発電機の自作

質問

可能かどうか教えてください。

電気を使ってモーターが回る。
逆にモーターを回すと電気が発生する。
この方法を使って
自転車を漕ぐ→電動ドリルの芯を回転させる→バッテリーに充電→電化製品を動かす
は可能でしょうか？

回答No.4

sailor · ベストアンサー

＃３の方が仰るように交流（コンセントの電源）で回るような電動ドリルは、そのままでは発電機として使えません。それは模型のモーターのような永久磁石が使われていないからです。模型のモーターで永久磁石があるところも、ドリルのようなモーター（一般にユニバーサルモーターと呼びます）では電磁石になっているので、電源につながない状態ではどこにも磁力がないからです。磁力がないところでいくらコイルを回転させても発電は出来ませんので、コンセントから電源取るタイプの物では無理です。

一方、充電式のコードレスドリルなどは、基本的には永久磁石を使った模型のモーターと同じ構造ですので発電機として利用できます。

ところで、本題の自転車式の発電機ですが、これはよほどうまく作らないと電球をつけることも大変なものになってしまいます。電気的な問題よりも機械的な問題であまりにもロスが多いのです。タイヤにローラーを押し付けて回転させる方式が多いようですが、この方式ではロスがあまりにも多すぎますし、ドリル内部のギアもロスがかなりありますので、思ったような電力は発生できないでしょう。

自転車で発電をするのであれば、最近の自転車のヘッドライトの発電機に使われているハブダイナモのように比較的ゆっくりした回転でも十分に発電できるものを使って、後輪の変わりにハブダイナモを直接回してやるなどしたほうが現実的でしょう。

おまけ
コンセントの電源で回るドリルになぜ永久磁石式のモーターが使われないのでしょうか？永久磁石を使った方が、わざわざ電磁石を使うより簡単なのに、コンセントから電源を取るものには使われません。
実は、使われないんじゃなくて使えないんです。永久磁石式の模型のモーターにコンセントのような交流電流を流すと、ただブルブルと振動するだけで回転しません。なぜかというと交流電流は電気の＋と－が周期的に入れ替わっているからなんです。模型などのモーターは内部にあるブラシと整流子の働きで、永久磁石に対していつでも同じ方向に力が加わるようにコイルに流す電流を切り替えていますが。電源自体がこれとは関係なく＋と－に切り替わってしますので、右回り・左回りを細かく繰り返すだけになってしまうのです。それでは困るので、永久磁石の替りに電磁石を使い回転子の外側の磁石の極性も一緒に切り替えるようにしてやれば、＋・－が切り替わってもいつでも同じ方向に力が掛かるのでつけるというわけです。

お礼

回答ありがとうございます。
違いを丁寧に説明していただき非常に分かりやすかったです。
ハブダイナモはチェックすべきユニットですねｗ

回答No.7

U-Seven

『自作』という点からは外れているかもしれませんが。

物的には身近な物で出来ます。
自動車の発電機と充電器及びバッテリー、そしてDC12V→AC100V車用インバータがあれば可能です。
インバータは車のシガープラグに差し込んで使う奴でカー用品店でも売っています。

後は発電機をどうやって回すか…。

発電機を小型の物にして、スポーツジムなどで自転車ペダルのマシン（名前は忘れた）がありますね、あれに装着すれば便利と思います。
スポーツジムならば入れ替わりで人がやってきます、多ければ４～５人が同時に漕いでいることもある。
都合が良いです。
無料というかお金を払って充電してくれます。!(^^)!
充電が終わればバッテリーを交換し、充電済みバッテリーを持ち帰り使用すれば良いです。
（ちょっとずるいかも）

そんなことを考えていると、すでに人力発電機は商品化されていました。
「人力発電機からバッテリー（蓄電池）への充電について」
http://www.geocities.jp/piccolosp/bat.html
ここがメインページ「創作機械工房」
http://www.geocities.co.jp/piccolosp/

お礼

回答ありがとうございます。
スポーツジムで勝手に発電してもらうというのは本気でおっしゃっているのでしょうか？
回答していただいたのに申し訳ないですが、ずるいとかそういう次元の話でないようにわたくしは感じてしまいます・・・・

記憶が確かならば、自動車の発電機というのはオルタネーターの事ですか？
だとしたら、発電に至るまでに、さらに電力が必要だったと思いますので
素人のわたしにはハードルが高いような気がいたします・・・・

回答No.6

tpg0

ANo3です。
http://www.sizennokaze.com/SW-225.html
↑参考までに、このような風力発電機のキットがあります。
コイルの中で磁力を回転させればコイルに電気が発生する仕組みです。
自転車の発電機と同じ仕組みと思います。
発電機には、直流発電機や交流発電機の他に、同期発電機や誘導発電機などがありますが、コイルに起電させるには磁力は欠かせません。
電動ドリルのモーターも外側のコイルに電流を流して磁力を生じさせて回転子を回せば整流子(ブラシ)に直流電気が発生します。
尚、発電機の原理はフレミングの右手の法則です。
左手の法則は電動機(モーター)の動作原理でした。
勘違いして申し訳ありませんでした。

回答No.5

sailor

追加です。
ハブダイナモの出力は交流ですので電池を充電するなどの場合はダイオードなどを使って直流に直してやる必要があります。

といっても直流にするだけならとっても簡単です。お手軽なのがシリコンブリッジという部品を使う方法です。シリコンブリッジはダイオードが４個パックになっている部品で、端子が４本あります。そのうち２本には～のマークがあるか何も書かれていないかですので、その２本を片方を自転車の車体の金属部分につなぎ、もう片方をダイナモにつなぎます。残った２つの端子には+と-のマークがあるのでそれぞれ＋と－の出力になります。まれに４本の足のひとつだけに赤いマークが付いているものがありますが、この場合は赤いマークが＋でその対角線側が－です。残る２つの端子のどちらかを車体に残りをダイナモにつなげばOKです。車体とダイナモにつなぐ２つの端子はどちらでもかまいません。

シリコンブリッジ（シリコンスタックとも言う）は秋葉原等で￥１５０から￥２００ぐらいで手に入ります。このような用途では　１００V　１０A　程度のありふれたもので十分です。

回答No.3

tpg0

電動ドリルに使われてるようなトルクモーターを幾ら回しても発電しません。
なぜなら、磁力が存在しないからです。
発電機の原理はフレミングの左手の法則のように、磁力を動かす事で電流が発生するのです。
ですから、模型用マブチモーターのように「永久磁石」内蔵のモーターでコイルを回転させるか、自転車の発電機のように永久磁石を回転させて、コイルに起電させるかでないと発電しません。
では、なぜトルクモーターが電気で回転するかですが、電気で固定磁力を作り出して、その磁力に反発する回転磁力を作り出してるからモーターが回るのです。
磁力の存在しないコイル同士を幾ら回しても全く発電しない事は試してみれば直ぐに分かるはずです。

お礼

回答ありがとうございます。
そもそものモーターの種類が違うんですね。
モーターは同じ仕組みだとおもっていました。
風力発電はモーターを回して発電だと思いますが、
風力発電と同じ仕組みのモーターなら大丈夫という事ですね？

回答No.2

noname#131426

可能なんですが、労力の割には貯められる電力というのがごく僅かです。

電化製品と言っても、乾電池で駆動するモノ程度です。

その程度で良ければ。

こんな感じなら駆動できます。
http://www.amazon.co.jp/%E3%82%BD%E3%83%8B%E3%83%BC-ICF-B01-W-SONY-%E6%89%8B%E5%9B%9E%E3%81%97%E5%85%85%E9%9B%BB%E3%83%A9%E3%82%B8%E3%82%AA/dp/B000FP2NRI

電子レンジはムリだと思う。
５０人ぐらい呼んで、５０台の自転車で必至に漕がないと。

お礼

回答ありがとうございます。
さまざまなサイトで、自転車発電のイベントの動画などを見ても
「ためる」作業を抜きにして直接ランプを光らせるなどばかりです。

そこで、充電池にためるならば、時間はかかってもいつか動かせるのではと考えたのです。
それでも駄目なのでしょうか？

回答No.1

satoshi9999

恐らく電力が足りませんｗ

でも原理的にはあってます。

発電タイプの自転車ライトでも
電球1個分しか発電できませんし。

それ以上の電力を作るとなると
かなり重いモーターを回転させないと無理でしょう。

でも気持ちはわかります。

子供の頃、この自転車発電機を作ったことがありますが
蓄電装置が古い車のバッテリーだったため、失敗に終わりましたｗ

お礼

回答ありがとうございます。
理解できるかわかりませんが、
電動ドリルの芯の回転数を600rpmとした場合、
1.5Aの電化製品を動かすにはどれくらい漕げばいいか計算できますか？

現実的かどうかではなく、というか現実を見せてくださいｗ