10極直列発電機
3m/s程度から
充電開始
5m/sで400mA程度 
8−6三相交流発電機
2m/s強から充電開始
5m/sで600mA程度 

12−9三相交流
3m/s程度から
充電開始
5m/sで
数十mA程度

8極直列発電機
3m/s程度から
充電開始
5m/sで
300mA程度

      ベアリングホルダー

 始めのころは、合板をくり抜いてベアリングを固定していましたが、右の写真のように改良しました。

 3号機の部品
 ネオジウム磁石 直径15mm 厚さ5mm
 コイル 0.7mm 110回巻き
 ハウジング一体型のベアリング2個と、
 支持用のボルト4本を取り付ける
 磁石を固定した円盤を取り付ける  コイルを固定した合板を取り付ける 
 磁石を固定した円盤を取り付ける   支持用の合板を取り付け、コイルの位置
 や磁石の円盤を微調整する。 
2 号 機 (8極直列)
 
  磁 石 フェライト磁石 直径 38mm 厚さ 15mm 8×2個
  コイル 0.8mmフォルマル線 140回巻き 厚さ9mm 8個を直列 直流抵抗 6.2Ω
  100rpmで、交流電圧 5V、全波整流後 7V



 1号機、2号機にいろんな大きさのブレードを取り付けて 実験した結果、発電機とブレードの間に「相性」があること が分かりました。
 
                           実験データはこちら


 翼面積の大きな低速回転のブレードには、低速で充電可能な電圧が得られる発電機3次曲面の本格的な高速回転用のブレードには、高速回転で充電に必要な電圧が得られる発電機が適しているようです。

 2号機のコイルの巻き数を少なくして高速用に改良することを考えましたが、磁石を固定した円盤の総重量が約2Kgあり、慣性重量が大きくて、高速用のブレードでは、回転数が安定するまでに1分以上かかり、絶えず変化する風についていけなくて、効率が悪いようです。

 そこで、慣性重量を小さくするために、ネオジウム磁石を使った小型の発電機を試作することにしました。
       目標は、100rpmで 交流電圧5V が得られる発電機です。

コアレス発電機の製作

 2号機は、低速用のブレードには電圧が不足気味だし、高速用としては慣性重量が大きすぎて適さないので、コイルを変更して低速用に改良しました。
 ベアリングも、ハウジング一体型で片持ち式に変更しました。
    コイル  0.6mm ホルマル線 140回巻き 厚さ 6mm
  8極直列で、直流抵抗は 12Ω
  
100rpmで、交流電圧 9.5V、全波整流後 13V

 コイルの巻き数は改良前と同じですが、厚さを小さくして、磁石間距離が小さくなったために、同じ回転数での発生電圧は約1.7倍に増加しました。 

 自転車のハブダイナモを使っていましたが、もう少し性能の良い交流発電機がほしくなって、製作してみることにしました。
 自動車のファンモーターで、扁平な形の「コキング」の全くない物を分解してみると、磁石の間で、鉄心のないコイルを埋め込んだ円盤が回転していました。
 これを真似ればコキングのない発電機が出来るだろうと思いましたが、いざ作ろうと思うと、なかなか良い案が浮かびませんでした。
 そんなとき、「ノースパワー」の日下部さんが、自作できそうな案を紹介してくれましたので、早速実験してみることにしました。

    ギアプーラー(プーラー外し)
 直径22mmのネオジウム磁石を8×2個使用した場合、吸着力が大きくて、手で外すことが出来ませんので、プーラー外しを使って取り外すように改良しています。

 
     ローター(磁石の円盤)の固定

 ローターを両側からボルトで締め付けて固定していましたが、フラツキが大きいので、写真のような金具を作ってみました。
 旋盤が使えないので、鉄板と円柱を溶接しています
磁 石 フェライト磁石 直径38mm
         厚さ 15mm 12×2個
コイル 0.6mmフォルマル線 
    280回巻き 9個 
直流抵抗 1相分(スター結線で6個)20Ω
スター結線のとき 
100rpmで、全波整流後 24V
 磁 石 ネオジウム磁石 直径22mm 厚さ10mm 8×2個
 コイル 0.6mmフォルマル線 470回巻き 8個直列 
 直流抵抗 16Ω
 100rpmで、交流電圧 15V、全波整流後 21V
 
 3 号 機(10極直列)
3 号 機(10極直列)

  磁 石 ネオジウム磁石 直径15mm 厚さ 5mm 10×2個
  コイル 0.7mmフォルマル線 110回巻き 10個直列 直流抵抗 4.9Ω
  
100rpmで、交流電圧 4V、全波整流後 5.5V 
 三相交流発電機は、効率が良いと言うことですので、4号機(8極直列)を、改良してみました。
 磁石はそのままで、コイルを6個にし、向かい合ったコイルを直列に接続して、下の図のようにスター結線としました。 

コイルの仕様 0.6mmホルマル線 290回巻き 6個
コイル1相当たり(スター結線でコイル4個)の直流抵抗 14Ω
U,V,W へ1a、2a,3aを接続し、+、ー をバッテリーへ接続する。
100rpmで、交流 8V、全波整流後 11V
 

1 号 機(6極直列) 

  磁 石 フェライト磁石 直径 38mm 厚さ 15mm 6×2個
  
コイル 0.6mmフォルマル線 250回巻き 厚さ9mm 6個を直列 直流抵抗 16Ω 
  
100rpmで、交流電圧 8V、全波整流後 12V
 
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 自作発電機の現状

     コイルの製作

 コイルは、写真のような簡単な道具で、手動で巻いています。取り外したコイルを合板にはめ込み、速乾木工ボンドを塗って固定しています。木工ボンドだと、コイルを変更するときに、水に浸しておいて解けば再利用することが出来ます。

  参 考 資 料
 7号機 (12−9三相交流) 
  6 号 機 (8極直列)
 5 号 機(8極を三相交流発電機に改良) 

試作した発電機の特性
 各発電機の回転数と無負荷時の交流電圧の関係

 4 号 機 (2号機の改良)
 3号機の製作過程

 1,2号機は、両側の支持用合板にベアリングを固定する形式を採用していましたが、 組み立てや分解がしにくいので、3号機では、ハウジング一体型のベアリングを使って、片持ち式にしてみました。