Eng Ru
Отправить письмо

Роторный ветрогенератор своими руками: чертежи, схемы, инструкция по сборке. Роторный ветрогенератор


чертежи, схемы, инструкция по сборке

Роторный ветрогенераторВетровая электростанция, которая имеет горизонтальную ось вращения, хоть и обладает высокими показателями КПД, имеет некоторые недостатки. Например, осуществляемая передача через коллектор тока в состоянии вызвать значительные потери энергии и привести к таким неприятностям, как нарушение контактов из-за их окисления, снижение упругости пластин.

Во многих ситуациях более практичным и выгодным будет вертикальный (роторный) ветрогенератор, который имеет свойство работать при ветре любого направления. Роторный ветрогенератор, как правило, устанавливается на мачте или столбе. Интересно, что сделать своими руками данное устройство не так сложно, как может показаться на первый взгляд, так как простота конструкции – одно из главных достоинств роторного ветрогенератора.

Для того, чтобы соорудить роторный ветрогенератор своими руками, необходимо:

  1. Взять три диска из фанеры, имеющими диаметр 1000 мм. Толщина каждого должна составлять не менее 10 мм. Это будут аэродинамические шайбы-перегородки.
  2. Потребуется четыре пластины с параметрами 500 на 1050 мм и толщиной около 5. Это будут лопатки ротора.
  3. Необходимо произвести стыковку данных элементов при помощи специальных дюралюминиевых уголков, которые имеют сечение 2x30x30 мм, также для соединения используются винты марки М5 вместе с шайбами и гайками.
  4. Усиливается данная конструкция стяжками, выполненными из стальных стержней, имеющих диаметр 6 мм и на концах резьбу.
  5. Нижняя шайба должна быть укреплена брусками из дерева с сечением 40 на 40 мм.

После того, как была осуществлена предварительная сборка, ветряк полностью разбирается для того, чтобы все элементы из фанеры примерно три раза пропитать олифой. Только после этого процесса и полного высыхания покрытия конструкция собирается в окончательно и после окрашивается алкидной эмалью.

В качестве подшипникового узла можно использовать специальный тормозной мотоциклетный барабан. Ротор устанавливается на него посредством дистанционных втулок и болтов уже марки М8 с шайбами и гайками. В процессе монтажа между узлом и самим ротором необходимо установить самодельную ведущую звездочку цепного мультипликатора, также ведомая звездочка должна быть установлена на вал генератора. Звездочка, обладающая ведущими функциями, вырезается из дюралюминиевого листа, который имеет толщину около 4 мм. Технология изготовления состоит в том, чтобы сначала на ее делительной окружности разметить центры отверстий, которые образуют впадины для зубьев, потом при помощи сверла, напильника и ножовки следует сформировать сами зубья.

Как правило, роторный генератор оснащен практически таким же тормозным устройством, как и на ВЭС. Его привод может быть таким же аэродинамическим. При сборе конструкции на ось тормозного кулачка рекомендуется закрепить стальную втулку, которая, в свою очередь, имеет четыре приваренные трубчатые штанги. На концах каждой из них могут быть расположены специальные полуцилиндрические лопасти из фанеры. Важно осуществить замену пружины, стягивающей колодки тормозов на ту, которая обладает немного меньшими показателями жесткости. Данное устройство, как правило, срабатывает при скорости ветра больше, чем 10 м/с.

Во многих роторных генераторах есть одно достоинство – присутствие автоматического оригинального устройства, которое устанавливает лопатки ротора в самое оптимальное положение, причем в строгой зависимости от скорости ветра. Подобная конструкция производится из фанеры толщиной 3 мм, из пластика, имеющего слоистую структуру или из дюралюминия с показателями толщины до 0,8 мм. Кроме того, устройство может быть установлено на металлическом каркасе.

Нижняя и верхняя крестовины, которые относятся к креплению лопаток ротора, производятся из стальных полос, имеющих толщину около 5 мм. Для того, чтобы максимально укрепить нижнюю крестовину, ее усиливают специальными стальными подкосами, которые определенным способом привариваются снизу. Крепятся такие детали непосредственно на валу двигателя при помощи стопорных винтов М8.

Если генератор обладает возможностью автоматически устанавливать лопатки, то будет обеспечена постоянная скорость его вращения вне зависимости от того, какой силы ветер дует. Состоит данная часть конструкции из самой крестовины, пружины и тяги.

Что касается принципа работы такого автомата, то он достаточно прост. Если скорость ветра небольшая, пружина при сжимании поставит лопатки в такое положение, которое оптимально подойдет для максимального использования пусть и не большой силы ветра. По мере того, как частота вращения ротора увеличивается, тяги, которые одновременно играют роль грузов-балансиров, будут под действием центробежной силы поворачивать роторные лопатки внутрь. В результате данного процесса будет достигнута максимальная стабильность вращения конструкции.

При изготовлении данного автоматического устройства важно обратить внимание на балансировку всей конструкции в целом. Только опытным путем должна подбираться жесткость пружины, которая работает исключительно на растяжение. Если есть на то необходимость, могут быть установлены специальные дополнительные грузы на все стороны лопаток, которые обращены к оси генератора. Именно они в состоянии обеспечить автоматическое срабатывание автомата, когда скорость его вращения будет увеличиваться.

Подводя итог всему вышесказанному, можно отметить, что ветровой генератор состоит из верхней крестовины, лопаток ротора, нижней крестовины, тяги-балансира, пружины, вала ротора, крестовины автомата установки лопаток, основания ветродвигателя и шкива.

Существует еще одна деталь – рама привода двигателя ротора. Она изготавливается из стальных уголков, имеющих сечение 5x50x50 мм. Сами площадки для монтажа корпуса подшипников вырезаются из листа стали толщиной 5 мм. Последние закрепляются при помощи сварки, при этом нижняя их площадка должна быть подвижной, для того чтобы осуществлять центровку вала ротора. Используемые в этом процессе подшипники должны иметь маркировку № 106 и № 206.

Ветрогенератор своими руками

Если есть желание или необходимость применить электрогенератор под ветродвигатель, то рекомендуется использовать тот, который предназначен легковому транспортному средству. Стоит отметить, что данная конструкция совсем неплохо работает вместе с насосом, при необходимости поднять из скважины воду или из колодца и направить в водонапорную башню. Для этой цели можно использовать топливный автомобильный насос или специальную водяную помпу, которая раньше находилась в стиральной машине. Первый изготавливается при помощи одного или нескольких кулачков, на одинаковом расстоянии расположенных по всему валу ветродвигателя, вторая – посредством ременной передачи.

Есть еще один способ изготовления ветрогенератора. Для него необходимо:

  • разрезать пополам пластиковую бутыль;
  • закрепить части друг с другом при помощи специальных, заранее приготовленных кружков из текстолита или фанеры; 
  • прямо по центру кружков надо установить ось вращения;
  • на ось закрепить сам генератор электрической энергии.

При желании можно сделать ветряк разборным, тогда появляется возможность применять его в походах для того, чтобы осуществить подзарядку аккумуляторов фотоаппаратов, мобильных телефонов или батарей от ноутбука. Кроме того, с помощью данного приспособления можно легко провести освещение всей палатки, опять же в походе, а при необходимости осветить вообще весь палаточный городок, если установить несколько подобных конструкций. Переносить такой генератор очень удобно, так как в разобранном виде он занимает совсем немного места. Чаши из пластика можно уложить одна в другую, а затем в них же уложит сам электрогенератор.

Для того, чтобы стационарно установить данную конструкцию, например, на садовом участке или на даче, лучше соорудить более надежный вид генератора – неразборный – и капитально закрепить его на крыше.

batsol.ru

О ветрогенераторах для самостоятельного изготовления

Часто приходится видеть в интернете готовые самодельные ветрогенераторы, которые совсем не оправдали надежды своих создателей. А все потому что при их создании люди руководствовались лишь внешним сходством понравившегося типа ветрогенератора, не применяли ни каких расчетов и делали все на глазок, так, как им казалось правильно. В этой статье я не буду приводить формул, я попытаюсь донести общую картину принципов работы ветрогенератора для начинающий, а более на возникшие вопросы есть ответы в других моих статьях.

Между тем ветрогенераторы давно и полностью изучены, выведены все формулы, расчеты и программы для проектирования ветроустановки от и до. Многие люди пытаясь что-то понять натыкаются на кучу формул и естественно сначала ничего не понимают, поэтому пренебрегают изучением теории и сразу переходят к практике, и только потом начинают разбираться, почему так мало мощности и т.д. А многие и не пытаются что-то изучать, так-как насмотрятся роликов в интернете и думают что все легко и просто.

Но ветрогенератор, не важно какого типа и размеров, это целый комплекс элементов, от параметров которых зависят характеристики законченного ветрогенератора. Конечно самая важная часть ветрогенератора это генератор, от его параметров зависят размеры всех остальных элементов. Для горизотальных ветрогенераторов расчеты правильнее проводить под имеющийся генератор. То-есть уже под имеющийся генератор подгоняется ветроколесо, рама и все остальные элементы. Но и сам генератор нужен более-менее подходящий для ветрогенератора. Для вертикальных ветрогенераторов проще наоборот, сначала рассчитать размеры ротора, и уже после подбирать подходящий генератор по оборотам и мощности.

О лопастях горизонтального ветряка

Для горизонтальных винтов ветрогенераторов есть такое понятие как быстроходность винта. Быстроходность это отношение скорости кончика лопасти к скорости ветра. Обычно трехлопастные винты имеют быстроходность Z5. Чем больше лопастей, тем меньше быстроходность так-как лопасти при вращении попадают в турбулентный поток, созданный впереди идущими лопастями, и тормозятся теряя обороты и мощность.

>

Еще один значимый фактор это заполнение ометаемой площади винта лопастями, чем больше лопастей и чем они шире, тем меньше за единицу времени они пропускают через себя ветра. Ветер просто не успевает проваливаться сквозь лопасти и образуется воздушная подушка перед винтом, о которую тормозятся новые порции ветра, из-за этого винт получает уже приостановленный ветер потерявший часть энергии, который частично отражается от воздушной подушки и уходил в сторону. Поэтому КИЭВ (коэффициент использования энергии ветра) много-лопастных ветрогенераторов значительно меньше чем у двух-трехлопастных. Так-же на быстроходность влияет и ширина лопастей, чем они уже, тем меньше их сопротивление потоку воздуха по ходу вращения.

>

Так-же хочу отметить что на мощность абсолютно не влияет количество лопастей. Когда обороты ветроколеса маленькие, то лопасти за единицу времени успевают отнять энергию у меньшего количества ветра и тут мощность можно поднять количеством лопастей, но обороты при этом не поднимутся, а наоборот чем больше лопастей тем меньше будут обороты. Когда лопастей всего две-три, то им ничто не мешает раскручиваться до больших оборотов, и они за единицу времени проходят больший путь и отнимают энергию у большего количества ветра. То-есть например мощность будет одинаковая если три лопасти за секунду сделают 1оборот, или 1лопасть сделает три оборота за секунду. Мощность одинаковая на валу, но обороты в три раза выше у одной лопасти в сравнении с тремя лопастями. Так-же если сравнить например классические 3 лопасти и 6 лопастей, или 12.

>

Так-же на быстроходность влияет и угол установки лопастей относительно набегающего потока ветра. Если говорить по просту, то максимальная тяга лопасти будет при установке лопасти под углом 45градусов. Но это справедливо если лопасть стоит и не вращается. Когда лопасть начинает вращаться, то реальный угол набегания ветра изменяется. Представьте что вы сидите в машине, а на улице идет снег или дождь, ветер дует вам в бок и снежинки бьют в боковое стекло, но как только вы начнете движение ветер будет дуть уже не в бок и снег бивший вам в боковое стекло бьет под углом уже и в лобовое стекло, а если скорость еще увеличить, то снег будет бить уже прямо в лобовое стекло.

Так и с лопастью, когда она вращается, то реальный угол набегания ветра на нее изменяется, и тот угол 45градусов, под который установлена лопасть при движении лопасти изменяется. Если изменяется угол, то изменятся и тяга лопасти, падает мощность, и когда угол между набегающим ветром и углом установки лопасти сравняются, то лопасть больше не сможет набирать обороты и ее мощность упадет до нуля.

Так-же понятно что лопасть по своей длинне имеет разную быстроходность, например если скорость кончика лопасти Z5, то-есть он вращается со скоростью в 5 раз больше скорости ветра, то середина лопасти вращается с в два раза меньшей скоростью, значит быстроходность в середине лопасти равна Z2,5. Это значит что поток ветра набегает на лопасть под разными углами, и чтобы лопасть имела максимальную тягу по всей свей длине, ей нужна правильная крутка.

Если проанализировать ктутку лопастей заводских ветрогенераторов с быстроходностью Z5, то можно увидеть некоторую закономерность, так например кончик лопастей имеет угол около 3-4 градуса, середина лопасти около 12градусов, а у корня угол около 24градуса. Эти углы можно применять для создания самодельных лопастей с хорошим КИЭВ. Но правильнее рассчитывать лопасти конкретно под генератор, чтобы генератор был оптимально нагружен в большом диапазоне оборотов винта. Как известно зависимость мощности ветра от его скорости кубическая, это значит что при увеличении скорости ветра в два раза, мощность ветра увеличится в 8 раз. Поэтому и генератор должен быть с такой-же кривой роста мощности что и винт, чтобы от ветра забирать максимум и при этом не перегрузить винт и не давать винту пойти в разнос при сильном ветре.

Ротор вертикального ветряка

Ротор вертикальных ветрогенераторов типа "Бочка" в отличие от пропеллеров не может иметь быстроходность выше скорости ветра, и быстроходность концов лопастей может быть максимум Z1. Это связано с тем что лопасти здесь проваливаются под давлением, а не выдавливаются ветром как в пропеллере, и следовательно чем быстрей ветер тем быстрей лопасть поворачивает ветром. Но когда ротор имеет максимальную скорость вращения, мощность вся уходит на это вращение. Максимальная мощность будет на валу ротора примерно при вдвое меньшей скорости вращения концов лопастей относительно скорости ветра.

Так-же так-как площадь ротора большая, то на нем сразу-же образуется воздушная подушка набегающим ветром, и новые порции ветра набегая тормозятся о нее теряя часть энергии и частично отражаясь от нее в стороны. Именно этот фактор и снижает КИЭВ вертикального ветрогенератора, так-как из-за образования этой воздушной подушки набегающий ветер теряет на ней до трети мощности, особенно на высоких скоростях, плюс сопротивление возвращающихся лопастей добавляет сопротивление и общая мощность очень низкая для вертикальных ветрогенераторов типа "Бочка". Реальный КИЭВ обычно равен 10-20% использования энергии ветра.

Для примера вот небольшой расчет ротора вертикального ветряка.

Например диаметр ротора 1м, значит длинна окружности ротора равна 3,14м, это значит что при скорости 3,14м/с ротор сделает 1оборот. То-есть при ветре 3,14м/с скорость вращения ротора будет 60об/м, но мощность на валу будет близка к нулю. Стоит чуть нагрузить ротор как тут-же присядут обороты. Максимальная мощность будет при примерно вдвое меньшей скорости вращения. Значит на ветре 3,14м/с максимальная мощность ротора будет при 30об/м. Если диаметр ротора 2метра сделать, то максимальная мощность будет при 15об/м на этом ветре. С оборотами я думаю понятно.

Теперь посчитаем какую мощность можно снять при этих оборотах. У нас к примеру ротор диаметром 1м и высотой 1м. Площадь ротора значит равна 1м^2. Так-как на роторе образуется воздушная подушка, то не все 100% энергии ветра приходятся на ротор. Этот коэффициент принято брать 0,6. Тогда по известной формуле 0,6*1*3,14*3,14*3,14=18,5 ватт/ч. Ротор получит на ветре 3,14м/с 18,5 ватт/ч, но еще нужно учесть КПД мультипликатора и генератора, другие потери в подшипниках и провалах, тогда смело можно делить мощность на 2 и реально можно увидеть только около 9ватт/ч. На так-как зависимость мощности ветра от скорости кубическая, то при 6,28м/с мощность будет уже не 9ватт/ч, а примерно72ватт/ч.

С ветроколесами я думаю понятно, для понимания расчета ветроколес можно прочитать другие статьи в разделе "Расчеты ВГ". Теперь немного про генераторы. Понятно что кривая мощности генератора должна хотя-бы примерно совпадать с кривой мощности винта. Но генераторов очень много видов и типов и что лучше тут спорный вопрос. Первое что попадается в интернете это дисковый генератор на постоянных магнитах. Его преимущество в том что он легко делается в домашних условиях, не имеет магнитного залипания и лопасти стартуют гораздо раньше чем на традиционные ветрогенераторы с генераторами из ЭТС. Но есть и минусы, первое это то что магнитов надо на генератор в два раза больше, так-как катушки не имеют сердечников. И второе это точный расчет, из-за ошибок в расчете генератор будет мизерной мощности или не тех характеристик что от него требуется.

Но все типы описывать не буду, я уже описал эти моменты в других статьях, поэтому пока все.

e-veterok.ru

Ветрогенератор с вертикальным ротором | Синтезгаз

Самодельный ветрогенератор в сборе

Самодельный ветрогенератор в сборе

Группой умельцев была разработана конструкция ветрогенераторной установки с вертикально расположенной осью вращения. Ниже, представлено подробное руководство по изготовлению этой установки. Внимательно прочитав это руководство, вы сможете сделать подобный вертикальный ветрогенератор своими руками.

Конструкция ветрогенератора получилась достаточно надежной, с низкой стоимостью обслуживания, простой в изготовлении и не дорогой по комплектующим. Представленный ниже список деталей носит ознакомительный и ориентировочный характер. Соблюдать его не обязательно, можно внести какие-то свои коррективы, что-то улучшить, что-то использовать свое, т.к. не везде можно найти именно то, что в списке. Для изготовления этого ветрогенератора использовались недорогие и качественные детали.

Схема вертикального ветрогенератора

Схема вертикального ветрогенератора

НаименованиеКол-воПримечание
Список используемых деталей и материалов для ротора:
Предварительно вырезанный лист металла1Вырезан из стали толщиной 1/4" при помощи гидроабразивной, лазерной и др. резке
Ступица от авто (Хаб)1Должна содержать 4 отверстия, диаметр около 4 дюймов
2" x 1" x 1/2" неодимовый магнит26Очень хрупкие, лучше заказать дополнительно
1/2"-13tpi x 3“ шпилька1TPI – кол-во витков резьбы на дюйм
1/2" гайка16 
1/2" шайба16 
1/2" гровер16 
1/2".-13tpi колпачковая гайка16 
1" шайба4Для того, чтобы выдержать зазор между роторами
   
Список используемых деталей и материалов для турбины:
3" x 60" Оцинкованная труба6 
ABS пластик 3/8" (1.2×1.2м)1 
Магниты для балансировкиЕсли нужныЕсли лопасти не сбалансированы, то магниты прикрепляются для балансировки
1/4" винт48 
1/4" шайба48 
1/4" гровер48 
1/4" гайка48 
2" x 5/8" уголки24 
1" уголки12 (опционально)В случае, если лопасти не держат форму, то можно добавить доп. уголки
винты, гайки, шайбы и гроверы для 1" уголка12 (опционально) 
   
Список используемых деталей и материалов для статора:
Эпоксидка с затвердителем2 л 
1/4" винт нерж.3 
1/4" шайба нерж.3 
1/4" гайка нерж.3 
1/4" кольцевой наконечник3Для эл. соединения
1/2"-13tpi x 3“ шпилька нерж.1Нерж. сталь не является ферромагнетиком, поэтому не будет "тормозить" ротор
1/2" гайка6 
СтеклотканьЕсли нужна 
0.51мм эмал. провод 24AWG
   
Список используемых деталей и материалов для монтажа:
1/4" x 3/4" болт6 
1-1/4" фланец трубы1 
1-1/4" оцинк. труба L-18"1 
   
Инструменты и оборудование:
1/2"-13tpi x 36“ шпилька2Используется для поддомкрачивания
1/2" болт8 
АнемометрЕсли нужен 
1" лист алюминия1Для изготовления проставок, если понадобятся
Зеленая краска1Для покраски держателей пластика. Цвет не принципиален
Голубая краска бал.1Для покраски ротора и др. частей. Цвет не принципиален
Мультиметр1 
Паяльник и припой1 
Дрель1 
Ножовка1 
Керн1 
Маска1 
Защитные очки1 
Перчатки1 

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения не настолько эффективны, как их горизонтальные собратья, однако вертикальные ветрогенераторы менее требовательны к месту их установки.

Описание изготовления турбины ветрогенератора

Турбина ветрогенератора

Турбина ветрогенератора

  1. Соединяющий элемент – предназначен для соединения ротора к лопастям ветрогенератора.
  2. Схема расположения лопастей – два встречных равносторонних треугольника. По данному чертежу потом легче будет расположить уголки крепления лопастей.
Крепление лопастей уголками

Крепление лопастей уголками

Если не уверены в чем то, шаблоны из картона помогут избежать ошибок и дальнейших переделываний.

Общий вид расположения уголков, крепящих лопасти

Общий вид расположения уголков, крепящих лопасти

Последовательность действий изготовления турбины:

  1. Изготовление нижней и верхней опор (оснований) лопастей. Разметьте и при помощи лобзика вырежьте из ABS пластика окружность. Затем обведите ее и вырежьте вторую опору. Должны получиться две абсолютно одинаковые окружности.
  2. В центре одной опоры вырежьте отверстие диаметром 30 см. Это будет верхняя опора лопастей.
  3. Возьмите хаб (ступица от авто) и разметьте и просверлите четыре отверстия на нижней опоре для крепления хаба.
  4. Сделайте шаблон расположения лопастей (рис. выше) и разметьте на нижней опоре места крепления уголков, которые будут соединять опору и лопасти.
  5. Сложите лопасти в стопку, прочно свяжите их и обрежьте до требуемой длины. В данной конструкции лопасти длиной 116 см. Чем длинее лопасти, тем больше энергии ветра они получают, но обратной стороной является нестабильность в сильный ветер.
  6. Разметьте лопасти для крепления уголков. Накерните, а затем просверлите отверстия в них.
  7. Используя шаблон расположения лопастей, который представлен на рисунке выше, прикрепите лопасти к опоре при помощи уголков.

Описание изготовления ротора ветрогенератора

Разметка роторов с помощью бумажных шаблонов

Разметка роторов с помощью бумажных шаблонов

Последовательность действий по изготовлению ротора:

  1. Положите два основания ротора друг на друга, совместите отверстия и напильником или маркером сделайте небольшую метку по бокам. В дальнейшем, это поможет правильно сориентировать их относительно друг-друга.
  2. Сделайте два бумажных шаблона расположения магнитов и приклейте их на основания.
  3. Промаркируйте полярность всех магнитов при помощи маркера. В качестве “тестера полярности” можно использовать небольшой магнит, обмотанный тряпкой или изолентой. Проводя его над большим магнитом, будет хорошо видно, отталкивается он или притягивается.
  4. Крепление магнитов на основании ротора

    Крепление магнитов на основании ротора

  5. Приготовьте эпоксидную смолу (добавив в нее отвердитель). И равномерно нанесите ее снизу магнита.
  6. Очень аккуратно поднесите магнит к краю основания ротора и переместите его к своей позиции. Если магнит устанавливать сверху ротора, то большая мощность магнита может его резко примагнитить и он может поломаться. И никогда не суйте свои пальцы и другие части тела между двумя магнитами или магнитом и железом. Неодимовые магниты очень мощные!
  7. Продолжайте приклеивать магниты к ротору (не забудьте смазывать эпоксидкой), чередую их полюса. Если магниты сьезжают под действием магнитной силы, то воспользуйтесь куском дерева, располагая его между ними для страховки.
  8. После того, как один ротор закончили, переходите к второму. Используя ранее поставленную метку, расположите магниты точно напротив первого ротора, но в другой полярности.
  9. Положите роторы подальше друг от друга (чтобы они не примагнитились, иначе потом не отдерете).

Описание изготовления статора ветрогенератора

Изготовление статора – это очень трудоемкая часть процесса изготовления ветрогенератора. Можно, конечно попробовать купить готовый статор (его еще надо найти у нас) или генератор, но не факт, что они подойдут для конкретного ветряка со своими индивидуальными характеристиками

Катушка статора

Катушка статора

Статор ветрогенератора – электрический компонент, состоящий из 9-ти катушек. Катушка статора изображена на фото выше. Катушки разделены на 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. Каждая катушка намотана проводом 24AWG (0.51мм) и содержит в себе 320 витков. Большее количество витков, но более тонким проводом даст более высокое напряжение, но меньший ток. Поэтому, параметры катушек могут быть изменены, в зависимости от того, какое напряжение вам требуется на выходе ветрогенератора. Нижеследующая таблица поможет вам определиться:

  • 320 витков, 0.51 мм (24AWG) = 100В * 120 об/мин.
  • 160 витков, 0.0508 мм (16AWG) = 48В * 140 об/мин.
  • 60 витков, 0.0571 мм (15AWG) = 24В * 120 об/мин.

Вручную наматывать катушки – это скучное и трудное занятие. Поэтому, чтобы облегчить процесс намотки рекомендуется изготовить простое приспособление – намоточный станок. Тем более, что конструкция его достаточно проста и сделать его можно из подручных материалов.

Витки всех катушек должны быть намотаны одинаково, в одном и том же направлении и обращайте внимание или отмечайте, где начало, а где конец катушки. Для предотвращения разматывания катушек, они обмотаны изолентой и промазаны эпоксидкой.

Приспособление для намотки катушек

Приспособление сделано из двух кусков фанеры, изогнутой шпильки, куска ПВХ-трубы и гвоздей. Перед тем, как изогнуть шпильку, нагрейте ее горелкой.

Приспособление для намотки катушек, сделанное из двух кусков фанеры, изогнутой шпильки, куска ПВХ-трубы и гвоздей

Приспособление для намотки катушек, сделанное из двух кусков фанеры, изогнутой шпильки, куска ПВХ-трубы и гвоздей

Небольшой кусок трубы между дощечками обеспечивает заданную толщину, а четыря гвоздя обеспечивают необходимые размеры катушек.

Крупный вид приспособления для намотки катушек

Крупный вид приспособления для намотки катушек

Вы можете придумать свою конструкцию намоточного станка, или возможно у вас уже имеется готовый.

После того, как все катушки намотаны их необходимо проверить на идентичность друг к другу. Это можно сделать при помощи весов, а также нужно померить сопротивления катушек мультиметром.

Подробный вид приспособления для намотки катушек

Подробный вид приспособления для намотки катушек

Схема соединения катушек статора

Внимание!

Категорически запрещается подключать домашние бытовые потребители напрямую к ветрогенератору во избежании выхода их из строя! Также соблюдайте меры безопасности при обращении с электричеством!

Схема соединения катушек статора

Схема соединения катушек статора

Последовательность действий соединения катушек:

  1. Зачистите шкуркой концы выводов каждой катушки.
  2. Соедините катушки, как показано на рисунке выше. Должно получиться 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. При такой схеме соединений получится трехфазный переменный ток. Концы катушек припаяйте, либо воспользуйтесь зажимами.
  3. Выберите одну из следующих конфигураций:
  • А. Конфигурация «звезда». Для того, чтобы получить большое напряжение на выходе, соедините выводы X,Y и Z между собой.
  • B. Конфигурация «треугольник». Для того, чтобы получить большой ток, соедините X с B, Y с C, Z с A.
  • C. Для того, чтобы в будущем сделать возможность изменять конфигурацию, нарастите все шесть проводников и выведите их наружу.
  1. На большом листе бумаге нарисуйте схему расположения и подключения катушек. Все катушки должны быть равномерно распределены и соответствовать расположению магнитов ротора.
  2. Прикрепите катушки при помощи скотча к бумаге. Приготовьте эпоксидную смолу с отвердителем для заливки статора.
  3. Для нанесения эпоксидки на стеклоткань используйте малярную кисть. Если необходимо, то добавьте небольшие кусочки стеклоткани. Центр катушек не заполняйте, чтобы обеспечить их достаточное охлаждение при работе. Постарайтесь избегать образования пузырьков. Целью данной операции является закрепление катушек на своих местах и придание плоской формы статору, который будет располагаться между двумя роторами. Статор не будет нагруженным узлом и не будет вращаться.

Для того, чтобы стало более понятно, рассмотрим весь процесс в картинках:

Изготовление статора

Изготовление статора

Готовые катушки помещаются на вощеную бумагу с начерченной схемой расположения. Три небольших круга по углам на фото выше – места отверстий для крепления кронштейна статора. Кольцо в центре предотвращает попадание эпоксидки в центральную окружность.

Вокруг катушек помещается стеклоткань

Вокруг катушек помещается стеклоткань

Катушки закреплены на своих местах. Стеклоткань, небольшими кусочками помещается вокруг катушек. Выводы катушек можно вывести внутрь или наружу статора. Не забудьте оставить достаточный запас длины выводов. Обязательно еще раз проверьте все соединения и прозвоните мультиметром.

Статор, залитый эпоксидкой с кронштейном

Статор, залитый эпоксидкой с кронштейном

Статор практически готов. Отверстия для крепления кронштейна, сверлятся в статоре. При сверлении отверстий смотрите не попадите в выводы катушек. После завершения операции, обрежьте лишнюю стеклоткань и если необходимо, шкуркой зачистите поверхность статора.

Изготовление кронштейна статора

Труба для крепления оси хаба была обрезана под нужный размер. В ней были просверлены отверстия и нарезана резьба. В дальнейшем в них будут вкручены болты, которые будут удерживать ось.

Крепление оси

Крепление оси

Эскиз (чертеж) кронштейна

Эскиз (чертеж) кронштейна

На рисунке выше показан кронштейн, к которому будет крепиться статор, находящийся между двумя роторами.

Шпилька с гайками и втулкой

Шпилька с гайками и втулкой

На фото выше показана шпилька с гайками и втулкой. Четыре таких шпильки обеспечивают необходимый зазор между роторами . Вместо втулки можно использовать гайки большего размера, либо самому вырезать шайбы из алюминия.

Окончательная сборка генератора

Небольшое уточнение: малый воздушный зазор между связкой ротор-статор-ротор (который задается шпилькой с втулкой), обеспечивает более высокую отдаваемую мощность, но возрастает риск повреждения статора или ротора при перекосе оси, который может возникнуть при сильном ветре.

Сборочный чертеж генератора

Сборочный чертеж генератора

На левом рисунке ниже, показан ротор с 4-мя шпильками для обеспечения зазора и двумя алюминиевыми пластинами (которые в дальнейшем будут убраны).

На правом рисунке показан собранный и покрашенный в зеленый цвет статор, установленный на место.

Ротор и статор

Ротор и статор

Процесс сборки:

  1. В плите верхнего ротора просверлите 4 отверстия и нарежьте в них резьбу для шпильки. Это необходимо для плавного опускания ротора на свое место.
  2. Уприте 4 шпильки в алюминиевые пластины приклеенные ранее и установите на шпильки верхний ротор.
  3. Роторы будут притягиваться друг к другу с очень большой силой, поэтому и нужно такое приспособление. Сразу выровняйте роторы относительно друг-друга по поставленным ранее метках на торцах.
  4. Поочередно вращая ключом шпильки, равномерно опускайте ротор.
  5. После того, как ротор уперся в втулку (обеспечивающая зазор), выкрутите шпильки и уберите алюминиевые пластины.
  6. Установите хаб (ступицу) и прикрутите его.
Этапы сборки генератора

Этапы сборки генератора

Генератор готов!

Генератор будущего ветрогенератора в сборе

Генератор будущего ветрогенератора в сборе

После установки шпилек (1) и фланца (2) ваш генератор должен выглядеть приблизительно так, ка на рисунке выше.

Установка и крепление клемм

Установка и крепление клемм

Болты из нержавейки служат для обеспечения электрического контакта. На провода удобно использовать кольцевые наконечники.

Установка клемм

Установка клемм

Колпачковые гайки и шайбы служат для крепления соединительной платы и опоры лопастей к генератору. Итак, ветрогенератор полностью собран и готов к тестам.

Для начала, лучше всего рукой раскручивать ветряк и измерять параметры. Если все три выходные клеммы закоротить между собой, то ветряк должен вращаться очень туго. Это может быть использовано для остановки ветрогенератора для сервисного обслуживания или в целях безопасности.

Ветрогенератор можно использовать не только для обеспечения дома электричеством. К примеру данный экземпляр, сделан так, чтобы статор вырабатывал большое напряжение, которое затем используется для нагрева.Рассматриваемый выше генератор выдает 3-х фазное напряжение с различной частотой (зависит от силы ветра), а к примеру в России используется однофазная сеть 220-230В, с фиксированной частотой сети 50 Гц. Это отнюдь не означает, что данный генератор не подойдет для питания бытовых приборов. Переменный ток с данного генератора может быть преобразован в постоянный ток, с фиксированным напряжением. А постоянный ток уже может использоваться для питания светильников, нагрева воды, заряда аккумуляторов, а может быть поставлен преобразователь для преобразования постоянного тока в переменный. Но это уже выходит за рамки данной статьи.

Мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель

На рисунке выше простая схема мостового выпрямителя, состоящего из 6-ти диодов. Он преобразовывает переменный ток в постоянный.

Рекомендации по выбору места установки ветрогенератора

Ветрогенератор, описываемый здесь, установлен на 4-х метровой опоре на краю горы. Трубный фланец, который установлен снизу генератора обеспечивает легкую и быструю установку ветрогенератора – достаточно прикрутить 4 болта. Хотя для надежности, лучше приварить.

Обычно, горизонтальные ветрогенераторы «любят» когда ветер дует с одного направления, в отличии от вертикальных ветряков, где за счет флюгера, они могут поворачиваться и им не важно направление ветра. Т.к. данный ветряк установлен на берегу скалы, то ветер там создает турбулентные потоки с разных направлений, что не очень эффективно для данной конструкции.

Другим фактором, который необходимо учитывать при подборе места размещения, является сила ветра. Архив данных по силе ветра для вашей местности можно найти в интернете, правда это будет очень приблизительно, т.к. все зависит от конкретного места.

Также, в выборе месторасположения установки ветрогенератора поможет анемометр (прибор для измерения силы ветра).

Немного о механике ветрогенератора

Как известно, ветер возникает из-за разности температур поверхности земли. Когда ветер вращает турбины ветрогенератора, он создает три силы: подьемную, торможения и импульсную. Подьемная сила обычно возникает над выпуклой поверхностью и является следствием разности давлений. Сила торможения ветра возникает за лопастями ветрогенератора, она является нежелательной и тормозит ветряк. Импульсная сила возникает из-за изогнутой формы лопастей. Когда молекулы воздуха толкают лопасти сзади, то им некуда потом деваться и они собираются позади них. В результате, они толкают лопасти в направлении ветра. Чем больше подьемная и импульсная силы и меньше сила торможения, тем быстрее лопасти будет вращаться. Соответственно вращается ротор, который создает магнитное поле на статоре. В результате чего вырабатывается электрическая энергия.

Скачать схему расположения магнитов

---

Комментарии:

---

Что такое газ БраунаХронология водородных топливных элементов

sintezgaz.org.ua

На что способен ротор Онипко

Многие наверно уже видели красивые ролики на yutube, где крутится красивый и необычный ротор Онипко. Создатель этого ветрогенератора Алексей Онипко, проект был создан на базе "Украинской академии наук". Я особо не изучал этот вопрос, но судя по всему команда занимающаяся продвижением ротора Онипко как бренда работает именно в этом институте.

Есть официальный сайт Онипко-ротор, который красочно показывает как крутится и как выглядит этот ветрогенератор, и естественно нацелен на поиск инвесторов и покупателей. Сам ветрогенератор выглядит конечно красиво и украсил-бы любой участок на даче или в загородном доме. Все-бы смотрели и спрашивали что это такое и сколько энергии даёт.

>

На сайте указаны такие характеристики:

>

Понятно что ротор Онипко это ветрогенератор, который впитал в себя черты вертикальных ветроустановок, но при этом работает как горизонтально-осевой ветрогенератор.На видео весело крутится. А вот сколько энергии он вырабатывает и на каком ветре не известно до сих пор. Мне так и не удалось найти данные по выработке электроэнергии "ротором Онипко". Я посмотрел более десятка видео, и статей, больше половины из них просто реклама этого ветрогенератора без каких то конкретных цифр, лишь заманчивая картинка и сладкое описание, нацеленное на неграмотное в этом вопросе население.

Отдельно хочу отметить что изобретение это, а этот ветрогенратор презентуется как высокоэффективный ветрогенератор запатентованной конструкции, очень широко рекламировалось в интернете и в Украинских СМИ. Но я так и не нашёл материалы о реальном использовании этого ветрогенератора, неужели никто не купил и не поставил на своём участке. Нашёл не рекламное видео с самодельным ротором Онипко. В качестве генератора используется мотор-колесо, но данных по мощности ветрогенератора нет.

Я убеждён что "ротор Онипко" это рекламный проект, а не конкретный продукт так-как нет ни одной реально работающей конструкции, есть только то что просто крутится, так-же нет никакой конкретной информации и на сайте. Даже в характеристиках они указали не данные о том сколько ватт энергии он даёт и на каком ветре, а просто написали общие достоинства ветрогенератора, которые довольно спорны.

Девайте разберёмся в правдивости приведённых ниже характеристик:

  • Ветрогенератор работает в широком диапазоне скоростей ветра 0,3-20 м/с
  • Что значит работает, работает это когда он вырабатывает электроэнергию, а здесь уместно слово - вращается. Работать и вырабатывать электроэнергию этот ротор начнёт примерно с 2-3м/с, при условии правильно подобранного генератора по оборотам и мощности, чтобы генератор соответствовал мощности ветроколеса. Мощность ветра при скорости 0.3-2м/с настолько мала что способна лишь вращать ротор, но если нагрузить генератор даже маленькой лампочкой то ротор просто остановится, его легко можно остановить рукой.

    Выше на видео ротор Онипко диаметром около 1 метр. Мощность ветрового потока при 2м/с составляет всего 50 ватт, это энергия в ветре. А ротор преобразует энергию ветра в механическую с КПД 20%, хотя автор заявляет что эффективность преобразования энергии выше чем у современных ветрогенераторов. В итоге механическая энергия крутящая генератор составил 10 ватт, а генератор с учётом своего КПД примерно 0.8 отдаст 8 ватт мощности. В итоге этот ротор при 2м/с выдаст всего 8 ватт энергии, на маленькую лампочку хватит и не более.

  • Приспособлен к резкому изменению скорости и направлению ветрового потока
  • Так и хочется спросить, неужели другие типы ветрогенераторов не приспособлены к изменению скорости и направлению ветрового потока. Неужели приделав хвост автор проекта Алексей Онипко произвёл революцию в мире ветрогенераторов (может он не видел обычные ветрогенераторы). Неужели другие ветрогенераторы не приспособлены к к изменению скорости ветра, а как-же они работают и на слабом и на сильном ветре

    Низкий уровень шума Здесь тоже автор лукавит так-как ветрогенераторы любого типа практически бесшумны, и проблема шумности известна только в самодельных высоко-оборотистых конструкциях. А бытовые ветрогенераторы практически бесшумны. Шумность может быть только на ветрах от 8м/с для высокооборотистых высокоэффективных ветогенераторов так-как скорость движения кончиков лопастей в 6-8 раз быстрее скорости ветра, но этот шум не громче чем шум естественный шум деревьев. А тихоходные ветрогенераторы шумят меньше, но и энергии дают значительно меньше при одинаковых размерах ротора.

  • Высокий коэффициент преобразования энергии ветра
  • Это тоже абсолютная неправда так-как это по сути парусный ветрогенератор, только с жесткими парусами, которые никак не изменяют свои углы в процессе работы подстраивать под скорость набегающего потока ветра. Отсюда понятно что ветрогенератор имеет высокий КПД только на определённой скорости ветра. Но КПД зависит от аэродинамического качества тела и пропускной способности, количества ветрового потока с которым отработало тело. А здесь конструкция представляет собой плотный спиральный диск, ветру некуда деваться и поток нарастает перед ветряком воздушной подушкой, и большая часть ветра уходит в стороны натыкаясь на эту подушку.

    КПД такого типа ветрогенераторов не более 0.25 и этот ветрогенератор работает в основном за счёт давления ветра, а не много за счет подъёмной силы. Но всё это с низким КПД и очень низкими оборотами. На видео выше видно что ветер 4-6м/с, а ротор диаметром 1 метр вращается со скоростью 60-80об/м. При этом аналогичные современные ветрогенераторы имеют около 400-500об/м ветроколеса. Теперь понятно что ротору Онипко понадобится генератор в 10 раз больше и дороже чтобы он выдал энергии при 60об/м столько-же сколько выдаст современный ветряк при 500об/м.

    Так-же никакая у этого ветрогенератора мощность на единицу веса. К примеру всё тот-же ротор диаметром 1 метр весит около 50кг, а горизонтальный трех-лопастной ветряк не более 5-6кг. Понятно что только по материалозатратам классический ветряк будет дешевле в 10 раз чем ротор Онипко отсюда и цена ветрогенератора.

  • Широкий диапазон мощностей от 50 до 10 000 Вт
  • Ну здесь понятно, ветрогенратор можно сделать любых размеров
  • Не требует высокой мачты
  • Вообще никакой ветрогенератор не требует высокой мачты, ставьте в метре от земли любой ветрогенератор. Но у земли поток ветра гораздо слабже, с завихрениями и неравномерностью потока, по этому выработка ветрогенератора будет очень низкая. А поднимают ветряки повыше чтобы ловить более мощный стабильный и равномерный ветровой поток. Соответственно чем выше ветрогенератор тем больше выработка электроэнергии и мощность.
  • Рабочая поверхность турбины нового типа существенно превосходит эффективную площадь классической лопастной турбины аналогичного диаметра. В отличие от обычных ветровых турбин, которые используют эффект подъемной силы крыла, дополнительно используется энергия давления ветра.
  • Это тоже неправда так-как большая часть ветрового потока сваливается с вотроколеса, так-как ротор не пропускает через себя ветер и образуется ветровая шапка, это можно видеть если в аэродинамической трубе дуть на ветроколесо подсвеченным дымом потоком ветра. При этом так-как обороты ветроколеса низкие ротор за единицу времени отрабатывает с малым количеством ветра. Так например классический трёх-лопастной винт при том-же ветре имеет скорость движения кончиков лопастей в 5 раз выше скорости и самого ветра. И тем самым за единицу времени лопасти взаимодействуют с гораздо большим потоком ветра. При этом отработанный ветер проходит через ветроколесо не затормаживая новые набегающие потоки ветра.
  • Турбина может изготавливаться из металла, армированного стекловолокна (композит) или пластмассы. ВЕУ нового типа не создает шумы и может устанавливаться рядом с местом нахождения или проживания человека.
  • То что турбина, а точнее ветроколесо может изготавливаться из металла, армированного стекловолокна (композит) или пластмассы это понятно, так можно сказать про любой ветряк. И то что ВЕУ нового типа не создает шумы и может устанавливаться рядом с местом нахождения или проживания человека тоже можно сказать про любой бытовой ветрогенератор. Нельзя ставить только промышленные ветрогенераторы рядом с жилищами так-как низкочастотные вибрации от огромных генераторов создают дискомфорт для грызунов и негативно влияют на строения. Но ветрогенераторы мощностью до 100кВт вполне себе стоят рядом с домами, а уж такие малыши мощностью в 0.3-10кВт уже давно ставят на своих участках. Во всем мире это обычные бытовые ветрогенераторы.

    Фотографии Ротора Онипко

    >

    >

    >

    >

    >

    Ротор Онипко Это ничто иное как обычный ветрогенератор впитавший в себя черты горизонтально-осевого классического ветрогенератора, но при этом он работает по принципу вертикальных и парусных ветрогенераторов, за счёт силы давоъления ветра. Эффективность таких ветрогенераторрв всего 0.2, то есть они преобразуют всего 20% энергии ветра в механическую. При этом они в 10 раз более материалозатратнее, от этого и цена на такие ветряки просто космическая.

    Так-же и про работу более эффективную работу на слабом ветре выдумка так-как КПД ветроколеса всего 0,2 в сравнении с КПД 0.4 у классических ветрогенераторов. Есть ветрогенераторы созданные для более сильных ветров, яхтенные ветряки и прибрежные, которые часто покупают так-как они дешевле. Вот они рассчитаны на более сильные ветра и не работают на ветрах меньше 5м/с, да им это и не нужно, на море ветер всегда сильнее. А вот современные бытовые ветрогенераторы начинают работать с 3м/с, это тот ветер с которого можно хоть что-то взять, а делать ветрогенератор под ветер менее 3м/с бессмысленно так-как энергии там очень мало и её хватает только на вялое вращение ветроколеса.

    e-veterok.ru

    Ветрогенератор энергии своими руками

    Иметь свой ветрогенератор очень выгодно. Во-первых, человек получает бесплатную электроэнергию. Во-вторых, электричество можно добыть в удаленных от цивилизации местах, где не проходит ЛЭП. Ветряк представляет собой устройство, предназначенное для генерирования кинетической энергии ветра. Многие умельцы научились собирать вертикальный ветрогенератор своими руками, а как это делается мы сейчас и узнаем.

    Устройство и разновидности ветряков

    Ветрогенераторы имеют много названий, но правильней их обозначить как ветровая электростанция. Состоит ВЭС из электрооборудования и механического сооружения – ветряка, которые связаны между собой в единую систему. Электроустановка помогает превратить ветер в источник энергии.

    Разновидностей ветрогенераторов много, но по расположению рабочей оси их условно разделяют на две группы:

    • Ветряки с горизонтальной осью вращения являются самыми распространенными. Электроустановка отличается высоким КПД. Кроме того, сам механизм лучше противостоит ураганам, а при слабом ветре запуск ротора происходит быстрее. У горизонтальных ветрогенераторов проще регулируется мощность.
    • Ветряки с вертикальной осью вращения способны работать даже при слабой скорости ветра. Турбины не шумят и проще в изготовлении, поэтому чаще всего их устанавливают умельцы в своем дворе. Однако особенность конструкции вертикального ветряка позволяет его устанавливать только низко от земли. Из-за этого сильно снижается КПД электроустановки.

    Различаются ветрогенераторы по типу рабочего колеса:

    • Пропеллерные или крыльчатые модели оснащены лопастями, которые по отношению к рабочему горизонтальному валу стоят перпендикулярно.
    • Карусельные модели еще называют роторными. Они характерны для вертикальных ветряков.
    • Барабанные модели аналогично имеют вертикальную рабочую ось.

    Для генерирования кинетической энергии ветра в промышленных масштабах обычно используют пропеллерные ветрогенераторы. Модели барабанного и карусельного типа отличаются большими габаритами, а также менее эффективным устройством механизма.

    Все ветряки могут комплектоваться мультипликатором. Этот редуктор во время работы создает много шума. В домашних ветряках мультипликаторы обычно не используют.

    Принцип работы ветряка

    Стоит отметить, что принцип работы ветрогенератора одинаков, независимо от его конструкции и внешнего вида. Генерирование энергии начинается с момента вращения лопастей ветряка. В это время между ротором и статором генератора создается магнитное поле. Оно и служит источником энергии, вырабатывающим электричество.

    Итак, как мы выяснили, ветрогенератор состоит из двух основных частей: вращающегося механизма с лопастями и генератора. Теперь о работе мультипликатора. Этот редуктор устанавливают на ветряк, чтобы увеличить обороты рабочего вала.

    Важно! Мультипликаторы устанавливают только на мощные ветрогенераторы.

    Во время вращения ротора генератора вырабатывается переменный ток, то есть, выходит три фазы. Сгенерированная энергия попадает на контроллер, а от него идет к аккумулятору. В этой цепочке стоит еще один важный прибор – инвертор. Он преобразовывает ток до стабильных параметров и подает через сеть потребителю.

    Ветряк industrial craft 2

    В сфере ветроэнергетики большую известность имеет кинетический ветрогенератор industrial craft 2, имеющий модифицированный блок для генерирования энергии ветра. Для расчета мощности электроустановки сумму скоростей его рабочих органов умножают на значение 0,1. Размер рабочей области обусловлен габаритами ротора. Во время вращения он вырабатывает кинетическую kU, а не электрическую EU энергию.

    Вращение лопастей зависит от порывов ветра. Самая оптимальная скорость наблюдается на высоте 160–162 м. Гроза увеличивает скорость ветра на 50%, а простой дождь – до 20%.

    Роторы ветрогенератора industrial craft 2 различаются габаритами и материалом лопастей, а также предельными показателями силы ветра, при которых они способны работать:

    • деревянный ротор с лопастями 5х5 рассчитан на диапазон скоростей ветра от 10 до 60 MCW;железный ротор с лопастями 7х7 рассчитан на диапазон скоростей – от 14 до 75 MCW;
    • стальной ротор с лопастями 9х9 рассчитан на диапазон скоростей потока воздуха от 17 до 90 MCW;
    • углеволоконный ротор с лопастями 11х11 рассчитан на диапазон скоростей потока воздуха от 20 до 110 MCW.

    Кинетические ветрогенераторы industrial craft 2 не ставят близко на одном уровне спиной друг к другу.

    Самостоятельное изготовление вертикального ветрогенератора

    В самостоятельном изготовлении ветряк с вертикальным валом самый простой. Лопасти изготавливают с любого материала, главное, чтобы он был устойчив к влаге и солнцу, а также был легкий. Для лопастей домашнего ветрогенератора можно использовать ПВХ трубу, применяемую при строительстве канализации. Этот материал отвечает всем вышеперечисленным требованиям. Из пластика вырезают четыре лопасти высотой 70 см, плюс две таких же делают из оцинковки. Жестяным элементам придают форму полукруга, после чего фиксируют с обеих сторон трубы. Остальные лопасти крепят на одинаковом расстоянии по кругу. Радиус вращения такого ветряка будет составлять 69 см.

    Следующий этап – сборка ротора. Здесь понадобятся магниты. Сначала берут два ферритовых диска диаметром 23 см. С помощью клея шесть неодимовых магнитов крепят на один диск. При диаметре магнита 165 см между ними образуют угол 60о. Если эти элементы меньшего размера, то их количество увеличивают. Приклеивают магниты не просто, как попало, а меняют поочередно полярность. На второй диск по аналогичной схеме крепят ферритовые магниты. Всю конструкцию обильно заливают клеем.

    Самое сложное – это изготовление статора. Нужно найти медный провод толщиной 1 мм и из него сделать девять катушек. Каждый элемент должен содержать ровно по 60 витков. Далее, из готовых катушек собирают электрическую схему статора. Все их девять штук выкладывают по кругу. Сначала соединяют концы первой и четвертой катушки. Далее, соединяют второй свободный конец четвертой с выходом седьмой катушки. В итоге получился элемент одной фазы из трех катушек. Схему второй фазы собирают со следующих по очередности трех катушек, начиная со второго элемента. Последней собирают точно так же третью фазу, начиная с третьей катушки.

    Для крепления схемы, из фанеры вырезают форму. На нее сверху кладут стеклоткань, а по ней раскладывают схему из девяти катушек. Все это заливают клеем, после чего оставляют до полного застывания. Не ранее, чем через сутки ротор со статором можно соединять. Сначала кладут ротор магнитами вверх, на нем располагают статор, а сверху укладывают второй диск магнитами вниз. Принцип соединения можно увидеть на фото.

    Теперь настало время собрать ветрогенератор. Вся его схема будет состоять из рабочего колеса с лопастями, аккумулятора и инвертора. Для увеличения крутящего момента желательно установить редуктор. Работы по монтажу имеют следующий порядок:

    • Из стального уголка, труб или профиля сваривают прочную мачту. По высоте она должна поднять рабочее колесо с лопастями выше конька крыши.
    • Под мачту заливают фундамент. Обязательно делают армирование и предусматривают выступающие из бетона анкерные крепления.
    • Далее, на мачту фиксируют рабочее колесо с генератором.
    • После установки мачты на фундамент выполняют ее крепление к анкерам, после чего усиливают стальными растяжками. Для этих целей подойдет трос или стальной прут толщиной 10–12 мм.

    Когда механическая часть ветрогенератора готова, начинают собирать электрическую схему. Генератор на выходе даст трехфазный ток. Для получения постоянного напряжения в схему ставят выпрямитель из диодов. Контроль зарядки аккумулятора осуществляется через автомобильное реле. Заканчивает цепочку схемы инвертор, из которого выходит в домашнюю сеть требуемые 220 вольт.

    Выходная мощность такого ветрогенератора зависит от скорости ветра. Например, при 5 м/с электроустановка выдаст около 15 Вт, а при 18 м/с можно получить на выходе до 163 Вт. Чтобы повысить производительность, мачту ветряка удлиняют до 26 м. На такой высоте скорость ветра на 30% больше, а, значит, электричества получится примерно в полтора раза больше.

    На видео показана сборка генератора для ветряка:

    Сборка ветрогенератора – дело сложное. Нужно знать основы электротехники, уметь читать схемы и пользоваться паяльником.

    fermilon.ru

    Ветрогенератор своими руками - как сделать роторный, аксиальный, трехфазного и однофазного типа, особенности монтажа, инструкции +видео

    В современных реалиях каждый домовладелец хорошо знаком с постоянным ростом стоимости коммунальных услуг – это касается и электрической энергии. Поэтому для создания комфортных условий обитания в загородном домостроении, как летом, так и зимой, придётся или оплачивать услуги по энергоснабжению, или найти альтернативный выход из сложившейся ситуации, благо природные источники энергии бесплатны.

    Как сделать ветрогенератор своими руками — пошаговое руководство

    Территория нашего государства – это по большей части равнины. Несмотря на то, что в городах доступ ветра перекрыт высотными постройками, за городом буйствуют сильные воздушные потоки. Поэтому самостоятельное изготовление ветряного генератора — единственно правильное решение для обеспечения загородного дома электричеством. Но для начала нужно разобраться, какая модель подходит для самостоятельного изготовления.

    Роторный

    Роторный ветряк – несложное преобразовательное устройство, которое просто сделать своими руками. Естественно, такое изделие не сможет обеспечить электроэнергией загородный особняк, но для дачного домика вполне сгодится. Он позволит осветить не только жиле домостроение а, и хозяйственные постройки и даже дорожки в саду. Для самостоятельной сборки агрегата мощностью до 1500 ватт нужно подготовить расходные материалы и комплектующие из следующего перечня:

    • автомобильный 12 вольтовый генератор;
    • аккумуляторная батарея соответствующего номинального напряжения;
    • преобразовательное устройство с 12 на 220В и мощностью 1,2 кВт;
    • габаритный алюминиевый или стальной резервуар – небольшая бочка или ведро;
    • зарядное реле и контрольная лампа от автомобиля;
    • выключатель номиналом 12В качественно, защищённый от влаги;
    • устройство контроля напряжения – старый вольтметр;
    • крепёж в виде болтов, гаек и шайб;
    • медные провода сечением не меньше 2 мм;
    • крепёжные хомуты.

    Естественно, нужно иметь и минимальный комплект инструмента: ножницы для резки металла, болгарка, измерительная рулетка, карандаш, набор гаечных ключей и отвёрток, дрель со свёрлами и пассатижи.

    Пошаговые действия

    Сборку начинают с изготовления ротора и переделки шкива для чего придерживаются определённой последовательности работ.

    1. С помощью рулетки и маркера выполняется деление ёмкости на 4 абсолютно одинаковые части. При резке металла ножницами нужно подготовить отверстия для закладки инструмента. Для упрощения работ можно воспользоваться болгаркой. Вырезать лопасти нужно не до конца.
    2. В дне ёмкости и на шкиве высверливаются отверстия под болты. Данный этап требует особой осторожности, чтобы отверстия располагались симметрично.
    3. Лопасти, прорезанные не до конца, немного отгибаются. При выполнении данного мероприятия важно учитывать, в каком направлении будет вращаться ветрогенератор. В большинстве случаев вращение происходит в сторону движения часовой стрелки. От угла изгиба лопастей напрямую зависит скорость вращения ветряка.
    4. Заготовка из ведра с лопастями закрепляется на шкиве при помощи болтов. Агрегат закрепляется на мачте посредством хомутов и выполняется подсоединение проводки в соответствии со схемой.
    5. Важно придерживаться цветовой разметки проводки, чтобы не перепутать положительные и отрицательные контакты. Проводку также нужно закрепить на мачте.

    Для подсоединения аккумуляторной батареи используются проводники с 4 мм сечением и длиной не более 100 см. Потребители подключаются проводниками с сечением в 2 мм. Важно в разрыв цепи включить преобразователь постоянного напряжения в переменное значение 220В согласно схеме клеммных контактов.

    Плюсы и минусы конструкции

    Если все манипуляции проделаны, верно, то аппарат прослужит достаточно долго. При использовании достаточно мощной аккумуляторной батареи и подходящего инвертора до 1,5 кВт можно обеспечить питанием уличное и внутридомовое освещение, холодильник и телевизор. Сделать такой ветряк очень просто и экономически выгодно. Такое изделие легко ремонтируется и неприхотливо в использовании. Оно очень надёжно в плане работы и не шумит, надоедая обитателям дома. Однако роторный ветряк имеет низкую производительность, и его работа зависит от наличия ветра.

    Аксиальный ветряк на магнитах

    Аксиальная конструкция с без железным статором на основе неодимовых постоянных магнитов, на территории нашего государства появились не так давно из-за недоступности комплектующих частей. Но на сегодняшний день, мощные магниты не являются редкостью, да и стоимость на них значительно упала по сравнению с несколькими годами тому назад.

    Основой такого генератора является ступица с тормозными дисками от легковой машины. Если это будет не новая деталь, то целесообразно её перебрать и сменить смазочные материалы и подшипники.

    Размещение и установка неодимовых магнитов

    Работы начинают с наклеивания магнитов на диск ротора. С этой целью используются магниты в количестве 20 шт. и размерами 2,5 на 0,8 см. Для изменения количества полюсов нужно придерживаться следующих правил:

    • однофазный генератор подразумевает количество магнитов соответствующе числу полюсов;
    • в случае с трёхфазным прибором соблюдается соотношение в 2/3 полюсов и катушек соответственно;
    • размещение магнитов должно происходить с чередованием полюсов, для упрощения их распределения лучше пользоваться готовым шаблоном, сделанным из картона.

    По возможности целесообразно использовать магниты прямоугольной формы, так как в круглых аналогах сосредоточение магнитных полей идёт в центре, а не по всей поверхности. Важно соблюсти условие, чтобы стоящие друг напротив друга магниты имели противоположные полюса. С целью определения полюсов магниты подносятся друг к другу, и притягивающиеся стороны являются положительными, следовательно, отталкивающиеся края отрицательными.

    Для крепления магнитов используется специальный клеевой состав, после чего для увеличения прочности выполняют усиление посредством эпоксидной смолы. С этой целью, ею заливают магнитные элементы. Для предотвращения растекания смолы делают бортики при помощи обычного пластилина.

    Агрегат трёхфазного и однофазного типа

    Однофазные статоры по своим параметрам уступают трёхфазным аналогам, так как при увеличении нагрузки возрастает вибрация. Это обусловлено разницей амплитуды тока возникающей в результате непостоянности его отдачи за определённый промежуток времени. В свою очередь, в трёхфазном аналоге такой проблемы нет. Это позволило увеличить отдачу трёхфазного генератора почти на 50% в сравнении с однофазной моделью. Плюс ко всему из-за отсутствия дополнительной вибрации во время работы устройства не создаются посторонние шумы.

    Намотка катушек

    Каждый электрик в курсе, что прежде чем начинать намотку катушки, важно выполнить предварительные расчёты. Самодельный ветрогенератор на 220В – устройство, работающее на малых скоростях. Необходимо добиться, чтобы зарядка аккумуляторной батареи стартовала со 100 оборотов в минуту.

    Если исходить из таких параметров, то для намотки всех катушек потребуется не более 1200 витков. Для определения витков для одной катушки нужно выполнить простое деление общих показателей на число отдельных элементов.

    Для поднятия мощности ветряка с низкими оборотами увеличивается число полюсов. При этом будет происходить увеличение частоты тока в катушках. Намотка катушек должна, выполнятся толстыми медными проводами. Это позволит уменьшить величину сопротивления а, следовательно, увеличить силу тока. Важно учитывать, что с резким увеличением напряжения ток может полностью расходоваться на сопротивление обмоток. Для упрощения намотки можно использовать специальный станок.

    В соответствии с числом и толщиной магнитов, закреплённых на дисках, изменяются рабочие характеристики аппарата. Чтобы выяснить, какие показатели мощности получатся в конечном счёте, достаточно выполнить намотку одного элемента и прокрутить его в агрегате. Для определения мощностных характеристик замеряется напряжение при определённых оборотах.

    Зачастую катушка выполняется круглой, но целесообразно её слегка вытянуть. В таком случае меди в каждом секторе будет больше, а расположение витков становится плотнее. По диаметру внутреннее отверстие катушки должно равняться габаритам магнита. При изготовлении статора важно учитывать, что он по толщине должен равняться параметрам магнитов.

    Обычно в качестве заготовки для статора используется фанера, но, вполне возможно, выполнить разметку на бумажном листе расчертив сектора для катушек, а для бордюров использовать обычный пластилин. Для придания прочности изделию используется стеклоткань, располагаемая на дне формы сверху катушек. Важно чтобы не происходило прилипания эпоксидной смолы к форме. Для этого её покрывают сверху воском. Катушки неподвижно фиксируются друг с другом, а концы фаз выводятся наружу. После чего выполняется соединение всех проводов по схеме звезда или треугольник. Для тестирования готового устройства его вращают вручную.

    Изготовление мачты и винта

    Обычно конечная высота мачты составляет 6 метров, но по возможности лучше её увеличить в 2 раза. Из-за этого для её крепления используется бетонное основание. Крепление должно быть таким, чтобы труба легко поднималась и опускалась с помощью лебёдки. На верхнем конце трубы выполняется фиксация винта.

    Чтобы сделать винт, понадобиться ПВХ труба, сечение которой должно составлять 16 см. Из трубы вырезается винт двухметровой длины с шестью лопастями. Оптимальная форма лопастей определяется экспериментальным путём, что позволяет увеличить крутящий момент при минимальных оборотах. Для отвода винта от сильных порывов ветра используется хвост складной конструкции. Вырабатываемая электроэнергия накапливается в аккумуляторных батареях.

    Видео: самодельный ветряной генератор

    После рассмотрения доступных вариантов ветрогенераторов каждый домовладелец сможет определиться с подходящим для его целей устройством. Каждый из них имеет как свои положительные стороны, так и отрицательные качества. Особенно прочувствовать эффективность ветряка можно за городом, где происходит постоянное движение воздушных масс.

    Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

    elektro.guru

    Ветрогенератор с вертикальным ротором | АльтерСинтез

    Самодельный ветрогенератор в сборе

    Самодельный ветрогенератор в сборе

    Группой умельцев была разработана конструкция ветрогенераторной установки с вертикально расположенной осью вращения. Ниже, представлено подробное руководство по изготовлению этой установки. Внимательно прочитав это руководство, вы сможете сделать подобный вертикальный ветрогенератор своими руками.

    Конструкция ветрогенератора получилась достаточно надежной, с низкой стоимостью обслуживания, простой в изготовлении и не дорогой по комплектующим. Представленный ниже список деталей носит ознакомительный и ориентировочный характер. Соблюдать его не обязательно, можно внести какие-то свои коррективы, что-то улучшить, что-то использовать свое, т.к. не везде можно найти именно то, что в списке. Для изготовления этого ветрогенератора использовались недорогие и качественные детали.

    Схема вертикального ветрогенератора

    Схема вертикального ветрогенератора

    НаименованиеКол-воПримечание
    Список используемых деталей и материалов для ротора:
    Предварительно вырезанный лист металла1Вырезан из стали толщиной 1/4" при помощи гидроабразивной, лазерной и др. резке
    Ступица от авто (Хаб)1Должна содержать 4 отверстия, диаметр около 4 дюймов
    2" x 1" x 1/2" неодимовый магнит26Очень хрупкие, лучше заказать дополнительно
    1/2"-13tpi x 3’ шпилька1TPI – кол-во витков резьбы на дюйм
    1/2" гайка16 
    1/2" шайба16 
    1/2" гровер16 
    1/2".-13tpi колпачковая гайка16 
    1" шайба4Для того, чтобы выдержать зазор между роторами
       
    Список используемых деталей и материалов для турбины:
    3" x 60" Оцинкованная труба6 
    ABS пластик 3/8" (1.2×1.2м)1 
    Магниты для балансировкиЕсли нужныЕсли лопасти не сбалансированы, то магниты прикрепляются для балансировки
    1/4" винт48 
    1/4" шайба48 
    1/4" гровер48 
    1/4" гайка48 
    2" x 5/8" уголки24 
    1" уголки12 (опционально)В случае, если лопасти не держат форму, то можно добавить доп. уголки
    винты, гайки, шайбы и гроверы для 1" уголка12 (опционально) 
       
    Список используемых деталей и материалов для статора:
    Эпоксидка с затвердителем2 л 
    1/4" винт нерж.3 
    1/4" шайба нерж.3 
    1/4" гайка нерж.3 
    1/4" кольцевой наконечник3Для эл. соединения
    1/2"-13tpi x 3’ шпилька нерж.1Нерж. сталь не является ферромагнетиком, поэтому не будет "тормозить" ротор
    1/2" гайка6 
    СтеклотканьЕсли нужна 
    0.51мм эмал. провод 24AWG
       
    Список используемых деталей и материалов для монтажа:
    1/4" x 3/4" болт6 
    1-1/4" фланец трубы1 
    1-1/4" оцинк. труба L-18"1 
       
    Инструменты и оборудование:
    1/2"-13tpi x 36’ шпилька2Используется для поддомкрачивания
    1/2" болт8 
    АнемометрЕсли нужен 
    1" лист алюминия1Для изготовления проставок, если понадобятся
    Зеленая краска1Для покраски держателей пластика. Цвет не принципиален
    Голубая краска бал.1Для покраски ротора и др. частей. Цвет не принципиален
    Мультиметр1 
    Паяльник и припой1 
    Дрель1 
    Ножовка1 
    Керн1 
    Маска1 
    Защитные очки1 
    Перчатки1 

    Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения не настолько эффективны, как их горизонтальные собратья, однако вертикальные ветрогенераторы менее требовательны к месту их установки.

    Описание изготовления турбины ветрогенератора

    Турбина ветрогенератора

    Турбина ветрогенератора

    1. Соединяющий элемент – предназначен для соединения ротора к лопастям ветрогенератора.
    2. Схема расположения лопастей – два встречных равносторонних треугольника. По данному чертежу потом легче будет расположить уголки крепления лопастей.
    Крепление лопастей уголками

    Крепление лопастей уголками

    Если не уверены в чем то, шаблоны из картона помогут избежать ошибок и дальнейших переделываний.

    Общий вид расположения уголков, крепящих лопасти

    Общий вид расположения уголков, крепящих лопасти

    Последовательность действий изготовления турбины:

    1. Изготовление нижней и верхней опор (оснований) лопастей. Разметьте и при помощи лобзика вырежьте из ABS пластика окружность. Затем обведите ее и вырежьте вторую опору. Должны получиться две абсолютно одинаковые окружности.
    2. В центре одной опоры вырежьте отверстие диаметром 30 см. Это будет верхняя опора лопастей.
    3. Возьмите хаб (ступица от авто) и разметьте и просверлите четыре отверстия на нижней опоре для крепления хаба.
    4. Сделайте шаблон расположения лопастей (рис. выше) и разметьте на нижней опоре места крепления уголков, которые будут соединять опору и лопасти.
    5. Сложите лопасти в стопку, прочно свяжите их и обрежьте до требуемой длины. В данной конструкции лопасти длиной 116 см. Чем длинее лопасти, тем больше энергии ветра они получают, но обратной стороной является нестабильность в сильный ветер.
    6. Разметьте лопасти для крепления уголков. Накерните, а затем просверлите отверстия в них.
    7. Используя шаблон расположения лопастей, который представлен на рисунке выше, прикрепите лопасти к опоре при помощи уголков.

    Описание изготовления ротора ветрогенератора

    Разметка роторов с помощью бумажных шаблонов

    Разметка роторов с помощью бумажных шаблонов

    Последовательность действий по изготовлению ротора:

    1. Положите два основания ротора друг на друга, совместите отверстия и напильником или маркером сделайте небольшую метку по бокам. В дальнейшем, это поможет правильно сориентировать их относительно друг-друга.
    2. Сделайте два бумажных шаблона расположения магнитов и приклейте их на основания.
    3. Промаркируйте полярность всех магнитов при помощи маркера. В качестве “тестера полярности” можно использовать небольшой магнит, обмотанный тряпкой или изолентой. Проводя его над большим магнитом, будет хорошо видно, отталкивается он или притягивается.
    4. Крепление магнитов на основании ротора

      Крепление магнитов на основании ротора

    5. Приготовьте эпоксидную смолу (добавив в нее отвердитель). И равномерно нанесите ее снизу магнита.
    6. Очень аккуратно поднесите магнит к краю основания ротора и переместите его к своей позиции. Если магнит устанавливать сверху ротора, то большая мощность магнита может его резко примагнитить и он может поломаться. И никогда не суйте свои пальцы и другие части тела между двумя магнитами или магнитом и железом. Неодимовые магниты очень мощные!
    7. Продолжайте приклеивать магниты к ротору (не забудьте смазывать эпоксидкой), чередую их полюса. Если магниты сьезжают под действием магнитной силы, то воспользуйтесь куском дерева, располагая его между ними для страховки.
    8. После того, как один ротор закончили, переходите к второму. Используя ранее поставленную метку, расположите магниты точно напротив первого ротора, но в другой полярности.
    9. Положите роторы подальше друг от друга (чтобы они не примагнитились, иначе потом не отдерете).

    Описание изготовления статора ветрогенератора

    Изготовление статора – это очень трудоемкая часть процесса изготовления ветрогенератора. Можно, конечно попробовать купить готовый статор (его еще надо найти у нас) или генератор, но не факт, что они подойдут для конкретного ветряка со своими индивидуальными характеристиками

    Катушка статора

    Катушка статора

    Статор ветрогенератора – электрический компонент, состоящий из 9-ти катушек. Катушка статора изображена на фото выше. Катушки разделены на 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. Каждая катушка намотана проводом 24AWG (0.51мм) и содержит в себе 320 витков. Большее количество витков, но более тонким проводом даст более высокое напряжение, но меньший ток. Поэтому, параметры катушек могут быть изменены, в зависимости от того, какое напряжение вам требуется на выходе ветрогенератора. Нижеследующая таблица поможет вам определиться:

    • 320 витков, 0.51 мм (24AWG) = 100В * 120 об/мин.
    • 160 витков, 0.0508 мм (16AWG) = 48В * 140 об/мин.
    • 60 витков, 0.0571 мм (15AWG) = 24В * 120 об/мин.

    Вручную наматывать катушки – это скучное и трудное занятие. Поэтому, чтобы облегчить процесс намотки рекомендуется изготовить простое приспособление – намоточный станок. Тем более, что конструкция его достаточно проста и сделать его можно из подручных материалов.

    Витки всех катушек должны быть намотаны одинаково, в одном и том же направлении и обращайте внимание или отмечайте, где начало, а где конец катушки. Для предотвращения разматывания катушек, они обмотаны изолентой и промазаны эпоксидкой.

    Приспособление для намотки катушек

    Приспособление сделано из двух кусков фанеры, изогнутой шпильки, куска ПВХ-трубы и гвоздей. Перед тем, как изогнуть шпильку, нагрейте ее горелкой.

    Приспособление для намотки катушек, сделанное из двух кусков фанеры, изогнутой шпильки, куска ПВХ-трубы и гвоздей

    Приспособление для намотки катушек, сделанное из двух кусков фанеры, изогнутой шпильки, куска ПВХ-трубы и гвоздей

    Небольшой кусок трубы между дощечками обеспечивает заданную толщину, а четыря гвоздя обеспечивают необходимые размеры катушек.

    Крупный вид приспособления для намотки катушек

    Крупный вид приспособления для намотки катушек

    Вы можете придумать свою конструкцию намоточного станка, или возможно у вас уже имеется готовый.

    После того, как все катушки намотаны их необходимо проверить на идентичность друг к другу. Это можно сделать при помощи весов, а также нужно померить сопротивления катушек мультиметром.

    Подробный вид приспособления для намотки катушек

    Подробный вид приспособления для намотки катушек

    Схема соединения катушек статора

    Внимание!

    Категорически запрещается подключать домашние бытовые потребители напрямую к ветрогенератору во избежании выхода их из строя! Также соблюдайте меры безопасности при обращении с электричеством!

    Схема соединения катушек статора

    Схема соединения катушек статора

    Последовательность действий соединения катушек:

    1. Зачистите шкуркой концы выводов каждой катушки.
    2. Соедините катушки, как показано на рисунке выше. Должно получиться 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. При такой схеме соединений получится трехфазный переменный ток. Концы катушек припаяйте, либо воспользуйтесь зажимами.
    3. Выберите одну из следующих конфигураций:
    • А. Конфигурация “звезда”. Для того, чтобы получить большое напряжение на выходе, соедините выводы X,Y и Z между собой.
    • B. Конфигурация “треугольник”. Для того, чтобы получить большой ток, соедините X с B, Y с C, Z с A.
    • C. Для того, чтобы в будущем сделать возможность изменять конфигурацию, нарастите все шесть проводников и выведите их наружу.
    1. На большом листе бумаге нарисуйте схему расположения и подключения катушек. Все катушки должны быть равномерно распределены и соответствовать расположению магнитов ротора.
    2. Прикрепите катушки при помощи скотча к бумаге. Приготовьте эпоксидную смолу с отвердителем для заливки статора.
    3. Для нанесения эпоксидки на стеклоткань используйте малярную кисть. Если необходимо, то добавьте небольшие кусочки стеклоткани. Центр катушек не заполняйте, чтобы обеспечить их достаточное охлаждение при работе. Постарайтесь избегать образования пузырьков. Целью данной операции является закрепление катушек на своих местах и придание плоской формы статору, который будет располагаться между двумя роторами. Статор не будет нагруженным узлом и не будет вращаться.

    Для того, чтобы стало более понятно, рассмотрим весь процесс в картинках:

    Изготовление статора

    Изготовление статора

    Готовые катушки помещаются на вощеную бумагу с начерченной схемой расположения. Три небольших круга по углам на фото выше – места отверстий для крепления кронштейна статора. Кольцо в центре предотвращает попадание эпоксидки в центральную окружность.

    Вокруг катушек помещается стеклоткань

    Вокруг катушек помещается стеклоткань

    Катушки закреплены на своих местах. Стеклоткань, небольшими кусочками помещается вокруг катушек. Выводы катушек можно вывести внутрь или наружу статора. Не забудьте оставить достаточный запас длины выводов. Обязательно еще раз проверьте все соединения и прозвоните мультиметром.

    Статор, залитый эпоксидкой с кронштейном

    Статор, залитый эпоксидкой с кронштейном

    Статор практически готов. Отверстия для крепления кронштейна, сверлятся в статоре. При сверлении отверстий смотрите не попадите в выводы катушек. После завершения операции, обрежьте лишнюю стеклоткань и если необходимо, шкуркой зачистите поверхность статора.

    Изготовление кронштейна статора

    Труба для крепления оси хаба была обрезана под нужный размер. В ней были просверлены отверстия и нарезана резьба. В дальнейшем в них будут вкручены болты, которые будут удерживать ось.

    Крепление оси

    Крепление оси

    Эскиз (чертеж) кронштейна

    Эскиз (чертеж) кронштейна

    На рисунке выше показан кронштейн, к которому будет крепиться статор, находящийся между двумя роторами.

    Шпилька с гайками и втулкой

    Шпилька с гайками и втулкой

    На фото выше показана шпилька с гайками и втулкой. Четыре таких шпильки обеспечивают необходимый зазор между роторами . Вместо втулки можно использовать гайки большего размера, либо самому вырезать шайбы из алюминия.

    Окончательная сборка генератора

    Небольшое уточнение: малый воздушный зазор между связкой ротор-статор-ротор (который задается шпилькой с втулкой), обеспечивает более высокую отдаваемую мощность, но возрастает риск повреждения статора или ротора при перекосе оси, который может возникнуть при сильном ветре.

    Сборочный чертеж генератора

    Сборочный чертеж генератора

    На левом рисунке ниже, показан ротор с 4-мя шпильками для обеспечения зазора и двумя алюминиевыми пластинами (которые в дальнейшем будут убраны).

    На правом рисунке показан собранный и покрашенный в зеленый цвет статор, установленный на место.

    Ротор и статор

    Ротор и статор

    Процесс сборки:

    1. В плите верхнего ротора просверлите 4 отверстия и нарежьте в них резьбу для шпильки. Это необходимо для плавного опускания ротора на свое место.
    2. Уприте 4 шпильки в алюминиевые пластины приклеенные ранее и установите на шпильки верхний ротор.
    3. Роторы будут притягиваться друг к другу с очень большой силой, поэтому и нужно такое приспособление. Сразу выровняйте роторы относительно друг-друга по поставленным ранее метках на торцах.
    4. Поочередно вращая ключом шпильки, равномерно опускайте ротор.
    5. После того, как ротор уперся в втулку (обеспечивающая зазор), выкрутите шпильки и уберите алюминиевые пластины.
    6. Установите хаб (ступицу) и прикрутите его.
    Этапы сборки генератора

    Этапы сборки генератора

    Генератор готов!

    Генератор будущего ветрогенератора в сборе

    Генератор будущего ветрогенератора в сборе

    После установки шпилек (1) и фланца (2) ваш генератор должен выглядеть приблизительно так, ка на рисунке выше.

    Установка и крепление клемм

    Установка и крепление клемм

    Болты из нержавейки служат для обеспечения электрического контакта. На провода удобно использовать кольцевые наконечники.

    Установка клемм

    Установка клемм

    Колпачковые гайки и шайбы служат для крепления соединительной платы и опоры лопастей к генератору. Итак, ветрогенератор полностью собран и готов к тестам.

    Для начала, лучше всего рукой раскручивать ветряк и измерять параметры. Если все три выходные клеммы закоротить между собой, то ветряк должен вращаться очень туго. Это может быть использовано для остановки ветрогенератора для сервисного обслуживания или в целях безопасности.

    Ветрогенератор можно использовать не только для обеспечения дома электричеством. К примеру данный экземпляр, сделан так, чтобы статор вырабатывал большое напряжение, которое затем используется для нагрева.Рассматриваемый выше генератор выдает 3-х фазное напряжение с различной частотой (зависит от силы ветра), а к примеру в России используется однофазная сеть 220-230В, с фиксированной частотой сети 50 Гц. Это отнюдь не означает, что данный генератор не подойдет для питания бытовых приборов. Переменный ток с данного генератора может быть преобразован в постоянный ток, с фиксированным напряжением. А постоянный ток уже может использоваться для питания светильников, нагрева воды, заряда аккумуляторов, а может быть поставлен преобразователь для преобразования постоянного тока в переменный. Но это уже выходит за рамки данной статьи.

    Мостовой выпрямитель

    Мостовой выпрямитель

    На рисунке выше простая схема мостового выпрямителя, состоящего из 6-ти диодов. Он преобразовывает переменный ток в постоянный.

    Рекомендации по выбору места установки ветрогенератора

    Ветрогенератор, описываемый здесь, установлен на 4-х метровой опоре на краю горы. Трубный фланец, который установлен снизу генератора обеспечивает легкую и быструю установку ветрогенератора – достаточно прикрутить 4 болта. Хотя для надежности, лучше приварить.

    Обычно, горизонтальные ветрогенераторы “любят” когда ветер дует с одного направления, в отличии от вертикальных ветряков, где за счет флюгера, они могут поворачиваться и им не важно направление ветра. Т.к. данный ветряк установлен на берегу скалы, то ветер там создает турбулентные потоки с разных направлений, что не очень эффективно для данной конструкции.

    Другим фактором, который необходимо учитывать при подборе места размещения, является сила ветра. Архив данных по силе ветра для вашей местности можно найти в интернете, правда это будет очень приблизительно, т.к. все зависит от конкретного места.

    Также, в выборе месторасположения установки ветрогенератора поможет анемометр (прибор для измерения силы ветра).

    Немного о механике ветрогенератора

    Как известно, ветер возникает из-за разности температур поверхности земли. Когда ветер вращает турбины ветрогенератора, он создает три силы: подьемную, торможения и импульсную. Подьемная сила обычно возникает над выпуклой поверхностью и является следствием разности давлений. Сила торможения ветра возникает за лопастями ветрогенератора, она является нежелательной и тормозит ветряк. Импульсная сила возникает из-за изогнутой формы лопастей. Когда молекулы воздуха толкают лопасти сзади, то им некуда потом деваться и они собираются позади них. В результате, они толкают лопасти в направлении ветра. Чем больше подьемная и импульсная силы и меньше сила торможения, тем быстрее лопасти будет вращаться. Соответственно вращается ротор, который создает магнитное поле на статоре. В результате чего вырабатывается электрическая энергия.

    Скачать схему расположения магнитов

    — cxem.net —---

    Комментарии:

    ---

    Что такое газ БраунаХронология водородных топливных элементов

    www.altsyn.com


    © ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
    Разработка сайта