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재료 준비
재료 준비
- 코일은 0.5mm 지름의 에나멜선을 사용한다.
- 자석은 네오디뮴 자석(지름 15mm, 두께 6mm)을 사용한다.
- 코일과 자석의 개수는 3:4의 비율로 한다.
- 네오디뮴 자석은 총 32개(16개씩, 앞 뒤로 2세트)가 필요하다.
코일 감는 횟수와 전압, 전류와의 관계
코일 감는 횟수와 전압, 전류와의 관계
- 발전량이 동일할 경우, 코일용 에나멜선이 두꺼울수록(지름이 클수록) 발전 전압은 낮아지고 가늘수록 발전 전압은 높아진다. 가느다란 코일은 두꺼운 코일보다 전압은 높은 반면에 전류는 적다.
- 에나멜선을 감는 횟수가 많을수록 발전 전압은 높아지고 감는 횟수가 적을수록 발전 전압은 낮아진다.
- 코일과 자석의 개수는 3:4의 비율로 한다.
- 코일 공간에 제한이 있기 때문에 두꺼운 에나멜선을 사용하면 감는 횟수가 적어져 전압이 올라가지 않는다. 가느다란 에나멜선을 사용하면 발전 전류는 적어지지만 감는 횟수가 많아져서 전압도 높아진다.
CAD 작업 및 코일 감는 도구 만들기
CAD 작업 및 코일 감는 도구 만들기
- CAD 프로그램으로 '로터', '스테이터', '코일 감는 도구'의 도면을 그린다.
- CAD File Download
https://drive.google.com/file/d/1ojpRj0hOTERK8ZidFKiS2H2P84uJegL9/view?usp=sharing
- 레이저 커팅기로 MDF를 절단한다.
- 3개의 구멍에는 코일이 감길 폭을 결정할 막대기를 삽입한다.
- 3개의 홈은 감긴 코일이 풀리지 않도록 고정끈을 삽입하기 위해 사용한다.
- 두 개의 조각을 접착제로 접착한다.
- 접촉면이 커져 코일을 감을 때 잡고 돌리기 쉽다.
- 코일이 감길 나무 막대기 3개를 꼽아준다.
- 나무 막대기의 길이는 코일의 폭이 6mm가 되도록 조정한다.
- 두 개를 결합하여 코일 감는 도구를 완성한다.
- 0.5mm 굵기의 에나멜선을 180회 정도 감아준다.
- 총 12세트 만들어준다.
개선 사항 (코일 감는 도구)
개선 사항 (코일 감는 도구)
- 기존의 도구는 양쪽 프레임이 고정이 되지 않아 감는 도중에 수시로 빠져서 코일이 엉켜버리는 불상사가 자주 발생하였다.
- 이를 방지하기 위해 두 가지 사항을 개선하였다.
- 두 개의 양쪽 프레임의 중간에 구멍을 뚫고 긴 볼트와 너트로 단단하게 고정함.
- 일정한 두께를 위해 스페이서를 끼워넣음.
스테이터와 로터 만들기
스테이터와 로터 만들기
- 레이저 커팅기로 프레임을 자른다.
- MDF 두께 6mm 사용
- 총 2개를 만든다.
- 레이저 커팅기로 로터를 자른다.
- MDF 두께 3mm 사용
- 총 2개를 만든다.
- 레이저 커팅기로 네오디뮴 자석이 위치할 가이드를 자른다.
- MDF 또는 아크릴판 두께 6mm 사용
- 총 2개를 만든다.
- 접착제를 이용하여 로터를 완성한다.
- 네오디뮴 자석은 N극과 S극이 서로 번갈아가며 위치하도록 붙인다.
- 총 2 세트
- 레이저 커팅기로 스테이터를 자른다.
- MDF 두께 6mm 사용
- 스테이터 안에 12개의 코일을 집어넣고 접착제로 고정한다.
- 코일을 연결하기 쉽도록 스테이터에 나사못을 박았다.
- 3상이 되도록 Y 결선해준다.
- 같은 색깔의 선끼리 이어준다.
- 가장 마지막 부분의 세 가닥 선을 하나로 묶어서 중성선을 만들어준다.
[그림 출처 : https://blog.naver.com/1018hun/221573305678]
- [개선 사항] 연결을 쉽게 하기 위해 각 코일마다 절연 테이프를 감아 색을 달리 하였다.
- 프레임에 베어링을 끼워넣고 접착제로 고정한다.
- 지름 10mm의 축에 각 부품들을 끼워준다.
- 프레임 - 로터 - 스테이터 - 로터 - 프레임 순으로 조립해준다.
- 로터와 로터 사이의 간격은 스페이서로 조절한다.
- 스테이터와 로터 사이의 간격이 최소한이 되도록 조정한 후 앞, 뒤로 축이 움직이지 않도록 고정한다.
전압 측정
전압 측정
- 회전 수에 따라 전압이 달라지기는 했으나 손가락으로 가볍게 돌려본 결과 3~5V 이상의 전압이 나왔다.
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