Poboljšana elektrostatička turbina izrađena od recikliranog materijala: 16 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Ovo je potpuno elektrostatička turbina (EST) izgrađena od ogrebotina koja pretvara istosmjernu struju visokog napona (HVDC) u rotacijsko kretanje velike brzine. Moj projekt inspiriran je motorom Jefimenko Corona koji se napaja električnom energijom iz atmosfere:

Turbina je izrađena od sljedećih predmeta: plastične cijevi i slamke za piće, najlonski odstojnici, karton, spojni i montažni hardver od lima, kao i HVDC izvor energije koji se koristi umjesto električnog polja zemlje. Turbina ima prozirno plastično kućište koje smanjuje rizik od slučajnog dodira s VN -om, a dopušta unutarnji pogled na turbinu za prezentacije u učionici i na sajmovima znanosti. Prilikom rada turbine u zamračenoj prostoriji, koronsko pražnjenje proizvodi sablasni, plavo-ljubičasti sjaj koji osvjetljava unutrašnjost kućišta. Usporedna usporedba ranije verzije EST-a pokazuje manji, moderniji profil. Za gradnju sam koristio jednostavne ručne alate i električnu bušilicu. Oprez: Ovaj projekt može proizvesti ozonski plin i trebao bi se raditi u područjima s odgovarajućom ventilacijom. Radne rukavice se preporučuju pri radu s limom zbog oštrih rubova. Na kraju, HVDC nije uvijek prilagođen korisniku, pa se ponašajte u skladu s tim!

Korak 1: Kako radi EST-3?

EST ima 6 elektroda od folije s oštrim rubovima poput britve koje okružuju plastični rotor. Postoje 3 vruće elektrode spojene žicom koje talože nabijene čestice na površinu rotora. Vruće elektrode izmjenjuju se po polaritetu s 3 uzemljena rotora (u ovom slučaju: Hot-Gnd-Hot-Gnd-Hot-Gnd). Vruće elektrode raspršuju rotor sličnim nabojima, koje elektrode zatim odbijaju uzrokujući rotaciju rotora. Procesom indukcije svaka vruća elektroda privlači segment rotora koji je električno neutraliziran prethodnom uzemljenom elektrodom. Rotor ima podlogu od lima za optimiziranje gradijenta električnog polja između prednjeg ruba svake elektrode i površine rotora. Djelovanje vrućih elektroda prskanjem iona na rotor zajedno s uzemljenim elektrodama na detalje o čišćenju omogućilo je neopterećenoj turbini da postigne 3, 500 o / min pomoću ionizatora industrijskog razreda. Na skici je prikazan prototip EST -a s 8 elektroda, što je bio težak kvar zbog unutarnjeg luka između elektroda postavljenih preblizu jedan do drugog.

Lekcija za oduzimanje: Prije korištenja izvora velike izlazne snage provjerite jesu li elektrode pravilno izolirane i/ili razmaknute; u protivnom bi se vaša turbina mogla svesti na vreli nered koji se puši!

Korak 2: Pronađite plastične cijevi za kućište i rotor

Ove sam akrilne cijevi pronašao u kanti za otpad u jednoj lokalnoj trgovini plastike. Koristio sam ih za izradu kućišta i rotora turbine. Točne dimenzije nisu bitne. Jedna cijev treba stati unutar druge s razmakom od nekoliko cm svuda. Čvrste plastične boce, poput spremnika vitamina, s odrezanim vrhovima i dnom također bi djelovale.

Korak 3: Izrežite elektrode iz posude za ćuretinu

Šest elektroda izrezano je iz odbačene posude za lijevanje puretine od aluminija preostale s večere. (Savjet za konstrukciju: Koristite tavu za kuhanje velike ptice, metal je teži i manja je vjerojatnost da će se saviti.) Prerezao sam duljinu svake elektrode približno jednaku duljini rotora, trudeći se pritom ne zdrobiti valjane rubove.

Korak 4: Umetnite potporne šipke za elektrode

Umetnuo sam 8-32 segment s navojem navoja kroz rupu svake elektrode (mjesto je bilo na mjestu !!). Segmenti su bili 3,0 cm dulji od kućišta turbine.

Korak 5: Poravnajte vodeće rubove elektroda

Ja sam valjkom uklonio nabore i udarce u foliji.

Korak 6: Odrežite i zaokružite rubove elektroda

Vodeći rubovi svake elektrode obrezani su na 1,0 cm rezačem papira. Uglovi su zaobljeni turpijom za hobi kako bi se smanjilo curenje korone.

Korak 7: Izrežite pričvrsne ploče i završne kape za kućište i rotor

Izrezao sam set od 6 kartonskih diskova kako bih napravio poklopce kućišta; drugi set diskova za završne kape rotora; i na kraju, izrezao sam treći set diskova kako bih napravio pričvrsne ploče za ležajeve.

Korak 8: Provjerite završne kape, rotor i kućište

Kliznuo sam rotore i završne kape kućišta preko tiple od tvrdog drva promjera 1/4 inča koja je služila kao vratilo turbine. Kasnije u izgradnji, tipla je nadograđena u akrilnu šipku radi poboljšanog izgleda. Provjerio sam položaj završne kapice i provjerio je li rotor koncentrično smješten u kućištu. (Savjet za gradnju: omotajte papirnatu traku namazanu ljepilom za drvo oko diskova dok čvrsto ne sjednu u cijevi.)

Korak 9: Ponovno izbušite završne kape kućišta ležajeva

Koristio sam ljepilo za drvo za sastavljanje kućišta i poklopaca rotora. Zatim su izbušene rupe udaljene 60 stupnjeva duž vanjskog oboda završnih kapica kućišta kako bi mogle prihvatiti potporne šipke s navojem. Drugi prsten rupa udaljenih 120 stupnjeva izbušen je na pola puta između vanjskog prstena i središta. Odgovarajući set rupa izbušen je kroz ploče za pričvršćivanje. U početku sam izbušio središta završnih kapica kućišta kako bih prihvatio metalne ležajeve. Međutim, iz vrhova elektroda izvukli su iskre kad se turbina približila punoj snazi. Pronašao sam rješenje koje je uključivalo identifikacijske dimenzije 1/4 inča, nepropusne najlonske odstojnike kao ležajeve. Učvrstio sam ih s tri najlonska vijka 8-32 umetnuta kroz pričvrsnu ploču. Kad sam ručno okrenuo rotor, došlo je do određenog otpora kotrljanja, ali turbina se vjerojatno nije mogla opeći i pretvoriti u SHM (pušenje vrućeg nereda).:> D

Korak 10: Izbušite rupe za montažu u kućištu

Izbušio sam dvije montažne rupe od 1/4 inča kroz svaki kraj cijevi kućišta. Rupe su prihvaćale najlonske vijke od 1/4 inča s podloškama za zaključavanje i šesterokutnim maticama.

Korak 11: Priključite hardver za povezivanje i podršku na elektrode

Dva prstenasta priključka su provučena preko svake šipke za uzemljenje, kao što je prikazano. Koristio sam gumene držače (3/16 ID) kao stope. Ovaj postupak se ponovio za elektrificirani kraj turbine. Sve je privremeno osigurano maticama od najlonskog žira kako bi se provjerilo da li dobro pristaju. (Rotor nije bio instaliran na ovom mjestu točka.)

Korak 12: Pripremite sklop rotora

U početku sam cijev rotora prekrivao metalnim limom izrezanim iz limenke piva, a zatim spiralno omotanom plastičnom trakom oko cijevi. Kasnije, pri uključivanju turbine, nije prošlo mnogo vremena kad je unutarnje lučenje elektroda probušilo vrpcu i uništilo rotor -!@#$, Još jedna prepečena turbina! (Tri lučna luka pojavljuju se u obliku zvijezda na slici pri slabom osvjetljenju). Bolja ideja bila je ukloniti originalnu traku i pokriti lim debljim izolacijskim materijalom koji ima veću dielektričnu čvrstoću. Koristio sam list izdržljive plastike izrezan iz pakiranja poslastica za pse koje sam pričvrstio trakom.

Korak 13: Instalirajte sklop rotora

Uklonio sam uzemljeni hardver iz turbine i umetnuo dovršeni rotor sve dok osovina nije potpuno pričvrstila ležajeve. Prstenasti priključci dodani su na položajima 5:00 i 7:00 sati za ulaz energije.

Korak 14: Popravite i izolirajte elektrode

Nije bilo vjerojatno da će turbina ispravno raditi b/c Nekoliko je prednjih rubova savijeno prilikom umetanja sklopa rotora. Moj posao je bio rastaviti turbinu, a zatim epoksidni štapić za miješanje kave na svakoj elektrodi kao nosivi snop. Štapići su pripremljeni pomoću med/finog brusnog papira, a zatim obojeni srebrnom olovkom. Upotrijebio sam 12 dijelova slame označenih bojama (0,5 cm ID x 3,5 cm) za izolaciju potpornih šipki. Svaki je dio skliznuo preko potporne šipke, prolazeći kroz rupice za uloške i završne kape.

Korak 15: Ponovno sastavite turbinu i podesite razmake

Nakon što sam ponovno postavio turbinu (ponovno!) I serijski ožičio vruću i uzemljenu elektrodu, spojio sam ulazne žice na spojne stupove. Razmaci praznina podešavani su zatezanjem matica žira na kraju svake šipke sve dok vodeći rubovi nisu bili unutar 1 mm od površine rotora. Odrezao sam rukav od 1/4 inčne slamke ID "Big Gulp" i kliznuo ga po krajevima osovine kako bih ograničio bočno kretanje rotora.

Korak 16: Probni rad

Turbina je pjevušila na 13,5 kV s naponom od 1,0 mAmp; veći potencijali uzrokovali su stvaranje luka i gubitak snage. Ovdje je video koji prikazuje kako EST radi velikom brzinom. Drugi video je ovdje. Pratite ažuriranja o mogućnostima EST -a!