Як зробити вітрогенератор з автомобільного генераторасвоїми руками?

Вітрогенератори на сьогоднішній день є одними з найдешевших джерел альтернативної енергії. Вони мають менше поширення, ніж сонячні батареї. Але, у разі останніх, електрична енергія, що виробляється, виходить у кілька разів дорожче. Тому вітряна установка у приватному господарстві може виявитися дуже корисним та ефективним джерелом додаткової електроенергії. Особливо він може бути вигідним, якщо Ви не станете купувати готову установку, а зробіть його самостійно з автомобільного генератора. Саморобний вітряний генератор обійдеться значно дешевше, ніж фабричне виріб. У цьому матеріалі ми поговоримо про те, як зробити вітрогенератор із автомобільного генератора своїми руками.

На сьогоднішній день розроблено багато різноманітних вітрогенераторів і в мережі можна знайти різноманітні креслення виготовлення. У будь-якій конструкції є такі елементи, як генератор, лопаті, акумуляторна батарея, щогла, блок керування. Необхідним елементом є система управління і подачі електричної енергії в мережу. Перед встановленням системи бажано зробити схему монтажу.

Розташування осі у вітряних генераторах може бути горизонтальне та вертикальне. Найбільш поширене горизонтальне, яке забезпечує у 2 рази більший ККД та менші витрати на встановлення. Вертикальні ротори через їхню масивну конструкцію і велику вагу доводиться монтувати внизу. А внизу швидкість вітру у кілька разів нижча, ніж нагорі. Тому сильно знижується ККД.

Вітряні установки з вертикальною віссю зазвичай використовуються там, де потрібний менший шум, невелика залежність від орієнтації вітру. Їм потрібна невелика стартова швидкість, а також зручність експлуатації. Деякі спеціалісти виготовляють спеціальні напрямні для барабанних вітрогенераторів вертикального типу. Це збільшує продуктивність і унеможливлює рознесення від вітру. Природно, що це ускладнює конструкцію та підвищує її вартість.

Щодо лопатей, то їх зазвичай буває не більше 3. Лопаті заводського виготовлення можуть змінювати кути повороту. Це дозволяє настроювати швидкість обертання та знизити шум. Вітрогенератор потужністю 1 кВт коштує щонайменше 70 тисяч рублів. Тому багато хто прагне самостійно виготовити вітрогенератор з автомобільного генератора.

Щогла для встановлення обладнання може виконуватися як з кріпленням на розтяжках, так і без них. Конструкція може передбачати можливість опускання для ремонту та профілактики. Принцип роботи вітрогенератора можна описати п'ятьма основними етапами:

• Розкручування лопатей та ротора вітром;
• З'єднання ротора та електрогенератора;
• Отримана електрична енергія надходить на контролер заряду, звідки передається в накопичувальний акумулятор (и);
• Далі за допомогою інвертора електроенергія перетворюється з 12 (24, 36, 48) 220 вольт;
• Подача електрики до мережі.

Вітрогенератор з автогенератора у приватному господарстві дозволить забезпечити електроенергією освітлення території, сигналізацію та інші подібні системи. Важливо пам'ятати про те, що вітряні установки окупаються тільки в тих місцях нашої планети, де річна швидкість вітру 5 м/с і вище.

Інакше термін окупності наближається до терміну експлуатації.

Доробка автомобільного генератора Тепер про те, як зробити вітрогенератор із автомобільного генератора. Для виготовлення генератора вітряної установки, в принципі, підійде автомобільний генератор від будь-якої машини. Конструкції автогенераторів приблизно однаковірізних автомобілях

. Переробка їх у генератор для вітрогенератора зводиться до перемотування дроту статора. А також виготовляється ротор на основі неодимових магнітів. Отвори для кріплення магнітів свердляться у полюсах ротора. Потім магніти встановлюються із чергуванням полюсів. Простір між магнітами заповнюється епоксидною смолою, а сам ротор обертається папером. Подібним способом умільці переробляють двигуни відпральних машин

під генератор вітряної установки. Такі варіанти також трапляються в інтернеті, але там магніти закріплюють на роторі під кутом. Це робиться для того, щоб не відбувалося магнітного залипання. При магнітному залипанні вал стає складно зрушити з місця. Щоб цього уникнути, магніти приклеюють із невеликим перекосом. З цієї причини лопаті робляться максимально більшого розміру. Деякі радять для зменшенняповністю перебрати статорні пластини. Спочатку вони поділяються, а потім вирівнюються на ковадлі. Після цього проводиться їх складання на оснастці, де пластини стягуються струбцинами.

Фахівці радять робити нову обмотку на зуб статора по котушці. Існують також варіанти із всипною обмоткою. Намотування котушки проводиться по трифазної схемив одному напрямку. Ефективність генератора підвищується із збільшенням числа витків.

Ті, хто переробляв автомобільний генератор під вітряну станцію, кажуть, що треба орієнтуватися на таку цифру. Якщо ви зробили 300 оборотів обмотки, то генератор має видавати приблизно 30 вольт. Статор автомобільного генератора перемотується таким чином, що число витків збільшується приблизно в 7 разів, а діаметр зменшується. Це робиться для того, щоб збільшити вироблення електричної енергії на малих обертах. Адже в автомобілі обертання відбувається набагато більшою швидкістю, ніж вітер крутитиме лопаті.

Найчастіше для виготовлення вітряної установки подібного плану умільці використовують автомобільні генератори з тракторів, вантажівок чи потужних легкових автомобілів.

Лопаті є однією з ключових частин вітрогенератора. Робота решти вузлів багато в чому залежить від конструкції лопатей. Коли виготовляється саморобний вітрогенератор із автомобільного генератора, умільці використовують самі різні матеріали. Це може бути проста каналізаційна труба із пластику. Такий матеріал мало важить, легко обробляється, стійкий до дії навколишнього середовища та коштує недорого.

Діаметр лопаті з труби та її довжина співвідносяться, як 1 до 5. Тобто, при виготовленні двометрової лопаті слід брати трубу діаметром 40 см. При цьому відрізається шматок труби потрібної довжини, а потім вона розрізається вздовж на 4 частини. З одного шматка можна виготовити шаблон, за яким ви виріжете всі інші лопаті. Після виготовлення лопатей, потрібно прибрати всі задирки на зрізах.

Потім лопаті фіксуються на алюмінієвому диску, який має для кріплення спеціальні смуги. І вже цей диск кріпиться до генератора, який вироблятиме електричний струм.

Після того, як лопаті будуть встановлені, потрібно зробити перевірку точності обертання. Лопаті обов'язково повинні обертатися в одній площині. Перекосу не повинно бути, а допустима похибка становить 2 мм.

Щогла

Як щогли саморобний вітрогенератор з автомобільного генератора може мати різні конструкції і матеріали. Ті, хто виготовляє вітряну станцію своїми руками, часто використовують як щоглу використані водопровідні труби. При цьому варто врахувати, що довжина труби повинна бути не менше ніж 7 метрів, а її діаметр приблизно 3 дюйми.Якщо поруч із місцем встановлення вітряної станції є житлові приміщення, то висоту щогли слід збільшити.

Щоб гарантувати ефективну роботу вітрогенератора, його лопаті повинні бути підняті вище за всі навколишні перешкоди, як мінімум на 1 метр. Щогла встановлюється на розтяжки, а її основа та місця закріплення розтяжок заливаються бетоном. Розтяжки являють собою оцинкований трос та хомути з болтами. Діаметр троса для розтяжок слід брати щонайменше 6 мм. Оскільки вся конструкція виходить досить важкою, може знадобитися якийсь підйомник для встановлення її на висоті.

Базою для експериментів був генератор на 12В, 95А. Для того, щоб позбутися обмотки збудження та супутньої їй щіток і електронної схемиуправління спробував замінити обмотку на постійні магніти. Вийняв обмотку, на її місце всередину крабів помістив 3шт. кільцевих феромагнітів розміром 85*35*15мм від гучномовців. Краби почали непогано притягувати до себе залізки. Але коли насадив усе на рідний сталевий вал, тяжіння зникло. Виявилося, що вал зашунтував через себе силові магнітні лінії.

Довелося замовляти токарю новий вал із немагнітного матеріалу. Знайшовся шматок титанового стрижня, з якого і виточили вал. Ротор заробив як слід. Але на 600 об/хв генератор видавав лише 4В без навантаження. Довелося здати статор на перемотування. Збільшив кількість витків у 5 разів (від 7 до 35 на одну котушку) відповідно зменшивши діаметр дроту. Напруга на тих же неодружених оборотах генератор вже видавав 20В. Навантажив електричною лампочкоювід фари автомобіля (60 свічок). Вольтметр показав 12В а амперметр 5А.
Мені здалося замало - з генератора в 1,3 кіловати отримав всього 60 ват!? Але потім зрозумів - 600 оборотів за хвилину, звичайно, занадто маленькі обороти для порівняння з автомобільним генератором. Потужність зростає пропорційно до оборотів. Для заряджання кислотного акумулятора цілком достатньо. Щоб підвищити обороти, потрібний редуктор.
Незабаром мені вдалося придбати неодимові магніти розміром 50*20*5мм у кількості 12шт. і я вирішив зробити новий ротор.
Для цього назбирав брухт алюмінію (старі поршні від ДВС), зробив сталевий кухоль з ручкою, в якій переплавив брухт алюмінію. З отриманої болванки токар виточив основу ротора, яка була насаджена на старий вал від першого ротора. Залишивши з одного боку бортик шириною 8мм, решта алюмінію зняла різцем на глибину магнітів і сталевого кільця-бандажу (5+5мм).
Бандаж виточили зі шматка відповідної сталевої труби діаметром 100мм і насаджений на основу до упору в борт. На борту зверху наніс розмітку, тобто. 12 секторів. Магніти клеїв на сталевий бандаж, дотримуючись розмітки, спочатку швидким клеєм типу «Секунда», чергуючи їхню полярність. Потім, обмотавши вощеним папером магніти, зверху посилив скотчем з таким розрахунком, щоб скотч прилип до борта. Приготував епоксидний клей, поставив ротор на попа і акуратно залив епоксидку в щілини між магнітами.

Коли клей затвердів, відбалансував ротор на двох паралельних сталевих лінійках, затиснутих у лещата горизонтально через обрізок дошки. На них ротор спирався своїм валом і вільно катався, як по рейках. Дисбалансу було помітно.
Діаметр валу генератора дорівнює 20мм. На кінці валу – шпонка та різьблення. Між пропелером і підшипником генератора стоїть двоступенева розпірна втулка, зовнішній діаметр цієї втулки максимально можливий, щоб до її торця добре притиснувся пропелер. За підшипником усередині генератора теж стоїть розпірна втулка, яка впирається в болванку ротора.
Коли я зібрав генератор, виявилося, що магнітне залипання було дуже значним, провернути ротор рукою за вал було дуже важко, незважаючи на те, що магніти я клеїв з невеликим перекосом.
Випробував генератор на токарному верстаті. Результати потішили. При 125 об/хв видав 15,5 вольта при 630 об/хв – 85,7 вольт без навантаження. Під навантаженням на шматок ніхромового дротупри 630 об/хв вольтметр показав 31,2 вольта, а амперметр 13,5 ампера. Тобто. потужність видавав 421,2 ват. Виходить, що неодимові магніти ефективніші за феритові в 7 разів.
Тепер знову довелося перемотати статор великим діаметром дроту з метою зменшення напруги. Щоб зменшити магнітне залипання між ротором та статором, вирішив перебрати пластини статора. Робота дуже копітка. Зняв болгаркою шви, ножем та молоточком відокремив пластину за пластиною.

На плоскій ковадлі вирівнював їх легкими ударами гумового молотка. Коли пластини були оброблені, замовив токарю виточити оснастку для їхнього складання. Оснащення складається з циліндра діаметром, рівним внутрішньому діаметру пластин. Знизу приварено фланець для упору пластин. Другий фланець вільно ковзає циліндром. У фланцях просвердлені по два протилежні отвори діаметром 6мм для направляючих стрижнів. Вставивши стрижні діаметром 5мм в отвори фланців, почав збирати пластини на оснастці, одягаючи їх на циліндр так, щоб стрижні заходили всередину протилежних пазів. Після складання нахилив стрижні в різні боки до упору, поступово стискаючи пластини чотирма струбцинами, і пази стали косими. Перекіс становив 13мм при висоті набору пластин 36мм. Ширина паза всередині вийшла 5мм (за діаметром стрижнів).

Після остаточного обтиску струбцинами відновив шви зварювальним напівавтоматом. Обробив надфілями всі задирки на полюсах, особливо ретельно обробив внутрішні поверхні пазів - там стінки вийшли з уступами. Здав статор на намотування. Вийшло по 15 витків на котушку дротом діаметром 1,35 мм.
З хвилюванням зібрав генератор. Спробував крутити рукою вал – і засмутився. Залипання залишилося, щоправда, стало меншим. Скільки праці, а користі мало!
Поки перемотували статор, склепав пропелер. Лопаті в кількості 3шт вирізав все з тієї ж алюмінієвої труби довжиною 1м. Ширина на початку 120мм, наприкінці 50мм. Ступіцу зробив у вигляді тришарового трирогого бутерброду. Усередині сталевий диск діаметром 100мм та товщиною 2,5мм як і товщина тіла лопатей, зверху та знизу цілісні махи, вирізані з листової сталі товщиною 2мм. та вибухтовані на оправці із сталевої труби діаметром 220мм. Просвердлив отвори для заклепок. Потім між нижнім і верхнім махами вставив лопаті, підігнав їхні кінці так, щоб вийшов рівносторонній трикутник, просвердлюючи тіло лопат, склепав. Балансування робив, підвісивши пропелер на нитку через центр. http://www.thebackshed.com/Windmill/Articles/DonBrown1.asp Зайва вагаприбирав болгаркою з наждачною шкіркою на липучці, шліфуючи лопаті.
Зварив раму із сталевого куточка для кріплення генератора, приварив до неї вісь хвоста.
До корпусу генератора приробив лапи, якими він кріпиться до рами. Зробив хвіст довжиною 1,5 м, хвостове оперення має розміри 60*40см.
Склепав з міліметрового алюмінію кок (обтікач), вирізав щиток-дах на генератор.
На верх щогли прикріпив поворотний вузол, який я зробив кілька років тому. Він вийшов універсальний і надійний, на двох радіальних та одному опорному підшипниках. ці два болта М8, короткі, вони трохи виступають усередині склянки під нижнім підшипником, щоб склянку тримати. Між верхнім і нижнім підшипниками вставлена ​​втулка розпірна, яка такими ж болтами застопорена з центральною трубою. До центральної труби приварено фланець Конструкцію поворотного вузла я сам розробив, маючи підшипники, зробив креслення, поніс токарю. Він трохи поправив на краще, виточив, зварювальник приварив де треба, вийшло непогано.

До поворотного вузла прикріпив на болтах раму, пропустив кабель зниження – два мідні багатожильні ізольовані дроти перетином по 10мм2, до рами пригвинтив генератор і щиток, до генератора пропелер, до пропелера кок.
Лебідкою підняв щоглу з цим добром у вертикальне становище. Діаметр троса на лебідці дорівнює 6,5 мм. Я перевіряв динамометром зусилля, яке трос відчуває на початку підйому щогли, це зусилля дорівнює 450 кг. Витримає.
Починає працювати при робочому вітрі (нічим виміряти швидкість), але коли він починає працювати – амперметр одразу піднімається до 3-4 ампер.
При сильному вітрі надійно спрацьовує захист хвостом, струм при цьому сягає 20-25 ампер, напруга на клемах 16-18 вольт. При закритих кватирках шуму пропелера не чути. При відкритих чути помірний шум і посвистування при спрацьовуванні захисту.
При сильному вітрі чути гуркіт, ніби десь далеко їде трактор. Я відразу не міг зрозуміти, звідки цей гуркіт виходить, але коли при дуже різкому пориві вітру почув короткочасне креслення лопат по щоглі в такт гуркоту, зрозумів: У неробочому положенні відстань кінців лопат від щогли у мене всього 10-12см. Я думав достатньо буде, адже відцентрова сила не дасть лопатам прогинатися. Але коли я став спостерігати збоку, то побачив, що кінці лопат наближаються до щогли в залежності від сили вітру на відстань до 2-3см. При проходженні кінця лопаті на малій відстані від щогли та при великій лінійної швидкостівиникає звук на кшталт бавовни, а ці бавовни зливаються в гуркіт.

Вітроенергетичні ресурси у російському сегменті займає неоднозначне становище. Застосування таких пристроїв розглядається із двох сторін. З одного саморобний вітряк - це відмінне рішення для економії електроенергії механічним шляхом. Цьому сприяють безкраї рівниниде присутній постійна швидкістьвітру і набирається достатня потенційна енергія, що перетворюється надалі за допомогою вітряка на кінетичну. Однак у деяких регіонах неосяжної країни вітри відрізняються слабким потенціалом через нерівномірний та повільний вплив. У північних районах виділяють третій бік, де бешкетують буйні і непередбачувані вітри. Кожен власник будинку може містити в господарстві власний вітряк. Купувати такий пристрій дороге задоволення, тому краще створити вітровий генератор своїми руками. Визначимося: який конкретний тип вітряка підійде більше і з якою метою він вибирається?

Зробити вітрогенератор своїми руками можна і з порожніх пляшок

Незалежно від того, чи виберіть вітрогенератор вертикальний, роторний вітряк або інший тип, схематичний пристрій виробу має такі схожі складові деталі:

• Генератор струму (використовується доступний варіант).
• Лопаті (виготовляються з жорсткого матеріалу, нездатного до корозії та деформацій у процесі роботи)
• Витяг баштового типу необхідний для підняття установки на потрібний рівень.
• Опційно встановлюються додаткові акумуляторні батареї із системою електронного керування.

Легше та дешевше збирати вітрогенератори своїми руками з ротором чи аксіальною конструкцією на магнітах. Щоб вибрати відповідний, вивчимо пристрій кожного.

Вітряк 1 - конструкція роторного типу

Саморобний вітрогенератор із роторною турбіною виготовляється з двох, рідше чотирьох, лопатей. Відрізняється нескладною конструкцією, тому виготовляється самостійно з підручних матеріалів. Такий вітрогенератор для будинку не забезпечить необхідною кількістю електроенергії двоповерховий заміський котедж. Потужності вітрового генератора вистачить на постачання електрики маленького. Вітряк для приватного будинку використовується для подачі освітлення на прилеглі до домоволодіння. господарські будівлі, прибудинкові ліхтарі, світильники, обігрівач вітерець, фен, холодильник та інші.

Підготовка деталей та розхідників

Залежно від того, яку потужність розраховується вітряний генератор своїми руками, підбирають відповідний генератор для вітряка. Ми розглянемо вітряки своїми руками потужністю до 5 кВт. Зробити вітрогенератор своїми руками із ротором легко. Для цього підготуємо такі матеріали:

1. Автомобільний 12 вольт. Для створення пристрою використовують кислотний або гелієвий акумулятор від автомобіля.
2. Регулятор напруги перетворення змінних струмів: 12 –> 220 вольт.
   Саморобний регулятор напруги для перетворення змінних струмів: 12 -> 220 вольт
3. Габаритна ємність. Відповідні варіанти: каструля з нержавіючої сталі або відро з алюмінію.
4. Зарядний пристрій. Використовуємо зняте з автомобіля реле.
5. Вимикач на 12 вольт.
6. Лампа заряду з контролером.
7. Болти М16×70 мм із гайками та шайбами.
8. Простий вольтметр будь-якої конфігурації з вимірювального пристрою, що не використовується.
9. Кабель трижильний електричний з перетином не менше 2,5 мм 2 .
10. з гумовою підкладкою. Знадобляться при кріпленні генератора до матчу, що несе.

Щоб зробити електрогенератори на 220 своїми руками знадобиться стандартний набір монтажних інструментів: болгарка з дисками, маркер, шуруповерт, дриль зі свердлами, ножиці по металу, набір накидних ключів, газові ключі№1, 2, 3, кусачки, рулетка.

Хід конструкторських робіт

Для створення конструкції вітряка спочатку готують ротор. На наступному етапі модифікують шків генератора. У ролі ротора використовується металева ємність: каструля чи відро. За допомогою рулетки та маркера відміряємо чотири рівні частини. Потім проробляємо отвори на кінцях розкреслених ліній, щоб поділ на складові було легше. Розрізаємо ємність ножицями по металу. За відсутності таких проробляємо самі дії болгаркою. З отриманих частин вирізаємо лопаті майбутнього ротора, але не до кінця прорізуючи заготовку.

Не допускається різання ємностей або виробів з тонкими жерстяними стінками, оскільки матеріал перегрівається та деформується.

Лопаті ротора повинні відповідати між собою за розміром

Щоб вітряк із автомобільного генератора правильно працював, лопаті ротора повинні відповідати між собою за розміром. Як варіант створюють генератор зі стартера своїми руками. Тому виміри потребують ретельних перевірок.

Тепер готуємо генератор для вітряка своїми руками. Насамперед визначаємо бік обертання шківа. Для цього зворотно-поступальними рухами руки крутимо його ліворуч – праворуч. За стандартом він обертається за годинниковою стрілкою, але трапляються винятки із правил. На наступному етапі з'єднуємо роторну частину із генератором. За допомогою дриля виготовляємо рівні отвори в днище ємності та шківі генератора.

Отвори повинні розташовуватись по симетрії. Інакше виникає ризик дисбалансу у русі ротора.

Краї лопатей трохи вигинаємо збільшення швидкості обертання від вітру. Чим більший кут вигину, тим ефективніше роторна установка сприймає потоки повітря. Лопаті ротора виготовляють не лише з ємності. Можна зробити лопаті для вітрогенератора своїми руками у вигляді окремих деталей, які з'єднуються з металевою заготовкою у формі кола. У таких моделях легше проводити ремонтні роботипо відновленню окремих крильчаток.

Щоб підключити генератор, беремо ємність із виготовленими лопатями та надійно кріпимо до шківа генератора ботами М16×70 мм або меншого діаметру. Тепер зібрана конструкція повністю встановлюється на щоглі. Фіксуємо у доступних місцях металевими хомутами. Монтуємо електричне проведенняі збираємо замкнутий ланцюг. Кожен контакт приєднується у відповідний роз'єм. При необхідності попередньо записуємо маркування та колір кожного дроту окремо. Дрітом кріпимо проводку до щогли.

Після повного складання механічної конструкції залишається лише приєднати інвертор (перетворювач напруги), акумулятор і навантаження (приладова частина і освітлення). Для підключення акумулятора та інвертора використовуємо електричний кабельперетином 3 мм 2 довжиною 1 метр, а інших периферійних навантажень підійде кабель з перетином 2 мм 2 . Зібраний вітряк своїми руками готовий до експлуатації.

Маломощний вітрогенератор на основі дриля своїми руками

Переваги та недоліки такої моделі

При правильній збірці всіх складових елементів вітрогенератори своїми руками з автомобільного генератора співслужать тривалий термін без жодної проблеми. Конструкція, що живиться 75-амперним акумулятором із встановленим перетворювачем на 1000 W, видасть кількість електроенергії для стабільної роботи вуличного освітлення або приладів відеоспостереження. До переваг також відносять: порівняно низька цінана комплектуючі для вітряка, ремонтопридатність, відсутність додаткових умов для коректного функціонування та низька шумність конструкції. Наприклад, малошумні вертикальні вітрогенератори 5 кВт працюють тихіше, ніж сучасні холодильники.

Недоліки очевидні: слабка електрична продуктивність, низькі показники міцності, залежність від різких змін швидкості вітру, що призводить до частої поломки лопатей.

Вітряк 2 - аксіальна конструкція на магнітах

Вітрогенератори на 220в своїми руками з неодимовими магнітами отримали назву аксіальні вітряки. Влаштування таких конструкцій засноване на не залізних статорах з прикріпленими магнітами. Зважаючи на те, що вартість останніх впала в кілька разів, виготовити генератор на магнітах своїми руками стало простіше. Модель цього вітряка дозволить отримати більше електричної енергії, ніж створені роторні електрогенератори своїми руками.

Що потрібно підготувати?

Що таке вітровий генератор, пристрій та принцип роботи

Головний елемент механічної конструкції аксіального генератора – маточина колеса легкового автомобіляразом із гальмівними дисками, яка стане майбутнім ротором. Якщо деталь використовувалася раніше за своїм призначенням, слід її підготувати. Для цього розбираємо маточину на складові частини та металевою щіткою відчищаємо внутрішні та зовнішні стінки елемента від іржі. Кожен підшипник ретельно змащуємо. Тепер збираємо маточину у зворотному порядку.

Розподіл та закріплення магнітів

Для закріплення неодимових магнітів на гальмівних дисках ротора готуємо 20 одиниць прямокутної форми з розмірами 25×8 мм.

У магнітах з круглою структурою магнітне поле розташоване в центрі, а прямокутні по довжині.

Точна кількість магнітів утворює полюси. Маємо їх, по всій області дисків чергуючи через один. Для того щоб з'ясувати, де у магніту плюс і мінус, береться один з них, а решту тулимо до нього спочатку однією, а потім іншою сторонами. Якщо вони намагнічуються, то маркером ставимо на цьому боці плюс і навпаки. При збільшенні кількості полюсів керуємося такими правилами:

1. Для однофазних генераторів сума полюсів дорівнює кількості магнітів.
2. Для трифазних дотримується співвідношення пропорції 4/3 по одиницях магнітів та полюсів, а також 2/3 по полюсах до котушок відповідно.

Магніти встановлені перпендикулярно до кола диска.

Щоб точно розподілити магніти по колу гальмівного дискавикористовуємо шаблон, намальований на папері. Магніти клеїмо за допомогою сильного клею, а потім фіксуємо епоксидною смолою.

Трифазні та однофазні генератори

Статор з однією фазою порівняно гірший, ніж трифазні аналоги. Зважаючи на непостійність при віддачі струму, виникають високі коливанняамплітуди в електромережі, тому однофазні пристрої видають вібрацію. У трифазних генераторах відбувається компенсація навантаження струму з однієї фази до іншої. Завдяки цьому потужність у такій мережі завжди постійна. Вібраційні впливи негативно впливають на конструкцію в цілому, отже термін використання однофазних генераторів значно менше, ніж у трифазних. Ще одна перевага трифазної моделі – відсутність шуму під час роботи.

Процес намотування котушок

Перш ніж приступити до намотування дроту на котушки генератора, робимо момент початку заряджання акумулятора 12 вольт має відбуватися при номінальній величині 110 об/хв. Використовуючи ці дані, обчислюємо необхідну кількість витків в окремій котушці: 12*110/N, де N – число котушок. Для обмотки використовуємо виключно дроти з великим перетином. Це зменшить одиниці опору та збільшить силу струму.

Щогла та гвинт

Висотні показники щогли мають становити близько 6-12 метрів. Під основу щогли заливається опалубка, а потім бетонується. До верхньої частини кріпимо гвинт, який можна виготовити з труб ПВХдіаметром 160 мм та довжиною не менше 2 метрів. З неї вирізаємо шість двометрових пластин. Фіксуємо отриманий фінт на вершині щогли. Саму щоглу зміцнюємо за допомогою тросів, прибитих з одного боку, а з іншого – до тіла конструкції.

ПОДИВИТИСЬ ВІДЕО

Особливості експлуатації вітряків

Будь-який з двох представлених моделей вітряків підходить для використання як альтернативне джерело електроенергії. При виготовленні такого пристрою може використовуватись будь-який генератор 220в. Наприклад, сконструйований вітрогенератор своїми руками має велику тривалість експлуатації. Вітрогенератор із шуруповерта – один із самих простих варіантіввітряка. Власники заміських будинківгідно оцінять такий винахід. Кожен тип вітрогенераторів має набір індивідуальних переваг та недоліків. Ступінь ефективності окремо взятої конструкції може відрізнятися для різних регіонів нашої країни. Таке джерело електрики не завадить, тим більше якщо таке обладнання буде використовувати на рівнинній місцевості з високою інтенсивністю вітру.

- корисна річ. Він допомагає виробити електричну енергіюзастосовуючи лише природні явища, у разі цим явищем є вітер. Чим сильніший вітер, тим більше енергії вдасться отримати, використовуючи вітрогенератор.

Вони поділяються на дві категорії:

1. промислові;
2. домашні;

Промислові встановлюють державу, чи великі енергетичні корпорації і найчастіше вони об'єднані у мережі. Використовуючи вітрогенератор у домашніх умовах, отримують передусім електроенергію, а постійний змінний струм.

Вони класифікуються:

• за кількістю ;
• матеріалу, з якого він виготовлений;
• по осях обертання;
• по кроку гвинтів;

Є 2 основних типи вітротурбін:

1. Вісь обертання по вертикалі.
2. Вісь обертання по горизонту.

Принцип роботи

Коли починає діяти підйомна сила, ротор генератора починає обертатися. Ця сила виникає, коли лопаті починають обтікати вітровим потоком. За цих обставин генератор починає виробляти змінні та нестабільні потоки струму, які випрямляються у контролері.

Цей струм призначений для заряджання акумуляторів. Одночасно до акумуляторів приєднано другий пристрій – це інвертор, який перетворює постійну напругу акумуляторного обладнання на змінну однофазну або трифазну, якою користується споживач.

Вітрогенератор у нормальних випадках здійснює свою роботу з контролером та інвертором, однак є можливість інших шляхів його використання:

1. Автоматична робота з акумулятором.
2. Автоматична робота з акумулятором та сонячною батареєю.
3. Автоматична робота з акумулятором та резервним на дизельній основі генератором.
4. Вітряк, який здійснює свою роботу паралельно з мережею.

Переваги вітроенергії безперечно хороші. Вітрова енергія багата, не завдає шкоди навколишньому середовищі, повністю безпечна та надійна як ресурс для отримання електроенергії.

Складові частини без яких не обійтися вітрогенератору:

• фундаментної основи;
• електричної шафи;
• башти;
• сходів;
• обертового механізму;
• гондол;
• електрогенератора;
• анемометра;
• гальмівної системи;
• трансмісії;
• лопатей;
• системи зміни кутів атаки лопатей;

Необхідні інструменти:

• електродриль із свердлами (5,5 – 7,5 мм);
• газовий та розвідний ключ;
• електролобзик з пилкою по металу;
• викрутка;
• рулетка;
• транспортир;
• циркуль;
• маркер;
• мітчик на ¼ × 20;

Порядок виготовлення вітряка

Перш ніж приступити до будівництва вітряка, слід підібрати потрібний генератор, який забезпечить енергією на малих обертаннях. Хорошим генератором є автомобільний, проте перш ніж використовувати його необхідно здійснити перемотування статора і вживити неодимові магніти.

Якщо немає автогенератора, то можна зварити корпус для статора.

План дій такий:

1. Взяти лист зі сталі товщина якого 2 мм.
2. Вирізати болгаркою 2 восьмикутники, які перевищуватимуть зовнішній діаметр статора на 2 сантиметри.
3. Відрізати 2 смуги, ширина яких становитиме 1.5 сантиметра.
4. Стиснути смуги по статору і приварити до восьмикутників.
5. Зробити 2 фланці зі сталі 2 мм.
6. Насвердлити отвори під 201 підшипники, щоб прикріпити фланці з підшипниками.

Виготовлення ротора:

1. Знайти пруток із металу, товщина якого складе 12 мм.
2. Нарізати різьблення на шпильці для кріплення гвинта.
3. Дістати металеву гільзу, товщина якої становитиме 76 мм.
4. Взяти відрізок 72-ї труби і зробити кільце 2 мм.
5. Обсмажити хомутами та приварити.
6. Залити гільзу епоксидною смолою на шпильку.
7. Наварити на шпильці пластинки, щоб вона не крутилася.
8. Вирізати з жерсті 2 кола за зовнішнім діаметром гільзи.
9. Вставити шпильку в отвори та залити епоксидною.
10. Ротор відшліфувати до блиску.

Цей ротор допоможе заощадити енну частину коштів.

Коли корпус набув нормального вигляду необхідно переходити до статора. Для початку потрібно прибрати стару обмотку та відскрестити старий лак із пазків. Потім слід придбати 200 емаль-провід у 200 витків 0,56 мм.

Статор необхідно намотати кожній котушці прямо на зуб, щоб вийшло щільно та рівно, а також влізло багато витків. Як ізоляційний матеріал можна застосувати картон від зошита. Провід необхідно мотати пофазно, слід переступати через кожні 2 зуби. Потім слід перевірити фази, чи не коротять вони і обмазати лаком. Повинно вийти 12 котушок по 3 фази.

На роторі необхідно створити 24 полюси, оскільки співвідношення магніту до котушок становить 2/3. Далі слід наклеїти 24 магніти на ротор через однакову відстань і залити епоксидом.

Після всіх виконаних дій необхідно зібрати генератор, з'єднати фази у зірку та прокрутити. Вийде близько 2000 оборотів за хвилину з видачею 13 вольт.

Виготовлення лопат:

1. Взяти бочку.
2. Розділити маркером та рулеткою на 4 частини, які будуть рівні.
3. Вирізати лопаті.
4. Прикріпити їх болтами на дно і шківу.
5. Відігнути лопаті, роблячи це акуратно для уникнення різкого пориву вітру.

Після цього потрібно змонтувати колесо і зробити його балансування. Балансування вітряного колеса слід здійснювати при закритому та просторому приміщенні. Важливою частиною слугуватиме нерухомість повітря.

Балансування:

1. Підвісити колесо у робочому положенні на висоті, щоб не було перешкод для вільного обертання.
2. Зупинити колесо до повної нерухомості та відпустити.
3. Повернути колесо ручним способом на кут, який дорівнює 360/3.
4. Зупинити та відпустити.
5. Повторіть спостереження знову до повного повороту колеса навколо осі.

Якщо колесо, що зупинилося, і відпущене починає мимовільне обертання, говорить про те, що частина колеса, яка спрямовується вниз має більш важку вагу. Потрібно зробити полегшення цієї частини шляхом сточування краю однієї з лопатей.

Аналогічні випробування на тому ж стенді покажуть, чи всі частини лопаті «укладаються» у площину обертання колеса. Для цього потрібно повністю зупинити колесо і з обох боків лопаті помістити дві планки, які не заважатимуть обертанню планки на відстані в 2 мм від лопат. При обертанні коліщатка лопата не повинна торкатися планки.

Складання

Для того, щоб зібрати вітряк, необхідно зробити поворотну вісь. Її можна виготовити з підшипників та відведення 15-ї труби з різьбленням та гайками. Необхідно залити трубку епоксидом усередині підшипника, а його залити на шматочку труби із пластику, діаметр якої складе 50 мм. У такий спосіб з'явилася поворотна вісь.

Порядок встановлення вітровика:

1. Зробити балку завдовжки 60 сантиметрів із профілю 50*25 мм.
2. Закріпити її на балку генератора.
3. Закріпити хвіст.
4. Прорізати отвори для закріплення поворотної осі.
5. Поставити лопаті.
6. Закріпити готовий вітрогенератор на щоглу.
7. Підключити невеликий акумуляторний блок.
8. Підключити мультиметр.

Вітрогенератор встановлений та готовий до використання. Цей вітряк при маловітряній погоді здатний з легкістю забезпечити світлодіодне освітлення, телевізор з ноутбуком та інші дрібниці. Але це лише за маловітряної погоди. При сильному вітрі одержання енергії зростає у кілька разів.

В даний час найбільшою проблемою, яка заважає розвиватися промисловим малим вітровим установкам, є їх занадто висока вартість, і виходячи з цього, їх придбання з метою повного забезпечення будинку та близьких електричною енергетикоюбуде фінансово вигідна за середньорічного пориву вітру, який досягатиме понад 6 м/с.

Якщо дме слабкий вітер, то його цілком достатньо, щоб енергія, що замінює, мала можливість надати допомогу в забезпеченні електроенергією деяких дрібних споруд, то необхідно зробити вітрову конструкцію для дачі ручним способом - за вартістю це обійдеться в кілька разів дешевше, ніж покупка готового.

Однак слід пам'ятати, що вітрова енергетика – це галузь, яка швидкими темпами розвивається, і тому, якщо завжди спостерігати за новинками виробництва, то не буде труднощів знайти найкращий варіант для вирішення труднощів у будівництві вітряків для приватних будинків.

Одним із найбільш ефективних джерел альтернативної енергії є вітрогенератор. Стають популярними сонячні батареї, але поки що електроенергія, що виробляється ними, в 3 рази дорожча, ніж у вітряної електростанції. Крім того, сонце світить не цілодобово, похмура погода знижує продуктивність у 5 разів, а ККД сонячнихбатарей знижується на 5% щорічно.

Як виглядає вітрогенератор з автомобільного генератора

Вибір конструкції вітряка

Вітрогенератор може мати два розташування осі. Перевага віддається горизонтальній через менші витрати і в 2 рази більший ККД.

Вид вітрогенератора з горизонтальною віссю

Вертикальні ротори доводиться встановлювати внизу через велику вагу і габарити, де швидкість вітру в 2 рази нижче, що знижує потужність установки в 8 разів. У ряді випадків їх застосовують через менший шум, відсутність орієнтації на вітер, малу стартову швидкість і зручність експлуатації.

Якщо для барабанних вертикальних агрегатів виготовити спеціальні напрямні, продуктивність збільшиться, а рознесення від сильного вітру буде виключено. Конструкція виходить складною, але результат того вартий.

Кількість лопатей найчастіше вибирають не більше трьох, завдяки високої швидкостіобертання та меншого шуму. При великому вітрі можуть зруйнуватися, але у промислових зразках кути повороту лопатей змінюються, що дозволяє регулювати швидкість і зменшувати гул.

Вітрогенератор на 1 кВт промислового виготовлення разом із комплектацією коштує близько 50 тис. руб. і вище. Для більшості користувачів ця сума є надто великою.

Переробка автогенератора

В даний час вітряк з автомобільного генератора ґрунтовно розроблений для виготовлення своїми руками. У багатьох автолюбителів він може лежати без діла у гаражі. Навіть якщо у нього є якась несправність, деталі можуть стати в нагоді, оскільки все одно знадобиться ґрунтовна переробка. Для генератора потрібні великі обороти, які зможуть забезпечити лише сильні вітри. При переважанні слабкого вітру цей пристрій як вітрогенератор не підходить навіть з переробкою на менші оберти.

Перед тим, як почати виготовляти вітрогенератор своїми руками, треба мати на увазі, що для нього додатково знадобляться контролер, АКБ та інвертор, послідовно розташовані один за одним.

Як виглядає вітроустановка у повному комплекті

Загалом конструкція обійдеться недешево. Крім того, батареї доведеться час від часу міняти на нові.

Виготовлення ротора

Ротор автогенератора має обмотку електромагнітного збудження, для чого потрібна додаткова електроніка керування та щітки з колектором.

Якщо зробити його власноруч під постійні магніти, конструкцію можна спростити, прибравши колектор. Крім того, треба перемотати обмотки статора, щоб пристрій із швидкохідного перетворився на тихохідне. Також слід переробити залізний ротор, який замикає магнітні лінії на себе і в результаті струм у котушках статора не генеруватиметься. На малюнку нижче зображено розібраний автогенератор.

Автогенератор у розібраному вигляді

Немагнітна насадка на старий вал ротора виточується з алюмінію. Потім на неї надягається з натягом бандаж зі сталевої труби. На ньому робиться розмітка, і суперклеєм приклеюються прямокутні неодимові магніти з чергуванням полюсів. Між ними заливається епоксидна смола, після чого поверхня вирівнюється.

Ротор з неодимовими магнітами, зроблений своїми руками

Генератор виробляє достатньо енергії при обертанні зі швидкістю близько 6000 об/хв. Щоб він був ефективним при 600 об./хв., слід перемотати статорну обмотку, збільшивши кількість витків в 5 разів. Перетин дроту при цьому треба зменшити.

Щоб отримати потужне джерелоенергії, знадобиться саморобний генератор для вітряка на неодимових магнітах.

Недоліком генераторів на супермагнітах є магнітне залипання, коли складно зрушити вал із місця.

Для зменшення магніти наклеюють з невеликим перекосом. Крім того, лопаті також слід виконати більшого розміру. Магнітне поле зменшиться, якщо перебрати всі пластини статора, відокремлюючи їх за допомогою ножа та молотка. Потім вони вирівнюються на ковадлі гумовим молотком. Складання статора проводиться на спеціальному оснащенні зі стягуванням пластин струбцинами.

Вітрове колесо своїми руками

Лопаті робляться з пластикової або алюмінієвої труби, діаметр якої становить 20% від метражу. Метрову трубу діаметром 20 см розрізають уздовж 4 рівні частини. З однієї частини робиться крило, а за ним – наступні, використовуючи його як шаблон. Краї лопатей округляються і шліфуються до видалення задирок. Лопаті кріплять на старий диск від циркулярної пилки, стікаючи з нього зуби і просвердливши отвори для встановлення.

Лопаті із сегментами зазвичай застосовуються для стисканих середовищ. Профіль для повітряного середовища повинен мати складну форму, щоб забезпечити високу продуктивність. Основну роботу виконують зовнішні кінці лопатей. Умільці роблять їх на шпильках, оскільки внутрішня частина біля ротора не працює. На малюнку нижче зображено таку конструкцію, де лопаті приварюються до круглих сталевих стрижнів.

Вигляд чотирилопатевого вітрового колеса

Вітроколесо встановлюють горизонтально на штативі і роблять балансування, підточуючи лопаті до рівноваги конструкції. Вони повинні обертатися в одній площині з перекосом не більше ніж 2 мм.

Складання вітряка

Діаметр валу вітрового колеса має бути не менше 20 мм. Якщо у генератора він менший, вали слід встановити співвісно, ​​з'єднавши їх муфтою. Вітрове колесо встановлюється на шпонку та додатково кріпиться гайкою, накрученою на вісь.

Рама пристрою виготовляється з профільної труби. Вісь повороту являє собою трубу, встановлену у двох підшипниках. Вона кріпиться нагорі щогли. Флюгер вирізають із оцинкованої жерсті 40х60 см і кріплять болтами. Довжина хвоста становить 1,5 м. Відстань від лопат до щогли робиться не менше 25 см, щоб при вигині від сильного вітру вони не розбилися.

Генератори працюють на підзарядку акумулятора, який має постачати побутову технікуна 220В.

Для перетворення напруги потрібний інвертор. При швидкому обертанні батарея може вийти з ладу через велику величину зарядного струму. Щоб цього не відбувалося, слід встановити контролер напруги. Його можна купити чи зробити самостійно.

Вітрогенератор обслуговують таким чином:

1. регулювання, чищення та мастило струмозйомника через кожні 2 місяці;
2. ремонт лопатника при виникненні розбалансування та вібрації;
3. фарбування металевих частин через 3 роки;
4. перевірка та регулювання кріплень.

Відео. Вітрогенератор своїми руками.

Автогенератор без переробки під вітрогенератор не підходить, тому що для нього потрібна велика швидкістьобертання. Редуктор не вирішує проблеми, оскільки збільшується опір обертанню. Без певного досвіду зробити ефективний агрегат власноруч складно. Якісно виготовлений вітряк без проблем вироблятиме потужність до 1 кВт.