Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками?

Ветрогенераторы на сегодняшний день являются одними из наиболее дешёвых источников альтернативной энергии. Они имеют меньшее распространение, чем солнечные батареи. Но, в случае последних, вырабатываемая электрическая энергия получается в несколько раз дороже. Поэтому ветряная установка в частном хозяйстве может оказаться весьма полезным и эффективным источником дополнительной электроэнергии. Особенно он может быть выгоден, если Вы не станете покупать готовую установку, а сделайте его самостоятельно из автомобильного генератора. Самодельный ветряной генератор обойдётся значительно дешевле, чем фабричное изделие. В этом материале мы поговорим о том, как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками.

На сегодняшний день разработано много разнообразных ветрогенераторов и в сети можно найти различные чертежи изготовления. В любой конструкции есть такие элементы, как генератор, лопасти, аккумуляторная батарея, мачта, блок управления. Необходимым элементом также является система управления и подачи электрической энергии в сеть. Перед установкой системы желательно изготовить схему монтажа.

Расположения оси в ветряных генераторах может быть горизонтальное и вертикальное. Более распространено горизонтальное, которое обеспечивает в 2 раза больший КПД и меньшие затраты на установку. Вертикальные роторы из-за их массивной конструкции и большого веса приходится монтировать внизу. А внизу скорость ветра в несколько раз ниже, чем наверху. Поэтому сильно снижается КПД.

Ветряные установки с вертикальной осью обычно используются там, где требуется меньший шум, небольшая зависимость от ориентации ветра. Им требуется небольшая стартовая скорость, а также удобство эксплуатации. Некоторые специалисты изготавливают специальные направляющие для барабанных ветрогенераторов вертикального типа. Это увеличивает производительность и исключает разнос от ветра. Естественно, что это усложняет конструкцию и увеличивает её стоимость.

Что касается лопастей, то их обычно бывает не больше 3. Лопасти заводского изготовления могут менять углы поворота. Это позволяет настраивать скорость вращения и снизить шум. Ветрогенератор мощностью 1 кВт стоит минимум 70 тысяч рублей. Поэтому многие стремятся самостоятельно изготовить ветрогенератор из автомобильного генератора.

Мачта для установки оборудования может выполняться как с креплением на растяжках, так и без них. Конструкция может предусматривать возможность опускания для ремонта и профилактики. Принцип работы ветрогенератора можно описать пятью основными этапами:

• Раскручивание лопастей и ротора ветром;
• Соединение ротора и электрогенератора;
• Полученная электрическая энергия поступает на контроллер заряда, откуда передаётся в накопительный аккумулятор (ы);
• Далее посредством инвертора электроэнергия преобразуется из 12 (24, 36, 48) в 220 вольт;
• Подача электричества в сеть.

Ветрогенератор из автогенератора в частном хозяйстве позволит обеспечить электроэнергией освещение территории, сигнализацию и другие подобные системы. Важно помнить о том, что ветряные установки окупаются только в тех местах нашей планеты, где годовая скорость ветра 5 м/с и выше. Иначе срок окупаемости будет приближаться к сроку эксплуатации.

Доработка автомобильного генератора

Теперь о том, как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора. Для изготовления генератор ветряной установки, в принципе, подойдёт автомобильный генератор от любой машины. Конструкции автогенераторов приблизительно одинаковые на разных автомобилях. Переделка его в генератор для ветрогенератора сводится к перемотке провода статора. А также изготавливается ротор на базе неодимовых магнитов. Отверстия для крепления магнитов сверлятся в полюсах ротора. Затем магниты устанавливаются с чередованием полюсов. Пространство между магнитами заполняется эпоксидной смолой, а сам ротор обёртывается бумагой.

Подобным способом умельцы переделывают двигатели от стиральных машин под генератор ветряной установки. Такие варианты также встречаются в интернете, но там магниты закрепляют на роторе под углом. Это делается для того, чтобы не происходило магнитного залипания. При магнитном залипании вал становится сложно сдвинуться с места. Чтобы этого избежать, магниты приклеивают с небольшим перекосом. По этой же причине лопасти делаются максимально большего размера.

Некоторые советуют для уменьшения магнитного поля полностью перебрать статорные пластины. Сначала они разделяются, а затем выравниваются на наковальне. После этого проводится их сборка на оснастке, где пластины стягиваются струбцинами.

Специалисты советуют делать новую обмотку на зуб статора по катушке. Существуют также варианты с всыпной обмоткой. Намотка катушки производится по трехфазной схеме в одном направлении. Эффективность генератора повышается с увеличением числа витков.

Те, кто переделывал автомобильный генератор под ветряную станцию, говорят, что нужно ориентироваться на следующую цифру. Если вы сделали 300 оборотов обмотки, то генератор должен выдавать примерно 30 вольт. Статор автомобильного генератора перематывается таким образом, что число витков увеличивается примерно в 7 раз, а их диаметр уменьшается. Это делается для того, чтобы увеличить выработку электрической энергии на малых оборотах. Ведь в автомобиле вращение происходит гораздо большей скоростью, нежели ветер будет вращать лопасти.

Чаще всего для изготовления ветряной установки подобного плана умельцы используют автомобильные генераторы с тракторов, грузовиков или мощных легковых автомобилей.

Лопасти являются одной из ключевых частей ветрогенератора. Работа остальных узлов во многом зависит от конструкции лопастей. Когда изготавливается самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора, умельцы используют самые разные материалы. Это может быть простая канализационная труба из пластика. Такой материал мало весит, легко обрабатывается, устойчив к воздействию окружающей среды и стоит недорого.

Диаметр лопасти из трубы и её длина соотносятся, как 1 к 5. То есть, при изготовлении двухметровой лопасти, следует брать трубу диаметром 40 см. При этом отрезается кусок трубы нужной длины, а затем она разрезается вдоль на 4 части. Из одного куска можно изготовить шаблон, по которому вы вырежете все остальные лопасти. После изготовления лопастей, нужно убрать все заусенцы на срезах.

Затем лопасти фиксируются на алюминиевом диске, который имеет для крепления специальные полосы. И уже этот диск крепится к генератору, который будет вырабатывать электрический ток.

После того как лопасти будут установлены, нужно сделать проверку точности вращения. Лопасти обязательно должны вращаться в одной плоскости. Перекоса быть не должно, а допустимая погрешность составляет 2 мм.

Мачта

В качестве мачты самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора может иметь самые разные конструкции и материалы. Те, кто изготавливает ветряную станцию своими руками, часто используют в качестве мачты использованные водопроводные трубы. При этом стоит учесть, что длина трубы должна быть не менее 7 метров, а её диаметр примерно 3 дюйма. Если рядом с местом установки ветряной станции имеются жилые помещения, то высоту мачты следует увеличить.

Чтобы гарантировать эффективную работу ветрогенератора, его лопасти должны быть подняты выше всех окружающих препятствий, как минимум на 1 метр. Мачта устанавливается на растяжки, а её основание и места закрепления растяжек заливаются бетоном. Растяжки представляют собой оцинкованный трос и хомуты с болтами. Диаметр троса для растяжек следует брать не менее 6 мм. Поскольку вся конструкция получается довольно тяжёлой, может понадобиться какой-нибудь подъёмник для установки её на высоте.

Базой для экспериментов был генератор на 12В, 95А. Для того, чтобы избавиться от обмотки возбуждения и сопутствующей ей щеток и электронной схемы управления попробовал заменить обмотку на постоянные магниты. Вынул обмотку, на ее место внутрь «крабов» поместил 3шт. кольцевых ферромагнита размером 85*35*15мм от громкоговорителей. «Крабы» начали неплохо притягивать к себе железки. Но когда насадил все на родной стальной вал, притяжение исчезло. Оказалось, что вал зашунтировал через себя силовые магнитные линии.

Пришлось заказывать токарю новый вал из немагнитного материала. Нашелся кусок титанового стержня, из которого и был выточен вал. Ротор заработал как надо. Но на 600 об/мин генератор выдавал всего 4В без нагрузки. Пришлось сдать статор на перемотку. Увеличил количество витков в 5 раз (от 7 до 35 на одну катушку) соответственно уменьшив диаметр провода. Напряжение на тех же холостых оборотах генератор уже выдавал 20В. Нагрузил электрической лампочкой от фары автомобиля (60 свечей). Вольтметр показал 12В а амперметр 5А.
Мне показалось маловато – из генератора в 1,3 киловатта получил всего 60 ватт!? Но потом понял – 600 оборотов в минуту, конечно, слишком маленькие обороты для сравнения с автомобильным генератором. Мощность растет пропорционально оборотам. Для зарядки кислотного аккумулятора вполне достаточно. Чтобы повысить обороты, нужен редуктор.
Вскоре мне удалось приобрести неодимовые магниты размером 50*20*5мм в количестве 12шт. и я решил сделать новый ротор.
Для этого насобирал лома алюминия (старые поршни от ДВС), сделал стальную кружку с ручкой, в которой переплавил лом алюминия. Из полученной болванки токарь выточил основание ротора, которое было насажено на старый вал от первого ротора. Оставив с одной стороны бортик шириной 8мм, остальной алюминий снял резцом на глубину магнитов и стального кольца-бандажа (5+5мм).
Бандаж выточили из куска подходящей стальной трубы диаметром 100мм и насажен на основание до упора в бортик. На бортике сверху нанес разметку, т.е. 12 секторов. Магниты клеил на стальной бандаж, придерживаясь разметки, сперва быстрым клеем типа «Секунда», чередуя их полярность. Потом, обмотав вощеной бумагой магниты, сверху усилил скотчем с таким расчетом, чтобы скотч прилип к бортику. Приготовил эпоксидный клей, поставил ротор «на попа» и аккуратно залил эпоксидку в щели между магнитами.

Когда клей затвердел, отбалансировал ротор на двух параллельных стальных линейках, зажатых в тиски горизонтально через обрезок доски. На них опирался ротор своим валом и свободно катался, как по рельсам. Дисбаланса не было заметно.
Диаметр вала генератора равен 20мм. На конце вала – шпонка и резьба. Между пропеллером и подшипником генератора стоит распорная двухступенчатая втулка, наружный диаметр этой втулки максимально возможный, чтобы к ее торцу хорошо прижался пропеллер. За подшипником внутри генератора тоже стоит распорная втулка, которая упирается в болванку ротора.
Когда я собрал генератор, оказалось, что магнитное залипание было очень значительное, провернуть ротор рукой за вал было очень тяжело, несмотря на то, что магниты я клеил с небольшим перекосом.
Испытал генератор на токарном станке. Результаты обрадовали. При 125 об/мин выдал 15,5 вольт а при 630 об/мин – 85,7 вольт без нагрузки. Под нагрузкой на кусок нихромовой проволоки при 630 об/мин вольтметр показал 31,2 вольта а амперметр 13,5 ампера. Т.е. мощность выдавал 421,2 ват. Выходит, что неодимовые магниты эффективнее ферритовых в 7 раз.
Теперь опять пришлось перемотать статор большим диаметром проволоки с целью уменьшения получаемого напряжения. Чтобы уменьшить магнитное залипание между ротором и статором, решил перебрать пластины статора. Работа очень кропотливая. Снял болгаркой швы, ножом и молоточком отделил пластину за пластиной.

На плоской наковальне выравнивал их легкими ударами резинового молотка. Когда пластины были разделаны, заказал токарю выточить оснастку для их сборки. Оснастка состоит из цилиндра диаметром, равным внутреннему диаметру пластин. Снизу приварен фланец для упора пластин. Второй фланец свободно скользит по цилиндру. Во фланцах просверлены по два противоположных отверстия диаметром 6мм для направляющих стержней. Вставив стержни диаметром 5мм в отверстия фланцев, начал собирать пластины на оснастке, одевая их на цилиндр так, чтобы стержни заходили внутрь противоположных пазов. После сборки наклонил стержни в разные стороны до упора, постепенно сжимая пластины четырьмя струбцинами, и пазы стали косыми. Перекос составил 13мм при высоте набора пластин 36мм. Ширина паза внутри получилась 5мм (по диаметру стержней).

После окончательного обжима струбцинами восстановил швы сварочным полуавтоматом. Обработал надфилями все заусеницы на полюсах, особенно тщательно обработал внутренние поверхности пазов – ведь там стенки получились с уступами. Сдал статор на намотку. Получилось по 15 витков на катушку проволокой диаметром 1,35мм.
С волнением собрал генератор. Попробовал крутить рукой вал – и огорчился. Залипание осталось, правда стало меньшим. Сколько труда, а толку мало!
Пока перематывали статор, склепал пропеллер. Лопасти в количестве 3шт вырезал все с той же дюралевой трубы длиной 1м. Ширина в начале по 120мм, в конце по 50мм. Ступицу сделал в виде трехслойного трехрогого бутерброда. Внутри стальной диск диаметром 100мм и толщиной 2,5мм как и толщина тела лопастей, сверху и снизу цельные махи, вырезанные из листовой стали толщиной 2мм. и выбухтованные на оправке из стальной трубы диаметром 220мм. Просверлил отверстия для заклепок. Потом между нижним и верхним махами вставил лопасти, подогнал их концы так, чтобы получился равносторонний треугольник, просверливая тело лопастей, склепал. Балансировку делал, подвесив пропеллер на нить через центр. http://www.thebackshed.com/Windmill/Articles/DonBrown1.asp Лишний вес убирал болгаркой с наждачной шкуркой на липучке, шлифуя лопасти.
Сварил раму из стального уголка для крепления генератора, приварил к ней ось хвоста.
К корпусу генератора приделал лапы, которыми он крепится к раме. Сделал хвост длиной 1,5м, хвостовое оперение имеет размеры 60*40см.
Склепал из миллиметрового алюминия кок (обтекатель), Вырезал щиток-крышу на генератор.
На верх мачты прикрепил поворотный узел, который я сделал пару лет назад. Он получился универсальный и надежный, на двух радиальных и одном опорном подшипниках. эти два болта М8, короткие, они немного выступают внутри стакана под нижним подшипником, чтобы стакан держать. Между верхним и нижним подшипниками вставлена распорная втулка, которая такими же болтами застопорена с центральной трубой. К центральной трубе приварен фланец Конструкцию поворотного узла я сам разработал, имея подшипники, сделал чертежи, понес токарю. Он немного поправил в лучшую сторону, выточил, сварщик приварил где нужно, получилось неплохо.

К поворотному узлу прикрепил на болтах раму, пропустил кабель снижения – два медных многожильных изолированных провода сечением по 10мм2, к раме привинтил генератор и щиток, к генератору пропеллер, к пропеллеру кок.
Лебедкой поднял мачту с этим добром в вертикальное положение. Диаметр троса на лебедке равен 6,5мм. Я проверял динамометром усилие, которое трос испытывает в начале подъма мачты, это усилие равно 450 кг. Выдержит.
Начинает работать при рабочем ветре (нечем измерить скорость), но когда он начинает работать – амперметр сразу поднимается до 3-4 ампер.
При сильном ветре надежно срабатывает защита хвостом, ток при этом доходит до 20-25 ампер, напряжение на клеммах 16-18 вольт. При закрытых форточках шума пропеллера не слышно. При открытых слышен умеренный шум и посвистывание при срабатывании защиты.
При сильном ветре слышен рокот, как будто бы где-то далеко едет трактор. Я сразу не мог понять, откуда этот рокот исходит, но когда при очень резком порыве ветра услышал кратковременное черкание лопастей по мачте в такт рокота, понял: В нерабочем положении расстояние концов лопастей от мачты у меня всего 10-12см. Я думал достаточно будет, ведь центробежная сила не даст лопастям прогибаться. Но когда я стал наблюдать сбоку, то увидел, что концы лопастей приближаются к мачте в зависимости от силы ветра на расстояние до 2-3см. При прохождении конца лопасти на малом расстоянии от мачты и при большой линейной скорости возникает звук наподобие хлопка, а эти хлопки сливаются в рокот.

Ветроэнергетические ресурсы в российском сегменте занимает неоднозначное положение. Применение таких устройств рассматривается с двух сторон. С одной самодельный ветряк– это отличное решение для экономии электроэнергии механическим путем. Этому способствуют бескрайние равнины, где присутствует постоянная скорость ветра и набирается достаточная потенциальная энергия, превращаемая в дальнейшем с помощью ветряка в кинетическую. Однако в некоторых регионах необъятной страны ветра отличаются слабым потенциалом из-за неравномерного и медленного воздействия. В северных районах выделяют третью сторону, где бесчинствуют буйные и непредсказуемые ветра. Каждый владелец дома может содержать в хозяйстве собственный ветряк. Покупать такое устройство – дорогое удовольствие, поэтому лучше создать ветровой генератор своими руками. Определимся: какой конкретный тип ветряка подойдет больше и с какими целями он выбирается?

Сделать ветрогенератор своими руками можно и из пустых бутылок

Независимо от того выберите ли вы ветрогенератор вертикальный, роторный ветряк или другой тип, схематическое устройство изделия имеет следующие схожие составные детали:

• Генератор тока (используется доступный вариант).
• Лопасти (изготавливаются из жесткого материала, неспособного к коррозии и деформациям в процессе работы)
• Подъемник башенного типа необходимый для поднятия установки на нужный уровень.
• Опционально устанавливаются дополнительные аккумуляторные батареи с системой электронного управления.

Легче и дешевле собирать ветрогенераторы своими руками с ротором или аксиальной конструкцией на магнитах. Чтобы выбрать подходящий, изучим устройство каждого.

Ветряк 1 - конструкция роторного типа

Самодельный ветрогенератор с роторной турбиной изготавливается из двух, реже четырех, лопастей. Отличается несложной конструкцией, ввиду чего изготавливается самостоятельно из подручных материалов. Такой ветрогенератор для дома не обеспечит необходимым количеством электроэнергии двухэтажный загородный коттедж. Мощности ветрового генератора хватит на снабжение электричеством маленького . Ветряк для частного дома используется для подачи освещения на прилежащие к домовладению хозяйственные постройки, придомовые фонари, светильники, обогреватель ветерок, фен, холодильник и прочие.

Подготовка деталей и расходников

В зависимости от того, на какую мощность рассчитывается ветряной генератор своими руками, подбирают соответствующий генератор для ветряка. Мы рассмотрим ветряки своими руками с мощностью до 5 Квт. Сделать ветрогенератор своими руками с ротором легко. Для этого подготовим следующие материалы:

1. Автомобильный 12 вольт. Для создания устройства используют кислотный либо гелиевый аккумулятор от автомобиля.
2. Регулятор напряжения для преобразования переменных токов: 12 –> 220 вольт.
   Самодельный регулятор напряжения для преобразования переменных токов: 12 –> 220 вольт
3. Габаритная емкость. Подходящие варианты: кастрюля из нержавейки или ведро из алюминия.
4. Зарядное устройство. Используем снятое с автомобиля реле.
5. Выключатель на 12 вольт.
6. Лампа заряда с контроллером.
7. Болты М16×70 мм с гайками и шайбами.
8. Простой вольтметр любой конфигурации из неиспользуемого измерительного устройства.
9. Кабель электрический трехжильный с сечением не менее 2,5 мм 2 .
10. с прорезиненной подкладкой. Понадобятся при креплении генератора к несущей матче.

Чтобы сделать электро генераторы на 220 своими руками понадобиться стандартный набор монтажных инструментов: болгарка с дисками, маркер, шуруповерт, дрель со сверлами, ножницы по металлу, набор накидных ключей, газовые ключи №1,2,3, кусачки, рулетка.

Ход конструкторских работ

Для создания конструкции ветряка изначально подготавливают ротор. На следующем этапе модифицируют шкив генератора. В роли ротора используется металлическая емкость: кастрюля или ведро. С помощью рулетки и маркера отмеряем четыре равные части. Затем проделываем отверстия на концах расчерченных линий, чтобы разделение на составные части было легче. Разрезаем емкость ножницами по металлу. При отсутствии таковых проделываем те же действия болгаркой. Из полученных частей вырезаем лопасти будущего ротора, но не до конца прорезая заготовку.

Не допускается резка емкостей или изделий с тонкими жестяными стенками, так как материал перегревается и деформируется.

Лопасти ротора должны соответствовать между собой по размеру

Чтобы ветряк из автомобильного генератора правильно работал, лопасти ротора должны соответствовать между собой по размеру. Как вариант создают генератор из стартера своими руками. Поэтому замеры требуют тщательных проверок.

Теперь подготавливаем генератор для ветряка своими руками. В первую очередь определяем сторону вращения шкива. Для этого возвратно-поступательными движениями руки крутим его влево – вправо. По стандарту он вращается по часовой стрелке, но случаются исключения из правил. На следующем этапе соединяем роторную часть с генератором. С помощью дрели проделываем ровные отверстия в днище емкости и шкиве генератора.

Отверстия должны располагаться по симметрии. В противном случае возникает риск дисбаланса в движении ротора.

Края лопастей немного выгибаем для увеличения скорости вращения от ветра. Чем больше угол изгиба, тем эффективнее роторная установка воспринимает потоки воздуха. Лопасти ротора изготавливают не только из емкости. Можно сделать лопасти для ветрогенератора своими руками в виде отдельных деталей, которые соединяются с металлической заготовкой в форме окружности. В таких моделях легче проводить ремонтные работы по восстановлению отдельных крыльчаток.

Чтобы подключить генератор, берем емкость с изготовленными лопастями и надежно крепим к шкиву генератора ботами М16×70 мм или меньшего диаметра. Теперь собранная конструкция целиком устанавливается на мачте. Фиксируем в доступных местах металлическими хомутами. Монтируем электрическую проводку и собираем замкнутую цепь. Каждый контакт подсоединяется в соответствующий разъем. При необходимости предварительно записываем маркировку и цвет каждого провода в отдельности. Проволокой крепим проводку к мачте.

После полной сборки механической конструкции, остается лишь подсоединить инвертор (преобразователь напряжения), аккумулятор и нагрузку (приборная часть и освещение). Для подключения аккумулятора и инвертора используем электрический кабель сечением 3 мм 2 длиною в 1 метр, а для остальных периферийных нагрузок подойдёт кабель с сечением в 2 мм 2 . Собранный ветряк своими руками готов к эксплуатации.

Маломощный ветрогенератор на основе дрели своими руками

Достоинства и недостатки такой модели

При правильной сборке всех составных элементов, ветрогенераторы своими руками из автомобильного генератора сослужат длительный срок без единой проблемы. Конструкция, запитанная 75-амперным аккумулятором с установленным преобразователем на 1000 W, выдаст количество электроэнергии для стабильной работы уличного освещения или приборов видеонаблюдения. К достоинствам также относят: сравнительно низкая цена на комплектующие для ветряка, ремонтопригодность, отсутствие дополнительных условий для корректного функционирования и низкая шумность конструкции. К примеру, малошумные вертикальные ветрогенераторы 5 квт работают тише, чем современные холодильники.

Недостатки очевидны: слабая электрическая производительность, низкие показатели прочности, зависимость от резких изменений в скорости ветра, что приводит к частой поломке лопастей.

Ветряк 2 - аксиальная конструкция на магнитах

Ветрогенераторы на 220в своими руками с неодимовыми магнитами получили название аксиальные ветряки. Устройство таких конструкций основано на не железных статорах с прикрепленными магнитами. Ввиду того, что стоимость последних упала в несколько раз, изготовить генератор на магнитах своими руками стало проще. Модель этого ветряка позволит получить большее количество электрической энергии, нежели созданные роторные электрогенераторы своими руками.

Что необходимо подготовить?

Что такое ветровой генератор, устройство и принцип работы

Главный элемент механической конструкции аксиального генератора – ступица колеса легкового автомобиля вместе с тормозными дисками, которая станет будущим ротором. Если деталь использовалась раньше по своему предназначению, то следует ее подготовить. Для этого разбираем ступицу на составные части и металлической щеткой отчищаем внутренние и внешние стенки элемента от ржавчины. Каждый подшипник тщательно смазываем. Теперь собираем ступицу в обратном порядке.

Распределение и закрепление магнитов

Для закрепления неодимовых магнитов на тормозных дисках ротора, подготавливаем 20 единиц прямоугольной формы с размерами 25×8 мм.

В магнитах с круглой структурой магнитное поле расположено в центре, а у прямоугольных по длине.

Четное количество магнитов образует полюса. Располагаем их, по всей области дисков чередуя через один. Для того чтобы выяснить, где у магнита плюс и минус, берется один из них, а остальные прислоняем к нему сначала одной, а затем другой сторонами. Если они намагничиваются, то маркером ставим на этой стороне плюс и наоборот. При увеличении количества полюсов, руководствуемся следующим правилами:

1. Для однофазных генераторов сумма полюсов равняется количеству магнитов.
2. Для трехфазных соблюдается соотношение пропорции 4/3 по единицам магнитов и полюсов, а также 2/3 по полюсам к катушкам соответственно.

Магниты установлены перпендикулярно окружности диска

Чтобы точно распределить магниты по окружности тормозного диска используем шаблон, нарисованный на листе бумаги. Магниты клеим с помощью сильного клея, а затем фиксируем эпоксидной смолой.

Трехфазные и однофазные генераторы

Статор с одной фазой сравнительно хуже, нежели трехфазные аналоги. Ввиду непостоянства при отдачи тока, возникают высокие колебания амплитуды в электросети, поэтому однофазные устройства выдают вибрацию. В трехфазных генераторах происходит компенсация нагрузки тока из одной фазы в другую. Благодаря этому мощность в такой сети всегда постоянная. Вибрационные воздействия негативно влияют на конструкцию в целом, следовательно, срок использования однофазных генераторов значительно меньше, нежели у трехфазных. Еще одно преимущество трехфазной модели – отсутствие шума во время работы.

Процесс наматывания катушек

Прежде чем приступить к наматыванию провода на катушки генератора, делаем момент начала заряжания аккумулятора в 12 вольт должно происходить при номинальной величине в 110 об/мин. Используя эти данные, вычисляем необходимое количество витков в отдельно взятой катушке: 12*110/N, где N – число катушек. Для обмотки используем исключительно провода с крупным сечением. Это уменьшит единицы сопротивления и увеличит силу тока.

Мачта и винт

Высотные показатели мачты должны составлять около 6-12 метров. Под основание мачты заливается опалубка, а затем бетонируется. К верхней части крепим винт, который можно изготовить из труб ПВХ диаметром 160 мм и длинной не менее 2 метров. Из нее вырезаем шесть двухметровых пластин. Фиксируем полученный финт на верху мачты. Саму мачту укрепляем с помощью тросов, прибитых с одной стороны , а с другой – к телу конструкции.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Особенности эксплуатации ветряков

Любой из двух представленных моделей ветряков подходит для использования в качестве альтернативного источника электроэнергии. При изготовлении такого устройства может использоваться любой генератор 220в. К примеру, сконструированный ветрогенератор своими руками из имеет большую продолжительность эксплуатации. Ветрогенератор из шуруповерта – один из самых простых вариантов ветряка. Владельцы загородных домов по достоинству оценят такое изобретение. Каждый тип ветрогенераторов обладает набором индивидуальных преимуществ и недостатков. Степень эффективности отдельно взятой конструкции может разниться для различных регионов нашей страны. Такой источник электричества не помешает, тем более, если такое оборудование будет использовать на равнинной местности с высокой интенсивностью ветра.

– полезная вещь. Он помогает выработать электрическую энергию применяя только природные явления, в данном случае этим явлением является ветер. Чем сильнее ветер, тем больше энергии удастся получить используя ветрогенератор.

Они подразделяются на две категории:

1. промышленные;
2. домашние;

Промышленные устанавливают государство, либо крупные энергетические корпорации и чаще всего они объединены в сети. Используя ветрогенератор в домашних условиях, получают прежде всего не электроэнергию, а постоянный переменный ток.

Они классифицируются:

• по количеству ;
• материалу, из которого он сделан;
• по осям вращения;
• по шагу винтов;

Есть 2 основных типа ветротурбин:

1. Ось вращения по вертикали.
2. Ось вращения по горизонту.

Принцип работы

Когда начинает действовать подъемная сила ротор генератора начинает вращаться. Эта сила возникает, когда лопасти начинают обтекать ветровым потоком. При этих обстоятельствах генератор начинает вырабатывать переменные и нестабильные потоки тока, которые выпрямляются в контроллере.

Этот ток предназначается для зарядки аккумуляторов. Единовременно к аккумуляторам подсоединено второе устройство – это инвертор, преобразовывающий постоянное напряжение аккумуляторного оборудования в переменное однофазное или трехфазное, которым пользуется потребитель.

Ветрогенератор в нормальных случаях совершает свою работу с контроллером и инвертором, однако имеется возможность других путей его использования:

1. Автоматическая работа с аккумулятором.
2. Автоматическая работа с аккумулятором и солнечной батареей.
3. Автоматическая работа с аккумулятором и резервным на дизельной основе генератором.
4. Ветряк, который совершает свою работу параллельно с сетью.

Преимущества ветроэнергии безусловно хороши. Ветровая энергия обильна, не наносит вреда окружающей среде, полностью безопасна и надежна как ресурс для получения электроэнергии.

Составные части без которых не обойтись ветрогенератору:

• фундаментного основания;
• электрического шкафа;
• башни;
• лестниц;
• вращающегося механизма;
• гондол;
• электрогенератора;
• анемометра;
• тормозной системы;
• трансмиссии;
• лопастей;
• системы изменения углов атаки лопастей;

Необходимые инструменты:

• электродрель со сверлами (5,5 – 7,5 мм);
• газовый и разводной ключ;
• электролобзик с пилкой по металлу;
• отвертка;
• рулетка;
• транспортир;
• циркуль;
• маркер;
• метчик на ¼ ×20;

Порядок изготовления ветряка

Прежде чем приступить к строительству ветряка, следует подобрать подходящий генератор, который обеспечит энергией на малых вращениях. Хорошим генератором является автомобильный, однако прежде чем его использовать необходимо осуществить перемотку статора и вживить неодимовые магниты.

Если не имеется автогенератора, то можно сварить корпус для статора.

План действий таков:

1. Взять лист из стали толщина которого 2 мм.
2. Вырезать болгаркой 2 восьмиугольника, которые будут превышать внешний диаметр статора на 2 сантиметра.
3. Отрезать 2 полосы, ширина которых составит 1.5 сантиметра.
4. Сжать полосы по статору и приварить к восьмиугольникам.
5. Сделать 2 фланца из стали 2 мм.
6. Насверлить отверстия под 201-е подшипники, чтобы прикрепить фланцы с подшипниками.

Изготовление ротора:

1. Найти пруток из металла, толщина которого составит 12 мм.
2. Нарезать резьбу на шпильке для крепежа винта.
3. Достать металлическую гильзу, толщина которой составит 76 мм.
4. Взять отрезок 72-й трубы и сделать кольцо 2 мм.
5. Обжарить хомутами и приварить.
6. Залить гильзу эпоксидной смолой на шпильку.
7. Наварить на шпильке пластинки, для того чтобы она не крутилась.
8. Вырезать из жести 2 круга по внешнему диаметру гильзы.
9. Вставить шпильку в отверстия и залить эпоксидной.
10. Ротор отшлифовать до блеска.

Данный ротор поможет сэкономить энную часть денежных средств.

Когда корпус приобрел нормальный вид необходимо переходить к статору. Для начала требуется убрать старую обмотку и отскрести старый лак из пазков. Затем следует приобрести 200 эмаль-провод в 200 витков 0,56 мм.

Статор необходимо намотать каждой катушке прямо на зуб, чтобы получилось плотно и ровно, а также влезло много витков. В качестве изоляционного материала можно применить картон от тетради. Провод необходимо мотать пофазно, следует перешагивать через каждые 2 зуба. Затем следует проверить фазы не коротят ли они и обмазать лаком. Должно получиться 12 катушек по 3 фазы.

На роторе необходимо создать 24 полюса, так как соотношение магнита к катушкам составляет 2/3. Далее следует наклеить 24 магнита на ротор через одинаковое расстояние и залить эпоксидом.

После всех проделанных действий необходимо собрать генератор, соединить фазы в звезду и прокрутить. Получится около 2000 оборотов в минуту с выдачей 13 вольт.

Изготовление лопастей:

1. Взять бочку.
2. Разделить маркером и рулеткой на 4 части, которые будут равны.
3. Вырезать лопасти.
4. Прикрепить их болтами ко дну и шкиву.
5. Отогнуть лопасти, делая это аккуратно для избегания резкого порыва ветра.

После этого, нужно смонтировать колесо и произвести его балансирование. Балансирование ветряного колеса следует осуществлять при закрытом и просторном помещении. Важной частью будет служить неподвижность воздуха.

Балансировка:

1. Подвесить колесо в рабочем положении на высоте, чтобы не было препятствий для свободного вращения.
2. Остановить колесо до полной неподвижности и отпустить.
3. Провернуть колесо ручным способом на угол, который равен 360/3.
4. Остановить и отпустить.
5. Повторить наблюдение снова до полного поворота колеса вокруг оси.

Если остановившееся и отпущенное колесико начинает самопроизвольное вращение, говорит о том, что часть колеса, которая устремляется вниз имеет более тяжелый вес. Нужно сделать облегчение данной части путем стачивания края одной из лопастей.

Аналогичные испытания на том же стенде покажут, все ли части лопасти «укладываются» в плоскость вращения колеса. Для этого необходимо полностью остановить колесо и с обеих сторон лопасти поместить две планки, которые не будут мешать вращению планки на расстоянии в 2-ух мм от лопастей. При вращении колесика лопасть не должна касаться планки.

Сборка

Для того чтобы собрать ветряк, необходимо сделать поворотную ось. Ее можно изготовить из подшипников и отвода 15-й трубы с резьбой и гайками. Необходимо залить трубку эпоксидом внутри подшипника, а его залить на кусочке трубы из пластика, диаметр которой составит 50 мм. Таким образом появилась поворотная ось.

Порядок установки ветровика:

1. Сделать балку длиною 60 сантиметров из профиля 50*25 мм.
2. Закрепить её на балку генератора.
3. Закрепить хвост.
4. Прорезать отверстия для закрепления поворотной оси.
5. Поставить лопасти.
6. Закрепить готовый ветрогенератор на мачту.
7. Подсоединенить небольшой аккумуляторый блок.
8. Подсоединенить мультиметр.

Ветрогенератор установлен и готов к использованию. Этот ветряк при маловетреной погоде способен с легкостью обеспечить светодиодную освещаемость, телевизор с ноутбуком и другие мелочи. Но это только при маловетреной погоде. При сильном ветре получение энергии возрастает в несколько раз.

В нынешнее время наибольшей проблемой, которая мешает развиваться промышленным малым ветровым установкам, является их слишком высокая стоимость, и исходя из этого, их приобретение с целью полного обеспечения дома и близкорасположенных электрической энергетикой будет финансово выгодна при среднегодовом порыве ветра, который будет достигать более 6 м/с.

Если дует слабый ветер, то его вполне достаточно, чтобы заменяющая энергия имела возможность оказать помощь в обеспечении электроэнергией некоторых мелких сооружений, то необходимо сделать ветровую конструкцию для дачи ручным способом – по стоимости это обойдётся в несколько раз дешевле, чем покупка готового.

Однако следует помнить, что ветровая энергетика – это отрасль, которая быстрыми темпами развивается, и поэтому, если всегда наблюдать за новинками производства, то не будет труда найти лучший вариант для решения трудности в строительстве ветряков для частных домов.

Одним из наиболее эффективных источников альтернативной энергии является ветрогенератор . Становятся популярными солнечные батареи, но пока вырабатываемая ими электроэнергия в 3 раза дороже, чем у ветряной электростанции. Кроме того, солнце светит не круглосуточно, пасмурная погода снижает производительность в 5 раз, а КПД солнечных батарей снижается на 5% ежегодно.

Как выглядит ветрогенератор из автомобильного генератора

Выбор конструкции ветряка

Ветрогенератор может иметь два расположения оси. Предпочтение отдаётся горизонтальной из-за меньших затрат и в 2 раза большего КПД.

Вид ветрогенератора с горизонтальной осью

Вертикальные роторы приходится устанавливать внизу по причине большого веса и габаритов, где скорость ветра в 2 раза ниже, что снижает мощность установки в 8 раз. В ряде случаев их применяют из-за меньшего шума, отсутствия ориентации на ветер, малой стартовой скорости и удобства эксплуатации.

Если изготовить для барабанных вертикальных агрегатов специальные направляющие, производительность увеличится, а разнос от сильного ветра будет исключён. Конструкция получается сложной, но результат того стоит.

Количество лопастей чаще всего выбирают не более трёх, благодаря высокой скорости вращения и меньшему шуму. При большом ветре они могут разрушиться, но в промышленных образцах углы поворота лопастей изменяются, что даёт возможность регулировать скорость и уменьшать гул.

Ветрогенератор на 1 кВт промышленного изготовления вместе с комплектацией стоит около 50 тыс. руб. и выше. Для большинства пользователей эта сумма является слишком большой.

Переделка автогенератора

В настоящее время ветряк из автомобильного генератора основательно разработан для изготовления своими руками. У многих автолюбителей он может лежать без дела в гараже. Даже если у него есть какая-либо неисправность, детали могут пригодиться, поскольку всё равно потребуется основательная переделка. Для генератора требуются большие обороты, которые смогут обеспечить только сильные ветра. При преобладании слабого ветра это устройство как ветрогенератор не подходит, даже с переделкой на меньшие обороты.

Перед тем как начать изготавливать ветрогенератор своими руками , надо иметь в виду, что для него дополнительно потребуются контроллер, АКБ и инвертор, последовательно расположенные друг за другом.

Как выглядит ветроустановка в полном комплекте

В целом конструкция обойдётся недёшево. Кроме того, батареи придётся время от времени менять на новые.

Изготовление ротора

Ротор автогенератора имеет обмотку электромагнитного возбуждения, для чего необходима дополнительная электроника управления и щётки с коллектором.

Если сделать его своими руками под постоянные магниты, конструкцию можно упростить, убрав коллектор. Кроме того, надо перемотать обмотки статора, чтобы устройство из быстроходного превратилось в тихоходное. Также следует переделать железный ротор, который замыкает магнитные линии на себя и в результате ток в катушках статора генерироваться не будет. На рисунке ниже изображён разобранный автогенератор.

Автогенератор в разобранном виде

Немагнитная насадка на старый вал ротора вытачивается из алюминия. Затем на неё надевается с натягом бандаж из стальной трубы. На нём делается разметка, и приклеиваются суперклеем прямоугольные неодимовые магниты с чередованием полюсов. Между ними заливается эпоксидная смола, после чего поверхность выравнивается.

Ротор с неодимовыми магнитами, сделанный своими руками

Генератор вырабатывает достаточно энергии при вращении со скоростью около 6000 об./мин. Чтобы он был эффективным при 600 об./мин., следует перемотать обмотку статора, увеличив количество витков в 5 раз. Сечение провода при этом надо уменьшить.

Чтобы получить мощный источник энергии, потребуется самодельный генератор для ветряка на неодимовых магнитах.

Недостатком генераторов на супермагнитах является магнитное залипание, когда сложно сдвинуть вал с места.

Для его уменьшения магниты наклеивают с небольшим перекосом. Кроме того, лопасти также следует выполнить большего размера. Магнитное поле уменьшится, если перебрать все пластины статора, отделяя их с помощью ножа и молотка. Затем они выравниваются на наковальне резиновым молотком. Сборка статора производится на специальной оснастке со стягиванием пластин струбцинами.

Ветровое колесо своими руками

Лопасти делаются из пластиковой или дюралевой трубы, диаметр которой составляет 20% от метража. Метровую трубу диаметром 20 см разрезают вдоль на 4 равные части. Из одной части делается крыло, а за ним – следующие, используя его как шаблон. Края лопастей скругляются и шлифуются до удаления заусенцев. Лопасти крепят на старый диск от циркулярной пилы, сточив с него зубья и просверлив отверстия для установки.

Лопасти с сегментами обычно применяются для несжимаемых сред. Профиль для воздушной среды должен иметь сложную форму, чтобы обеспечить высокую производительность. Основную работу выполняют наружные концы лопастей. Умельцы делают их на шпильках, поскольку внутренняя часть около ротора не работает. На рисунке ниже изображена такая конструкция, где лопасти привариваются к круглым стальным стержням.

Вид четырёхлопастного ветрового колеса

Ветроколесо устанавливают горизонтально на штативе и производят балансировку, подтачивая лопасти до равновесия конструкции. Они должны вращаться в одной плоскости с перекосом не более 2 мм.

Сборка ветряка

Диаметр вала ветрового колеса должен быть не менее 20 мм. Если у генератора он меньше, валы следует установить соосно, соединив их муфтой. Ветровое колесо устанавливается на шпонку и дополнительно крепится гайкой, накрученной на ось.

Рама устройства изготавливается из профильной трубы. Ось поворота представляет собой трубу, установленную в двух подшипниках. Она крепится наверху мачты. Флюгер вырезают из оцинкованной жести 40х60 см и крепят болтами. Длина хвоста составляет 1,5 м. Расстояние от лопастей до мачты делается не менее 25 см, чтобы при изгибе от сильного ветра они не разбились.

Генераторы работают на подзарядку аккумулятора, который должен снабжать бытовую технику на 220В.

Для преобразования напряжения нужен инвертор. При быстром вращении батарея может выйти из строя из-за большой величины зарядного тока. Чтобы этого не происходило, следует установить контроллер напряжения. Его можно купить или сделать самостоятельно.

Ветрогенератор обслуживают следующим образом:

1. регулировка, чистка и смазка токосъёмника через каждые 2 месяца;
2. ремонт лопастника при возникновении разбалансировки и вибрации;
3. покраска металлических частей через 3 года;
4. проверка и регулировка креплений.

Видео. Ветрогенератор своими руками.

Автогенератор без переделки под ветрогенератор не подходит, потому что для него необходима большая скорость вращения. Редуктор не решает проблему, так как увеличивается сопротивление вращению. Без определённого опыта сделать эффективный агрегат своими руками сложно. Качественно изготовленный ветряк будет без проблем вырабатывать мощность до 1 кВт.