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城市信报·2015年7月13日A2

手工制作的风力发电机成型啦 大家给它起名为“蓝鲸1.0”

2015-07-13 来源:信网-城市信报 A2版
手工制作的风力发电机成型啦 大家给它起名为“蓝鲸1.0” 手工制作的风力发电机成型啦 大家给它起名为“蓝鲸1.0” 手工制作的风力发电机成型啦 大家给它起名为“蓝鲸1.0” 手工制作的风力发电机成型啦 大家给它起名为“蓝鲸1.0” 手工制作的风力发电机成型啦 大家给它起名为“蓝鲸1.0” 手工制作的风力发电机成型啦 大家给它起名为“蓝鲸1.0” 手工制作的风力发电机成型啦 大家给它起名为“蓝鲸1.0” 手工制作的风力发电机成型啦 大家给它起名为“蓝鲸1.0”

信报记者和外国专家20余人合作完成

从7月4日开始,城市信报/信网记者与19个参与者一起跟随德国工程师Simon,走进深山,学习、探讨风电机的制作,记者将过程记录下来 ,与大家分享制作过程的各种困难和快乐 。据了解,这项活动是由家园计划主办的“一起做风力发电机”活动,活动邀请了就职于中德政府合作项目GIZ 可再生能源部的SimonGoess工程师领衔,全国20名参与者在崂山清凉涧自给自足实验室,跟随德国工程师Simon进行为期数天的风电机制作。在这几天的过程中,记者跟随大家一起制作各种零件,最终组装完成,体会到了手动制作的快乐 ,并为这次的作品起名为“蓝鲸1.0”!

7月7日 玻璃纤维浇注线圈模

7月6日大家辛苦缠绕的9个铜线圈一大早就被大家摆放到一个环装的模具中,以模具圆心为基准点画出9个40度夹角的区域,每个区域摆放一个线圈,然后依次编号。按照要求将1、4、7号三个线圈,2、5、8号三个线圈,3、6、9号三个线圈分别头尾相接,焊接起来。

看到烙铁、锡条和松香等从未见过的物品放在面前,引起了不少人的兴趣。在对电工方面有经验的参与者的指导下,大家看着手中的锡条融化并包裹在铜线上,而后连接点的热量让松香融化并浸满连接点。最后 ,大家将热缩管套在连接点上,用打火机略一加热,热缩管就紧紧地、服帖地将连接点保护起来 ,这种现象让没有用过这种物品的参与者啧啧称奇。

线圈焊好后被摆放在事先做好的模具里,大家抬出了一箱瓶瓶罐罐。这里面有多罐环氧树脂,还有一些固化剂等制剂。为了将9个线圈浇注成定子后容易从模具里脱出来,大家将凡士林涂抹在模具内侧,由于在灌注树脂时树脂会被挤压出来 ,所以连固定模具的所有螺丝钉也要涂抹凡士林。

参与者Danna正在将加固定子的玻璃纤维布剪裁成模具形状,由于玻璃纤维容易扎到皮肤中不易洗掉,所以Danna只能带着笨重的手套工作。另一边,参与者70后的小伟正在调制树脂,颜色透明晶亮的环氧树脂缓缓从罐中流出,引得大家围过来拍照。“太漂亮了!”有人感叹。而后固化剂被按比例倒入盛放树脂的容器中,进行搅拌,树脂迅速变成了不透明的乳白色,混合了滑石粉后 ,将树脂液浇注在了模具中。据Simon介绍,由于在发电中线圈会升温过热,加入滑石粉后的树脂会有助于线圈的散热。

7月8日 线圈模成型,浇筑磁铁模子

今天一早,大家就将前一天浇注并晾在屋顶的定子拿了下来 ,去除表面溢出并凝固的树脂,慢慢地从模具边缘撬动木板,经过大家一番仔细的或暴力的拆卸动作,定子终于被取出来了。Simon看着树脂块上的大量气泡,似乎有点不太满意 ,但在简单修整后 ,他表示“也可以”。

随后,下午大家按照之前的方法用树脂继续将磁铁钢盘浇注成“转子”,由于转子在发电过程中不会发热,所以不需要添加滑石粉。两块转子浇注完后 ,分别被放在屋顶等待第二天的凝固。剩下的时间 ,大家工作坊继续做一些连接件的焊接工作。

7月9日 转子模失败,决定重铸

早上不到8点 ,来自浙江的参与者阿岳就到屋顶去观察两块转子树脂模具。但很快就拎着一块模具忧心忡忡回到院子里:“为什么感觉有点软呢?”在拆除了一块转子的模具后,大家都觉得这块树脂与前一天的感觉差太多,形状也不太规则。第二块模具被拆除后 ,里面的转子更是让人大吃一惊,这块树脂软到可以叠起来 ,用手一扒,整块树脂就从磁铁盘上剥落了下来。

面对这种情况,大家显得有点沮丧。几个人分析,可能是之前买的硅胶中,有一罐太稀,好像是过期了,其次,所用的固化剂是买这些东西的店老板自己配制的棕色浓稠液体,而不是他们之前用过的无色透明的水一样的液体,所以很难把握其特性和用量,另外由于前期购买的钢板与数据有2毫米的差距,由于模具已经做成,所以大家想了个办法,那就是模具缺少的2毫米的厚度用KT版来填充,但最终由于KT版受挤压后有变形,造成了树脂凝固后形状有点不规则。

现在有两个选择放在大家面前:一是把这些太软的树脂将就用,另一个就是全部重新做。而重新浇注树脂大家所面临的问题是,剩下的量已经不够了,如果派人下山去买,整个工期就要拖后延长一天。在Simon的坚持下,几人下山重新购买树脂。而其他的人在工作坊加紧赶制一个新的模具,以避免再出现使用KT板所造成的误差。

直到当天下午,模具完成后,大家对三个叶片按照120度的角度进行了固定,并开始刷桐油进行防水处理。不久,买树脂的人也回来了 ,大家在天擦黑前 ,完成了转子的第二次浇注。

7月10日 打孔断铜线,补救像手术

今天早上,Simon的脸上有点凝重,他有点担心浇注定子的树脂质量。早上吃饭的时候,参与者卞可的一句“我刚刚上去试了下溢出在外面树脂的硬度,感觉这次应该没有问题。”让大家宽心了不少。但为了保证树脂凝固的质量,大家还是决定下午再进行脱模。

中午,Simon带着大家对定子进行加工,在它三个较宽的圆角上打三个孔用于固定。由于之前大家对连接线头的排线不是特别紧密,再加上树脂并不透明,在钻第一个孔的时候,就蹭到一根铜线,连接处的热缩管被钻破,铜线暴露了出来 。大家赶紧对这个情况进行处理,阿岳负责将将要固定定子的金属件上的螺丝孔进行偏移,以避开这根铜线,而卞可则在这个钻开的螺丝孔的孔壁上挖一个凹槽,用锡焊重新对这个暴露的部位进行焊接和密封后,将这根线推入凹槽进行保护。

由于要在直径仅1cm的小小螺丝孔的孔壁上进行所有操作,卞可必须格外小心,用细小的刀子等工具伸进螺丝孔挖出合适的槽而且不伤到电线并不简单,因为凝固的树脂很硬,而铜丝又很脆弱。随后进行的焊接更是小心,电烙铁和锡条都要伸进小小的螺丝孔进行操作,很难找合适的角度。就这样不知不觉一个多小时过去了还没有弄好,在一边观看帮忙的Danna终于忍不住感叹道:“天啊,这简直就像是做心脏搭桥手术。”

下午,两个转子成功脱模,硬度形状都没有太大问题,这让大家都松了口气。下午5点左右,大家想今天还有点时间 ,就做一点组装的工作,至少将定子和转子装在连接件上。但大家没有想到的是,这项工作一做就是近6个小时。

在一次又一次的安装、旋转、观察 、发现、问题、拆卸、处理、安装的循环中,不知不觉天黑了,亮灯了,夜深了,直到晚上11点多,Simon和大家才将定子转子安装得基本满意。

转子在阿岳的手动运动下,连接定子的电线在卞可大哥的手上劈啪作响,大家关灯后 ,漆黑的小院儿里亮起了漂亮的电火花,大家尖叫着鼓掌庆祝。这一夜,大家深夜2点才陆续睡去。

7月11日 调整动平衡,早餐庆祝

由于前一天睡得太晚,11日早上一起床大家感觉有些困,但心情却格外舒畅。记者也一样,因为风电机所有部件制作完毕,最大的安装难点定子转子的安装也在10日晚上连夜完成。顾不上吃早饭,大家将安装好叶片的组装件立在了院子里的简易铁架上,Simon一边转动叶片,一边测量每个叶片的叶尖位置是否一致,一边观察叶片。做完动平衡,又将之前制作好的尾舵安装好。简单测试后正式组装完毕。

测试完后已经临近中午,大家才想起来吃早饭,虽然是简单的早饭,大家竟然拿出了几罐啤酒来庆祝,8天紧张的工作在这一天终于松了一口气,这大概是这几天来最舒心的一顿早餐。随后,记者和Danna等人顶着中午的烈阳回到营地收拾行装,大家结伴下山,徒步走了一段路后搭上了返程的公交车。

1 制作叶片

从测量定点、画线开始就要一丝不苟,所用的数据都是以毫米来计算,对叶片正反面处理的三个步骤最为费时,每个步骤的锯、凿、刨、磨都要十分小心和精细,稍有不慎叶片就会报废。

2 制作定子

这个步骤首先要做的就是缠绕铜线圈,而后要按尺寸制作一个略微呈三角形的一个环形模具,将线圈按要求焊接好后,用树脂将线圈浇注在模具中。待树脂凝固后脱模形成定子。

3 制作转子

按尺寸将两块钢板切割成圆形,制作模具使每块钢板上按规定位置摆放并粘贴12块磁铁。而后制作模具将粘贴了磁铁的钢板安放其中,浇注树脂,凝固后脱模,形成两个转子。

4 制作连接件

将各种提前切割好的三角铁、钢管、钢板等金属件焊接成固定叶片、定子、转子、尾舵、支架等部位的连接件。旋转所用的轴承也将焊死在这些连接件上。部分要求以110度、20度等角度焊接的位置是难点。

5 制作尾舵

这是所有制作的部件中唯一可以让大家“自由发挥”的一个部位,大家可以把它制作成任何形状,可以是香蕉、可以是火焰,如果手艺好也可以做成美女状,只要重量保持在1.8公斤就可以。由于青岛是滨海城市,大家决定做一个蓝色鲸鱼尾巴的样子。

6 组装

将叶片、定子、转子、连接件、尾舵等部位组装在一起,这可是个精细活。两片旋转转子与定子之间要微调到保持3毫米以内的距离。否则会影响到发电效果。叶片要以精确的120度的角度固定,尾舵也要安装结实

7 组装完成!

将所有部件安装完成后,叶片旋转时定子连接处的电线发出啪啦的声响。经过测试,确认可以发电,只要将它树立在风力充足的地方,并安装蓄电池,就可以为人们提供电能了。大家给他起名为“蓝鲸1.0”。

文/图 城市信报/信网记者 吴璟

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