Kuinka tehdä tuuligeneraattori omin käsin?

Tuuligeneraattori sähkön tuottamiseen on korvaamaton sähkönlähde siellä, missä auringonvaloa ei ole paljon, lähellä ei ole jokia eikä keskitettyjä sähköverkkoja.

Tuuligeneraattorin toimintaperiaate on tuulienergian muuntaminen sähköenergiaksi.

Järjestelmissä, joissa tarvitaan lämpöenergiaa sähkön tuottamiseen, ne käyttävät:

• kaasulla, bensiinillä tai dieselpolttoaineella toimiva moottori;
• lämmön vapautuminen ydinreaktorin levyistä ja lohkoista, joiden lämpöä käytetään veden muuntamiseen höyryksi - höyryturbiinissa;
• erityyppisiä polttoaineita poltetaan CHP-laitoksessa, korvaten lämpöä, lämpöä ydinreaktorista.

Aurinkopaneelit erottuvat toisistaan, joissa valoa käytetään energianlähteenä, ei lämpöä tai mekaanista energiaa.

Mutta takaisin "tuuliturbiiniin", joiden toimintaperiaate on seuraava. Tuulen voima pyörittää potkuria, joka käyttää moottorin generaattorin akselia. Yhdessä akselin kanssa moottorin roottori, johon on asennettu kestomagneetit, pyörii synkronisesti. Staattorikäämin läpi kulkeva magneettikenttä indusoi siihen vaihtovirran johtuen kelojen kierrosten läpi kulkevan magneettivuon voimakkuuden muutoksesta, josta käämi kootaan. Vaihtojännite syötetään elektroniikkapiiriin, jossa se muunnetaan tasajännitteeksi. Lukuisat laitteet ja sitä tarvitsevat laitteet toimivat tasavirralla.

Kuka tahansa voi tehdä kesämökkeihin tai kenttäolosuhteisiin generaattorin, joka tuottaa 220 V:n vaihtovirtaa. Mitä vaikuttavammat rakenteen mitat ovat, sitä suurempi on rekyylin tehokkuus tietty käyttäjälle. Ei ole ongelma tehdä generaattori, joka tuottaa yhden tai useamman kilowatin sähköä tunnissa. Tällaisesta asennuksesta saatu sähkö pystyy syöttämään lähes kaikki talon sähkölaitteet, mukaan lukien puutarhalaitteet.

Asennus muistuttaa epämääräisesti tuuliviiriä, jossa on potkuri, jonka ansiosta tämä rakenne kääntyy tuulen puhaltaessa. Tämä on välttämätöntä hänen voimansa, nopeudensa maksimoimiseksi.

Vaakasuuntaista potkuria pyörittää yksikön takaosassa sijaitseva varsi. Pystyvartta ei tarvita - sen lavat sijaitsevat siten, että potkuri itse lähtee liikkeelle melkein puoli kierrosta riippumatta siitä, kummalta puolelta tuuli puhaltaa.

Jotta tuuliturbiini toimisi mahdollisimman tehokkaasti, vaaditaan vähintään 3000 rpm nopeus. Vaihtovirtaa tuottavilla generaattoreilla tämä taajuus vastaa kotimaisille teollisuusvoimalaitoksille tyypillistä 50 hertsin arvoa. Noin 10 kg painavan generaattorin pyörittämisen jälkeen ei ole ongelma saada 2 kW joka tunti.

Minkä tahansa tuulipuistomallin pääelementti on moottorigeneraattori. Se toimii kuin moottori - tasa- tai vaihtovirta saa asennuksen roottorin (ja sen mukana akselin) pyörimään. Työskentely toisinkin päin - generaattorina - on myös mahdollista.

Generaattorina käytettävistä moottoreista löytyy harjattuja, harjattomia asynkronisia ja askelmoottoreita. Juuri nämä kolme moottorityyppiä ovat suosittuja amatöörien keskuudessa, jotka kokoavat tuuliturbiinit omin käsin.

Kollektorimoottorissa roottorin käämit (armatuurit) sijaitsevat staattorimagneettien jatkuvassa magneettikentässä. Vakiojännite, joka poistetaan tällaisen moottorin liittimistä, kun sen akseli ja ankkuri on kierretty, välitetään ankkurin virtaa kuljettavista koskettimista harjojen kautta. Itse harjat ovat tällaisen moottorin heikko kohta - ne kuluttavat nopeasti resurssinsa. Yleensä tällainen generaattori on jatkuvassa kuormituksessa, kun ankkuri liikkuu, harjat kipinöivät. Tällaisen asennuksen useiden päivien jatkuva käyttö voi kuluttaa harjat kokonaan, minkä seurauksena jälkimmäinen on vaihdettava.

Paras vaihtoehto on harjaton moottori. Siinä staattorikäämien välisessä tilassa pyörii magneeteilla varustettu roottori. Itse käämit pysyvät paikallaan, ne eivät tarvitse liukukoskettimia. Tällaisen yksinkertaisen ratkaisun ansiosta asennus voi toimia vuosikymmeniä - vain kerran kaudessa tai puolen vuoden välein on tärkeää voidella moottorin laakerit, jotka vastaavat roottorin täydellisestä, välyksettömästä pyörimisestä. Suosittuja harjattomaan moottoriin perustuvia ratkaisuja - asynkroninen tai stepper - on saatavana melkein jokaiseen kodin "DIYer".

Asynkronista moottoria käytetään sähkötyökaluissa - esimerkiksi hiomakoneessa. Stepperiä löytyy monenlaisista laitteista - polkupyörän moottoripyörästä tulostimen mekaaniseen käyttölaitteeseen tai levyasemaan.

Pyörimisvasaroissa, hiomakoneissa, ruuvitaltaissa, palasahoissa ja sähköhöylissä käytetty säädettävä harjamoottori erottuu muista. Niiden haittana on tarve poistaa neodyymimagneettien harjat ja roottorin poraus. Tämän seurauksena olemassa olevista käämeistä jää vain staattorikäämitys - roottorin käämitys poistetaan kokonaan.

Tuulettimesta valmistettu tuuligeneraattori vaatii roottorireiän neodyymimagneeteille. Kotitalouksien tuulettimen moottoria ei ole suunniteltu vastaanottamaan sähkövirtaa pyörittämällä roottoria. Tietokoneen jäähdytin (sirujäähdytin) - tietokoneen tai kannettavan tietokoneen järjestelmäyksikön tuuletin - kuuluu saman muutoksen alle.

Traktori- tai autogeneraattori käyttää lisäkenttäkäämitystä, joka saa virtansa itse koneen akusta. Jotta generaattori voisi tuottaa esimerkiksi 135 ampeerin vaihtovirtaa 15 voltin jännitteellä, roottorin herätekäämitys kuluttaa sytytyksen kytkemisen jälkeen 3 ampeerin tasavirtaa 12,6-14 V jännitteellä. Generaattorin pääasiallinen energianlähde on edelleen polttomoottorin kampiakseli, joka toimii bensiinillä, dieselillä tai metaani/propaanilla. Traktori- tai autogeneraattori vaatii kenttäkäämityksen poistamisen ja sen sijaan neodyymimagneettien asennuksen.

Yleisin vaihtoehto on käyttää pesukonemoottoria kotitekoiseen generaattoriin. Jos vanhaa "pesukonetta" ei ole saatavilla, voit löytää sellaisen moottorin kotitalousmarkkinoiden roskakaupoista, lähimmästä kodinkoneiden huoltokeskuksesta tai erikoisliikkeestä. Sellaisen moottorin tilaaminen Kiinasta ei ole ongelma.

Sekä uudet että käytetyt toimivat pitkään. 200 watin teho voidaan helposti muuntaa kilowateiksi tai enemmän.

Generaattorin kokoamiseksi tarvitset moottorin lisäksi:

• neodyymimagneetit kooissa 20, 10 ja 5 mm (yhteensä 32);
• tasasuuntausdiodit tai diodisilta, jonka virta on kymmeniä ampeeria (noudata kaksinkertaisen tehoreservin sääntöä);
• epoksi liima;
• kylmä hitsaus;
• hioa;
• tinaa tölkin kyljestä.

Magneetit tilataan verkosta Kiinasta.

Seuraavat työkalut nopeuttavat valmistusprosessia:

• sorvi;
• sakset;
• ruuvimeisseli suuttimilla;
• pihdit.

Generaattori laitteena tuottaa vaihtovirtaa, joka on muutettava tasavirraksi, saatettava vaadittuun jännitearvoon. Jos moottorigeneraattori tuottaa esimerkiksi 40 volttia, tämä ei todennäköisesti ole sopiva arvo useimmille kulutuselektroniikolle, joka käyttää 5 tai 12 voltin tasavirtaa tai 127/220 voltin vaihtovirtaa.

Ajan ja miljoonien käyttäjien todistama koko asennuksen kaavio sisältää tasasuuntaajan, ohjaimen, akun ja invertterin. Varastoidun energian puskurivarastona käytetään auton akkua, jonka kapasiteetti on 55-300 ampeerituntia. Sen käyttöjännite on 10,9-14,4 V syklisellä latauksella (täysi lataus-purkausjakso) ja 12,6-13,65 puskurilla (annostettu, annosteltu, kun joudut lataamaan osittain tyhjää akkua).

Säädin muuntaa esimerkiksi samat 40 volttia 15:ksi. Sen hyötysuhde volttiampeerilla vaihtelee välillä 80-95 % - tasasuuntaajan häviöt pois lukien.

Kolmivaiheisella generaattorilla on suurin hyötysuhde. - sen teho on 50% suurempi kuin yksivaiheisen, se ei tärise käytön aikana (värähtely löysää rakennetta, mikä tekee siitä lyhytikäisen).

Kunkin vaiheen käämissä olevat kelat vuorottelevat keskenään ja on kytketty sarjaan - kuten magneettien navat, yksi sivuista keloja kohti.

Nykyaikaiset kodinkoneet ja elektroniikka toimivat 110 voltilla (Amerikkalainen standardi kotitalousverkoille) jopa 250 - ei ole suositeltavaa antaa enemmän verkkolaitteille ja laitteille. Kaikki muuntimet ovat impulsseja, lineaarisiin verrattuna niiden lämpöhäviöt ovat paljon pienemmät.

Jos haluat muuttaa oikosulkumoottorin rakennetta, toimi seuraavasti.

1. Pura moottori ja irrota roottori.
2. Irrota levyt roottorin ankkurista. Leikkaa ne 2 mm:n syvyyteen.
3. Tee magneeteille jopa 5 mm syviä uria.
4. Merkitse peltinauha magneetteja varten. Niiden tulee olla yhtä kaukana toisistaan ​​- tämä estää tarpeettoman laitoksen tehon menetyksen.
5. Kiinnitä ne tähän tinaliuskaan superliimalla. Kiinnitä nauha magneeteilla ankkuriin.
6. Täytä magneettien välinen tila kylmähitsauksella tai epoksiliimalla.
7. Poista roottorin purseet ja epätasaisuudet hiekkapaperilla.
8. Tarkista - ja vaihda tarvittaessa - moottorin laakerit ja pultit.

Kokoa moottorigeneraattori. Laite on valmis jatkoasennukseen. Tarkista laite kiinnittämällä sen akseli poraan tai ruuvitaltan istukkaan ja kiihdytä 1000 rpm:iin.

Pienemmällä arvolla virhe piilee magneettien epätasaisessa vuorottelussa ankkurin pyörimisympyrän missä tahansa kohdassa.

Voit koota tuuliturbiinin seuraavasti.

1. Leikkaa identtiset palat PVC-putkesta, jonka halkaisija on 11-16 cm ja jotka vastaavat tulevia teriä.
2. Piirrä jokaiseen segmenttiin mielivaltainen viiva ja vetäydy siitä molemmilta puolilta 22 mm. Vastaavasti yhden terän leveys saavuttaa 44 mm. Toista tämä jakson vastakkaiselle puolelle.
3. Yhdistä äärimmäiset pisteet suoraan keskiviivan toisella puolella.
4. Piirrä tulevan terän ääriviivat toiselle puolelle.
5. Leikkaa tuloksena oleva terä irti ja pyöristä sen vapaa pää teroittamalla. Toista yllä olevat vaiheet muille terille.
6. Kiinnitä terät navaan holkkisovittimella. Muttereilla varustetut pultit ja jousialuslevyt sopivat kiinnikkeiksi. Kunkin terän leveys koko pituudeltaan vaihtelee välillä 44-88 mm.

Tämä riittää, jotta tuuli pyörittää juoksupyörää nopeudella 3 m / s. Tuloksena oleva rakenne on tasapainotettava - oikea tasapainotus estää kuolleiden kulmien muodostumisen, jotka hidastavat generaattoria potkurin pyöriessä.

Moottorigeneraattori, jossa on asennettu siipipyörä, voidaan sijoittaa suojaholkkiin, joka suojaa sitä ilmakehän sateelta. Generaattori pysyy kuivana kaikissa sääolosuhteissa, sateelta ja lumelta suojassa, joten se kestää vuosia. Asenna suojus seuraavasti:

1. putkeen, jonka halkaisija on 7,5 cm, leikkaa pitkittäinen ura, jonka leveys on 2 cm;
2. leikkaa leikatun putken takapää 45 asteen kulmassa;
3. aseta moottorigeneraattori potkureineen tähän putkeen ja kiinnitä se siihen.

Moottorin vapaa pyöriminen vaatii kuulalaakeroidun kääntönivelen, joka on samanlainen kuin kotipuhaltimessa. Se voi kääntyä loputtomasti molemmille puolille.

Jotta kaapeli, jonka avulla staattorikäämitykseen indusoituneet virrat poistetaan, ei käämi tai kierry, saranan liitännän tulee olla liukuva, mutta varmistaa luotettava, vakaa sähköinen kosketus moottorigeneraattoriin piirin kauempana sijaitsevat toiminnalliset yksiköt.

Harja-grafiittikoskettimen käyttö on perusteetonta - grafiitin sähkövastus on suuruusluokkaa korkeampi kuin alumiinilla ja teräksellä, ja asennuksen teho laskee huomattavasti. Sarana asennetaan muotoillun putken palasta tehdylle alustalle. Kokoamisen jälkeen he tarkistavat, onko tuloksena oleva kääntömekanismi jumiutunut, kaapeli ei pyöri tai rispaa.

Liukukoskettimen ja asennuksen vapaan pyörimisen aikaansaamiseksi tuulen suunnassa moottorin lisäulkokoteloon kiinnitetään varsi, joka on valmistettu esimerkiksi muovisesta vesiputkesta ja muovi- tai alumiinipalasta.

Tuena käytetään pyöreää tai profiiliputkea, jonka toinen pää on betonoitu maahan - vähintään metri. Jotta tuki ei löysty ajan myötä hurrikaanista, sitä täydennetään kolmella tai kuudella venytysmerkillä, jotka yhtyvät keskelle samassa kulmassa ja suunnataan eri suuntiin.

Kun moottori-generaattoriosan kokoonpano on valmis, moottorin viereen asennetaan tarvittaessa dioditasasuuntaaja. Johtojen virtahäviöitä voidaan vähentää merkittävästi käyttämällä generaattoriyksikön läheisyydessä sijaitsevaa porrasmuuntajaa - kuten linjoissa, jotka siirtävät teollisuussähköä pitkiä matkoja.

Latausohjain, akku ja invertteri sisältyvät lisäksi kaavion mukaan. Tuuliturbiini on täysin koottu ja käyttövalmis.

Omakotitalon kotitekoinen tuulimylly tuottaa useiden kymmenien volttien jatkuvan tai vaihtojännitteen, mikä on lisääntynyt vaara ihmiselle. Jännitteiset koskettimet ja johdot tulee eristää luotettavasti - sadevesi on happamaa ympäristöä, joka johtaa hyvin sähkövirtaa.

Tuulivoima on vaihtelevaa. Paras ratkaisu olisi hidas generaattori, jossa on yli tusina magneettia ja kelaa. Mitä enemmän keloja, sitä paksumpi käämilangan tulee olla. Liian ohut osa kymmenien ohmien kokonaisvastuksen vuoksi vähentää generaattorin hyötytehoa useita kertoja. Vakavaa kuormaa varten - esimerkiksi sähköliesistä tai pesukoneesta - 220 voltilla, virralla jopa 10 A.

Kotitekoisen generaattorin suunnittelun - ellei sähkön tuottamiseen käytetä muunnettua moottoria - tulee olla täysin tasainen ja symmetrinen. Ennen kelojen ja magneettien asentamista itse "spinneri" on keskitettävä. Ei ole väliä mitä käytetään - hävitetty CD tai kotitekoinen pienoiskopio tuulimyllystä, pienintäkin epätasapainoa ei voida hyväksyä.

Yritä saavuttaa mahdollisimman vähän melua - ihannetapauksessa sen pitäisi olla poissa. Jos asennuksestasi, jota ei ole voideltu laakereiden paikalla, valitetaan jatkuvasta vinkumisesta ja nakuttamisesta pyöriessä, tällainen valitus voi johtaa lakiongelmiin varsinkin yöllä. Muut syyt väittää sinua tuuliturbiinin omistajaksi ovat merkityksettömiä - tuuliturbiinit ovat täysin laillisia, koska tämän laitteen omistaja ei tuota sähköä sillä teollisessa mittakaavassa, kuten Euroopassa ja Amerikassa tehdään.

Asennus ei saa olla liian korkea - pylväiden yläpuolella, joita pitkin voimalinjat kulkevat. Jokaisessa kaupungissa, kesämökissä tai maalaistalossa on rajoitus rakenteilla olevien rakenteiden korkeudelle.

Oikein ja äärimmäisen vastuullisesti lähestymällä ongelman ratkaisua sähköllä tuuligeneraattorin avulla kuluttaja pääsee eroon sähkökatkoihin liittyvistä seisokeista. On aina parempi työskennellä ennakoivasti - lain puitteissa - kuin odottaa vuosia, mitä viranomaiset lupaavat.

Kuinka tehdä tuuligeneraattori omin käsin, katso alla.