cómo construir un aerogenerador con material de desecho

7/25/2019 Cmo Construir Un Aerogenerador Con Material de Desecho

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Cmo construir un aerogenerador con

material de desecho (II): el generadorelctrico

Publicado por Jos Miguel Corralesel 15 septiembre, 2014 en Energas Renovables

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Materiales necesarios

Los materiales necesarios para la construccin del aerogenerador son los siguientes:

Motor trifsico de jaula de ardilla, obtenido en un desguace (coste: 20-30)

Hilo de cobre esmaltado de 0.8mm de dimetro (coste en funcin de lacantidad)

Imanes de neodimio. Recomendamos: www.supermagnete.de. En este casousaremos imanes de 40x10x10 mm. 40 uds (coste 97). Pueden utilizarse imanes

de ferrita, mas econmicos (incluso se pueden obtener a partir de altavoces

grandes), pero la potencia de salida ser menor.

3 Puentes de diodos o rectificador de 50A. No llega a 10 en tiendas de

electrnica. Poxilina, una especie de masilla bicomponente a base de epoxi.

Funda de plastico termorretractil,para cubrir las soldaduras

Un puado de conectores faston (centimillos)

Papel aislante DMD (Dacron-Mylar-Dacron). Esto es dificil de conseguir,

porque se vende en bobinas de 50kg. Lo ideal es encontrar algun taller de

rebobinado de motores electricos y comprarles un poco.

Cable de acero

Tornillos


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Herramientas necesarias

No son necesarias herramientas especiales, pero s que necesitaremos un trabajo de

tornero para rebajar el rotor. lo explicaremos ms adelante:

Destornilladores

Soldador de estao y estao

Alicates

Cortacables

Cuchillo o navaja

Cinta mtrica

Etc.

Primer paso: desmontaje del motor trifsico

Tras la visita al chatarrero y la adquisicin por poco ms de 20 o 30 de un buen motortrifsico de cierto tamao (entre 5 y 15CV va bien para empezar), hay que abrir el

motor, separar las tapas con sus cojinetes y retirar el rotor.

Tras esta operacin, quedar expuesto el estator con su bobinado original, que al ser de

chatarrero, seguramente estar quemado o cortocircuitado.

El estator con su rotor y tapas extradas.


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El rotor.

Segundo paso: rebajado del rotor en un tornero yeliminacin del bobinado original

Para hacer sitio a los imanes de neodimio que irn instalados en el rotor(cuya funcin

es producir el campo magntico que al girar inducir en las bobinas corriente, segn la

ley de Faraday-Lenz), hay que rebajar el rotor en un tornero, o bien hacer un rotornuevo a partir de tubo de acero, lo cual es mas delicado.

Si los imanes van a medir 10mm de alto, y habr dos imanes en cada lado, habr que

reducir 10 +10 = 20mm + 10 mm ms de seguridad, para alojar el espesor del cable de

acero y la poxilina que lo recubrir para reforzar el conjunto. Por tanto, un total de

30mm, es decir, 15mm por cada lado, ser lo que el tornero deber rebajar el rotor. Es

una operacin sencilla de un coste aproximado de 40.

En cuanto al estator, es la operacin ms pesada. Nosotros ibamos quitando bobina a

bobina, con alicate y destornillador para hacer palanca, pero mientras suframos ese

proceso, se nos ocurri otro mucho ms rpido que podeis utilizar. Consiste en cortarcon una miniradial, tipo Dremmel, el bobinado de cobre completo por uno de los lados,


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y hacer palanca por el otro lado para sacar el bobinado entero en una sola operacin.

Con esta pequea mejora, podis ganar de 2 a 4h que nos cost el proceso de

desbobinado.


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Por fin!

Tercer paso: bobinado del estator

Vamos ahora con otra operacin larga, delicada y algo tediosa: el rebobinado del

estator. Como tenemos 36 dientes y cada bobina llena dos de ellos, tendremos quefabricar 18 bobinas. Para hacer un bobinado trifsico, dividiremos esas bobinas entre

tres, obteniendo quecada fase estar compuesta por 6 bobinas, que conectaremos enserie, y posteriormente las tres fases se conectarn en paralelo, mediante puentes de


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diodos que rectificarn la corriente alterna producida y la convertirn en continua, til

para la carga de nuestras bateras. Es posible que encontris motores con otro numero de

dientes, pero el sistema es el mismo.

Para saber cuntas espiras debe tener cada bobina, es muy fcil: las que quepan!

Cuando ms espiras, ms corriente. En este caso caban, peleando un poco, unas 30espiras. Con madera, construimos una herramienta para bobinar, a la que manualmentedbamos 30 vueltas, y luego desmontbamos, para montar cada fase una vez tenamos 6

bobinas dispuestas. La longitud del interior de estator ha de ser igual a la longitud del

molde de madera para que las bobinas encajen perfectamente en el estator.

En la foto vemos el proceso de creacin de las bobinas.

Hay que bobinar siempre en la misma direccin, marcando las puntas con cinta, y

colocar las bobinas de cada fase en la misma posicin.


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A continuacin introducimos las bobinas una a una, dejando un espacio de dos dientes

entre cada una de ellas para las bobinas de las otras dos fases. En este punto es donde

hay que ver si el papel aislante de los dientes est daado o quemado, y utilizar el DMD

para reponerlo donde haga falta, aislando bien las bobinas del cuerpo del estator.

Una vez colocadas quitamos el esmalte de las puntas para proceder a conectarlas en

serie con el soldador de estao.

Para proteger la soldadura es conveniente utilizar fundas de plstico termo retrctiles,

que al calentarse se contraen y aprietan y protegen la soldadura.


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Y ya tenemos la primera fase instalada, conectada en serie y con los extremos

preparados para el posterior conexionado en paralelo de las tres fases.


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Cuando la bobina est introducida en el espacio entre dientes, hay que colocar un

pedacito de DMD en cua inversa para evitar que se salgan las espiras y choquen contra

el estator. Y ahora el truco: si van muy apretadas, podemos utilizar palillos de

brochetapara apretarlas e incluso dejarlos como aislantes y tope. No es genial?

Es importante comprobar con un polmetro la conductividad de la fase (significa quehemos soldado bien), y probar tocando un extremo de la fase y el cuerpo del motor para

ver que no hay cortocircuito (que podra ocurrir al apretar las bobinas, si se pelara el

esmalte y contactara con el estator).

Todo correcto! Seguimos con las segunda fase. Procedemos de la misma forma:

colocamos bobinas, las conectamos en serie y obtenemos dos extremos de la segunda

fase saliendo de la caja de conexiones.


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Segunda fase terminada!


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Volvemos a repetir el proceso con la tercera fase, que puede ser algo ms complicada de

bobinar, ya que el espacio cada vez es mas reducido. Hay que tener cuidado al hacer

espacio apretando las bobinas de no apretar demasiado para no araar el esmalte y

cortocircuitar fases. Recordad siempre tras la instalacin de cada fase probar con el

polmetro conductividad de fasey que no haya cortocircuito con el estator.

Y tercera fase por fin terminada! Madre ma, que montn de cobre Parece un

acelerador de partculas!


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Cuarto paso: colocacin de imanes en el rotor

Ya tenemos lnea, as que vamos a por el Bingo. Para colocar los imanes del rotor hay

que proceder de la siguiente manera. Primero que nada, medimos el permetro del rotor

y dividimos su superficie en 6 zonas, ya que tenemos 6 bobinas por fase.

Una vez divididas las zonas, comenzamos a colocar el primer imn de cada polo. Para

fijarlo, echamos unas gotitas de cianocrilato, de rpido secado. As nos aseguraremos de

que no se movern mientras montamos el resto. Recordad cambiar la polaridad del imn

en cada polo. Esto es fcil comprobarlo acercando el siguiente imn al ya instalado. Si

se atraen, colocadlo en esa posicin porque son polos opuestos, y si se repelen, dadlemedia vuelta. Cuidado con los imanes de neodimio! Tienen una fuerza descomunal(15kgen este caso, imaginaos que os cae una pesa de 15kg en un dedo), as que operad

con guantes de trabajo y cuidadito con lo que haceis, o podeis incluso llegar a perder un

dedo o parte de la chicha


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Aqu estn colocados ya los primeros imanes de cada polo. Veis tambin los tornillos

en los que ataremos un cable de acero que impedir que se muevan el resto de imanes

segn vayamos colocndolos.

Instalamos el cable, tres vueltas son suficientes, e iremos metiendo los imanes por

debajo del cable y fijndolos con cianocrilato. Cuidado con esta operacin, es delicada y


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pueden salir los imanes disparados cual bala, as que no olvidis las gafas de

seguridad y los guantes.

Y ya tenemos el primer sector finalizado! Por las dimensiones del rotor, slo nos cabe

otra fila de imanes ms.


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Para homogeneizar la superficie y darle algo ms de resistencia al cableado, recubrimos

todo el conjunto con una capa de poxilina, masilla bicomponente a base de epoxi que

endurece muy rpido, as que, no os durmis en los laureles!


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Y vamos ya con la segunda lnea de imanes. Ahora hay que tener en cuenta un detalle

ms: no hay que alinear perfectamente la segunda lnea de imanes con la primera. Por

qu? Para evitar el efecto Coggin, que tiende a forzar al rotor a colocarse siempre en las

posiciones perfectamente enfrentadas imn-diente, resultando en una resistencia inicial

al arranque que no queremos tener. Si desalineamos los imanes un poco (medio cuerpo

de iman, por ejemplo, como veis en la siguiente imagen) evitamos este efecto, y as el

rotor no tendr ninguna resistencia al giro, evitando el efecto Coggin.


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Ayudndonos de un destornillador podemos levantar un poco el cable para meter el

resto de imanes de cada polo. Ojo, no es operacin sencilla


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Ah, se me olvidaba: para evitar las fuertes repulsiones entre imanes de polos contiguos,

colocamos una pieza de plstico para separarlos un poco. Con este distanciamiento ser

suficiente para evitar que salten los imanes, a la vez que nos ayudan a posicionarlos para

evitar tambin el efecto Coggin.


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Quinta fase: montaje y conexionado del rectificador

Ya solo queda poner poxilina en la segunda fila, y montar el rotor dentro del estator.

Esta operacin es delicada, puesto que al acercar el roto al interior del estator, la fuerza

desatada es descomunal. Podemos estimarla, ya que si cada imn produce una fuerza

mxima de 15kg, habiendo 20 en la primera fila, la fuerza de atraccin del rotor hacia

dentro del estator debe andar por los 20 x 15 = 300kg.

El profesor Navasquillo ide un artilugio a base de 4 varillas roscadas y una chapa que

permite ir introducindolo poco a poco. Os pongo una foto de sus artculos:


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Una vez introducido, coloc

el conexionado del rectific

en alterna a nivel del suel

dejar los puentes de diodo

junto al generador, y bajar

El esquema de los puentes

amos las tapas con los cojinetes del eje, y p

dor. Si el generador va a ser elico, lo ideal

, para tener a mano la electrnica, aunque t

s y dems conexiones bien resguardada en

os dos cables de continua.

e diodos y su conexionado es el siguiente:

samos a realizar

s bajar las fases

mbin podemos

una caja estanca


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Y ya tenemos el generador completo y preparado para trabajar! Para medir la potencia

del mismo podemos unirle una manivela y girarlo a 1 vuelta por segundo (60 rpm), 2

vueltas por segundo (120 rpm) e incluso a 3 vueltas por segundo (180 rpm). Con esta

informacin podemos hacernos una idea de la potencia y tensin de trabajo del

generador cuando est unido a unas aspas y sometido al viento.

Si queris mas detalles, os aconsejo leer este manualdel profesor Navasquillo.

Fin, por el momento

Y hasta aqu lo que nos dio tiempo a hacer en el curso de construccin de un generador

elctricoa partir de un motor elctrico trifsico de jaula de ardilla. Han sido casi tres

dias de convivencia y trabajo duro, compartiendo con un grupo de gente variopinto yfantstico el placer de aprender a ser ms sabios.


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Al igual que Neo cuando deca en Matrix: Ya se Kungfu!, yo ahora mismo ya puedo

decir: Ya se construir un generador elctrico!, y es una sensacin fantstica de

independencia energtica y confianza en tus habilidades tcnicas para disponer de

electricidad.

Desde aqu agradecer de nuevo a Miguel Ciutad y a Paco Costa lo bien que sali todo, y

espero que sigamos en contacto para seguir aprendiendo y compartiendo tcnicas,

conocimientos y experiencias. Un abrazo a todos!


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Y vosotros, lectores, seguid al tanto, porque seguiremos descubriendo y mostrando

como acaba este maravillosa aventura de construir un aerogenerador completo de

potencia considerable de forma artesanal. Hasta pronto!

cómo construir un aerogenerador con material de desecho

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