Verbeterde elektrostatiese turbine gemaak van herwinbare materiaal: 16 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Dit is 'n volledig krasgeboude, elektrostatiese turbine (EST) wat 'n hoë spanning gelykstroom (HVDC) omskakel in 'n hoë spoed, roterende beweging. My projek is geïnspireer deur die Jefimenko Corona -motor wat deur elektrisiteit uit die atmosfeer aangedryf word:

Die turbine is vervaardig uit die volgende items: plastiekbuise en drinkstrooitjies, nylonafstandhouers, karton, plaatmetaalverbindings- en monteerhardeware, asook 'n HVDC -kragbron wat in die plek van die aarde se elektriese veld gebruik word. Die turbine het 'n deurskynende plastiekbehuizing wat die risiko van toevallige HV -kontak verminder, terwyl dit 'n binne -aansig van die turbine moontlik maak vir klaskamer- en wetenskaplike demonstrasies. As die turbine in 'n verduisterde kamer bedien word, veroorsaak korona-ontlading 'n spookagtige, blou-violet gloed wat die binnekant van die behuising verlig. 'N Vergelyking langs mekaar van 'n vorige weergawe van die EST toon die kleiner, meer vaartbelynde profiel. Ek het eenvoudige handgereedskap en 'n elektriese boor gebruik vir die bou. Let op: hierdie projek kan osoongas produseer en moet gebruik word in gebiede met voldoende ventilasie. As gevolg van skerp rande word werkhandskoene aanbeveel as u met plaatwerk werk. Laastens is HVDC nie altyd gebruikersvriendelik nie, dus tree daarvolgens op!

Stap 1: Hoe werk die EST-3?

Die EST het 6 foelie -elektrode met vlymskerp rande wat 'n plastiese rotor omring. Daar is drie reeks bedrade, warm elektrodes wat gelaaide deeltjies op die rotor se oppervlak neersit. Warm elektrodes wissel in polariteit af met 3 geaarde rotors (in hierdie geval: Hot-Gnd-Hot-Gnd-Hot-Gnd). Die warm elektrode spuit die rotor met soortgelyke ladings, wat die elektrodes dan afstoot, wat veroorsaak dat die rotor draai. Deur die proses van induksie lok elke warm elektrode die rotorsegment wat deur die voorafgaande grondelektrode elektries geneutraliseer is. Die rotor het 'n plaatplaat om die gradiënt van die elektriese veld tussen die voorkant van elke elektrode en die oppervlak van die rotor te optimaliseer. Die werking van warm elektrode wat ione op die rotor spuit, tesame met grondelektrode op skoonmaakdetail, het die onbelaaide turbine in staat gestel om 3, 500 RPM te bereik met behulp van 'n industriële ionisator. Die skets toon 'n prototipe EST met 8 elektrodes, wat 'n jammerlike mislukking was as gevolg van interne buiging tussen elektrodes wat te nou aan mekaar geplaas is.

Afhaalles: Maak seker dat die elektrodes behoorlik geïsoleer en/of van mekaar geskei is voordat u 'n kragbron met 'n hoë uitset gebruik; anders kan u turbine verminder word tot 'n rokerige warboel!

Stap 2: Vind plastiekbuise vir behuising en rotor

Ek het hierdie akrielbuise in die asblik van 'n plaaslike plastiekwinkel gevind. Ek het dit gebruik om die turbinehuis en die rotor te maak. Die presiese afmetings maak nie saak nie. Die een buis moet binne -in die ander pas, met 'n paar cm afstand rondom. Styf plastiekbottels, soos vitamienhouers, met die bokant en onderkant afgesny, sal ook werk.

Stap 3: Sny elektrodes uit 'n kalkoenpan

Ses elektrodes is gesny uit 'n weggooi aluminium kalkoenpan wat oorgebly het van 'n aandete. (Konstruksiewenk: Gebruik 'n pan om 'n groot voël te kook, metaal is swaarder en minder geneig om te buig.) Ek sny die lengte van elke elektrode ongeveer gelyk aan die rotorlengte terwyl ek probeer om nie teen gerolde rande te verpletter nie.

Stap 4: Plaas elektrodesteunstawe

Ek het 'n 8-32, draadstang-segment deur die gat van elke elektrode geplaas (die pasvorm was in die kol !!). Die segmente was 3,0 cm langer as die turbine -behuising.

Stap 5: Maak die voorste rande van die elektrodes plat

Ek het riffels en dinge in die foelie verwyder met 'n koekroller.

Stap 6: Sny en rond die elektrode rande af

Die voorste rande van elke elektrode is met 'n papiersnyer tot 1,0 cm afgewerk. Die hoeke is afgerond met 'n stokperdjie om die korona -lekkasie te verminder.

Stap 7: Sny houerplate en einddoppe vir behuising en rotor af

Ek sny 'n stel van 6 kartonskywe om behuizing -einddoppe te maak; nog 'n stel skywe vir rotor -einddoppe; en laastens sny ek 'n derde stel skywe om houers vir die laers te maak.

Stap 8: Kontroleer einddoppe, rotor en behuising

Ek het die rotor- en behuisingskappe oor 'n deursnee van 'n deursnee van 1/4 duim gegly wat as die turbine -as gedien het. Later in die konstruksie is die plug na 'n akrielstaaf opgegradeer vir 'n beter voorkoms. Ek het die plasing van die einddop geverifieer en nagegaan of die rotor konsentries in die behuising geplaas is. (Konstruksietip: draai papierband met houtlym om skyfies gesmeer totdat dit styf in buise pas.)

Stap 9: Herboor behuisingskappe vir laers

Ek het houtlym gebruik om die behuizing en die rotor -einddoppe te monteer. Vervolgens word gate 60 grade uitmekaar geboor langs die buitenste omtrek van die behuizing se einddoppe sodat hulle draagstange met skroefdraad kan aanvaar. 'N Tweede ring met gate van 120 grade uitmekaar is halfpad tussen die buitenste ring en die middel geboor. 'N ooreenstemmende gatstel is deur die houerplate geboor. Aanvanklik het ek die middelpunte van die behuizing se eindkappe uitgeboor om metaal laers te aanvaar. Hulle trek egter vonke uit die punte van die elektrodes toe die turbine vol krag nader. Ek het 'n oplossing gevind wat 'n 1/4 duim ID, nie-geleidende nylon afstandhouers as laers behels. Ek het dit vasgemaak met drie 8-32 nylonboute wat deur die houerplaat ingesteek is. Daar was 'n mate van rolweerstand toe ek die rotor met die hand draai, maar die turbine sal waarskynlik nie skroei nie en verander in 'n SHM (rookwarm rommel).:> D

Stap 10: Boor monteergate in behuising

Ek het twee, 1/4 duim monteergate deur elke kant van die buis geboor. Die gate aanvaar nylonboute van 1/4 duim met sluitringe en seskantmoere.

Stap 11: Koppel verbindings- en ondersteuningshardeware aan die elektrodes

Twee ringverbindings is oor elke grondstaaf gegly, soos getoon. Ek het rubberkante (3/16 ID) as afwykings gebruik. Hierdie prosedure is herhaal vir die geëlektrifiseerde einde van die turbine. Alles is tydelik vasgemaak met nylon aartmoere om te kyk of dit goed pas. (Rotor is nie hier geïnstalleer nie punt.)

Stap 12: Voorbereiding van die rotor

Aanvanklik het ek die rotorbuis bedek met 'n metaalplaat wat uit 'n bierblik gesny is en dan plastiekband om die buis spiraalvormig gewikkel is. Later, toe die turbine aangeskakel word, het dit nie lank geduur nie, voordat die interne band van die elektrodes die band stukkend gesteek het en die rotor verwoes het -!@#$, Nog 'n geroosterde turbine! (Drie stukkingsboë verskyn as sterretjies in die swak ligbeeld). 'N Beter idee was om die oorspronklike band te verwyder en die plaat te bedek met 'n dikker isolerende materiaal met 'n hoër diëlektriese sterkte. Ek het 'n vel swaar plastiek gebruik wat uit 'n pakkie hondebakkies gesny is wat ek met band vasgemaak het.

Stap 13: Installeer Rotor Assembly

Ek het die hardeware van die turbine verwyder en die voltooide rotor ingesit totdat die as die laers heeltemal ingryp. Ringverbindings is bygevoeg op die posisies 5:00 en 7:00 vir kraginvoer.

Stap 14: Herstel en isoleer elektrodes

Dit was onwaarskynlik dat die turbine behoorlik sou werk, aangesien verskeie voorrande gebuig is terwyl die rotorsamestelling aangebring is. My werk was om die turbine uitmekaar te haal en dan 'n koffie-roerstok aan elke elektrode as 'n ondersteuningsbalk te epoksieer. Die stokkies is voorgesit met behulp van fyn/fyn sandpapier en dan met 'n silwer verfpen ingekleur. Ek het 12 kleurgekodeerde strooitjies (0,5 cm x 3,5 cm) gebruik om die stutte te isoleer. Elke seksie het oor 'n steunstang gegly en deur beide gate en einddeksels gegaan.

Stap 15: Monteer Turbine weer en pas gapings aan

Nadat ek die turbine (weer!) Weer aanmekaar gesit het en die warm- en gemaalde elektrodes in serie bedrieg het, het ek ingangskabels aan die bindingspale vasgemaak. Die gapings is aangepas deur die aartmoere aan die einde van elke staaf te draai totdat die voorste rande binne 1 mm van die rotor se oppervlak was. Ek het 'n mou gesny uit 'n 1/4 duim ID "Big Gulp" -strooi en dit oor die ase gegooi om die rotasie van kant tot kant te beperk.

Stap 16: toetslopie

Die turbine neurie teen 13,5 kV met 'n trekking van 1,0 mAmp; hoër potensiaal veroorsaak boogvorming en kragverlies. Hier is 'n video van die EST wat teen hoë spoed werk. 'N Tweede video is hier. Bly ingeskakel vir opdaterings oor wat die EST kan doen!