試製進展 (1)

稍微記錄一下自己在這project上的進展歷程,以供自己作回顧。紀錄中附加私人的紀事,增加自己的聯想。有時候,才過幾天,就已經搞不清某件事是在那天做的,或某天中到底完成了些什麼事。

這段紀錄,記錄了從無到有的過程,接下來,就是加以改善。接下來,改善紀錄就換個文,從頭寫起。

2009.9.20 (日)啟動,哇,燈亮了!

做了這麼久,終於看到成果了。

量到各個數據,發電機,空載,可達64V。接上40w燈泡,電壓為58v,燈泡阻抗為27 ohm。輸入,150v dc,2A,消耗功率約300w。所以,沒有如預期的output大於input的情況出現,那我是不是又浪費了金錢和時間呢??????!!!!!!

不管如何,先放張相片,分享一下成果。

發電機原來是設記成用在風車的,有4根用來裝扇頁的長長的螺絲。配合這4根螺絲,用塑膠砧板自製了一個連結器。原作者有附一個裝扇頁的裝置,不過是不鏽鋼做的,難以施工,也捨不得把它破壞,就留著吧。我自己現有的工具,也只能做塑膠砧板的加工,不過還算蠻有用的就是了。施工過程中,那些工具又發揮作用了。包括那根木銼刀,在修整螺絲孔時,也很好用,稍微銼幾下,就能把孔弄到合適的大小,而且也修得頗為平整。

量一下系統啟動需要多少力量,用繩子繞在那4根長螺絲上,然後用吊秤拉繩子,重量約1.5kg,2根螺絲之間的距離為114mm,半徑為57mm。

2009.9.19 (六)恐怖,功率電阻猛烈的爆炸!!!

想要改善電極火花,在電極上併聯電容,結果玩一玩,不知怎的,整個馬達不動了。查出是串聯的功率電阻燒掉了,那就換一個吧。但一換上馬上就燒掉,那換個瓦數更高的金屬功率電阻吧。然後,一接上電源就聽到ㄅㄥˋ一聲,金屬功率電阻的腸肚都跑出來了,整恐怖。後來才找出真凶,那顆併聯的電容被打穿短路了。

回想以前國中時,不知嚴重性,把一顆小小的電解電容接上交流電,只聽很大聲的ㄅㄥˋ一聲,然後全家就黑漆一片,總開關的保險絲給燒了。

晚上去補買一些零件,同時到書店找書。買回一本介紹無刷直流馬達(brushless DC motor),想要用電子電路取代電刷。因為我是電子工程師,不是機械工程師,電子電路才是我的專長,機械加工是外行,所以做出來的電刷機構大大的增加系統的負擔,若改用電子電路,應能減低系統的負荷,提昇輸出功率。不過,這些都等到系統能運作以後再說吧,一步一步來,不要操之過急。

新買的書給我一些靈感,將旁路電容換個位置,再加一些二極體,稍微改善一下電刷火花的問題,可以將火花抑制到可接受的程度。

收到發電機了,真的是又大又重。用上回買的吊秤量一下重量,約22kg。貨運只送到樓下就不管了,讓大兒子由樓下抬到4樓,真是辛苦他了。

2009.9.18 (五)

確定買下發電機了,很期待接上發電機的成果。手邊有1顆汽車發電機,它不是用永久磁鐵,必需接激磁電源,但不曉得該如何接,只好擱一邊,有空再說了。

為了解決火花的問題,就隨手拿台電風扇來當限流裝置。串上電風扇,火花是小了,但轉速也降下來。測一下電風扇的數據,資料如下。我繞的線圈,電阻41 Ohm,電感546 mH,看來主要是電阻使功率降低了。

2009.9.17 (四)

高壓電,危險!!!!

接下來,要提昇功率,改用110v的巿電,電壓高達150v以上,請小心操作,注意安全。

與風車發電的研究人,更進一步的交流,受益良多。從相片中,仔細的算,他的發電機,有9個磁極,不用齒輪提升轉速,他說在150rpm以上,就可以發電。

依相片中的磁磚的比例來算,這發電機的直徑超過40cm,立起來比我的馬達還高,也算是個龐然大物。

晚上買了一些電子零件,直接用巿電整流來提供電源。實驗測得電壓140V,週期130ms,約7.7Hz,換算約460rpm。

串上1 Ohm的電阻測電流,在線圈併上200uF的電容,測得電流峰值為130A,衰減的週期為4ms,要計算功率,得靠積分,這我就不行了,有空再算吧。相片是示波器的畫面,傻瓜相機真的不太聰明,對不準焦,照出來模糊不清,就參考一下吧。

因為電流峰值非常高,所以火花非常大,請看相片,有沒有像國慶煙火。銅箔也一下就被燒掉一大截。拆掉串聯電阻後,少了電阻的限流作用,在電刷導通的瞬間,電容形同短路,火花變的更大。不得已,只好先拆下那個併聯的消除逆電勢的大電容,再另想辦法解決火花太大的問題。

2009.9.16 (三)

手邊的汽車發電機,研究了半天,不曉得該如何接上馬達。後來想到在露天的磁鐵賣場,好像在研究風車發電,就去逛逛,尋找靈感。

看到他有一個自製的低轉速發電機,好像蠻適合的,雖然價格不便宜,還是和他聯絡,表明想買的意願。就這樣,互相搭上線了,還真的是這方面的同好。

電極銅片的接觸並非很平順,切換之間,有很大的火花,才轉不久,銅箔邊緣就已經被燒毀一角了。

2009.9.15 (二) 今早,想到電源供應器是雙電源的,就把兩個電源串起來,電壓提升至60V,速度果然變快了許多。

家裡沒有轉速計,不過倒是有示波器。把示波器搬出來,接上線圈兩端,示波器能測到500V,應該不會把示波器燒壞。

改變併聯的電容,不接電容的時候,反電勢(back EMF)非常大,超過供應的電壓,電刷的火花非常大。多併幾個電容,back emf就變小,也變的平滑多了,轉動也比較順。把家裡的電容全找出來,大概併聯總值為8uf左右。有空去買20個來併聯,看看效果如何。不過1個電容要台幣35元,20個就要700元了。而且,耐壓只有250V,若把供應電壓提高到220V,back emf就會超過600V了。耐壓AC 600V的電容不好找,而且又貴,大概又要自己做了。製作高壓電容的文件,已經找到了,有空再說吧。

馬達會轉了,可是效率沒有想像的好。電壓 60V,無負載下的電流是0.5A,消耗功率為30W。用手抓住軸心,稍微用點力,就會停下來,電流會飆到1A以上。到底能帶動發電機,產生多少的輸出呢? 假如輸出並沒有高於輸入,那似乎是白忙一場了。

在供應電壓為60V時,無負載下,從示波器的結果算出轉動的週期是270ms,3.7Hz,大約200rpm。汽車怠速時,轉速為500rpm左右,200rpm應該可以有電壓輸出了吧。

連小孩對這東西也有興趣,白天我不在家,他也去開電源,玩一玩。當晚上回家時,還問我怎麼轉速變快了。

2009.9.14 (一) 又弄到半夜才睡,終於,開始轉了。從7/23開始知道fuelless engine這個名字,到9/13,過了54天,再差幾天就2個月。

這天下班,買了4mm的鑽針,把銅條的螺絲孔都鑽好了。再用煤油把壓克力固定架和銅條上的噴膠洗乾淨。不過,壓克力好像會被煤油融解,洗過後,就變得霧霧的。

再來就是鎖銅條,鑽孔的位置沒有很精確,有些不太好鎖。再將固定架固定在底板上。

最後,接線,接上電源,開始轉了。此時,時間是半夜1:00。

銅箔的長度計算得有點太長,用美工刀切掉一小段,再調整一下PVC管的角度,避免轉子很容易就鎖定在死點,不會被慣性帶動繼續轉動。

線圈併上電容,也會影響整體的運作。原來只併1顆電容,併2顆電容後,可以明顯感覺轉動更順,聲音變小。要去找容量大一點的電容來用才行。

2009.9.13 (日)

不論怎麼努力,做出來的支撐環都是歪的。先往前進吧,開始弄電刷的部分。有了super 77萬能噴膠和inkscape畫圖軟體,就不用辛苦的量尺寸,再畫位置了。計算好,畫好圖,印出來。若是不滿意,修正後再印出來。噴膠噴一下,黏好,再鑽孔或劃線。做好後,撕掉紙,用煤油洗一下工件,一切都方便多了。

2009.9.12 (六)

用inkscape畫電刷的位置圖,方便鑽孔。

2009.9.11 (五)

買2尺的 2"PVC管,只買得到南亞的A管,就是薄管,厚管沒有零賣。若是能用厚管,應該比較不會變形。

用inkscape畫支撐環,方便銑環,不然量了半天,還是有所偏差。

另外,也買了3M的super 77萬能噴膠,用來黏工作圖稿在工件上。

2009.9.10 (四)

原來,在B&Q買的塑膠布的空心管,自己變形了,難怪會歪來歪去的,不是我的技術不好。又試了其他較小的PVC管,還是決定依照文件的說明,使用2"的PVC管。

下午再去重買3/8"的銅條,昨天沒看清楚,買到較寬較薄的銅條。然後跑了兩家B&Q,才買到銑頭,又多買了鑽石切割片,臨時起意,買了一個毛竹做的工作檯。毛竹工作檯實在很難鎖,費了好大功夫才把木鏍釘鎖緊,兩手酸得不得了。

鑽石切割片很貴,但也真的很好用,幾乎無所不切,相對的,HSS切割片就不太好用,很容易偏。

2009.9.9 (三)

早上上班前,試作工作虎鉗的固定架。proxxon的手虎鉗是可左右移動的,無法方便的銑,得固定才行。

收到吸塵器,方便工作後的清潔。

下午到環河南路買固定環的內六角沉頭螺絲,還有3mm和4mm要鎖螺帽的小螺絲。然後到中華路的電料行,找到音響喇叭的接線頭,可以用來鎖銅片電極,另外也買了兩顆250V的電容。最後,匆匆趕到太原路隨便買了兩根銅條。

回程中,路經林森南路,為了接個手機,還把機車安全帽和手機給摔在地上,幸好,手機沒摔壞。

2009.9.8 (二)

借相機,準備拍一些相片留念。

昨天回去合一下剛收到的訂作的固定環,可惜沒有溝通好,其實也不知該如何溝通,固定螺絲的外徑較大,家裡找不到合用的螺絲,看來得找時間跑一趟環南巿場了。

收到 proxxon 的工具,晚上試著銑一個塑膠支撐環,可惜中心孔是用手持電鑽鑽的,孔是斜的,銑出來的圓也歪的。比較之下,用自由錐鑽的支撐環比較不正,可能是因為用手持電鑽的關係,若用鑽台可能會好些。

2009.9.7 (一)

測量了一些數據

全重 20.8 kg,線圈框架上緣至軸中心距離 18mm,軸中心至第2層磁鐵中心30mm,至第2層與第3層磁鐵交界35mm。

線圈施加直流電壓,以銅線拉住第2層磁鐵,使磁鐵與線圈框架平行,測量不同電壓下的拉力。不是很精確的測量,作為參考而已。

做好電刷的套筒,試轉了一下,會偏來偏去,影響電刷銅片的接觸。心中老有疙瘩,怕電性接觸不良,影響效率。想要重做PVC管內部的支撐套環。自由錐不太能做的很好,想要改用小銑頭銑。猶豫了很久,還是決定在Y拍上下標買Proxxon的工具,包括

專業鑽銑機 IB/E (NO:38481)

精密立鑽檯 MB 140/S (NO:28606)

手虎鉗 MS 4 (NO:28132)

價格 4,500+2,200+500+70=7,270元

投資總成本又再上升,不曉得能否賺回來。

2009.9.6 (日)

電刷的固定架,考慮了好久,不曉得該如何做。後來靈機一動,用辦公室不要的壓克力名牌固定架來做。用線鋸機將放名牌的部份鋸掉,只留ㄇ字型的腳座部份。再次印證,工具要買品質好的,千萬別貪便宜,買大陸貨。用大陸的鋸片,真的就是鋸不開,還過熱,把壓克力都融了。後來用bosch的鋸片,順利鋸開。

壓克力的電刷固定架,下面用2"角木固定,再鎖在底板上,比較好做。

晚上到B&Q買木板回來當作底板,還有買各式的螺絲釘,用來鎖木板。B&Q的螺絲釘真是有夠貴的,1支螺絲釘超過台幣5元。不過,在那裡可以找到我要的東西,也算是方便啦,到五金行,除非是行家,懂得術語和規格,不然是買不到要的東西的。

組裝好的樣子,先來張相片,分享一下,只要作好電刷,接上電源,就會轉動了。特別試了一下,軸要偏10度左右,才會轉動,不然會鎖死在上方。

在試轉子時,沒有留神,手放在轉子和線圈中間,電源一開,姆指馬上被削一個洞,血流個不停,要隨時小心啊。

在B&Q順便看了一下proxxon(迷你魔)的工具,同等級的東西,比網路貴許多,真的有需要時,再網購好了,看起來雖然好用,但還是很貴,買齊的話,大概要花近1萬元。

2009.9.5 (六)用塑膠砧板做PVC管的支撐環,自在錐實在不是很好操作,尤其是要鑽中間套在軸上的1"的大孔,好用的自在錐無法鑽這麼小的孔,能鑽這麼小的孔的自在錐又不好用,結果花了好久的時間才弄好三個塑膠環。每個環大概花了1個鐘以上吧,而且還是歪的,後來裝上去,轉動時,可以看到PVC管會偏來偏去,這樣可能會影響電刷的接觸。只好等以後再來改良了。

DIY時,C型夾是很好用的東西,買一組,隨時都能派上用場。

另外,相片中下面那個是木銼刀,很好用,但不便宜。有什麼不平的地方,或是孔太小了,用它銼兩下,就搞定了。反正不是行家,能把它裝上就行,不能要求精密度。

2009.9.4 (五)早上用線鋸機鋸2條15cm的銅片,實在很吵,真怕鄰居丟東西來抗議。後來知道可以用迷你電鑽+小圓鋸片來鋸銅條,只是買的迷你電鑽不夠力,要很有耐性的鋸,倒是proxxon(迷你魔)的小圓鋸片還真不錯,可以鋸很多東西。

另外,實做的心得,買工具時別貪便宜,不然弄不出想的東西,又費功夫和時間,也破壞材料,到頭來還是很再買新的工具,重頭來一次。

2009.9.3 (四)

做線圈的木架。實際動手才知道,用木板做兩端的隔板,很容易彎曲,整個是弧形的。只好將就,儘量讓軸轉起來順就好。

住公寓房子,晚上由線鋸機鋸個木板,聲音實在有夠吵,真怕鄰居抗議,丟東西過來。

2009.9.2 (三)

製作電刷時要用來將PVC管固定在軸上的塑膠環套,一直覺得是很熟悉的材質,在網拍隨意的搜尋,無意中發現塑膠砧板,才想到可以用塑膠砧板來做。上網搜尋看看,是否有人提到砧板的加工難易,結果發現有人用它來做CNC銑床的零件,我的製作算是簡單的了。

買了一塊A4大小的塑膠砧板,120元。

2009.9.1 (二)

收到電子吊秤。用來量磁鐵的吸力,吊活動扳手,直到超過6kg才分開。纏住轉子的磁鐵,讓轉子不被吸下,線圈通電,在電流0.5A左右時,拉力大概3kg,在接近0.9A時,因為機座木板未固定,整個轉子和軸承以及鎖軸承的木板都被吊起來,大約超過5kg。

嗯,也試了一下自兩手的拉力,最大值為10kg,但維持較久的是9kg左右。

2009.8.31 (一)

訂購手提電子吊秤1支,300元。想用來測量轉子的力量。

2009.8.30 (日)

到新店B&Q賣場,購買線鋸的鋸片、木板(30 x 60 x 18 mm)、塑膠管。塑膠管是他們要丟掉的廢料,用29元買到,木板一塊約200元。因為之前買的線鋸太爛了,鋸片會掉,根本不能鋸,又到B&Q賣場買了Hitach的線鋸,價格約3,200元,下午鋸木板時就派上用場了。

到新店五金行找鎖軸承的螺絲,外徑為5/16",長度2"。

將磁鐵轉子固定在木板上了。

聯絡製作固定電刷的固定環,準備製作電刷。畫固定環的示意圖給代作的工廠,表達的比較清楚些。

2009.8.29 (六)

繞線完成。

下午到淡水聽課,回程經太原路,找到一家專賣銅的器材店,買了一支銅條,50元。

2009.8.27 (四)

到光華商場找零件,尤其是高壓電容。

2009.8.23 (日)

帶小孩回中壢老家,回來後繼續繞線。

2009.8.22 (六)

因為改裝的治具要改用較長的螺絲,到環河南路找到所需的螺絲,完成治具的製作。下午才能開始繞線。

另外,到太原路的DIY店,買了木工銼刀、小電鑽、銼刀組。

2009.8.20 (四)

收到 PVC線框,晚上製作繞線的治具,改裝手搖繞線器。

下標購買A4銅箔貼紙3張,厚度 0.08mm,共240元,運費45元。

2009.8.19 (三)

聚川壓克力通知PVC線框已寄出。

2009.8.18(二)

收到六角軸心,下午去台北巿的環河南路找零件,買日製連座軸承 UCFL型,內徑尺寸 1"(25.4mm),2個,單價 350元,原來是要找固定環的,軸承上有固定螺絲,那就不用固定環了。

開始黏轉子的磁鐵。

2009.8.17 (一)

收到手搖繞線機。

下標台製連座軸承 UCFL型,內徑尺寸 1"(25.4mm),2個,單價 110元,運費80元。

2009.8.16 (日)

下標購買一個舊的汽車發電機,HONDA K6 發電機。

2009.8.15 (六)

無事可做,帶老大騎單車到關渡,出去散散心。

2009.8.14 (五)

帶老大到高中報到,回家路過新莊B&Q賣場,購買AB樹脂兩種、金鋼固力膠、桌上虎鉗、夾具。

今天收到漆包線和磁鐵。

2009.8.13 (四)

在yahoo的網拍下標購買5kg 0.8mm的漆包線,台幣4,400元,運費要另加100元。

2009.8.12 (三)

找到賣手搖繞線機的廠商,一台要台幣6,000元。

找到製作軸心的工廠,經聯絡後,在yahoo的網拍下標,台幣830元,運費要另加95元。

在露天的網拍下標購買46x30x10 mm的N40釹鐵硼磁鐵30顆,單價150元,台幣4,500元,運費要另加55元。

2009.8.8 (六)

颱風來了,造成所謂的88風災。

2009.8.4 (二)

收到下載通知,下載正式文件,線上只有3次嘗試下載的機會,試了2次才下載成功。文件還有密碼保護,並且恐嚇不得散佈該文件,真是機車(稍稍表達不滿之意,言辭不雅,請見諒)。

印出文件研讀,並開始找尋製作所需的零件,尤其是那種無法自己動手製作,要找人代工的,又非自己熟悉的領域,更是要多花時間瞭解。幸好有internet和網拍,讓我可以找到大部份所需的東西。

2009.8.3 (一)

忍不住,用信用卡在線上購買[362-RC350 Fuelless Engine]文件,美金70元,信用卡扣款台幣2,360元。

2009.7.31 (五)

找到 [Fuelless Engine 362-RC350 DEMO] 這份展示文件,印出研讀。這個文件的作法,與之前的[Fuelless Engine 362]文件比較,採用永久磁鐵當轉子,在製作上較為容易。但是展示文件的一些文字被塗掉,雖然大致上瞭解其原理並不困難,但還是很想知道全部的內容,考慮花錢購買正式的文件。

2009.7.30 (四)

透過部落格 Magniwork Perpetual Motion Scam! 的討論,向網友要到一份 Magniwork Generator 的文件,印出研讀。因為此份文件的前半部都是節省用電的普通常識,所以只讀後半的重點。

為了找製作材料,無意中找到 “The Romag and Mini-Romag Generators” 的網頁,原來這分要賣錢的文件,內容是可以免費取得的。原先想花錢去買一份來看,幸好我沒有花錢買,不然一定會後悔,而且在網路上搜尋了許久,都沒有試製成功的實例。

2009.7.28 (二)

開始買磁鐵,此時的目標是 [#376P Permanent Magnet Motos]。

2009.7.23 (四)

無意中在網路的部落格You Tube網站磁動機大解剖上的回應中,找到關於 FuelLess Engine 的文件,開啟了我的興緻。

2009.7月以前

夢想用永久磁鐵在免費能源的應用,也注意到 Bedini motor,但也不曉得如何開始。