COMO CONSTRUIR UN AEROGENERADOR A PARTIR DE CERO

El material de este capítulo es una traducción autorizada titulada "Building A Wind Generator From Scratch" del Sr. Chuck Morrison,

Como todo lo que se escribe en este folleto, esta publicación NO es un manual completo para construir una turbina de viento. Si aún así Ud. decide fabricarla, todos los riesgos son suyos. La información que consignamos puede estar incompleta o equivocada. A estas alturas usted se debe a sí mismo hace su propias investigaciones y entender el tema en suficiente detalle para emprender éste proyecto. El trabajo que sigue se lo puede quitar comprando un generador. Esto le ahorrará esfuerzos y algún dinero. Pero ejecutarlo será una gran aventura para los curiosos y entusiastas y muchas otras personas que necesitan de apoyo. Esto simplemente quiere decir que nuestras conclusiones pueden ser equivocadas, falsas o medias verdades. Consulte a los Expertos

Para obtener más información sobre el tema diríjase a los sitios de Internet de:

Hugh Pigott,

Bergey Wind Electric,

African Wind Power

Windmission Workshop

Proven wind machines

Por que ejecutar el Proyecto?

a razón que me impulsó fue mi propio deseo. Desde mediados de 1970 he leído sobre fuentes de energía alternativas. El reto y el conocimiento adquirido me han llevado a ejecutar un proyecto de larga duración. Todavía no puedo darlo por concluido. Las fotografías las he incluido porque aún en Internet no se observan proyectos completos en detalles que he querido compartir con los lectores.

Contenido

Construcción de un juego de aspas

Adquisición de un Generador

Reemplazo de los Imanes

Rebobinar el Generador

Generador Terminado

Prueba del generador

Construcción de un juego de aspas.

Una hélice de avión se fabrica para "halar" aire y enviarlo al ala del avión. Un aspa de turbina se fabrica para moverse girando del paso del viento. Estas son las grandes diferencias entre ambas.

Parte del atractivo de construir un generador es fabricar sus aspas. El ebanista que existe en nosotros se llenó. Nos gusta tallar madera, aunque no sabía nada sobre este tema. Investigando en la red encontré un sitio que ofrecía libros interesantes y compré dos, ambos de Hugh Pigott, Windpower Workshop y Brakedrum Windmill Plans. El sitio referido es http://www.picoturbine.com, aunque también se consiguen en otherpower.com. El Sr.Hugh Pigott tiene su propio sitio, Scoraig Wind Electric, http://www.scoraigelectric.co.uk que contiene mucha información sobre alternadores.

Materiales para las aspas.

Consiga madera que sea fácil de tallar y no sea muy pesada. No debe fracturarse con facilidad. Debe ser fácil de acabar con pintura u otras resinas. Nosotros compramos tres listones de casi tres metros por 2" x 6", ya que pensábamos en aspas de ese largo. Posteriormente nos dimos cuenta de que podíamos fabricar un aspa muy eficiente de sólo siete pies (2.13 m) de largo de modo que tomamos el mejor extremo de cada listón para trazar la plantilla de las aspas.

Las plantillas del perfil de las aspas.

A seguidas mostramos un bosquejo del perfil de un aspa con las sitios y sus nombres en los que estableceremos nuestras medidas. Estúdielo y apréndase esos puntos y nombres:

Estas plantillas fueron preparadas siguiendo los libros que adquirimos. Hemos aprovechado para tratar de resolver algunas de las dificultades que estos libros nos presentaron con algunas sugerencias que pueden ser útiles.

La fotografía que sigue nos muestra un aspa en construcción con las plantillas en sus sitios.. Hemos dividido las aspas en siete tramos de la misma longitud y a ellos nos referiremos a lo largo de esta descripción. Al final comentamos las plantillas, tramos, etc., algo más ampliamente.

Tallado de las aspas.

Nosotros tallamos las aspas a mano después de un corte inicial con una sierra de banda. Para este corte inicial usamos una plantilla de toda el aspa. A la derecha en la siguiente fotografía puede verse esa plantilla. Después de ese corte dibujamos el ángulo e intensidad del giro (O si quiere, entorchado) del aspa para que se desplace al recibir la corriente de viento.

Más abajo aparecen dos lados del aspa en dos etapas de su construcción. Observe el perfil de ala en los extremos.

Tres etapas del proceso de tallado de la madera a partir del ángulo trasero. Se pueden ver las marcas que dejó la sierra chamuscando la madera. El aspa tiene que ser filosa con muy pocos dientes que prueban irregulares en su acabado.

Aquí parecen los tres mismos filos, nuevamente volteados hacia arriba.

Fijación de las tres aspas.

Para pegar las aspas a su centro hemos seguido las instrucciones de Hugh Pigott. Casi todos los tornillos los aplicamos desde la parte trasera del eje, de manera de colocar las pesas que se requirieran para balancearlas por el frente. Más adelante comentamos esto.

Para fijar las aspas al eje hay que cortar tres cuñas que rellenen el espacio que cada aspa dejará y hacer una especie de sándwich entre esas cuñas y las aspas con dos tapas de 11 pulgadas de diámetro. Recuerde que las aspas deberán ser triangulares en su extremo. Divida el plato del eje en seis campos de 60 grados cada uno. Tanto el eje central de las aspas como el de las cuñas deben casar con los del plato y con eso será suficiente para que queden bien colocadas. A pesar de que esto se dice fácilmente, no es tan fácil lograr esa ubicación dentro de gran precisión. Tenga buen cuidado de que la colocación de las aspas y las cuñas sean precisas para no tener que añadirle grandes pesos al conjunto en el momento de su balanceo.

Acabado de las aspas.

Nosotros empleamos tres manos de minio de aceite y cuatro de resina brillante de base epóxica. La adherencia de las pinturas al aceite es superior a las de caucho. La resina epóxica nos proporcionó dureza. No nos olvidemos de lijar la base antes de pintar cada mano y finalmente pulir el trabajo. Las aspas van a estar girando a una altura considerable y lo menos que deseamos es que las partículas de polvo y el agua nos obliguen a bajarla prematuramente a lo que esperamos.

Balanceo de las aspas.

Todos los aspectos asociados a la construcción de un molino son importantes, pero el balanceo de las aspas es crucial. De otro modo se nos presentará inestabilidad y vibración que pondrán en peligro no solamente las aspas, sino la turbina. No dejaremos de mencionar la ineficiencia y la inseguridad que estos elementos inducen.

Un aspa mal balanceada daña una municionera rápidamente, gira ruidosamente, se detiene prematuramente y eventualmente se quiebra.

Después de fijar el aspa a su centro exacto, mida que desde el centro de sus puntas existe la misma distancia entre las tres (Son equidistante). Trate de que cada una tenga el largo exacto de la otra de manera que giren en el mismo eje.

Si usted es cuidadoso en el proceso de fijación de sus aspas dentro de los discos de madera que le indicamos ello será por causa de diferencias en la densidad de la madera empleada. Esto no lo puede corregir sino añadiendo pesas al plato central en las aspas más livianas.

Los puntos blancos que se observan en el disco son agujeros perforados en ellos (Evite perforar las aspas) y rellenos con plomo.

Coloque el aspa verticalmente por su centro sobre un eje horizontal tal como aparece en la fotografía y haga girar el aspa varias veces para ver su tendencia consecutiva a detener se en el mismo punto (El más pesado). Coloque las pesas en lugares opuestos a ese sitio.

En la fotografía que antecede se observan las aspas fijadas dentro del sándwich formado por los discos de madera, las cuñas y ellas mismas. Se observa además la curva del dorso y el ataque.

A seguidas ampliamos nuestros comentarios relativos al diseño y tallado de las aspas. Trate de obtener el libro Brakedrum Windmill Plans de Hugh Pigott. Los planos son fáciles de leer y sus relaciones también de comprender.

Si no consigue un listón del espesor que se requiere para satisfacer los requerimientos de la caída del aspa, tome dos y péguelos hasta obtener el espesor que desea.

Las relaciones de la cuerda y la caída son:

Cerca del eje: 15% de la cuerda

En la punta: 12% de la cuerda

En el punto más ancho del aspa: 25% de la cuerda desde el ángulo de ataque.

Problema:

El espesor de la madera no permite tener la caída adecuada en el sitio más grueso del aspa.

Solución peque un trozo de madera en ese sitio hasta obtener el espesor requerido por la caída. No se trata de llenar de parches de madera el listón original. Use solamente otro único listón para ello.

Otra solución: reduzca la caída al máximo que le permite el listón que tiene. Esto afectará la caída del resto de los tramos. No perderá mucha energía.

Para evitar confusiones: La caída es menor que la cuerda. Esta es la dimensión más ancha del aspa.

La caída se mide verticalmente con el aspa en ángulo. Esto da una mayor longitud que si se mide perpendicularmente con la superficie plana. El espesor se determina en porcentajes de la cuerda en cada tramo: 1 – 15%, 2 –14.5%, 3 – 14%, 4 – 13.5%, 5 – 13%, 6 – 12.5% y 7 – 12%.

Perfil del aspa en el tramo 1.

Tramo 2

Estas son las medidas de nuestra aspa en cada tramo.

El tramo 7 es el último en la punta del aspa.

· Ancho: es el ancho del aspa.

· Caída: Es la distancia desde la superficie superior de la madera hasta el filo inferios posterior del aspa.

· Ataque: Es la curvatura que empieza desde el sitio más ancho del aspa hasta que ésta inicia su ángulo de ataque.

· Cuerda: es la distancia de su superficie inferior.

· Espesor es el ancho del aspa en su sitio más grueso.

· Distancia: Es la distancia desde el punto central del espesor hasta una perpendicular en el extremo delantero (Ataque) de la cuerda. Equivale a un porcentaje del largo de la cuerda.

Todos los cálculos están dados con la cara del aspa hacia arriba y el filo de ataque a la derecha.

Las plantillas emplean datos calculados. El resultado puede ser un aspa ligeramente débil. Parte del problema lo hemos resuelto haciendo el tramo 1 algo diferente (De más espesor) al de las especificaciones para hacerla más robusta. La pérdida de energía es despreciable en nuestro caso.

Plantilla de los tramos.

Tramo 1

160 mm de ancho.

Caída de 50 mm

Cuerda de 145.6 mm,

Espesor 25.1 mm

Distancia 41.9 mm

Tramo 2

140 mm de ancho.

Caída de 40 mm

Cuerda de 145.6 mm,

Espesor 25.1 mm

Distancia 36.4 mm

Tramo 3

122 mm de ancho.

Caída de 27 mm

Cuerda de 125 mm,

Espesor 17.5 mm

Distancia 31.2 mm

Tramo 4

102 mm de ancho.

Caída de 15 mm

Cuerda de 106.1 mm,

Espesor 14.3 mm

Distancia 26.5 mm

Tramo 5

90 mm de ancho.

Caída de 9 mm

Cuerda de 90.4 mm,

Espesor 11.8 mm

Distancia 22.6 mm

Tramo 6

80 mm de ancho.

Caída de 5 mm

Cuerda de 80.2 mm,

Espesor 10 mm

Distancia 20 mm

Tramo 7

70 mm de ancho.

Caída de 3 mm

Cuerda de 70 mm,

Espesor 8.4 mm

Distancia 17.5 mm

Las dimensiones se dan en caso de que Ud. quiera fabricar sus plantillas. Cabe la posibilidad de que su impresora, al imprimir las nuestras, le proporcione las medidas que requiere. Pegue el papel sobre un trozo de plástico, cartón rígido o madera delgada y recorte los vacíos que formarán sus plantillas.

En el dibujo anterior se pueden apreciar las plantillas colocadas en orden sobre un listón mostrando las curvas relativas de cada tramo. En el dibujo que sigue aparecen otras plantillas de una curva más tradicional. Nosotros no fabricamos nuestras aspas siguiendo esas plantillas.

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REBOBINAR UN MOTOR PARA CONSTRUIR UN GENERADOR DE BAJAS REVOLUCIONES

Existen dos tipos de generadores que podemos utilizar para construir nuestro generador. En el mundo automotriz existen como alternadores y generadores. Estos últimos son también conocidos como dinamos. La gran diferencia entre ellos es que los dinamos usan un conmutador para transferir la potencia de las bobinas del inducido al exterior.

Un conmutador es un cilindro de cobre de muchas piezas que permiten que unas escobillas tomen la corriente cuando se encuentran en una posición relativa a los polos magnéticos del generador. Esto les permite "pasearse" por los ciclos eléctricos para obtener corriente directa (DC). Generalmente existe una sección de conmutador para cada cavidad del inducido, aunque puede existir una cavidad adicional.

Un alternador difiere de este planteamiento porque dispone de dos anillos de recolección en lugar de un conmutador. Un alternador genera corriente alterna (AC) que luego se rectifica en unos diodos que la transforman en DC.

Probablemente ya usted sabe cuán difícil es conseguir un generador o alternador de cantidades notables de corriente a 300 RPM. Esta velocidad de giro dependerá del número de aspas de su turbina y cuán bien han sido diseñadas y construidas.

Como quiera que sea, conseguir motores de 300 RPM no le va a resultar fácil. En todo caso le recomiendo que visite algunos cementerios de vehículos y verifique los voltajes, intensidades de las corrientes generadas y RPM. Si localiza un motor o alternador lo suficientemente grande, puede que se anime a tenerlo. Pero tener ese motor le traerá un problema que tiene que resolver antes de usarlo.

Para que ese motor le sea útil en una turbina de viento, debe comenzar a generar corriente a una velocidad de 300 RPM o menos.

Como disminuir las RPM

El motor que hemos conseguido especifica un voltaje, amperaje y velocidad. Todas ellas están unidas y el cambio de una cambia las demás. Un generador de 12 voltios a 1750 RPM generará electricidad a más o menos de 1750 RPM, pero sólo generará 12 voltios a 1750 RPM o más. Si a ese generador le acoplamos una carga de 12 voltios sólo la alimentará a 1750 RPM o más, pero no a menos. Esta velocidad es la llamada "Velocidad de Corte".

Para disminuir la velocidad de corte se puede:

· Aumentar la fuerza de los campos

· Reemplazar los imanes con otros más poderosos

· Darle mayor potencia las bobinas.

· Una combinación de todo lo indicado.

Darle mayor potencia las bobinas puede requerir:

· Cambiarlas.

Reemplazar los imanes (Por pares de la misma potencia) puede requerir:

· Redimensionar las bobinas

· Añadir más bobinas

· Añadirle vueltas a las bobinas

A mayor cantidad de vueltas a la bobina hay mayor voltaje a unas RPM dadas. Pero si emplea alambre delgado en ellas perderá lo ganado.

Los aficionados prefieren emplear generadores alternadores. Nosotros reconstruimos uno para baja velocidad reemplazándole los imanes y las bobinas del inducido.

El motor que conseguí era un modelo 7600 de Electric Fan Engineering. Sus especificaciones eran de 12 voltios, 50 amperios. Era un motor de cuatro polos e imanes permanentes fabricado para camiones pesados. A pesar de tener dañadas las municioneras y girar ruidosamente giraba rápidamente al ser conectado a una batería de 12 voltios y bastante lento si se conectaba a un cargador de 12 voltios a 3 amperios (Carga lenta). El motor generó 15 voltios a 1725 RPM con empalme de 1 a 1.

La fotografía del motor sigue:

La carcaza es de 8" de diámetro externo aunque no exactamente redonda. Obsérvense los cuatro imanes fijados a la carcaza. No aparecen los juegos de escobillas, los extremos de la carcaza ni las municioneras. Los imanes son de ¾" de espesor y miden 2 ½" de profundidad por 3 ½" de largo. Han sido fijados a su sitio por medio de cinta adhesiva y espaciadores de metal. El motor pesó 20 kilos y el alambre de las bobinas puede ser de cobre números 15 ó 16. El esquema de su cableado es muy complejo y parece ser una combinación de solapamiento y senos. Había cuatro cables partiendo cada segmento del conmutador dando dos vueltas alrededor de 9 cavidades. Esto totaliza 8 vueltas (4 bobinas de 2 vueltas).

Los cálculos que hicimos sobre cambios asociados solamente a rebobinar y no añadir imanes se muestra a continuación:

Ya que para comenzar teníamos un motor de 600 vatios no nos resultaba muy edificante dedicarle horas de trabajo para obtener un generador de 100 vatios.

Imanes

El otro mecanismo para reducir la velocidad de corte es aumentar el campo de fuerza y o el número de polos. Aunque en algunos generadores es posible aumentar este campo, lo que aumenta el campo magnético y por tanto la capacidad de generación hay que considerar que hay un límite al aumentar el campo de las bobinas sin dañarlas.

El cambio de imanes de cerámica a imanes de tierra puede resultar en un aumento del campo magnético. El tamaño es la limitante, ya que los nuevos imanes son bastante delgados (1/4"). Como los imanes de cerámica son gruesos (1/2" y más) hay que hacerles plataformas a los nuevos para acercarlos al inducido lo suficiente para dejarle un vacío conveniente hasta las bobinas. Sin atrevernos a asegurarlo no creemos que el mismo número de polos nos permitirá una velocidad de corte menor.

El otro método es aumentar el número de polos magnéticos. Duplicarlos (Con la misma intensidad) equivale a duplicar el voltaje a la misma velocidad o igualar el voltaje a la mitad de la velocidad.

La tabla que sigue supone el mismo inducido para las mismas opciones a la misma intensidad de los imanes en cada polo. Supone además que no habrá problemas empleando un inducido bobinado para cuatro polos (Los hay, siga leyendo):

El método de añadir polos a los motores y generadores exige cambiar los imanes con un número correcto de imanes más delgados en su ancho y no en su profundidad. Si se van a usar imanes de menor profundidad hay que usar extensiones de metal ferroso (Hierro o acero) para mantener el salto vacío de aire entre el inducido y los imanes.

Nosotros decidimos reemplazar los cuatro imanes grandes con 20 más pequeños.

En la red los encontré (wondermagnet.com) de un tamaño adecuado (6" x ½"x1"). Como la longitud es excesiva sólo compramos 10 y los cortamos por la mitad en una sierra radial con cuchilla de diamante. Basta con hacer un corte de 1/16" en la superficie del imán para partirlo limpiamente.

Por supuesto que al colocar los imanes en la carcaza nos quedó un salto vacío excesivo. Esto lo resolvimos cortando trozos de una barra de 3/16" x ¼" x 3" pegadas con resina epóxica a cada imán. Los imanes quedarán debajo de esos espaciadores

Los imanes fueron espaciados cuidadosamente con papel. Como se puede apreciar en la fotografía. Desde el punto de vista físico, la selección de 20 imanes fue correcta. Los 4 polos originales se mantuvieron alternando los imanes cada 90 grados.

Las escobillas y bobinas del inducido también fueron arregladas en el mismo sentido.

Para hacer que este arreglo funcione sin rebobinar el inducido, los imanes deben coordinarse con él. El número de imanes debe ser divisible por 4. Como había 37 cavidades en el inducido habíamos pensado en usar 18 polos, era posible que esto hubiera resultado en mayor potencia a menores RPM, pero también hubiera resultado en "atascamientos" de la turbina y arranques más demorados.

Es bueno que usted entienda algunas cosas algo confusas:

Los libros que tratan sobre generadores hablan de grados magnéticos. Hasta ahora entendemos que 360 grados magnéticos son la distancia de norte a norte o de sur a sur. 180 grados magnéticos son la distancia desde un norte hasta su sur más cercano.

Las bobinas de un generador deben cubrir 180 grados magnéticos. En otras palabras, del centro de un polo al centro del polo opuesto que le es más cercano. Vea el diagrama:

Donde hay cuatro polos, cada bobina debe cubrir 90 grados físicos para cubrir 180 grados magnéticos. Con 20 polos, cada bobina debe alcanzar 18 grados físicos. En la nueva configuración las bobinas originales de cuatro polos cubrirán 900 grados magnéticos, lo que equivale a cinco cambios de tipo de polo.

Cuando introdujimos el inducido en la nueva carcaza solo pudimos leer medio voltio. Al tratar de impulsarlo con una batería solamente escuchamos vibración.

La conclusión es que no sólo basta con aumentar el número de polos. Habrá que rebobinar el inducido

Rebobinado del Inducido.

La investigación sobre lo descrito nos llevó a descubrir lo siguiente: La adición de imanes, pero no rebobinar las bobinas hizo que usáramos bobinas para 4 imanes cubriendo 9 cavidades del inducido (37/9=4). Esto significa que cada bobina ahora hace 5 cambios de polaridad o 900 grados magnéticos. Hacer girar un generador de 20 polos en estas condiciones se traduce en resultados deficientes

Desocupar las cavidades del inducido de las bobinas viejas no fue fácil. No pudimos seguir la ruta del alambre viejo y limpiar las cavidades resultó una experiencia dolorosa para los brazos.

A seguidas aparece el inducido con todas sus cavidades limpias.

Aquí podemos apreciar el conmutador y las cavidades listas para acomodar las nuevas bobinas.

Para fabricar las bobinas utilizamos la herramienta que aparece en la siguiente fotografía.

Más abajo se ilustra el uso de la herramienta. El motor al que se ha fijado el carrete de alambre no sirve. Lo usamos para sostenerlo solamente. Esta herramienta no puede ser soldada, ya que habrá que desarmarla 37 veces, una vez por cada bobina.

Como no teníamos idea sobre el número de vueltas de cada bobina ni el tipo de alambre hicimos algunos ejercicios de imaginación antes dejarlo todo en 60 vueltas de alambre de un espesor 21 AWG.

Solo con pruebas se aclararía el panorama, que era totalmente equivocado. Vea los resultados de las pruebas al final del artículo.

Aquí aparecen las 37 bobinas listas para ser instaladas. Observe la cinta adhesiva que la sostiene. Cada bobina tiene un ancho de 1/8" para poder ser colocadas en las cavidades del inducido. Al quedar colocadas las bobinas la cinta puede ser retirada para poder mover sus puntas. Como las bobinas son más largas que las cavidades las podemos hacer que se envuelvan una sobre la otra.

Aquí se pueden ver seis bobinas en su sitio.

Observe que cada bobina es colocada saltando una cavidad (O sea, no ocupa ella sola una cavidad, sino dos). Pequeñas cuñas de madera sostienen las bobinas. Cada cavidad contiene la parte delantera de una bobina y la parte trasera de otra. Debe proveerse espacio para que las bobinas centrales crucen entre dos cavidades.

A seguidas mostramos la parte posterior casi finalizada del inducido. Observe cómo se han doblado las bobinas en su extremo para ahorrar espacio.

Aquí puede apreciarse el inducido desde el extremo del conmutador. Existen dos cables que se conectarán a cada sección del mismo. Cuando todos los segmentos se hayan conectado, cada segmento quedará conectado eléctricamente a otro.

El diagrama que sigue muestra el cableado de las bobinas al conmutador. Los terminales de la bobina están arreglados de tal modo que cada uno de ellos está conectados al conmutador simultáneamente debajo de cada escobilla (La positiva y la negativa) de modo que un terminal de la bobina se opone al polo positivo de un imán y el otro terminal se opone al polo negativo del siguiente imán. Observe bien el diagrama y trate de entenderlo.

A seguidas mostramos el diagrama del cableado que nos determinó la colocación de nuestros terminales.

Esta es una vista lateral antes de fijar las conexiones. Como el conmutador es bastante grande se requiere un soldador (Cautín) potente, pues el calor se disipa. Pruebe uniendo dos cables, insértelo en la cavidad y golpee un pequeño trozo de cobre con un clavo plano sobre ellos. Le debe suministrar una conexión bastante sólida.

Los toque finales

Balanceo del inducido.

Coloque el ventilador y las municioneras. Al darle un buen número de giros se apreciará la tendencia del inducido a detenerse en un mismo sitio (Con el más pesado abajo).

Para corregir esa situación, corte algunos trozos de plomo que debe insertar en los espacios adyacentes a las bobinas del lado opuesto al pesado. Péguelas con pegamento epóxico al quedar satisfecho del balance del inducido. Este balance impedirá que las municioneras se dañen prematuramente a causa de las vibraciones.

En la fotografía que sigue de indican con flechas los sitios donde existen pesas de plomo en el inducido.

Los imanes

Si al instalar el inducido percibe fricción entre el inducido y los imanes, haga lo que nosotros. Conseguimos un disco de esmeril gastado y lo colocamos en el mandril de nuestro taladro. Luego colocamos la carcaza en posición y la centramos.

El esmerilado hay que hacerlo muy lentamente de manera que los imanes al calentarse puedan ser tocados en todo momento. De otro modo la goma epóxica que los fija a sus soportes metálicos se fracturará. Nosotros usamos además una velocidad lenta en el esmeril (700 RPM). Ahora podemos apreciar la utilidad de haber colocado los imanes debajo de los espaciadores: No esmerilaremos sobre ellos.

A seguidas puede observar el proceso de esmerilado. Algunos espaciadores serán esmerilados en toda su cara y otros no debido a que aún colocados cuidadosamente, la resina pudo haber ocupado más espacio en unos imanes que en otros y como ya habíamos dicho, la carcaza no era totalmente redonda.

Aquí tenemos el producto terminado. Observe lo que comentamos: algunas caras de los espaciadores fueron esmeriladas en su totalidad y otras no.

Antes de armar el generador quitaremos los espaciadores colocados entre imán e imán, ya que se habían colocado allí para impedir que los imanes se movieran de su sitio.

En la siguiente fotografía aparece el generador listo para ser probado. La barra roscada que sostiene sus tapas no es la original, ya que aquellas eran unos pernos largos que atravesarían los polos y ya no hay espacio para ellas.

Al fondo, a la derecha, se puede ver la pequeña batería de 12 voltios con las que inicialmente probamos el motor. Si usted va a hacer esas pruebas con el motor que consiga le recomendamos que antes lo fije a algún sitio para evitar un posible salto. En todo caso, ahora gira a 160 RPM en el sentido del reloj y a 240 en sentido contrario.

En la tabla que sigue se observan los resultados:

Afinación de las escobillas.

Como tenemos un generador con un conmutador, la colocación de las escobillas es crítica. No es ese el problema de los alternadores, pero sí de lo que tenemos a mano. Como ignoramos cuál es esa posición tenemos que hacer pruebas para localizarlas. En la foto que sigue se puede ver cómo resolvimos el problema de darle buen impulso a un giro de mano.

En cada posición de las escobillas (Ver la siguiente fotografía) le dimos giro bien impulsado y observamos la aguja de nuestro voltímetro. La selección de polos de momento es arbitraria y así marcamos el + y -.

Al hacer cada prueba anotábamos tanto la posición de las escobillas como sus resultados en la cinta que se observa pegada sobre la carcaza del generador en la fotografía anterior. Esto lo hicimos para giros derechos e izquierdos. No hicimos cambios a la polaridad de los terminales al voltímetro.

Es interesante hacer notar que en la posición de 14 voltios fue fácil hacer rotar el motor en sentido derecho, pero muy difícil en sentido izquierdo. A medida que fuimos desplazando las escobillas a la derecha sucedió lo contrario. En la tabla que sigue aparecen los resultados.

Desde el punto de vista del requerimiento de poca fuerza para girar con nuestro rotor de tres aspas luce evidente que la mejor ubicación de las escobillas será la de 14 voltios.

Prueba adicionales con un motor.

Para esta prueba colocamos un amperímetro, interruptor y batería en serie al generador y soltamos el plato de las escobillas de manera de poder moverlas libremente.

Al hacer estas pruebas descubrimos que existe un rango de posiciones alrededor de la marca de 14 voltios cuando la velocidad es estable a 160 RPM. Dentro de ese rango se perciben pequeños cambios en cuanto al consumo eléctrico propio del generador y los ruidos que él causa, aunque esos cambios son menores.

Observamos que del lado izquierdo del rango es donde se nota menor ruido y consumo eléctrico propio. Al mover las escobillas a la izquierda el generador permite que el motor aumente su velocidad a 240 RPM y el consumo aumenta a 6 amperios. Al llevarlo a la extrema izquierda se pierde la lectura del amperímetro, reduce la velocidad, se detiene y arranca en sentido inverso.

Prueba final con un pequeño ventilador.

Nuestro Interés es ubicar las escobillas en el sitio donde habrá la máxima generación con el mínimo esfuerzo. El mejor método para ello es colocarle una carga mensurable y rotarlo. Como estamos limitados a giros a mano tuvimos que buscar una carga muy pequeña. Esto nos fue posible con un ventilador de tarjeta de computador. Estos son los computadores más pequeños que existen y se encuentran en los computadores personales. El nuestro operaba a 12 voltios a 2 amperios.

Al conectar este motor y rotar el generador el pequeño motor inmediatamente se activó. Al mover la escobilla necesitamos más fuerza para que pequeño motor se activara menos. Esto nos confirmó la posición seleccionada como la mejor y la más silenciosa de todas.

Resultado de las pruebas del nuevo generador.

Para determinar la capacidad de generación del nuevo generador había que ponerlo a funcionar a velocidades conocidas. En las fotografías que siguen se muestra cómo lo hicimos.

El juego de poleas de un taladro nos dice a qué velocidades gira. Si colocamos nuestro generador en sus poleas podremos hacer los experimentos y pruebas que deseemos.

La proporción RPM/Voltaje nos dice que la mejor eficiencia de este generador está por debajo de 450 RPM sin importar dónde se encuentren las escobillas, aunque en las dos últimas posiciones. Se pueden obtener mayores voltajes a menores RPM pero el generador chisporrotea y produce un sonido poco agradable.

En la gráfica que sigue hemos hecho las extrapolaciones de velocidad y voltaje. Los colores de las curvas son los mismos de cada posición en la tabla.

Es de hacer notar que si este generador se hubiera construido sin el conmutador, pero con anillos colectores no hubiera habido problema de ajustar las escobillas. En todo caso pensamos que hemos tenido éxito. Nuestro generador tiene ahora una velocidad de corte de 162 RPM, cuando la inicial era 1750.