<p><span style="font-family: dotum; line-height: 18px; color: rgb(0, 0, 0); ">긴 비에 지쳐가는 요즈음입니다. 그동안 준비한 프로젝트의 두 번째 단계를 정리합니다.</span></p><span style="font-family: dotum; line-height: 18px; color: rgb(0, 0, 0); "><div>일상의 일과를 소화하며, 틈나는 대로 구상-설계-제작 과정을 거쳐 발전기를 만들어 보았습니다.</div><div><br></div><div>제작 목적 : 자전거 발전기에 걸어서 전기를 생산하는데 과연 얼마나 출력이 나올까에 대한 의구심 해소</div><div> - 24V 충방전 시스템에 적용하기 위한 경험 및 구현 설계 능력 확보</div><div>소요 기간 : 2010.10 ~ 2011.07 (구상 - 설계 - 제작 - 시험 4단계 Total)</div><div>제작 비용 : 총 38만원 : 레이저 가공(스틸,스테인레스,아크릴)- 16만원, 네오디뮴 자석(25x40x5T)- 17만원, 기타 자재류- 5만원</div><div>시험 결과 : 부하 시험 : 5 Ohm - 45 rpm 22.32V [99.6W], 1.5 Ohm - 27 rpm 9.44V [59.4W]</div><div> 10 Ohm- 55 rpm 32.52V [105.7W], 25 Ohm- 72 rpm 44.8V [80.3W]</div><div>제작 후기 : 1. 구상에 비해 원하는 만큼의 전력값이 출력되지 않지만 배터리 충전은 충분히 가능한 발전량을 보임 </div><div> - 세탁기 모터의 발전량과 비교하여 보니, 비슷한 출력이거나 또는 그 이상을 기대할 수 있을 것으로 판단됨 </div><div> 2. 45~55 rpm 정도로 부담 없이 돌렸을 때 100W 수준의 전력 생산이 가능</div><div> 3. 코깅토크나 역기전력에 의한 페달 부하를 경감하기 위해 2차 제작 필요(보다 편리하게 전기를 생산하기 위한 단계)</div><div> 4. 자전거 뒷바퀴를 떼어내고 시험 부착하였으나 체인의 진행 방향을 장애물 없이 잡는데 애로가 있음</div><div> - 기성품 자전거 체인기어를 사용하지 않고, 직접 만들어 사용하였음, 원웨이 클러치 베어링을 적용함</div><div> 5. 코일은 직경 0.6mm로 감았으며, 총 24개로 각각의 순수 저항값은 2.3 Ohm이며, 코일 한 개 당 길이는 약 33M 임</div><div> - 코일은 아답터를 만들어 전동드릴 척에 물려 회전시키며 감았음(감은 후 발전시 진동방지를 위해 면실로 고정)</div><div> 6. 코어의 제작은 금형 프레스 규소강판의 제작이 불가능하여 일반 스틸을 레이저 커팅하여 조립 충당함</div><div> 7. 발전기를 자전거 뒷바퀴 자리에 연결하기 위해 전산볼트 30cm를 사용했음(간이 시험 목적 only)</div><div> 8. 부품 조달은 한국 미스미, 대전권 레이저(스틸,SUS), 서울권 레이저(아크릴), 볼트 등 잡자재는 인터넷 구매</div><div> - 도면 드로잉은 AUTOCAD, 자기장 시뮬레이션은 FEMM, 가공품 최종 튜닝과 조립은 뒷베란다에서.. -..-;;</div><div><br></div><div><br></div><div><p style="text-align: left; "><img src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/163CB64C4E4860AA38" class="txc-image" actualwidth="800" hspace="1" vspace="1" border="0" width="800" style="clear: none; float: none; " id="A_163CB64C4E4860AA3888B0"/></p><p>앞에서 본 모습입니다. 총 24극의 폴로 구성되어 있습니다. 축 직경 20mm, 톱니는 자전거 체인에 맞춰져 있습니다.</p></div><div>특별한 노하우는 없습니다. 코어의 모양이 독특하여 코일을 취부하는 방법이 일반적으로 코일 감는 방법과는 다릅니다.</div><div><div>체인 기어가 부착된 로터 축과 네오디뮴 자석이 장착된 내부 로터가 보이고, 스테이터 내부의 감겨진 코일 모습이 보입니다. </div><div>로터에 장착된 영구자석은 25 x 40 x 5T 가 16개 들어가 있습니다. 스테이터와의 간극이 1.2mm 정도이므로 조립 시 스테이터 내부에 로터를 삽입하려면 자석의 강력한 자력으로 인서트 후 중심 잡는데 매우 곤란한 상황을 겪게 됩니다. 강력한 힘도 필요합니다.</div></div><div><br></div><div><p style="text-align: left; "><img src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/176A0C4D4E4860D135" class="txc-image" actualwidth="777" hspace="1" vspace="1" border="0" width="777" style="clear: none; float: none; " id="A_176A0C4D4E4860D1358110"/></p><p>뒷 모습 입니다. 로터 회전축과 스테이터 바디가 베어링으로 맞물려 있습니다.</p></div><div><br></div><div><p style="text-align: left; "><img src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/1868134A4E4860EC0A" class="txc-image" actualwidth="730" hspace="1" vspace="1" border="0" width="730" style="clear: none; float: none; " id="A_1868134A4E4860EC0A8311"/></p><p>옆 모습 입니다. 일반 철판으로 규소강판을 대신한 모습을 확인할 수 있습니다</p></div><div><br></div><div><p style="text-align: left; "><img src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/155CEF4B4E48611831" class="txc-image" actualwidth="800" hspace="1" vspace="1" border="0" width="800" style="clear: none; float: none; " id="A_155CEF4B4E48611831E7ED"/></p><p>위에서 내려다본 모습으로, 위 삿갓 같은 아답터는 자전거 뒷바퀴 축에 연결하고자 덧붙인 것입니다.</p></div><div>발전 출력은 3상으로, 24폴에서 한 상 당 8개의 코일이 병렬로 연결되어 있습니다.</div><div><br></div><div><p style="text-align: left; "><img src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/121994484E4861A115" class="txc-image" actualwidth="800" hspace="1" vspace="1" border="0" width="800" style="clear: none; float: none; " id="A_121994484E4861A1155A71"/></p><p><br></p><p style="text-align: center; ">레이저 커팅은 돈도 돈이지만, 설계의 완성도를 높여주기 때문에 저로서는 필수 공정입니다. 단, 커팅시 공차는 유의해야 합니다.</p></div><div><br></div><div><img src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/121DE5484E4861A210" class="txc-image" actualwidth="633" hspace="1" vspace="1" border="0" width="633" style="clear: none; float: none; " id="A_121DE5484E4861A2104E15"/></div><div>앞 모습을 좀 더 자세히 볼 수 있습니다. 축 둘레에 아크릴 모둘이 있는데, 그 안에 원웨이 베어링이 들어가 있고, 아크릴 모듈은 원웨이 밸브의 바깥 쪽 면에 체인용 톱니를 체인이 당겨지는 방향으로 강하게 밀착 시켜주는 기능을 합니다.</div><div><br></div><div><img src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/141DDB484E4861A210" class="txc-image" actualwidth="780" hspace="1" vspace="1" border="0" width="780" style="clear: none; float: none; " id="A_141DDB484E4861A2104FF6"/></div><div>하단에 앵글과 결합시킨 모습입니다. 높이를 맞추기 위한 아크릴 아답터가 보입니다.</div><div><br></div><div><img src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/171F80484E4861A30E" class="txc-image" actualwidth="800" hspace="1" vspace="1" border="0" width="800" style="clear: none; float: none; " id="A_171F80484E4861A30E7039"/></div><div>카메라 앵글에 로터 축의 모습을 상세히 잡아 보았습니다. 바로 뒤에는 투명 아크릴에 고정된 로터가 보입니다.</div><div><br></div><div><img src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/122122484E4861A40C" class="txc-image" actualwidth="800" hspace="1" vspace="1" border="0" width="800" style="clear:none;float:none;" id="A_122122484E4861A40CC627"/></div><div>스테이터 내부에 배치된 코일의 클로즈업 모습입니다. 코일을 손으로 감고, 면실로 고정시킨 모습이 인상적입니다. 로터가 회전하면 반복되는 N, S 자기장 유도현상으로 스테이터에 진동이 오고, 코일이 진동을 받으면 에나멜이 벗겨지거나 기구에 근접한 코일이 진동에 마찰되어 전류의 누설을 일으키게 되므로, 이 경우엔 코일을 못쓰게 될 수 있기에 코일 장착시 주의해야 합니다.</div><div><br></div><div><img src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/141BAD484E4861A312" class="txc-image" actualwidth="707" hspace="1" vspace="1" border="0" width="707" style="clear: none; float: none; " id="A_141BAD484E4861A3129669"/></div><div>3상 출력단 코일의 끝부분입니다. 각 상 당 4개의 코일 출력단이 결합돼 있습니다. </div><div><br></div><div><p style="text-align: left; "><img src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/1119C64D4E4861CB1E" class="txc-image" actualwidth="1024" hspace="1" vspace="1" border="0" width="1024" style="clear: none; float: none; " id="A_1119C64D4E4861CB1E8725"/></p><p><br></p><p>발전기를 만들어 어떻게 쓸까에 대한 저의 구상입니다. 참고로, 저의 구상은 24V 시스템 입니다. 구성도에서 저의 노력의 산물은 결선과 맞물리는 스위치의 조합이며, 원만한 구상으로 태양광, 풍력, 인력 발전을 결합하고자 합니다. 더 좋은 방안이 있으면 조언 받고 싶습니다.</p></div></span><p><br></p>
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감사합니다~ 발전 성능 평가를 위해 세탁기 모터도 발전기로 개조해 시험 중입니다. 구상한 고효율 모터는 제어회로 제작을 앞두고 있고, 태양광 모듈은 대전권 저렴한 물건이 나오기를 기다리고 있네요.. 전자 전공이라, 기계 기구 설계와 가공에 애로가 많습니다. 레이저 가공집 속성도 이해하기 힘들고.. -..-
잘 보아 주셔서 감사합니다. 다양한 선택이 가능한 시기가 설계하는 기간이라 시간이 많이 소모되더군요. 전날 밤에 드로잉하고 다음 날 보면 다시 고쳐야 하고... 퍼펙트란 없는데, 아마추어적인 미련이 잡아 끌어 차일피일 시간은 가고 완성도는 거기서 거기고... ^ 설계하다보면 내공의 부족함을 저절로 느끼게 됩니다.
레이저 가공은.. 가공 공차(일반 스틸, 스테인레스 가공용 레이저의 차이를 포함)를 감안하여 캐드설계를 했고, 가공비용은 일반 스틸이 SUS의 1/2 수준이더군요. 가공 후 면취라던가, 후가공 처리를 꼼꼼하게 해야만 쓸만한 부품으로 완성되고, 거치용 판대는 그냥 면만 다듬어 사용했습니다.
첫댓글 성공을 기원합니다.
감사합니다~ 발전 성능 평가를 위해 세탁기 모터도 발전기로 개조해 시험 중입니다. 구상한 고효율 모터는 제어회로 제작을 앞두고 있고, 태양광 모듈은 대전권 저렴한 물건이 나오기를 기다리고 있네요.. 전자 전공이라, 기계 기구 설계와 가공에 애로가 많습니다. 레이저 가공집 속성도 이해하기 힘들고.. -..-
좋은 작품 잘보았습니다.
감사합니다. 다음 기회에 다시 보고드리지요~
아 정말 대단하십니다. 전 아직 설계준비 단계인데......................
잘 보아 주셔서 감사합니다. 다양한 선택이 가능한 시기가 설계하는 기간이라 시간이 많이 소모되더군요. 전날 밤에 드로잉하고 다음 날 보면 다시 고쳐야 하고...
퍼펙트란 없는데, 아마추어적인 미련이 잡아 끌어 차일피일 시간은 가고 완성도는 거기서 거기고... ^ 설계하다보면 내공의 부족함을 저절로 느끼게 됩니다.
잘보았습니다,,대단하십니다,,깔끔하고 꼼꼼히 엄청잘만드셨네요
격려해주셔서 고맙습니다. 곧 자전거에 거치된 사진 올리겠습니다. 출력은 안피로할 정도로 그냥저냥 원만히 밟아 대략 140W 정도 나오네요.
부럽군요 님의 노력이 충만하시길 빌겠습니다~~
격려의 말씀 감사드립니다. 자전거 발전기로 사용하는 세탁기 모터와 출력면에서 유사한 출력을 내는 것을 확인했습니다.
저도 만들고 있는중 인데 대단 하십니다.
레이저 가공을 상당히 싸게 하셨네요.
레이저 가공은.. 가공 공차(일반 스틸, 스테인레스 가공용 레이저의 차이를 포함)를 감안하여 캐드설계를 했고, 가공비용은 일반 스틸이 SUS의 1/2 수준이더군요.
가공 후 면취라던가, 후가공 처리를 꼼꼼하게 해야만 쓸만한 부품으로 완성되고, 거치용 판대는 그냥 면만 다듬어 사용했습니다.
밤과 꿈님 한말씀 드리면 한번 만들고 싶은데 주위에는 아직 없네요 배울수 있는 기회를 주실수있는지요 저는 대전에서 살고있는데요 연락 바랍니다 011-457-7822 꼭 통화 좀 부탁 드려요~
잘 제작하셔내요 판매도 하시는지요 연락처010-3871-4819
안녕하세요. 감사합니다. 기술적 구현을 목표로 시험 제작만 했습니다. 팔 수 있는 제품으로 만들려면 금형/프레스 과정이 요구되는데 이 산을 넘질 못하네요. ^
세상에 단 한대 뿐인 자작 발전기로 현재는 만족하고 있습니다. 자전거에 걸어서 베란다에서 잘 돌리고 있어요~
성공을 기원합니다.....
이 발전기를 어떻게 작동시키는가요? 저절로 작동되게 하면 가장 바람직한 방향일텐데....
님께서 하시는일이 대단하십니다
더크게 발전되어 발전기의 1인자가 되시고 개뱔도싱국에 전기해결에 견인차가 되시길 기원드림니다