욕실용 환풍기로 자전거용 발전기 만들기

고장난 욕실용 환풍기에서 떼어낸 모터를 이용하여 자전거 발전기를 만들어 보았다. 

욕실용 환풍기에는 셰이딩 코일 기동형 유도전동기가 달려있는데,  이 유도전동기를 발전기로 개조해서 자전거에 장착했다.

고장난 환풍기에서 떼어낸 전동기이다. 230V 에 연결해 보았더니 잘 돌아가는 것을 볼 수 있었다. 

유도전동기를 발전기로 개조하기 위해서 먼저 분해를 한다. 

분해 후, 앞쪽 케이싱을 뒤집어서 축에 끼운 다음, 끝 부분에 자석을 고정한다. 

기존의 회전체 부분은 바퀴와 맞닿을 부분이 되고, 자석 부분은 기존의 회전체 부분에 들어가게 된다. 

자석은 글루건 등으로 고정하면 된다. 진동 없이 잘 돌아가도록 하려면 중심을 잘 맞춰야 한다. 

이런 용도로 사용하려는 자석은 사각형 자석이 적당하지만, 보유하고 있는 자석이 동그란 자석뿐이라, 동그란 자석을 이용했다. 

자석을 축에 고정한 모습이다. 

기존의 회전체가 차지하는 길이와 새로 장착한 자석이 차지하는 길이가 같도록 하는 것이 중요하다. 

회전시 원심력에 의해서 자석이 떨어지지 않도록 테이프로도 감아서 고정해주는 것이 좋다. 

이제는 셰이딩 코일을 분리할 차례이다. 셰이딩 코일은 유도전동기에서 자기장의 시간차를 주어서 단상 유도전동기의 기동 토크를 만들어 주었지만, 발전기로 사용할 때에는 셰이딩 코일에 유도전류가 흘러서 돌리는데 힘이 더 들어가게 되므로 제거해 준다. 

연결상태만 끊어줘도 된다. 

완성된 발전기를 24V 모터를 이용하여 돌려 보았더니 99V 가 발생된다. 

주파수를 측정해 보았더니 84Hz 가 나온다. 주파수는 회전수에 따라 바뀐다. 

회전자의 자극수가 2극 이므로 84Hz 가 나오려면 1초에 84 바퀴를 돌려야 한다. 그러므로 84Hz 가 발생되었다는 것은 회전자가 84(회전수/초) * 60(초) = 5,040 rpm 으로 회전하고 있다는 것을 의미한다. 

발생하는 주파수를 속도에 매칭시킨다면, 자전거 속도계를 만들 수도 있을 것 같다. 

레고 블럭과 컴퓨터 케이스를 조립할 때 생긴 플라스틱 판으로 발전기를 자전거에 고정해 보았다. 바퀴가 회전하면 발전기도 회전한다. 

전선을 절약하고, 이상전압을 방지하기 위해서 출력의 한쪽 극은 자전거 몸체에 연결했다. 

여기서 만든 발전기에서 나오는 전압은 교류이므로 LED 를 켜기 위해서는 교류를 직류로 만들기 위한 정류회로를 만들어야 한다.

브리지 정류회로와 커패시터를 연결했다. 

발전기로 구동될 LED 보드이다. 

예전에 고장난 센서등을 수리하면서 얻게 된 LED 보드이다. 

관련 글 : LED 센서등 수리(http://thomson.tistory.com/1097)

발전기에서 발생하는 전류가 크지 않으므로 저항이나 전류제한 장치 없이, 정류회로만 거쳐서 발전기와 연결되었다. 

페달을 굴려서 전기를 발생시키니 LED 가 밝게 켜지는 것을 볼 수 있다. 낮 시간이라서 그리 밝게 느껴지지는 않는다. 

발전기를 구동하는데, 큰 힘이 들지는 않으므로 야간 주행시 안전하게 자전거의 위치를 알려줄 수 있다. 

http://youtu.be/yRAtruNgyTk

위의 영상은 환풍기에서 떼어낸 모터를 이용하여 발전기를 만드는 과정이다. 

영상에 등장한 LED 보드는 용량이 큰 보드여서 빨리 달려야 불이 켜졌다. 

만든 발전기로 휴대폰 충전도 시도해 보았는데, 발전기의 용량이 적어서인지 휴대폰을 충전하기에는 무리였다. 

회전하는 자석을 내부에 꽉 차도록 만들거나, 더 큰 모터를 이용해서 발전기를 만든다면 자전거 여행 시 휴대폰 충전이나 용량이 적은 전자장치 등을 구동할 수도 있을 것 같다. 

버리는 욕실용 환풍기를 재활용해서 재료비(자석 제외)는 거의 들지 않았다. 

제작시간 : 약 2시간 30분