- різновиди
- пляшкова
- Втулкові динамо-машина
- ланцюгова
- Безконтактна
- Перевагами цієї конструкції є:
- інші конструкції
- Конструктивні особливості і робота
- Динамо-пляшка
- переваги
- Принцип роботи динамо-машини
Наша сеть партнеров Banwar
Генератором електричної енергії називається пристрій, що перетворює хімічну, механічну або теплову енергію в електричний струм. Таким генератором, що використовується на велосипедах для харчування задніх ліхтарів і передньої фари, є динамо-машина.
різновиди
Розглянемо існуючі види велосипедних динамо-машин заводського виконання.
пляшкова
Цей вид велосипедного генератора найбільш доступний і простий. Однак його потужність не найбільша з усіх видів. Приводний ролик генератора обертається за рахунок торкання до протектору шини колеса під час руху.
Втулкові динамо-машина
Динамо-втулка за своїм устроєм є осьової динамо-машиною. Виконання таких моделей можуть бути різного виду. Вартість втулкового генератора досить висока. Встановлення більш складна, в порівнянні з пляшковим варіантом.
При придбанні необхідно перевірити число спиць і метод фіксації інсталяційного колеса. До переваг втулкового генератора відноситься його захищеність від вологи, на відміну від пляшкового генератора, приводний ролик якого в сиру погоду прослизає по покришці велосипеда. Пристрій поміщений усередині втулки колеса, і робота відбувається від його обертання.
До недоліків такого пристрою відноситься те, що вимкнути роботу втулкового генератора не вийде.
ланцюгова
Ланцюговий варіант велосипедного генератора зустрічається досить рідко. Однак є кілька різних виконань цього виду. Пристрій може оснащуватися USB портом для зарядки мобільних гаджетів.
Недоліком такої конструкції є малий термін служби, так як при експлуатації відбувається вплив металевої велосипедної ланцюга на пластикові елементи генератора.
Безконтактна
Це оригінальна динамо-машина з безконтактним принципом дії. Колесо велосипеда грає роль ротора. На колесо фіксується спеціальний обруч, на якому закріплені 28 магнітів. Вони розташовані по черзі, з різними полюсами.
Статором є індукційна котушка, в якій виробляється електричний струм. У цю систему включена акумуляторна батарея для накопичення енергії. За запевненням виробника для забезпечення нормального світлового потоку досить рухатися зі швидкістю 15 км на годину.
Перевагами цієї конструкції є:
- Відсутність тертьових елементів.
- Безшумна експлуатація.
- Необмежений термін експлуатації (крім батареї акумуляторів).
Недоліком безконтактної моделі є мала ємність акумуляторів. Її вистачає всього на кілька хвилин. Однак багато умільці легко виправляють цей недолік різними способами, в тому числі заміною батареї на більш потужну.
інші конструкції
В даний час дуже популярні різні цікаві пристрої, які виготовлені в Китаї. Іноді бачиш такі пристрої, які раніше ніде не виробляли. Навіть їх принцип дії не завжди зрозумілий, однак вони працюють.
Таке китайське пристрій можна сміливо назвати велогенераторів майбутнього. Динамо-машина з-під неба виглядає по аналогії фантастичних фільмів. Судячи із зовнішнього вигляду, для її функціонування немає необхідності в контакті з шиною колеса або ланцюгом. Також немає ніяких магнітів.
Принцип її роботи не зовсім зрозумілий. Можливо, це є технологічним секретом заводу виробника.
Конструктивні особливості і робота
Найбільш популярною моделлю динамо-машини на велосипедах є її пляшкова конструкція, за нею йде динамо-втулка. Решта видів використовуються значно рідше. Тому розглянемо найпоширеніші моделі.
Динамо-пляшка
Динамо-машина пляшкового виду працює на бічній частині передньої шини велосипеда. Виконана у вигляді невеликого генератора електричної енергії, і служить для роботи заднього ліхтаря і передньої фари велосипеда, а також зарядки електронних мобільних пристроїв.
Такий міні-генератор може монтуватися як на переднє колесо, так і на заднє. У першому випадку пристрій може поєднуватися з вбудованим ліхтарем. Для відключення генератора передбачений спеціальний відкидний механізм, що фіксує корпус генератора в тому положенні, коли немає контакту з шиною колеса велосипеда.
Назва цього пристрою походить від зовнішньої схожості форми з пляшкою. Пляшковий велогенераторів має й іншу назву - бічне динамо. Приводний гумовий або металевий ролик приводиться в обертання на бічній стороні шини колеса. При русі велосипеда шина надає обертальний рух ролику велогенераторів, який виробляє електричний струм.
переваги
- Відключений привід генератора не робить опору руху велосипеда. При включеному генераторі велосипедисту доводиться прикладати більше сили для руху. Динамо-втулка на відміну від пляшкового велогенераторів, завжди чинить опір обертанню колеса, хоча значення цього опору незначно. Якщо пляшковий велогенераторів включений, але ліхтарі і фара не підключені до живлення, то опір руху велосипеда менше.
- Легка і проста установка. Такий пристрій легко встановити на будь-який велосипед, на відміну від втулкового генератора, для установки якого необхідна збірка всього динамо-колеса зі спицями.
- Невелика вартість. Такі моделі зазвичай коштують дешевше інших видів велосипедних генераторів, хоча бувають і винятки з цього правила.
недоліки
- Складна настройка. Потрібна ретельна настройка і регулювання зіткнення з покришкою колеса під певним кутом, тиском в шині, висотою. Якщо велосипед впаде, або ослабнуть фіксують гвинти, генератор може бути пошкоджений. Неправильно відрегульоване пристрій генератора буде видавати багато шуму, створювати надмірне опір, прослизати по колесу. Якщо гвинти кріплення занадто ослабнуть, то механізм може зрушити з місця і потрапити в спиці колеса, що призведе до поломки спиць і виходу колеса велосипеда з ладу. Деякі велогенераторів оснащені спеціальними петлями, що оберігають їх потрапляння в спиці.
- Для перемикання потрібно фізичне зусилля. Щоб привести в дію генератор, необхідно перемістити його корпус до зіткнення з колесом. Втулкові генератори можуть включатися автоматично або за допомогою електроніки. Для цього не потрібно прикладати зусилля.
- Підвищений шум. При експлуатації чути шум у вигляді дзижчання, в той час як динамо-втулки не створюють шуму.
- Знос шини колеса. Для експлуатації генератора потрібно зіткнення з шиною, в результаті відбувається тертя і знос покришки. Якщо порівняти з динамо-втулкою, то там тертя з покришкою відсутня.
- Опір руху. Пляшкова динамо-машина надає значно більше опір руху велосипеда, ніж втулочно модель. Однак при правильному налаштуванні опір незначне, а в відключеному вигляді відсутня.
- Прослизання. При сирої дощової погоди приводний ролик пляшкового генератора буде ковзати по шині колеса, що зменшує вироблення електричного струму і знижує яскравість світла фари і заднього ліхтаря. Втулкові генератори не вимагають для роботи хорошого зчеплення з покришкою, і не залежать від погоди та інших несприятливих умов.
Динамо-втулка
Втулкові конструкція велогенераторів розроблена в Англії, а виробляється різними фірмами в багатьох країнах. Потужність такої конструкції може досягати 3 ват при напрузі 6 вольт. Технології їх виготовлення постійно удосконалюються, розміри конструкції стають менше і могутніше. Сучасні фари для велосипеда стали випромінювати більше ефективний світло, так як застосовуються світлодіоди і галогенні лампи .
Динамо-втулки при роботі не створюють шуму, але їх маса більше, ніж у інших моделей. Труться під Втулкові варіанті пристрою відсутні. Вони функціонують за рахунок магніту, що має безліч полюсів, і виконаного у вигляді кільця. Він знаходиться в корпусі втулки і обертається навколо нерухомого якоря з котушкою, зафіксованої на осі. Опір обертанню такої конструкції дуже незначне.
Динамо-втулки виробляють змінний струм. На малих швидкостях виробляється більше електрики, в порівнянні з пляшкової моделлю, за рахунок низької частоти струму. Існують схеми випрямлячів для динамо-машини. Вони виконані за простою схемою моста з чотирьох діодів.
Динамо-машина втулка виробляє низьку напругу, тому при застосуванні кремнієвих діодів втрати становлять значну величину - 1,4 вольта. З германієвими діодами втрати знижуються, і складають всього 0,4 вольта.
Принцип роботи динамо-машини
Динамо-машина виробляє електричний струм за допомогою ефекту електромагнітної індукції. Ротор обертається в магнітному полі, в результаті чого в обмотці виникає електричний струм. Кінці обмотки ротора підключені до колектора, виконаному у вигляді кілець. Через них за допомогою притискають щіток електричний струм надходить в мережу.
Струм в обмотці має максимальне значення, якщо ротор знаходиться перпендикулярно по відношенню до магнітних лініях. Чим більше кут повороту обмотки, тим ток менше. Обертання обмотки в магнітному полі змінює напрямок струму за один оборот два рази. Тому струм називають змінним.
Подібний генератор для постійного струму виготовляється на цьому ж принципі. Різниця в деяких деталях. Кінці обмотки єднають не з кільцями, а з півкільцями, які ізольовані один від одного. При обертанні обмотки щітка контактує по черзі з кожним півкільцем. Тому струм, що надходить на щітки, матиме тільки один напрямок і буде постійним.