Samodzielny projekt i wykonanie wiatraka pionowego opartego na silniku asynchronicznym. Domowy generator wiatrowy oparty na silniku asynchronicznym Generator wiatrowy z silnika asynchronicznego

W ta sekcja zaprezentował domowe generatory wiatrowe z generatorami opartymi na przeróbkach silniki asynchroniczne. Generatory wiatrowe oparte na takich silnikach cieszą się dużą popularnością, ponieważ silniki asynchroniczne są powszechne i można je łatwo przerobić. Zmiana polega głównie na przewinięciu stojana, chociaż nie zawsze; jeśli silnik jest wielopasmowy i ma małą prędkość, nie ma potrzeby przewijania. Również wirnik takich silników jest obrabiany i wyposażany w magnesy trwałe, w wyniku czego silnik zamienia się w wolnoobrotowy generator dla wiatraka.

>

Generator wiatrowy oparty na silniku asynchronicznym z drewnianym śmigłem

>

Generatory wiatrowe z koła silnikowego

>

Generator wiatrowy 1kW z silnikiem asynchronicznym

>

Przebudowa silnika asynchronicznego na generator dla wiatraka

>

Generator wiatrowy z silnika asynchronicznego

> Fotorelacja z produkcji generatora wiatrowego, jego debugowania i instalacji, przygotowania, anemometru. Testowanie i testy. Ten materiał napisany na podstawie fotoreportażu użytkownika o pseudonimie Sergey, znalezionego na jednym z forów. Pierwszy etap, kalibracja i montaż anemometru, konwersja silnika asynchronicznego na generator
Strona 1 -

Postanowiono przerobić silnik asynchroniczny na generator dla wiatraka. Modyfikacja ta jest bardzo prosta i niedroga, tzw domowe konstrukcje W turbinach wiatrowych często można spotkać generatory wykonane z silników asynchronicznych.

Modyfikacja polega na podcięciu rotora pod magnesy, następnie magnesy zazwyczaj przykleja się do rotora według szablonu i wypełnia żywicą epoksydową tak, aby nie odleciały. Powszechne jest również przewijanie stojana grubszym drutem, aby zmniejszyć zbyt duże napięcie i zwiększyć prąd. Ale nie chciałem przewijać tego silnika i zdecydowano zostawić wszystko tak, jak jest, po prostu przerobić wirnik na magnesy. Jako dawcę znaleziono trójfazowy silnik asynchroniczny o mocy 1,32 kW. Poniżej zdjęcie tego silnika elektrycznego.

> Wirnik silnika elektrycznego został obrobiony maszynowo tokarka do grubości magnesów. W rotorze tym nie zastosowano metalowej tulei, która jest zwykle obrabiana maszynowo i umieszczana na rotorze pod magnesami. Tuleja jest potrzebna, aby zwiększyć przez nią indukcję magnetyczną, magnesy zamykają swoje pola, zasilając się nawzajem od dołu, a pole magnetyczne nie rozprasza się, ale trafia do stojana. Ten projekt zużywa wystarczająco dużo silne magnesy rozmiar 7,6*6mm w ilości 160 sztuk, co zapewni dobre pole elektromagnetyczne nawet bez rękawa.

>

> Najpierw przed przyklejeniem magnesów zaznaczono na wirniku cztery bieguny, a magnesy ustawiono pod skosem. Silnik był czterobiegunowy, a ponieważ stojan się nie przewijał, na wirniku powinny znajdować się również cztery bieguny magnetyczne. Każdy biegun magnetyczny zmienia się, jeden biegun jest tradycyjnie „północny”, drugi biegun jest „południowy”. Bieguny magnetyczne wykonane w odstępach, dzięki czemu magnesy są zgrupowane bliżej biegunów. Po umieszczeniu na rotorze magnesy owinięto taśmą w celu utrwalenia i wypełniono żywicą epoksydową.

Po złożeniu wydawało się, że wirnik się skleja, a kiedy wał się obracał, było to uczucie sklejania. Zdecydowano o przeróbce wirnika. Magnesy zostały posklejane żywicą epoksydową i ponownie umieszczone, ale obecnie są mniej więcej równomiernie rozmieszczone w całym rotorze, poniżej zdjęcie rotora z magnesami przed napełnieniem żywicą epoksydową. Po napełnieniu sklejanie nieco się zmniejszyło i zauważono, że napięcie nieznacznie spadło, gdy generator obracał się z tą samą prędkością, a prąd nieznacznie wzrósł.

>

Po zmontowaniu gotowego generatora postanowiono go przekręcić wiertarką i podłączyć do niego coś jako ładunek. Podłączono żarówkę 220 V o mocy 60 W, która przy 800-1000 obr/min paliła się z pełną intensywnością. Aby sprawdzić możliwości generatora, podłączono lampę o mocy 1 kW; paliła się ona z pełną mocą, a wiertło nie było na tyle mocne, aby obrócić generator.

>

Na biegu jałowym, przy maksymalnej prędkości wiertarki wynoszącej 2800 obr./min, napięcie generatora przekraczało 400 woltów. Przy około 800 obrotach na minutę napięcie wynosi 160 woltów. Próbowaliśmy też podłączyć bojler o mocy 500 W, po minucie kręcenia woda w szklance zrobiła się gorąca. Takie testy przeszedł generator, który został wykonany z silnika asynchronicznego.

>

Następnie przyspawano stojak z osią obrotową do generatora, na którym zamontowano generator i ogon. Konstrukcja wykonana jest według schematu, w którym głowica wiatrowa jest odsuwana od wiatru poprzez złożenie ogona, dzięki czemu generator jest przesunięty względem środka osi, a kołek znajdujący się za nim jest kołkiem, na którym umieszczony jest ogon.

>

Oto zdjęcie gotowego generatora wiatrowego. Generator wiatrowy został zainstalowany na dziewięciometrowym maszcie. Kiedy wiatr był silny, generator wytwarzał napięcie jałowe do 80 woltów. Próbowali podłączyć do niego dwukilowatowy namiot, ale po pewnym czasie namiot się nagrzał, co oznacza, że ​​generator wiatrowy ma jeszcze trochę mocy.

>

Następnie zmontowano sterownik generatora wiatrowego i podłączono przez niego akumulator w celu ładowania. Prąd ładowania był w miarę dobry, akumulator szybko zaczął hałasować, jakby był ładowany z ładowarki.

Na razie niestety nie ma szczegółowych danych na temat mocy generatora wiatrowego, gdyż użytkownik zamieścił tutaj swój generator wiatrowy

Próbując zdobyć źródła autonomiczne specjaliści od elektryczności znaleźli sposób na przerobienie trójfazowego asynchronicznego silnika elektrycznego własnymi rękami prąd przemienny do generatora. Metoda ta ma wiele zalet i pewne wady.

Wygląd asynchronicznego silnika elektrycznego

W tej sekcji przedstawiono główne elementy:

1. żeliwny korpus z żeberkami chłodnicy zapewniającymi efektywne chłodzenie;
2. obudowa wirnika klatkowego z liniami ścinania pole magnetyczne względem swojej osi;
3. przełączająca grupa styków w skrzynce (borno), do przełączania uzwojeń stojana w układach gwiazda lub trójkąt oraz do łączenia przewodów zasilających;
4. ciasne opaski uciskowe druty miedziane uzwojenia stojana;
5. stalowy wał wirnika z rowkiem do mocowania koła pasowego za pomocą wpustu klinowego.

Szczegółowy demontaż asynchronicznego silnika elektrycznego ze wskazaniem wszystkich części pokazano na poniższym rysunku.

Szczegółowy demontaż silnika asynchronicznego

Zalety generatorów przerobionych z silników asynchronicznych:

1. łatwość montażu obwodu, brak konieczności demontażu silnika elektrycznego, brak przewijania uzwojeń;
2. możliwość obracania generatora prądu elektrycznego za pomocą turbiny wiatrowej lub hydraulicznej;
3. Generator z silnika asynchronicznego jest szeroko stosowany w układach silnikowo-generatorowych do konwersji sieci jednofazowej 220 V prądu przemiennego na sieć trójfazową o napięciu 380 V.
4. możliwość wykorzystania generatora, w warunki terenowe przędzenie go z silników spalinowych.

Wadą jest trudność obliczenia pojemności kondensatorów podłączonych do uzwojeń, w rzeczywistości odbywa się to eksperymentalnie.

Dlatego trudno jest uzyskać maksymalną moc takiego generatora, występują trudności z zasilaniem instalacji elektrycznych, które je posiadają bardzo ważne prąd rozruchowy, godz piły tarczowe z silnikami trójfazowymi, betoniarkami i innymi instalacjami elektrycznymi.

Zasada działania generatora

Działanie takiego generatora opiera się na zasadzie odwracalności: „każda instalacja elektryczna, która przetwarza energia elektryczna w mechaniczny, proces ten można odwrócić.” Wykorzystywana jest zasada działania generatorów, obrót wirnika powoduje powstanie pola elektromagnetycznego i pojawienie się prąd elektryczny w uzwojeniach stojana.

Na podstawie tej teorii oczywiste jest, że asynchroniczny silnik elektryczny można przekształcić w generator elektryczny. Aby świadomie przeprowadzić rekonstrukcję, należy zrozumieć, jak zachodzi proces generowania i co jest do tego potrzebne. Wszystkie silniki napędzane prądem przemiennym są uważane za asynchroniczne. Pole stojana porusza się nieco przed polem magnetycznym wirnika, ciągnąc je wraz z nim w kierunku obrotu.

Aby uzyskać proces odwrotny, czyli wytwarzanie, pole wirnika musi przyspieszać ruch pola magnetycznego stojana, idealnie obracając się w przeciwnym kierunku. Osiąga się to poprzez podłączenie dużego kondensatora do sieci zasilającej; w celu zwiększenia pojemności stosuje się grupy kondensatorów. Zespół kondensatora ładuje się poprzez gromadzenie energii magnetycznej (element składowej biernej prądu przemiennego). Ładunek kondensatora jest w fazie przeciwnej do źródła prądu silnika elektrycznego, więc obrót wirnika zaczyna zwalniać, uzwojenie stojana generuje prąd.

Konwersja

Jak praktycznie własnymi rękami zamienić asynchroniczny silnik elektryczny w generator?

Aby podłączyć kondensatory należy je odkręcić Górna obudowa bor (skrzynka), w którym znajduje się grupa styków, połączone są styki uzwojeń stojana i przewody zasilające silnika asynchronicznego.

Otwarty bor z grupą kontaktową

Uzwojenia stojana można łączyć w konfiguracji „gwiazda” lub „trójkąt”.

Obwody przyłączeniowe „Gwiazda” i „Trójkąt”

Pokazuje tabliczka znamionowa lub paszport produktu możliwe schematy połączenia i parametry silnika, kiedy różne połączenia. Wskazany:

• maksymalne prądy;
• napięcie zasilania;
• pobór energii;
• liczba obrotów na minutę;
• Wydajność i inne parametry.

Parametry silnika podane na tabliczce znamionowej

W trójfazowym generatorze z asynchronicznego silnika elektrycznego, wykonanym ręcznie, kondensatory są połączone w podobny obwód „trójkąta” lub „gwiazdy”.

Opcja połączenia z „Gwiazdą” zapewnia rozpoczęcie procesu generowania prądu przy niższych prędkościach niż przy łączeniu obwodu w „Trójkąt”. W takim przypadku napięcie na wyjściu generatora będzie nieco niższe. Połączenie w trójkąt zapewnia niewielki wzrost napięcia wyjściowego, ale wymaga wyższych obrotów podczas uruchamiania generatora. W jednofazowym asynchronicznym silniku elektrycznym podłączony jest jeden kondensator przesuwający fazę.

Schemat podłączenia kondensatorów na generatorze w „trójkącie”

W tym przypadku nie nadają się kondensatory modelu KBG-MN lub innych marek o napięciu co najmniej 400 V, a nie polarne modele elektrolityczne;

Jak wygląda kondensator bezbiegunowy marki KBG-MN?

Obliczanie pojemności kondensatora dla zastosowanego silnika

W generatorach synchronicznych proces generowania jest wzbudzany na uzwojeniach twornika ze źródła prądu. 90% silników asynchronicznych ma wirniki klatkowe, bez uzwojenia; wzbudzenie powstaje w wyniku resztkowego ładunku statycznego w wirniku. Wystarczy wytworzyć pole elektromagnetyczne w początkowej fazie obrotu, które indukuje prąd i ładuje kondensatory przez uzwojenia stojana. Dalsze ładowanie pochodzi już z wytworzonego prądu; proces wytwarzania będzie ciągły, dopóki wirnik się obraca.

Zaleca się montaż automatycznego podłączenia obciążenia do generatora, gniazd i kondensatorów w oddzielnym zamkniętym panelu. Ułóż przewody łączące generator boru z rozdzielnicą w oddzielnym izolowanym kablu.

Nawet gdy generator nie pracuje, należy unikać dotykania zacisków kondensatora styków gniazda. Ładunek zgromadzony przez kondensator pozostaje długi czas i może spowodować porażenie prądem. Uziemić obudowy wszystkich jednostek, silnik, generator, panel sterowania.

Instalacja układu silnik-generator

Instalując generator z silnikiem własnymi rękami, należy wziąć pod uwagę, że określona liczba obrotów znamionowych asynchronicznego silnika elektrycznego stosowanego na biegu jałowym jest większa.

Schemat generatora silnika na napędzie pasowym

Na silniku przy 900 obr./min przy na biegu jałowym będzie wynosić 1230 obr/min, aby uzyskać wystarczającą moc na wyjściu generatora przerobionego z tego silnika, należy mieć liczbę obrotów o 10% większą niż prędkość biegu jałowego:

1230 + 10% = 1353 obr./min.

Napęd pasowy oblicza się ze wzoru:

Vg = Vm x Dm\Dg

Vg – wymagana prędkość obrotowa generatora 1353 obr/min;

Vm – prędkość obrotowa silnika 1200 obr/min;

Dm – średnica koła pasowego na silniku wynosi 15 cm;

Dg – średnica koła pasowego generatora.

Mając silnik 1200 obr/min, w którym koło pasowe ma średnicę Ø 15 cm, pozostaje jedynie obliczyć Dg - średnicę koła pasowego na generatorze.

Dg = Vm x Dm/ Vg = 1200 obr/min x 15 cm/1353 obr/min = 13,3 cm.

Generator z magnesami neodymowymi

Jak zrobić generator z asynchronicznego silnika elektrycznego?

Ten domowy generator wyklucza użycie jednostek kondensatorów. Źródło pola magnetycznego, które indukuje pole elektromagnetyczne i wytwarza prąd w uzwojeniu stojana, zbudowane jest na trwałych magnesach neodymowych. Aby to zrobić samodzielnie, musisz kolejno wykonać następujące kroki:

• Zdejmij przednią i tylną pokrywę silnika asynchronicznego.
• Wymontuj wirnik ze stojana.

Jak wygląda wirnik silnika asynchronicznego?

• Wirnik jest szlifowany, usuwana jest wierzchnia warstwa o 2 mm większa niż grubość magnesów. W warunkach domowych nie zawsze możliwe jest wiercenie wirnika własnymi rękami, w przypadku jego braku sprzęt tokarski i umiejętności. Musisz skontaktować się ze specjalistami w warsztatach tokarskich.
• Na kartce zwykłego papieru przygotowywany jest szablon do umieszczenia okrągłych magnesów o średnicy 10-20 mm i grubości do 10 mm, o sile przyciągania 5-9 kg na m2/cm, wielkość zależna od wielkości wirnika . Szablon przykleja się do powierzchni wirnika, magnesy umieszcza się w paskach pod kątem 15 - 20 stopni względem osi wirnika, po 8 sztuk na pasek. Poniższy rysunek pokazuje, że na niektórych wirnikach występują ciemno-jasne pasy przemieszczenia linii pola magnetycznego względem jego osi.

Montaż magnesów na wirniku

• Wirnik na magnesach jest obliczany w taki sposób, że istnieją cztery grupy pasków, w grupie 5 pasków odległość między grupami wynosi 2 Ø magnesu. Szczeliny w grupie wynoszą 0,5-1 Ø magnesu, takie ustawienie zmniejsza siłę przylegania wirnika do stojana, należy go obrócić wysiłkiem dwóch palców;
• Wirnik magnetyczny wykonany według obliczonego szablonu wypełniony jest żywicą epoksydową. Po lekkim wyschnięciu cylindryczną część wirnika pokrywa się warstwą włókna szklanego i ponownie impregnuje żywicą epoksydową. Zapobiegnie to wypadaniu magnesów podczas obrotu wirnika. Górna warstwa na magnesach nie powinna przekraczać pierwotnej średnicy wirnika, która znajdowała się przed rowkiem. W przeciwnym razie wirnik nie opadnie na miejsce lub podczas obracania będzie ocierał się o uzwojenie stojana.
• Po wyschnięciu rotor można ponownie umieścić na miejscu i zamknąć pokrywy;
• Aby przetestować generator elektryczny, należy obrócić wirnik za pomocą wiertarki elektrycznej, mierząc napięcie na wyjściu. Liczbę obrotów po osiągnięciu pożądanego napięcia mierzy się tachometrem.
• Porozumiewawczy wymagana ilość prędkości generatora, napęd pasowy obliczany jest według metody opisanej powyżej.

Ciekawą opcją zastosowania jest zastosowanie generatora elektrycznego opartego na asynchronicznym silniku elektrycznym w samozasilającym się obwodzie silnik-generator elektryczny. Kiedy część mocy generowanej przez generator trafia do silnika elektrycznego, który ją obraca. Pozostała część energii jest zużywana na ładunek. Realizując zasadę samodzielnego zasilania, praktycznie możliwe jest zapewnienie domowi autonomicznego zasilania przez długi czas.

Wideo. G generator z silnika asynchronicznego.

Kupuj potężne produkty dla szerokiego grona odbiorców energii elektrycznej elektrownie diesla jak TEKSAN TJ 303 DW5C o mocy 303 kVA czy 242 kW nie ma sensu. Generatory benzynowe małej mocy są drogie, najlepsza opcja stwórz własne generatory wiatrowe lub urządzenie silnikowo-generatorowe z własnym zasilaniem.

Korzystając z tych informacji, możesz zmontować generator własnymi rękami, używając magnesów trwałych lub kondensatorów. Tego typu sprzęt jest bardzo przydatny domy wiejskie w warunkach polowych jako awaryjne źródło zasilania w przypadku braku napięcia w sieciach przemysłowych. W pełni wyposażony dom z klimatyzacją, kuchenki elektryczne i kotły grzewcze, mocny silnik Piła tarczowa nie wyciągną. Można tymczasowo zapewnić prąd niezbędnym sprzętom AGD, oświetleniu, lodówkom, telewizorom i innym, które nie wymagają dużych ilości prądu.

Aby samodzielnie wykonać generator wiatrowy o mocy do 1 kW, nie ma potrzeby zakupu specjalnego sprzętu. Ten problem można łatwo rozwiązać, jeśli masz silnik asynchroniczny. Co więcej, wskazana moc będzie wystarczająca, aby stworzyć warunki do działania poszczególnych urządzeń gospodarstwa domowego i połączyć się światła uliczne w ogrodzie na daczy.

Jeśli zrobisz wiatrak własnymi rękami, będziesz mieć darmowe źródło energii, które możesz wykorzystać według własnego uznania. Każdy Mistrz domu jest w stanie samodzielnie wyprodukować generator wiatrowy oparty na silniku asynchronicznym.

Z czego składa się generator?

Zespół prądotwórczy, który będzie wytwarzał energię elektryczną, składa się z następujących głównych elementów:

Zasada działania

Eksploatacja domowych turbin wiatrowych realizowane analogicznie do generatorów wiatrowych które są wykorzystywane w przemyśle. Głównym celem jest wytwarzanie napięcia przemiennego, przy którym energia kinetyczna zamieniana jest na energię elektryczną. Wiatr napędza koło wiatrowe typu rotor, w wyniku czego powstająca energia przepływa z niego do generatora. Co więcej, zwykle rolę tego ostatniego pełni silnik asynchroniczny.

W wyniku prądu generowanego przez generator, ten ostatni dostaje się do akumulatora, który wyposażony jest w moduł i kontroler ładowania. Stamtąd trafia do falownika prądu stałego, którego źródłem jest sieć energetyczna. W rezultacie możliwe jest wytworzenie napięcia przemiennego, których właściwości nadają się do użytku domowego (220 V 50 Hz).

Sterownik służy do przekształcania napięcia przemiennego na napięcie stałe. To za jego pomocą ładowane są akumulatory. W niektórych przypadkach falowniki są w stanie wykonywać funkcje źródła nieprzerwana dostawa energii. Innymi słowy, w przypadku problemów z zasilaniem, mogą wykorzystać baterie lub generatory jako źródło zasilania urządzeń gospodarstwa domowego.

Materiały i narzędzia

Aby zbudować generator wiatrowy, wystarczy mieć silnik asynchroniczny, które trzeba będzie przerobić. Jednocześnie będziesz musiał zaopatrzyć się w szereg materiałów:

Charakterystyka i instalacja generatora

Generator ma następujące cechy:

Funkcje instalacyjne

Najczęściej samodzielny montaż generatora odbywa się za pomocą trójłopatowego koła wiatrowego, osiągającego średnicę około 2 m. Decyzja o zwiększeniu liczby łopatek lub ich długości nie prowadzi do poprawy wydajności. Niezależnie od wybranej opcji dotyczącej konfiguracji, wymiarów i kształtu łopatek, należy najpierw wykonać wstępne obliczenia.

Podczas samodzielny montaż należy zwrócić uwagę na taki parametr, jak stan gruntu w miejscu, w którym zostaną umieszczone podpory i odciągi. Maszt montuje się poprzez wykopanie dołu o głębokości nie większej niż 0,5 m, który należy wypełnić zaprawą betonową.

Połączenie internetowe przeprowadzane w ściśle określonej kolejności: najpierw podłączane są akumulatory, a następnie sam generator wiatrowy.

Obrót generatora wiatrowego można przeprowadzić w płaszczyźnie poziomej lub pionowej. W tym przypadku wyboru dokonuje się zwykle w płaszczyźnie pionowej, co jest związane z projektem konstrukcyjnym. Jako wirniki dopuszczalne jest stosowanie modeli Darrieusa i Savoniusa.

Projekt instalacji musi uwzględniać uszczelki lub kołpak. Dzięki temu rozwiązaniu wilgoć nie zaszkodzi generatorowi.

Należy wybrać lokalizację masztu i podpory otwarte miejsce. Odpowiednia wysokość masztu wynosi w tym przypadku 15 m najczęściej używane są maszty, którego wysokość nie przekracza 5-7 m.

Optymalnie jest, jeśli funkcje wykonuje samodzielnie wykonany generator wiatrowy źródło zapasowe odżywianie.

Instalacje te mają ograniczenia w użytkowaniu, gdyż ich eksploatacja możliwa jest jedynie w tych rejonach, gdzie prędkość wiatru osiąga ok. 7-8 m/s.

Zanim zaczniesz tworzyć wiatrak własnymi rękami, zrób to dokładne obliczenia. W niektórych przypadkach pojawiają się trudności w przetwarzaniu elementów silnika asynchronicznego;

Bez modułów elektrycznych i szeregu eksperymentów nie da się zbudować wiatraka.

Jak zrobić generator asynchroniczny własnymi rękami?

Chociaż zawsze możesz kupić gotowe generator asynchroniczny , możesz pójść w drugą stronę i zaoszczędzić pieniądze, wykonując to sam. Tutaj nie będzie żadnych trudności. Jedyne, co musisz zrobić, to przygotować niezbędne narzędzia.

1. Jedną z cech generatora jest to powinien obracać się z większą prędkością, a nie silnik. Można to osiągnąć w następujący sposób. Po uruchomieniu musisz sprawdzić prędkość obrotową silnika. Obrotomierz lub obrotomierz pomoże nam rozwiązać ten problem.
2. Po ustaleniu powyższego parametru należy do wartości dodać 10%. Jeśli na przykład jego moment obrotowy wynosi 1200 obr / min, to dla generatora będzie to 1320 obr / min.
3. Aby stworzyć generator elektryczny oparty na silniku asynchronicznym, musisz znaleźć odpowiedni pojemnik dla kondensatorów. Co więcej, należy pamiętać, że wszystko kondensatory nie powinny różnić się fazami od siebie nawzajem.
4. Zaleca się użycie pojemnika średniej wielkości. Jeśli okaże się, że jest za duży, doprowadzi to do nagrzania silnika asynchronicznego.
5. Do montażu należy zastosować kondensatory, co może zagwarantować pożądaną prędkość obrotową. Ich instalację należy traktować bardzo poważnie. Zaleca się zabezpieczenie ich specjalnymi materiałami izolacyjnymi.

Są to wszystkie operacje, które należy wykonać podczas instalowania generatora silnikowego. Następnie możesz przystąpić do jego instalacji. Należy pamiętać, że jeśli użyjesz urządzenia wyposażonego w wirnik klatkowy, będziesz otrzymywać prąd o wysokim napięciu. Z tego powodu, aby osiągnąć wartość 220 V, potrzebny będzie transformator obniżający napięcie.

Dziś idea wykorzystania alternatywnych źródeł energii, które pozwalają na dostarczenie użytkownikom prądu w trudno dostępne miejsca. Impulsem do budowy generatorów było rozpowszechnienie magnesów neodymowych, które mają skromne wymiary i wagę, ale zapewniają stabilne i mocne pole magnetyczne. Aby wykorzystać siłę wiatru, możliwe jest wykonanie generatora wiatrowego własnymi rękami ze złomu.

[Ukrywać]

Zasada działania turbiny wiatrowej

Działanie generatora wiatrowego polega na wytwarzaniu prądu elektrycznego poprzez obrót koła z kilkoma łopatkami pod wpływem naporu wiatru. Obrót następuje przy niskich prędkościach i jest przenoszony na koła zębate skrzyni biegów z nadbiegiem. Na wale wyjściowym zainstalowany jest generator, który wytwarza energię elektryczną.

Konstrukcja posiada sterownik sterujący regulujący parametry wytwarzania i dystrybucji energii elektrycznej. Instalacje domowe małej mocy nie posiadają układu sterowania.

Rodzaje turbin wiatrowych

Zasada działania urządzeń różni się w zależności od rodzaju instalacji, którymi są:

1. Obrotowy z pionowym napędem i osią generatora. Zaletą obwodu jest jego czułość i zdolność do pracy przy małych prędkościach wiatru.
2. Skrzydlate, które mają konstrukcję poziomą i są napędzane kołem z kilkoma łopatkami (śmigłem). Śmigło jest wyposażone w jedną, dwie lub kilka łopatek, które mają konstrukcję sztywną lub żaglową. Produkty żeglarskie są niedrogie, ale nie są trwałe. W dużych instalacjach istnieje możliwość obracania łopatek, co zwiększa efektywność instalacji.
3. Bębnowy, z pionowym układem osi zespołów roboczych.

Na schematycznym rysunku przedstawiono przykładowy generator turbiny wiatrowej zbudowany na bazie generatora rowerowego (na schemacie G1).

Generator wiatru

Zalety i wady

Główne zalety instalacji to:

• przyjazność dla środowiska i możliwość pracy bez spalania paliwa;
• wykorzystanie odnawialnego (w rzeczywistości niewyczerpanego) źródła energii do działania;
• łatwość konserwacji.

Negatywne cechy obejmują:

• niestabilne charakterystyki mocy zależne od siły wiatru;
• konieczność gromadzenia nadwyżek energii elektrycznej (typowa dla instalacji wielkogabarytowych);
• hałas podczas pracy (problem dotyczy generatorów o dużych średnicach kół);
• wysoka cena.

Ogólne zasady działania autonomicznego generatora wiatrowego przedstawiono w filmie autora Darkhana Dogalakowa.

Przed zakupem urządzenia lub próbą samodzielnego montażu należy dokonać oceny efekt ekonomiczny od jego użycia.

Dodatkowo przed montażem generatora wiatrowego zaleca się przeprowadzenie oględzin miejsca instalacji z powietrza.

Na mapie prędkości wiatru znajdują się trzy strefy, z których każda ma swój własny typ instalacji:

1. Dla stref wiatrowych o prędkościach mniejszych niż 3 m/s zaleca się stosowanie urządzeń z wirnikami żaglowymi. Instalacje te są w stanie pracować przy słabym wietrze i dostarczać moc do 2-3 kW.
2. Przy wietrze do 5 m/s można zastosować instalacje fabryczne lub samodzielnie wykonane konstrukcje pionowe.
3. Na obszarach o prędkości wiatru większej niż 5 m/s zastosowanie dowolnej instalacji jest uzasadnione. Wszystko zależy od budżetu i wymaganej mocy.

Mapa prędkości wiatru

Czego będziesz potrzebować

Różne węzły z sprzęt AGD i samochody. Niektóre narzędzia i materiały wymagane w procesie pracy mogą się różnić w zależności od podstawy urządzenia.

Aby utworzyć z pralki

Aby zakończyć prace nad stworzeniem generatora wiatrowego z pralka będzie potrzebne:

• silnik elektryczny z pralki o mocy 1,4-1,6 kW;
• 32 magnesy neodymowe o średnicy 10-12 mm;
• papier ścierny;
• żywica epoksydowa lub spawanie na zimno;
• Śrubokręt;
• prostownik prądowy;
• próbnik.

Aby utworzyć z silnika asynchronicznego

Aby wykonać urządzenie z silnika asynchronicznego do prywatnego domu, możesz potrzebować:

• stal wodociąg o średnicy zewnętrznej 70-80 mm do budowy masztu;
• materiał na łopatki wirnika (rura aluminiowa, cienka drewniane tablice, włókno szklane) lub gotowe, fabryczne ostrza;
• materiały do ​​​​wykonania fundamentu (deski, kawałki rur lub profili, zaprawa cementowa);
• Stalowa lina;
• cienki metalowa blacha lub sklejka odporna na wilgoć na trzonek;
• silnik asynchroniczny (najpopularniejsze modele to AIR80 lub AIR71);
• dodatkowe magnesy neodymowe.

Do tworzenia z plastikowych butelek

Aby zrobić mały generator wiatrowy na bazie plastikowych butelek, nie potrzebujesz drogich materiałów.

Materiały i narzędzia do montażu generatora wiatrowego z plastikowych butelek:

• rura stalowa lub chromowana o średnicy 25 mm i grubości ścianki do 1,0 mm o długości całkowitej 3000 mm;
• cylindryczny plastikowe butelki o pojemności 1,5 litra - 16 sztuk (przy użyciu butelek o większej objętości może być konieczne ponowne obliczenie wymiarów wału);
• kapsle do butelek w ilości 16 sztuk;
• łożyska kulkowe nr 205 (odpowiednie są również inne serie o średnicy otworu wału 25 mm);
• para zacisków 6/4″ (stosowanych jako obudowy łożysk);
• dwie obejmy 3/4″, które posłużą jako punkty mocowania generatora wiatrowego;
• dodatkowy zacisk do montażu generatora (w poniższym przykładzie zastosowano produkt o rozmiarze 3,5 cala);
• dziewięć śrub o rozmiarze M4*35 z nakrętkami M4;
• 32 podkładki M5 do montażu pokryw;
• rurka gumowa o średnicy wewnętrznej 25 mm (odcinek 150-200 mm);
• tuleja o średnicy zewnętrznej 25 mm i otworze wewnętrznym 9-10 mm;
• silnik krokowy o mocy do 10 W;
• generator rowerowy;
• latarnia z dynamem;
• wiertarka lub śrubokręt;
• piła do metalu;
• wiertła do wykonywania otworów metalowa ruraśrednica 4 i 8 mm;
• śrubokręt krzyżakowy i płaskie ostrze;
• klucz 7 mm.

Aby utworzyć z silnika elektrycznego

Niezbędne materiały:

• generator z samochodu;
• działający akumulator 12 V;
• falownik o mocy co najmniej 1 kW do konwersji prąd stały o napięciu od 12 woltów do przemiennego 220 woltów;
• Beczka 200-litrowa do wyrobu ostrzy;
• żarówka 12 V do sterowania;
• przełącznik i woltomierz;
• okablowanie miedziane o przekroju drutu od 2,5 mm²;
• rura o średnicy około 45-50 mm na oś;
• rury o średnicy 100 mm i większej do budowy masztu;
• namiar;
• spawarka;
• zaprawa cementowa;
• odciągi o średnicy 6 mm i kotwy do mocowania do podłoża;
• elementy złączne (sprzęt, zaciski itp.).

Narzędzia:

• ruletka;
• rysik ołówkowy i metalowy;
• zestaw kluczy;
• wiertarka lub śrubokręt;
• pojemnik do mieszania roztworu;
• wiertła do metalu;
• szlifierka i kilka zapasowych krążków;
• nożyczki metalowe;
• pilniki i papier ścierny.

Jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami

Przykładem może być generator osiowy ze stojanem bez metalowa rama, wykorzystując jako tarczę piastę i tarczę hamulcową z samochodu osobowego:

1. Oczyść piastę i tarczę z produktów korozji i klocków hamulcowych.
2. Pomaluj zewnętrzną powierzchnię farbą, która chroni metal przed dalszą korozją.
3. Sprawdź stan łożysk; przyszły wirnik powinien się łatwo obracać, bez zakleszczeń i bicia.
4. Zamontuj magnesy neodymowe symetrycznie wzdłuż powierzchnia robocza tarcza hamulcowa. Do budowy zaleca się stosowanie magnesów prostokątnych lub kwadratowych, ponieważ zapewniają one lepszy rozkład pola magnetycznego. Instalując magnesy, należy zmienić polaryzację i pamiętać, że w przypadku generatora jednofazowego liczba magnesów i cewek stojana musi się zgadzać. Jeśli planujesz zmontować jednostkę trójfazową, liczba magnesów i cewek powinna odpowiadać proporcji 2/3 lub 4/3.
5. Wypełnij zainstalowane magnesy żywicą epoksydową.
6. Aby w pełni naładować akumulator samochodowy, generator z takim wirnikiem musi rozwijać co najmniej 125 obr./min. W takim przypadku w uzwojeniu stojana będzie około 1200 zwojów drutu. Na podstawie tej wartości i liczby magnesów musisz samodzielnie nawinąć cewki. W tym celu można wykorzystać sprzęt pomocniczy, którego rysunki i schematy są rozpowszechniane w sieci. Szerokość cewek musi odpowiadać wysokości magnesów i nie przekraczać jej.
7. Umieść cewki na szablonie wykonanym z papieru lub sklejki i wypełnij górę żywicą epoksydową. Przed zalaniem wyświetlane są wyłączniki krańcowe fazy, z których zostanie usunięte napięcie.
8. Zrób koło wiatrowe, używając domowych lub zakupionych ostrzy.
9. Zmontuj generator i zainstaluj go na maszcie o wysokości 8-12 m.

Oprócz opisanego projektu istnieją różne typy domowe instalacje, niektóre z nich zostaną omówione poniżej. Większość rozwiązań opiera się na silnikach i generatorach elektrycznych i ma wspólne cechy konstrukcyjne.

Z pralki

Przykład tworzenia generatora z silnika pralki pokazano na filmie autorstwa użytkownika Kim Tools.

Instrukcja krok po kroku:

1. Zmniejsz średnicę wirnika odpowiednio do wysokości magnesów na tokarce.
2. W rdzeniu wytnij dwanaście rowków o głębokości 5 mm.
3. Zrób okrągły szablon z cienkiej blachy stalowej.
4. Umieść magnesy w szczelinach. W takim przypadku należy pamiętać o zmianie polaryzacji.
5. Zmontuj powstały generator i przeprowadź testy. Przed rozpoczęciem testu musisz znaleźć dwa przewody uzwojenie robocze które są podłączone do prostownika. Pozostałe przewody są izolowane i usuwane wewnątrz stojana.
6. Obróć wał generatora do 950-1000 obr./min. W tym trybie moc wyjściowa urządzenia powinna wynosić co najmniej 200 woltów.
7. Po przetestowaniu śmigło napędu montuje się na wale generatora, a całą konstrukcję montuje się na maszcie.

Z silnika asynchronicznego

Konstrukcja urządzenia niewiele różni się od generatora opartego na silniku pralki i zapewnia większą moc.

Pierwszym etapem tworzenia urządzenia będzie przeróbka silnika na generator o napięciu 220 V i sfinalizowanie projektu:

1. Obróć rdzeń wirnika silnika na tokarce w celu późniejszego montażu magnesów. Celem jest zmniejszenie średnicy rdzenia o wysokość magnesów i warstwy kleju. Czasami można zainstalować specjalną stalową tuleję, która jest dociskana do poddanego obróbce wirnika. Do powierzchni tulei przymocowane są magnesy, które pełnią rolę wzmacniacza indukcji magnetycznej.
2. Na powierzchni obrobionego wirnika lub tulei zaznacz cztery bieguny (liczba biegunów odpowiada konstrukcji stojana), które powinny się zmieniać. Magnesy należy umieścić po przekątnej, równolegle do rowków. W przypadku przewinięcia stojana i zmiany liczby biegunów należy również zmienić schemat instalacji magnesów neodymowych. Są one umieszczone blisko siebie w obrębie jednego bieguna, a pomiędzy biegunami istnieje przerwa. Cała konstrukcja musi być symetryczna i zrównoważona.
3. Zamontuj wirnik w stojanie, sprawdź szczeliny i możliwość swobodnego obrotu. W przypadku kontaktu powierzchniowego rdzeń należy zmodyfikować poprzez dodatkowe rowkowanie.
4. Zabezpiecz magnesy taśmą lub żywica epoksydowa. Po stwardnieniu substancji ponownie sprawdź szczelinę między wirnikiem a stojanem.
5. Wykonaj rozruch próbny generatora za pomocą wiertarki i obciążenia, którym jest żarówka lub inny odbiornik energii elektrycznej.
6. Po sprawdzeniu na wale zakłada się koło napędowe (typ żagla na zdjęciu powyżej) i podnosi się generator na maszt.
7. Maszt jest zainstalowany betonowa podstawa i jest dodatkowo mocowana za pomocą wsporników kablowych.

Jedna z próbek generatora opartego na silniku

Z plastikowych butelek

Generator tego typu można zmontować samodzielnie w domu w ciągu kilku godzin.

Aby zrobić wiatrak, musisz postępować zgodnie z instrukcjami krok po kroku:

1. Z rury wytnij dwa kawałki o długości 500 mm, które posłużą jako oś i podstawa wspornika.
2. Wytnij jeszcze dwa kawałki o długości 450–500 mm każdy na wsporniki osi wspornikowej.
3. Wykonaj półfabrykat z rury o długości 150 mm, który posłuży jako podpora generatora na konsoli.
4. Odsuń się 100 mm od końców półwyrobu wału i zaznacz punkty mocowania dla 8 ostrzy, którymi będą plastikowe butelki. Otwory wierci się wiertłem 4 mm po spirali z przesunięciem w lewo o 25 mm i na odległość 82 mm.
5. Wykonaj drugi rząd otworów przesunięty o 90 stopni w stosunku do pierwszego.
6. W odległości 100 mm od końców wału wykonaj dwa przez dziury do sworzni mocujących łożyska.
7. W środku kołków wywierć otwory o średnicy 4 mm.
8. Zamontuj zatyczki parami za pomocą śruby, nakrętki i dwóch podkładek, które są umieszczone na każdej pokrywie. Dokręć nakrętki korka.
9. Wytnij eliptyczną część z boku butelek (pokazaną na zdjęciu). Zaleca się wykonanie wycięć tej samej wielkości, wykorzystując pierwszą butelkę jako szablon.
10. W każdą zakrętkę wkręć ostrze butelki, tworząc w ten sposób pionowe koło.
11. Umieść zaciski 6/4″ na łożyskach, które są przymocowane do konsol.
12. Zamontuj podstawę generatora na dolnej konsoli. Wybierz punkt mocowania eksperymentalnie.
13. Zamontuj istniejący generator w zacisku montażowym. W pokazanym przykładzie zastosowano latarkę generatorową model SB-6020, wyposażoną we wbudowany akumulator.
14. Połącz wał generatora z kołem za pomocą gumowy wąż lub tuleje.
15. Wyśrodkuj generator elektryczny i przymocuj wspornik do konsoli.
16. Zainstaluj generator w dogodna lokalizacja i sprawdź w działaniu.

Na zdjęciach przedstawiono główne aspekty budowy generatora wiatrowego małej mocy.

Półfabrykat wału z zamontowanymi łożyskami Przybliżony widok wycięcia w butelce Instalowanie wsporników ostrzy Instalacja generatora Widok z góry generatora wiatrowego wykonanego z butelek Widok z boku generatora wiatrowego butelkowego

Z generatora gazu

W domu nie ma możliwości stworzenia generatora wiatrowego w oparciu o generator wyjęty z instalacji benzynowej.

Trudność polega na tym, że potężny generator jest zaprojektowany do pracy przy dużych prędkościach, które trudno osiągnąć za pomocą koła wiatrowego. Przy niskich prędkościach wirnika obwód samowzbudzenia nie zacznie działać i na zaciskach nie będzie napięcia.

Z silnika elektrycznego

Oprócz projektów opisanych powyżej możesz samodzielnie złożyć potężną instalację z generatora samochodowego. W obwodzie zastosowano przetwornicę napięcia 220 V, która umożliwia podłączenie urządzeń gospodarstwa domowego do sieci.

Aby zbudować generator wiatrowy własnymi rękami, będziesz potrzebować:

1. Zaznacz i pokrój beczkę na cztery lub więcej segmentów. Krawędzie należy obrobić pilnikiem i papier ścierny do usuwania zadziorów. Zaleca się pokrycie gotowych łopatek wentylatora farbą, która zabezpieczy metal przed korozją. Podczas cięcia nie trzeba oddzielać ścian bocznych od powierzchnie poziome i obróć o wymagany kąt.
2. Zrób oś z rury. Jego długość powinna być o 200-250 mm większa niż wysokość lufy.
3. Zamontuj krzyżową prowadnicę ostrzy na górnej krawędzi rury i zabezpiecz ją przez spawanie.
4. Zamontuj prowadnicę symetryczną w odległości równej wysokości ostrza.
5. Zamontuj ostrza pomiędzy prowadnicami, zapewniając możliwość regulacji kąta montażu. Moc zmontowanego urządzenia zależy od poprawności wybranego kąta.
6. Zmontuj maszt z rur o dużych przekrojach. Zalecana wysokość masztu wynosi co najmniej 7 metrów. Jeśli w promieniu 30 metrów znajdują się budynki, wysokość należy zwiększyć o kilka metrów. Należy pamiętać, że wraz ze wzrostem wysokości masztu wzrasta obciążenie ramy. Idealnie, dolna krawędź koła wiatrowego powinna znajdować się o 1 metr wyżej niż sąsiednie budynki.
7. Wypełnij podstawę masztu betonem i wzmocnij konstrukcję odciągami.
8. Przewiń generator drutem o grubości 0,55 mm. Przy tej grubości każde uzwojenie zawiera 60-65 zwojów. Magnesy są zainstalowane na obrobionym wirniku.
9. Złóż urządzenie i sprawdź jego działanie.
10. Zamontuj generator na maszcie i podłącz go do koła pionowego.
11. Sprawdź działanie instalacji w różnych trybach.

Konserwacja generatorów wiatrowych i środki bezpieczeństwa

Podczas korzystania z generatora wiatrowego należy wziąć pod uwagę następujące punkty konserwacji i bezpieczeństwa:

1. Maszt z zainstalowanym generatorem musi być uziemiony. W przypadku korzystania z produktów wyprodukowanych fabrycznie uszkodzenie spowodowane piorunem może spowodować odmowę świadczenia usługi gwarancyjnej.
2. Podczas uruchamiania zabrania się używania generatora jako silnika (w celu przyspieszonego rozkręcania).
3. Nie zaleca się pracy urządzeń przy prędkościach wiatru przekraczających 5 m/s. Dotyczy to szczególnie produktów fabrycznych.
4. Regularnie (co 400 godzin pracy) należy uzupełniać smar do łożysk wirnika. Po 1200 godzinach zaleca się umycie łożysk naftą i napełnienie nowym smarem.
5. Sprawdź i dokręć grupy styków i elementy mocujące generatora. Jeśli komutator iskrzy, przeszlifuj go papierem ściernym.
6. Zainstaluj akumulator w odległości nie większej niż 25 metrów od masztu. Akumulator należy umieścić w pojemniku lub pomieszczeniu o temperaturze +5°С. Pomieszczenie akumulatorów musi być wentylowane, ponieważ podczas ładowania wydziela się wybuchowy gaz.
7. Aby odłączyć urządzenia, należy zastosować panel przełączników.