Podomácky vyrobený generátor z asynchrónneho elektromotora. Urob si svoj vlastný bezplatný generátor energie: schéma

Domov

septik

V dnešnej realite si každý majiteľ domu dobre uvedomuje neustále zvyšovanie nákladov komunálne služby To platí aj pre elektrickú energiu. Preto, aby ste vytvorili pohodlné životné podmienky v prímestskej bytovej výstavbe v lete aj v zime, budete musieť buď zaplatiť za služby dodávky energie, alebo nájsť alternatívne východisko z tejto situácie, pretože prírodné zdroje energie sú bezplatné.

Ako vyrobiť veterný generátor vlastnými rukami - krok za krokom

Územie nášho štátu tvoria prevažne roviny. Napriek tomu, že v mestách je prístup vetra blokovaný výškovými budovami, za mestom zúria silné vzdušné prúdy. Preto je vlastná výroba veterného generátora jediná správne riešenie poskytnúť vidiecky dom elektriny. Najprv však musíte zistiť, ktorý model je vhodný na vlastnú výrobu.

Rotačné

Rotačný veterný mlyn je jednoduché zariadenie na konverziu, ktoré sa dá ľahko robiť vlastnými rukami. Prirodzene, takýto produkt nebude schopný poskytnúť elektrinu vidieckemu kaštieľu, ale pre vidiecky dom sadne celkom dobre. Umožní vám presvetliť nielen bytovú výstavbu, ale aj hospodárske budovy a dokonca aj cestičky v záhrade. Pre vlastná montáž jednotku s výkonom do 1500 wattov, musíte si pripraviť spotrebný materiál a komponenty z nasledujúceho zoznamu:

Prirodzene, musíte mať minimálna sada náradie: nožnice na rezanie kovu, brúska, krajčírsky meter, ceruzka, sada kľúčov a skrutkovačov, vŕtačka s vŕtačkami a kliešte.

krok za krokom

Montáž začína výrobou rotora a zmenou remenice, pre ktorú dodržiavajú určitú postupnosť práce.

Na pripojenie batérie sa používajú vodiče s prierezom 4 mm a dĺžkou najviac 100 cm.Spotrebiče sa pripájajú vodičmi s prierezom 2 mm. Do prerušenia obvodu je dôležité zahrnúť menič DC-na-AC 220V podľa schémy kontaktov svoriek.

Dizajn pre a proti

Ak sa vykonajú všetky manipulácie, správne, potom zariadenie vydrží dostatočne dlho. Pri použití dostatočne výkonnej batérie a vhodného meniča do 1,5 kW možno napájať pouličné a vnútorné osvetlenie, chladničku a televízor. Výroba takéhoto veterného mlyna je veľmi jednoduchá a cenovo výhodná. Takýto výrobok sa ľahko opravuje a je nenáročný na používanie. Je pracovne veľmi spoľahlivý a nerobí hluk, ktorý obťažuje obyvateľov domu. Rotačný veterný mlyn má však nízku produktivitu a jeho prevádzka závisí od prítomnosti vetra.

Axiálna konštrukcia bez železného statora na báze neodýmových permanentných magnetov sa na území nášho štátu objavila nie tak dávno z dôvodu nedostupnosti komponentov. Dnes však silné magnety nie sú nezvyčajné a cena za ne v porovnaní s pred pár rokmi výrazne klesla.

Základom takéhoto generátora je náboj s brzdovými kotúčmi z osobného automobilu. Ak nebude nová časť, potom je vhodné to pretriediť a zmeniť lubrikanty a ložiská.

Umiestnenie a inštalácia neodýmových magnetov

Práca začína prilepením magnetov na rotorový disk. Na tento účel sa používajú magnety v množstve 20 ks. a rozmermi 2,5 x 0,8 cm Ak chcete zmeniť počet tyčí, musíte dodržiavať nasledujúce pravidlá:

jednofázový generátor predpokladá počet magnetov zodpovedajúci počtu pólov;
v prípade trojfázového zariadenia je dodržaný pomer 2/3 pólov a cievok;
umiestnenie magnetov by sa malo vyskytovať so striedajúcimi sa pólmi, na zjednodušenie ich rozloženia je lepšie použiť hotová šablóna vyrobené z lepenky.

Vždy, keď je to možné, používajte magnety obdĺžnikový tvar, pretože v okrúhlych analógoch sa koncentrácia magnetických polí pohybuje v strede a nie po celom povrchu. Dôležité je dodržať podmienku, že magnety oproti sebe majú opačné póly. Aby bolo možné určiť póly, magnety sú privedené k sebe a priťahovacie strany sú kladné, preto sú odpudzujúce hrany záporné.

Na upevnenie magnetov, špeciálne adhézne zloženie, po ktorom sa na zvýšenie pevnosti vystuženie vykonáva o epoxidová živica. Na tento účel je vyplnený magnetickými prvkami. Aby sa zabránilo šíreniu živice, strany sú vyrobené z bežnej plastelíny.

Jednotka trojfázového a jednofázového typu

Jednofázové statory sú vo svojich parametroch horšie ako trojfázové náprotivky, pretože vibrácie sa zvyšujú so zvyšujúcim sa zaťažením. Je to spôsobené rozdielom v amplitúde prúdu vyplývajúceho z nekonzistentnosti jeho výstupu počas určitého časového obdobia. Na druhej strane v trojfázovom analógu takýto problém neexistuje. To umožnilo zvýšiť výkon trojfázového generátora takmer o 50% v porovnaní s jednofázovým modelom. Navyše, v dôsledku absencie dodatočných vibrácií sa počas prevádzky zariadenia nevytvára cudzí hluk.

Vinutie cievky

Každý elektrikár si je vedomý toho, že pred začatím navíjania cievky je dôležité vykonať predbežné výpočty. Domáci veterný generátor 220 V je zariadenie, ktoré pracuje pri nízkych rýchlostiach. Je potrebné dosiahnuť, aby nabíjanie batérie začínalo od 100 otáčok za minútu.

Ak vychádzame z takýchto parametrov, tak na navinutie všetkých cievok nebude potrebných viac ako 1200 otáčok. Na určenie závitov pre jednu cievku je potrebné vykonať jednoduché rozdelenie celkových indikátorov počtom jednotlivých prvkov.

Na zvýšenie výkonu nízkorýchlostného veterného mlyna sa zvyšuje počet pólov. Tým sa zvýši frekvencia prúdu v cievkach. Vinutie cievky by malo byť vykonané s tl medené drôty. Tým sa zníži hodnota odporu a následne sa zvýši prúdová sila. Je dôležité vziať do úvahy, že pri prudkom zvýšení napätia môže byť prúd úplne vynaložený na odpor vinutia. Na zjednodušenie navíjania môžete použiť špeciálny stroj.

V súlade s počtom a hrúbkou magnetov pripevnených na disky sa mení výkon zariadenia. Ak chcete zistiť, aké indikátory napájania sa nakoniec získajú, stačí navíjať jeden prvok a posúvať ho v jednotke. Na určenie výkonových charakteristík sa napätie meria pri určitých otáčkach.

Cievka je často okrúhla, ale je vhodné ju mierne natiahnuť. V tomto prípade bude v každom sektore viac medi a usporiadanie závitov bude hustejšie. Priemer vnútorného otvoru cievky by sa mal rovnať rozmerom magnetu. Pri výrobe statora je dôležité vziať do úvahy, že jeho hrúbka sa musí rovnať parametrom magnetov.

Zvyčajne sa ako polotovar pre stator používa preglejka, ale je celkom možné urobiť značky na papieri nakreslením sektorov pre cievky a použiť obyčajnú plastelínu na obrubníky. Na dodanie pevnosti produktu sa používa sklolaminát, ktorý sa nachádza v spodnej časti formy na vrchu zvitkov. Je dôležité, aby sa epoxid nelepil na formu. Za týmto účelom je na vrchu pokrytý voskom. Cievky sú pevne pripevnené k sebe a konce fáz sú vytiahnuté. Potom sú všetky vodiče pripojené podľa schémy hviezdy alebo trojuholníka. Na testovanie hotové zariadenie otáča sa rukou.

Zvyčajne je konečná výška stožiara 6 metrov, ale ak je to možné, je lepšie ju zvýšiť 2 krát. Z tohto dôvodu sa na jeho upevnenie používa betónový základ. Upevnenie by malo byť také, aby sa potrubie dalo ľahko zdvihnúť a spustiť pomocou navijaka. Na hornom konci potrubia je upevnená skrutka.

Ak chcete urobiť skrutku, potrebujete PVC rúrka, ktorého prierez by mal byť 16 cm.Z rúrky je vyrezaná dvojmetrová skrutka so šiestimi lopatkami. Optimálny tvar lopatky sa určuje experimentálne, čo vám umožňuje zvýšiť krútiaci moment pri minimálnej rýchlosti. Na odklonenie vrtule od silných poryvov vetra slúži skladací chvost. Vyrobená elektrina sa ukladá do batérií.

Video: domáci veterný generátor

Po zvážení dostupných možností pre veterné turbíny sa každý majiteľ domu bude môcť rozhodnúť pre vhodné zariadenie pre svoje účely. Každý z nich má svoje pozitívne aj negatívne stránky. Efektívnosť veterného mlyna cítiť najmä mimo mesta, kde dochádza k neustálemu pohybu vzdušných hmôt.

Žiaľ, organizácie dodávajúce energiu sa často nedokážu vyrovnať so zásobovaním súkromných domácností elektrickou energiou. Z dôvodu výpadkov elektriny majitelia dacha a vidiecke chaty nútení obrátiť sa na alternatívne zdroje elektriny. Najbežnejším z nich je generátor.

Vlastnosti elektrického generátora a jeho rozsah

Elektrický generátor je mobilné zariadenie používané na premenu a skladovanie elektriny. Princíp fungovania tohto zariadenia je jednoduchý, čo vám umožňuje vyrobiť si ho sami. Schéma jednoduchého generátora sa dá ľahko nájsť na internete.

Ručne vyrobená jednotka nebude dôstojným konkurentom továrensky zmontovanému produktu, ale toto optimálne riešenie ak chcete ušetriť značné množstvo peňazí.

Elektrické generátory majú pomerne širokú škálu aplikácií. Ako môžete vidieť na fotografii domácich generátorov, dajú sa použiť vo veterných elektrárňach, pri zváraní a tiež ako offline zariadenie na podporu elektriny v súkromných domoch.

Generátor sa zapína vstupným napätím. Na tento účel je zariadenie pripojené k zdroju energie, ale to nie je racionálne pre minielektráreň, pretože musí generovať elektrický prúd a nespotrebovať ho na spustenie.

Vďaka tomu sú obľúbené najmä modely vybavené schopnosťou sekvenčne spínať kondenzátory alebo s funkciou samobudenia.

Nuansy, ktoré potrebujete vedieť na vytvorenie elektrického generátora

Nákup generátora je dosť drahý. Preto sa stále viac a viac horlivých majiteľov uchyľuje k tomu, aby jednotku vyrobili vlastnými rukami. Jednoduchosť princípu činnosti a konštrukčného riešenia vám umožňuje zostaviť elektrický generátor za pár hodín.

Ako vyrobiť generátor vlastnými rukami?

Prvým krokom je nastavenie všetkých zariadení tak, aby rýchlosť otáčania presahovala rýchlosť elektromotora. Po zmeraní rýchlosti otáčania motora pridajte ďalších 10%. Dostanete rýchlosť, pri ktorej by mal generátor pracovať.

Krok dva - zmena generátora pre seba pomocou kondenzátorov. Je veľmi dôležité správne určiť požadovanú kapacitu.

Tretím krokom je inštalácia kondenzátorov. Tu je potrebné prísne dodržiavať výpočet. Okrem toho sa musíte uistiť o kvalite izolácie. To je všetko - montáž generátora je dokončená.

Hlavná trieda na vytvorenie generátora asynchrónneho typu

Jedným z najbežnejších typov domácich generátorov je asynchrónny elektrický generátor. Je to spôsobené jednoduchým princípom činnosti a dobrými technickými vlastnosťami.

Čo potrebujete na výrobu takéhoto generátora vlastnými rukami? Najprv budete potrebovať asynchrónny motor. Jeho charakteristickým znakom sú skratované závity namiesto magnetu na rotore. Budete tiež potrebovať kondenzátory.

Návod na výrobu

Pripojte voltmeter k akémukoľvek vinutiu motora a otáčajte hriadeľom. Voltmeter ukáže prítomnosť napätia, ktoré sa odoberá v dôsledku zvyškovej magnetizácie rotora.

Ešte to nie je generátor. Skúsme vytvoriť magnetické pole pomocou rotorových cievok. Keď je elektromotor zapnutý, skratované závity rotora sú magnetizované. Podobný výsledok možno dosiahnuť, keď zariadenie pracuje v režime "generátora".

Umiestnime skrat na jedno z vinutí statora pomocou neelektrického kondenzátora. Roztočíme hriadeľ. Hodnota objaveného napätia sa nakoniec bude rovnať menovitému napätiu motora. Ďalej prepojíme zostávajúce vinutia výkonového zariadenia pomocou kondenzátora a spojíme ich.

Generátor sa považuje za potenciálne nebezpečné zariadenie, takže manipulácia s ním si vyžaduje osobitnú starostlivosť. Musí byť chránený pred atmosférickými zrážkami a mechanickými otrasmi. Najlepšie je vyrobiť špeciálne puzdro.

Ak je zariadenie autonómne, potom musí byť vybavené snímačmi a zariadeniami na zaznamenávanie potrebných údajov. Je tiež žiaduce vybaviť zariadenie tlačidlom zapnutia / vypnutia.

Pri najmenšej pochybnosti o vašich schopnostiach je lepšie opustiť nezávislú výrobu generátora.

DIY generátory fotografií

Z toho, čo môžete zostaviť elektrický generátor vlastnými rukami

Žiaľ, domáce energetické organizácie nedodržia slovo. Ich zmluvy podpísané so spotrebiteľmi nestoja za nič. Dodávka elektriny mimo veľkých miest je nestabilná, kvalita dodávaného prúdu nízka (rozumej napätie), takže obyvatelia malých miest a obcí majú vždy v zásobe sviečky, petrolejky a tí najpokročilejší inštalujú generátory benzínového prúdu. Tento článok ponúkne ďalšiu možnosť, ktorá bude naznačená otázkou, ako vyrobiť elektrický generátor vlastnými rukami? Pozrime sa na jednu verziu tohto zariadenia.

Elektrický generátor z pojazdného traktora

Obyvatelia prímestských dedín už dlho používajú pojazdné traktory. Veď dnes je to takpovediac najspoľahlivejší pomocník, bez ktorého sa práca na záhrade či záhrade nezaobíde. Je pravda, že ako všetky tieto typy nástrojov, aj pojazdný traktor zlyhá. Môžete ho obnoviť, ale ako ukazuje prax, je lepšie kúpiť nový.

Majitelia nástroja sa s ním nikam neponáhľajú, takže každý majiteľ vidieckeho domu má v špajzi jednu starú kópiu. Bude ho možné použiť pri návrhu elektrického generátora s napätím 220/380 voltov. Vytvorí krútiaci moment pre generátor prúdu, ktorý je možné prispôsobiť ako bežný indukčný motor. V tomto prípade bude potrebný výkonný elektromotor (najmenej 15 kW, s otáčkami hriadeľa 800-1600 ot./min.). Prečo taký veľký výkon motora?

Nemá zmysel vyrábať domáci generátor pre pár žiaroviek, pretože sa rieši otázka úplného zásobovania vidieckeho domu elektrickou energiou. A s elektromotorom s malým výkonom nebude fungovať, aby ste získali dostatok elektriny. Aj keď to všetko závisí od celkového výkonu domácich spotrebičov a osvetlenia doma. Veď v malé dače okrem chladničky s TV tam nie je nič. Preto rada - najprv si vypočítajte výkon domu, potom vyberte elektromotor-generátor.

Montáž generátora

Aby ste mohli zostaviť benzínový generátor vlastnými rukami s napätím 220 voltov, musíte na jeden rám nainštalovať pojazdný traktor a elektromotor tak, aby ich hriadele boli rovnobežné. Ide o to, že rotácia z pojazdného traktora na elektromotor sa bude prenášať pomocou dvoch kladiek. Jeden bude namontovaný na hriadeli benzínového motora, druhý na hriadeli elektrického. V tomto prípade je potrebné správne zvoliť priemery kladiek. Práve tieto rozmery vyberajú rýchlosť otáčania elektrický motor. Tento indikátor sa musí rovnať nominálnej hodnote, ktorá je uvedená na štítku zariadenia. mierna odchýlka v veľká strana v rozmedzí 10-15% je vítaná.

Po dokončení mechanickej časti montáže sa nainštalujú kladky spojené remeňom, môžete prejsť k elektrickej časti.

Zariadenie elektrického generátora

Najprv sú vinutia elektromotora zapojené do hviezdicového vzoru.
Po druhé, kondenzátory pripojené ku každému vinutiu musia tvoriť trojuholník.
Po tretie, napätie v takomto obvode sa odstráni medzi koncom vinutia a stredným bodom. Tu sa získa prúd 220 voltov a medzi vinutiami 380 voltov.

Pozor! Kondenzátory inštalované v elektrickom obvode musia mať rovnakú kapacitu. V tomto prípade je hodnota kapacity zvolená v závislosti od výkonu elektromotora. Práve tento pomer podporí správnu činnosť samotného generátora prúdu, ale najmä jeho spustenie.

Pre informáciu uvádzame pomer výkonu motora ku kapacite kondenzátorov:

2 kW - 60 uF.
5 kW - 140 uF.
10 kW - 250 uF.
15 kW - 350 uF.

Prečítajte si niekoľko užitočných rád od odborníkov.

Ak sa elektromotor zahreje, je potrebné vymeniť kondenzátory za prvky so zníženou kapacitou.
Pre domáce generátory energie sa zvyčajne používajú kondenzátory s napätím najmenej 400 voltov.
Na odporovú záťaž zvyčajne stačí jeden kondenzátor.
Ak je potrebné použiť všetky tri fázy elektromotora na napájanie domu, potom musí byť v sieti nainštalovaný trojfázový transformátor.

A jeden moment. Ak čelíte problému, ako zorganizovať vykurovanie pomocou domáceho elektrického generátora, potom bude motor z pojazdného traktora malý (čo znamená výkon zariadenia). Najlepšou možnosťou je motor z auta, napríklad z Oka alebo Zhiguli. Mnohí môžu povedať, že takéto vybavenie bude stáť pekný cent. Nič také. Ojazdené auto dnes kúpite za babku, takže náklady budú mizerné.

Výhody a nevýhody

Aké sú teda výhody tohto zariadenia:

Utešujete sa myšlienkou, že ste to urobili sami. To znamená, že ste na seba hrdí.
Finančné náklady sú znížené na minimum. Domáca jednotka bude stáť oveľa menej ako jeho továrenský náprotivok.
Ak sú všetky montážne kroky vykonané správne, zostavte ich vlastnými rukami elektrické zariadenie možno považovať za spoľahlivé a celkom produktívne.

Niekoľko negatívnych bodov tohto druhu zariadení.

Ak ste v elektrike noví alebo sa pokúšate bez toho, aby ste sa ponorili do všetkých jemností a nuancií montáže, vytvoriť generátor prúdu, potom zlyháte. Vami vynaložený čas a peniaze budú považované za vyhodené do vetra.

V zásade je to jediná nevýhoda, ktorá vzbudzuje optimizmus.

Iné konštrukcie generátorov

Benzínová možnosť nie je jediná. Hriadeľ motora môžete otáčať rôzne cesty. Napríklad pomocou veterného mlyna alebo vodného čerpadla. Nie najviac jednoduché dizajny, ale práve ony umožňujú vzdialiť sa od spotreby energie vo forme benzínu.

Napríklad je tiež ľahké zostaviť hydrogenerátor vlastnými rukami. Ak v blízkosti domu preteká rieka, jej voda môže byť použitá ako sila na otáčanie hriadeľa. Na tento účel je vo svojom kanáli nainštalované koleso s mnohými nádobami. S týmto dizajnom je možné vytvoriť prúd vody, ktorý bude otáčať turbínu pripevnenú k hriadeľu elektromotora. A čím väčší je objem každej nádrže, tým častejšie sú inštalované (počet sa zvyšuje), tým väčšia je sila prietoku vody. V skutočnosti ide o druh regulátora napätia generátora.

S veternými generátormi sú veci trochu iné, pretože zaťaženie vetrom nie sú konštantné hodnoty. Otáčanie veterného mlyna, ktoré sa prenáša na hriadeľ elektromotora, je potrebné regulovať, prispôsobovať na požadovanú hodnotu otáčok hriadeľa elektromotora. Preto je v tejto konštrukcii regulátorom napätia konvenčná mechanická prevodovka. Ale tu, ako sa hovorí, dvojsečná zbraň. Ak vietor znižuje poryvy, je potrebná stupňovitá prevodovka, ak sa naopak zvyšuje, je potrebná redukčná prevodovka. Ide o zložitosť konštrukcie veterného generátora.

Záver k téme

Stručne povedané, musíte pochopiť, že domáce generátory energie nie sú všeliekom. Je lepšie zabezpečiť, aby elektrina bola neustále dodávaná do obce. Je ťažké to dosiahnuť, ale odškodnenie za nepríjemnosti môžete získať súdnou cestou. A už prijaté peniaze sa použijú na nákup továrenského benzínového generátora. Pravda, budete musieť počítať so spotrebou drahého paliva (benzínu). Ale ak existuje túžba zostaviť elektrický generátor vlastnými rukami, ponorte sa do témy a skúste to.

Ako správne pripojiť 380 až 220 voltový elektromotor

Ako vyrobiť generátor z asynchrónneho motora vlastnými rukami

Zariadenie a princíp činnosti trojfázového asynchrónneho motora

http://onlineelektrik.ru

V tomto projekte sa pozrieme na to, ako si môžete z lacných komponentov zostaviť jednoduchý benzínový generátor pre domácich majstrov. Autor všetko robil na báze benzínového motora z kosačky, ako aj permanentného motora, ktorý sa používa ako generátor elektriny. Takýto generátor je potrebný na dobíjanie batérií, keď solárne panely resp vrtule neposkytujú potrebné množstvo energie.

Pokiaľ ide o skutočné domáce technické údaje, zariadenie má výstup 12V / 16A.

Skutočným cieľom autora je však vytvoriť zariadenie, prostredníctvom ktorého sa bude vyrábať bioplyn. Je pravdepodobné, že plán je napájať tento alebo podobný generátor takým plynom a dostávať elektrinu zadarmo. Tiež podobný generátor môže byť spustený na drevoplyn, ak vytvoríte inštaláciu na jeho výrobu.

Materiály a nástroje pre domácu výrobu:
- benzínový motor (vhodný z kosačky na trávu);
- motor priamy prúd pri 90V (možno nájsť v bežiacich pásoch atď.);
- kladky a remeň;
- U-skrutky s maticami;
- kus plastu alebo iného materiálu na vytvorenie držiaka pre motor (generátor);
- pánt (potrebný, aby sa dal pás zatiahnuť);
- vŕtačka, rezací nástroj a ďalšie.

Proces výroby generátora:

Krok 1. Príprava motora
Ak bol motor zakúpený v použitom stave, bude potrebné ho vyladiť a prípadne opraviť. Pri kúpe je dôležité zmerať kompresný pomer, ak je to možné. Ak sa ukáže, že je to zlé, motor bude pracovať zle a spotrebuje veľa paliva. Budete tiež musieť starostlivo naladiť karburátor.

Z kosačky na trávu musíte odstrániť nôž, ochranné krídlo a ďalšie prvky, ktoré nie sú dôležité a budú prekážať. Spravidla je tu všetko odstránené celkom jednoducho, budete potrebovať kľúče a skrutkovače.

Krok 2. Inštalácia elektrického generátora (jednosmerný motor)
Na zabezpečenie generátora potreboval autor hrubý kus tvrdého plastu. Bol narezaný na mieru a priskrutkovaný do tvaru "U". Kov alebo drevo sú na takéto účely tiež skvelé, ale s plastom sa pracuje najjednoduchšie.

Ďalej to bude vyžadovať trochu nadšenia na zostavenie závesu, ktorý bude držať motor. Pomocou tohto závesu je možné motor zdvihnúť alebo spustiť, čím sa upraví napnutie remeňa. Vhodné na takéto účely pánt dverí. Pre spoľahlivosť je najlepšie použiť dve slučky súčasne a musíte si vybrať silnejšie.

Pre pohodlné napnutie remeňa autor vyrába rukoväť, ktorá sa pripája k motoru (generátoru). Na mieste uchytenia rukoväte sa nachádza doštička s množstvom otvorov, ktorá umožní fixáciu rukoväte v danom uhle. Táto rukoväť okrem iného funguje ako spojka, je potrebná pre ľahšie štartovanie benzínového motora.

Ak použijete plast alebo tenký kov, skrutky príliš nedoťahujte, materiál sa môže ohnúť, ako sa to stalo autorovi.

Krok 3. Testovanie generátora
Najprv musíte na spustenie generátora spustiť gombík napínania remeňa, čím ho uvoľníte. Teraz musíte naštartovať benzínový motor. Keď sa zahreje, môžete rukoväť zdvihnúť späť, teraz sa pás natiahne a elektromotor začne generovať prúd.

Tu je dôležité zvoliť optimálne otáčky benzínového motora. Po prvé, napätie, ktoré generátor produkuje, závisí od rýchlosti. A po druhé, spotreba paliva závisí od toho.

Ako test generátora autor vzal blok 12V žiaroviek v počte 20 kusov, každá lampa spotrebuje 2 A. Čím viac svietidiel bude zapnutých, tým väčšia záťaž pôjde do generátora. Ak zapnete všetky žiarovky, zaťaženie bude 40 A, ale to je príliš veľa a pre takýto generátor to nie je potrebné.

Spočiatku boli pripojené 4 lampy, záťaž bola 8 A a generátor to ľahko vydržal, lampy jasne svietili. Toto napätie stačí na nabitie batérie. Neskôr autor odskrutkoval ďalšie 2 lampy, to znamená, že záťaž bola 10A. Teoreticky môže takýto generátor produkovať viac ako 10A, ale prax ukazuje, že pri väčšom zaťažení sa motor rozbehne. Možno je to tým, že je starý a potrebuje rekonštrukciu. V zásade môže zvýšiť kompresný pomer a doplniť syntetický olej na zlepšenie výkonu.

Krok 4: Nabite batériu
Je dôležité poznamenať, že pri nabíjaní z takéhoto generátora musí byť v obvode dióda. Zabráni smeru prúdu do motora a v dôsledku toho stratám. Autor takúto diódu nepoužil, keďže má špeciálny ovládač na nabíjanie batérií z takýchto zdrojov, tento ovládač už má ochrannú diódu. Okrem toho ovládač zabraňuje dobitiu batérie a jej riadnemu poškodeniu. Mimochodom, autor zostavil ovládač aj vlastnými rukami.

Rusko má dvojaký postoj, pokiaľ ide o zdroje veternej energie. Na jednej strane vďaka obrovskému Celková plocha a k hojnosti rovín je vietor ako celok hojný a z väčšej časti rovnomerný. Na druhej strane, naše vetry sú prevažne nízkopotenciálne, pomalé, pozri obr. Na treťom, v riedko osídlených oblastiach, sú prudké vetry. Na základe toho je úloha spustenia veterného generátora na farme celkom relevantná. Aby ste sa však mohli rozhodnúť, či si kúpiť pomerne drahé zariadenie alebo si ho vyrobiť sami, musíte si dobre premyslieť, aký typ (a je ich veľa) na aký účel si vybrať.

Základné pojmy

KYJEV - faktor využitia veternej energie. Ak sa na výpočet použije mechanický model plochého vetra (pozri nižšie), rovná sa účinnosti rotora veternej elektrárne (APU).
Efficiency - end-to-end účinnosť APU, od prichádzajúceho vetra až po svorky elektrického generátora, alebo po množstvo vody načerpanej do nádrže.
Minimálna prevádzková rýchlosť vetra (MPS) je jeho rýchlosť, pri ktorej začne veterný mlyn dodávať prúd záťaži.
Maximálna povolená rýchlosť vetra (MPS) je jeho rýchlosť, pri ktorej sa zastaví výroba energie: automatizácia buď vypne generátor, alebo vloží rotor do veternej korouhvičky, alebo ho zloží a skryje, alebo sa zastaví samotný rotor alebo APU. jednoducho sa zrúti.
Štartovacia rýchlosť vetra (SV) - pri tejto rýchlosti sa rotor dokáže otáčať bez zaťaženia, roztočiť sa a vstúpiť do prevádzkového režimu, po ktorom je možné zapnúť generátor.
Záporná štartovacia rýchlosť (OSS) - to znamená, že APU (alebo veterná turbína - veterná elektráreň, alebo WEA, veterná elektráreň) vyžaduje povinné roztočenie z externého zdroja energie, aby sa spustila pri akejkoľvek rýchlosti vetra.
Štartovací (počiatočný) moment - schopnosť rotora, násilne spomaleného v prúde vzduchu, vytvárať krútiaci moment na hriadeli.
Veterná turbína (VD) - časť APU od rotora po hriadeľ generátora alebo čerpadla, prípadne iného spotrebiča energie.
Rotačný veterný generátor - APU, v ktorom sa energia vetra premieňa na krútiaci moment na vývodovom hriadeli otáčaním rotora v prúde vzduchu.
Rozsah prevádzkových otáčok rotora je rozdiel medzi MDS a MRS pri prevádzke pri menovitom zaťažení.
Pomalý veterný mlyn - v ňom rýchlosť linkyčasti rotora v prúdení výrazne neprekračuje rýchlosť vetra alebo pod ňu. Dynamická výška prúdu je priamo premenená na prítlak lopatky.
Vysokorýchlostný veterný mlyn - lineárna rýchlosť lopatiek je výrazne (až 20 a viackrát) vyššia ako rýchlosť vetra a rotor si vytvára vlastnú cirkuláciu vzduchu. Cyklus premeny energie prúdenia na ťah je zložitý.

Poznámky:

Nízkootáčkové APU majú spravidla KIEV nižšie ako vysokorýchlostné, ale majú dostatočný rozbehový moment na roztočenie generátora bez odpojenia záťaže a nulové TCO, t.j. úplne samočinné a použiteľné v najslabšom vetre.

Pomalosť a rýchlosť sú relatívne pojmy. Veterný mlyn pre domácnosť s 300 otáčkami za minútu môže byť nízkootáčkový a výkonné APU typu EuroWind, z ktorých sa získavajú polia veterných elektrární, veterných elektrární (pozri obr.) a ktorých rotory robia okolo 10 otáčok za minútu, sú vysokorýchlostné, pretože. s takým priemerom sú lineárne rýchlosti lopatiek a ich aerodynamika na väčšine rozpätia celkom „lietadlové“, pozri nižšie.

Aký generátor je potrebný?

Elektrický generátor pre veterný mlyn účel domácnosti musí vyrábať elektrinu v širokom rozsahu otáčok a mať schopnosť samočinného spustenia bez automatizácie a externých zdrojov energie. V prípade použitia APU s OSS (veterné mlyny so spin-upom), ktoré majú spravidla vysoký KIEV a účinnosť, musí byť aj reverzibilné, t.j. byť schopný pracovať ako motor. Pri výkonoch do 5 kW túto podmienku spĺňajú elektrické stroje s permanentnými magnetmi na báze nióbu (supermagnety); na oceľových alebo feritových magnetoch môžete počítať s maximálne 0,5-0,7 kW.

Poznámka: asynchrónne alternátory alebo kolektorové alternátory s nezmagnetizovaným statorom vôbec nie sú vhodné. S poklesom sily vetra „zhasnú“ dlho predtým, ako jeho rýchlosť klesne na MRS, a potom sa sami nenaštartujú.

Vynikajúce „srdce“ APU s výkonom 0,3 až 1-2 kW získava z alternátora so zabudovaným usmerňovačom; väčšina z nich je teraz. Jednak udržujú výstupné napätie 11,6-14,7 V v dosť širokom rozsahu otáčok bez externých elektronických stabilizátorov. Po druhé, kremíkové brány sa otvoria, keď napätie na vinutí dosiahne asi 1,4 V a predtým generátor "nevidí" záťaž. Na to musí byť generátor už celkom dobre rozkrútený.

Vo väčšine prípadov môže byť oscilátor pripojený priamo, bez ozubeného alebo remeňového pohonu, k vysokorýchlostnému HP hriadeľu výberom rýchlosti výberom počtu lopatiek, pozri nižšie. "Fast-walkers" majú malý alebo nulový rozbehový moment, ale rotor aj bez odpojenia záťaže bude mať dostatok času na roztočenie skôr, ako sa ventily otvoria a generátor vydá prúd.

Voľba vo vetre

Pred rozhodnutím, ktorý veterný generátor vyrobiť, sa rozhodnime pre miestnu aerológiu. v šedo-zelenkavej farbe(bezveterné) oblasti veternej mapy, aspoň nejaký zmysel bude mať len z plachtiacej veternej turbíny(a povieme si o nich neskôr). Ak potrebujete konštantné napájanie, budete musieť pridať zosilňovač (usmerňovač so stabilizátorom napätia), Nabíjačka, výkonná batéria, menič 12/24/36/48 V DC na 220/380 V 50 Hz AC. Takáto ekonomika nebude stáť menej ako 20 000 dolárov a je nepravdepodobné, že bude možné odstrániť dlhodobý výkon viac ako 3-4 kW. Vo všeobecnosti s neúnavným úsilím o alternatívna energia je lepšie hľadať iný zdroj.

Na žlto-zelených, mierne veterných miestach, ak potrebujete elektrinu do 2-3 kW, môžete sami nabrať nízku rýchlosť vertikálny veterný generátor . Bolo ich vyvinutých nespočetne veľa a existujú návrhy, ktoré z hľadiska KYJEV a účinnosti takmer nie sú horšie ako „čepele“ priemyselná produkcia.

Ak sa chystáte kúpiť si domov veternú turbínu, potom je lepšie zamerať sa na veterný mlyn s plachtovým rotorom. Existuje veľa sporov a teoreticky ešte nie je všetko jasné, ale fungujú. V Ruskej federácii sa "plachetnice" vyrábajú v Taganrogu s výkonom 1-100 kW.

V červených, veterných oblastiach závisí výber od požadovaného výkonu. V rozsahu 0,5-1,5 kW sú opodstatnené "vertikálne" vyrobené vlastnými rukami; 1,5-5 kW - zakúpené "plachetnice". "Vertikálne" sa dá tiež kúpiť, ale bude to stáť viac ako APU horizontálna schéma. A nakoniec, ak potrebujete veterný mlyn s výkonom 5 kW alebo viac, musíte si vybrať medzi horizontálnymi zakúpenými „lopatkami“ alebo „plachetnicami“.

Poznámka: mnohí výrobcovia, najmä druhá úroveň, ponúkajú súpravy dielov, z ktorých si môžete sami zostaviť veterný generátor s výkonom až 10 kW. Takáto sada bude stáť o 20-50% lacnejšie ako hotová s inštaláciou. Pred nákupom si však musíte dôkladne preštudovať aerológiu zamýšľaného miesta inštalácie a potom vybrať vhodný typ a model podľa špecifikácií.

O bezpečnosti

Časti veternej turbíny na domáce použitie v prevádzke môžu mať lineárnu rýchlosť presahujúcu 120 a dokonca 150 m/s a kus akéhokoľvek pevného materiálu s hmotnosťou 20 g letiaci rýchlosťou 100 m/s s „úspešným“ zasiahne, na mieste zabije zdravého muža. Oceľová doska alebo platňa z tvrdého plastu s hrúbkou 2 mm, ktorá sa pohybuje rýchlosťou 20 m/s, ju rozreže na polovicu.

Navyše väčšina veterných mlynov nad 100 wattov je dosť hlučná. Mnohé generujú ultranízkofrekvenčné (menej ako 16 Hz) kolísanie tlaku vzduchu – infrazvuky. Infrazvuky sú nepočuteľné, ale zdraviu škodlivé a šíria sa veľmi ďaleko.

Poznámka: Koncom 80. rokov došlo v Spojených štátoch k škandálu - v tom čase musela byť zatvorená najväčšia veterná elektráreň v krajine. Indiáni z rezervácie 200 km od poľa jej APU na súde dokázali, že zdravotné poruchy, ktoré sa u nich prudko zvýšili po uvedení veternej farmy do prevádzky, mali na svedomí jej infrazvuky.

Z vyššie uvedených dôvodov je povolená inštalácia APU vo vzdialenosti najmenej 5 ich výšok od najbližších obytných budov. Vo dvoroch súkromných domácností je možné inštalovať veterné mlyny priemyselnej výroby, primerane certifikované. Vo všeobecnosti nie je možné inštalovať APU na strechy - počas ich prevádzky, aj pri nízkovýkonových, vznikajú striedavé mechanické zaťaženia, ktoré môžu spôsobiť rezonanciu stavebná konštrukcia a jeho zničenie.

Poznámka: výška APU je najvyšším bodom zameteného disku (pre lopatkové rotory) alebo geometrického útvaru (pre vertikálne APU s rotorom na póle). Ak stožiar APU alebo os rotora vyčnievajú ešte vyššie, výška sa vypočíta podľa ich vrcholu - vrcholu.

Vietor, aerodynamika, KYJEV

Podomácky vyrobený veterný generátor sa riadi rovnakými prírodnými zákonmi ako továrensky vyrobený, vypočítaný na počítači. A domáci kutil musí veľmi dobre rozumieť základom svojej práce – najčastejšie nemá k dispozícii drahé ultramoderné materiály a technologické vybavenie. Aerodynamika APU je taká ťažká...

Vietor a KYJEV

Na výpočet sériových továrenských APU sa používa tzv. plochý mechanický model vetra. Je založená na nasledujúcich predpokladoch:

Rýchlosť a smer vetra sú konštantné v rámci účinného povrchu rotora.
Vzduch je spojité médium.
Účinná plocha rotora sa rovná zametanej ploche.
Energia prúdu vzduchu je čisto kinetická.

Za takýchto podmienok sa maximálna energia jednotkového objemu vzduchu vypočíta podľa školského vzorca za predpokladu hustoty vzduchu pri normálnych podmienkach 1,29 kg*cu. m.Pri rýchlosti vetra 10m/s unesie jedna kocka vzduchu 65J a z jedného štvorca účinnej plochy rotora je možné pri 100% účinnosti celého APU odobrať 650W. Ide o veľmi zjednodušený prístup – každý vie, že vietor nie je úplne rovnomerný. Toto sa však musí urobiť, aby sa zabezpečila opakovateľnosť produktov – čo je v technológii bežná vec.

Plochý model netreba ignorovať, dáva jasné minimum dostupnej veternej energie. Vzduch je však po prvé stlačiteľný a po druhé veľmi tekutý (dynamická viskozita je iba 17,2 μPa * s). To znamená, že prúdenie môže prúdiť okolo zametenej oblasti, čím sa znižuje efektívna plocha a KIEV, čo je najčastejšie pozorované. V zásade je však možná aj opačná situácia: vietor prúdi k rotoru a plocha efektívnej plochy sa potom ukáže byť väčšia ako zmietnutá a KIEV je väčšia ako 1 v porovnaní s plochou pre plochý vietor. .

Uveďme dva príklady. Prvá je rekreačná jachta, pomerne ťažká, jachta môže ísť nielen proti vetru, ale aj rýchlejšie ako on. Vietor je myslený vonkajší; zdanlivý vietor musí byť stále rýchlejší, inak ako potiahne loď?

Druhý je klasikou histórie letectva. Pri testoch MIG-19 sa ukázalo, že stíhač, ktorý bol o tonu ťažší ako frontová stíhačka, zrýchľuje rýchlejšie. S rovnakými motormi v rovnakom draku lietadla.

Teoretici nevedeli, čo si majú myslieť, a vážne pochybovali o zákone zachovania energie. Nakoniec sa ukázalo, že bodom bol kužeľ kapotáže radaru vyčnievajúci z prívodu vzduchu. Od špičky až po škrupinu sa objavil vzduchový uzáver, akoby ho hrabal zo strán ku kompresorom motora. Odvtedy sa rázové vlny v teórii pevne etablovali ako užitočné a fantastický letový výkon moderných lietadiel je v nemalej miere spôsobený ich zručným využívaním.

Aerodynamika

Vývoj aerodynamiky sa zvyčajne delí na dve éry – pred N. G. Žukovským a po ňom. Jeho správa „O pripojených víroch“ z 15. novembra 1905 bola začiatkom Nová éra v letectve.

Pred Žukovským lietali na plochých plachtách: verilo sa, že častice prichádzajúceho prúdu dávajú všetku svoju hybnosť prednej hrane krídla. To umožnilo okamžite sa zbaviť vektorovej veličiny - momentu hybnosti - ktorá generovala zbesilú a najčastejšie neanalytickú matematiku, prejsť na oveľa pohodlnejšie skalárne čisto energetické vzťahy a prípadne získať vypočítané tlakové pole na nosnej rovine, viac-menej podobné súčasnému.

Takýto mechanistický prístup umožnil vytvoriť zariadenia, ktoré by sa mohli prinajmenšom vzniesť do vzduchu a preletieť z jedného miesta na druhé bez toho, aby museli niekde počas cesty naraziť na zem. Ale túžba zvyšovať rýchlosť, nosnosť a ďalšie letové vlastnosti čoraz viac odhaľovala nedokonalosť pôvodnej aerodynamickej teórie.

Zhukovského myšlienka bola takáto: pozdĺž vrcholu a spodné plochy Krídlový vzduch sa pohybuje inou cestou. Z podmienky strednej spojitosti (vákuové bubliny sa vo vzduchu samy netvoria) vyplýva, že rýchlosti horného a spodného prúdenia zostupujúceho od odtokovej hrany sa musia líšiť. Vzhľadom na síce malú, ale konečnú viskozitu vzduchu by tam mal vzniknúť vír rozdielom rýchlostí.

Vír sa otáča a zákon zachovania hybnosti, rovnako nemenný ako zákon zachovania energie, platí aj pre vektorové veličiny, t.j. musí brať do úvahy smer pohybu. Okamžite by preto na odtokovej hrane mal vzniknúť opačne rotujúci vír s rovnakým krútiacim momentom. Prečo? Kvôli energii generovanej motorom.

Pre prax v letectve to znamenalo revolúciu: výberom vhodného profilu krídla bolo možné spustiť okolo krídla pripevnený vír v podobe cirkulácie Г, čím sa zvýšil jeho vztlak. To znamená, že vynaložením časti a pri vysokých rýchlostiach a zaťažení krídel - veľkej časti výkonu motora, môžete vytvoriť prúdenie vzduchu okolo zariadenia, čo vám umožní dosiahnuť lepšie letové vlastnosti.

Tým sa letectvo stalo a nie súčasťou letectva: teraz lietadla mohol si vytvoriť prostredie, ktoré potreboval na let, a už by nebol hračkou vzdušné prúdy. Všetko, čo potrebujete, je výkonnejší motor a stále výkonnejší ...

Opäť KYJEV

Ale veterný mlyn nemá motor. Ten naopak musí odoberať energiu z vetra a dávať ju spotrebiteľom. A tu to vychádza – vytiahol nohy, zasekol sa mu chvost. Do vlastného obehu rotora prepúšťajú príliš málo veternej energie – bude slabý, ťah lopatky malý a KYJEV a výkon budú nízke. Dajme veľa na cirkuláciu - rotor sa bude točiť ako blázon na voľnobeh v miernom vetre, ale spotrebitelia opäť dostanú málo: dali malú záťaž, rotor sa spomalil, vietor sfúkol cirkuláciu a rotor sa zastavil.

Zákon zachovania energie dáva „zlatú strednú cestu“ práve v strede: 50 % energie dávame záťaži a zvyšných 50 % stočíme tok na optimum. Prax potvrdzuje predpoklady: ak je účinnosť dobrej ťažnej vrtule 75-80%, potom KIEV lopatkového rotora, ktorý je tiež starostlivo vypočítaný a fúkaný vo veternom tuneli, dosahuje 38-40%, t.j. až polovicu toho, čo sa dá dosiahnuť prebytkom energie.

modernosť

Aerodynamika, vyzbrojená modernou matematikou a počítačmi, sa dnes čoraz viac odkláňa od nevyhnutne zjednodušujúcich modelov k presnému popisu správania sa reálneho telesa v reálnom prúdení. A tu, okrem všeobecnej línie - sila, sila a ešte raz sila! – sú objavené bočné cesty, ale sľubné len s obmedzeným množstvom energie vstupujúcej do systému.

Slávny alternatívny letec Paul McCready vytvoril v 80. rokoch lietadlo s dvoma motormi zo 16 hp motorovej píly. ukazuje rýchlosť 360 km/h. Jeho podvozok bol navyše nezaťahovací trojkolka a kolesá boli bez aerodynamických krytov. Žiadny z McCreadyho strojov sa nezapol a neprešiel do bojovej služby, ale dva - jeden s piestové motory a vrtule, a druhý prúdový - prvýkrát v histórii preletel okolo glóbus bez pristátia na jednej čerpacej stanici.

Vývoj teórie výrazne ovplyvnil aj plachty, z ktorých vzniklo pôvodné krídlo. „Živá“ aerodynamika umožnila jachtám s vetrom 8 uzlov. stáť na krídlových krídlach (pozri obr.); na rozptýlenie takéhoto vraku na požadovanú rýchlosť pomocou vrtule je potrebný motor s výkonom najmenej 100 koní. Závodné katamarány s rovnakým vetrom idú rýchlosťou okolo 30 uzlov. (55 km/h).

Existujú aj nálezy, ktoré sú úplne netriviálne. Fanúšikovia najvzácnejšieho a najextrémnejšieho športu - base jumping - majú na sebe špeciálny krídlový oblek, wingsuit, lietajú bez motora, manévrujú rýchlosťou viac ako 200 km/h (obr. vpravo) a potom hladko pristávajú v vopred vybrané miesto. V ktorej rozprávke lietajú ľudia sami?

Mnohé záhady prírody boli tiež vyriešené; najmä let chrobáka. Podľa klasickej aerodynamiky nie je schopný lietať. Rovnako ako predchodca „stealth“ F-117 s krídlom v tvare diamantu, ani on nie je schopný vzlietnuť do vzduchu. A MIG-29 a Su-27, ktoré môžu nejaký čas letieť chvostom ako prvé, vôbec nezapadajú do žiadnej predstavy.

A prečo teda, keď sa zaoberáme veternými turbínami, ktoré nie sú zábavou a nie nástrojom na ničenie vlastného druhu, ale zdrojom životne dôležitého zdroja, je nevyhnutné odtancovať sa od teórie slabých tokov s jej modelom plochý vietor? Naozaj neexistuje spôsob, ako ísť ďalej?

Čo očakávať od klasiky?

Od klasiky by sa však v žiadnom prípade nemalo upúšťať. Poskytuje základ bez opierania, o ktorý sa človek nemôže povzniesť vyššie. Tak ako teória množín nezruší tabuľku násobenia a kvantová chromodynamika nespôsobí, že jablká vyletia zo stromov.

Čo teda môžete očakávať od klasického prístupu? Pozrime sa na obrázok. Vľavo - typy rotorov; sú zobrazené podmienečne. 1 - vertikálny karusel, 2 - vertikálny ortogonálny ( veterná turbína); 2-5 - lopatkové rotory s iná sumačepele s optimalizovanými profilmi.

Napravo od horizontálnej osi je relatívna rýchlosť rotora, t.j. pomer lineárnej rýchlosti lopatky k rýchlosti vetra. Vertikálne hore - KYJEV. A dole - opäť relatívny krútiaci moment. Za jediný (100%) krútiaci moment sa považuje taký, ktorý vytvára rotor násilne spomalený v prúde so 100% KIEV, t.j. keď sa všetka energia prúdenia premení na rotačnú silu.

Tento prístup nám umožňuje vyvodiť ďalekosiahle závery. Napríklad počet lopatiek je potrebné zvoliť nielen a nie až tak podľa požadovanej rýchlosti otáčania: 3- a 4-čepele okamžite strácajú veľa z hľadiska KIEV a krútiaceho momentu v porovnaní s 2- a 6-lopatkami, ktoré fungujú dobre približne v rovnakom rozsahu otáčok. A navonok podobný kolotoč a ortogonál majú zásadne odlišné vlastnosti.

Vo všeobecnosti by sa mali uprednostňovať lopatkové rotory, s výnimkou prípadov, keď sa vyžaduje extrémna lacnosť, jednoduchosť, bezúdržbové samoštartovanie bez automatiky a nemožnosť stúpania na stožiar.

Poznámka: budeme hovoriť najmä o plachtových rotoroch - nezdá sa, že by zapadali do klasiky.

Vertikálne čiary

APU s vertikálnou osou otáčania majú pre každodenný život nepopierateľnú výhodu: ich uzly vyžadujúce údržbu sú sústredené dole a nie je potrebné ich zdvíhať. Zostáva, a aj keď nie vždy, samonastavovacie axiálne ložisko, ale je pevné a odolné. Preto pri navrhovaní jednoduchého veterného generátora musí výber možností začínať vertikálami. Ich hlavné typy sú znázornené na obr.

slnko

Na prvej pozícii - najjednoduchší, najčastejšie nazývaný Savonius rotor. V skutočnosti ho vynašli v roku 1924 v ZSSR Ya. A. a A. A. Voroninovci a fínsky priemyselník Sigurd Savonius si tento vynález bez hanby privlastnil, ignorujúc sovietsky autorský certifikát, a začal sériovo vyrábať. Zavedenie vynálezu do osudia však veľa znamená, a preto, aby sme nerozvírili minulosť a nerušili popol mŕtvych, nazveme tento veterný mlyn Voronin-Savonius rotor, alebo skrátene Slnko. .

VS pre kutila je dobrý pre každého, okrem "rušňa" KYJEV v 10-18%. V ZSSR sa na tom však veľa pracovalo a existuje vývoj. Nižšie zvážime vylepšený dizajn, ktorý nie je oveľa komplikovanejší, ale podľa KIEV dáva lopatkám šancu.

Poznámka: dvojčepeľový BC sa netočí, ale trhá; 4-čepel je len o niečo hladšia, ale v KYJEV stráca veľa. Na zlepšenie 4-"žľabu" sa najčastejšie rozprestiera na dvoch poschodiach - dvojica lopatiek dole a ďalšia dvojica, otočená vodorovne o 90 stupňov, nad nimi. KIEV je zachovaný a bočné zaťaženia mechaniky slabnú, ale ohybové sa o niečo zvyšujú a pri vetre nad 25 m/s má takéto APU hriadeľ, t.j. bez ložiska natiahnutého chlapmi nad rotorom „rozbije vežu“.

Daria

Ďalším je rotor Daria; KYJEV - až 20%. Je to ešte jednoduchšie: čepele sú vyrobené z jednoduchého elastického pásu bez akéhokoľvek profilu. Teória Darrieovho rotora ešte nie je dobre rozvinutá. Je len jasné, že sa začína odvíjať kvôli rozdielu aerodynamický odpor hrboľ a vrecko na opasku, a potom sa stáva akýmsi rýchlo sa pohybujúcim a vytvára si vlastný obeh.

Rotačný moment je malý a vo východiskových polohách rotora rovnobežne a kolmo na vietor vôbec absentuje, preto je vlastný posun možný len s nepárnym počtom lopatiek (krídel?). záťaž od generátora musí byť počas trvania propagácie odpojená.

Rotor Darrieus má ešte dve zlé vlastnosti. Po prvé, počas rotácie vektor ťahu lopatky opisuje úplnú otáčku vzhľadom na jej aerodynamické zameranie, a to nie plynulo, ale trhavo. Preto rotor Darrieus rýchlo rozbije svoju mechaniku aj pri plochom vetre.

Po druhé, Daria nielen vydáva hluk, ale kričí a škrípe, až sa páska roztrhne. Je to spôsobené jeho vibráciami. A čím viac čepelí, tým silnejší je rev. Ak sa teda vyrába Darya, tak je dvojlistová, vyrobená z drahých vysoko pevných materiálov pohlcujúcich zvuk (karbón, mylar) a na točenie v strede stožiara sa používa malé lietadlo.

ortogonálne

Na poz. 3 - ortogonálny vertikálny rotor s profilovanými lopatkami. Ortogonálne, pretože krídla trčia vertikálne. Prechod z BC do ortogonálu je znázornený na obr. vľavo.

Uhol inštalácie lopatiek vzhľadom na dotyčnicu ku kruhu, dotýkajúci sa aerodynamických ohniskov krídel, môže byť buď pozitívny (na obrázku) alebo negatívny, podľa sily vetra. Niekedy sú lopatky otočné a sú na nich umiestnené veterné kohútiky, ktoré automaticky držia alfu, ale takéto konštrukcie sa často zlomia.

Centrálne telo (na obrázku modré) umožňuje zvýšiť KIEV na takmer 50%. viacčepele, stačí jednoduchý valec. Ale teória pre ortogonálne optimálne množstvočepele dáva jednoznačne: mali by byť presne 3 z nich.

Ortogonálny označuje vysokorýchlostné veterné mlyny s OSS, t.j. nutne vyžaduje propagáciu pri uvedení do prevádzky a po kľude. Podľa ortogonálnej schémy sa vyrábajú sériové bezúdržbové APU s výkonom do 20 kW.

Helicoid

Helicoidný rotor alebo Gorlovov rotor (poz. 4) - druh ortogonálneho, ktorý poskytuje rovnomerné otáčanie; ortogonálne s rovnými krídlami sa „trhajú“ len o niečo slabšie ako dvojlisté lietadlo. Ohýbanie lopatiek pozdĺž helikoidu zabraňuje strate KIEV v dôsledku ich zakrivenia. Zakrivená lopatka síce odvádza časť prúdu bez toho, aby ju použila, no zároveň časť unáša do zóny najvyššej lineárnej rýchlosti, čím kompenzuje straty. Helikoidy sa používajú menej často ako iné veterné mlyny, pretože. z dôvodu zložitosti výroby sú drahšie ako náprotivky rovnakej kvality.

Sud-barel

Pre 5 poz. – rotor typu BC obklopený vodiacou lopatkou; jeho schéma je znázornená na obr. napravo. AT priemyselný dizajn je zriedkavé, tk. nákladné získavanie pôdy nekompenzuje zvýšenie kapacity a spotreba materiálu a náročnosť výroby sú vysoké. Ale domáci majster, ktorý sa bojí práce, už nie je pán, ale spotrebiteľ, a ak nie je potrebných viac ako 0,5 - 1,5 kW, potom je pre neho „barel“ lahôdkou:

Tento typ rotora je absolútne bezpečný, tichý, nevytvára vibrácie a môže byť inštalovaný kdekoľvek, dokonca aj na detskom ihrisku.
Ohnite "koryto" z pozinkovaného a zvarte rám rúr - práca je nezmysel.
Rotácia je absolútne rovnomerná, mechanické časti je možné odoberať z najlacnejších alebo zo smetí.
Nebojí sa ani hurikánov silný vietor nemôže tlačiť do "sudu"; okolo neho sa objaví prúdnicový vírový kokón (s týmto efektom sa ešte stretneme).
A čo je najdôležitejšie, keďže povrch „drapáka“ je niekoľkonásobne väčší ako povrch rotora vo vnútri, KIEV môže byť tiež superjednotkou a krútiaci moment pri 3 m / s pri „hlavni“ s priemerom troch metrov je taký, že generátor s výkonom 1 kW s maximálnym zaťažením, ako sa hovorí, že je lepšie netrhať.

Video: Veterný generátor Lenz

V 60. rokoch v ZSSR E. S. Biryukov patentoval karuselový APU s KYJEV 46%. O niečo neskôr V. Blinov dosiahol 58% z dizajnu na rovnakom princípe ako KYJEV, ale neexistujú žiadne údaje o jeho testoch. A úplné testy Biryukovových ozbrojených síl vykonali pracovníci časopisu Inventor and Racionalizer. Roztočil sa dvojposchodový rotor s priemerom 0,75 m a výškou 2 m s čerstvým vetrom. plný výkon asynchrónny generátor s výkonom 1,2 kW a vydržal 30 m/s bez poškodenia. Výkresy APU Biryukov sú znázornené na obr.

strešný pozinkovaný rotor;
samonastavovacie dvojradové guľkové ložisko;
kryty - 5 mm oceľové lano;
hriadeľ nápravy - oceľová rúra s hrúbkou steny 1,5-2,5 mm;
páky na ovládanie aerodynamickej rýchlosti;
lopatky regulácie otáčok - 3-4 mm preglejka alebo plastový plech;
tyče na reguláciu rýchlosti;
zaťaženie regulátora rýchlosti, jeho hmotnosť určuje rýchlosť;
hnacia kladka - koleso bicykla bez pneumatiky s komorou;
axiálne ložisko - axiálne ložisko;
poháňaná kladka - bežná kladka generátora;
generátor.

Biryukov získal niekoľko autorských certifikátov pre svoje APU. Najprv venujte pozornosť časti rotora. Pri akcelerácii funguje ako slnko a vytvára veľký rozbehový moment. Pri otáčaní sa vo vonkajších vreckách lopatiek vytvára vírivý vankúš. Z pohľadu vetra sa lopatky profilujú a rotor sa stáča do vysokorýchlostného ortogonálu, pričom virtuálny profil sa mení podľa sily vetra.

Po druhé, profilovaný kanál medzi lopatkami v rozsahu prevádzkových otáčok funguje ako centrálne teleso. Ak sa vietor zväčší, potom sa v ňom vytvorí aj vírivý vankúš, ktorý presahuje rotor. Je tam rovnaký vírový kokón ako okolo APU s vodiacou lopatkou. Energiu na jeho tvorbu berie vietor a už nestačí rozbiť veterný mlyn.

Po tretie, regulátor otáčok je určený predovšetkým pre turbínu. Drží jej rýchlosť optimálnu z pohľadu KYJEVU. A optimálna frekvencia otáčania generátora je zabezpečená výberom prevodového pomeru mechaniky.

Poznámka: po publikáciách v IR za rok 1965 Biryukovove ozbrojené sily zmizli do zabudnutia. Autor nečakal na odpoveď úradov. Osud mnohých sovietskych vynálezov. Hovorí sa, že niektorí Japonci sa stali miliardármi pravidelným čítaním sovietskych populárnych technických časopisov a patentovaním všetkého, čo si zaslúži pozornosť.

Lopatniki

Ako sa hovorí, podľa klasiky horizontálny veterný generátor s lopatkovým rotorom - najlepšie. V prvom rade však potrebuje stabilný, aspoň stredne silný vietor. Po druhé, dizajn pre domáceho kutila je plný mnohých úskalí, a preto je často ovocím dlhej tvrdej práce v najlepší prípad osvetľuje toaletu, chodbu alebo verandu a dokonca sa ukáže, že sa dokáže iba odvinúť.

Podľa schém na obr. zvážiť podrobnejšie; pozície:

Obr. ALE:

lopatky rotora;
generátor;
rám generátora;
ochranná korouhvička (hurikánová lopata);
zberač prúdu;
podvozok;
rotačný uzol;
pracovná korouhvička;
stožiar;
svorka na kryty.

Obr. B, pohľad zhora:

ochranná korouhvička;
pracovná korouhvička;
ochranný regulátor napnutia pružiny veternej lopatky.

Obr. G, zberač prúdu:

zberač s medenými súvislými pneumatikami;
odpružené medeno-grafitové kefky.

Poznámka: ochrana pred hurikánom pre horizontálnu čepeľ s priemerom väčším ako 1 m je bezpodmienečne potrebná, pretože. nie je schopný okolo seba vytvoriť vírový zámotok. o menšie veľkosti Výdrž rotora až 30 m/s je možné dosiahnuť pomocou propylénových nožov.

Takže, kde čakáme na „zakopnutie“?

čepele

Očakávajte dosiahnutie výkonu na hriadeli generátora viac ako 150-200 W na čepele akéhokoľvek rozpätia, vyrezané z hrubostenných plastové potrubie, ako sa často odporúča - nádeje beznádejného amatéra. Čepeľ z rúry (pokiaľ nie je taká hrubá, že sa použije jednoducho ako polotovar) bude mať segmentový profil, t.j. jeho vrchol alebo oba povrchy budú oblúky kruhu.

Profily segmentov sú vhodné pre nestlačiteľné médiá, ako sú krídlové krídla alebo listy vrtule. Pre plyny je potrebná lopatka s premenlivým profilom a stúpaním, napríklad pozri obr. rozpätie - 2 m Bude to zložitý a prácne produkt, ktorý si vyžaduje dôkladné výpočty v úplnej teórii, fúkanie do potrubia a testy v plnom rozsahu.

Generátor

Keď je rotor namontovaný priamo na jeho hriadeli, štandardné ložisko sa čoskoro zlomí - vo veterných mlynoch nie je rovnomerne zaťažené všetky lopatky. Potrebujeme medzihriadeľ so špeciálnym nosným ložiskom a mechanický prevod z neho na generátor. Pre veľké veterné mlyny sa odoberá samonarovnávacie dvojradové ložisko; v najlepších modeloch - trojvrstvové, Obr. D na obr. vyššie. To umožňuje, aby sa hriadeľ rotora nielen mierne ohýbal, ale aj mierne pohyboval zo strany na stranu alebo nahor a nadol.

Poznámka: Vývoj axiálneho ložiska pre APU typu EuroWind trvalo približne 30 rokov.

núdzová korouhvička

Princíp jeho fungovania je znázornený na obr. B. Silnejúci vietor tlačí na lopatu, pružina sa naťahuje, rotor sa krúti, jeho rýchlosť klesá a nakoniec sa stáva rovnobežným s prúdením. Všetko sa zdá byť v poriadku, ale - na papieri to bolo hladké ...

Počas veterného dňa sa snažte držať pokrievku prevarenej vody alebo veľký hrniec za rukoväť rovnobežne s vetrom. Len pozor – ten vrtkavý kus železa môže zasiahnuť fyziognómiu tak, že zlomí nos, poreže peru a dokonca vybije oko.

Plochý vietor sa vyskytuje len v teoretických výpočtoch a s dostatočnou presnosťou pre prax aj v aerodynamických tuneloch. V skutočnosti hurikán veterné mlyny s hurikánovou lopatou deformuje viac ako úplne bezbranné. Napriek tomu je lepšie vymeniť zdeformované čepele, ako robiť všetko odznova. AT priemyselné závody- ďalšia vec. Tam rozstup lopatiek, u každého jednotlivo, sleduje a reguluje automatizáciu pod kontrolou palubného počítača. A sú vyrobené z vysokovýkonných kompozitov, nie z vodovodných potrubí.

zberač prúdu

Toto je pravidelne servisovaný uzol. Každý energetik vie, že zberač s kefami je potrebné vyčistiť, premazať, nastaviť. A stožiar je z vodovodného potrubia. Nevlezieš, raz za mesiac alebo dva budeš musieť celý veterný mlyn zhodiť na zem a potom ho znova zdvihnúť. Ako dlho z takejto „prevencie“ vydrží?

Video: veterný generátor s lopatkami + solárny panel na napájanie chaty

Mini a mikro

Ale ako sa veľkosť čepele zmenšuje, náročnosť klesá s druhou mocninou priemeru kolesa. Už teraz je možné samostatne vyrobiť horizontálne lopatkové APU pre výkon až 100 W. Optimálne bude 6-čepelové. Pri väčšom počte lopatiek bude priemer rotora, navrhnutý pre rovnaký výkon, menší, ale bude ťažké ich pevne upevniť na náboji. Rotory s menej ako 6 lopatkami možno ignorovať: 2-listový 100 W potrebuje rotor s priemerom 6,34 m a 4-listový s rovnakým výkonom - 4,5 m. Pre 6-listový výkon-priemer je vyjadrený vzťah takto:

10 W - 1,16 m.
20 W - 1,64 m.
30 W - 2 m.
40 W - 2,32 m.
50 W - 2,6 m.
60 W - 2,84 m.
70 W - 3,08 m.
80 W - 3,28 m.
90 W - 3,48 m.
100 W - 3,68 m.
300 W - 6,34 m.

Optimálne bude počítať s výkonom 10-20 wattov. Po prvé, plastová čepeľ s rozpätím viac ako 0,8 m bez dodatočné opatrenia ochrana nebude odolávať vetru viac ako 20 m / s. Po druhé, pri rozpätí čepele do rovnakého 0,8 m lineárna rýchlosť jeho koncov neprekročí rýchlosť vetra viac ako trikrát a požiadavky na profilovanie so zákrutom sa znížia o rády; tu bude „žľab“ so segmentovým profilom z potrubia fungovať celkom uspokojivo, poz. B na obr. A 10-20 W dodá energiu tabletu, dobije smartfón alebo rozsvieti žiarovku gazdinej.

Ďalej vyberte generátor. Čínsky motor je perfektný - náboj kolesa pre elektrické bicykle, poz. 1 na obr. Jeho výkon ako motora je 200-300 wattov, no v režime generátora vydá až okolo 100 wattov. Bude nám to však pasovať z hľadiska obratu?

Koeficient rýchlosti z pre 6 lopatiek je 3. Vzorec na výpočet rýchlosti otáčania pri zaťažení je N = v / l * z * 60, kde N je rýchlosť otáčania, 1 / min, v je rýchlosť vetra a l je obvod rotora. Pri rozpätí lopatiek 0,8 m a vetre 5 m/s dostaneme 72 otáčok za minútu; pri 20 m/s - 288 ot./min. Koleso bicykla sa tiež otáča približne rovnakou rýchlosťou, takže odoberieme našich 10-20 wattov z generátora, ktorý dokáže dať 100. Rotor môžete nasadiť priamo na jeho hriadeľ.

Tu však nastáva nasledujúci problém: keď sme minuli veľa práce a peňazí, aspoň za motor, dostali sme ... hračku! Čo je 10-20, dobre, 50 wattov? A veterný mlyn s lopatkami, ktorý dokáže poháňať aspoň televízor, sa doma vyrobiť nedá. Je možné kúpiť hotový mini-veterný generátor a nebude to stáť menej? Stále je to možné a dokonca lacnejšie, pozri poz. 4 a 5. Okrem toho bude aj pojazdná. Položte ho na peň - a použite ho.

Druhá možnosť je, ak niekde leží krokový motor zo starej 5- alebo 8-palcovej mechaniky, alebo z papierovej mechaniky či vozíka nepoužiteľnej atramentovej či ihličkovej tlačiarne. Môže fungovať ako generátor a pripojiť k nemu karuselový rotor z plechoviek (poz. 6) je jednoduchšie ako zostaviť konštrukciu, ako je znázornená na poz. 3.

Vo všeobecnosti je podľa „lopatiek“ záver jednoznačný: domáca výroba – skôr na to, aby sa človek nasýtil, ale nie pre skutočnú dlhodobú energetickú efektívnosť.

Video: najjednoduchší veterný generátor na osvetlenie dacha

plachetnice

Plachetný veterný generátor je známy už dlho, ale mäkké panely jeho lopatiek (pozri obr.) sa začali vyrábať s príchodom vysoko pevných syntetických tkanín a fólií odolných voči opotrebovaniu. Viaclopatkové veterné mlyny s pevnými plachtami sú široko distribuované po celom svete ako pohon pre automatické vodné čerpadlá s nízkym výkonom, ale ich technické údaje sú ešte nižšie ako u kolotočov.

Mäkká plachta ako krídlo veterného mlyna však, zdá sa, nebola taká jednoduchá. Nejde o odpor vetra (výrobcovia neobmedzujú maximálnu povolenú rýchlosť vetra): jachtári-plachetnice už vedia, že je takmer nemožné, aby vietor zlomil panel bermudskej plachty. Skôr sa plachta vytrhne alebo sa zlomí sťažeň, alebo celé plavidlo urobí „overkill turn“. Ide o energiu.

Bohužiaľ nie je možné nájsť presné údaje z testov. Na základe spätnej väzby od používateľov bolo možné zostaviť „syntetické“ závislosti pre veternú turbínu vyrobenú v Taganrogu VEU-4.380/220.50 s priemerom veterného kolesa 5 m, hmotnosťou hlavy vetra 160 kg a rýchlosťou otáčania až 40 1 minúta; sú znázornené na obr.

Samozrejme, nemožno zaručiť 100% spoľahlivosť, ale aj tak je jasné, že tu nie je cítiť pach plocho-mechanického modelu. V žiadnom prípade nemôže 5-metrové koleso pri plochom vetre 3 m/s dať asi 1 kW, pri 7 m/s dosiahnuť plató vo výkone a potom ho udržať až do prudkej búrky. Výrobcovia, mimochodom, deklarujú, že menovitý výkon 4 kW je možné získať pri 3 m / s, ale pri ich inštalácii podľa výsledkov miestnych aerologických štúdií.

Kvantitatívna teória sa tiež nenašla; Vysvetlenia vývojárov sú nezrozumiteľné. Keďže si však ľudia kupujú veterné turbíny Taganrog a fungujú, ostáva predpokladať, že deklarovaná kužeľová cirkulácia a pohonný efekt nie sú fikciou. V každom prípade sú možné.

Potom sa ukazuje, že PRED rotorom by mal podľa zákona zachovania hybnosti vzniknúť aj kužeľový vír, ale rozpínajúci sa a pomalý. A takýto lievik bude hnať vietor k rotoru, jeho efektívny povrch ukáže sa, že bude viac pozametaný a KYJEV - nad jednotou.

Túto otázku by mohli objasniť terénne merania tlakového poľa pred rotorom, aspoň pomocou domáceho aneroidu. Ak sa ukáže, že je vyššia ako zo strán na stranu, potom skutočne plachtové APU fungujú ako chrobák.

Domáci generátor

Z vyššie uvedeného je jasné, že pre kutilov je lepšie vziať si buď kolmice alebo plachetnice. Obe sú však veľmi pomalé a prechod na vysokorýchlostný generátor je práca navyše, dodatočné náklady a stratu. Je možné vyrobiť účinný nízkorýchlostný elektrický generátor svojpomocne?

Áno, môžete, na magnetoch zo zliatiny nióbu, tzv. supermagnety. Výrobný proces hlavných častí je znázornený na obr. Cievky - každý z 55 závitov 1 mm medeného drôtu v žiaruvzdornej vysokopevnostnej smaltovanej izolácii, PEMM, PETV atď. Výška vinutí je 9 mm.

Všimnite si drážky v polovici rotora. Mali by byť usporiadané tak, aby sa magnety (sú nalepené na magnetický obvod epoxidom alebo akrylom) po zložení zbiehali s opačnými pólmi. "Palacinky" (magnetické obvody) musia byť vyrobené z magneticky mäkkého feromagnetu; postačí bežná konštrukčná oceľ. Hrúbka „palaciniek“ je najmenej 6 mm.

V skutočnosti je lepšie kúpiť magnety s otvorom na nápravu a utiahnuť ich skrutkami; supermagnety sú priťahované strašnou silou. Z rovnakého dôvodu je na hriadeľ medzi „placky“ nasadená valcová rozpera vysoká 12 mm.

Vinutia, ktoré tvoria časti statora, sú zapojené podľa schém znázornených aj na obr. Spájkované konce by sa nemali naťahovať, ale mali by vytvárať slučky, inak môže epoxid, ktorý bude vyplnený statorom, pri tuhnutí pretrhnúť drôty.

Stator je odliaty vo forme do hrúbky 10 mm. Nie je potrebné centrovať a vyvažovať, stator sa neotáča. Medzera medzi rotorom a statorom je 1 mm na každej strane. Stator v kryte generátora musí byť bezpečne upevnený nielen proti posunutiu pozdĺž osi, ale aj proti otáčaniu; silné magnetické pole s prúdom v záťaži ho potiahne.

Video: Urob si sám generátor veterného mlyna

Záver

A čo máme na záver? Záujem o „čepele“ sa vysvetľuje skôr ich veľkolepým vzhľadom ako skutočným výkonom v domácom výkone a pri malom výkone. Vlastnoručne vyrobený karuselový APU poskytne „pohotovostné“ napájanie na nabíjanie autobatérie alebo napájanie malého domu.

Ale s plachtárskymi APU by mali majstri s kreatívnou žilou experimentovať, najmä v mini verzii, s kolesom o priemere 1-2 m. Ak sú predpoklady vývojárov správne, potom bude možné odstrániť všetkých jeho 200-300 wattov pomocou vyššie opísaného čínskeho generátora.

Andrey povedal:

Ďakujem za bezplatnú konzultáciu ... A ceny "od firiem" nie sú naozaj drahé a myslím si, že remeselníci z vnútrozemia dokážu vyrobiť generátory ako vy.A Li-po batérie sa dajú objednať z Číny, invertory v Čeľabinsku sú veľmi dobré (s hladkým sínusom).A plachty, lopatky či rotory sú ďalším dôvodom na útek myšlienok našich šikovných ruských mužov.

Ivan povedal:

otázka:
Pre veterné mlyny s vertikálnou osou (pozícia 1) a možnosťou Lenz je možné pridať ďalší detail - obežné koleso, ktoré je vystavené vetru a zakrýva z neho zbytočnú stranu (smerom k vetru). To znamená, že vietor nespomalí čepeľ, ale túto „obrazovku“. Nastavenie po vetre s „chvostom“ umiestneným za samotným veterným mlynom pod a nad lopatkami (hrebeňmi). Prečítal som si článok a nápad bol na svete.

Kliknutím na tlačidlo "Pridať komentár" súhlasím so stránkou.

Sekcie