Domači generator iz asinhronega elektromotorja. Brezplačni generator energije naredi sam: diagram

V današnjih realnostih se vsak lastnik dobro zaveda nenehnega povečanja stroškov komunalne storitve To velja tudi za električno energijo. Zato, da bi ustvarili udobne življenjske pogoje v primestni stanovanjski gradnji, tako poleti kot pozimi, boste morali plačati storitve oskrbe z energijo ali najti alternativni izhod iz te situacije, saj so naravni viri energije brezplačni.

Kako narediti vetrni generator z lastnimi rokami - vodnik po korakih

Ozemlje naše države je večinoma ravnino. Kljub temu, da v mestih dostop vetra onemogočajo stolpnice, zunaj mesta divjajo močni zračni tokovi. Zato je samostojna izdelava vetrnega generatorja edina prava odločitev priskrbeti Podeželska hiša elektrika. Toda najprej morate ugotoviti, kateri model je primeren za samoproizvodnjo.

Rotacijski

Rotacijski mlin na veter je preprosta naprava za pretvorbo, ki jo je enostavno narediti z lastnimi rokami. Seveda tak izdelek ne bo mogel zagotoviti električne energije podeželskemu dvorcu, ampak za Podeželska hiša se bo kar dobro prilegalo. Omogočil vam bo osvetlitev ne samo stanovanjske gradnje, temveč tudi gospodarskih poslopij in celo poti na vrtu. Za samostojno sestavljanje enoto z močjo do 1500 vatov, morate pripraviti potrošni material in komponente iz naslednjega seznama:

Seveda morate imeti minimalni nabor orodja: škarje za rezanje kovine, brusilnik, merilni trak, svinčnik, komplet ključev in izvijačev, vrtalnik s svedri in kleščami.

korak za korakom

Montaža se začne z izdelavo rotorja in spremembo jermenice, pri čemer se držijo določenega zaporedja dela.

Za priključitev baterije se uporabljajo vodniki s prečnim prerezom 4 mm in dolžino največ 100 cm.Porabniki so povezani z vodniki s prečnim prerezom 2 mm. Pomembno je, da v prekinitev tokokroga vključite DC-AC 220V pretvornik v skladu s kontaktnim diagramom priključkov.

Prednosti in slabosti oblikovanja

Če so vse manipulacije opravljene, prav, potem bo naprava zdržala dovolj dolgo. Ob uporabi dovolj zmogljivega akumulatorja in ustreznega pretvornika do 1,5 kW lahko napajamo ulično in notranjo razsvetljavo, hladilnik in TV. Izdelava takšnega mlina na veter je zelo preprosta in stroškovno učinkovita. Tak izdelek je enostavno popravljati in nezahteven pri uporabi. Je zelo zanesljiv v smislu dela in ne povzroča hrupa, kar moti prebivalce hiše. Vendar ima rotacijski mlin na veter nizko produktivnost, njegovo delovanje pa je odvisno od prisotnosti vetra.

Aksialna konstrukcija brez železnega statorja na osnovi neodimskih trajnih magnetov se je na ozemlju naše države pojavila ne tako dolgo nazaj zaradi nedostopnosti sestavnih delov. Toda danes močni magneti niso redki, stroški pa so se v primerjavi s pred nekaj leti znatno znižali.

Osnova takšnega generatorja je pesto z zavornimi diski iz osebnega avtomobila. Če ne bo nov predmet, potem ga je priporočljivo razvrstiti in spremeniti maziva in ležaji.

Postavitev in namestitev neodimskih magnetov

Delo se začne z lepljenjem magnetov na disk rotorja. V ta namen se uporabljajo magneti v količini 20 kosov. in dimenzije 2,5 x 0,8 cm Za spremembo števila drogov se morate držati naslednjih pravil:

• enofazni generator pomeni število magnetov, ki ustreza številu polov;
• v primeru trifazne naprave opazimo razmerje 2/3 polov in tuljav;
• namestitev magnetov naj poteka z menjavanjem polov, za poenostavitev njihove distribucije je bolje uporabiti pripravljena predloga izdelan iz kartona.

Če je le mogoče, uporabite magnete pravokotne oblike, saj v okroglih analogih koncentracija magnetnih polj poteka v središču in ne po celotni površini. Pomembno je upoštevati pogoj, da imajo magneti, obrnjeni drug proti drugemu, nasprotna pola. Za določitev polov se magneti približajo drug drugemu, privlačne strani pa so pozitivne, zato so odbojni robovi negativni.

Za pritrditev magnetov je poseben lepilna sestava, po katerem se za povečanje trdnosti izvede ojačitev z epoksidne smole. V ta namen je napolnjen z magnetnimi elementi. Da bi preprečili širjenje smole, so stranice izdelane z navadnim plastelinom.

Enota trifaznega in enofaznega tipa

Enofazni statorji so po svojih parametrih slabši od trifaznih, saj se vibracije povečujejo z naraščajočo obremenitvijo. To je posledica razlike v amplitudi toka, ki je posledica neskladnosti njegovega izhoda v določenem časovnem obdobju. Po drugi strani pa v trifaznem analogu takšne težave ni. To je omogočilo povečanje moči trifaznega generatorja za skoraj 50 % v primerjavi z enofaznim modelom. Poleg tega se zaradi odsotnosti dodatnih vibracij med delovanjem naprave ne ustvarja zunanji hrup.

Navijanje tuljave

Vsak električar se zaveda, da je pred začetkom navijanja tuljave pomembno opraviti predhodne izračune. Domač 220V vetrni generator je naprava, ki deluje pri nizkih hitrostih. Treba je doseči, da se polnjenje baterije začne pri 100 vrt./min.

Če izhajamo iz takšnih parametrov, potem za navijanje vseh tuljav ne bo potrebnih več kot 1200 obratov. Če želite določiti zavoje za eno tuljavo, morate izvesti preprosto delitev skupnih kazalnikov po številu posameznih elementov.

Za povečanje moči vetrnice z nizko hitrostjo se poveča število polov. To bo povečalo frekvenco toka v tuljavah. Navijanje tuljave je treba opraviti z debelim bakrene žice. To bo zmanjšalo vrednost upora in posledično povečalo moč toka. Pomembno je upoštevati, da se lahko z močnim povečanjem napetosti tok v celoti porabi za upor navitij. Za poenostavitev navijanja lahko uporabite poseben stroj.

V skladu s številom in debelino magnetov, pritrjenih na diske, se lastnosti delovanja aparata spreminjajo. Da bi ugotovili, kakšne kazalnike moči bomo na koncu dobili, je dovolj, da en element navijete in se pomaknete v enoti. Za določitev značilnosti moči se napetost meri pri določenih vrtljajih.

Pogosto je tuljava okrogla, vendar je priporočljivo, da jo rahlo raztegnete. V tem primeru bo v vsakem sektorju več bakra, razporeditev zavojev pa postane gostejša. Premer notranje luknje tuljave mora biti enak dimenzijam magneta. Pri izdelavi statorja je pomembno upoštevati, da mora biti po debelini enaka parametrom magnetov.

Običajno se vezan les uporablja kot surovina za stator, vendar je na papirni plošči povsem mogoče narediti oznake z risanjem sektorjev za tuljave in uporabiti navaden plastelin za robnike. Za moč izdelka se uporabljajo steklena vlakna, ki se nahajajo na dnu kalupa na vrhu tuljav. Pomembno je, da se epoksid ne lepi na kalup. Da bi to naredili, je na vrhu prekrit z voskom. Tuljave so togo pritrjene drug na drugega, konci faz pa so izpeljani. Po tem so vse žice povezane po shemi zvezda ali trikot. Za testiranje končana naprava se vrti ročno.

Običajno je končna višina jambora 6 metrov, če pa je mogoče, je bolje, da jo povečate za 2-krat. Zaradi tega se za njegovo pritrditev uporablja betonska podlaga. Pritrditev mora biti taka, da je cev mogoče enostavno dvigniti in spustiti z vitlom. Na zgornjem koncu cevi je pritrjen vijak.

Za izdelavo vijaka potrebujete PVC cev, katerega presek mora biti 16 cm Iz cevi je izrezan dvometrski vijak s šestimi rezili. Optimalna oblika rezila se določi eksperimentalno, kar vam omogoča povečanje navora pri minimalni hitrosti. Za preusmeritev propelerja pred močnimi sunki vetra se uporablja zložljiv rep. Proizvedena električna energija je shranjena v baterijah.

Video: domači vetrni generator

Po preučitvi razpoložljivih možnosti za vetrne turbine se bo lahko vsak lastnik stanovanja odločil za primerno napravo za svoje namene. Vsak od njih ima tako pozitivne kot negativne lastnosti. Učinkovitost vetrnice lahko občutite predvsem zunaj mesta, kjer je nenehno gibanje zračnih mas.

Na žalost organizacije za oskrbo z električno energijo pogosto ne zagotavljajo električne energije zasebnim gospodinjstvom. Zaradi izpada električne energije so lastniki dacha in podeželske hišice prisiljeni obrniti se na alternativne vire električne energije. Najpogostejši med njimi je generator.

Značilnosti električnega generatorja in njegov obseg

Električni generator je mobilna naprava, ki se uporablja za pretvorbo in shranjevanje električne energije. Načelo delovanja te naprave je preprosto, kar vam omogoča, da jo izdelate sami. Diagram preprostega generatorja je mogoče zlahka najti na internetu.

Ročno izdelana enota ne bo vreden konkurent tovarniško sestavljenemu izdelku, toda ta optimalna rešitevče želite prihraniti znaten znesek denarja.

Električni generatorji imajo precej širok spekter uporabe. Kot lahko vidite na fotografiji domačih generatorjev, se lahko uporabljajo v vetrnih elektrarnah, pri varjenju in tudi kot naprava brez povezave za podporo električne energije v zasebnih domovih.

Generator se vklopi z vhodno napetostjo. Da bi to naredili, je naprava priključena na vir napajanja, vendar to ni racionalno za mini elektrarno, saj mora proizvajati električni tok in ga ne porabiti za zagon.

Zaradi tega so še posebej priljubljeni modeli, opremljeni z možnostjo zaporednega preklopa kondenzatorjev ali s funkcijo samovzbujanja.

Nianse, ki jih morate vedeti, da ustvarite električni generator

Nakup generatorja je precej drag. Zato se vse več vnetih lastnikov zateka k izdelavi enote z lastnimi rokami. Enostavnost načela delovanja in oblikovalske rešitve vam omogoča, da sestavite električno generatorsko napravo v samo nekaj urah.

Kako narediti generator z lastnimi rokami?

Prva faza je nastavitev celotne opreme tako, da hitrost vrtenja presega hitrost elektromotorja. Po merjenju količine vrtenja motorja dodajte še 10%. Dobili boste hitrost, s katero naj bi generator deloval.

Drugi korak - spreminjanje generatorja zase s pomočjo kondenzatorjev. Zelo pomembno je pravilno določiti potrebno zmogljivost.

Tretji korak je namestitev kondenzatorjev. Tukaj je treba strogo upoštevati izračun. Poleg tega se morate prepričati o kakovosti izolacije. To je vse - montaža generatorja je končana.

Mojstrski razred o izdelavi generatorja asinhronega tipa

Ena najpogostejših vrst domačih generatorjev je asinhroni električni generator. To je posledica njegovega preprostega načela delovanja in dobrih tehničnih lastnosti.

Kaj potrebujete za izdelavo takšnega generatorja z lastnimi rokami? Najprej boste potrebovali asinhroni motor. Njegova značilnost so kratkostični zavoji namesto magneta na rotorju. Potrebovali boste tudi kondenzatorje.

Navodila za izdelavo

Priključite voltmeter na katero koli navitje motorja in zavrtite gred. Voltmeter bo pokazal prisotnost napetosti, ki je vzeta zaradi preostale magnetizacije rotorja.

To še ni generator. Poskusimo ustvariti magnetno polje s pomočjo rotorskih tuljav. Ko je elektromotor vklopljen, se kratkostični zavoji rotorja magnetizirajo. Podoben rezultat je mogoče dobiti, ko naprava deluje v načinu "generator".

Na eno od statorskih navitij postavimo šant z uporabo neelektričnega kondenzatorja. Zavrtimo gred. Vrednost nastale napetosti bo sčasoma postala enaka nazivni napetosti motorja. Nato preostala navitja napajalne naprave preklopimo s kondenzatorjem in jih povežemo.

Generator velja za potencialno nevarno napravo, zato ravnanje z njim zahteva posebno skrb. Zaščiten mora biti pred atmosferskimi padavinami in mehanskimi udarci. Najbolje je narediti posebno ohišje.

Če je naprava avtonomna, mora biti opremljena s senzorji in napravami za beleženje potrebnih podatkov. Prav tako je zaželeno, da napravo opremite z gumbom za vklop / izklop.

Ob najmanjšem dvomu v svoje sposobnosti je bolje opustiti samostojno izdelavo generatorja.

DIY foto generatorji

Iz tega, kar lahko sestavite električni generator z lastnimi rokami

Na žalost domače energetske organizacije ne držijo svoje besede. Njihove pogodbe, podpisane s potrošniki, niso vredne nič. Oskrba z električno energijo izven velikih mest je nestabilna, kakovost dobavljenega toka je nizka (misli se na napetost), zato imajo prebivalci manjših mest in krajev vedno na zalogi sveče, petrolejke, najnaprednejši pa vgradijo bencinske generatorje toka. Ta članek bo ponudil še eno možnost, ki bo označena z vprašanjem, kako narediti električni generator z lastnimi rokami? Poglejmo eno različico te naprave.

Električni generator iz pohodnega traktorja

Prebivalci primestnih vasi že dolgo uporabljajo pohodne traktorje. Konec koncev je danes tako rekoč najbolj zanesljiv pomočnik, brez katerega delo na vrtu ali vrtu ni opravljeno. Res je, tako kot vsa ta vrsta orodja tudi pohodni traktor ne uspe. Lahko ga obnovite, a kot kaže praksa, je bolje kupiti novega.

Lastniki instrumenta se ne mudijo, da bi se poslovili od njega, zato ima vsak lastnik podeželske hiše en star izvod v shrambi. Možno ga bo uporabiti pri zasnovi električnega generatorja z napetostjo 220/380 voltov. Ustvaril bo navor za trenutni generator, ki ga je mogoče prilagoditi kot običajni asinhronski motor. V tem primeru bo potreben zmogljiv elektromotor (vsaj 15 kW, s hitrostjo gredi 800-1600 vrt/min). Zakaj tako velika moč motorja?

Ni smiselno narediti domačega generatorja za nekaj žarnic, saj se rešuje vprašanje popolne oskrbe podeželske hiše z električno energijo. In z elektromotorjem majhne moči ne bo šlo za dovolj električne energije. Čeprav je vse odvisno od skupne moči gospodinjskih aparatov in razsvetljave doma. Konec koncev, v majhne dače razen hladilnika s TV ni nič. Zato nasvet - najprej izračunajte moč hiše, nato izberite elektromotor-generator.

Montaža generatorja

Torej, če želite z lastnimi rokami sestaviti bencinski generator z napetostjo 220 voltov, morate na en okvir namestiti pohodni traktor in električni motor, tako da so njihove gredi vzporedne. Stvar je v tem, da se bo vrtenje s pohodnega traktorja na elektromotor prenašalo z dvema jermenicama. Eden bo nameščen na gredi bencinskega motorja, drugi pa na gredi električnega. V tem primeru je treba pravilno izbrati premer jermenic. Te dimenzije izberejo hitrost vrtenja električni motor. Ta indikator mora biti enak nazivni vrednosti, ki je navedena na oznaki opreme. rahlo odstopanje v velika stran znotraj 10-15% je dobrodošlo.

Ko bo mehanski del sklopa končan, bodo jermenice, povezane s jermenom, nameščene, lahko nadaljujete na električni del.

Naprava za električni generator

• Najprej so navitja elektromotorja povezana v zvezdni vzorec.
• Drugič, kondenzatorji, priključeni na vsako navitje, morajo tvoriti trikotnik.
• Tretjič, napetost v takem vezju se odstrani med koncem navitja in središčno točko. Tu se dobi tok 220 voltov, med navitji pa 380 voltov.

Pozor! Kondenzatorji, nameščeni v električnem tokokrogu, morajo imeti enako kapacitivnost. V tem primeru je vrednost kapacitivnosti izbrana glede na moč elektromotorja. Prav to razmerje bo podpiralo pravilno delovanje samega tokovnega generatorja, predvsem pa njegov zagon.

Za informacijo navajamo razmerje med močjo motorja in kapacitivnostjo kondenzatorjev:

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

Oglejte si nekaj koristnih nasvetov strokovnjakov.

• Če se elektromotor segreje, je treba kondenzatorje zamenjati na elemente z zmanjšano zmogljivostjo.
• Običajno se za domače generatorje električne energije uporabljajo kondenzatorji z napetostjo najmanj 400 voltov.
• Običajno je en kondenzator dovolj za uporovno obremenitev.
• Če je za napajanje hiše potrebno uporabiti vse tri faze elektromotorja, je treba v omrežje namestiti trifazni transformator.

In en trenutek. Če se soočate s težavo, kako organizirati ogrevanje z domačim električnim generatorjem, bo motor iz pohodnega traktorja tukaj majhen (kar pomeni moč naprave). Najboljša možnost je motor iz avtomobila, na primer iz Oke ali Zhigulija. Mnogi lahko rečejo, da bo takšna oprema stala precej peni. Nič takega. Danes lahko kupite rabljen avto za drobiž, zato bodo stroški mizerni.

Prednosti in slabosti

Torej, kakšne so prednosti te naprave:

• Tolažiš se z mislijo, da si ga naredil sam. To pomeni, da ste ponosni nase.
• Finančni stroški so zmanjšani na minimum. Domača enota bo stalo veliko manj kot njegov tovarniški kolega.
• Če so vsi koraki montaže izvedeni pravilno, potem sestavite z lastnimi rokami električna oprema se lahko šteje za zanesljivega in precej produktivnega.

Nekaj ​​negativnih točk tovrstnih naprav.

• Če ste novi v elektriki ali poskušate, ne da bi se poglobili v vse tankosti in nianse montaže, izdelati tokovni generator, potem ne boste uspeli. Čas in denar, ki ga porabite, se bosta štela za vržena v veter.

Načeloma je to edina pomanjkljivost, ki vliva optimizem.

Druge izvedbe generatorjev

Možnost bencina ni edina. Lahko naredite vrtenje gredi motorja različne poti. Na primer z uporabo mlina na veter ali vodne črpalke. Ne najbolj preprosti dizajni, vendar prav oni omogočajo odmik od porabe energije v obliki bencina.

Na primer, enostavno je sestaviti hidrogenerator z lastnimi rokami. Če v bližini hiše teče reka, lahko njeno vodo uporabimo kot silo za vrtenje jaška. V ta namen je v kanal nameščen kolo s številnimi posodami. S to zasnovo je mogoče ustvariti tok vode, ki bo vrtel turbino, pritrjeno na gred elektromotorja. In večja kot je prostornina vsakega rezervoarja, pogosteje so nameščeni (število se poveča), večja je moč pretoka vode. Pravzaprav je to neke vrste regulator napetosti generatorja.

Pri vetrnih generatorjih je malo drugače, saj obremenitve vetra niso konstantne vrednosti. Vrtenje vetrnice, ki se prenaša na gred elektromotorja, je treba regulirati, prilagajati zahtevani vrednosti frekvence vrtenja gredi elektromotorja. Zato je v tej zasnovi regulator napetosti običajen mehanski menjalnik. Ampak tukaj, kot pravijo, dvorezen meč. Če veter zmanjša sunke, je potreben pospeševalni menjalnik, če pa se, nasprotno, poveča, je potreben redukcijski menjalnik. To je zapletenost konstrukcije vetrnega generatorja.

Zaključek o temi

Če povzamemo, morate razumeti, da domači generatorji električne energije niso panaceja. Bolje je zagotoviti, da se v vas stalno oskrbuje električna energija. To je težko doseči, vendar lahko odškodnino za nevšečnosti dobite prek sodišča. In že prejeti denar bo porabljen za nakup tovarniškega bencinskega generatorja. Res je, da boste morali upoštevati porabo dragega goriva (bencin). Če pa obstaja želja po sestavljanju električnega generatorja z lastnimi rokami, se poglobite v temo in poskusite.

Kako pravilno priključiti električni motor od 380 do 220 voltov

Kako narediti generator iz asinhronega motorja z lastnimi rokami

Naprava in načelo delovanja trifaznega asinhronega motorja

http://onlineelektrik.ru

V tem projektu bomo pogledali, kako lahko sestavite preprost bencinski generator, ki ga naredite sami, iz poceni komponent. Avtor je vse naredil na osnovi bencinskega motorja iz kosilnice, pa tudi trajnega motorja, ki se uporablja kot generator električne energije. Takšen generator je potreben za polnjenje baterij, ko so sončni paneli oz propelerji ne zagotavljajo potrebne količine energije.

Kar zadeva resnične domače tehnične podatke, ima naprava izhod 12V / 16A.

Je pa resnični cilj avtorja ustvariti instalacijo, prek katere bo nastajal bioplin. Verjetno je v načrtu ta ali podoben generator napajati s takšnim plinom in prejemati brezplačno elektriko. Tudi podoben generator lahko deluje na lesni plin, če ustvarite instalacijo za njegovo proizvodnjo.

Materiali in orodja za domačo izdelavo:
- bencinski motor (primeren za kosilnico);
- motor enosmerni tok pri 90V (najdete ga v tekalnih stezah in tako naprej);
- jermenice in jermen;
- U-vijaki z maticami;
- kos plastike ali drugega materiala za izdelavo nosilca za motor (generator);
- tečaj (potreben, da se pas lahko potegne);
- vrtalnik, rezalno orodje in druge.

Postopek izdelave generatorja:

Korak 1. Priprava motorja
Če je bil motor kupljen v rabljenem stanju, ga bo treba uglasiti in po možnosti popraviti. Pri nakupu je pomembno izmeriti kompresijsko razmerje, če je le mogoče. Če se izkaže za slabo, bo motor deloval slabo in porabil veliko goriva. Prav tako boste morali skrbno nastaviti uplinjač.

Iz kosilnice morate odstraniti rezilo, zaščitno krilo in druge elemente, ki niso pomembni in bodo motili. Praviloma je tukaj vse preprosto odstranjeno, potrebovali boste ključi in izvijači.

2. korak. Namestitev električnega generatorja (DC motor)
Za zavarovanje generatorja je avtor potreboval debel kos trde plastike. Izrezan je bil na velikost in privit v obliki črke "U". Za takšne namene sta odlična tudi kovina ali les, najlažje pa je delati s plastiko.

Nato bo potrebno malo navdušenja, da sestavite tečaj, ki bo držal motor. S tem tečajem lahko motor dvignete ali spustite in s tem prilagodite napetost jermena. Primerno za takšne namene tečaj vrat. Za zanesljivost je najbolje uporabiti dve zanki hkrati, izbrati pa morate močnejše.

Za priročno napetost jermena avtor izdela ročaj, ki se poveže z motorjem (generatorjem). Na mestu, kjer je ročaj pritrjen, je plošča s številnimi luknjami, ki vam bodo omogočila pritrditev ročaja pod določenim kotom. Ta ročaj med drugim deluje kot sklopka, potrebna je za lažji zagon bencinskega motorja.

Če boste uporabili plastiko ali tanko kovino, vijakov ne privijajte preveč, saj se lahko material upogne, kot se je zgodilo pri avtorju.

Korak 3. Testiranje generatorja
Najprej morate za zagon generatorja spustiti gumb za napetost jermena in ga s tem popustiti. Zdaj morate zagnati bencinski motor. Ko se segreje, lahko dvignete ročaj nazaj, zdaj se bo pas raztegnil in električni motor bo začel proizvajati tok.

Tukaj je pomembno izbrati optimalno hitrost bencinskega motorja. Prvič, napetost, ki jo proizvaja generator, je odvisna od hitrosti. In drugič, poraba goriva je odvisna od tega.

Kot test generatorja je avtor vzel blok 12V žarnic v količini 20 kosov, vsaka svetilka porabi 2 A. Več žarnic bo vklopljenih, večja obremenitev bo šla na generator. Če prižgete vse svetilke, bo obremenitev 40 A, vendar je to preveč in niti ni potrebno za tak generator.

Sprva so bile priključene 4 svetilke, obremenitev je bila 8 A, generator pa je zlahka zdržal, svetilke so močno gorele. Ta napetost je dovolj za polnjenje baterije. Kasneje je avtor odvil še 2 svetilki, to je obremenitev 10A. Teoretično lahko tak generator proizvede več kot 10 A, vendar izkušnje kažejo, da pri večji obremenitvi motor začne delovati. Mogoče zato, ker je star in potrebuje obnovo. Načeloma lahko poveča kompresijsko razmerje in napolni sintetično olje za izboljšanje zmogljivosti.

4. korak: Polnjenje baterije
Pomembno je omeniti, da mora biti pri polnjenju iz takšnega generatorja v vezju dioda. To bo preprečilo smer toka v motor in posledično izgube. Avtor takšne diode ni uporabil, saj ima poseben krmilnik za polnjenje baterij iz takšnih virov, ta krmilnik že ima zaščitno diodo. Poleg tega krmilnik preprečuje ponovno polnjenje in ustrezno poškodovanje baterije. Mimogrede, avtor je krmilnik sestavil tudi z lastnimi rokami.

Rusija ima dvojno stališče glede virov vetrne energije. Po eni strani zahvaljujoč ogromni celotna površina in k obilici ravnin je vetra v celoti obilno in večinoma celo. Po drugi strani pa so naši vetrovi pretežno nizkopotencialni, počasni, glej sl. Na tretjem, v redko poseljenih območjih, so vetrovi siloviti. Na podlagi tega je naloga zagona vetrnega generatorja na kmetiji precej pomembna. Toda, da bi se odločili, ali boste kupili precej drago napravo ali jo izdelali sami, morate dobro premisliti, katero vrsto (in veliko jih je) za kakšen namen izbrati.

Osnovni koncepti

1. KIJEV - faktor izkoriščenosti vetrne energije. Če se za izračun uporablja mehanistični ploski model vetra (glej spodaj), je enak izkoristku rotorja vetrne elektrarne (APU).
2. Učinkovitost - učinkovitost APU-ja od konca do konca, od prihajajočega vetra do sponk električnega generatorja ali do količine vode, ki se črpa v rezervoar.
3. Najmanjša delovna hitrost vetra (MPS) je njegova hitrost, pri kateri vetrnica začne oddajati tok bremenu.
4. Največja dovoljena hitrost vetra (MPS) je njegova hitrost, pri kateri se proizvodnja energije ustavi: avtomatizacija bodisi izklopi generator, bodisi postavi rotor v vetrovko, ali ga zloži in skrije, ali pa se rotor sam ustavi ali APU preprosto sesuje.
5. Začetna hitrost vetra (SV) - pri tej hitrosti se rotor lahko vrti brez obremenitve, se zavrti in preide v način delovanja, po katerem se lahko vklopi generator.
6. Negativna zagonska hitrost (OSS) - to pomeni, da APU (ali vetrna turbina - vetrna elektrarna ali WEA, vetrna elektrarna) zahteva obvezno vrtenje iz zunanjega vira energije za zagon pri kateri koli hitrosti vetra.
7. Začetni (začetni) trenutek - sposobnost rotorja, ki je na silo upočasnjen v zračnem toku, da ustvari navor na gredi.
8. Vetrna turbina (VD) - del APU od rotorja do gredi generatorja ali črpalke ali drugega porabnika energije.
9. Rotacijski vetrni generator - APU, pri katerem se energija vetra pretvori v navor na gredi za odjem moči z vrtenjem rotorja v zračnem toku.
10. Razpon delovne hitrosti rotorja je razlika med MDS in MRS pri nazivni obremenitvi.
11. Počasna vetrnica - v njej hitrost linije delov rotorja v toku bistveno ne presega hitrosti vetra ali pod njo. Dinamična glava toka se neposredno pretvori v potisk rezila.
12. Visokohitrostna vetrnica - linearna hitrost lopatic je bistveno (do 20 ali večkrat) višja od hitrosti vetra, rotor pa tvori lastno kroženje zraka. Cikel pretvorbe energije pretoka v potisk je zapleten.

Opombe:

1. Nizkohitrostni APU imajo praviloma nižji CIEV kot visokohitrostni, vendar imajo začetni navor, ki zadostuje za vrtenje generatorja brez odklopa bremena in nič TCO, t.j. popolnoma samozagnan in uporaben pri najlažjih vetrovih.
2. Počasi in hitrost sta relativna pojma. Gospodinjski mlin na veter pri 300 vrt./min je lahko nizkohitrostni in zmogljivi APU tipa EuroWind, od katerih pridobivajo polja vetrnih elektrarn, vetrnih elektrarn (glej sliko) in katerih rotorji naredijo približno 10 vrt/min - visoko- hitrost, ker. s takšnim premerom sta linearna hitrost lopatic in njihova aerodinamika v večjem delu razpona precej "letalski", glej spodaj.

Kateri generator je potreben?

Električni generator za mlin na veter gospodinjski namen mora proizvajati električno energijo v širokem razponu vrtilnih frekvenc in imeti možnost samozagona brez avtomatizacije in zunanjih virov energije. V primeru uporabe APU z OSS (mline na veter s spin-upom), ki imajo praviloma visoko KIEV in učinkovitost, mora biti tudi reverzibilna, t.j. biti sposoben delati kot motor. Pri moči do 5 kW temu pogoju izpolnjujejo električni stroji s trajnimi magneti na osnovi niobija (supermagneti); na jeklenih ali feritnih magnetih lahko računate na največ 0,5-0,7 kW.

Opomba: asinhroni alternatorji ali kolektorski alternatorji z nemagnetiziranim statorjem sploh niso primerni. Z zmanjšanjem moči vetra bodo "ugasnili" veliko preden njegova hitrost pade na MRS, nato pa se ne bodo začeli sami.

Odlično "srce" APU z močjo od 0,3 do 1-2 kW dobimo iz alternatorja z vgrajenim usmernikom; večina jih je zdaj. Prvič, ohranjajo izhodno napetost 11,6-14,7 V v precej širokem razponu hitrosti brez zunanjih elektronskih stabilizatorjev. Drugič, silikonska vrata se odprejo, ko napetost na navitju doseže približno 1,4 V, pred tem pa generator "ne vidi" obremenitve. Da bi to naredili, mora biti generator že precej dobro odvit.

V večini primerov lahko oscilator povežete neposredno, brez zobnika ali jermenskega pogona, na visokohitrostno gred HP z izbiro hitrosti z izbiro števila rezil, glejte spodaj. "Hitri sprehajalci" imajo majhen ali ničelni začetni navor, vendar bo imel rotor, tudi brez odklopa bremena, dovolj časa, da se zavrti, preden se ventili odprejo in generator odda tok.

Izbira v vetru

Preden se odločimo, kateri vetrni generator narediti, se odločimo za lokalno aerologijo. v sivo-zeleni barvi(brezvetrnih) območij vetrne karte, bo vsaj nekaj smisla le iz jadralske vetrne turbine(o njih bomo govorili kasneje). Če potrebujete stalno napajanje, boste morali dodati ojačevalnik (usmernik s stabilizatorjem napetosti), polnilnik, zmogljiva baterija, pretvornik 12/24/36/48 V DC na 220/380 V 50 Hz AC. Takšno gospodarstvo bo stalo nič manj kot 20.000 dolarjev in malo verjetno je, da bo mogoče odstraniti dolgoročno moč več kot 3-4 kW. Na splošno z neusmiljenim zasledovanjem alternativna energija bolje poiskati drug vir.

V rumeno-zelenih, rahlo vetrovnih krajih, če potrebujete elektriko do 2-3 kW, se lahko sami lotite nizke hitrosti vertikalni vetrni generator . Razvitih je bilo nešteto in obstajajo modeli, ki glede na KIJEV in učinkovitost skoraj niso slabši od "rezil" industrijska proizvodnja.

Če boste za svoj dom kupili vetrno turbino, potem je bolje, da se osredotočite na mlin na veter z jadralnim rotorjem. Veliko je sporov in v teoriji še ni vse jasno, vendar delujejo. V Ruski federaciji se v Taganrogu proizvajajo "jadrnice" z zmogljivostjo 1-100 kW.

V rdečih, vetrovnih regijah je izbira odvisna od zahtevane moči. V razponu od 0,5-1,5 kW so samo-izdelane "vertikale" upravičene; 1,5-5 kW - kupljene "jadrnice". "Vertical" je mogoče kupiti tudi, vendar bo stalo več kot APU vodoravna postavitev. In končno, če potrebujete mlin na veter z močjo 5 kW ali več, potem morate izbrati med vodoravnimi kupljenimi "lopaticami" ali "jadrnicami".

Opomba: mnogi proizvajalci, zlasti drugi nivo, ponujajo komplete delov, iz katerih lahko sami sestavite vetrni generator z močjo do 10 kW. Takšen komplet bo stal 20-50% cenejši od že pripravljenega z namestitvijo. Toda pred nakupom morate natančno preučiti aerologijo predvidenega mesta namestitve in nato izbrati ustrezen tip in model v skladu s specifikacijami.

O varnosti

Deli vetrne turbine za domačo uporabo imajo lahko linearno hitrost več kot 120 in celo 150 m/s, kos katerega koli trdnega materiala, ki tehta 20 g, ki leti s hitrostjo 100 m/s, z "uspešno" udarec, ubije zdravega človeka na mestu. Jeklena ali trda plastična plošča debeline 2 mm, ki se premika s hitrostjo 20 m/s, jo prepolovi.

Poleg tega je večina vetrnic nad 100 vatov precej hrupnih. Mnogi ustvarjajo ultra nizko (manj kot 16 Hz) frekvenčna nihanja zračnega tlaka - infrazvoke. Infrazvoki so neslišni, vendar škodljivi za zdravje in se širijo zelo daleč.

Opomba: v poznih 80. letih se je v ZDA zgodil škandal - največjo vetrno elektrarno v takratni državi so morali zapreti. Indijanci iz rezervata, 200 km od polja njene APU, so na sodišču dokazali, da so zdravstvene motnje, ki so se pri njih močno povečale po zagonu vetrne elektrarne, posledica njenih infrazvokov.

Zaradi zgoraj navedenih razlogov je dovoljena namestitev APU na razdalji najmanj 5 njihovih višin od najbližjih stanovanjskih zgradb. Na dvoriščih zasebnih gospodinjstev je možno namestiti vetrnice industrijske proizvodnje, ustrezno certificirane. APU je na splošno nemogoče namestiti na strehe - med njihovim delovanjem, tudi pri tistih z nizko porabo, nastanejo izmenične mehanske obremenitve, ki lahko povzročijo resonanco gradbena konstrukcija in njegovo uničenje.

Opomba: višina APU je najvišja točka pometnega diska (za rotorje z lopaticami) ali geometrijska figura (za navpične APU z rotorjem na drogu). Če jambor APU ali os rotorja štrlita še višje, se višina izračuna glede na njihov vrh - vrh.

Veter, aerodinamika, KIJEV

Domač vetrni generator upošteva enake zakone narave kot tovarniško izdelan, izračunan na računalniku. In mojster mora zelo dobro razumeti osnove svojega dela - najpogosteje nima na voljo dragih ultra modernih materialov in tehnološko opremo. Aerodinamika APU je tako težka ...

Veter in KIJEV

Za izračun serijskih tovarniških APU-jev se uporablja t.i. ploščati mehanistični model vetra. Temelji na naslednjih predpostavkah:

• Hitrost in smer vetra sta konstantni znotraj efektivne površine rotorja.
• Zrak je neprekinjen medij.
• Učinkovita površina rotorja je enaka pometni površini.
• Energija zračnega toka je čisto kinetična.

V takih pogojih se največja energija enote prostornine zraka izračuna po šolski formuli ob predpostavki, da je gostota zraka pri normalnih razmerah 1,29 kg*kub. m. Pri hitrosti vetra 10 m / s ena kocka zraka nosi 65 J, iz enega kvadrata efektivne površine rotorja pa je mogoče pri 100 % učinkovitosti celotne APU odstraniti 650 W. To je zelo poenostavljen pristop - vsi vedo, da veter ni popolnoma enakomeren. Toda to je treba storiti, da se zagotovi ponovljivost izdelkov - običajna stvar v tehnologiji.

Ravnega modela ne gre zanemariti, saj daje jasen minimum razpoložljive energije vetra. Toda zrak je, prvič, stisljiv, in drugič, zelo tekoč (dinamična viskoznost je le 17,2 μPa * s). To pomeni, da lahko tok teče okoli pometenega območja, kar zmanjša efektivno površino in KIEV, kar je najpogosteje opaženo. Toda načeloma je možna tudi obratna situacija: veter teče do rotorja in površina efektivne površine se nato izkaže za večjo od pometane, KIJEV pa je večji od 1 glede na tisti pri ravnem vetru .

Naj navedemo dva primera. Prva je jahta za razvedrilo, precej težka, jahta lahko ne le proti vetru, ampak tudi hitreje od njega. Veter je mišljen zunanji; navidezni veter mora biti še vedno hitrejši, drugače kako bo potegnil ladjo?

Drugi je klasika zgodovine letalstva. Na testih MIG-19 se je izkazalo, da prestreznik, ki je bil tono težji od frontnega lovca, pospešuje hitreje. Z istimi motorji v istem letalu.

Teoretiki niso vedeli, kaj naj si mislijo, in so resno dvomili v zakon ohranjanja energije. Na koncu se je izkazalo, da je bila točka stožec radarskega ohišja, ki štrli iz dovoda zraka. Od njegovega prsta do školjke se je pojavilo zračno tesnilo, kot da bi ga zgrabljalo od strani do kompresorjev motorja. Od takrat so se udarni valovi v teoriji trdno uveljavili kot uporabni, fantastične letne zmogljivosti sodobnih letal pa so v veliki meri posledica njihove spretne uporabe.

Aerodinamika

Razvoj aerodinamike je običajno razdeljen na dve dobi - pred N. G. Žukovskim in pozneje. Njegovo poročilo »O pritrjenih vrtincih« z dne 15. novembra 1905 je bilo začetek novo obdobje v letalstvu.

Pred Žukovskim so leteli na ravnih jadrih: verjeli so, da delci prihajajočega toka dajejo ves zagon sprednjemu robu krila. To je omogočilo, da se takoj znebimo vektorske količine - kotnega momenta -, ki je ustvarila besno in najpogosteje neanalitično matematiko, preide na veliko bolj priročna skalarna čisto energijska razmerja in na koncu dobimo izračunano tlačno polje na nosilni ravnini, bolj ali manj podoben sedanjemu.

Tak mehanistični pristop je omogočil ustvarjanje naprav, ki bi se lahko vsaj dvignile v zrak in letele z enega kraja na drugega, ne da bi se nujno nekje na poti zrušile na tla. Toda želja po povečanju hitrosti, nosilnosti in drugih lastnosti letenja je vse bolj razkrivala nepopolnost prvotne aerodinamične teorije.

Ideja Žukovskega je bila naslednja: vzdolž vrha in spodnje površine Wing air potuje po drugačni poti. Iz pogoja kontinuitete medija (vakuumski mehurčki se v zraku ne tvorijo sami) sledi, da se morajo hitrosti zgornjega in spodnjega toka, ki se spuščajo od zadnjega roba, razlikovati. Zaradi sicer majhne, ​​a končne viskoznosti zraka naj bi tam zaradi razlike v hitrostih nastal vrtinec.

Vrtinec se vrti in za vektorske količine velja tudi zakon o ohranitvi zagona, tako nespremenljiv kot zakon o ohranitvi energije, t.j. upoštevati je treba smer gibanja. Zato bi moral takoj na zadnjem robu nastati nasprotno vrteči se vrtinec z enakim navorom. Za kaj? Zaradi energije, ki jo proizvaja motor.

Za prakso letalstva je to pomenilo revolucijo: z izbiro ustreznega profila krila je bilo mogoče izstreliti pritrjen vrtinec okoli krila v obliki kroženja Г, s čimer se je povečalo njegovo dviganje. To pomeni, da lahko s porabo dela in pri velikih hitrostih in obremenitvah kril - velikega dela moči motorja ustvarite zračni tok okoli naprave, kar vam omogoča doseganje boljših letnih lastnosti.

To je postalo letalsko letalstvo in ne del aeronavtike: zdaj letalo lahko bi ustvaril okolje, ki ga je potreboval za let, in ne bi bil več igrača zračni tokovi. Vse, kar potrebujete, je močnejši motor in vedno močnejši ...

Spet KIJEV

Toda vetrnica nima motorja. Nasprotno, mora vzeti energijo vetru in jo dati potrošnikom. In tukaj pride ven - izvlekel je noge, rep se mu je zataknil. V lastno cirkulacijo rotorja spuščajo premalo vetrne energije - šibak bo, potisk rezila bo majhen, KIJEV in moč pa nizka. Dajmo veliko za kroženje - rotor se bo v rahlem vetru vrtel kot nor v prostem teku, a potrošniki spet malo dobijo: dali so malo obremenitve, rotor se je upočasnil, veter je odpihnil cirkulacijo in rotor se je ustavil.

Zakon ohranjanja energije daje "zlato sredino" tik na sredini: 50% energije damo obremenitvi, za preostalih 50% pa zasukamo tok na optimum. Praksa potrjuje predpostavke: če je izkoristek dobrega vlečnega propelerja 75-80%, potem KIEV rotorja z lopaticami, ki je tudi skrbno izračunan in pihan v vetrovniku, doseže 38-40%, t.j. do polovice tega, kar je mogoče doseči s presežkom energije.

Sodobnost

Danes se aerodinamika, oborožena s sodobno matematiko in računalniki, vse bolj odmika od neizogibno poenostavljajočih modelov k natančnemu opisu obnašanja resničnega telesa v resničnem toku. In tukaj, poleg splošne črte - moč, moč in še enkrat moč! – stranske poti so odkrite, a obetavne le z omejeno količino energije, ki vstopa v sistem.

Slavni alternativni letalec Paul McCready je že v 80. letih ustvaril letalo z dvema motorjema iz motorne žage s 16 KM. prikazuje 360 ​​km/h. Poleg tega je bilo njegovo podvozje tricikel, ki ga ni bilo mogoče umakniti, kolesa pa so bila brez obročev. Nobeden od McCreadyjevih strojev ni šel na linijo in šel na bojno dolžnost, ampak dva - ena z batni motorji in propelerji, in drugi curek - je prvič v zgodovini letel naokoli globus brez pristanka na eni bencinski črpalki.

Razvoj teorije je pomembno vplival tudi na jadra, iz katerih je nastalo prvotno krilo. "Živa" aerodinamika je jahtam omogočila veter 8 vozlov. stojalo na hidrokrilih (glej sliko); za razpršitev takega hulka do želene hitrosti s propelerjem je potreben motor z najmanj 100 KM. Dirkaški katamarani z enakim vetrom gredo s hitrostjo okoli 30 vozlov. (55 km/h).

Obstajajo tudi najdbe, ki so povsem netrivialne. Ljubitelji najredkejših in najbolj ekstremnih športov - base jumpinga - oblečeni v apecial wing obleko, wingsuit, letijo brez motorja, manevrirajo s hitrostjo več kot 200 km/h (slika desno) in nato gladko pristanejo v vnaprej izbrano mesto. V kateri pravljici ljudje letijo sami?

Rešene so bile tudi številne skrivnosti narave; zlasti let hrošča. Po klasični aerodinamiki ni sposoben leteti. Tako kot prednik "stealth" F-117 s svojim krilom v obliki diamanta, se tudi ta ne zmore dvigniti v zrak. In MIG-29 in Su-27, ki lahko nekaj časa letita prvi na rep, sploh ne sodita v nobeno idejo.

In zakaj je potem, ko se ukvarjamo z vetrnimi turbinami, ki niso zabava in ne orodje za uničenje svoje vrste, ampak vir vitalnega vira, nujno plesati iz teorije šibkih tokov z njenim modelom ravni veter? Ali res ni poti naprej?

Kaj pričakovati od klasike?

Vendar pa klasike v nobenem primeru ne bi smeli opustiti. Zagotavlja temelj, na katerega se človek ne more dvigniti višje, brez naslonjenja. Tako kot teorija množic ne prekliče tabele množenja in kvantna kromodinamika ne povzroči, da jabolka poletijo z dreves.

Torej, kaj lahko pričakujete od klasičnega pristopa? Poglejmo sliko. Levo - vrste rotorjev; upodobljeni so pogojno. 1 - navpični vrtiljak, 2 - navpičen pravokoten ( Vetrna turbina); 2-5 - rezalni rotorji z drugačen znesek rezila z optimiziranimi profili.

Desno od vodoravne osi je relativna hitrost rotorja, to je razmerje med linearno hitrostjo rezila in hitrostjo vetra. Navpično navzgor - KIJEV. In navzdol - spet relativni navor. Za en sam (100%) navor se šteje tisti, ki ustvari rotor, ki se v toku prisilno upočasni s 100% KIEV, t.j. ko se vsa energija toka pretvori v rotacijsko silo.

Ta pristop nam omogoča, da naredimo daljnosežne zaključke. Na primer, število rezil je treba izbrati ne samo in ne toliko glede na želeno hitrost vrtenja: 3- in 4-rezila takoj izgubijo veliko glede na KIEV in navor v primerjavi z 2- in 6-rezili, ki dobro delujejo v približno enakem območju hitrosti. In navzven podoben vrtiljak in pravokoten imata bistveno različne lastnosti.

Na splošno je treba dati prednost rotorjem z lopaticami, razen v primerih, ko je potrebna izjemna poceni, preprostost, samozagon brez vzdrževanja brez avtomatizacije in se je nemogoče povzpeti na jambor.

Opomba: govorili bomo predvsem o jadralnih rotorjih - zdi se, da ne sodijo v klasiko.

Navpične črte

APU z navpično osjo vrtenja imajo nesporno prednost za vsakdanje življenje: njihove komponente, ki zahtevajo vzdrževanje, so koncentrirane na dnu in jih ni treba dvigovati. Ostaja, pa tudi ne vedno, samonaravnavajući potisni ležaj, vendar je močan in vzdržljiv. Zato se mora pri načrtovanju preprostega vetrnega generatorja izbira možnosti začeti z navpičnicami. Njihove glavne vrste so prikazane na sl.

sonce

V prvem položaju - najpreprostejši, najpogosteje imenovan rotor Savonius. Dejansko sta ga leta 1924 v ZSSR izumila Ya. A. in A. A. Voronin, finski industrialec Sigurd Savonius pa si je izum brez sramu prisvojil, ne da bi upošteval sovjetski avtorski certifikat, in začel množično proizvodnjo. Toda uvedba izuma v usodo pomeni veliko, zato bomo, da ne bi razburjali preteklosti in ne bi vznemirjali pepela mrtvih, to vetrnico poimenovali Voronin-Savonius rotor ali na kratko rotor sonce.

VS za samostojnega izvajalca je dober za vse, razen za "lokomotivo" KIJEV v 10-18%. Vendar pa je bilo v ZSSR na tem opravljeno veliko dela in obstajajo dogodki. Spodaj bomo obravnavali izboljšano zasnovo, ki ni veliko bolj zapletena, vendar po mnenju KIJEVA daje rezilom verjetnost.

Opomba: BC z dvema rezilom se ne vrti, ampak trza; 4-rezilo je le nekoliko bolj gladko, a v KIJEVU veliko izgubi. Za izboljšanje 4-"korita" se najpogosteje razprostira v dveh nadstropjih - par rezil spodaj in še en par, zasukanih za 90 stopinj vodoravno, nad njimi. KIJEV je ohranjen, stranske obremenitve mehanike pa oslabijo, upogibne pa se nekoliko povečajo in pri vetru več kot 25 m/s ima taka APU gred, t.j. brez ležaja, ki ga fantje raztegnejo nad rotorjem, "zlomi stolp".

Daria

Naslednji je rotor Daria; KIJEV - do 20%. Še bolj preprosto je: rezila so narejena iz preprostega elastičnega traku brez profila. Teorija Darrieusovega rotorja še ni dobro razvita. Jasno je le, da se zaradi razlike začne odvijati aerodinamični upor grbo in pasni žep, nato pa postane nekakšen hitro gibljiv in tvori lastno cirkulacijo.

Rotacijski moment je majhen, v začetnih položajih rotorja vzporedno in pravokotno na veter pa sploh ni, zato je samopromocija mogoča le z neparnim številom lopatic (kril?). obremenitev iz generatorja mora biti v času promocije odklopljena.

Darrieusov rotor ima še dve slabi lastnosti. Prvič, med vrtenjem vektor potiska rezila opisuje popolno revolucijo glede na njegov aerodinamični fokus, in to ne gladko, ampak sunkovito. Zato Darrieusov rotor hitro pokvari svojo mehaniko tudi pri ravnem vetru.

Drugič, Daria ne samo da hrupa, ampak vpije in cvili, do te mere, da se trak strga. To je posledica njegove vibracije. In več kot je rezil, močnejše je rjovenje. Torej, če je Darya narejena, potem je dvokraka, izdelana iz dragih visoko trdnih materialov, ki absorbirajo zvok (karbon, mylar), in majhno letalo se uporablja za vrtenje na sredini droga jambora.

ortogonalno

Na pos. 3 - ortogonalni navpični rotor s profiliranimi rezili. Ortogonalno, ker krila štrlijo navpično. Prehod iz BC v ortogonalno je prikazan na sl. levo.

Kot namestitve lopatic glede na tangento na krog, ki se dotika aerodinamičnih žarišč kril, je lahko pozitiven (na sliki) ali negativen, odvisno od moči vetra. Včasih se rezila vrtijo in nanje namestijo vetrnice, ki samodejno držijo alfo, vendar se takšne strukture pogosto zlomijo.

Osrednje telo (modro na sliki) omogoča povečanje KIJEVA na skoraj 50%. več rezila, zadostuje preprost cilinder. Toda teorija za ortogonalno optimalna količina rezila dajejo nedvoumno: bi jih morali biti natanko 3.

Ortogonalno se nanaša na hitre vetrnice z OSS, t.j. nujno zahteva napredovanje med zagonom in po mirovanju. Po ortogonalni shemi se proizvajajo serijski APU-ji brez vzdrževanja z močjo do 20 kW.

Helikoid

Helikoidni rotor ali Gorlov rotor (poz. 4) - neke vrste ortogonalni, ki zagotavlja enakomerno vrtenje; pravokotno z ravnimi krili "trga" le nekoliko šibkejše od dvokrakega letala. Upogibanje rezil vzdolž helikoida preprečuje izgubo KIEV zaradi njihove ukrivljenosti. Čeprav ukrivljena lopatica zavrne del toka, ne da bi ga uporabila, del tudi zgrablja v območje največje linearne hitrosti in tako kompenzira izgube. Helikoidi se uporabljajo manj pogosto kot druge vetrnice, ker. zaradi zapletenosti izdelave se izkažejo za dražje od enakovrednih analogov.

Sod-sod

Za 5 poz. – rotor tipa BC, obdan z vodilno lopatico; njegova shema je prikazana na sl. na desni. AT industrijsko oblikovanje je redka, tk. draga pridobitev zemljišč ne nadomesti povečanja zmogljivosti, poraba materiala in zahtevnost proizvodnje pa sta visoki. Toda mojster, ki se boji dela, ni več mojster, ampak potrošnik, in če ne potrebujete več kot 0,5-1,5 kW, je zanj "sodček" malenkost:

• Ta vrsta rotorja je popolnoma varna, tiha, ne ustvarja tresljajev in jo je mogoče namestiti kjerkoli, tudi na igrišču.
• Upognite "korito" iz pocinkane in zavarite okvir cevi - delo je nesmisel.
• Vrtenje je popolnoma enakomerno, mehanske dele lahko vzamete iz najcenejših ali iz smeti.
• Ne boji se orkanov - tudi močan veter ne more potisniti v "sod"; okoli njega se pojavi poenostavljen vrtinčni zapredek (ta učinek bomo še srečali).
• In kar je najpomembneje, ker je površina "grabišča" nekajkrat večja od površine rotorja v notranjosti, je KIEV lahko tudi superenota, navor pri 3 m / s pri "sodčku" s premerom treh metrov pa je tak, da generator 1 kW z največjo obremenitvijo, saj pravijo, da je bolje, da se ne trza.

Video: vetrni generator Lenz

V 60. letih v ZSSR je E. S. Biryukov patentiral vrtiljak APU s 46 %. Malo kasneje je V. Blinov dosegel 58 % zasnove po istem principu KIJEVA, vendar ni podatkov o njegovih testih. In popolne teste Birjukovih oboroženih sil je izvedlo osebje revije Inventor in Rationalizer. Dvonadstropni rotor s premerom 0,75 m in višino 2 m s svežim vetrom polna moč asinhroni generator z močjo 1,2 kW in je zdržal 30 m / s brez zloma. Risbe APU Biryukov so prikazane na sl.

1. strešni pocinkani rotor;
2. samonaravnavajući dvoredni kroglični ležaj;
3. pokrovi - jeklena vrv 5 mm;
4. osna gred - jeklena cev z debelino stene 1,5-2,5 mm;
5. aerodinamične ročice za nadzor hitrosti;
6. rezila za nadzor hitrosti - vezan les 3-4 mm ali plastična plošča;
7. palice za nadzor hitrosti;
8. obremenitev regulatorja hitrosti, njegova teža določa hitrost;
9. pogonska jermenica - kolo brez pnevmatike s komoro;
10. potisni ležaj - potisni ležaj;
11. gnana jermenica - navadna jermenica generatorja;
12. generator.

Biryukov je prejel več avtorskih potrdil za svoj APU. Najprej bodite pozorni na del rotorja. Pri pospeševanju deluje kot sonce in ustvarja velik začetni navor. Ko se vrti, se v zunanjih žepih rezil ustvari vrtinčna blazina. Z vidika vetra se lopatice profilirajo in rotor se spremeni v visokohitrostni ortogonalni, pri čemer se virtualni profil spreminja glede na moč vetra.

Drugič, profilirani kanal med rezili v območju delovne hitrosti deluje kot osrednje telo. Če se veter poveča, se v njem ustvari tudi vrtinčna blazina, ki presega rotor. Obstaja enak vrtinčni kokon kot okoli APU z vodilno lopatico. Energijo za njeno ustvarjanje vzame veter in ni več dovolj, da bi mlin na veter razbili.

Tretjič, regulator hitrosti je zasnovan predvsem za turbino. Njeno hitrost ohranja optimalno z vidika KIJEVA. In optimalna frekvenca vrtenja generatorja je zagotovljena z izbiro prestavnega razmerja mehanike.

Opomba: po objavah v IR za leto 1965 so oborožene sile Biryukova izginile v pozabo. Avtor ni čakal na odgovor pristojnih. Usoda mnogih sovjetskih izumov. Pravijo, da so nekateri Japonci postali milijarder z rednim branjem sovjetskih priljubljenih tehničnih revij in patentiranjem vsega, kar je vredno pozornosti.

Lopatniki

Kot pravijo, po klasiki horizontalni vetrni generator z lopatičnim rotorjem - najboljši. Toda najprej potrebuje stabilen, vsaj srednje močan veter. Drugič, načrtovanje samostojnega delavca je polno številnih pasti, zato je pogosto plod dolgega trdega dela v najboljši primer osvetli stranišče, hodnik ali verando in celo se izkaže, da se lahko samo odvije.

Glede na diagrame na sl. razmislite podrobneje; položaji:

• sl. VENDAR:

1. lopatice rotorja;
2. generator;
3. okvir generatorja;
4. zaščitna vremenska lopatica (orkanska lopata);
5. tokovni zbiralnik;
6. šasija;
7. vrtljivo vozlišče;
8. delovna vremenska lopatica;
9. jambor;
10. objemka za pokrove.

• sl. B, pogled od zgoraj:

1. zaščitna vremenska lopatica;
2. delovna vremenska lopatica;
3. zaščitni regulator napetosti vzmeti vetrne lopatice.

• sl. G, tokovni zbiralnik:

1. kolektor z bakrenimi neprekinjenimi obročastimi pnevmatikami;
2. vzmetne bakreno-grafitne ščetke.

Opomba: Zaščita pred orkanom za vodoravno rezilo s premerom več kot 1 m je nujno potrebna, ker. ni sposoben ustvariti vrtinčnega kokona okoli sebe. Pri manjše velikosti Vzdržljivost rotorja do 30 m/s je mogoče doseči s propilenskimi rezili.

Torej, kje čakamo na "spotikanje"?

rezila

Pričakujte, da boste dosegli moč na gredi generatorja več kot 150-200 W na rezilih katerega koli razpona, izrezanih iz debelih sten plastična cev, kot se pogosto svetuje - upanja brezupnega amaterja. Rezilo iz cevi (razen če je tako debelo, da se uporablja preprosto kot surovec) bo imelo segmentni profil, t.j. njegov vrh ali pa bosta obe ploskvi loki kroga.

Segmentni profili so primerni za nestisljive medije, kot so hidrokrilna krila ali lopatice propelerja. Za pline je potrebno rezilo spremenljivega profila in koraka, na primer glej sliko; razpon - 2 m. To bo zapleten in dolgotrajen izdelek, ki zahteva mukotrpne izračune v polni teoriji, pihanje cevi in ​​terenske teste.

Generator

Ko je rotor nameščen neposredno na njegovo gred, se standardni ležaj kmalu zlomi - v vetrnicah ni enake obremenitve na vseh rezilih. Potrebujemo vmesno gred s posebnim nosilnim ležajem in mehanskim prenosom od nje do generatorja. Za velike vetrnice se vzame samonaravnalni dvovrstni ležaj; v najboljših modelih - tristopenjski, sl. D na sl. zgoraj. To omogoča, da se gred rotorja ne le rahlo upogne, ampak se tudi rahlo premika od strani do strani ali gor in dol.

Opomba: Za razvoj potisnega ležaja za APU tipa EuroWind je trajalo približno 30 let.

vremenska lopatica v sili

Načelo njegovega delovanja je prikazano na sl. B. Veter, ki se krepi, pritiska na lopato, vzmet se raztegne, rotor se izkrivi, njegova hitrost pade in na koncu postane vzporedna s tokom. Zdi se, da je vse v redu, a - na papirju je bilo gladko ...

V vetrovnem dnevu poskušajte pokrov s kuhano vodo ali velik lonec držati za ročaj vzporedno z vetrom. Bodite previdni - nemirni kos železa lahko zadene fizionomijo, tako da zlomi nos, prereže ustnico in celo izbije oko.

Ravni veter se pojavlja le v teoretičnih izračunih in z zadostno natančnostjo za prakso v vetrovnikih. V resnici orkanske vetrnice z orkansko lopato izkrivljajo bolj kot popolnoma neobrambne. Kljub temu je bolje zamenjati ukrivljena rezila, kot pa narediti vse znova. AT industrijski obrati- druga stvar. Tam naklon lopatic za vsako posebej spremlja in regulira avtomatizacijo pod nadzorom računalnika na vozilu. Izdelane so iz težkih kompozitov, ne iz vodovodnih cevi.

tokovni kolektor

To je redno servisirano vozlišče. Vsak elektrotehnik ve, da je treba zbiralnik s ščetkami očistiti, mazati, nastaviti. In jambor je iz vodovodne cevi. Ne boste splezali noter, enkrat na mesec ali dva boste morali vso vetrnico vreči na tla in jo nato spet dvigniti. Kako dolgo bo zdržal od takšne "preventive"?

Video: vetrni generator z lopaticami + sončna plošča za napajanje dacha

Mini in mikro

Toda ko se velikost rezila zmanjšuje, se težava zmanjšuje s kvadratom premera kolesa. Za moč do 100 W je že mogoče izdelati samostojen APU z vodoravnimi rezili. 6-rezilo bo optimalno. Z več rezili bo premer rotorja, zasnovan za enako moč, manjši, vendar jih bo težko trdno pritrditi na pesto. Rotorje z manj kot 6 lopaticami lahko zanemarimo: 2-kraki 100 W potrebujejo rotor s premerom 6,34 m, 4-kraki enake moči - 4,5 m. Za 6-lopatično razmerje moč-premer je izraženo kot sledi:

• 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.

Optimalno bo računati na moč 10-20 vatov. Prvič, plastično rezilo z razponom več kot 0,8 m brez dodatni ukrepi zaščita ne bo vzdržala vetra več kot 20 m / s. Drugič, z razponom rezila do enakih 0,8 m linearna hitrost njegovih koncev ne bo presegla hitrosti vetra za več kot trikrat, zahteve za profiliranje z zasukom pa se zmanjšajo za rede velikosti; tukaj bo "korito" s segmentiranim profilom iz cevi že delovalo povsem zadovoljivo, poz. B na sl. In 10-20 W bo zagotovilo napajanje tabličnega računalnika, napolnilo pametni telefon ali prižgalo žarnico za gospodinjstvo.

Nato izberite generator. Kitajski motor je popoln - pesto koles za električna kolesa, poz. 1 na sl. Njegova moč kot motor je 200-300 vatov, v generatorskem načinu pa bo dala do približno 100 vatov. A nam bo ustrezalo glede na promet?

Faktor hitrosti z za 6 rezil je 3. Formula za izračun hitrosti vrtenja pod obremenitvijo je N = v / l * z * 60, kjer je N hitrost vrtenja, 1 / min, v hitrost vetra in l je obseg rotorja. Z razponom rezila 0,8 m in vetrom 5 m/s dobimo 72 vrt/min; pri 20 m/s - 288 vrt./min. Kolo kolesa se prav tako vrti s približno enako hitrostjo, zato bomo svojih 10-20 vatov odstranili iz generatorja, ki lahko da 100. Rotor lahko postavite neposredno na njegovo gred.

Toda tukaj se pojavi naslednji problem: ko smo porabili veliko dela in denarja, vsaj za motor, smo dobili ... igračo! Kaj je 10-20, no, 50 vatov? In vetrnice z rezili, ki lahko napaja vsaj TV sprejemnik, ni mogoče izdelati doma. Ali je mogoče kupiti že pripravljen mini vetrni generator in ne bo stalo manj? Še kolikor je mogoče in še ceneje glej poz. 4 in 5. Poleg tega bo tudi mobilna. Postavite ga na štor - in ga uporabite.

Druga možnost je, če nekje leži koračni motor iz starega 5- ali 8-palčnega pogona ali iz papirnega pogona ali nosilca neuporabnega brizgalnega ali matričnega tiskalnika. Deluje lahko kot generator, pritrditev rotorja vrtiljaka iz pločevink (poz. 6) pa je lažja kot sestavljanje strukture, kot je prikazano na poz. 3.

Na splošno je po »rezilih« sklep nedvoumen: domače – prej zato, da bi bilo po volji, ne pa za resnično dolgoročno energetsko učinkovitost.

Video: najpreprostejši vetrni generator za razsvetljavo dacha

jadrnice

Jadralni vetrni generator je znan že dolgo, vendar so mehke plošče njegovih rezil (glej sliko) začele izdelovati s prihodom visoko trdnih sintetičnih tkanin in filmov, odpornih proti obrabi. Mlini na veter z več rezili s togimi jadri so široko razširjeni po svetu kot pogon za avtomatske črpalke z majhno močjo, vendar so njihovi tehnični podatki še nižji kot pri vrtiljakih.

Vendar se zdi, da mehko jadro, kot je krilo mlina na veter, ni bilo tako preprosto. Ne gre za upor vetra (proizvajalci ne omejujejo največje dovoljene hitrosti vetra): jadrnice-jadrnice že vedo, da je veter skoraj nemogoče zlomiti ploščo bermudskega jadra. Namesto tega se bo ponjava iztrgala, ali pa se bo jambor zlomil, ali pa bo celotno plovilo naredilo "overkill turn". Gre za energijo.

Žal natančnih podatkov o testu ni mogoče najti. Na podlagi povratnih informacij uporabnikov je bilo mogoče sestaviti "sintetične" odvisnosti za vetrno turbino Taganrog VEU-4.380/220.50 s premerom vetrnega kolesa 5 m, težo vetrne glave 160 kg in hitrostjo vrtenja do 40 1/min; so prikazani na sl.

Seveda ne more biti nikakršnih zagotovil za 100-odstotno zanesljivost, a kljub temu je jasno, da tu ne diši po ravno mehanskem modelu. 5-metrsko kolo v ravnem vetru s hitrostjo 3 m/s nikakor ne more dati približno 1 kW, pri 7 m/s pri 7 m/s doseči plato moči in ga nato obdržati do hude nevihte. Proizvajalci, mimogrede, izjavljajo, da je mogoče nazivne 4 kW dobiti pri 3 m / s, vendar če jih namestijo v skladu z rezultati lokalnih aeroloških študij.

Kvantitativne teorije tudi ne najdemo; Pojasnila razvijalcev so nerazumljiva. Ker pa ljudje kupujejo vetrne turbine Taganrog in delujejo, je treba domnevati, da deklarirana konična cirkulacija in pogonski učinek nista izmišljena. V vsakem primeru so možne.

Potem se izkaže, da bi se pred rotorjem po zakonu o ohranitvi zagona moral pojaviti tudi stožčasti vrtinec, vendar se širi in počasi. In tak lij bo pognal veter v rotor, njegov učinkovita površina izkazalo se bo, da je bolj pometeno, in KIJEV - nad enotnostjo.

Terenske meritve tlačnega polja pred rotorjem, vsaj z gospodinjskim aneroidom, bi lahko osvetlile to vprašanje. Če se izkaže, da je višji kot od bokov do strani, potem jadralni APU-ji dejansko delujejo kot hrošč.

Domači generator

Iz navedenega je jasno, da je za samostojne delavce bolje, da se lotijo ​​navpičnic ali jadrnic. Toda oba sta zelo počasna in prenos na hitri generator je dodatno delo, dodatni stroški in izgubo. Ali je mogoče sami izdelati učinkovit električni generator z nizko hitrostjo?

Da, lahko, na magnetih iz niobijeve zlitine, t.i. supermagneti. Postopek izdelave glavnih delov je prikazan na sl. Tuljave - vsak od 55 zavojev 1 mm bakrene žice v toplotno odporni visoko trdni emajl izolaciji, PEMM, PETV itd. Višina navitij je 9 mm.

Upoštevajte utore za ključe na polovicah rotorja. Razporediti jih je treba tako, da se magneti (na magnetno vezje so prilepljeni z epoksi ali akrilom) po montaži zbližajo z nasprotnimi poli. "Palačinke" (magnetna vezja) morajo biti izdelane iz magnetno mehkega feromagneta; normalno konstrukcijsko jeklo bo primerno. Debelina "palačink" je najmanj 6 mm.

Pravzaprav je bolje kupiti magnete z osno luknjo in jih priviti z vijaki; supermagneti se privlačijo s strašno silo. Iz istega razloga je na gred med "palačinke" nameščen 12 mm visok valjasti distančnik.

Navitja, ki sestavljajo statorske odseke, so povezana po shemah, prikazanih tudi na sl. Spajkani konci ne smejo biti raztegnjeni, temveč morajo tvoriti zanke, sicer lahko epoksid, ki ga bomo napolnili s statorjem, ob strjenju pretrga žice.

Stator se vlije v kalup do debeline 10 mm. Ni treba centrirati in uravnotežiti, stator se ne vrti. Reža med rotorjem in statorjem je 1 mm na vsaki strani. Stator v ohišju generatorja mora biti varno pritrjen ne le pred premikom vzdolž osi, temveč tudi pred obračanjem; močno magnetno polje s tokom v bremenu ga bo potegnilo za seboj.

Video: generator vetrnice naredi sam

Zaključek

In kaj imamo na koncu? Zanimanje za "rezila" je bolj razloženo z njihovim spektakularnim videzom kot z dejanskim delovanjem pri domači izvedbi in pri nizki moči. Samodelni vrtiljak APU bo zagotovil napajanje v stanju pripravljenosti za polnjenje avtomobilske baterije ali napajanje majhne hiše.

Toda z jadralnimi APU-ji bi morali mojstri z ustvarjalno žilo eksperimentirati, zlasti v mini različici, s kolesom premera 1-2 m. Če so predpostavke razvijalcev pravilne, bo iz tega mogoče odstraniti vseh svojih 200-300 vatov z zgoraj opisanim kitajskim generatorskim motorjem.

Andrey je rekel:

Hvala za brezplačno svetovanje ... In cene "od podjetij" niso res drage in mislim, da bodo obrtniki iz zaledja lahko izdelali generatorje, kot je vaš. In Li-po baterije lahko naročite s Kitajske, inverterje v Čeljabinsku so zelo dobri (z gladkim sinusom) In jadra, rezila ali rotorji so še en razlog za beg misli naših priročnih ruskih mož.

Ivan je rekel:

vprašanje:
Za vetrnice z navpično osjo (položaj 1) in možnost Lenz je možno dodati še dodaten detajl - rotor, ki je izpostavljen vetru in od njega pokriva neuporabno stran (ki gre proti vetru). To pomeni, da veter ne bo upočasnil rezila, ampak ta "zaslon". Nastavitev proti vetru z "repom", ki se nahaja za samim mlinom na veter pod in nad lopaticami (slebeni). Prebral sem članek in rodila se je ideja.

S klikom na gumb "Dodaj komentar" se strinjam s spletno stranjo.