Hvordan laver man en vindgenerator med egne hænder?

En vindgenerator til at generere elektricitet er en uerstattelig kilde til elektricitet, hvor der ikke er meget sollys, der er ingen floder i nærheden, og der er ingen centraliserede elnet.

Princippet for drift af en vindgenerator er omdannelsen af ​​vindenergi til elektrisk energi.

I systemer, hvor varmeenergi er nødvendig for at generere elektricitet, bruger de:

• en motor, der kører på gas, benzin eller diesel;
• varmeafgivelse fra plader og blokke i en atomreaktor, hvis varme bruges til at omdanne vand til damp - i en dampturbine;
• forskellige typer brændsel afbrændt i et kraftvarmeværk, der erstatter varme, varme fra en atomreaktor.

Solpaneler står fra hinanden, hvor lys bruges som energikilde, og ikke varme eller mekanisk energi.

Men tilbage til "vindmøllerne", hvis driftsprincip er som følger. Vindkraften roterer propellen, som driver motorgeneratorens aksel. Sammen med akslen roterer motorens rotor, hvorpå permanente magneter er installeret, synkront. Det magnetiske felt, der passerer gennem statorviklingen, inducerer en vekselstrøm i det på grund af en ændring i styrken af ​​den magnetiske flux, der passerer gennem vindingerne af spolerne, hvorfra viklingen er samlet. En elektrisk vekselspænding føres til et elektronisk kredsløb, hvor den omdannes til jævnspænding. Talrige enheder og enheder, der har brug for det, fungerer fra jævnstrøm.

Alle kan lave en generator til sommerhuse eller markforhold, der genererer vekselstrøm med en spænding på 220 V. Jo mere imponerende dimensionerne af strukturen er, desto større vil effektiviteten af ​​rekyl modtages af en bestemt bruger. Det er ikke et problem at lave en generator, der genererer en eller flere kilowatt elektricitet i timen. Den elektricitet, der modtages fra en sådan installation, er i stand til at drive næsten alle elektriske apparater i huset, inklusive haveudstyr.

Installationen ligner vagt en vejrhane med en propel, takket være hvilken denne struktur drejer, hvor vinden blæser. Dette er nødvendigt for at maksimere brugen af ​​hans styrke, hastighed.

Den vandrette propel drejes af et skaft placeret bag på enheden. Det lodrette skaft er ikke nødvendigt - dets blade er placeret på en sådan måde, at selve propellen starter næsten en halv omgang, uanset hvilken side vinden blæser fra.

For at en vindmølle kan fungere med maksimal effektivitet kræves en hastighed på 3000 o/min eller mere. For generatorer, der producerer vekselstrøm, svarer denne frekvens til værdien på 50 hertz, som er typisk for husholdningsindustrielle kraftværker. Efter at have drejet en motor-generator, der vejer omkring 10 kg, er det ikke et problem at få 2 kW hver time.

Hovedelementet i enhver model af en vindmøllepark er en motorgenerator. Den fungerer som en motor – jævn- eller vekselstrøm får rotoren (og med den akslen) til at snurre. At arbejde omvendt - som generator - er også muligt.

Blandt de motorer, der bruges som generatorer, er der børstede, børsteløse asynkron- og stepmotorer. Det er disse tre typer motorer, der er populære blandt amatører, der samler vindmøller med egne hænder.

I en kollektormotor er rotorviklingerne (armaturerne) placeret i et konstant magnetfelt af statormagneter. Den konstante spænding, der fjernes fra terminalerne på en sådan motor, når dens aksel med ankeret er udrejet, overføres fra ankerets strømførende kontakter gennem børsterne. Selve børsterne er det svage punkt ved en sådan motor - de opbruger hurtigt deres ressource. Som regel er en sådan generator under konstant belastning, når ankeret bevæger sig, gnister børsterne. Flere dages kontinuerlig drift af en sådan installation kan helt slide børsterne, som et resultat af, at sidstnævnte skal udskiftes.

Den bedste mulighed er den børsteløse motor. I den roterer en rotor med magneter i rummet mellem statorviklingerne. Selve viklingerne forbliver stationære, de har ikke brug for glidende kontakter. Takket være en så simpel løsning kan installationen fungere i årtier - det er vigtigt kun én gang om sæsonen eller hver sjette måned at smøre motorlejerne, som er ansvarlige for perfekt, slørfri rotation af rotoren. Populære løsninger baseret på en børsteløs motor - asynkron eller stepper - er tilgængelige for næsten ethvert hjem "DIYer".

En asynkronmotor bruges i elværktøj - for eksempel i en slibemaskine. Stepperen kan findes i en lang række forskellige enheder - fra et motorhjul på en cykel til et mekanisk drev på en printer eller et diskdrev.

Den variable børstemotor, der bruges i borehamre, slibemaskiner, skruetrækkere, stiksave og elektriske høvle, skiller sig ud. Deres ulempe er behovet for at fjerne børsterne og rotorboringen til neodymmagneter. Som et resultat af de eksisterende viklinger er kun statorviklingen tilbage - rotorviklingen er helt fjernet.

En vindgenerator lavet af en ventilator vil kræve en rotorboring til neodymmagneter. Designet af husholdningsblæsermotoren er ikke designet til at modtage elektrisk strøm ved at dreje rotoren. En computerkøler (chipkøler) - en blæser af systemetheden på en pc eller bærbar - falder ind under samme ændring.

En traktor- eller bilgenerator bruger en ekstra feltvikling, som drives af selve maskinens batteri. For at generatoren for eksempel kan producere en vekselstrøm på 135 ampere med en spænding på 15 volt, forbruger rotormagnetiseringsviklingen efter at have slået tændingen til en jævnstrøm på 3 ampere med en spænding på 12,6-14 V. hovedenergikilden til generatoren er stadig krumtapakslen på en forbrændingsmotor, der kører på benzin, diesel eller metan/propan. En traktor- eller bilgenerator vil kræve fjernelse af feltviklingen og installation af neodymmagneter i stedet for.

Den mest almindelige mulighed er at bruge en vaskemaskinemotor til en hjemmelavet generator. Hvis den gamle "vaskemaskine" ikke er tilgængelig, kan du finde en sådan motor i skrammelbutikkerne på husholdningsmarkedet, i det nærmeste servicecenter for husholdningsapparater eller en specialbutik. Det er ikke noget problem at bestille sådan en motor fra Kina.

Både nye og brugte vil fungere i lang tid. 200 watt effekt kan nemt konverteres til kilowatt eller mere.

For at samle generatoren skal du ud over motoren:

• neodymmagneter i størrelserne 20, 10 og 5 mm (32 i alt);
• ensretterdioder eller en diodebro med en strøm på snesevis af ampere (overhold reglen om en dobbelt strømreserve);
• epoxy klæbemiddel;
• kold svejsning;
• sandpapir;
• dåse fra siden af ​​en dåse.

Magneter bestilles online fra Kina.

Følgende værktøjer vil fremskynde fremstillingsprocessen:

• drejebænk;
• saks;
• skruetrækker med dyser;
• tang.

Generatoren som en enhed genererer vekselstrøm, som skal omdannes til jævnstrøm, bragt til den nødvendige spændingsværdi. Hvis en motorgenerator producerer f.eks. 40 volt, er det usandsynligt, at dette er en passende værdi for de fleste forbrugerelektronik, der bruger 5 eller 12 volt DC eller 127/220 volt AC.

Skemaet af hele installationen, bevist af tid og millioner af brugere, inkluderer en ensretter, controller, batteri og inverter. Et bilbatteri med en kapacitet på 55-300 ampere-timer bruges som bufferlager af lagret energi. Dens driftsspænding er 10,9-14,4 V med en cyklisk opladning (fuld opladning-afladningscyklus) og 12,6-13,65 med en buffer (portioneret, doseret, når du skal genoplade et delvist afladet batteri).

Regulatoren konverterer f.eks. de samme 40 volt til 15. Dens effektivitet i volt-ampere spænder fra 80-95% - eksklusive tab på ensretteren.

Den trefasede generator har den største effektivitet. - dens output er 50% mere end en enfaset, den vibrerer ikke under drift (vibration løsner strukturen, hvilket gør den kortvarig).

Spolerne i viklingen af ​​hver af faserne veksler med hinanden og er forbundet i serie - ligesom magneternes poler, en af ​​siderne vender mod spolerne.

Moderne husholdningsapparater og elektronik er i stand til at fungere fra 110 volt (Amerikansk standard for husholdningsnetværk) op til 250 - det anbefales ikke at give mere til netværksapparater og -enheder. Alle konvertere er impulser, sammenlignet med lineære konvertere er deres varmetab meget mindre.

Gør følgende for at ændre designet af induktionsmotoren.

1. Skil motoren ad og tag rotoren ud.
2. Fjern pladerne fra rotorankeret. Trim dem til en dybde på 2 mm.
3. Lav riller op til 5 mm dybe til magneter.
4. Marker en stribe blik til magneterne. De skal have lige stor afstand fra hinanden - dette vil forhindre unødvendigt tab af anlægskraft.
5. Sæt dem fast på denne stribe af dåse med superlim. Fastgør strimlen med magneter ved ankeret.
6. Fyld mellemrummet mellem magneterne med koldsvejsning eller epoxylim.
7. Fjern grater og ujævnheder på rotoren med sandpapir.
8. Kontroller - og udskift om nødvendigt - motorlejer og bolte.

Saml motorgeneratoren. Enheden er klar til yderligere installation. For at kontrollere enheden skal du klemme dens aksel i en bore- eller skruetrækkerpatron og accelerere til 1000 rpm.

Ved en lavere værdi ligger fejlen i den ujævne veksling af magneter på ethvert punkt af ankerrotationscirklen.

For at samle vindmøllen skal du gøre følgende.

1. Skær identiske stykker ud af et PVC-rør med en diameter på 11-16 cm, svarende i længden til de fremtidige blade.
2. På hvert segment skal du tegne en vilkårlig linje og trække dig tilbage fra den på begge sider med 22 mm. Følgelig vil bredden af ​​et blad nå 44 mm. Gentag denne handling for den modsatte ende af linjestykket.
3. Forbind de ekstreme punkter lige på den ene side af midterlinjen.
4. Tegn på den anden side konturerne af det fremtidige blad.
5. Skær den resulterende klinge ud og rund dens frie ende af ved at slibe. Gentag ovenstående trin for resten af ​​knivene.
6. Fastgør knivene til navet ved hjælp af en bøsningsadapter. Bolte med møtrikker og fjederskiver er velegnede som fastgørelseselementer. Bredden af ​​hvert blad langs hele dens længde varierer fra 44 til 88 mm.

Dette er nok til, at vinden kan dreje pumpehjulet med en hastighed på 3 m/s. Den resulterende struktur skal være afbalanceret - korrekt afbalancering vil forhindre dannelsen af ​​blinde vinkler, der bremser generatoren, når propellen roterer.

En motorgenerator med installeret pumpehjul kan placeres i en beskyttelsesmuffe, der beskytter den mod atmosfærisk nedbør. Generatoren holder sig tør i alle vejrforhold, beskyttet mod regn og sne, og holder i årevis. Gør følgende for at samle beskyttelsesskærmen:

1. i et rør med en diameter på 7,5 cm skæres en langsgående rille 2 cm bred;
2. skær bagenden af ​​det afskårne rør i en 45 graders vinkel;
3. anbring motorgeneratoren med propellen i dette rør og fastgør den til den.

Fri rotation af motoren vil kræve et kuglelejet drejeled, svarende til det, der findes i en husholdningsventilator. Den kan dreje uendeligt til begge sider.

For at kablet, ved hjælp af hvilket de strømme, der induceres i statorviklingen fjernes, ikke vikles op eller vrides, skal forbindelsen i hængslet glide, men give en pålidelig, stabil elektrisk kontakt mellem motorgeneratoren og de yderligere placeret funktionelle enheder i kredsløbet.

Brugen af ​​en børste-grafitkontakt er uberettiget - grafit har en elektrisk modstand en størrelsesorden højere end aluminium og stål, og installationens kraft vil mærkbart falde. Hængslet er installeret på en base lavet af et stykke af et formet rør. Efter montering kontrollerer de, om den resulterende drejemekanisme sidder fast, kablet spinder eller flosser ikke.

For at give en glidende kontakt og fri rotation af installationen i vindens retning er et skaft, lavet af for eksempel et plastikvandrør og et stykke plast eller aluminium, fastgjort til motorens ekstra ydre hus.

Et rundt eller profilrør bruges som støtte, hvoraf den ene ende er betonet i jorden - ikke mindre end en meter. For at støtten ikke slinger over tid fra orkanen, er den suppleret med tre eller seks strækmærker, konvergerende i midten i samme vinkel og rettet i forskellige retninger.

Efter færdiggørelse af monteringen af ​​motor-generatordelen monteres en diodesretter ved siden af ​​motoren, hvis det er nødvendigt. Strømtabene i ledningerne kan reduceres væsentligt ved at bruge en step-up transformer placeret i nærheden af ​​generatorsættet - som i ledninger, der overfører industriel elektricitet over lange afstande.

Laderegulator, batteri og inverter er inkluderet yderligere i henhold til diagrammet. Vindmøllen er færdigmonteret og klar til brug.

En hjemmelavet vindmølle til et privat hus genererer en konstant eller vekselspænding på flere titus volt, hvilket er en øget fare for en person. Strømførende kontakter og ledninger skal være pålideligt isolerede - regnvand er et forsuret miljø, der leder elektrisk strøm godt.

Vindenergi er omskiftelig. Den bedste løsning ville være en lavhastighedsgenerator med mere end et dusin magneter og spoler. Jo flere spoler, jo tykkere skal viklingstråden være. En for tynd sektion på grund af en total modstand på titusvis af ohm vil reducere generatorens nyttige effekt flere gange. For en alvorlig belastning - for eksempel fra en elektrisk komfur eller en vaskemaskine - ved 220 volt, en strøm på op til 10 A.

Designet af en hjemmelavet generator - medmindre en ombygget motor bruges til at generere elektricitet - skal være helt fladt og symmetrisk. Inden montering af spoler og magneter, skal selve "spinneren" centreres. Det er lige meget, hvad der bruges - en kasseret cd eller en hjemmelavet miniaturekopi af en vindmølle, den mindste ubalance er allerede uacceptabel.

Prøv at opnå minimal støj - ideelt set bør den være fraværende. Hvis din installation, som ikke er smurt i lejernes sted, bliver klaget over på grund af den konstante knirken og bankning ved rotation, kan en sådan klage føre til problemer med loven, især om natten. Resten af ​​grundene til at hævde dig som ejer af en vindmølle er ubetydelige - vindmøller er fuldstændig lovlige, da ejeren af ​​denne enhed ikke producerer elektricitet med den i industriel skala, som man gør i Europa og Amerika.

Installationen bør ikke være for høj - over søjlerne, langs hvilke elledninger passerer. I hver by, sommerhus eller landbebyggelse er der en begrænsning på højden af ​​de strukturer, der bygges.

Korrekt og ekstremt ansvarligt at nærme sig løsningen af ​​problemet med elektricitet ved hjælp af en vindgenerator, vil forbrugeren slippe for nedetid forbundet med strømafbrydelser. Det er altid bedre at arbejde proaktivt - inden for lovens rammer - end at vente i årevis på, hvad myndighederne lover.

Sådan laver du en vindgenerator med dine egne hænder, se nedenfor.