Γενική αρχή λειτουργίας

Τα κύρια μέρη εργασίας μιας ανεμογεννήτριας είναι τα πτερύγια, τα οποία περιστρέφονται από τον άνεμο. Ανάλογα με τη θέση του άξονα περιστροφής, οι ανεμογεννήτριες χωρίζονται σε οριζόντιες και κάθετες:

• Οριζόντιες ανεμογεννήτριεςπιο διαδεδομένο. Τα πτερύγια τους έχουν σχέδιο παρόμοιο με έλικα αεροπλάνου: κατά μια πρώτη προσέγγιση, είναι πλάκες με κλίση σε σχέση με το επίπεδο περιστροφής, που μετατρέπουν μέρος του φορτίου από την πίεση του ανέμου σε περιστροφή. Σημαντικό χαρακτηριστικόη οριζόντια ανεμογεννήτρια είναι η ανάγκη εξασφάλισης περιστροφής του συγκροτήματος πτερυγίων σύμφωνα με την κατεύθυνση του ανέμου, καθώς μέγιστη αποτελεσματικότηταεξασφαλίζεται όταν η διεύθυνση του ανέμου είναι κάθετη στο επίπεδο περιστροφής.
• Λεπίδες κάθετη ανεμογεννήτριαέχουν κυρτό-κοίλο σχήμα. Δεδομένου ότι ο εξορθολογισμός της κυρτής πλευράς είναι μεγαλύτερος από την κοίλη πλευρά, μια τέτοια ανεμογεννήτρια περιστρέφεται πάντα προς μία κατεύθυνση, ανεξάρτητα από την κατεύθυνση του ανέμου, γεγονός που καθιστά περιττό τον μηχανισμό στροφής, σε αντίθεση με τις οριζόντιες ανεμογεννήτριες. Ταυτόχρονα, λόγω του ότι ανά πάσα στιγμή χρήσιμη εργασίαεκτελεί μόνο ένα μέρος των λεπίδων και οι υπόλοιπες μόνο εξουδετερώνουν την περιστροφή, Η απόδοση μιας κάθετης ανεμογεννήτριας είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή μιας οριζόντιας: εάν για μια οριζόντια ανεμογεννήτρια τριών πτερυγίων αυτό το ποσοστό φτάσει το 45%, τότε για μια κάθετη δεν θα υπερβαίνει το 25%.

Δεδομένου ότι η μέση ταχύτητα ανέμου στη Ρωσία είναι χαμηλή, ακόμη και ένας μεγάλος ανεμόμυλος θα περιστρέφεται αρκετά αργά τις περισσότερες φορές. Για να εξασφαλιστεί επαρκής τροφοδοσία ρεύματος, πρέπει να συνδεθεί στη γεννήτρια μέσω κιβωτίου ταχυτήτων, ιμάντα ή γρανάζι. Σε έναν οριζόντιο ανεμόμυλο, το συγκρότημα λεπίδα-κιβώτιο ταχυτήτων-γεννήτρια είναι τοποθετημένο σε μια περιστρεφόμενη κεφαλή, η οποία τους επιτρέπει να ακολουθούν την κατεύθυνση του ανέμου. Είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη ότι η περιστρεφόμενη κεφαλή πρέπει να έχει έναν περιοριστή που την εμποδίζει να κάνει πλήρη περιστροφή, καθώς διαφορετικά η καλωδίωση από τη γεννήτρια θα σπάσει (η επιλογή χρήσης ροδέλες επαφής που επιτρέπουν στην κεφαλή να περιστρέφεται ελεύθερα είναι μεγαλύτερη περίπλοκος). Για να εξασφαλιστεί η περιστροφή, η ανεμογεννήτρια συμπληρώνεται με ένα πτερύγιο εργασίας που κατευθύνεται κατά μήκος του άξονα περιστροφής.

Το πιο κοινό υλικό για λεπίδες είναι οι σωλήνες PVC μεγάλη διάμετρος, κομμένο κατά μήκος. Κατά μήκος των άκρων είναι καρφωμένα με μεταλλικές πλάκες συγκολλημένες στην πλήμνη του συγκροτήματος της λεπίδας. Τα σχέδια αυτού του είδους λεπίδων διανέμονται ευρύτερα στο Διαδίκτυο.

Το βίντεο μιλάει για μια ανεμογεννήτρια κατασκευασμένη από τον εαυτό σας

Υπολογισμός ανεμογεννήτριας με πτερύγια

Δεδομένου ότι έχουμε ήδη ανακαλύψει ότι μια οριζόντια ανεμογεννήτρια είναι πολύ πιο αποτελεσματική, θα εξετάσουμε τον υπολογισμό του σχεδιασμού της.

Η αιολική ενέργεια μπορεί να προσδιοριστεί από τον τύπο
P=0,6*S*V³, όπου S είναι η περιοχή του κύκλου που περιγράφεται από τα άκρα των πτερυγίων της προπέλας (περιοχή σάρωσης), εκφρασμένη σε τετραγωνικά μέτρα, και V είναι η εκτιμώμενη ταχύτητα ανέμου σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Πρέπει επίσης να λάβετε υπόψη την απόδοση του ίδιου του ανεμόμυλου, η οποία για ένα οριζόντιο σχέδιο με τρεις λεπίδες θα είναι κατά μέσο όρο 40%, καθώς και η απόδοση σετ γεννήτριας, το οποίο στην κορυφή του χαρακτηριστικού της ταχύτητας ρεύματος είναι 80% για μια γεννήτρια με διέγερση από μόνιμους μαγνήτες και 60% για μια γεννήτρια με περιέλιξη διέγερσης. Κατά μέσο όρο, άλλο 20% της ισχύος θα καταναλώνεται από το κιβώτιο ταχυτήτων (πολλαπλασιαστής). Έτσι, ο τελικός υπολογισμός της ακτίνας του ανεμόμυλου (δηλαδή του μήκους της λεπίδας του) για μια δεδομένη ισχύ γεννήτριας σε μόνιμοι μαγνήτεςμοιάζει με αυτό:
R=√(P/(0,483*V³))

Παράδειγμα: Ας πάρουμε την απαιτούμενη ισχύ του αιολικού σταθμού 500 W και τη μέση ταχύτητα ανέμου 2 m/s. Στη συνέχεια, σύμφωνα με τον τύπο μας, θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε λεπίδες μήκους τουλάχιστον 11 μέτρων. Όπως μπορείτε να δείτε, ακόμη και μια τόσο μικρή ισχύς θα απαιτήσει τη δημιουργία μιας ανεμογεννήτριας κολοσσιαίων διαστάσεων. Για κατασκευές που είναι περισσότερο ή λιγότερο ορθολογικές όσον αφορά τη δημιουργία δικών σας, με μήκος λεπίδας όχι μεγαλύτερο από ενάμισι μέτρο, η ανεμογεννήτρια θα μπορεί να παράγει μόνο 80-90 watt ισχύος ακόμη και σε ισχυρούς ανέμους.

Δεν υπάρχει αρκετή ισχύς; Στην πραγματικότητα, όλα είναι κάπως διαφορετικά, αφού στην πραγματικότητα το φορτίο της ανεμογεννήτριας τροφοδοτείται από μπαταρίες, ενώ ο ανεμόμυλος τις φορτίζει μόνο στο μέγιστο των δυνατοτήτων του. Κατά συνέπεια, η ισχύς μιας ανεμογεννήτριας καθορίζει τη συχνότητα με την οποία μπορεί να παρέχει ενέργεια.

Έχοντας κοιτάξει σε ξένες τοποθεσίες πώς κατασκευάζονται οι ανεμογεννήτριες απλοί άνθρωποι, ήθελα κι εγώ να κάνω κάτι παρόμοιο. Στο ρωσικό Διαδίκτυο εκείνη την εποχή δεν υπήρχαν ειδικές πληροφορίες για αυτούς τους ανεμόμυλους, κυκλοφόρησαν μόνο πληροφορίες για τους ανεμόμυλους του Hugh Pigot και κάθε είδους αποκόμματα πληροφοριών. Ωστόσο, ήθελα να φτιάξω έναν τόσο απλό ανεμόμυλο για τον εαυτό μου.

Ξεκίνησε με μια αναζήτηση για μαγνήτες νεοδυμίου, αλλά οι τιμές στα ηλεκτρονικά καταστήματα ήταν πολύ υψηλές και δεν μπορούσα να τους βρω σε κανονικά καταστήματα. Σύντομα όμως κατάφερα να παραγγείλω φθηνότερους μαγνήτες. 25 στρογγυλοί μαγνήτες διαστάσεων 20*5mm κοστίζουν μόνο 1030 ρούβλια. Ενώ οι μαγνήτες κινούνταν, άρχισα να φτιάχνω τις λεπίδες.

Ξύλινες λεπίδες για ανεμογεννήτρια

>

Αφαίρεσα πρώτα το περίσσιο ξύλο από τις λεπίδες με ένα συνηθισμένο μεγάλο μαχαίρι με φαρδιά λεπίδα αφού δεν είχα συρραπτικό.

>

>

Στη συνέχεια οι έτοιμες λεπίδες γυαλίστηκαν γυαλόχαρτομέχρι να γίνει τελείως λείο. Στη συνέχεια οι λεπίδες μουλιάστηκαν σε λάδι ξήρανσης τρεις φορές.

>

Έκοψα επίσης κύκλους από κόντρα πλακέ για να τοποθετήσω τις λεπίδες. Έκοψα τις λεπίδες στον πισινό στους 120 βαθμούς χρησιμοποιώντας δισκοπρίονο. Η διάμετρος της βίδας είναι ακριβώς 2m.

>

Το δέμα με μαγνήτες έφτασε, έστω και λίγο νωρίτερα από ότι περίμενα. Ήταν η πρώτη φορά που κρατούσα τέτοιους μαγνήτες στα χέρια μου είναι πολύ ισχυροί, παρά το γεγονός ότι είναι τόσο μικροί και δεν μπορούν να συγκριθούν με τους συνηθισμένους φερρίτη. Εδώ είναι το ίδιο το δέμα, προσεκτικά συσκευασμένο, όλοι οι μαγνήτες είναι στη θέση τους και άθικτοι.

>

Οι δίσκοι του ρότορα κατασκευάστηκαν από σίδερο πάχους 4mm. Αρχικά, κόπηκαν δύο κενά, μέσα τους μηχανή διάτρησηςάνοιξαν τρύπες για τα καρφιά και μετά τόρνοςΟι κεντρικές τρύπες κόπηκαν και οι άκρες επεξεργάστηκαν.

>

Για να κρατήσω τους μαγνήτες στους δίσκους με ασφάλεια, τους γέμισα με εποξική ρητίνη. Για να το γεμίσω έφτιαξα ένα καλούπι από κόντρα πλακέ και το έντυσα με κολλητική ταινία. Σημάδεψα τομείς για μαγνήτες στους δίσκους και τακτοποίησα τους μαγνήτες εναλλάξ με πόλους. Για να διευκολύνω τον έλεγχο των πόλων, χρησιμοποίησα μια βελόνα πυξίδας. Εδώ είναι ένας δίσκος με μαγνήτες πριν χυθεί.

>

Εδώ είναι οι έτοιμοι δίσκοι ρότορα με γεμάτους μαγνήτες.

>

>

Συνολικά 9 πηνία.

>

Για να γεμίσει τα πηνία, η σταρότα έφτιαχνε νέο καλούπι. Πρώτα έστρωσα ένα κομμάτι μεμβράνη πολυαιθυλενίου, μετά ένα κομμάτι υαλοβάμβακα από πάνω, και μετά μια φόρμα στο υαλοβάμβακα και μετά σε μορφή πηνίου. Στη συνέχεια, ετοίμασα τη ρητίνη και άρχισα να γεμίζω τον στάτορα.

>

Έριξα λίγο περισσότερη εποξική ρητίνη από όσο έπρεπε, αυτό έγινε ειδικά για να κορεστεί το δεύτερο κομμάτι υαλοβάμβακα που κάλυπτε τον στάτορα από πάνω. Μετά πίεσα αυτό το πράγμα από πάνω με ένα κομμάτι κόντρα πλακέ και του έβαλα ένα βάρος αφήνοντάς το εκεί μέχρι να σκληρύνει η ρητίνη.

>

Τελειωμένος στάτορας.

>

Η βάση για τον στάτορα κόπηκε από τον ίδιο χάλυβα 4 mm.

>

Ο περιστροφικός άξονας μου βγήκε επίσης. Στη συνέχεια, όλα συγκολλήθηκαν μεταξύ τους, χρησιμοποιώντας διαθέσιμα εξαρτήματα, ή μάλλον αυτά που βρίσκονται σε παλιοσίδερα. Η ανεμογεννήτρια προστατεύεται από ισχυρούς ανέμους χρησιμοποιώντας τη μέθοδο αναδιπλούμενης ουράς.

>

Όπως όλοι οι άλλοι εργασίες συγκόλλησηςΤο προϊόν τελείωσε, καθαρίστηκε και ετοιμάστηκε για βαφή.

>

Μετά τη συναρμολόγηση, ανακαλύφθηκε ότι εκατό μαγνήτες στους δίσκους έλκονται από τις ακίδες που συγκρατούν τον στάτορα, εξαιτίας αυτού υπάρχει ένα είδος κολλήματος και παρατηρείται μια ελαφριά δόνηση κατά την περιστροφή. Επειδή δεν μπορούσα να βρω μη μαγνητικά καρφιά, έπρεπε να επιμηκύνω τα στηρίγματα έτσι ώστε τα καρφιά να είναι πιο μακριά από τους δίσκους με μαγνήτες.

>

Έγινε και η συναρμολόγηση της βούρτσας. Τα δαχτυλίδια είναι από εποξική ρητίνη, πρώτα χύθηκαν τα τετράγωνα κενά για τους κρίκους, μετά τα έβαλα σε ένα τρυπάνι και τα άλεσα σε στρογγυλό σχήμα. Έκοψα λωρίδες από αλουμίνιο και τις κόλλησα σε εποξειδικό.

>

Έριξα το θεμέλιο και έφτιαξα μια βάση για τον ιστό από τις μπιέλες.

>

Παρά όλα αυτά προπαρασκευαστικές εργασίεςΈκανα μια δοκιμαστική ανύψωση του ιστού για να σφίξω αμέσως όλα τα παιδιά και να ελέγξω τα πάντα πριν σηκώσω την ανεμογεννήτρια.

>

Πριν την ανύψωση, η ανεμογεννήτρια βάφτηκε ξανά.

>

Προετοιμασία ανύψωσης της ανεμογεννήτριας.

>

Και τελικά η ανεμογεννήτρια ανυψώνεται στον άνεμο.

>

Ως αποτέλεσμα, η γεννήτρια δεν δικαιολογεί τον εαυτό της για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας κατά μέσο όρο, παράγει μόνο 2-5 βολτ, και μόνο περιστασιακά σε ριπές έως και 10 βολτ, ένα ρεύμα έως και 1 Α. Ωστόσο, ο κύριος στόχος αυτής της εργασίας επετεύχθη. Λοιπόν, φαίνεται καλό και είναι ευχάριστο στο μάτι. Φωτογραφίες και σύντομη περιγραφήαπό εδώ >>πηγή

Η ηλεκτρική ενέργεια γίνεται σταθερά πιο ακριβή. Για να αισθάνεστε άνετα έξω από την πόλη με ζεστό καλοκαίρι και παγωμένο χειμώνα, πρέπει είτε να ξοδέψετε πολλά χρήματα είτε να αναζητήσετε εναλλακτικές πηγές ενέργειας. Η Ρωσία είναι μια τεράστια χώρα με μεγάλες επίπεδες εκτάσεις. Αν και στις περισσότερες περιοχές έχουμε κυρίαρχη αργούς ανέμους, η αραιοκατοικημένη περιοχή πνέεται από ισχυρά και βίαια ρεύματα αέρα. Ως εκ τούτου, η παρουσία μιας ανεμογεννήτριας στο αγρόκτημα ενός ιδιοκτήτη εξοχικής ιδιοκτησίας είναι τις περισσότερες φορές δικαιολογημένη. Κατάλληλο μοντέλοεπιλέγεται με βάση την περιοχή εφαρμογής και τους πραγματικούς σκοπούς χρήσης.

Ανεμόμυλος #1 - σχεδιασμός τύπου ρότορα

Μπορείτε να φτιάξετε έναν απλό περιστροφικό ανεμόμυλο με τα χέρια σας. Φυσικά, είναι απίθανο να μπορεί να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε ένα μεγάλο εξοχικό σπίτι, αλλά να παρέχει ηλεκτρισμό σε ένα μέτριο σπίτι στον κήποαρκετά πιθανό. Με τη βοήθειά του, μπορείτε να παρέχετε φως σε βοηθητικά κτίρια το βράδυ, να φωτίσετε μονοπάτια κήπουκαι της γύρω περιοχής.

Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για άλλους τύπους εναλλακτικών πηγών ενέργειας σε αυτό το άρθρο:

Κάπως έτσι μοιάζει ή σχεδόν έτσι μια περιστροφική ανεμογεννήτρια DIY. Όπως μπορείτε να δείτε, δεν υπάρχει τίποτα υπερβολικά περίπλοκο στο σχεδιασμό αυτού του εξοπλισμού.

Προετοιμασία ανταλλακτικών και αναλωσίμων

Για να συναρμολογήσουμε μια ανεμογεννήτρια της οποίας η ισχύς δεν θα υπερβαίνει τα 1,5 kW, θα χρειαστούμε:

• γεννήτρια από αυτοκίνητο 12 V.
• μπαταρία οξέος ή gel 12 V;
• μετατροπέας 12V – 220V στα 700 W – 1500 W;
• μεγάλο δοχείο από αλουμίνιο ή ανοξείδωτο χάλυβα: κουβάς ή μεγάλο τηγάνι.
• ρελέ φόρτισης μπαταρίας αυτοκινήτου και προειδοποιητική λυχνία φόρτισης.
• ημι-ερμητικό διακόπτη 12 V.
• ένα βολτόμετρο από οποιαδήποτε περιττή συσκευή μέτρησης, ίσως ένα αυτοκίνητο.
• μπουλόνια με ροδέλες και παξιμάδια.
• καλώδια με διατομή 2,5 mm 2 και 4 mm 2.
• δύο σφιγκτήρες με τους οποίους θα στερεωθεί η γεννήτρια στον ιστό.

Για να ολοκληρώσουμε την εργασία θα χρειαστούμε μεταλλικό ψαλίδι ή μύλο, μεζούρα, μαρκαδόρο ή μολύβι κατασκευής, κατσαβίδι, κλειδιά, τρυπάνι, τρυπάνι και συρματοκόπτες.

Οι περισσότεροι ιδιοκτήτες ιδιωτικών κατοικιών δεν αναγνωρίζουν τη χρήση γεωθερμική θέρμανσηΩστόσο, ένα τέτοιο σύστημα έχει προοπτικές. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτού του συγκροτήματος στο ακόλουθο υλικό:

Πρόοδος σχεδιαστικών εργασιών

Θα φτιάξουμε έναν ρότορα και θα ξαναφτιάξουμε την τροχαλία της γεννήτριας. Για να ξεκινήσουμε, θα χρειαστούμε ένα κυλινδρικό μεταλλικό δοχείο. Τις περισσότερες φορές, για αυτούς τους σκοπούς χρησιμοποιείται ένα τηγάνι ή ένας κουβάς. Πάρτε μια μεζούρα και ένα μαρκαδόρο ή μολύβι κατασκευής και χωρίστε το δοχείο σε τέσσερα ίσα μέρη. Αν κόψουμε μέταλλο με ψαλίδι, τότε για να τα εισάγουμε πρέπει πρώτα να κάνουμε τρύπες. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα μύλο εάν ο κάδος δεν είναι κατασκευασμένος από βαμμένο κασσίτερο ή γαλβανισμένο χάλυβα. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το μέταλλο θα υπερθερμανθεί αναπόφευκτα. Κόβουμε τις λεπίδες χωρίς να τις κόψουμε μέχρι τέρμα.

Για να μην κάνουμε λάθος με τα μεγέθη των λεπίδων που κόβουμε στο δοχείο, είναι απαραίτητο να κάνουμε προσεκτικές μετρήσεις και να υπολογίσουμε προσεκτικά τα πάντα

Σημαδεύουμε και ανοίγουμε τρύπες για τα μπουλόνια στο κάτω μέρος και στην τροχαλία. Σε αυτό το στάδιο, είναι σημαντικό να αφιερώσετε χρόνο και να τοποθετήσετε τις τρύπες με συμμετρικό τρόπο για να αποφύγετε την ανισορροπία κατά την περιστροφή. Οι λεπίδες πρέπει να είναι λυγισμένες, αλλά όχι πολύ. Κατά την εκτέλεση αυτού του μέρους της εργασίας, λαμβάνουμε υπόψη την κατεύθυνση περιστροφής της γεννήτριας. Συνήθως περιστρέφεται κατά τη φορά των δεικτών του ρολογιού. Ανάλογα με τη γωνία κάμψης, η περιοχή επιρροής των ροών ανέμου αυξάνεται και, επομένως, η ταχύτητα περιστροφής.

Αυτή είναι μια άλλη επιλογή λεπίδας. Σε αυτή την περίπτωση, κάθε μέρος υπάρχει χωριστά, και όχι ως μέρος του δοχείου από το οποίο κόπηκε

Δεδομένου ότι καθεμία από τις λεπίδες του ανεμόμυλου υπάρχει ξεχωριστά, κάθε μία πρέπει να βιδωθεί. Το πλεονέκτημα αυτού του σχεδιασμού είναι η αυξημένη συντηρησιμότητα

Ο κάδος με τις έτοιμες λεπίδες πρέπει να στερεωθεί στην τροχαλία χρησιμοποιώντας μπουλόνια. Εγκαθιστούμε τη γεννήτρια στον ιστό χρησιμοποιώντας σφιγκτήρες, στη συνέχεια συνδέουμε τα καλώδια και συναρμολογούμε το κύκλωμα. Είναι καλύτερα να ξαναγράψετε εκ των προτέρων το διάγραμμα, τα χρώματα των καλωδίων και τις σημάνσεις επαφών. Τα καλώδια πρέπει επίσης να στερεωθούν στον ιστό.

Για τη σύνδεση της μπαταρίας χρησιμοποιούμε καλώδια 4 mm 2, το μήκος των οποίων δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 1 μέτρο. Συνδέουμε το φορτίο (ηλεκτρικές συσκευές και φωτισμό) χρησιμοποιώντας σύρματα διατομής 2,5 mm 2. Μην ξεχάσετε να εγκαταστήσετε τον μετατροπέα (inverter). Συνδέεται στο δίκτυο στις ακίδες 7.8 με καλώδιο 4 mm 2.

Ο σχεδιασμός της ανεμογεννήτριας αποτελείται από μια αντίσταση (1), τύλιγμα εκκίνησης γεννήτριας (2), ρότορα γεννήτριας (3), ρυθμιστή τάσης (4), ρελέ αντίστροφου ρεύματος (5), αμπερόμετρο (6), μπαταρία (7), ασφάλεια (8), διακόπτης (9)

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα αυτού του μοντέλου

Εάν όλα γίνονται σωστά, αυτή η ανεμογεννήτρια θα λειτουργήσει χωρίς να σας δημιουργήσει προβλήματα. Με μπαταρία 75Α και μετατροπέα 1000W, μπορεί να τροφοδοτήσει φωτισμός δρόμου, συσκευές παρακολούθησης βίντεο κ.λπ.

Το διάγραμμα εγκατάστασης δείχνει με σαφήνεια πώς η αιολική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια και πώς χρησιμοποιείται για τον προορισμό της

Τα πλεονεκτήματα αυτού του μοντέλου είναι προφανή: είναι ένα πολύ οικονομικό προϊόν, επισκευάζεται εύκολα, δεν απαιτεί ειδικές συνθήκες για τη λειτουργία του, λειτουργεί αξιόπιστα και δεν διαταράσσει την ακουστική σας άνεση. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν τη χαμηλή απόδοση και τη σημαντική εξάρτηση από ισχυρές ριπές ανέμου: οι λεπίδες μπορούν να σχιστούν από τα ρεύματα αέρα.

Ανεμόμυλος #2 - αξονική σχεδίαση με μαγνήτες

Μέχρι πρόσφατα, οι αξονικές ανεμογεννήτριες με στάτορες χωρίς σίδηρο σε μαγνήτες νεοδυμίου δεν κατασκευάζονταν στη Ρωσία λόγω της απρόσιτης πρόσβασης των τελευταίων. Τώρα όμως είναι διαθέσιμα στη χώρα μας και κοστίζουν λιγότερο από ότι αρχικά. Ως εκ τούτου, οι τεχνίτες μας άρχισαν να παράγουν ανεμογεννήτριες αυτού του τύπου.

Με την πάροδο του χρόνου, όταν οι δυνατότητες μιας περιστροφικής ανεμογεννήτριας δεν θα παρέχουν πλέον όλες τις ανάγκες της οικονομίας, είναι δυνατό να κατασκευαστεί ένα αξονικό μοντέλο χρησιμοποιώντας μαγνήτες νεοδυμίου

Τι πρέπει να προετοιμαστεί;

Ως βάση αξονική γεννήτριαπρέπει να πάρετε μια πλήμνη από ένα αυτοκίνητο με δίσκους φρένων. Εάν αυτό το εξάρτημα έχει χρησιμοποιηθεί, πρέπει να αποσυναρμολογηθεί, να ελεγχθούν και να λιπαίνονται τα ρουλεμάν και να καθαριστεί η σκουριά. Έτοιμη γεννήτριαθα βαφτεί.

Για να καθαρίσετε καλά την πλήμνη από τη σκουριά, χρησιμοποιήστε μια μεταλλική βούρτσα που μπορεί να στερεωθεί σε ένα ηλεκτρικό τρυπάνι. Το κέντρο θα φαίνεται πάλι υπέροχο

Διανομή και ασφάλιση μαγνητών

Πρέπει να κολλήσουμε μαγνήτες στους δίσκους του ρότορα. Σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιούνται 20 μαγνήτες διαστάσεων 25x8mm. Εάν αποφασίσετε να φτιάξετε διαφορετικό αριθμό πόλων, χρησιμοποιήστε τον κανόνα: σε μια μονοφασική γεννήτρια θα πρέπει να υπάρχουν τόσοι μαγνήτες όσοι είναι οι πόλοι και σε μια τριφασική γεννήτρια η αναλογία 4/3 ή 2/3 πρέπει να τηρούνται οι πόλοι σε πηνία. Οι μαγνήτες πρέπει να τοποθετούνται εναλλασσόμενοι πόλοι. Για να βεβαιωθείτε ότι η θέση τους είναι σωστή, χρησιμοποιήστε ένα πρότυπο με τομείς τυπωμένους σε χαρτί ή στον ίδιο τον δίσκο.

Εάν είναι δυνατόν, είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε ορθογώνιους μαγνήτες και όχι στρογγυλούς, γιατί για τους στρογγυλούς το μαγνητικό πεδίο είναι συγκεντρωμένο στο κέντρο και για τους ορθογώνιους - κατά το μήκος τους. Οι αντίθετοι μαγνήτες πρέπει να έχουν διαφορετικούς πόλους. Για να αποφύγετε τη σύγχυση, χρησιμοποιήστε ένα μαρκαδόρο για να σημειώσετε την επιφάνειά τους με "+" ή "-". Για να προσδιορίσετε τον πόλο, πάρτε έναν μαγνήτη και φέρτε άλλους σε αυτόν. Βάλτε ένα συν στις επιφάνειες έλξης και ένα μείον στις επιφάνειες απώθησης. Οι πόλοι στους δίσκους πρέπει να εναλλάσσονται.

Οι μαγνήτες είναι σωστά τοποθετημένοι. Πριν τα στερεώσετε με εποξειδική ρητίνη, είναι απαραίτητο να φτιάξετε πλαϊνά από πλαστελίνη έτσι ώστε η συγκολλητική μάζα να μπορεί να σκληρύνει και να μην γλιστρήσει στο τραπέζι ή στο πάτωμα

Για να στερεώσετε τους μαγνήτες, πρέπει να χρησιμοποιήσετε ισχυρή κόλλα, μετά την οποία η αντοχή συγκόλλησης ενισχύεται περαιτέρω με εποξειδική ρητίνη. Οι μαγνήτες είναι γεμάτοι με αυτό. Για να αποτρέψετε την εξάπλωση της ρητίνης, μπορείτε να φτιάξετε περιγράμματα από πλαστελίνη ή απλά να τυλίξετε το δίσκο με ταινία.

Τριφασικές και μονοφασικές γεννήτριες

Ένας μονοφασικός στάτορας είναι χειρότερος από έναν τριφασικό επειδή δονείται όταν φορτώνεται. Αυτό συμβαίνει λόγω της διαφοράς στο πλάτος του ρεύματος, η οποία προκύπτει λόγω της ασυνεπούς εξόδου του κάθε φορά. Το τριφασικό μοντέλο δεν πάσχει από αυτό το μειονέκτημα. Η ισχύς σε αυτό είναι πάντα σταθερή, γιατί οι φάσεις αντισταθμίζουν η μία την άλλη: αν στο ένα πέσει το ρεύμα, στο άλλο αυξάνεται.

Σε μια συζήτηση μεταξύ μονοφασικών και τριφασικών επιλογών, η τελευταία βγαίνει κερδισμένη, επειδή η πρόσθετη δόνηση δεν παρατείνει τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού και ερεθίζει τα αυτιά

Ως αποτέλεσμα, η απόδοση του τριφασικού μοντέλου είναι 50% υψηλότερη από αυτή του μονοφασικού μοντέλου. Ένα άλλο πλεονέκτημα της απουσίας περιττών κραδασμών είναι η ακουστική άνεση κατά τη λειτουργία υπό φορτίο: η γεννήτρια δεν βουίζει κατά τη λειτουργία. Επιπλέον, η δόνηση απενεργοποιεί πάντα μια ανεμογεννήτρια πριν λήξει η διάρκεια ζωής της.

Διαδικασία περιέλιξης πηνίου

Οποιοσδήποτε ειδικός θα σας πει ότι πριν τυλίξετε τα πηνία πρέπει να κάνετε έναν προσεκτικό υπολογισμό. Και οποιοσδήποτε ασκούμενος θα κάνει τα πάντα διαισθητικά. Η γεννήτριά μας δεν θα είναι πολύ γρήγορη. Χρειαζόμαστε η διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας 12 volt να ξεκινήσει στις 100-150 rpm. Με τέτοια αρχικά δεδομένα συνολικός αριθμόςστροφές σε όλα τα πηνία πρέπει να είναι 1000-1200 τμχ. Απομένει να διαιρέσουμε αυτόν τον αριθμό με τον αριθμό των πηνίων και να μάθουμε πόσες στροφές θα υπάρχουν σε καθεμία.

Για να κάνετε μια ανεμογεννήτρια πιο ισχυρή σε χαμηλές ταχύτητες, πρέπει να αυξήσετε τον αριθμό των πόλων. Ταυτόχρονα, η συχνότητα της ταλάντωσης του ρεύματος στα πηνία θα αυξηθεί. Είναι καλύτερα να χρησιμοποιείτε χοντρό σύρμα για να τυλίγετε τα πηνία. Αυτό θα μειώσει την αντίσταση, πράγμα που σημαίνει ότι το ρεύμα θα αυξηθεί. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι σε υψηλή τάση το ρεύμα μπορεί να «φαγωθεί» από την αντίσταση περιέλιξης. Ένα απλό σπιτικό μηχάνημα θα σας βοηθήσει να τυλίξετε γρήγορα και με ακρίβεια πηνία υψηλής ποιότητας.

Ο στάτορας σημειώνεται, τα πηνία τοποθετούνται στις θέσεις τους. Για τη στερέωσή τους χρησιμοποιείται εποξειδική ρητίνη, η ροή της οποίας αντιστέκεται και πάλι από τις πλευρές πλαστελίνης

Λόγω του αριθμού και του πάχους των μαγνητών που βρίσκονται στους δίσκους, οι γεννήτριες μπορεί να διαφέρουν σημαντικά στις παραμέτρους λειτουργίας τους. Για να μάθετε τι ισχύ να περιμένετε ως αποτέλεσμα, μπορείτε να τυλίγετε ένα πηνίο και να το περιστρέψετε στη γεννήτρια. Για να προσδιοριστεί η μελλοντική ισχύς, η τάση πρέπει να μετράται σε ορισμένες ταχύτητες χωρίς φορτίο.

Για παράδειγμα, στις 200 σ.α.λ. παράγει 30 βολτ με αντίσταση 3 ohms. Αφαιρούμε την τάση της μπαταρίας των 12 βολτ από τα 30 βολτ και διαιρούμε τα 18 βολτ που προκύπτουν με 3 Ω. Το αποτέλεσμα είναι 6 αμπέρ. Αυτή είναι η ένταση που θα πάει στην μπαταρία. Αν και πρακτικά βέβαια βγαίνει λιγότερο λόγω απωλειών στη γέφυρα διόδου και στα καλώδια.

Τις περισσότερες φορές, τα πηνία γίνονται στρογγυλά, αλλά είναι καλύτερα να τα επεκτείνετε λίγο. Ταυτόχρονα, υπάρχει περισσότερος χαλκός στον τομέα και οι στροφές των πηνίων είναι πιο ίσιες. Η διάμετρος της εσωτερικής οπής του πηνίου πρέπει να ταιριάζει με το μέγεθος του μαγνήτη ή να είναι ελαφρώς μεγαλύτερη.

Πραγματοποιούνται προκαταρκτικές δοκιμές του προκύπτοντος εξοπλισμού, οι οποίες επιβεβαιώνουν την εξαιρετική του απόδοση. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό το μοντέλο μπορεί να βελτιωθεί

Κατά την κατασκευή του στάτορα, να έχετε κατά νου ότι το πάχος του πρέπει να αντιστοιχεί στο πάχος των μαγνητών. Εάν ο αριθμός των στροφών στα πηνία αυξηθεί και ο στάτορας γίνει παχύτερος, ο χώρος μεταξύ του δίσκου θα αυξηθεί και η μαγνητική ροή θα μειωθεί. Το αποτέλεσμα μπορεί να είναι η ίδια τάση, αλλά λιγότερο ρεύμα λόγω της αυξημένης αντίστασης των πηνίων.

Το κόντρα πλακέ χρησιμοποιείται ως φόρμα για τον στάτορα, αλλά μπορείτε να σημειώσετε τομείς για τα πηνία σε χαρτί και να φτιάξετε περιγράμματα από πλαστελίνη. Η αντοχή του προϊόντος θα αυξηθεί με υαλοβάμβακα που τοποθετείται στο κάτω μέρος του καλουπιού και πάνω από τα πηνία. Η εποξειδική ρητίνη δεν πρέπει να κολλάει στο καλούπι. Για να το κάνετε αυτό, λιπαίνετε με κερί ή βαζελίνη. Για τους ίδιους σκοπούς, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε φιλμ ή ταινία. Τα πηνία στερεώνονται μεταξύ τους ακίνητα, τα άκρα των φάσεων βγαίνουν έξω. Στη συνέχεια, και τα έξι καλώδια συνδέονται σε ένα τρίγωνο ή ένα αστέρι.

Το συγκρότημα της γεννήτριας ελέγχεται χρησιμοποιώντας περιστροφή με το χέρι. Η προκύπτουσα τάση είναι 40 βολτ και το ρεύμα είναι περίπου 10 Amperes.

Το τελικό στάδιο - ιστός και έλικα

Το πραγματικό ύψος του τελειωμένου ιστού ήταν 6 μέτρα, αλλά θα ήταν καλύτερα να γίνει 10-12 μέτρα. Η βάση για αυτό πρέπει να σκυροδετηθεί. Είναι απαραίτητο να κάνετε μια τέτοια στερέωση έτσι ώστε ο σωλήνας να μπορεί να ανυψωθεί και να χαμηλώσει χρησιμοποιώντας ένα χειροκίνητο βαρούλκο. Επί πάνω μέροςΟ σωλήνας στερεώνεται με βίδα.

Σωλήνας PVC - αξιόπιστος και επαρκής ελαφρύ υλικό, χρησιμοποιώντας το οποίο μπορείτε να φτιάξετε μια προπέλα ανεμόμυλου με προκαθορισμένη καμπή

Για να φτιάξετε μια βίδα χρειάζεστε Σωλήνας PVC, η διάμετρος του οποίου είναι 160 χλστ. Θα πρέπει να κοπεί από αυτήν μια έλικα έξι λεπίδων, δύο μέτρων. Είναι λογικό να πειραματιστείτε με το σχήμα των λεπίδων για να αυξήσετε τη ροπή στις χαμηλές στροφές. Η προπέλα πρέπει να απομακρυνθεί από δυνατούς ανέμους. Αυτή η λειτουργία εκτελείται χρησιμοποιώντας μια αναδιπλούμενη ουρά. Η παραγόμενη ενέργεια αποθηκεύεται σε μπαταρίες.

Ο ιστός πρέπει να ανυψωθεί και να χαμηλώσει χρησιμοποιώντας ένα χειροκίνητο βαρούλκο. Πρόσθετη σταθερότητα της κατασκευής μπορεί να δοθεί χρησιμοποιώντας καλώδια τάνυσης

Παρουσιάζουμε στην προσοχή σας δύο επιλογές για ανεμογεννήτριες, οι οποίες χρησιμοποιούνται συχνότερα από τους καλοκαιρινούς κατοίκους και τους ιδιοκτήτες ακινήτων της χώρας. Κάθε ένα από αυτά είναι αποτελεσματικό με τον δικό του τρόπο. Το αποτέλεσμα της χρήσης τέτοιου εξοπλισμού είναι ιδιαίτερα εμφανές σε περιοχές με ισχυρούς ανέμους. Σε κάθε περίπτωση, ένας τέτοιος βοηθός στο νοικοκυριό δεν θα βλάψει ποτέ.

Έχουμε αναπτύξει ένα σχέδιο για μια ανεμογεννήτρια με κατακόρυφο άξονα περιστροφής. Παρακάτω, παρουσιάζεται αναλυτικός οδηγόςσχετικά με την κατασκευή του, αφού το διαβάσετε προσεκτικά, μπορείτε να φτιάξετε μόνοι σας μια κάθετη ανεμογεννήτρια.

Η ανεμογεννήτρια αποδείχθηκε αρκετά αξιόπιστη, με χαμηλό κόστος συντήρησης, φθηνή και εύκολη στην κατασκευή. Δεν είναι απαραίτητο να ακολουθήσετε τη λίστα με τις λεπτομέρειες που παρουσιάζονται παρακάτω, μπορείτε να κάνετε κάποιες από τις δικές σας προσαρμογές, να βελτιώσετε κάτι, να χρησιμοποιήσετε κάτι δικό σας, γιατί Όχι παντού μπορείτε να βρείτε ακριβώς αυτό που υπάρχει στη λίστα. Προσπαθήσαμε να χρησιμοποιήσουμε φθηνά και υψηλής ποιότητας ανταλλακτικά.

Υλικά και εξοπλισμός που χρησιμοποιούνται:

Οι ανεμογεννήτριες με κατακόρυφο άξονα περιστροφής δεν είναι τόσο αποδοτικές όσο οι οριζόντιες αντίστοιχές τους, αλλά οι κάθετες ανεμογεννήτριες είναι λιγότερο απαιτητικές στη θέση εγκατάστασής τους.

Κατασκευή στροβίλων

1. Στοιχείο σύνδεσης - σχεδιασμένο για τη σύνδεση του ρότορα με τα πτερύγια της γεννήτριας ανέμου.
2. Η διάταξη των λεπίδων είναι δύο αντίθετα ισόπλευρα τρίγωνα. Χρησιμοποιώντας αυτό το σχέδιο, θα είναι ευκολότερο να τοποθετήσετε τις γωνίες στερέωσης για τις λεπίδες.

Εάν δεν είστε σίγουροι για κάτι, τα πρότυπα από χαρτόνι θα σας βοηθήσουν να αποφύγετε λάθη και να επεξεργαστείτε περαιτέρω.

Η σειρά των ενεργειών για την κατασκευή ενός στροβίλου:

1. Κατασκευή των κάτω και άνω στηρίξεων (βάσεις) των λεπίδων. Σημαδέψτε και χρησιμοποιήστε μια σέγα για να κόψετε έναν κύκλο από το πλαστικό ABS. Στη συνέχεια, χαράξτε το και κόψτε το δεύτερο στήριγμα. Θα πρέπει να καταλήξετε με δύο απολύτως ίδιους κύκλους.
2. Στο κέντρο του ενός στηρίγματος, κόψτε μια τρύπα με διάμετρο 30 cm Αυτό θα είναι το πάνω στήριγμα των λεπίδων.
3. Πάρτε την πλήμνη (πλήμνη αυτοκινήτου) και σημειώστε και ανοίξτε τέσσερις τρύπες στο κάτω στήριγμα για να τοποθετήσετε την πλήμνη.
4. Φτιάξτε ένα πρότυπο για τη θέση των λεπίδων (Εικ. παραπάνω) και σημειώστε στο κάτω στήριγμα τα σημεία στερέωσης για τις γωνίες που θα συνδέσουν το στήριγμα και τις λεπίδες.
5. Στοιβάζουμε τις λεπίδες, τις δένουμε σφιχτά και τις κόβουμε στο απαιτούμενο μήκος. Σε αυτό το σχέδιο, οι λεπίδες έχουν μήκος 116 cm Όσο μακρύτερες είναι οι λεπίδες, τόσο περισσότερη αιολική ενέργεια λαμβάνουν, αλλά πίσω πλευράείναι ασταθής στους ισχυρούς ανέμους.
6. Σημαδέψτε τις λεπίδες για την τοποθέτηση των γωνιών. Τρυπήστε και μετά ανοίξτε τρύπες σε αυτά.
7. Χρησιμοποιώντας το πρότυπο θέσης λεπίδας που φαίνεται στην παραπάνω εικόνα, συνδέστε τις λεπίδες στο στήριγμα χρησιμοποιώντας γωνίες.

Κατασκευή ρότορα

Ακολουθία ενεργειών για την κατασκευή ενός ρότορα:

1. Τοποθετήστε τις δύο βάσεις του ρότορα τη μία πάνω στην άλλη, ευθυγραμμίστε τις τρύπες και χρησιμοποιήστε μια λίμα ή μαρκαδόρο για να κάνετε ένα μικρό σημάδι στα πλάγια. Στο μέλλον, αυτό θα βοηθήσει στον σωστό προσανατολισμό τους σε σχέση μεταξύ τους.
2. Φτιάξτε δύο χάρτινα πρότυπα τοποθέτησης μαγνητών και κολλήστε τα στις βάσεις.
3. Σημειώστε την πολικότητα όλων των μαγνητών με ένα δείκτη. Ως "δοκιμαστής πολικότητας" μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν μικρό μαγνήτη τυλιγμένο σε ένα πανί ή ηλεκτρική ταινία. Περνώντας το πάνω από έναν μεγάλο μαγνήτη, θα είναι ξεκάθαρα ορατό αν απωθείται ή έλκεται.
4. Προετοιμάζω εποξειδική ρητίνη(προσθέτοντας σκληρυντικό σε αυτό). Και εφαρμόστε το ομοιόμορφα από το κάτω μέρος του μαγνήτη.
5. Πολύ προσεκτικά, φέρτε τον μαγνήτη στην άκρη της βάσης του ρότορα και μετακινήστε τον στη θέση σας. Εάν ένας μαγνήτης είναι εγκατεστημένος στην κορυφή του ρότορα, τότε η υψηλή ισχύς του μαγνήτη μπορεί να τον μαγνητίσει απότομα και μπορεί να σπάσει. Και μην βάζετε ποτέ τα δάχτυλά σας ή άλλα μέρη του σώματος ανάμεσα σε δύο μαγνήτες ή έναν μαγνήτη και ένα σίδερο. Οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι πολύ ισχυροί!
6. Συνεχίστε να κολλάτε τους μαγνήτες στο ρότορα (μην ξεχάσετε να τους λιπάνετε με εποξειδικό), εναλλάσσοντας τους πόλους τους. Εάν οι μαγνήτες κινούνται υπό την επίδραση της μαγνητικής δύναμης, τότε χρησιμοποιήστε ένα κομμάτι ξύλο, τοποθετώντας το ανάμεσά τους για ασφάλιση.
7. Μόλις τελειώσει ο ένας ρότορας, προχωρήστε στον δεύτερο. Χρησιμοποιώντας το σημάδι που κάνατε νωρίτερα, τοποθετήστε τους μαγνήτες ακριβώς απέναντι από τον πρώτο ρότορα, αλλά σε διαφορετική πολικότητα.
8. Τοποθετήστε τους ρότορες μακριά ο ένας από τον άλλο (για να μην μαγνητιστούν, διαφορετικά δεν θα μπορείτε να τους αφαιρέσετε αργότερα).

Η κατασκευή ενός στάτορα είναι μια πολύ απαιτητική διαδικασία. Μπορείτε, φυσικά, να αγοράσετε έναν έτοιμο στάτορα (δοκιμάστε να τον βρείτε εδώ) ή μια γεννήτρια, αλλά δεν είναι γεγονός ότι θα είναι κατάλληλοι για έναν συγκεκριμένο ανεμόμυλο με τα δικά του ατομικά χαρακτηριστικά

Ο στάτορας της ανεμογεννήτριας είναι ένα ηλεκτρικό εξάρτημα που αποτελείται από 9 πηνία. Το πηνίο του στάτορα φαίνεται στην παραπάνω φωτογραφία. Τα πηνία χωρίζονται σε 3 ομάδες, 3 πηνία σε κάθε ομάδα. Κάθε πηνίο τυλίγεται με σύρμα 24AWG (0,51mm) και περιέχει 320 στροφές. Περισσότερες στροφές, αλλά περισσότερες λεπτό σύρμαθα δώσει μεγαλύτερη τάση αλλά χαμηλότερο ρεύμα. Επομένως, οι παράμετροι των πηνίων μπορούν να αλλάξουν, ανάλογα με την τάση που χρειάζεστε στην έξοδο της ανεμογεννήτριας. Ο παρακάτω πίνακας θα σας βοηθήσει να αποφασίσετε:
320 στροφές, 0,51 mm (24AWG) = 100V @ 120 rpm.
160 στροφές, 0,0508 mm (16AWG) = 48V @ 140 rpm.
60 στροφές, 0,0571 mm (15AWG) = 24V @ 120 rpm.

Το τύλιγμα των τροχών με το χέρι είναι ένα βαρετό και δύσκολο έργο. Επομένως, για να διευκολυνθεί η διαδικασία περιέλιξης, θα σας συμβούλευα να φτιάξετε μια απλή συσκευή - μια μηχανή περιέλιξης. Επιπλέον, ο σχεδιασμός του είναι αρκετά απλός και μπορεί να κατασκευαστεί από σκραπ.

Οι στροφές όλων των πηνίων πρέπει να τυλίγονται με τον ίδιο τρόπο, προς την ίδια κατεύθυνση και να προσέχετε ή να σημειώσετε πού είναι η αρχή και το τέλος του πηνίου. Για να μην ξετυλίγονται τα πηνία, τυλίγονται με ηλεκτρική ταινία και επικαλύπτονται με εποξειδικό.

Η σέγα είναι κατασκευασμένη από δύο κομμάτια κόντρα πλακέ, ένα λυγισμένο πείρο, ένα κομμάτι σωλήνα PVC και καρφιά. Πριν λυγίσετε τη φουρκέτα, θερμαίνετε τη με ένα φακό.

Ένα μικρό κομμάτι σωλήνα ανάμεσα στις σανίδες παρέχει το επιθυμητό πάχος και τέσσερα καρφιά παρέχουν τις απαιτούμενες διαστάσεις για τα πηνία.

Μπορείτε να δημιουργήσετε το δικό σας σχέδιο μηχανή περιέλιξης, ή ίσως έχετε ήδη ένα έτοιμο.
Αφού τυλιχτούν όλα τα πηνία, πρέπει να ελεγχθούν για την ταυτότητά τους μεταξύ τους. Αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας κλίμακες και πρέπει επίσης να μετρήσετε την αντίσταση των πηνίων με ένα πολύμετρο.

Μην συνδέετε οικιακούς καταναλωτές απευθείας από την ανεμογεννήτρια! Ακολουθήστε επίσης τις προφυλάξεις ασφαλείας όταν χειρίζεστε ηλεκτρική ενέργεια!

Διαδικασία σύνδεσης πηνίου:

1. Τρίψτε τις άκρες των ακροδεκτών κάθε πηνίου με γυαλόχαρτο.
2. Συνδέστε τα πηνία όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα. Θα πρέπει να υπάρχουν 3 ομάδες, 3 πηνία σε κάθε ομάδα. Με αυτό το διάγραμμα σύνδεσης θα ληφθεί τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα. Συγκολλήστε τα άκρα των πηνίων ή χρησιμοποιήστε σφιγκτήρες.
3. Επιλέξτε μία από τις ακόλουθες διαμορφώσεις:
   Α. Διαμόρφωση αστέρι". Για να αποκτήσετε μεγάλη τάση εξόδου, συνδέστε τερματικά X,Yκαι το Ζ μεταξύ τους.
   Β. Διαμόρφωση τριγώνου. Για να έχετε μεγάλο ρεύμα, συνδέστε το X στο B, το Y στο C, το Z στο A.
   Γ. Για να καταστεί δυνατή η αλλαγή της διαμόρφωσης στο μέλλον, επεκτείνετε και τους έξι αγωγούς και βγάλτε τους έξω.
4. Σε ένα μεγάλο φύλλο χαρτιού, σχεδιάστε ένα διάγραμμα της θέσης και της σύνδεσης των πηνίων. Όλα τα πηνία πρέπει να είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα και να ταιριάζουν με τη θέση των μαγνητών του ρότορα.
5. Στερεώστε τα καρούλια στο χαρτί με ταινία. Προετοιμάστε εποξική ρητίνη με σκληρυντικό για να γεμίσετε τον στάτορα.
6. Για να εφαρμόσετε εποξειδικό σε υαλοβάμβακα, χρησιμοποιήστε πινέλο. Εάν χρειάζεται, προσθέστε μικρά κομμάτια υαλοβάμβακα. Μην γεμίζετε το κέντρο των πηνίων για να εξασφαλίσετε επαρκή ψύξη κατά τη λειτουργία. Προσπαθήστε να αποφύγετε το σχηματισμό φυσαλίδων. Ο σκοπός αυτής της λειτουργίας είναι να στερεωθούν τα πηνία στη θέση τους και να ισοπεδωθεί ο στάτορας, ο οποίος θα βρίσκεται ανάμεσα στους δύο ρότορες. Ο στάτορας δεν θα είναι φορτωμένη μονάδα και δεν θα περιστρέφεται.

Για να γίνει πιο σαφές, ας δούμε όλη τη διαδικασία σε εικόνες:

Τα τελειωμένα πηνία τοποθετούνται σε χαρτί κεριού με σχεδιασμένο το διάγραμμα διάταξης. Οι τρεις μικροί κύκλοι στις γωνίες στην παραπάνω φωτογραφία είναι οι θέσεις των οπών για τη στερέωση του βραχίονα στάτορα. Ο δακτύλιος στο κέντρο εμποδίζει το εποξειδικό να μπει στον κεντρικό κύκλο.

Τα πηνία είναι στερεωμένα στη θέση τους. Το υαλοβάμβακα, σε μικρά κομμάτια, τοποθετείται γύρω από τα πηνία. Τα καλώδια πηνίου μπορούν να τοποθετηθούν μέσα ή έξω από τον στάτορα. Μην ξεχάσετε να αφήσετε αρκετό μήκος μολύβδου. Φροντίστε να ελέγξετε ξανά όλες τις συνδέσεις και να δοκιμάσετε με ένα πολύμετρο.

Ο στάτορας είναι σχεδόν έτοιμος. Τρύπες για την τοποθέτηση του βραχίονα ανοίγονται στον στάτορα. Όταν ανοίγετε τρύπες, προσέξτε να μην χτυπήσετε τους ακροδέκτες του πηνίου. Αφού ολοκληρώσετε τη λειτουργία, κόψτε την περίσσεια υαλοβάμβακα και, εάν χρειάζεται, τρίψτε την επιφάνεια του στάτορα.

Στήριγμα στάτορα

Ο σωλήνας για τη στερέωση του άξονα της πλήμνης κόπηκε για να ταιριάζει σωστό μέγεθος. Ανοίχτηκαν τρύπες και πέρασαν με σπείρωμα. Στο μέλλον, θα βιδωθούν μπουλόνια σε αυτά για να συγκρατούν τον άξονα.

Το παραπάνω σχήμα δείχνει τον βραχίονα στον οποίο θα στερεωθεί ο στάτορας, που βρίσκεται ανάμεσα στους δύο ρότορες.

Η παραπάνω φωτογραφία δείχνει το καρφί με παξιμάδια και δακτύλιο. Τέσσερα από αυτά τα μπουλόνια παρέχουν το απαραίτητο διάκενο μεταξύ των ρότορων. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ξηρούς καρπούς αντί για δακτύλιο μεγαλύτερο μέγεθος, ή κόψτε μόνοι σας τις ροδέλες από αλουμίνιο.

Γεννήτρια. Τελική συναρμολόγηση

Μια μικρή διευκρίνιση: μικρή διάκενο αέραμεταξύ της σύνδεσης ρότορα-στάτορα-ρότορα (η οποία ρυθμίζεται από έναν πείρο με δακτύλιο), παρέχει υψηλότερη ισχύ εξόδου, αλλά ο κίνδυνος ζημιάς στον στάτορα ή τον ρότορα αυξάνεται όταν ο άξονας δεν είναι ευθυγραμμισμένος, κάτι που μπορεί να συμβεί σε ισχυρούς ανέμους.

Η παρακάτω αριστερή εικόνα δείχνει έναν ρότορα με 4 καρφιά διάκενου και δύο πλάκες αλουμινίου (τα οποία θα αφαιρεθούν αργότερα).
Η δεξιά εικόνα δείχνει το συναρμολογημένο και βαμμένο πράσινοςστάτορας τοποθετημένος στη θέση του.

Διαδικασία κατασκευής:
1. Ανοίξτε 4 τρύπες στην επάνω πλάκα του ρότορα και χτυπήστε τις για το καρφί. Αυτό είναι απαραίτητο για να χαμηλώσετε ομαλά τον ρότορα στη θέση του. Τοποθετήστε τα 4 καρφιά πάνω στις πλάκες αλουμινίου που κολλήθηκαν νωρίτερα και τοποθετήστε τον επάνω ρότορα στα καρφιά.
Οι ρότορες θα έλκονται μεταξύ τους με πολύ μεγάλη δύναμη, γι' αυτό χρειάζεται μια τέτοια συσκευή. Ευθυγραμμίστε αμέσως τους ρότορες μεταξύ τους σύμφωνα με τα προηγουμένως τοποθετημένα σημάδια στα άκρα.
2-4. Περιστρέφοντας εναλλάξ τα μπουλόνια με ένα κλειδί, χαμηλώστε ομοιόμορφα τον ρότορα.
5. Αφού ο ρότορας ακουμπήσει στον δακτύλιο (παρέχοντας διάκενο), ξεβιδώστε τα μπουλόνια και αφαιρέστε τις πλάκες αλουμινίου.
6. Τοποθετήστε την πλήμνη (πλήμνη) και βιδώστε την.

Η γεννήτρια είναι έτοιμη!

Αφού εγκαταστήσετε τα μπουλόνια (1) και τη φλάντζα (2), η γεννήτρια σας θα πρέπει να μοιάζει κάπως έτσι (δείτε την παραπάνω εικόνα)

Τα μπουλόνια από ανοξείδωτο χάλυβα χρησιμοποιούνται για την εξασφάλιση ηλεκτρικής επαφής. Είναι βολικό να χρησιμοποιείτε δακτυλιοειδείς ωτίδες στα καλώδια.

Τα παξιμάδια και οι ροδέλες χρησιμοποιούνται για τη στερέωση των συνδέσεων. σανίδες και στηρίγματα λεπίδων για τη γεννήτρια. Έτσι, η ανεμογεννήτρια είναι πλήρως συναρμολογημένη και έτοιμη για δοκιμή.

Αρχικά, είναι καλύτερο να περιστρέψετε τον ανεμόμυλο με το χέρι και να μετρήσετε τις παραμέτρους. Εάν και οι τρεις ακροδέκτες εξόδου είναι βραχυκυκλωμένοι, ο ανεμόμυλος θα πρέπει να περιστρέφεται πολύ αργά. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να σταματήσει μια ανεμογεννήτρια για υπηρεσίαή για λόγους ασφαλείας.

Μια ανεμογεννήτρια μπορεί να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι σας. Για παράδειγμα, αυτή η περίπτωση είναι κατασκευασμένη έτσι ώστε ο στάτορας να παράγει υψηλή τάση, η οποία στη συνέχεια χρησιμοποιείται για θέρμανση.
Η γεννήτρια που συζητήθηκε παραπάνω παράγει 3-φασική τάση με διαφορετικές συχνότητες (ανάλογα με την ισχύ του ανέμου), και για παράδειγμα στη Ρωσία χρησιμοποιείται μονοφασικό δίκτυο 220-230V, με σταθερή συχνότητα δικτύου 50 Hz. Αυτό δεν σημαίνει ότι αυτή η γεννήτρια δεν είναι κατάλληλη για τροφοδοσία οικιακών συσκευών. Το εναλλασσόμενο ρεύμα από αυτή τη γεννήτρια μπορεί να μετατραπεί σε συνεχές ρεύμα, με σταθερή τάση. Και το συνεχές ρεύμα μπορεί ήδη να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία λαμπτήρων, τη θέρμανση νερού, τη φόρτιση μπαταριών ή μπορεί να παρασχεθεί ένας μετατροπέας για τη μετατροπή του συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα. Αλλά αυτό είναι πέρα ​​από το πεδίο αυτού του άρθρου.

Στην παραπάνω εικόνα απλό κύκλωμαανορθωτής γέφυρας που αποτελείται από 6 διόδους. Μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές.

Θέση εγκατάστασης ανεμογεννήτριας

Η ανεμογεννήτρια που περιγράφεται εδώ είναι εγκατεστημένη στο 4 υποστήριξη μετρητήστην άκρη του βουνού. Η φλάντζα σωλήνα, η οποία είναι τοποθετημένη στο κάτω μέρος της γεννήτριας, εξασφαλίζει εύκολη και γρήγορη εγκατάσταση της ανεμογεννήτριας - απλώς βιδώστε 4 μπουλόνια. Αν και για αξιοπιστία, είναι καλύτερο να το συγκολλήσετε.

Συνήθως, οι οριζόντιες ανεμογεννήτριες «αγαπούν» όταν ο άνεμος φυσάει από μία κατεύθυνση, σε αντίθεση με κάθετες ανεμογεννήτριες, όπου, λόγω του ανεμοδείκτη, μπορούν να στρίψουν και να αδιαφορούν για την κατεύθυνση του ανέμου. Επειδή Δεδομένου ότι αυτή η ανεμογεννήτρια είναι εγκατεστημένη στην ακτή ενός γκρεμού, ο άνεμος εκεί δημιουργεί τυρβώδεις ροές από διαφορετικές κατευθύνσεις, κάτι που δεν είναι πολύ αποτελεσματικό για αυτόν τον σχεδιασμό.

Ένας άλλος παράγοντας που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την επιλογή μιας τοποθεσίας είναι η ισχύς του ανέμου. Μπορείτε να βρείτε ένα αρχείο δεδομένων σχετικά με την ισχύ του ανέμου για την περιοχή σας στο Διαδίκτυο, αν και θα είναι πολύ κατά προσέγγιση, επειδή όλα εξαρτώνται από τη συγκεκριμένη τοποθεσία.
Επίσης, ένα ανεμόμετρο (μια συσκευή για τη μέτρηση της δύναμης του ανέμου) θα βοηθήσει στην επιλογή της θέσης εγκατάστασης μιας ανεμογεννήτριας.

Λίγα λόγια για τη μηχανική μιας ανεμογεννήτριας

Όπως γνωρίζετε, ο άνεμος προκύπτει λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης. Όταν ο άνεμος περιστρέφει τις ανεμογεννήτριες μιας ανεμογεννήτριας, δημιουργεί τρεις δυνάμεις: ανύψωση, πέδηση και ώθηση. Η ανύψωση συμβαίνει συνήθως σε μια κυρτή επιφάνεια και είναι συνέπεια των διαφορών πίεσης. Η δύναμη πέδησης του ανέμου προκύπτει πίσω από τα πτερύγια της γεννήτριας ανέμου είναι ανεπιθύμητη και επιβραδύνει τον ανεμόμυλο. Η δύναμη ώθησης προέρχεται από το καμπύλο σχήμα των λεπίδων. Όταν τα μόρια του αέρα σπρώχνουν τις λεπίδες από πίσω, δεν έχουν πού να πάνε και να μαζευτούν πίσω τους. Ως αποτέλεσμα, σπρώχνουν τις λεπίδες προς την κατεύθυνση του ανέμου. Όσο μεγαλύτερες είναι οι δυνάμεις ανύψωσης και ώθησης και λιγότερη δύναμηφρενάροντας, τόσο πιο γρήγορα θα περιστρέφονται οι λεπίδες. Ο ρότορας περιστρέφεται ανάλογα, γεγονός που δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο στον στάτορα. Ως αποτέλεσμα, παράγεται ηλεκτρική ενέργεια.

Κατεβάστε το διάγραμμα διάταξης μαγνήτη.

Χρόνος ανάγνωσης ≈ 4 λεπτά

Μπορείτε να μειώσετε σημαντικά τους λογαριασμούς ηλεκτρικού ρεύματος και να παρέχετε στον εαυτό σας μια εφεδρική πηγή ενέργειας στη ντάκα σας φτιάχνοντας μόνοι σας μια ανεμογεννήτρια.

Η αγορά έτοιμης ανεμογεννήτριας δικαιολογείται οικονομικά μόνο εάν δεν υπάρχει δυνατότητα σύνδεσης στο ηλεκτρικό δίκτυο. Το κόστος του εξοπλισμού και του συντήρησησυχνά αποδεικνύεται ότι είναι υψηλότερη από την τιμή των κιλοβάτ που θα αγοράσετε από την εταιρεία πωλήσεων ενέργειας τα επόμενα χρόνια. Αν και, σε σύγκριση με τη χρήση βενζίνης ή γεννήτριες ντίζελχαμηλής ισχύος, εδώ η φιλική προς το περιβάλλον πηγή ενέργειας κερδίζει όσον αφορά το κόστος συντήρησης, το επίπεδο θορύβου και την απουσία επιβλαβών εκπομπών. Μια προσωρινή έλλειψη ανέμου μπορεί να αντισταθμιστεί με τη χρήση μπαταριών με μετατροπέα τάσης.

Μια ανεμογεννήτρια που συναρμολογείται χρησιμοποιώντας ορισμένα εξαρτήματα DIY μπορεί να είναι αρκετές φορές φθηνότερη από ένα έτοιμο κιτ. Αν αποφασίσετε σοβαρά να φτιάξετε το δικό σας εξοχική κατοικίαενεργειακά ανεξάρτητο, αλλά δεν θέλω να πληρώσω υπερβολικά κανέναν - σπιτική ανεμογεννήτρια- η σωστή απόφαση.

Ισχύς ανεμογεννήτριας

Πριν ξεκινήσετε να εργάζεστε, πρέπει να αποφασίσετε εάν υπάρχει πραγματική ανάγκη για μια ισχυρή ανεμογεννήτρια, για παράδειγμα, για μαγείρεμα, χρήση ηλεκτρικών εργαλείων, θέρμανση νερού ή θέρμανση. Ίσως σας αρκεί να συνδέσετε φωτισμό, ένα μικρό ψυγείο, μια τηλεόραση και να επαναφορτίσετε το τηλέφωνό σας; Στην πρώτη περίπτωση, χρειάζεστε έναν ανεμόμυλο με ισχύ 2 έως 6 kW και στη δεύτερη, μπορείτε να περιορίσετε τον εαυτό σας σε 1-1,5 kW.

Υπάρχουν επίσης οριζόντιες και κάθετες ανεμογεννήτριες. Με έναν κατακόρυφο άξονα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε λεπίδες μεγάλης ποικιλίας σχημάτων, αυτές μπορεί να είναι επίπεδα ή κυρτά φύλλα μετάλλου που περιστρέφονται σε προεκτάσεις. Υπάρχει μια επιλογή με μία στριμμένη λεπίδα. Η ίδια η γεννήτρια βρίσκεται κοντά στο έδαφος. Δεδομένου ότι οι ταχύτητες των λεπίδων είναι χαμηλές, ο κινητήρας έχει μεγάλη μάζα και, κατά συνέπεια, κόστος. Το πλεονέκτημα του κατακόρυφου σχεδιασμού είναι η απλότητά του και η δυνατότητα εργασίας σε χαμηλούς ανέμους.

Αυτή η ανασκόπηση θα συζητήσει το ερώτημα πώς να φτιάξετε μια οριζόντια ανεμογεννήτρια με τα χέρια σας. Μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για διάφορα είδηδιαθέσιμες γεννήτριες και μετατρεπόμενους ηλεκτρικούς κινητήρες.

Σχεδιασμός ανεμογεννήτριας 220V:

1. Ηλεκτρογεννήτρια βιομηχανικής παραγωγής.
2. Λεπίδες για ανεμογεννήτρια και μηχανισμό περιστροφής στον ιστό.
3. Κύκλωμα ελέγχου φόρτισης μπαταρίας.
4. Καλώδια σύνδεσης.
5. Κατάρτι εγκατάστασης.
6. Ραγάδες.

Θα χρησιμοποιήσουμε κινητήρα DC από "διάδρομο", έχει παραμέτρους: 260V, 5A. Παίρνουμε το φαινόμενο της γεννήτριας λόγω της αντιστρεψιμότητας των μαγνητικών πεδίων αυτού του τύπουηλεκτροκινητήρες.

Απαραίτητα υλικά και εξαρτήματα

Μπορείτε εύκολα να βρείτε όλα τα ανταλλακτικά σε καταστήματα σιδηρικών ή κατασκευών. Θα χρειαστούμε:

• δακτύλιος με σπείρωμα του απαιτούμενου μεγέθους.
• γέφυρα διόδου, σχεδιασμένη για ρεύμα 30-50A.
• Σωλήνας PVC.

Η ουρά και το σώμα του ανεμόμυλου μπορούν να κατασκευαστούν από τα ακόλουθα υλικά:

• Ατσάλι σωλήνα προφίλ 25 mm;
• Φλάντζα κάλυψης?
• Σωλήνες;
• Μπουλόνια?
• Ροδέλα?
• Βίδες με αυτοκόλλητη τομή.
• Scotch.

Συναρμολόγηση ανεμογεννήτριας σύμφωνα με τα σχέδια

Οι λεπίδες του ανεμόμυλου μπορούν να κατασκευαστούν από ντουραλουμίνιο σύμφωνα με τα σχέδια που παρέχονται. Το τμήμα πρέπει να τριφτεί με λείανση υψηλής ποιότητας, με το μπροστινό άκρο στρογγυλεμένο και το πίσω άκρο ακονισμένο. Ένα κομμάτι κασσίτερου επαρκούς ακαμψίας είναι κατάλληλο για το στέλεχος.

Συνδέουμε τον δακτύλιο στον ηλεκτροκινητήρα και ανοίγουμε τρεις τρύπες στο σώμα του σε ίση απόσταση μεταξύ τους. Πρέπει να περάσουν με σπείρωμα για τα μπουλόνια.

Θα κόψουμε τον σωλήνα PVC κατά μήκος και θα τον χρησιμοποιήσουμε ως στεγανοποιητικό μεταξύ τους τετράγωνος σωλήναςκαι το περίβλημα της γεννήτριας.

Θα ασφαλίσουμε επίσης τη γέφυρα διόδου κοντά στον κινητήρα χρησιμοποιώντας βίδες με αυτοκόλλητες βίδες.

Συνδέουμε το μαύρο καλώδιο από τον κινητήρα στο συν της γέφυρας διόδου και το κόκκινο καλώδιο στο μείον.

Βιδώνουμε το στέλεχος με βίδες με αυτοκόλλητη τομή στο αντίθετο άκρο του σωλήνα.

Συνδέουμε τις λεπίδες με τον δακτύλιο χρησιμοποιώντας μπουλόνια, φροντίστε να χρησιμοποιήσετε δύο ροδέλες και μια βίδα για κάθε μπουλόνι.

Βιδώνουμε τον δακτύλιο στον άξονα του κινητήρα αριστερόστροφα, κρατώντας τον άξονα με πένσα.

Βιδώνουμε τον σωλήνα στη φλάντζα κάλυψης χρησιμοποιώντας ένα κλειδί αερίου.

Είναι επιτακτική ανάγκη να βρείτε το σημείο ισορροπίας στον σωλήνα με τον κινητήρα και το στέλεχος συνδεδεμένα. Σε αυτό το σημείο στερεώνουμε τη δομή στον ιστό.

Ολοι μεταλλικά μέρη, τα οποία μπορεί να υποστούν διάβρωση, καλό είναι να τα καλύπτετε με υψηλής ποιότητας σμάλτο.

Μια ανεμογεννήτρια για μια ιδιωτική κατοικία θα πρέπει να εγκατασταθεί σε κάποια απόσταση από τα κύρια κτίρια, ο ιστός πρέπει να ασφαλιστεί με καλώδια από χάλυβα. Το ύψος εξαρτάται από την πιθανή ισχύ του ανέμου, το έδαφος και τα τεχνητά εμπόδια που περιβάλλουν το εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας.

Το ηλεκτρικό ρεύμα μετά τη γέφυρα διόδου πρέπει να ρέει μέσω ενός αμπερόμετρου ελέγχου στο ηλεκτρονικό κύκλωμα φόρτισης της μπαταρίας. Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως χαμηλής ισχύος μπορούν να συνδεθούν απευθείας σε μια τέτοια γεννήτρια. Οι φορτισμένες μπαταρίες παρέχουν σταθερή, σταθερή τάση. Συνιστάται να χρησιμοποιείται για φωτισμό ( λαμπτήρες αλογόνουΚαι Λωρίδες LED), ή έξοδο σε μετατροπέα για λήψη 220 V AC και σύνδεση οποιουδήποτε οικιακές συσκευές, η ισχύς του οποίου δεν υπερβαίνει τις παραμέτρους του μετατροπέα.

Οι παρουσιαζόμενες πληροφορίες φωτογραφίας και βίντεο θα σας δώσουν μια πιο ξεκάθαρη ιδέα για τη συναρμολόγηση μιας ανεμογεννήτριας με τα χέρια σας.

Βίντεο για την κατασκευή μιας ανεμογεννήτριας με τα χέρια σας