Detta är kanske inte mitt största projekt någonsin, men väl det mest genomtänkta, så läs noga för det här skriver jag bara en gång, högst två…
Efter ett litet missöde och en tids uppehåll är jag på spåren igen. Flera av neodymmagneterna till tvättmaskinsmotorn, eller vad som ska bli en 3-fas växelströmsgenerator (till vattenhjulet), gick sönder sedan jag lagt dem för nära varandra på köksbordet. Ett par stycken gick av på mitten och andra lossnade det bitar ur, när magneterna flög ihop i en enda klump. Lärdomen att aldrig plocka loss mer än en magnet åt gången kostade 350 kronor.
För att kunna slipa ned rotorn på min tvättmaskinsmotor, så att magneterna får plats, använder jag en annan tvättmaskinsmotor. Eftersom skivorna för kilremmen är olika stora på de båda motorerna får jag en viss utväxling och varvtalet blir ruskigt högt på den rotor som ska filas ned. Jag har testat att koppla elmotorn på andra sätt också, men då går det för sakta.
Genom att lägga en fil rakt över två av de genomgående skruvarna kan jag fila ned rotorn till önskad diameter. Jag har faktiskt sådan tur att måttet blir det rätta om jag använder små rör, eller hylsor ovanpå de genomgående skruvarna. Det blir bra att trycka på med filen tills den ligger emot båda de genomgående skruvarna, då blir diametern den rätta.
För att sedan göra ytorna plana där magneterna ska sitta, sticker jag in träbitar i ventilationshålen på sidan av motorn/generatorn och låser fläkten och därmed också rotorn. Jag har tur igen, för fläkten består av tolv blad och jag kan därmed slipa ned tolv plana ytor runt rotorn, en för varje magnet. Jag behöver inte ens mäta mig fram till de rätta avstånden, de kommer ändå att bli rätt avstånd mellan dem. De genomgående skruvarna får även nu fungera som stopp för hur långt jag ska fila, men nu med något tunnare hylsor.
För att få exakt rätt avstånd mellan magneterna använder jag ett plastför (PVC-rör?) med en diameter så nära 103 millimeter som möjligt. I röret sågar jag upp tolv öppningar, lika stora som magneterna, samt en skåra längs röret så att jag kan lirka in det i motorn, runt axeln och spänna det över rotorn. Att röret inte har exakt rätt diameter gör inget, det tar jag hänsyn till vid beräkning av inbördes avstånd mellan magneterna. Skulle jag mäta fel är det lättare att såga ut ett nytt rör än att få loss magneter som limmats fast fel.
När röret sitter över rotorn kan jag lägga dit magneterna för en sista kontrollmätning, innan jag limmar fast dem. Röret plockar jag sedan bort. Genom att använda ett platsrör kan jag även välja att vinkla magneterna en aning för att minska kuggning och allt utan risk för misstag när jag limmar magneterna på plats.
När sedan magneterna sitter på plats förstärker jag det hela med epoxylim mellan dem. När det också är gjort är det dags att sätta dit statorn och testköra generatorn med en enda spole.
Innan jag lindar statorn testar jag vattenhjulets kapacitet genom att bromsa fram dess vridande moment och effekt. I det läget har jag också möjlighet att göra vissa justeringar av vattenhjulet för att uppnå maximal effekt. När jag vet vid vilket varvtal vattenhjulet har sin högsta effekt, beräknar jag generatorns statorlindningar med hänsyn till remskivornas utväxling och de värden jag fått vid generatorns testkörning.
Jag kommer inte att beräkna någon ”cut in”, alltså vid vilket varvtal vattenhjulets generator uppnår laddspänning. Istället optimerar jag effekten för normalt vattenflöde. Detta innebär att jag vid normalt flöde får maximal verkningsgrad och mycket små värmeförluster. Skulle vattenflödet öka, ökar också effekten och jag kan acceptera större värmeförluster. Om vattenflödet däremot minskar uppnår inte generatorn laddspänning för 24-voltsbatterierna, men eftersom jag kör med dubbla system, både 24 och 12 volt, kan jag koppla över vattenhjulet för laddning av 12-voltsatterierna istället. På så sätt kan jag få lite effekt ur generatorn även vid den mest extrema torka.
Vid omkoppling från 24 till 12 volt, kommer värmeförlusterna öka och verkningsgraden sjunka, men då kan jag också välja att samtidigt gå från Y till D-koppling, parallella spolar, eller lägga in seriemotstånd. Med några omkopplare kan jag alltså välja det bästa med hänsyn till vattenflödet. Att jag under torrare perioder går ned till 12 volt i spänning har ingen större betydelse för arean på den kabel som går från vattenhjulet till huset. Den effekt som överförs kommer att vara mycket lägre då och vid halverad effekt och spänning är strömstyrkan densamma.
