С момента появления разнообразных технических устройств, выпускаемых серийно, люди, имеющие желание познать что-то новое и создать это новое своими руками, изготавливают подобные устройства и механизмы самостоятельно.
Самодельный ветровой генератор не является исключением. Для его изготовления используют как подручные средства и материалы, так и применяют компоненты заводского производства, ранее использованные в других устройствах.
Принцип работы
Работа ветрового генератора основана на преобразовании энергии ветра в электрическую энергию. Преобразование осуществляется путем передачи кинетической поступательной энергии ветровых потоков (№1 на схеме), во вращательное движение (№2 на схеме) лопастей ветровой установки («В» на схеме). В свою очередь вращательное движение лопастей, посредством механической передачи (устройство вторичного вала и редуктора), передается на вал электрического генератора («G» на схеме), вырабатывающего электрический ток (№3 на схеме).
Как сделать своими руками, что потребуется
При изготовлении ветрового генератора своими руками могут быть использованы различные материалы и подручные средства, имеющиеся в наличии. Самым главным условием для успешного решения поставленной задачи является желание изготовить подобный механизм самостоятельно и умение работать разнообразным инструментом, а также наличие свободного времени.
Вот некоторые из вариантов изготовления подобных устройств из подручных средств:
Из автомобильного генератора
Автомобильный генератор, по своему устройству, предполагает производство электрической энергии, которая вырабатывается при вращении его вала. В связи с этим, вариант использования подобного устройства, является наиболее простым решением, при самостоятельном сооружении ветровой установки.
Наиболее сложной частью, подобного устройства, являются лопасти и узел их крепления. Для изготовления данного узла можно использовать листовой, не поддающийся коррозии, металл, (алюминий, нержавеющая или оцинкованная сталь), который должен иметь способность крепиться к валу генератора и позволять закрепить необходимое количество лопастей на нем.
Лопасти можно изготовить из пластиковых труб диаметром 100,0 — 120,0 мм, для чего их следует нарезать требуемой длины и разрезать пополам, после чего места пиления обработать абразивными материалами и закрепить на ранее подготовленном узле их крепления. Собранный узел монтируется на вал генератора.
Из металлических труб, диаметром 20,0 – 25,0 мм изготавливается несущая конструкция, ее размер и форма, зависят от типа автомобильного генератора. Данный узел установки несет на себе максимальную нагрузку, в связи с тем, что именно эта часть создаваемого ветрового генератора подвергается воздействию потоков ветра и на рнего воздействует собственный вес монтируемых деталей.
На изготовленную несущую конструкцию монтируется генератор с лопастями, а также хвостовик установки, который может быть изготовлен из любого прочного материала: пластик, фанера, листовой металл.
Когда конструкция готова, к выводам генератора подсоединяются провода и вся установка монтируется на заранее подготовленном основании. Высота основания и место его установки, должны быть выбраны индивидуально, в зависимости от конкретных условий и региона расположения, что определяется наличием и скоростью воздушных потоков.
Один из вариантов ветряка, изготовленного с использованием автомобильного генератора, приведен на ниже приведенном фото:
Из асинхронного двигателя
Асинхронный двигатель, это электрический аппарат, служащий для преобразования электрической энергии в механическую, в виде вращательного движения вала данного устройства.
В своей конструкции, асинхронный двигатель имеет статор, в который помещены электрические обмотки и ротор, вращающийся внутри статора, и если в нормальном режиме работы, ротор вращается под воздействием электрического поля, создаваемого в статоре, при подаче на обмотки напряжения, то при использовании подобных электрических машин, при изготовлении ветрового генератора, происходит обратный процесс – при вращении ротора, в электрических обмотках статора образуется электрический ток. Единственное условие, при данном варианте конструкции, это необходимость не значительное переделки используемого асинхронного двигателя.
Объем переделки зависит от типа используемого двигателя, так если это оборотистая машина, с числом оборотов более 1000, то необходима перемотка обмоток статора, при использовании тихоходных устройств — перемотка не требуется. Кроме этого, для обеспечения надежной работы создаваемого ветрового генератора, необходимо выполнить установку магнитов, для этого ротор машины протачивается, на размер устанавливаемых магнитов, магниты приклеиваются к ротору, после чего данный узел заливается эпоксидной смолой.
Магниты размещаются по шаблону, для создания равномерно направленной ЭДС, образующейся в устройстве. Полюса магнитов («+» и «-») должны чередоваться, что обеспечит правильную работу аппарата.
Вариант расположения магнитов, на роторе асинхронного двигателя, приведен на фото, расположенном ниже:
Когда работы по переделке ротора завершены, двигатель собирается, и изготавливаются лопасти ветровой установки и конструкция их крепления.
Лопасти могут быть изготовлены, как и в случае использования автомобильного генератора (пластиковые трубы), или из иного, имеющегося в наличии материала: листовой металл, пластик, дерево и т.д.
Несущая конструкция должна быть прочной, т.к. асинхронный двигатель обладает значительным весом. Один из вариантов монтажа приведен на ниже расположенном фото:
Для подключения собранной и смонтированной установки используются схема соединения обмоток «треугольник», приведенная ниже:
М – асинхронный двигатель;
С – конденсаторы, обеспечивающие нормальный режим работы установки;
SA1 – коммутационный аппарат, служащий для вывода двигателя из работы;
ХР1 – клеммная колодка, служащая для соединения двигателя с нагрузочной сетью.
На неодимовых магнитах
Неодимовый магнит – это мощное устройство, в состав которого входит редкоземельный металл – неодим, железо и бор. Данный вид магнитов отличается стойкостью к размагничиванию и мощностью притяжения.
Для изготовления ветрового генератора данного вида необходимо приобрести комплект неодимовых магнитов и использовать автомобильную ступицу или иное устройство (шкив и т.д.), которые послужат основой конструкции.
При изготовлении 1-фазного генератора, количество полюсов должно соответствовать количеству магнитов, при изготовлении 3-фазного генератора, соотношение полюсов и катушек, должно быть – 2/3 или 4/3, соответственно.
Магниты наклеиваются на поверхность ступицы (шкива), при этом их полюса должны чередоваться. Для того, чтобы не ошибиться при изготовлении данного элемента, лучше всего выполнить разметку поверхности, на которой крепятся магниты, а также промаркировать их полярность. Вариант монтажа магнитов, с использованием шкива, приведен на фото:
Из медного провода наматываются катушки, количество которых соответствует количеству установленных магнитов. При наматывании, используется провод ПЭТВ или аналог, применяемый при изготовлении обмоток электрических машин. Количество витков можно рассчитать, но при отсутствии опыта выполнения подобных расчетов, вариант подбора, требуемого количества, также может быть применен.
Для небольшого генератора на неодимовых магнитах, общее количество витков в обмотке статора, должно составлять 1000 – 1200 штук, в свою очередь для определения количества витков в одной катушке, данное количество необходимо разделить на количество изготавливаемых катушек.
Внутренний диаметр (отверстие) катушки должен соответствовать диаметру магнита, или быть несколько большим, чем он.
Изготавливается статор генератора. Для этого можно воспользоваться прочным пластиком или фанерой, на поверхности которых выполняется разметка и крепление изготовленных катушек.
Вариант выполнения данной операции приведен на ниже следующем фото:
Катушки крепятся с использованием клея, после чего вся поверхность заливается эпоксидной смолой. Толщина получаемого статора должна соотноситься с толщиной неодимовых магнитов. Концы катушек, перед заливкой, выводятся наружу, где в последствии соединяются по схеме «звезда» или «треугольник».
Выполняется сборка изготовленных узлов, в единое изделие. В случае использования автомобильной ступицы, конструкция выглядит следующим образом:
К ротору генератора (ступице) крепятся лопасти или приводной вал, в случае горизонтальной установки статора. Собранные узлы крепятся на подготовленной основании, а к выводам катушек подключается нагрузка.
Самодельный ветрогенератор для дома и дачи
Для резервного электроснабжения загородного дома или дачи, наиболее подойдет вертикальный ветровой генератор, что обусловлено простотой конструкции, возможностью работать при малых ветровых нагрузках и отсутствие необходимости в монтаже высоких мачт, служащих площадкой для установки ветрового генератора.
Из рассмотренных выше вариантов изготовления подобных устройств своими силами, наиболее эффективен вариант с использованием неодимовых магнитов. В этом случае изготавливается опорная конструкция, в нижней части которой устанавливается изготовленный генератор и приемное устройство, в виде полусфер, как показано на ниже приведенном рисунке:
Ведущий вал изготавливается из стальной шпильки, которая помещается в подшипники, устанавливаемые на несущей конструкции, которая в свою очередь изготавливается из профильного (уголок, труба и т.д.) и листового металла.
В нижней части шпилька крепится к оси генератора, а в ее верхней части, монтируется конструкция, на которую устанавливаются лопасти.
Каракас лопасти (полусфера) может быть изготовлен из дерева, фанеры или толстого пластика. Для поверхности лопастей, используется тонкая фанера, тонкий пластик или легкий металл (оцинкованное железо и т.д.), которые закрепляются на каркасе лопасти, после чего выполняется их монтаж на конструкцию в верхней части шпилек.
После завершения сборки, собранное изделие устанавливается на подготовленном заранее месте и включается в работу.
Ветрогенератор для отопления
При принятии решения об устройстве системы отопления загородного дома или дачи, необходимо помнить, что, как и в случае с электроснабжением подобных объектов, ветровой генератор не является надежным источником энергии, и может лишь служить аварийным, либо в качестве второго источника, дополняя прочие альтернативные способы получения требуемой энергии: солнечные панели, геотермальные установки и т.д.
Вне зависимости от того, в качестве какого источника (основного, дополнительного или резервного) работает ветровой генератор, для работы системы отопления необходима электрическая энергия, идущая на нагрев ТЭНов отопительного котла и работы циркуляционных насосов.
В связи с этим, на выбор конструкции собираемой установки, влияет ее мощность, т.е. способность производить определенное количество электричества в единицу времени. Из рассмотренных выше вариантов, для устройства системы отопления можно применить конструкцию с использованием неодимовых магнитов и асинхронного двигателя.
Плюсы и минусы самоделок
У любого технического устройства есть свои достоинства и недостатки, и ветровые установки не являются исключением. Так различным типам ветровых генераторов присущи свои плюсы и минусы, которые определяют их технические характеристики, стоимость и условия монтажа.
Тем не менее, вне зависимости от конструкции таких устройств, если они изготавливались самостоятельно, то им присущи общие достоинства и недостатки, которые можно сформулировать следующим образом:
Достоинства самоделок:
- Низкая стоимость.
- Возможность изготовления из подручных средств.
Недостатки самоделок:
- Не возможность создать устройства надежные по обеспечению потребителей электрической энергией достаточной мощности.
- Сложность изготовления, требующая знаний в этой области техники и умение работать различным инструментом.
Verification: 72146f0e872f9296
<div><img src="http://mc.yandex.ru/watch/12333712" style="position:absolute; left:-9999px;" alt="" /></div>
Продам ветрогенератор мощностью 300 ватт, с пластиковыми лопастями, поворотным устройством, с контролёром заряда. Без проблем подойдет для освещения небольшого дома. Возможность подключения инвертора и получение полноценных 220в для подключения телевизора, компа и др. приборов, для освещения фасада дома, для альтернативной запитки видео камер и охранной сигнализации, для рыбаков и пчеловодов, для отдаленных от госэнергии дач и фермерских хозяйств.
Диск содержит много программ, также много литературы, в общем, смотрим презентацию.
Появилась третья версия этого диска, теперь Диск имеет еще более мощное содержание,(более 20-ти программ, 37 фильмов,22 книги, одна интерактивная,подробное описание 3-х ветрогенераторов, а также содержит подробное описание для изготовление солнечных батарей). И это еще далеко не все, Диск имеет доступ к бесплатной интернет библиотеке, к форуму по альтернативной энергетике, и к моему сайту. Порадует удобный интерфейс). Для тех, у кого есть доступ к интернету, и нет ограничений на скачивание, Вы можете приобрести файлы этого диска,- эквивалент 10$. Для этого свяжитесь со мной через Email- [email protected] Как только я получаю деньги, сразу отсылаю на Ваш адрес файл, и пароли к нему. Диск содержит информацию о расчетах и постройке ветрогенераторов. Очень много фото,видео, есть видео в 3-D деталировке генератора,много книг, и программного обеспечения. Всё по честному. Мой сайт http://сайт/
Мой email yalovenkoval @i .ua
<div><img src="http://mc.yandex.ru/watch/12333712" style="position:absolute; left:-9999px;" alt="" /></div>
и вот теперь, как я и обещал, выкладываю полное описание, чертежи, а также возможность самому полностью понять и изготовить реально работающую конструкцию ветрогенератора на базе АСИНХРОННОГО двигателя. В этой статье я попробую описать без утайки все нюансы постройки ветряка, с которыми столкнулся я при изготовлении, и думаю, многие из Вас смогут не только повторить, но и сделать лучше и мощнее, главное иметь большое желание и во всём разобраться.
Наверное, не стоит рассказывать, что ИНТЕРНЕТ завален информацией о постройках ветряков, но многое это просто Флуд, либо, эта информация платная. Я не прошу денег, но и не отказываюсь, любой труд должен облагораживаться, и если я Вам помог, и если Вы не равнодушный, и у Вас есть желание и возможность, хотя бы чуть-чуть помочь, можете перечислить любую возможную суму, (возможные варианты через Email), и Вы получите еще и возможность общения по SKYPE , либо по телефону.
С уважением Валерий.
ВЕТРОГЕНЕРАТОР С АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ от Валерия.
Пожалуй начнём с того что есть как минимум три пути создания ветрогенератора с асинхронного двигателя.
ПЕРВЫЙ - самый простой, но и самый неэффективный для ветрогенератора, суть такова, необходимо отыскать рабочий асинхронный электродвигатель, желательно до 1000 ОБ/мин., т. е.самый оптимальный вариант это двигатель который имеет 6 или 8 полюсов, можно почитать http://model.exponenta.ru/electro/0080.htm и здесь http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%81%D0%B8%D0%BD%D1%85%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%B0 в двигателе ничего не переделывается. Цепляем конденсаторы, приделываем мультипликатор (повышающий редуктор), с таким расчетом, чтобы электродвигатель выходил на номинальные обороты при минимальном ветре который сможет обеспечить работу генератора в номинальном режиме. Такая конструкция может быть реализована в парусных ветрогенераторах, где очень большой крутящий момент. Как правило, этот вариант больше используется для получения электроэнергии при принудительном раскручивании генератора двигателем внутреннего сгорания-ДВС. http://rove.biz/index.php/sdelai-sam/220-380
ВТОРОЙ - вариант более сложный, но и намного эффективнее. Этот вариант довольно подробно описан Николаем http://tng-forum.ru/topic55.html , поэтому здесь как бы в двух словах; Необходимо отыскать рабочий низкооборотный электродвигатель на 6 или 8 полюсов (до 1000 ОБ/МИН). Статор не перематывается, переделке подвергается только сам якорь. Поскольку цены на НЕОДИМОВЫЕ магниты очень сильно кусаются, необходимо как-то на них экономить, а чтобы сэкономить на магнитах и не потерять в мощности, обязательно необходимо ставить металлическую гильзу под магниты (чтобы магнитные поля замыкались через метал, а не по воздуху). Поэтому якорь необходимо проточить на глубину гильза+магнит+зазор между статором и якорем, запрессовать гильзу, затем наклеить правильно магниты (предварительно сделав шубу под магниты). Еще лучший вариант, если есть возможность выточить полностью новый якорь под магниты. В результате получается неплохой генератор, который при номинальных оборотах выдает на выходе три фазы по 220V .
Здесь есть немного подводных камней за которые многие молчат,- толщина гильзы должна быть не меньше толщины магнита (в идеале равна примерно ширине магнита) Чтобы не сомневаться в толщине гильзы всё легко можно проверить,- прикладываем два магнита разными полюсами на гильзу, при этом отвёртка с внутренней стороны гильзы не должна примагничиваться, если всё так, значит толщина гильзы правильная. Оптимальную толщину магнита рассчитываем по формуле:
S /8+Z =M S высота паза+ярмо
M -Z =S /8 Z зазор между статором и якорем
M -Z *8=S M высота магнита
И еще одно основное условие,- обязательно необходимо делать скос магнитных полюсов, в противном случае провернуть якорь будет довольно сложно, будут сильные залипания, которые нам не нужны.
Самый простой способ избавится от залипаний, это сделать скос на магнитах, обычно все пишут на форумах что скос делается на уявный магнит, но наверное правильнее будет сказать:- скос на зубец + паз (на статоре), при этом залипания минимальные.
Соотношение катушек к магнитам должно быть 3 к 2, т.е. на каждые три катушки должно приходить два полюса (S и N ), например, если на статоре 54 паза и на каждый зубец намотана катушка, генератор трёхфазный, (в одной фазе получаем 54/3= 18 катушек на фазу) , то на эти 54 катушки должно прийти 54/3*2=36 магнитных полюсов (18S и 18N ). Магнитов в идеале всегда должно быть в 1,5 раза меньше чем катушек (для трёхфазного генератора).
Ну и наконец, ТРЕТИЙ вариант- он самый сложный, очень много токарных работ, но этот вариант самый эффективный. Вся сложность в том, что генератор делается с *нуля*, т.е. с электродвигателя используется только железо статора, всё остальное это Ваша творческая работа! Этот вариант хорош тем, что Вы сами можете намотать генератор на любое нужное Вам выходное напряжение, и тем самым подогнать работу ветряка под свои запросы.
Для того чтобы сделать хороший генератор Вам необходимо, скажем на металлоломе, найти статор низкооборотного двигателя. Подойдет тот, у которого количество пазов равно 36,48,54 или 72, причем, чем больше пазов, тем более тихоходным получится генератор, а чем больше диаметр статора, тем большую мощность с него можно снять. Но в этом случае увеличивается вес НЕОДИМОВЫХ магнитов, а это уже приличные расходы, здесь именно тот момент, где нужно выбирать между расходами и выходной мощностью генератора. Чтобы не напрягать мозги всякими там формулами по вычислению выходной мощности генератора достаточно усвоить, что вес магнитов это примерно и есть выходная мощность генератора, например, общий вес магнитов 1 кг, то и мощность генератора примерно будет 1 КВт.
Это были общие аспекты по изготовлению ветряков с асинхронного двигателя, а теперь описание моего ветряка.
НА ЧУЖИХ ОШИБКАХ УЧИМСЯ, А СВОИ ОШИБКИ ДЕЛАЕМ…
- первая аксиома от Валерия
После изготовления аксиального генератора http://valerayalovencko.narod2.ru ,захотелось попробовать сделать генератор мощнее, вот здесь и началось изучение теории по изготовлению генераторов с асинхронных двигателей.
Основной рывок в знаниях о генераторах я получил после знакомства с САВЧЕНКО СЕРГЕЕМ он жеSERGEY VETROV http://ser-vetrov2012-savchenko.narod2.ru . Вот тогда то всё и сдвинулось с мёртвой точки. Как говорил Сергей с его опыта для идеального генератора нужно искать статор электродвигателя по таким параметрам:
Внутренний диаметр статора количество зубцов
240-330мм 54-72
Генератор мотать трёхфазный
Прежде всего, нужно было отыскать железо статора для будущего гены. Несколько раз посетил пункты приёма металлолома и там отыскал сгоревший 4 КВт двигатель, и хотя статор не совсем подходил по нужным параметрам (на статоре 54 паза, ширина зубза5мм, ширина паза 3мм, внутренний диаметр статора 130мм), тем не менее решил попробовать сделать гену с того что есть.
Корпус мотора был чугунный, использовать его я не собирался, поэтому с двух сторон подрезал болгаркой, вставил зубило и молотком расколол чугунный корпус. После этого без проблем вытащил статор двигателя и спилил с него все обмотки.
Затем тонким зубилом срубил фиксирующие скобы (на статоре у меня их было 6 шт.) , отмерял и отрубил нужные мне 40мм железа, по размеру магнитов.
Магниты я использовал НЕОДИМОВЫЕ N 38 с размерами 40*10*5.
Магниты покупал через интернет http://neodim.if.ua/ , услугами этого сайта я остался доволен, прислали быстро и без проблем по новой почте, даже к моему удивлению немного уступили в цене. Размеры этих магнитов хорошо подходили под мой статор (напомню на три зубца-два магнита).
Скос магнитных полей решил делать на железе.
Чтобы железо не распадалось в пазы вставил электроды без обмазки (как раз подошли). Острым ножом разделил каждую пластину, причём всё это постоянно оставалось на двух противоположно вставленных электродах (чтобы не нарушать заводскую последовательность пластин).
Когда все пластины были рассоединены, на электродах провернул железо на скос равный зубец + паз, всё это зафиксировал струбцинами, на ровной поверхности с помощью уголка выставил соосность всех пластин, и по месту где стояли фиксирующие скобы проварил железо электросваркой. У меня получился готовый бублик с нужным мне скосом.
Поскольку нужной трубы под наружный диаметр статора не отыскал, я принял решение использовать трубу большего диаметра, внутри этой трубы приварил направляющие сегменты и проточил их под нужный мне наружный диаметр статора.
Был нарисован чертёж,
по которому мой кум ВИТАЛИЙ ЗАВГОРОДНИЙ исполняя все мои токарные запросы, выточил корпус, а затем и все остальные детали генератора. Здесь отдельной строкой:-
ОГРОМНАЯ БЛАГОДАРНОСТЬ , поскольку как минимум 50% генератора это заслуга кума.
Подшипниковый узел был взят готовый,- это передняя ступица автомобиля Ваз.
Всю конструкцию постарался сделать по возможности компактной, тем самым уменьшая вес без ущерба для генератора. Была изготовлена несущая плоскость, к которой крепятся все силовые элементы конструкции.
Якорь также был изготовлен с трубы только меньшего диаметра, якорь одновременно является и элементом крепления махов лопастей. Толщину якоря, именно то место где вклеиваются магниты, для уверенного замыкания магнитных полей, увеличил. Для этого с внутренней стороны гильзы были запрессованы три толстых шайбы выточенных с метала и заварены, (поскольку целого куска такой болванки метала у меня не было). На гильзе были профрезерованы три отверстия под махи лопастей диаметром 35мм под углом в 120 градусов. В этом мне помог Сергей Ветров http://ser-vetrov2012-savchenko.narod2.ru , он же профрезеровал и пазы в стаканах под махи лопастей, и эти стаканы приварил к гильзе якоря.
Ось якоря также с передней ступицы ВАЗ, только на ней были обрезаны на токарном станке уши под шаровые опоры. Ось запрессована в гильзу якоря и прикручена болтами.
На якорь было наклеено 36 магнитов. Перед оклейкой якорь был розчерчен на станке, но поскольку розчертить на 36 частей не получалось, пришлось розчертить на 12 частей, т.е. в один сектор ставало три магнита.
Сначала были наклеены все магниты, скажем полюсом S ,
а затем без проблем между ними были наклеены все магниты полюсом N (через один).
Клей использовал двухкомпонентный, выдавливал прямо на магнит S по капле и прямо на магните смешивал, а когда клеил полюса N , то клей смешивал прямо на якоре между магнитами.
Перед тем как мотать статор, необходимо определится, каким проводом мотать, и сколько витков мотать. Для этого мотаем как минимум три катушки разным проводом, собираем всю конструкцию и тестируем на постоянных оборотах. Я тестировал на токарном станке на 400 ОБ/Мин. При этом измеряем напряжение и ток, как на ХХ (холостом ходу) , так и с нагрузкой. Все данные записываем, определяемся на какое напряжение нам нужен генератор, и мотаем то, что нам нужно.
Ток в цепи не изменится, а вот напряжение необходимо умножить на количество катушек в фазе, а затем на коэффициент 1,73 – это по переменке, а по постоянке полученный результат еще умножить на коэффициент 1,4. При этом (на примере моего гены), имеем: 2*18*1,73*1,4=87,2V постоянки на 400 ОБ/Мин. Поскольку зависимость от оборотов линейная, то на 200 ОБ/Мин получим 44V постоянки, минус потери на провода и имеем прекрасный результат для зарядки двух-трёх АКБ.
ЧЕМ БОЛЬШЕ ПРАКТИКИ,- ТЕМ БОЛЬШЕ ВОПРОСОВ В ТЕОРИИ.
-вторая аксиома от Валерия.
И так, определившись с количеством витков и толщиной провода, мотаем все катушки. Для намотки я изготовил несложное приспособление, наматывал катушки на самодельном станке.http://youtu.be/8jmUUkRW11k Провод покупал в Харькове, на предприятии ООО*ХАРЭЛЕКТРОМЕТ*.
Также были изготовлены несколько приспособлений для формовки и укладки катушек, а также изоляционного материала (электрокартон).
Затем все катушки укладываем в пазы статора,
правильно распаиваем, для трёхфазного генератора – начало первой катушки с концом четвёртой, начало четвёртой с концом седьмой, начало седьмой концом десятой и т.д. Вторую и третью фазы распаиваем аналогично.
Затем обматываем обмотки киперной лентой, у меня её не было, я скреплял обмотки обычной толстой нитью.
Пропитываем все обмотки лаком (я использовал обычный паркетный), и весь этот блин запекаем. Я запекал в старой газовой духовке два часа, при температуре больше 100 градусов (датчик не работал). В итоге получается довольно неплохой пропитанный лаком статор.
Осталось сделать защитный пыльник спереди гены, покрасить все элементы и собрать конструкцию в один узел, при этом не забыть смазать подшипники.
Самые первые испытания, прогон генератора на токарном станке, результат на видео
С самого начала я планировал изготовить какой-то несложный поворотный узел для лопастей ВРШ (винт регулируемого шага). Идею ВРШ подсказал Сергей Ветров.Были изготовлены три упорных стакана (в которых Сергей профрезеровал косый паз),
выточены три поворотных оси с фланцами. Чтобы легко можно было выставлять угол заклинения лопасти, были изготовлены еще три стакана, в которые вклеиваются лопасти. Стакан на лопасти имеет грибок, который прижимается вторым фланцем и фиксирует любой угол заклинения лопасти.
Опорный подшипник на оси маха взят со шкворня авто * ВОЛГА*, пружины с клапанного механизма неизвестного авто.
Принцип работы ВРШ очень прост,- при увеличении скорости вращения, лопасть под действием центробежной силы начинает перемещаться по пазу, и одновременно прокручивается до флюгерного положения. Тем самым поддерживаются стабильные обороты при любом порыве ветра. Все трущиеся детали смазываются, ось внутри стакана фиксируется штопорным болтом. Все это устройство закрыто пыльником (пыльник идеально подошел от рулевой рейки авто *ТАВРИЯ*)
Когда весь механизм собран,
необходимо отрегулировать одинаковые усилия на пружинах, самый простой способ с помощью весов. Гайкой на оси маха регулируем усилие пружины, выставляем одинаковый момент отрыва на всех махах лопастей. Вес отрыва выставляем экспериментально, все зависит от веса лопасти и скорости вращения. Механизм ВРШ закрываем заранее выточенным колпаком. Защитный колпак выливал с эпоксидки+древесная пыль в подходящей форме с последующей проточкой на токарном станке. На генераторе закрепил контактную колодку, на которой легко можно коммутировать соединения обмоток, и трёхфазный мост с которого к земле уже спускаются два провода.
Поворотный узел сделан так же как и в предыдущей конструкции, т.е. на мачте насажены на оси с отверстием два подшипника 206,
а на подшипники запрессована гильза с приваренными элементами крепления генератора.
Для крепления генератора к мачте использовал элементы деталей с бурячного комбайна. Хвост сделан с текстолита и закреплён соосно с генератором. Для уверенной защиты от ураганного ветра генератор закрепил на амортизаторе.
Вся конструкция получилась прочной и компактной,
Теперь у меня предстоит небольшая переделка мачты и изготовление контролёра.
Всё подробно думаю описать ближе к зиме, так как сейчас уже лето, а это время труда и отдыха, на всё не хватает средств и время.
Продолжение следует…
Ну вот, как и обещал, решил дописать статейку, еще не совсем уверен насколько интересно у меня это всё получится, но я постараюсь.
Начну с того что мачту я немного переделал. Теперь добавил еще один фланец. А также сделал еще один ряд растяжек. Высота мачты в данный момент 10 метров, хотя в дальнейшем планирую её поднять на 12 метров, это та минимальная высота, на которой начинаются более равномерные ветра.
Изначально Контролёр был сделал по проверенной схеме,
с одной лишь разницей, что вместо реле я поставил мощный полевой транзистор, который напрямую включает балласт после полной зарядки АКБ. .Настройка схемы не сложная, нужно всего лишь выставить верхний и нижний порог срабатывания.
Но. затем был изготовлен более простый и более надёжный контролер с возможностью независимого заряда разных АКБ, и возможностью переключения в 12-ти и 24-х вольтовый режим.
Так он выглядит внутри
Работоспособность этого контролера, а заодно и ветрогенератора, можно посмотреть здесь
Для экстренного торможения ветряка, скажем на случай урагана, предусмотрено принудительное включение балласта через реле. Оптимальная нагрузка генератора при торможении должна быть 50 процентов КПД генератора. Более понятным языком, Сопротивление нагрузки должно быть равным сопротивлению генератора, только в этом случае происходит эффективное торможение генератора.
Пластиковые лопасти,диаметром 2,6 метра, изготовил sergey vetrov вот его сайт http://ser-vetrov2012-savchenko.narod2.ru , за что ему огромное спасибо.
%0A%20 %0A%20
| Форма входа |
| Поиск |
В качестве генератора для ветряка было решено переделать асинхронный двигатель. Такая переделка очень проста и доступна, поэтому в самодельных конструкциях ветрогенераторов часто можно видеть генераторы сделанные из асинхронных двигателей.
Переделка заключается в проточке ротора под магниты, далее магниты обычно по шаблону приклеивают к ротору и заливают эпоксидной смолой чтобы не отлетели. Так-же обычно перематывают статор более толстым проводом чтобы уменьшить слишком большое напряжение и поднять силу тока. Но этот двигатель не хотелось перематывать и было решено оставить все как есть, только переделать ротор на магниты. В качестве донора был найден трехфазный асинхронный двигатель мощностью 1,32Кв. Ниже фото данного электродвигателя.
> Ротор электродвигателя был проточен на токарном станке на толщину магнитов. В этом роторе не применяется металлическая гильза, которую обычно вытачивают и надевают на ротор под магниты. Гильза нужна для усиления магнитной индукции, через нее магниты замыкают свои поля питая из под низа друг друга и магнитное поле не рассеивается, а идет все в статор. В этой конструкции применены достаточно сильные магниты размером 7,6*6мм в количестве 160 шт., которые и без гильзы обеспечат хорошую ЭДС.
>
>
Сначала, перед наклейкой магнитов ротор был размечен на четыре полюса, и со скосом были расположены магниты. Двигатель был четырех-полюсной и так как статор не перематывался на роторе тоже должно быть четыре магнитных полюса. Каждый магнитный полюс чередуется, один полюс условно "север", второй полюс "юг". Магнитные полюса сделаны с промежутками, так в полюсах магниты сгруппированы плотнее. Магниты после размещения на роторе были замотаны скотчем для фиксации и залиты эпоксидной смолой.
После сборки ощущалось залипание ротора, при вращение вала чувствовались залипания. Было решено переделать ротор. Магниты были сбиты вместе с эпоксидной смолой и снова размещены, но теперь они более менее равномерно установлены по всему ротору, ниже фото ротора с магнитами перед заливкой эпоксидной смолой. После заливки залипание несколько снизилось и было замечено что немного упало напряжение при вращении генератора на одних и тех же оборотах и немного подрос ток.
>
После сборки готовый генератор было решено покрутить дрелью и что нибудь к ниму подключить в качестве нагрузки. Подключалась лампочка на 220 вольт 60 ватт, при 800-1000 об/м она горела в полный накал. Так-же для проверки на что способен генератор была подключена лампа мощностью 1 Кв, она горела в полнакала и сильнее дрель не осилила крутить генератор.
>
В холостую на максимальных оборотах дрели 2800 об/м напряжение генератора было более 400 вольт. При оборотах примерно 800 об/м напряжение 160 вольт. Так-же попробовали подключить кипятильник на 500 ватт, после минуты кручения вода в стакане стала горячей. Вот такие испытания прошел генератор, который был сделан из асинхронного двигателя.
>
После для генератора была сварена стойка с поворотной осью для крепления генератора и хвоста. Конструкция сделана по схеме с уводом ветроголовки от ветра методом складывания хвоста, поэтому генератор смещен от центра оси, а штырек позади, это шкворень, на который одевается хвост.
>
Здесь фото готового ветрогенератора. Ветрогенератор был установлен на девятиметровую мачту. Генератор при силе ветра выдавал напряжение холостого хода до 80 вольт. К нему пробовали подсоединять тенн на два киловатта, через некоторое время тенн стал теплым, значит ветрогенератор все-таки имеет какую-то мощность.
>
Потом был собран контроллер для ветрогенератора и через него подключен аккумулятор на зарядку. Зарядка была достаточно хорошим током, аккумулятор быстро зашумел, как будто его заряжают от зарядного устройства.
Пока к сожалению никаких подробных данных по мощности ветрогенератора нет, так-как пользователь разместивший свой ветрогенератор вот здесь
Самодельный ветрогенератор представляет собой установку для выработки электрической энергии за счет использования ветра. Подобные устройства обычно используются в качестве альтернативного источника электроэнергии. Самодельный ветрогенератор для дома способен полностью обеспечивать электричеством семью из нескольких человек. Такие установки являются эффективным способом генерации электроэнергии в населенных пунктах, которые удалены от центральных энергосетей. Ветрогенератор приводится в движение силой ветра, которая затем преобразуется в энергию вращательного движения. Установки на 30 кВт способны использоваться в качестве автономного источника электричества для обеспечения потребностей промышленных и жилых объектов.
Особенности самодельных ветрогенераторов
Для того, чтобы обеспечить электроэнергией частный дом можно использовать вертикальный ветрогенератор мощностью до 2 кВт. Принцип работы ветроэлектрической установки заключается в преобразовании кинетической энергии ветряного потока в механическую энергию лопастей. Механическая энергия в свою очередь вращает ротор и генерирует электрический ток.
Стандартный ветрогенератор состоит из следующих узлов:
- вращающиеся лопасти
- ротор турбины
- генератор и его ось
- инвертор, преобразующий переменный ток в постоянный
- аккумулятор
Ветрогенератор может быть дополнительно оснащен контроллером. Самодельный контроллер для ветрогенератора используется для заряда аккумулятора и контроля за состоянием батареи. При полном заряде аккумулятора контроллер останавливает ветряк.
Работа ветряного генератора осуществляется следующим образом. При вращении ротора генерируется трехфазный переменный ток, который направляется через контроллер и затем подзаряжает батарею постоянного тока. После инвертор преобразует ток для потребления и пускает его для того, чтобы обеспечить освещение и электропитание для телевизора, холодильника и другой бытовой техники.
Виды ветрогенераторов
Ветряки могут различаться по следующим параметрам:
- количество лопастей
- материалы изготовления
- ориентация оси вращения относительно поверхности земли
- шаговый признак винта
Многолопастные модели более эффективны по сравнению с двух- или трехлопастными, поскольку они приводятся в движении при самых малых проявлениях воздушных потоков. Лопасти могут быть жесткими или парусными. Жесткие обычно делаются из металла или стеклопластика. По направлению оси вращения различаются вертикальные и горизонтальные модификации.
Более широкое применение получили ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения ротора. Такие установки отличаются высоким КПД, улучшенной защитой от ураганных порывов ветра и простой регулировкой мощности. Вертикальные модели просты в монтаже, бесшумны и могут работать даже при слабых порывах ветра.
Модель на неодимовых магнитах
Самодельный ветрогенератор на неодимовых магнитах становится все более популярным во многих российских регионах. В качестве основы такого устройства необходимо использовать ступицу от авто с тормозными дисками. Деталь лучше разобрать и проверить на исправность, смазав подшипники и удалив ржавчину.
Неодимовые магниты наклеиваются на диски ротора. К примеру можно взять двадцать магнитов небольшого размера. При выборе количества магнитов нужно помнить, что в однофазном генераторе количество полюсов должно совпадать с числом магнитных элементов. Для трехфазной модели это соотношение может быть 2 к 3 или 4 к 3. В процессе установки магнитов нужно чередовать их полюса. Чтобы не ошибиться желательно использовать прямоугольные магниты. Для крепления магнитов нужно использовать самый надежный клей.
Ролик по сборке такого генератора можно посмотреть тут:
itemprop="video" >
Генератор на магнитах будет работать эффективно, если статорные катушки будут правильно рассчитаны. По опыту известно, что для зарядки аккумулятора на 12 В, в катушках должно быть поровну распределено около 1000 витков. Намотка катушек осуществляется толстыми проводами, чтобы снизить сопротивление. Мачта ветрогенератора должна быть высотой от шести и более метров. Под мачту нужно вырыть яму с дальнейшей заливкой бетона. Лопасти для устройства изготавливаются из поливинилхлоридных труб.
Модель из автомобильного генератора
Самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора необходимо делать из комплектующих (аккумулятор, реле и прочее) с одной машины. При этом для создания ветряка лучше использовать автомобильный генератор от мощной техники (например от трактора).
Поскольку потребителям необходим переменный ток, то необходимо предусмотреть инвертор или преобразователь. В регионах с высокой скоростью ветра можно устанавливать ветрогенераторы для выработки больших мощностей.
Для сборки такой модели понадобится следующее:
- автомобильный генератор на 12 В
- аккумулятор
- вольтметр
- реле аккумуляторной зарядки
- лопасти
- крепежный материал
В начале делается ротор. Оптимальным решением будет создание роторного колеса из четырех лопастей. Этот элемент делается из листового железа. При возможности можно использовать железную бочку.
Готовый ветряк соединяется с осью генератора. Для этого высверливается отверстие, соединение фиксируется болтами. После этого собирается электрическая схема и устанавливается мачта. Затем нужно закрепить автомобильный генератор с проводами, которые подсоединяются к аккумулятору и преобразователю напряжения. Для правильной сборки лучше использовать подготовленные чертежи.
Подобная установка монтируется достаточно быстро без особых сложностей. Такой ветрогенератор хорош простотой, надежностью и бесшумной работой.
Видео со сборкой такого ветрогенератора можно посмотреть здесь:
itemprop="video" >
Модель из асинхронного двигателя
Самодельные ветрогенераторы из асинхронного двигателя до 10квт нашли широкое применение для бытовых целей. Для изготовления такого устройства в первую очередь необходимо подобрать электродвигатель с низкими оборотами, у которого имеется три или четыре пары полюсов.
Для изменения двигателя под нужды генератора необходимо проточить ротор и приклеить к нему магниты при помощи эпоксидного клея. Статор перематывается более толстым проводом, чтобы повысить ток. Проточку ротора можно осуществить на токарном станке.
Перед тем, как наклеить магниты ротор нужно разметить на полюса. Для того, чтобы рассчитать необходимое количество магнитов нужно определить длину окружности ротора после проточки. Эта длина соответствует высоте втулки. Толщина магнитов должна находится в диапазоне (0,1- 0,15) D, где D – это диаметр окружности ротора. После этого рассчитывается число секций, куда будут приклеиваться магниты с одним полюсом. Число секций составит L/p, где p – число полюсов электродвигателя, а L- высота втулки.
Магниты должны располагаться под небольшим скосом. Полюса должны чередоваться. Магниты располагаются плотно друг к другу и после приклеивания на эпоксидку заматываются скотчем.
Видео с такой моделью ветрогенератора можно посмотреть тут:
itemprop="video" >
По завершению сборки ветрогенератора его нужно проверить на выходную мощность. Для этого ротор приводится во вращении со скоростью, которая соответствует номинальной скорости модифицированного электродвигателя. Такие испытания можно сделать при помощи дрели и лампочек с разной мощностью.
Оптимальный вариант ветрогенератора нужно выбирать исходя из необходимой мощности из климатических условий конкретного региона.
Ветрогенератор является довольно простой и надежной конструкцией в плане источника автономной электрический энергии. Описанный в данной статье, тип генератора работает на постоянных магнитах и является переделанной моделью из асинхронного двигателя. Генератор сделан из старого четырех полюсного двигателя. Так как тут попытка такого преобразования – первая, то здесь не имела значения мощность двигателя, скорее дело в практическом применении и чистого интереса. Первым делом необходимо было разобрать двигатель. Удивило состояние деталей внутри конструкции – они были практически новые, что не могло не радовать.
Теперь необходимо было проточить ротор. Зачастую такую работу необходимо производить только, если имеются навыки токарного дела.Так как, таких навыков не имеется, пришлось обращаться за помощью к знакомому токарю.
Далее нужно было подобрать магниты и рассчитать скос магнитного полюса. Скос делается для того, чтобы не происходило залипание. Как только все расчеты были проведены, тут же распечатал шаблон и пробил отверстия.
Данный шаблон нужен для того, что бы показать места, где именно нужно клеить магниты. Если правильно рассчитать угол скоса, то проблем при проклейке магнита не должно возникать. В основном, такая работа займет не более двух часов.
Далее плотно обмотал ротор скотчем. Делать это следует снизу, плавно двигаясь вверх. И только на самом верху оставить зазор. Следом спокойно залил все это эпоксидной смолой, для достижения большей герметичности и надежности. Когда производится процесс проточки ротора, то необходимо брать запас раза в 1,5 – 2 больше расчетного. Все дело в том, что если мало сточить, что ротор просто не сможет войти. Можно, конечно сточить магниты, но в дальнейшем это может быть чревато перегревом генератора, так что лучше заранее позаботиться обо всех нюансах.
Теперь следует собрать генератор воедино и проверить возможность его оборотов. Достаточно просто провернуть ротор двумя пальцами. Обороты должны проходить легко, без залипания и трения. Теперь, когда конструкция полностью готова, можно приступать к процессу съема характеристик.
Естественно, при первых замерах нельзя гарантировать точные характеристики генератора, но все же примерно прикинуть достаточно. После того, как все характеристики сняты, можно приступать к изготовлению лопастей.
По данным характеристики можно отметить, что диаметр турбины будет соответствовать 1,7 метра, а быстроходность Z 5.
Изготовив полностью всю конструкцию, необходимо проверить ее работоспособность. Достаточно проверить ее работу, заменив обычный флюгер. Здесь достаточно небольшого ветра, что бы генератор пришел в действие. Поэтому необходимо аккуратно установить конструкцию вместо флюгера и привести в действие. Как уже говорилось, наличие ветра лишь придаст эффектным оборотам данной конструкции, но главное, что бы в это время генератор был уже закреплен.
Данная конструкция сможет спокойно отработать в течении нескольких месяцев, причем без ремонта или замены конструктивных частей. Конечно, при условии, что все сделано правильно. После нескольких месяцев работы следует полностью проверить генератор.
Этап 1: ознакомление с комплектующими