Вітрогенератор своїми руками ( генератор на постійних магнітах з асинхронного

01.04.2017

Пропелер

Пропелер для цього вітряка буде трилопатевим. Хоча дволопатевий пропелер простіше побудувати, у такого пропелера є свої недоліки, наприклад, він не відразу стартує. Ще одним недоліком є той факт, що при зміні напрямку вітру дволопатеве пропелер сильно вібрує при повороті, а це погано і для самого пропелера, і для опори генератора. Я зробив свій пропелер своїми руками з ялинових дощок розміром 1″х4″. Я постарався знайти три дошки без сучків, мають хороші вертикальні волокна і мають приблизно однакову щільність (це визначалося по вазі). Звичайно, можна використовувати і інші породи дерева, просто у мене знайшлася під рукою тільки ялина. Розмір дощок був підібраний так, щоб пропелер був досить легким, щоб швидко стартувати і не сильно навантажувати опори. На те, щоб вирізати лопаті, пішло близько 2 годин. Безумовно, якби я витратив більше часу, пропелер вийшов би краще, розміри в основному визначалися інтуїтивно (мій креслення показаний на Малюнку 1). Однак якщо ви хочете зробити все за правилами, у мережі безліч інформації з аеродинаміки, вирізання по дереву і навіть по виготовленню пропелерів.

Вітрогенератор своїми руками ( генератор на постійних магнітах з асинхронного

Малюнок 1. Поперечний зріз лопаті.

Після перевірки лопатей на однаковий розмір я з’єднував їх болтами по двоє і перевіряв, чи добре збалансована виходить конструкція. Коли всі три лопаті стали однаковими, я пофарбував їх і приєднав до маточини, в якості якої використав стару 8-дюймову шестерню. Після цього я зміг навернути всю цю конструкцію на вісь і спробувати покрутити, визначивши ступінь збалансованості і подпилив занадто важкі частини (звичайно, потім їх довелося знову пофарбувати). В сумі процес побудови і балансування пропелера зайняв близько 4 годин.

Слід зауважити, що три лопаті після балансування виявилися різної товщини, в деяких місцях вони відрізнялися на 1/8 дюйма. Щоб цього уникнути, рекомендується вибирати дерево кращих порід і приділяти початкового випилювання більше уваги. Для випилювання я користувався в основному електрорубанком. Варто також звернути увагу на те, що лопаті не закручені, тобто їх кут нахилу щодо осі завжди постійний. Для пропелера такого невеликого розміру це цілком нормально.

Вітрогенератор своїми руками ( генератор на постійних магнітах з асинхронного

Генератор

В якості генератора для вітряка я використовував асинхронний електродвигун 2 л. с. який я вийняв з старого тайванського фрезерного верстата. Я розібрав його на частини і зробив насічки в якорі, щоб можна було вставити 8 неодимових магнітів, щоб перетворити асинхронний електродвигун у низькошвидкісний генератор з постійними магнітами. Магніти мають прямокутну форму і зігнуті так, щоб підходити до якорів більшості двигунів потужністю від 0.5 л. с. і вище. Насічки мають таку глибину, щоб край вставленого в них магніту знаходився на одному рівні з поверхнею якоря. Магніти приклеюються епоксидним клеєм. Розташовані вони парами по два магніти з однакової полярності.

Вітрогенератор своїми руками ( генератор на постійних магнітах з асинхронного

Підключений генератор видає 12 приблизно на 160 об/хв. При іншому способі підключення генератор міг досягти максимального навантаження при 80 об/хв, однак це могло значно обмежити силу струму. Звичайно, результуючий струм змінний, а для зарядки акумулятора нам необхідний постійний, тому я використовував 40-амперний МС.

Башта

Вежа – це, можливо, найважливіша частина вітряка, і найчастіше саме нею нехтують. Для її розміщення я зрубав велику сосну, а в центрі залишився пня зробив виїмку. Щогла зроблена з соснового древка. Я просвердлив підстава, щоб вона могла обертатися в пні. На вершину був насаджений шматок сталевої труби, щоб тримати і повертати вітряк. Під час складання щоглу підтримувала невелика соснова тринога. Ще одна тринога більшого розміру була використана для підйому. Вежа підтримувалася чотирма дротовими розтяжками діаметром 1/8″ з авіаційного кабелю з талрепами для регулювання.

Вітрогенератор своїми руками ( генератор на постійних магнітах з асинхронного

Ходова частина і хвіст вітряка

Вітряк дійсно було дуже легко зробити. Я почав з шматків сталі завтовшки 3/8″, до яких можна було прикрутити генератор. Для цього я зварив трубу, яка підходила за розміром до труби на кінці щогли, — на ній вітряк буде обертатися. У цій машині немає струмознімачів, я просто використовував достатню кількість кабелю, щоб вона могла зробити кілька оборотів перш ніж зупинитися. Лінія електропередачі генератора трохи довше, ніж кабель, щоб вітряк міг зупинитися, не вирвавши шнур живлення. Хвіст закріплений залізним трикутником в 4 ярдах від центру обертання. Два 0.5″ сталевих бруска служать для кращого закріплення хвоста. Я злегка підняв хвіст і генератор відносно осі, це було зроблено виключно інтуїтивно в надії, що пориви вітру не закрутять його занадто швидко.

Мій саморобний вітрогенератор добре запускається тільки на високих швидкостях вітру. Цю проблему можна вирішити, зробивши пропелер більшого розміру, ширше лопаті або навіть більше лопатей. Зате після запуску генератора, лопаті досить добре закрутилися навіть на дуже низькій швидкості. Вітер в нашій місцевості поривчастий, напрямок часто змінюється, так що мені складно пов’язати отримане електрику зі швидкістю вітру. Найкращий результат, який мені вдалося заміряти 25 при високій швидкості вітру, хоча зазвичай на моїх 12-вольтів батареях можна отримати 5-15 А при низькій швидкості. Можливо, має сенс побудувати регулятор з согласующим ТЗ або лінійний підсилювач потоку, який краще впорається зі споживанням на генератор і забезпечить значно більшу силу струму.

Перевірка в дії

Через 8 тижнів бездоганної роботи мій саморобний вітряк зламався. По радіо передали штормове попередження. Я переконався, що кабель, як і раніше, цілий, і постарався зробити так, щоб він залишався цілим і далі. Через деякий час я почув дивний звук. Вітряк все ще крутився і навіть видавав 20 А, але було очевидно, що щось сталося. Виявилося, що одна з лопатей відвалилася.

Я знайшов уламки лопаті, схоже, вона спочатку була надтреснутая. Враховуючи, що інші дві лопаті залишилися цілими, конструкція сама по собі була хорошою. Цей факт підтвердився тим, що вітряк пропрацював з двома лопатями досить довгий час при дуже сильному поривчастому вітрі.

Замість того щоб лагодити цей пропелер, я зробив новий пропелер своїми руками. Він був більше, для нього використовувалося більш міцне дерево, крім того, я злегка закрутив лопаті. Висота щогли залишилася колишньою. Новий саморобний пропелер стартував набагато легше і працював набагато тихіше.

Крім іншого ця поломка довела, що вибрав правильну конструкцію вежі. Вона легко опускається і піднімається при необхідності. Спуск старого пропелера, виготовлення нового і монтування його на щоглі зайняло всього 4 години. В результаті при нормальній швидкості вітру такий саморобний вітряк виробляє від 100 до 200 Вт .

Вітрогенератор своїми руками ( генератор на постійних магнітах з асинхронного

Короткий опис статті: асинхронний генератор Originally published at Професійно про енергетику . Please leave any comments there. Дуже рекомендуємо перед початком експериментів по виготовленню вітряка своїми…

Джерело: Вітрогенератор своїми руками ( генератор на постійних магнітах з асинхронного електродвигуна ) — Олексій Абакумов

Також ви можете прочитати