Kā ar savām rokām izgatavot vēja ģeneratoru?

Vēja ģenerators elektroenerģijas ražošanai ir neaizvietojams elektroenerģijas avots, kur nav daudz saules gaismas, tuvumā nav upju un nav centralizētu elektrotīklu.

Vēja ģeneratora darbības princips ir vēja enerģijas pārvēršana elektroenerģijā.

Sistēmās, kurās elektroenerģijas ražošanai nepieciešama siltumenerģija, tās izmanto:

• dzinējs, kas darbojas ar gāzi, benzīnu vai dīzeļdegvielu;
• siltuma izdalīšana no kodolreaktora plāksnēm un blokiem, kuru siltums tiek izmantots ūdens pārvēršanai tvaikā - tvaika turbīnā;
• koģenerācijas stacijā sadedzināts dažāda veida kurināmais, aizstājot siltumu, siltumu no kodolreaktora.

Saules paneļi atšķiras, kur gaisma tiek izmantota kā enerģijas avots, nevis siltums vai mehāniskā enerģija.

Bet atgriežoties pie "vēja turbīnām", kuru darbības princips ir šāds. Vēja spēks griež dzenskrūvi, kas virza motora ģeneratora vārpstu. Kopā ar vārpstu sinhroni griežas motora rotors, uz kura ir uzstādīti pastāvīgie magnēti. Magnētiskais lauks, kas iet caur statora tinumu, inducē tajā maiņstrāvu, mainoties magnētiskās plūsmas stiprumam, kas iet caur spoļu pagriezieniem, no kuriem tiek montēts tinums. Maiņstrāvas elektriskais spriegums tiek ievadīts elektroniskajā shēmā, kur to pārvērš līdzspriegumā. Daudzas ierīces un ierīces, kurām tas ir nepieciešams, darbojas no līdzstrāvas.

Ikviens var izgatavot ģeneratoru vasarnīcām vai lauka apstākļiem, kas ģenerē maiņstrāvu ar spriegumu 220 V. Jo iespaidīgāki ir konstrukcijas izmēri, jo lielāku atsitiena efektivitāti saņems konkrēts lietotājs. Nav problēmu izgatavot ģeneratoru, kas stundā saražo vienu vai vairākus kilovatus elektroenerģijas. No šādas iekārtas iegūtā elektrība spēj darbināt gandrīz visas mājas elektroierīces, tostarp dārza iekārtas.

Instalācija attālināti atgādina vējrādītāju ar dzenskrūvi, pateicoties kam šī konstrukcija griežas tur, kur pūš vējš. Tas ir nepieciešams, lai maksimāli palielinātu tā spēku un ātrumu.

Horizontālo dzenskrūvi griež kāts, kas atrodas iekārtas aizmugurē. Vertikālais kāts nav vajadzīgs - tā lāpstiņas atrodas tā, ka pats dzenskrūve sāks gandrīz pusapgriezienu, lai no kuras puses pūš vējš.

Lai vēja turbīna darbotos ar maksimālu efektivitāti, ir nepieciešams ātrums 3000 apgr./min vai vairāk. Ģeneratoriem, kas ražo maiņstrāvu, šī frekvence atbilst 50 hercu vērtībai, kas raksturīga vietējām rūpnieciskajām elektrostacijām. Pēc aptuveni 10 kg smaga motora-ģeneratora vērpšanas nav problēmu katru stundu iegūt 2 kW.

Jebkura vēja parka modeļa galvenais elements ir motora ģenerators. Tas darbojas kā motors – līdzstrāva vai maiņstrāva liek rotoram (un līdz ar to arī vārpstai) griezties. Ir iespējams strādāt arī otrādi - kā ģenerators.

Starp motoriem, ko izmanto kā ģeneratorus, ir asinhronie, bezsuku un pakāpju motori. Tieši šos trīs veidu motorus iecienījuši amatieri, kuri ar savām rokām montē vēja turbīnas.

Kolektora motorā rotora tinumi (armatūra) atrodas nemainīgā statora magnētu magnētiskajā laukā. Pastāvīgais spriegums, kas noņemts no šāda motora spailēm, kad tā vārpsta ar armatūru ir nesagriezta, tiek pārsūtīts no armatūras strāvu nesošajiem kontaktiem caur sukām. Birstes pašas ir šāda dzinēja vājā vieta - tās ātri iztukšo savus resursus. Parasti šāds ģenerators ir pakļauts pastāvīgai slodzei, kad armatūra pārvietojas, birstes dzirksteļo. Vairākas dienas nepārtraukti darbojoties šādai iekārtai, sukas var pilnībā nolietoties, kā rezultātā pēdējās būs jāmaina.

Labākais variants ir bezsuku dzinējs. Tajā telpā starp statora tinumiem griežas rotors ar magnētiem. Paši tinumi paliek nekustīgi, tiem nav nepieciešami bīdāmie kontakti. Pateicoties tik vienkāršam risinājumam, iekārta var darboties gadu desmitiem – ir svarīgi tikai reizi sezonā vai ik pēc sešiem mēnešiem ieeļļot motora gultņus, kas ir atbildīgi par nevainojamu rotora rotāciju bez atstarpes. Populāri risinājumi, kuru pamatā ir bezsuku motors - asinhronais vai stepper - ir pieejami gandrīz katrai mājas "DIYer".

Asinhronais motors tiek izmantots elektroinstrumentos - piemēram, slīpmašīnā. Steperis ir atrodams visdažādākajās ierīcēs - no velosipēda motora riteņa līdz printera mehāniskajai piedziņai vai diskdziņam.

Mainīgais suku motors, ko izmanto āmuros, slīpmašīnās, skrūvgriežos, finierzāģos un elektriskajās ēvelēs, atšķiras. To trūkums ir nepieciešamība noņemt neodīma magnētiem paredzētās sukas un rotora urbumu. Tā rezultātā no aktīvajiem tinumiem paliek tikai statora tinums - rotora tinums tiek pilnībā noņemts.

Vēja ģeneratoram, kas izgatavots no ventilatora, būs nepieciešams rotora urbums neodīma magnētiem. Mājsaimniecības ventilatora motora konstrukcija nav paredzēta elektriskās strāvas saņemšanai, griežot rotoru. Datora dzesētājs (čipu dzesētājs) - datora vai klēpjdatora sistēmas vienības ventilators - attiecas uz tām pašām izmaiņām.

Traktoram vai automašīnas ģeneratoram tiek izmantots papildu lauka tinums, kas tiek darbināts no pašas mašīnas akumulatora. Lai ģenerators ražotu, piemēram, 135 ampēru maiņstrāvu ar 15 voltu spriegumu, rotora ierosmes tinums pēc aizdedzes ieslēgšanas patērē 3 ampēru līdzstrāvu ar spriegumu 12,6-14 V. Galvenais ģeneratora enerģijas avots joprojām ir iekšdedzes dzinēja kloķvārpsta, kas darbojas ar benzīnu, dīzeļdegvielu vai metānu / propānu. Traktoram vai automašīnas ģeneratoram būs nepieciešams noņemt lauka tinumu un tā vietā uzstādīt neodīma magnētus.

Visizplatītākā iespēja ir izmantot veļas mašīnas dzinēju paštaisītam ģeneratoram. Ja vecā "veļas mašīna" nav pieejama, šādu dzinēju varat atrast sadzīves tirgū esošajos atkritumu veikalos, tuvākajā sadzīves tehnikas servisa centrā vai specializētā veikalā. Tādu motoru pasūtīt no Ķīnas nav problēmu.

Gan jauni, gan lietoti darbosies ilgu laiku. 200 vatu jaudu var viegli pārvērst kilovatos vai vairāk.

Lai saliktu ģeneratoru, papildus motoram ir nepieciešams:

• neodīma magnēti 20, 10 un 5 mm izmēros (kopā 32);
• taisngriežu diodes vai diodes tilts ar desmitiem ampēru strāvu (ievērojiet divkāršas jaudas rezerves noteikumu);
• epoksīda līme;
• aukstā metināšana;
• smilšpapīrs;
• skārda no skārda kārbas sāniem.

Magnēti tiek pasūtīti tiešsaistē no Ķīnas.

Ražošanas procesu paātrinās šādi rīki:

• virpas;
• šķēres;
• skrūvgriezis ar sprauslām;
• knaibles.

Ģenerators kā ierīce ģenerē maiņstrāvu, kas jāpārvērš līdzstrāvai, noregulējot līdz vajadzīgajai sprieguma vērtībai. Ja motora ģenerators ražo, teiksim, 40 voltus, maz ticams, ka tā būs piemērota vērtība lielākajai daļai plaša patēriņa elektronikas, kas izmanto 5 vai 12 voltu līdzstrāvu vai 127/220 voltu maiņstrāvu.

Visas instalācijas shēma, ko pierādījis laiks un miljoniem lietotāju, ietver taisngriezi, kontrolieri, akumulatoru un invertoru. Kā uzkrātās enerģijas bufera krātuve tiek izmantots automašīnas akumulators ar jaudu 55-300 ampērstundas. Tā darba spriegums ir 10,9-14,4 V ar ciklisku uzlādi (pilna uzlādes-izlādes cikls) un 12,6-13,65 ar buferi (porcionāli, dozēti, kad nepieciešams uzlādēt daļēji izlādētu akumulatoru).

Kontrolieris pārveido, piemēram, tos pašus 40 voltus par 15. Tā efektivitāte volt-ampēros svārstās no 80-95% - neskaitot taisngrieža zudumus.

Trīsfāzu ģeneratoram ir vislielākā efektivitāte. - tā jauda ir par 50% lielāka nekā vienfāzes, tā darbības laikā nevibrē (vibrācija atbrīvo konstrukciju, padarot to īslaicīgu).

Spoles katras fāzes tinumā mijas viena ar otru un ir savienotas virknē – tāpat kā magnētu stabi, viena no malām vērsta pret spolēm.

Mūsdienu sadzīves tehnika un elektronika spēj darboties no 110 voltiem (Amerikas standarts mājsaimniecības tīkliem) līdz 250 - tīkla ierīcēm un ierīcēm nav ieteicams dot vairāk. Visi pārveidotāji ir impulsa pārveidotāji, salīdzinot ar lineārajiem, to siltuma zudumi ir daudz mazāki.

Lai mainītu asinhronā motora konstrukciju, rīkojieties šādi.

1. Izjauciet motoru un izņemiet rotoru.
2. Noņemiet plāksnes no rotora armatūras. Apgrieziet tos līdz 2 mm dziļumam.
3. Izveidojiet līdz 5 mm dziļas rievas - magnētiem.
4. Atzīmējiet skārda sloksni magnētiem. Tiem jābūt vienādiem viens no otra - tas novērsīs nevajadzīgu instalācijas jaudas zudumu.
5. Pievienojiet tos šai skārda sloksnei ar superlīmi. Piestipriniet sloksni ar magnētiem uz enkura.
6. Aizpildiet vietu starp magnētiem ar aukstu metināšanu vai epoksīda līmi.
7. Noņemiet urbumus un nelīdzenumus no rotora ar smilšpapīru.
8. Pārbaudiet un, ja nepieciešams, nomainiet motora gultņus un skrūves.

Samontējiet motora ģeneratoru. Ierīce ir gatava turpmākai uzstādīšanai. Lai pārbaudītu ierīci, saspiediet tās vārpstu urbjmašīnā vai skrūvgrieža patronā un paātriniet līdz 1000 apgr./min.

Pie mazākas vērtības kļūda slēpjas nevienmērīgā magnētu maiņā jebkurā armatūras rotācijas apļa punktā.

Lai saliktu vēja turbīnu, rīkojieties šādi.

1. Izgrieziet identiskus gabalus no PVC caurules ar diametru 11-16 cm, kas atbilst nākotnes asmeņiem.
2. Katrā segmentā uzvelciet patvaļīgu līniju un atkāpieties no tās abās pusēs par 22 mm. Attiecīgi viena asmens platums sasniegs 44 mm. Atkārtojiet šo darbību līnijas pretējā galā.
3. Taisni savienojiet galējos punktus vienā viduslīnijas pusē.
4. Otrā pusē uzzīmējiet nākotnes asmens kontūras.
5. Izgrieziet iegūto asmeni un noapaļojiet tā brīvo galu, asinot. Atkārtojiet iepriekš minētās darbības pārējiem asmeņiem.
6. Piestipriniet asmeņus pie rumbas, izmantojot bukses adapteri. Kā stiprinājumi ir piemērotas skrūves ar uzgriežņiem un atsperu paplāksnēm. Katra asmens platums visā garumā svārstās no 44 līdz 88 mm.

Tas ir pietiekami, lai vējš grieztu lāpstiņriteni ar ātrumu 3 m / s. Iegūtajai struktūrai jābūt līdzsvarotai – pareiza balansēšana novērsīs aklo zonu veidošanos, kas, dzenskrūvei griežoties, palēnina ģeneratora darbību.

Motora ģeneratoru ar uzstādītu lāpstiņriteni var ievietot aizsarguzmavā, kas pasargā to no atmosfēras nokrišņiem. Paliekot sauss jebkuros laikapstākļos, pasargāts no lietus un sniega, ģenerators kalpos gadiem ilgi. Lai saliktu aizsargu, rīkojieties šādi:

1. caurulē ar diametru 7,5 cm izgrieziet garenisko rievu 2 cm platumā;
2. nogrieziet grieztās caurules aizmugurējo galu 45 grādu leņķī;
3. ievietojiet motora ģeneratoru ar dzenskrūvi šajā caurulē un piestipriniet to pie tā.

Motora brīvai rotācijai būs nepieciešams lodīšu gultņu šarnīrsavienojums, kas ir līdzīgs sadzīves ventilatoram. Tas var bezgalīgi griezties uz abām pusēm.

Lai kabelis, ar kura palīdzību tiek noņemtas statora tinumā inducētās strāvas, nesatītos un nesagrieztos, savienojumam eņģē jābūt slīdošam, bet nodrošinot uzticamu, stabilu motora ģeneratora elektrisko kontaktu ar tālāk izvietotas ķēdes funkcionālās vienības.

Birstes un grafīta kontakta izmantošana ir nepamatota - grafīta elektriskā pretestība ir par vienu pakāpi augstāka nekā alumīnija un tērauda pretestība, un instalācijas jauda ievērojami samazināsies. Eņģe ir uzstādīta uz pamatnes, kas izgatavota no formas caurules gabala. Pēc montāžas viņi pārbauda, ​​vai iegūtais grozāmais mehānisms neiesprūst, negriežas un vai kabelis nav nodilis.

Nodrošinot bīdāmu kontaktu un instalācijas brīvu rotāciju vēja virzienā, motora papildu ārējā apvalkā ir piestiprināts kāts, kas izgatavots, piemēram, no plastmasas ūdens caurules un plastmasas vai alumīnija loksnes.

Kā balsts tiek izmantota apaļa vai profila caurule, kuras viens gals ir iebetonēts zemē - ne mazāks par metru. Lai balsts laika gaitā nelīst no viesuļvētras, tas tiek papildināts ar trim vai sešām strijām, kas saplūst centrā vienā un tajā pašā leņķī un ir vērstas dažādos virzienos.

Pēc motora-ģeneratora daļas montāžas pabeigšanas, ja nepieciešams, blakus motoram tiek uzstādīts diodes taisngriezis. Strāvas zudumus vados var ievērojami samazināt, izmantojot pakāpju transformatoru, kas atrodas netālu no ģeneratora bloka - kā līnijās, kas pārraida rūpniecisko elektroenerģiju lielos attālumos.

Uzlādes kontrolieris, akumulators un invertors ir iekļauti tālāk saskaņā ar shēmu. Vēja turbīna ir pilnībā samontēta un gatava darbam.

Paštaisītas vējdzirnavas privātmājai ģenerē pastāvīgu vai maiņspriegumu vairākus desmitus voltu, kas ir paaugstināta bīstamība cilvēkam. Strāvu nesošiem kontaktiem un vadiem jābūt droši izolētiem – lietus ūdens ir paskābināta vide, kas labi vada elektrisko strāvu.

Vēja enerģija ir nepastāvīga. Labākais risinājums būtu zema ātruma ģenerators ar vairāk nekā duci magnētu un spoļu. Jo vairāk spoļu, jo biezākam jābūt tinuma vadam. Pārāk plāna sekcija desmitiem omu kopējās pretestības dēļ vairākas reizes samazinās ģeneratora lietderīgo jaudu. Nopietnai slodzei - piemēram, no elektriskās plīts vai veļas mašīnas - pie 220 voltiem, strāva līdz 10 A.

Pašdarināta ģeneratora konstrukcijai - ja vien elektroenerģijas ražošanai netiek izmantots pārveidots dzinējs - jābūt pilnīgi plakanam un simetriskam. Pirms spoļu un magnētu uzstādīšanas pašam "spinnerim" jābūt centrētam. Nav svarīgi, kas tiek izmantots – izmests kompaktdisks vai paštaisīta miniatūra vējdzirnavu kopija, mazākā nelīdzsvarotība jau ir nepieņemama.

Centieties panākt minimālu troksni - ideālā gadījumā tam vajadzētu nebūt. Ja par jūsu instalāciju, kas nav ieeļļota gultņu vietā, tiek sūdzēts par pastāvīgu čīkstēšanu un klauvēšanu griežoties, šāda sūdzība var radīt problēmas ar likumu, it īpaši naktī. Pārējie iemesli, lai jūs uzskatītu par vēja turbīnas īpašnieku, ir nenozīmīgi - vēja turbīnas ir pilnīgi legālas, jo šīs ierīces īpašnieks neražo ar to elektrību rūpnieciskā mērogā, kā tas tiek darīts Eiropā un Amerikā.

Instalācija nedrīkst būt pārāk augsta - virs pīlāriem, pa kuriem iet elektropārvades līnijas. Katrā pilsētā, vasarnīcu apdzīvotā vietā vai lauku apdzīvotā vietā ir būvējamo konstrukciju augstuma ierobežojums.

Pareizi un ārkārtīgi atbildīgi pieejot problēmas risināšanai ar elektrību ar vēja ģeneratora palīdzību, patērētājs atbrīvosies no dīkstāves, kas saistītas ar strāvas padeves pārtraukumiem. Vienmēr ir labāk strādāt proaktīvi – likuma ietvaros – nekā gadiem gaidīt, ko varas iestādes sola.

Kā ar savām rokām izgatavot vēja ģeneratoru, skatiet tālāk.