this post, please consider to leave a comment or subscribe to the feed and get future articles delivered to your feed reader.
Comments
tasarımın çok güzel tebrikler bende çok düşünüyorum fakat maddi durumum fazla iyi olmadığından bişi yapamıyorum saatde 3,5 m esen rüzgarla ne kadar elektrik üretebiliri kanat çapı nı hesaplayabilirmisin ayrıca kanatları kime yaptırabilirim tbildiğin nbir yer varmı tşkr
genç nesillerin yetiştirilmesi açısından böyle önemli konularda bize hizmet verenkişi ve kuruluşlara teşekkür ederim.bu konulara ilgim oldukça fazla buedenle yaptıgım araştırmada yukarıdaki bilgiler beni oldukça etkiledi.bu alandaki bigilerimi artırmak açısından butip bilgilerin dar bir çerçevede verirmesi tabiki üzücü.bu sayfalarda daha fazla bilgi görmeyi umardım,bundan sonra bu tip sayfalarda daha fazla bilgi görücemden eminim.nede olsa biz gençler bilgi canavarıyız.
Verdiğin bilgiler temel bilgiler olup oldukça basit ve aydınlatıcı içerikte hazrlandığından çok güzel olmuş .Tebrikler
Gerçekten çok faydalı bilgiler edindim…Elinize sağlık..Yanlız bende 5 kablolu bir adım motor var .Bunu kullanmadığım bir yazıcıdan sökmüştüm.Bu motordan jenaratör yapabilmem için kabloları nasıl bağlamam gerekir?Tek renkli kablo kırmızı gerisi tek renk sıralama nasıl olacak????
Güzel açıklayıcı bilgiler sunmuşsun teşekkür ederim.Bu sistemleri dahada
geliştirip yarınlarımızda daha temiz bir çevre için hiç katkısız elektrik üretme konusunda bazı fikirler düşünmekteyim elektrik ve elektronik konusunda fazla bilgim yok ama konulara ilgi duyuyorum yüksek güçlü
jenaretör yapmak için hareket enerjisini elektrik enerjisine döndürmek
hidroelektrik santrallerindeki güce ulaşma konusundaki bigilerinizi bekliyorum. teşekkürler.
en basit şekilde jenaratör yapmak için ne tavsiye edersiniz
bana yardımcı olabilir misiniz
hasan usta
arkadaslar benim okuldaki 8. sınıf proje ödevim nasıl yapıldığı hakkında daha geniş bir bilgiye ihtiyacım var fikri olan eklesin farukyandim94@hotmail.com
arkadasim benim dağ evim var ruzgar gulu elektrıgınden faydalanmak istiyorum nasıl temın edebılırım.
evet güzel bir düşünce aklıma geldi ama nasıl yapacağımı düşünüyordum
bu projeyi yapanı tebrik ediyorum.
güzel deneyler ve bilgiler sunulmuş.birçok kişinin ödevine yardımda bulunmuşsunuz.ayrıca yazdıklarınızı ve yaptığınız deneyleri görünce insanlar,akıllarına güzel fikirler geliyor.tekrardan teşekkürlerimi iletirim
Sayın Yetkili,
sizce 20 ya da 40 kutuplu bir mıknatıslı yapıya sahip , bir rüzgar jeneratörünün yapısı nasıl olmalı?
bu konuda somut önerileriniz , projeleriniz ve desteğiniz bizim için önemli.
Teşekkürler
Konu anlatımı ve basit bir düzenek kurmak için gerekli bilgileri anlaşılabilir seviyede vermenizden dolayı kutlarım.Çalışmalarınızın devamını dilerim.
ALLAH razı olsun teşekkür ederiz bizleri bilgilendirdiniz ben bu konuda çok çalışmalar yaptım kendi enerjisini kendi üreten motor icadetmeye çalışıyorum maddi imkansızlık yüzünden yapamıyorum ama kağıt üzerinde başarılı enazından hayırlıysa ALLAH islam alemine nasip etsin amin
allaha emanet olun
çalışmalarınız için teşekkür ederim.Ayrıca biraz daha somut örnekler verirseniz sevinirim.Mesela 10kva lık bir rüzgar gücü için kanat adedi ve rotor çapı ne olmalı veya nasıl hesaplanmalı gibi
hocam size bir sorum olacak elimde 0,45 gücünde monafaze bir motor var ben küçük yollu bir rüzgar gülü yapacağım.sizce yeterliği olurmu?ben bu motorla 220 volt elektrik alabilirmiyim.
MERHABALAR, SEVGİLİ ARKADAŞIM YUKARIDA GÜZEL BİLGİLER VERMİŞŞİN, BENİM FAZLA BİR BİLGİM OLMAMASINA RAĞMEN ÇOK HOŞUMA GİTTİ. BENİMDE BAZI FİKİRLERİM VAR ÖZELLİKLE KULLANMIŞ OLDUĞUMUZ ENERJİYİ YÜZDE 70 CİVARINDA GERİ KAZANMAK DÜŞÜNCESİNDEYİM. BUNUN İÇİN BAZI KÜÇÜK DENEYSEL MALZEMEYE İHTİYACIM VAR AMA BİR TÜRLÜ BULAMIYORUM. 1 MİNİ ELEKTİRİK ÜRETMEK İÇİN ALTERNATÖR, EN AZINDAN BİR KÜÇÜK AMPULÜ YAKACAK KADAR. YADA MİNİ BİR OYUNCAK MOTORUNU ÇALIŞTIRACAK KADAR. NEREDEN TEMİN EDEBİLİRİM. YARDIM EDERSENİZ SEVİNİRİM SELAMLAR
Bu cok yönlü paylaşımınızı takdir ediyorum.ayrıca resimli ve acıklamalı anlatmanız cok güzel olmuş.uzun zamandır orta gücte(600wcivarında) bir rüzgar gülü ve inverter devre araştırması yapıyorum,ancak bicok defa türkce olarak sizin bu anlatım sayfanızla karşılaşıyorum.cünkü türkce olan forumlar üyelik istiyor, hatta yabancı ülke sitelerinden aldıkları devreleri sanki kendileri tasarlamış gibi üye olmayanlarla paylaşmıyorlar.genelde böyle basit şeyleri paylaşmamakla ne kazanıcaklar anlamış degilim???bilgi paylaştıkca büyümezmi sizcede?
yha geekten super hazırlamıssınız herkese teşekkurler
aynı odevı hocam ban averdı ama nerden baslcagıma tm emın deılım bna yardımcı olursanız sevınırım:…..
sizi kutlarım gercekten ıyı bır simülasyon hazırlamıssınız aynı zamanda kullanışlı basarılar dilerim