Sådan samler du en kraftfuld hjemmelavet elgenerator. Hvad du kan bruge til at samle en elektrisk generator med dine egne hænder Sådan laves generatorer

Ønsket om at gøre dit hjem helt autonomt er iboende i enhver ejer af et sommerhus eller endda en lille dacha. Men hvis der ikke er særlige problemer med vand og kloakering, kaster centraliserede elektriske netværk ofte ubehagelige øjeblikke op. Derfor forsøger mange at anskaffe sig autonome minikraftværker, der kan understøtte driften af ​​husholdningsapparater i tilfælde af netværkssvigt.

Men sådant udstyr er meget dyrt, og ikke alle har råd til det. Hvad skal man gøre i sådan en situation? Du kan købe én enhed til flere huse sammen, men så skal den have større kraft, og derfor høj pris. Der er flere billig mulighed– Saml en elektrisk generator med dine egne hænder ved hjælp af improviserede midler. Kan nogen lave sådan en enhed? Lad os prøve at finde ud af det ved at analysere oplysningerne på netværket.

Hvad er generatorer, og hvor bruges de?

- Dette er udstyr, der er i stand til at producere elektricitet ved at forbrænde brændstof. De kommer i både en- og trefaset. Desuden er sidstnævnte kendetegnet ved deres evne til at arbejde med forskellige belastninger.

De bruges som backup og i nogle tilfælde permanent kilde strømforsyning og er beregnet til drift:

Typer og deres applikationsfunktioner

Teknologisk udstyr i denne klasse er klassificeret i henhold til følgende parametre:

1. Anvendelsesområde;
2. Type brændstof brændt;
3. Antal faser;
4. Magt.

Lad os starte med anvendelsesområdet. Afhængigt af denne faktor er generatorer opdelt i husholdninger og professionelle, selvom en simpel elektrisk generator kan samles med dine egne hænder. De første er normalt lavet i form af en kompakt kraftenhed og har en effekt fra 0,7 til 25 kW. De er udstyret med en forbrændingsmotor, der kører på benzin eller diesel og udstyret med et luftkølesystem. Sådanne enheder bruges som backup-energikilder til husholdningsapparater og elværktøj samt en selvdrevet elektrisk generator, der er samlet af dig selv.

De er lette og støjsvage, så de er meget brugt i private husholdninger. Betjening og vedligeholdelse af sådanne enheder er ikke svært, og enhver kan håndtere det, ligesom at samle en elektrisk generator med egne hænder.

Lad os se videoen, lidt om generatorer, deres typer og fordele:

Professionelt udstyr er designet til at fungere som en konstant kilde til energiforsyning. Typisk bruges sådanne generatorer i medicinske institutioner og administrative bygninger såvel som i byggebranchen under nødsituationer og andet arbejde. Enheder af denne klasse har betydelig vægt og adskiller sig ikke stille drift, hvilket komplicerer deres transport og valg af installationssted betydeligt. Men samtidig har de en højere levetid og pålidelighed, når de opererer i ekstreme forhold. Fordelene ved sådanne elektriske generatorer inkluderer økonomisk brændstofforbrug.

Effekten af ​​industrielle kraftværker kan overstige 100 kW, hvilket gør det muligt at bruge dem som backup strømkilder til elektrisk udstyr store virksomheder. Ulempen ved disse enheder er vanskelig vedligeholdelse.

Den næste parameter, der bruges i klassificeringen, er brændstoftype:

• Benzin;
• Diesel;

Førstnævnte har et lille effektområde, men samtidig udmærker de sig ved mobilitet og brugervenlighed, ligesom dem, du selv fremstiller. De bruges som backup-kilder, da de har en kort motorlevetid og den høje pris på den modtagne energi.

Dieselenheder har en bred vifte af kapaciteter og kan bruges til at levere strøm til offentlige institutioner og endda små landsbyer. De er dog ikke kompakte i størrelse og stille i drift, så de skal installeres på et forstærket fundament i et separat rum.

De bruges hovedsageligt i industrielle faciliteter. De er meget miljøvenlige og lavpris energi genereret.

Kraftværker adskiller sig også i antallet af faser:

• En;
• Tre.

Førstnævnte er velegnede til enheder med enfaset strømforsyning i de tilsvarende netværk. Sidstnævnte kan tjene som energikilde til forskellige enheder og installeres i huse med trefasede netværksledninger.

Design og funktionsprincip

Driftsprincip

En maskine, der er i stand til at omdanne mekanisk energi til elektrisk energi, kaldes et kraftværk. Dens funktionsprincip er baseret på fænomenet elektromagnetisk induktion, som er velkendt af alle fra skolens fysikkurser.

Den siger, at i en leder, der bevæger sig i et magnetfelt og krydser elledninger EMF genereres. Derfor kan det betragtes som en kilde til elektricitet.

Men da denne metode ikke er helt bekvem til praktisk anvendelse, så i generatorer blev det lidt ændret ved hjælp af lederens rotationsbevægelse. I teoretiske termer er kraftværker et system af elektromagneter og ledere. Men strukturelt består de af forbrændingsmotorer og generatorer.

DIY kraftværk diagram

Mange, der prøver at spare penge, prøver så meget som muligt at skabe hjemmelavet udstyr, for eksempel en generator. Der er ingen grund til at forklare nogen, at denne enhed er nødvendig i ethvert hjem, men industriel model er dyrt.

For at få lignende udstyr i en billigere udgave, skal du selv samle det. Der er forskellige ordninger elektriske generatorer samlet med egne hænder: fra de enkleste - vindmøller til mere komplekse - lavet på basis af forbrændingsmotorer. Lad os se på nogle af dem.

Vindmølle - en simpel mulighed

Vyatryak ordning

Du kan samle en sådan enhed fra skrotmaterialer. Den kan bruges både på vandretur og i landet og er en brændstoffri elektrisk generator samlet med egne hænder. Det vil kræve:

• DC elektrisk motor (den vil spille rollen som en generator);
• Vognenhed og drevet tandhjul fra en voksencykel;
• Rullekæde fra en motorcykel;
• Duralumin 2 mm tyk.

Alt dette kræver ikke store udgifter, og du kan endda finde det gratis i din garage. Du kan se, hvordan du selv laver en elektrisk generator i videoen nedenfor. Montering kræver heller ikke særlig viden. Et kædehjul er installeret på elmotorakslen.

Se videoen for detaljerede monteringsvejledninger:

Den kan også fastgøres til et cykelstel. Vindmøllens vinger er lavet let buede og op til 80 cm lange Selv med en svag vind er en sådan enhed i stand til at producere fra 4 til 6 ampere og en spænding på 14 V. Selv en motor fra en gammel scanner kan. tages som generator til en vindmølle. Dette er den enkleste elektriske generator, som du kan samle med dine egne hænder.

Kraftværk baseret på en gammel generator fra en walk-behind traktor

Før du leder efter et hjemmelavet enhedsdiagram, skal du beslutte, hvilken mulighed der vil være den mest overkommelige for dig. Måske kan du finde en generator fra en gammel gå-bag-traktor og ud fra den samle en enhed, der kan levere strøm til elektriske lamper placeret i flere rum.

En asynkronmotor i AIR-serien med en rotationshastighed på op til 1600 rpm og en effekt på op til 15 kW er velegnet som generator til en sådan installation. Den er forbundet ved hjælp af remskiver og en drivrem til en motor, der er fjernet fra den kørende traktor. Remskivernes diameter skal være sådan, at omdrejningshastigheden for den elektriske motor, der anvendes som generator, er 15 % højere end den nominelle værdi.

Lad os se videoen i detaljer om disse værker:

Motorviklingerne skal være stjerneforbundne med en kondensator parallelkoblet til hvert par. Resultatet er en trekant. Men for at sikre driften af ​​generatoren er det nødvendigt, at alle generatorer har samme kapacitet.

Med stigende priser på elektricitet er eftersøgningen og udviklingen af ​​alternative kilder i gang overalt. I de fleste regioner af landet er det tilrådeligt at bruge vindgeneratorer. At levere elektricitet fuldt ud privat hus, kræves en ret kraftig og dyr installation.

Vindgenerator til hjemmet

Hvis du laver en lille vindgenerator, kan du bruge elektrisk strøm til at opvarme vand eller bruge den til en del af belysningen, f.eks. udhuse, havegange og verandaer. Opvarmning af vand til husholdningsbehov eller opvarmning er den enkleste mulighed for at bruge vindenergi uden dens akkumulering og konvertering. Her er spørgsmålet mere om, hvorvidt der bliver strøm nok til opvarmning.

Før du laver en generator, bør du først finde ud af vindmønstrene i regionen.

En stor vindgenerator er ikke egnet til mange steder i det russiske klima på grund af hyppige ændringer i intensiteten og retningen af ​​luftstrømme. Med en effekt over 1 kW vil den være inerti og vil ikke kunne spinne helt op, når vinden skifter. Træghed i rotationsplanet fører til overbelastning fra sidevind, hvilket fører til dets fejl.

Med fremkomsten af ​​energiforbrugende energiforbrugere giver det mening at bruge små hjemmelavede vindgeneratorer med højst 12 volt til at oplyse dachaen med LED-lamper eller oplade telefonbatterier, når der ikke er elektricitet i huset. Når dette ikke er nødvendigt, kan en elektrisk generator bruges til at opvarme vand.

Vindgenerator type

Til vindstille områder er kun en sejlvindsgenerator egnet. For at strømforsyningen skal være konstant, skal du bruge et batteri på mindst 12V, oplader, inverter, stabilisator og ensretter.

For områder med lav vind kan du selvstændigt lave en lodret vindgenerator med en effekt på højst 2-3 kW. Der er mange muligheder, og de er næsten lige så gode som industrielle designs. Det er tilrådeligt at købe vindmøller med sejlrotor. Pålidelige modeller med effekt fra 1 til 100 kilowatt produceres i Taganrog.

I blæsende områder kan du lave en lodret generator til dit hjem med dine egne hænder, hvis den nødvendige effekt er 0,5-1,5 kilowatt. Blade kan fremstilles af tilgængelige materialer, for eksempel fra en tønde. Det er tilrådeligt at købe mere produktive enheder. De billigste er "sejlbåde". En lodret vindmølle er dyrere, men den fungerer mere pålideligt i hård vind.

Gør-det-selv vindmølle med lav effekt

Det er ikke svært at lave en lille hjemmelavet vindgenerator derhjemme. For at begynde at arbejde med at skabe alternative energikilder og få værdifuld erfaring i dette, hvordan man samler en generator, kan du selv lave en simpel enhed ved at tilpasse en motor fra en computer eller printer.

12V vindgenerator med vandret akse

For at lave en vindmølle med lav effekt med dine egne hænder skal du først forberede tegninger eller skitser.

Ved en omdrejningshastighed på 200-300 rpm. spændingen kan hæves til 12 volt, og den genererede effekt vil være omkring 3 watt. Den kan bruges til at oplade et lille batteri. For andre generatorer skal effekten øges til 1000 rpm. Kun i dette tilfælde vil de være effektive. Men her skal du bruge en gearkasse, som skaber betydelig modstand og også har en høj pris.

Elektrisk del

For at samle en elektrisk generator er følgende komponenter nødvendige:

1. en lille motor fra en gammel printer, diskdrev eller scanner;
2. 8 dioder type 1N4007 til to ensretterbroer;
3. kondensator med en kapacitet på 1000 mikrofarads;
4. PVC-rør og plastdele;
5. alu plader.

Nedenstående figur viser generatorkredsløbet.

Stepmotor: tilslutningsdiagram til ensretter og stabilisator

Diodebroer er forbundet til hver motorvikling, hvoraf der er to. Efter broerne tilsluttes stabilisatoren LM7805. Det resulterende output er en spænding, der typisk påføres et 12-volts batteri.

Elektriske generatorer, der bruger neodymmagneter med ekstrem høj klæbekraft, er blevet meget populære. De skal bruges med omhu. Med en kraftig påvirkning eller opvarmning til en temperatur på 80-250 0 C (afhængigt af typen), afmagnetiserer neodymmagneter.

Du kan tage et bilnav som grundlag for en selvfremstillet generator.

Rotor med neodymmagneter

Cirka 20 stykker neodymmagneter med en diameter på ca. 25 mm limes på navet med superlim. Enfasede elektriske generatorer er lavet med lige mange poler og magneter.

Magneter placeret over for hinanden skal tiltrække, det vil sige, de er vendt med modsatte poler. Efter limning af neodymmagneterne fyldes de med epoxyharpiks.

Spolerne er viklet rundt, og det samlede antal vindinger er 1000-1200. Effekten af ​​neodymmagnetgeneratoren er valgt, så den kan bruges som jævnstrømskilde, ca. 6A, til opladning af et 12 V batteri.

Mekanisk del

Knivene er lavet af plastrør. Blanker 10 cm brede og 50 cm lange tegnes på den og skæres derefter ud. En bøsning er lavet til motorakslen med en flange, hvortil knivene er fastgjort med skruer. Deres antal kan være fra to til fire. Plast holder ikke længe, ​​men det vil være nok for første gang. I dag er der dukket ret slidstærke materialer op, for eksempel kulstof og polypropylen. Stærkere klinger kan derefter fremstilles af aluminiumslegering.

Bladene afbalanceres ved at skære overskydende dele af i enderne, og hældningsvinklen skabes ved at opvarme dem og bøje dem.

Generatoren er boltet til et stykke plastrør med en lodret akse svejset til det. En vejrvinge af aluminiumslegering er også installeret koaksialt på røret. Akslen indsættes i mastens lodrette rør. Et trykleje er installeret mellem dem. Hele strukturen kan rotere frit i et vandret plan.

El-tavlen kan placeres på den roterende del, og spændingen kan overføres til forbrugeren gennem to slæberinge med børster. Hvis brættet med ensretteren er installeret separat, vil antallet af ringe være lig med seks, det samme antal ben som stepmotoren har.

Vindmøllen er monteret i en højde af 5-8 m.

Hvis enheden genererer energi effektivt, kan den forbedres ved at gøre den vertikal-aksial, for eksempel fra en tønde. Strukturen er mindre modtagelig for sideværts overbelastning end vandrette. Nedenstående figur viser en rotor med blade lavet af fragmenter af en tønde, monteret på en akse inde i rammen og ikke udsat for væltekraft.

Vindmølle med en lodret akse og en tønderotor

Den profilerede overflade af tønden skaber yderligere stivhed, på grund af hvilken tyndere metalplader kan bruges.

Vindgenerator med en kapacitet på mere end 1 kilowatt

Enheden skal give håndgribelige fordele og give en spænding på 220 V, så nogle elektriske apparater kan tændes. For at gøre dette skal den starte uafhængigt og generere elektricitet over et bredt område.

For at lave en vindgenerator med egne hænder skal du først bestemme designet. Det afhænger af, hvor kraftig vinden er. Hvis hun så er svag den eneste mulighed der kan være en sejlversion af rotoren. Du kan ikke få mere end 2-3 kilowatt energi her. Derudover vil det kræve en gearkasse og kraftigt batteri med oplader.

Prisen på alt udstyr er høj, så du bør finde ud af, om det vil være gavnligt for dit hjem.

I områder med kraftig vind kan en hjemmelavet vindgenerator producere 1,5-5 kilowatt strøm. Så kan den tilsluttes et 220V hjemmenetværk. Det er svært selv at lave en enhed med større kraft.

Elektrisk generator fra en DC-motor

En lavhastighedsmotor kan bruges som en generator, der genererer elektrisk strøm ved 400-500 o/min: PIK8-6/2,5 36V 0,3Nm 1600min-1. Urkasselængde 143 mm, diameter – 80 mm, skaftdiameter – 12 mm.

Hvordan ser en jævnstrømsmotor ud?

Det kræver en multiplikator med et gearforhold på 1:12. Med én omdrejning af vindmøllevingerne vil den elektriske generator lave 12 omdrejninger. Nedenstående figur viser et diagram over enheden.

Vindmølle design diagram

Gearkassen skaber en ekstra belastning, men den er stadig mindre end for bil generator eller starter, hvor der kræves et udvekslingsforhold på mindst 1:25.

Det er tilrådeligt at lave knivene af aluminiumsplade, der måler 60x12x2. Hvis du installerer 6 af dem på motoren, vil enheden ikke være så hurtig og vil ikke snurre under store vindstød. Der bør være mulighed for balancering. For at gøre dette er bladene loddet til bøsninger med mulighed for at skrue på rotoren, så de kan flyttes længere eller tættere fra dens centrum.

Generatorstrøm kl permanente magneter lavet af ferrit eller stål ikke overstiger 0,5-0,7 kilowatt. Det kan kun øges med specielle neodymmagneter.

En generator med en ikke-magnetiseret stator er ikke egnet til drift. Når der blæser let, stopper den, og derefter vil den ikke kunne starte af sig selv.

Konstant opvarmning i den kolde årstid kræver meget energi, og opvarmning af et stort hus er et problem. I denne henseende kan det være nyttigt for en dacha, når du ikke skal gå der mere end en gang om ugen. Vejer man alt rigtigt, fungerer varmeanlægget i landet kun i få timer. Resten af ​​tiden er ejerne i naturen. Ved at bruge en vindmølle som en kilde til jævnstrøm til at oplade batteriet, kan du på 1-2 uger akkumulere elektricitet til at opvarme lokalerne i en sådan periode og dermed skabe tilstrækkelig komfort for dig selv.

For at lave en generator fra en vekselstrømsmotor eller en bilstarter skal de ændres. Motoren kan opgraderes til at blive en generator, hvis rotoren er lavet med neodymmagneter, bearbejdet til deres tykkelse. Den er lavet med samme antal poler som statoren, alternerende med hinanden. Rotoren med neodymmagneter limet til overfladen bør ikke klæbe, når den roterer.

Rotortyper

Rotordesignerne varierer. Fælles muligheder er vist i figuren nedenfor, som viser værdierne af vindenergiudnyttelsesfaktoren (WEI).

Typer og design af vindmøllerotorer

Til rotation er vindmøller lavet med en lodret eller vandret akse. Lodret mulighed har fordelen ved let vedligeholdelse, når hovedkomponenterne er placeret nedenfor. Støttelejet er selvjusterende og har en lang levetid.

De to blade på Savonius-rotoren skaber ryk, hvilket ikke er særlig bekvemt. Af denne grund er den lavet af to par knive, adskilt med 2 niveauer, hvor den ene drejes i forhold til den anden med 90 0. Tønder, spande og pander kan bruges som emner.

Daria-rotoren, hvis blade er lavet af elastisk tape, er let at fremstille. For at lette forfremmelse skal deres antal være ulige. Bevægelsen sker i ryk, hvorfor den mekaniske del hurtigt går i stykker. Derudover vibrerer båndet, når det roterer, hvilket giver et brøl. Dette design er ikke særlig velegnet til permanent brug, selvom knivene nogle gange er lavet af lydabsorberende materialer.
I en ortogonal rotor er vingerne lavet profilerede. Det optimale antal blade er tre. Enheden er hurtig, men den skal vrides ud, når den startes.

Helicoide rotoren har høj effektivitet på grund af knivenes komplekse krumning, som reducerer tab. Det bruges sjældnere end andre vindmøller på grund af dets høje omkostninger.

Det horisontale bladrotordesign er det mest effektive. Men det kræver stabil gennemsnitsvind og kræver også orkanbeskyttelse. Blade kan fremstilles af propylen, når deres diameter er mindre end 1 m.

Hvis du skærer knivene fra et tykvægget plastrør eller tønde, vil du ikke kunne opnå en effekt, der er højere end 200 W. En profil i form af et segment er ikke egnet til et komprimerbart gasformigt medium. Dette kræver en kompleks profil.

Rotorens diameter afhænger af, hvor meget strøm der kræves, samt antallet af vinger. En 10 W to-vinget kræver en rotor med en diameter på 1,16 m, og en 100 W rotor har brug for 6,34 m For en fire- og seks-blads vil diameteren være henholdsvis 4,5 m og 3,68 m.

Hvis du placerer rotoren direkte på generatorakslen, holder dens leje ikke længe, ​​da belastningen på alle bladene er ujævn. Støttelejet til vindmølleakslen skal være selvjusterende med to eller tre etager. Så vil rotorakslen ikke være bange for bøjning og forskydning under rotation.

En stor rolle i driften af ​​en vindmølle spilles af strømkollektoren, som skal vedligeholdes regelmæssigt: smøres, renses, justeres. Muligheden for forebyggelse heraf bør gives, selv om dette er vanskeligt at gøre.

Sikkerhed

Vindmøller med en effekt på over 100 W er støjende enheder. En industriel vindmølle kan installeres i gården til et privat hus, hvis den er certificeret. Dens højde skal være højere end de nærmeste huse. Selv en vindmølle med lav effekt kan ikke installeres på taget. Mekaniske vibrationer dens drift kan skabe resonans og føre til ødelæggelse af strukturen.

Høje rotationshastigheder af vindgeneratoren kræver håndværk af høj kvalitet. Ellers, hvis enheden ødelægges, er der fare for, at dens dele kan flyve væk over lange afstande og forårsage skade på mennesker eller kæledyr. Dette skal især tages i betragtning, når du laver en vindmølle med dine egne hænder fra skrotmaterialer.

Video. DIY vindgenerator.

Det er ikke tilrådeligt at bruge vindgeneratorer i alle regioner, da det afhænger af klimatiske forhold. Derudover giver det ingen mening at lave dem selv uden en vis erfaring og viden. Til at begynde med kan du begynde at skabe et simpelt design med en effekt på få watt og en spænding på op til 12 volt, hvormed du kan lade din telefon op eller tænde bål. energibesparende lampe. Brugen af ​​neodymmagneter i generatoren kan øge dens effekt betydeligt.

Kraftig vindmøller, der tager en betydelig del af strømforsyningen til huset, er det bedre at købe industrielle for at skabe en spænding på 220V, der omhyggeligt vejer alle fordele og ulemper. Hvis du kombinerer dem med andre typer alternative energikilder, kan der være strøm nok til alle husholdningsbehov, inklusive boligens varmesystem.

Desværre undlader elforsyningsorganisationer ofte at forsyne private husholdninger med elektricitet. På grund af strømafbrydelser, ejere af dachas og landhuse tvunget til at vende sig til alternative kilder elektricitet. Den mest almindelige af dem er en generator.

Funktioner af den elektriske generator og dens omfang

En elektrisk generator er en mobil enhed, der bruges til at konvertere og lagre elektricitet. Driftsprincippet for denne enhed er enkelt, hvilket giver dig mulighed for at lave det selv. Ordning simpel generator kan nemt findes på internettet.

En håndlavet enhed vil ikke være en værdig konkurrent til et fabriksmonteret produkt, men det er den bedste løsning, hvis du vil spare et betydeligt beløb.

Elektriske generatorer har en ret bred vifte af applikationer. Som det kan ses på billedet af hjemmelavede generatorer, kan de bruges i vindkraftværker, i svejsearbejde og også som selvstændig enhed at understøtte el i private hjem.

Generatoren tændes af den indgående spænding. For at gøre dette er enheden forbundet til en strømkilde, men dette er ikke rationelt for et minikraftværk, fordi det skal generere elektrisk strøm og ikke forbruge det for at starte.

Som et resultat er modeller udstyret med evnen til sekventielt at skifte kondensatorer eller en selv-exciteringsfunktion særligt populære.

Nuancer, du skal kende for at skabe en elektrisk generator

At købe en generator vil være ret dyrt. Derfor tyer flere og flere nidkære ejere til at lave enheden med egne hænder. Enkelhed af driftsprincippet og designløsning giver dig mulighed for at samle en el-generator på blot et par timer.

Hvordan laver man en generator med egne hænder?

Det første trin er at konfigurere alt udstyr, så rotationshastigheden overstiger elmotorens hastighed. Efter at have målt mængden af ​​motorens rotation tilsættes yderligere 10%. Du får den hastighed, som den elektriske generator skal fungere med.

Trin to er at tilpasse generatoren ved hjælp af kondensatorer. Det er meget vigtigt at bestemme den nødvendige kapacitet korrekt.

Det tredje trin er installation af kondensatorer. Her er det nødvendigt at nøje følge beregningen. Derudover skal du sikre dig kvaliteten af ​​isoleringen. Det er alt - generatoren er komplet.

Master class om at lave en asynkron type generator

En af de mest almindelige typer hjemmelavede generatorer er en asynkron elektrisk generator. Dette forklares med dets enkle driftsprincip og gode tekniske egenskaber.

Hvad skal du bruge for at lave sådan en generator selv? Først og fremmest skal du bruge en induktionsmotor. Dens kendetegn er kortsluttede drejninger i stedet for en magnet på rotoren. Du skal også bruge kondensatorer.

Fremstillingsvejledning

Tilslut et voltmeter til enhver af motorviklingerne og drej akslen. Voltmeteret vil vise tilstedeværelsen af ​​spænding, som tages på grund af den resterende magnetisering af rotoren.

Dette er ikke en generator endnu. Lad os prøve at skabe et magnetfelt ved hjælp af rotordrejninger. Når elmotoren tændes, magnetiseres rotorens kortsluttede drejninger. Et lignende resultat kan opnås, når enheden betjenes i "generator"-tilstand.

Lad os sætte en shunt på en af ​​dem statorviklinger, bruger ikke elektrisk kondensator. Lad os vikle skaftet af. Værdien af ​​den spænding, der opstår, vil til sidst blive lig med nominel spænding motor. Dernæst vil vi omgå de resterende viklinger af strømenheden ved hjælp af en kondensator og forbinde dem.

Generatoren betragtes som en potentielt farlig enhed, og håndtering af den kræver derfor særlig omhu. Det skal beskyttes mod nedbør og mekaniske stød. Det er bedst at lave et specielt hus.

Hvis enheden er autonom, skal den være udstyret med sensorer og instrumenter til at registrere de nødvendige data. Det er også tilrådeligt at udstyre enheden med en tænd/sluk-knap.

Hvis du har den mindste tvivl om dine evner, er det bedre at nægte at lave en generator selv.

Billeder af gør-det-selv-generatorer

Rusland indtager en dobbelt position med hensyn til vindenergiressourcer. På den ene side er der på grund af det enorme samlede areal og overfloden af ​​flade områder generelt meget vind, og det er for det meste jævnt. På den anden side er vores vinde overvejende lavpotentielle og langsomme, se fig. På den tredje, i tyndt befolkede områder, er vinden voldsomme. Ud fra dette er opgaven med at installere en vindgenerator på gården ret relevant. Men for at beslutte, om du vil købe en ret dyr enhed eller lave den selv, skal du tænke grundigt over, hvilken type (og der er mange af dem) du skal vælge til hvilket formål.

Grundlæggende koncepter

1. KIEV –. Når den bruges til at beregne en mekanistisk model af flad vind (se nedenfor), er den lig med vindrotorens effektivitet kraftværk(APU).
2. Effektivitet – ende-til-ende effektivitet af APU'en, fra den modkørende vind til terminalerne på den elektriske generator eller til mængden af ​​vand, der pumpes ind i tanken.
3. Minimum driftsvindhastighed (MRS) er den hastighed, hvormed vindmøllen begynder at levere strøm til lasten.
4. Den maksimalt tilladte vindhastighed (MAS) er den hastighed, hvormed energiproduktionen stopper: automatikken slukker enten for generatoren, eller sætter rotoren i en vejrhane, eller folder den og skjuler den, eller selve rotoren stopper, eller APU'en er simpelthen ødelagt.
5. Startvindhastighed (SW) - ved denne hastighed er rotoren i stand til at dreje uden belastning, dreje op og gå i driftstilstand, hvorefter generatoren kan tændes.
6. Negativ starthastighed (OSS) - dette betyder, at APU'en (eller vindmøllen - vindkraftenhed eller WEA, vindkraftenhed) for at starte ved enhver vindhastighed kræver obligatorisk spin-up fra en ekstern energikilde.
7. Startmoment (startmoment) er evnen hos en rotor, tvangsbremset i luftstrømmen, til at skabe drejningsmoment på akslen.
8. Vindmølle (WM) er en del af APU'en fra rotoren til akslen på generatoren eller pumpen eller anden energiforbruger.
9. Roterende vindgenerator - en APU, hvor vindenergi omdannes til drejningsmoment på kraftudtagsakslen ved at rotere rotoren i luftstrømmen.
10. Rotorens arbejdshastighedsinterval er forskellen mellem MMF og MRS ved drift med nominel belastning.
11. Vindmølle med lav hastighed - i den overstiger den lineære hastighed af rotordelene i strømmen ikke vindhastigheden væsentligt eller er lavere end den. Det dynamiske tryk af flowet omdannes direkte til bladtryk.
12. Højhastighedsvindmølle - vingernes lineære hastighed er betydeligt (op til 20 eller flere gange) højere end vindhastigheden, og rotoren danner sin egen luftcirkulation. Cyklussen med at konvertere strømningsenergi til tryk er kompleks.

Bemærkninger:

1. Lavhastigheds APU'er har som regel en lavere KIEV end højhastigheds, men har et startmoment, der er tilstrækkeligt til at skrue op for generatoren uden at afbryde belastningen og nul TAC, dvs. Absolut selvstartende og anvendelig i de letteste vinde.
2. Langsomhed og hastighed er relative begreber. En husstandsvindmølle med 300 omdrejninger i minuttet kan være lavhastigheds, men kraftige APU'er som EuroWind, hvorfra felterne i vindkraftværker og vindmølleparker er samlet (se figur), og hvis rotorer yder omkring 10 omdrejninger i minuttet, har høj hastighed, pga. med en sådan diameter er bladenes lineære hastighed og deres aerodynamik over det meste af spændvidden ret "fly-lignende", se nedenfor.

Hvilken slags generator har du brug for?

En elektrisk generator til en husholdningsvindmølle skal generere elektricitet over en bred vifte af omdrejningshastigheder og kunne starte selv uden automatisering eller eksterne strømkilder. Ved brug af APU med OSS (spin-up vindmøller), der som udgangspunkt har høj KIEV og effektivitet, skal den også være reversibel, dvs. kunne fungere som motor. Ved ydelser op til 5 kW opfyldes denne betingelse af elektriske maskiner med permanente magneter baseret på niobium (supermagneter); på stål- eller ferritmagneter kan du ikke regne med mere end 0,5-0,7 kW.

Note: asynkrone vekselstrømsgeneratorer eller kollektorer med en ikke-magnetiseret stator er fuldstændig uegnede. Når vindstyrken aftager, vil de "slukke" længe før dens hastighed falder til MPC, og så starter de ikke selv.

Det fremragende "hjerte" af APU'en med en effekt fra 0,3 til 1-2 kW opnås fra en vekselstrømselvgenerator med en indbygget ensretter; disse er flertallet nu. For det første opretholder de en udgangsspænding på 11,6-14,7 V over et ret bredt hastighedsområde uden eksterne elektroniske stabilisatorer. For det andet åbner siliciumventilerne, når spændingen på viklingen når cirka 1,4 V, og før det "ser" generatoren ikke belastningen. For at gøre dette skal generatoren drejes ganske anstændigt op.

I de fleste tilfælde kan en selvgenerator tilsluttes direkte, uden gear- eller remtræk, til akslen på en højtryksmotor med høj hastighed, idet hastigheden vælges ved at vælge antallet af blade, se nedenfor. "Højhastighedstog" har et lavt eller nul startmoment, men rotoren vil, selv uden at afbryde belastningen, nå at snurre tilstrækkeligt, før ventilerne åbner, og generatoren producerer strøm.

Vælg efter vinden

Før vi beslutter, hvilken type vindgenerator vi skal lave, lad os tage stilling til den lokale aerologi. I grå-grønlig(vindstille) områder af vindkortet, vil kun en sejlende vindmotor være til nogen nytte(Vi taler om dem senere). Hvis du har brug for en konstant strømforsyning, skal du tilføje en booster (ensretter med spændingsstabilisator), lader, kraftigt batteri, inverter 12/24/36/48 V DC til 220/380 V 50 Hz AC. Sådan et anlæg vil koste ikke mindre end 20.000 dollars, og det er usandsynligt, at det vil være muligt at fjerne langtidseffekt på mere end 3-4 kW. Generelt, med et urokkeligt ønske om alternativ energi, er det bedre at lede efter en anden kilde.

På gulgrønne steder med lav vind, hvis du har brug for strøm op til 2-3 kW, kan du selv bruge en lavhastigheds lodret vindgenerator. Der er utallige af dem udviklet, og der er designs, der er næsten lige så gode som industrielt fremstillede "klingeblade" med hensyn til KIEV og effektivitet.

Hvis du planlægger at købe en vindmølle til dit hjem, så er det bedre at fokusere på en vindmølle med en sejlrotor. Der er mange kontroverser, og i teorien er alt endnu ikke klart, men de virker. I Den Russiske Føderation produceres "sejlbåde" i Taganrog med en effekt på 1-100 kW.

I røde, blæsende områder afhænger valget af den nødvendige effekt. I området 0,5-1,5 kW er hjemmelavede "lodrette" berettigede; 1,5-5 kW – indkøbte “sejlbåde”. "Lodret" kan også købes, men vil koste mere end en vandret APU. Og endelig, hvis du har brug for en vindmølle med en effekt på 5 kW eller mere, så skal du vælge mellem vandrette indkøbte "vinger" eller "sejlbåde".

Note: Mange producenter, især det andet niveau, tilbyder sæt af dele, hvorfra du selv kan samle en vindgenerator med en effekt på op til 10 kW. Et sådant sæt vil koste 20-50 % mindre end et færdigt sæt med installation. Men før du køber, skal du omhyggeligt studere aerologien for det påtænkte installationssted og derefter vælge den passende type og model i henhold til specifikationerne.

Om sikkerhed

Dele af en husholdningsvindmølle i drift kan have en lineær hastighed på over 120 og endda 150 m/s, og et stykke af ethvert fast materiale, der vejer 20 g, der flyver med en hastighed på 100 m/s, vil dræbe, hvis det bliver ramt "med succes." sund fyr på stedet. En 2 mm tyk stål- eller hårdplastplade, der bevæger sig med en hastighed på 20 m/s, skærer den i to.

Derudover er de fleste vindmøller med en effekt på mere end 100 W ret støjende. Mange genererer lufttryksudsving med ultralave (mindre end 16 Hz) frekvenser - infralyde. Infralyde er uhørlige, men er sundhedsskadelige og rejser meget langt.

Note: i slutningen af ​​80'erne var der en skandale i USA - den største vindmøllepark i landet på det tidspunkt måtte lukkes. Indianere fra et reservat 200 km fra området ved dens vindmøllepark beviste i retten, at deres helbredsforstyrrelser, som steg kraftigt efter, at vindmølleparken blev sat i drift, var forårsaget af dens infralyde.

På grund af ovenstående grunde er installation af APU'er tilladt i en afstand på mindst 5 af deres højder fra de nærmeste beboelsesbygninger. I private husholdningers gårdhave er det muligt at installere industrielt fremstillede vindmøller, der er passende certificerede. Det er generelt umuligt at installere APU'er på tagene - under deres drift, selv laveffekt, opstår der skiftende mekaniske belastninger, der kan forårsage resonans af bygningsstrukturen og dens ødelæggelse.

Note: Højden af ​​APU'en anses for at være det højeste punkt på den fejede skive (for blade rotorer) eller geometriske figurer (for lodrette APU'er med en rotor på akslen). Hvis APU-masten eller rotoraksen rager endnu højere ud, beregnes højden af ​​deres top - toppen.

Vind, aerodynamik, KIEV

En hjemmelavet vindgenerator adlyder de samme naturlove som en fabrik, beregnet på en computer. Og den hjemmelavede arbejder skal forstå det grundlæggende i sit arbejde meget godt - oftest har han ikke til sin rådighed dyre, banebrydende materialer og teknologisk udstyr. Aerodynamikken i APU'en er åh så svær...

Vind og KIEV

For at beregne serielle fabriks-APU'er, den såkaldte. flad mekanistisk model af vind. Det er baseret på følgende antagelser:

• Vindhastighed og vindretning er konstant inden for den effektive rotoroverflade.
• Luft er et kontinuerligt medium.
• Rotorens effektive overflade er lig med det fejede areal.
• Luftstrømmens energi er rent kinetisk.

Under sådanne forhold beregnes den maksimale energi pr. volumenhed luft ved hjælp af skoleformlen, idet det antages, at lufttætheden under normale forhold er 1,29 kg*kubik. m. Ved en vindhastighed på 10 m/s bærer en kube luft 65 J, og fra en kvadrat af rotorens effektive overflade, med 100 % effektivitet af hele APU, kan 650 W fjernes. Dette er en meget forenklet tilgang - alle ved, at vinden aldrig er helt jævn. Men dette skal gøres for at sikre gentagelse af produkter - en fælles ting inden for teknologi.

Den flade model skal ikke ignoreres, den giver et klart minimum af tilgængelig vindenergi. Men luft er for det første komprimerbar, og for det andet er den meget flydende (dynamisk viskositet er kun 17,2 μPa * s). Det betyder, at flowet kan flyde rundt i det fejede område, hvilket reducerer den effektive overflade og KIEV, som oftest observeres. Men i princippet er den modsatte situation også mulig: Vinden strømmer mod rotoren og det effektive overfladeareal vil da være større end den fejede overflade, og KIEV vil være større end 1 i forhold til den for en flad vind.

Lad os give to eksempler. Den første er en lystyacht, ret tung, yachten kan sejle ikke kun mod vinden, men også hurtigere end den. Vind betyder ekstern; den tilsyneladende vind skal stadig være hurtigere, ellers hvordan vil den trække skibet?

Den anden er en klassiker fra luftfartshistorien. Under test af MIG-19 viste det sig, at interceptoren, der var et ton tungere end frontlinjejageren, accelererer hurtigere i hastighed. Med de samme motorer i samme flyskrog.

Teoretikerne vidste ikke, hvad de skulle tænke, og tvivlede alvorligt på loven om energibevarelse. Til sidst viste det sig, at problemet var keglen på radar-radomen, der stak ud fra luftindtaget. Fra dens tå til skallen opstod en luftkomprimering, som om den rakede fra siderne til motorkompressorerne. Siden da er chokbølger blevet solidt etableret i teorien som nyttige, og moderne flys fantastiske flyveydelse skyldes i ikke ringe del deres dygtige brug.

Aerodynamik

Udviklingen af ​​aerodynamik er normalt opdelt i to epoker - før N. G. Zhukovsky og efter. Hans rapport "Om vedhæftede hvirvler" dateret 15. november 1905 var begyndelsen ny æra i luftfarten.

Før Zhukovsky fløj de med flade sejl: det blev antaget, at partiklerne i den modkørende strøm gav alt deres momentum til forkanten af ​​vingen. Dette gjorde det muligt straks at slippe af med vektormængden - vinkelmomentum - som gav anledning til tandbrækkende og oftest ikke-analytisk matematik, flytte til meget mere bekvemme skalare rent energiforhold og i sidste ende opnå et beregnet trykfelt på bærende plan, der mere eller mindre ligner det rigtige.

Denne mekanistiske tilgang gjorde det muligt at skabe enheder, der i det mindste kunne tage i luften og flyve fra et sted til et andet, uden nødvendigvis at styrte til jorden et sted undervejs. Men ønsket om at øge hastigheden, lastekapaciteten og andre flyvekvaliteter afslørede i stigende grad ufuldkommenhederne i den originale aerodynamiske teori.

Zhukovskys idé var denne: luften bevæger sig en anden vej langs den øvre og nedre overflade af vingen. Af mediets kontinuitetsbetingelse (vakuumbobler dannes ikke i sig selv i luften) følger det, at hastighederne af de øvre og nedre strømme, der falder ned fra bagkanten, bør være forskellige. På grund af luftens lille, men begrænsede viskositet, skulle der dannes en hvirvel der på grund af forskellen i hastigheder.

Hvirvelen roterer, og loven om bevarelse af momentum, lige så uforanderlig som loven om bevarelse af energi, gælder også for vektormængder, dvs. skal også tage højde for bevægelsesretningen. Derfor skulle der lige dér, på bagkanten, dannes en modroterende hvirvel med samme drejningsmoment. På grund af hvad? På grund af den energi, der genereres af motoren.

For luftfartspraksis betød dette en revolution: ved at vælge den passende vingeprofil var det muligt at sende en fastgjort hvirvel rundt om vingen i form af et cirkulations-G, hvilket øgede dens løft. Det vil sige, ved at bruge en del, og for høje hastigheder og belastninger på vingen – det meste af motorkraften, kan du skabe en luftstrøm rundt om enheden, så du kan opnå bedre flyvekvaliteter.

Dette gjorde luftfarten til luftfart og ikke til en del af luftfarten: nu kunne flyet skabe sig selv det miljø, der var nødvendigt for flyvning og ikke længere være et legetøj for luftstrømme. Alt du behøver er en kraftigere motor og mere og mere kraftfuld...

KIEV igen

Men vindmøllen har ikke en motor. Tværtimod skal den tage energi fra vinden og give den til forbrugerne. Og her viser det sig - hans ben blev trukket ud, halen sad fast. Vi brugte for lidt vindenergi til rotorens egen cirkulation - den vil være svag, bladenes tryk vil være lav, og KIEV og effekt vil være lav. Vi giver meget til cirkulationen - i en svag vind vil rotoren snurre som en gal i tomgang, men forbrugerne får igen lidt: de sætter bare på en belastning, rotoren bremsede, vinden blæste cirkulationen væk, og rotoren stoppede arbejder.

Loven om energibevarelse giver den "gyldne middelvej" lige i midten: Vi giver 50% af energien til lasten, og for de resterende 50% skruer vi op for flowet til det optimale. Praksis bekræfter antagelserne: hvis god effektivitet trækkende propel er 75-80%, så når KIEV af bladrotoren, også omhyggeligt beregnet og blæst i vindtunnelen, 38-40%, dvs. op til halvdelen af, hvad der kan opnås med overskydende energi.

Modernitet

I dag bevæger aerodynamik, bevæbnet med moderne matematik og computere, sig i stigende grad væk fra uundgåeligt at forenkle modeller til præcis beskrivelse adfærd af en rigtig krop i et rigtigt flow. Og her, ud over den generelle linje - magt, magt og endnu en gang magt! - sidestier opdages, men lovende lige når begrænsede mængder energi, der kommer ind i systemet.

Den berømte alternative flyver Paul McCready skabte et fly tilbage i 80'erne med to motorsavsmotorer med en effekt på 16 hk. viser 360 km/t. Desuden var dens chassis trehjulet, ikke-optrækkelig, og dens hjul var uden kåber. Ingen af ​​McCreadys enheder gik online eller gik på kamptjeneste, men to – den ene med stempelmotorer og propeller, og den anden et jetfly – fløj for første gang i historien jorden rundt uden at lande på den samme tankstation.

Udviklingen af ​​teorien påvirkede også de sejl, der fødte den oprindelige vinge, ganske betydeligt. "Live" aerodynamik gjorde det muligt for yachter at operere i vind på 8 knob. stå på hydrofoiler (se figur); for at accelerere et sådant monster til den nødvendige hastighed med en propel, kræves en motor på mindst 100 hk. Racerkatamaraner sejler med en hastighed på omkring 30 knob i samme vind. (55 km/t).

Der er også fund, der er helt ikke-trivielle. Fans af den sjældneste og mest ekstreme sport - base jumping - iført en speciel vingedragt, vingedragt, flyve uden motor, manøvrere med en hastighed på mere end 200 km/t (billede til højre), og lander derefter jævnt i en pre -valgt sted. I hvilket eventyr flyver folk på egen hånd?

Mange naturmysterier blev også løst; især en billes flugt. Ifølge klassisk aerodynamik er den ikke i stand til at flyve. Ligesom grundlæggeren af ​​stealth-flyet er F-117 med sin diamantformede vinge heller ikke i stand til at lette. Og MIG-29 og Su-27, som kan flyve hale først i nogen tid, passer slet ikke ind i nogen idé.

Og hvorfor så, når du arbejder på vindmøller, ikke bare sjovt og ikke et værktøj til at ødelægge deres egen slags, men en kilde til en vital ressource, skal du danse væk fra teorien om svage strømme med dens flade vindmodel? Er der virkelig ingen måde at komme videre på?

Hvad kan man forvente af klassikerne?

Man bør dog under ingen omstændigheder opgive klassikerne. Det giver et fundament, uden hvilket man ikke kan stige højere uden at stole på det. Ligesom mængdelære ikke afskaffer multiplikationstabellen, og kvantekromodynamik vil ikke få æbler til at flyve op fra træerne.

Så hvad kan du forvente hvornår klassisk tilgang? Lad os se på billedet. Til venstre ses typer af rotorer; de er afbildet betinget. 1 – lodret karrusel, 2 – lodret ortogonal (vindmølle); 2-5 – blade rotorer med forskellige beløb klinger med optimerede profiler.

Til højre langs den vandrette akse er rotorens relative hastighed, dvs. forholdet mellem bladets lineære hastighed og vindhastigheden. Lodret op - KIEV. Og ned - igen, relativt drejningsmoment. Et enkelt (100%) drejningsmoment anses for at være det, der skabes af en rotor, der tvangsbremset i flowet med 100% KIEV, dvs. når al strømningsenergien omdannes til roterende kraft.

Denne tilgang giver os mulighed for at drage vidtrækkende konklusioner. For eksempel skal antallet af knive vælges ikke kun og ikke så meget efter den ønskede omdrejningshastighed: 3- og 4-klinger taber umiddelbart meget med hensyn til KIEV og drejningsmoment sammenlignet med 2- og 6-klinger, der fungerer godt i omtrent samme hastighedsområde. Og den udadtil ens karrusel og ortogonal har fundamentalt forskellige egenskaber.

Generelt bør rotorer med blade foretrækkes, undtagen i tilfælde hvor ekstremt lave omkostninger, enkelhed, vedligeholdelsesfri selvstart uden automatisering er påkrævet, og løft op på en mast er umulig.

Note: Lad os især tale om sejlrotorer – de passer tilsyneladende ikke ind i klassikerne.

Lodrette

APU'er med en lodret rotationsakse har en ubestridelig fordel for hverdagen: deres komponenter, der kræver vedligeholdelse, er koncentreret i bunden, og der kræves ingen løft. Der forbliver, og selv da ikke altid, et trykstøttende selvjusterende leje, men det er stærkt og holdbart. Derfor, når du designer en simpel vindgenerator, bør valget af muligheder begynde med vertikaler. Deres hovedtyper er præsenteret i fig.

Sol

I den første position er den enkleste, oftest kaldet Savonius-rotoren. Faktisk blev den opfundet i 1924 i USSR af J. A. og A. A. Voronin, og den finske industrimand Sigurd Savonius tilegnede sig skamløst opfindelsen og ignorerede det sovjetiske copyright-certifikat og begyndte serieproduktion. Men introduktionen af ​​en opfindelse i fremtiden betyder meget, så for ikke at ophidse fortiden og ikke forstyrre asken fra den afdøde, vil vi kalde denne vindmølle en Voronin-Savonius-rotor, eller kort sagt VS.

Flyet er godt for den hjemmelavede mand, bortset fra "lokomotivet" KIEV på 10-18%. Men i USSR arbejdede de meget på det, og der er udvikling. Nedenfor vil vi se på et forbedret design, ikke meget mere komplekst, men ifølge KIEV giver det bladerne et forspring.

Bemærk: det to-bladede fly snurrer ikke, men rykker i ryk; 4-bladet er kun lidt glattere, men taber meget i KIEV. For at forbedre er 4-trug oftest opdelt i to etager - et par knive under og et andet par, roteret 90 grader vandret, over dem. KIEV er bevaret, og de laterale belastninger på mekanikken svækkes, men bøjningsbelastningerne øges noget, og med en vind på mere end 25 m/s er sådan en APU på akslen, dvs. uden et leje strakt af kabler over rotoren, "revner det tårnet."

Daria

Dernæst er Daria-rotoren; KIEV – op til 20%. Det er endnu enklere: Bladene er lavet af et simpelt elastisk bånd uden nogen profil. Teorien om Darrieus-rotoren er endnu ikke tilstrækkelig udviklet. Det er kun tydeligt, at det begynder at slappe af på grund af forskellen i den aerodynamiske modstand af pukkelen og tapelommen, og så bliver det en slags højhastighed, der danner sin egen cirkulation.

Drejningsmomentet er lille, og i rotorens startpositioner parallelt og vinkelret på vinden er det fuldstændig fraværende, så selvspin er kun muligt med et ulige antal blade (vinger?) Under alle omstændigheder er belastningen fra generatoren skal afbrydes under spin-up.

Daria-rotoren har yderligere to dårlige egenskaber. For det første, når den roterer, beskriver bladets trykvektor en fuld rotation i forhold til dens aerodynamiske fokus, og ikke jævnt, men rykkende. Derfor nedbryder Darrieus-rotoren hurtigt sin mekanik selv i en konstant vind.

For det andet larmer Daria ikke kun, men skriger og hviner, til det punkt, at båndet går i stykker. Dette sker på grund af dens vibrationer. Og jo flere klinger, jo stærkere er brølet. Så hvis de laver en Daria, er det med to klinger, af dyre højstyrke lydabsorberende materialer (carbon, mylar), og et lille fly bruges til at spinde i midten af ​​mastestangen.

Ortogonal

Ved pos. 3 – ortogonal lodret rotor med profilerede vinger. Ortogonalt, fordi vingerne stikker lodret ud. Overgangen fra BC til ortogonal er illustreret i fig. venstre.

Vinklen for montering af bladene i forhold til tangenten til cirklen, der berører vingernes aerodynamiske foci, kan være enten positiv (i figuren) eller negativ, afhængigt af vindstyrken. Nogle gange laves knivene roterende, og vejrvinger placeres på dem, der automatisk holder "alfa", men sådanne strukturer går ofte i stykker.

Den centrale krop (blå i figuren) giver dig mulighed for at øge KIEV til næsten 50 %. I en tre-bladet ortogonal skal den have form som en trekant i tværsnit med let konvekse sider og afrundede hjørner større antal blade er en simpel cylinder tilstrækkelig. Men teorien for den ortogonale giver et entydigt optimalt antal blade: der skal være præcis 3 af dem.

Ortogonal refererer til højhastighedsvindmøller med OSS, dvs. kræver nødvendigvis forfremmelse under idriftsættelse og efter ro. I henhold til den ortogonale ordning produceres serielle vedligeholdelsesfrie APU'er med en effekt på op til 20 kW.

Helicoid

Helicoidal rotor, eller Gorlov rotor (emne 4) er en type ortogonal, der sikrer ensartet rotation; en ortogonal med lige vinger "tårer" kun lidt svagere end et to-bladet fly. Bøjning af bladene langs en helicoide gør det muligt at undgå tab af CIEV på grund af deres krumning. Selvom det buede blad afviser en del af flowet uden at bruge det, øser det også en del ind i zonen med højeste lineære hastighed, hvilket kompenserer for tab. Helicoider bruges sjældnere end andre vindmøller, pga På grund af kompleksiteten i fremstillingen er de dyrere end deres modstykker af samme kvalitet.

Tønderrivning

Til 5 pos. – Rotor af typen BC omgivet af en ledeskov; dens diagram er vist i fig. højre. Det findes sjældent i industrielle applikationer, pga dyre jorderhvervelser kompenserer ikke for kapacitetsforøgelsen, og materialeforbruget og produktionens kompleksitet er høj. Men en gør-det-selv-mand, der er bange for arbejde, er ikke længere en mester, men en forbruger, og hvis du ikke har brug for mere end 0,5-1,5 kW, så er en "tønderivning" for ham en godbid:

• En rotor af denne type er absolut sikker, lydløs, skaber ikke vibrationer og kan installeres hvor som helst, selv på en legeplads.
• At bukke et galvaniseret "trug" og svejse en ramme af rør er noget sludderarbejde.
• Rotationen er absolut ensartet, de mekaniske dele kan tages fra den billigste eller fra skraldespanden.
• Ikke bange for orkaner - for meget kraftig vind kan ikke skubbe ind i "tønden"; en strømlinet vortex-kokon dukker op omkring den (vi vil støde på denne effekt senere).
• Og det vigtigste er, at da overfladen af ​​"tønden" er flere gange større end den af ​​rotoren indeni, kan KIEV være over-enhed, og rotationsmomentet allerede ved 3 m/s for en "tønde" på tre meter diameter er sådan, at en 1 kW generator med en maksimal belastning på De siger, det er bedre ikke at rykke.

Video: Lenz vindgenerator

I 60'erne i USSR patenterede E. S. Biryukov en karrusel APU med en KIEV på 46%. Lidt senere opnåede V. Blinov 58% KIEV fra et design baseret på samme princip, men der er ingen data om dets test. Og fuldskala test af Biryukovs APU blev udført af ansatte i magasinet "Inventor and Innovator". En to-etagers rotor med en diameter på 0,75 m og en højde på 2 m drejet med fuld kraft i en frisk vind asynkron generator 1,2 kW og modstod 30 m/s uden nedbrud. Tegninger af Biryukovs APU er vist i fig.

1. rotor lavet af galvaniseret tagdækning;
2. selvjusterende dobbeltrækket kugleleje;
3. skærme – 5 mm stålkabel;
4. akse-aksel – stålrør med en vægtykkelse på 1,5-2,5 mm;
5. aerodynamiske hastighedskontrolhåndtag;
6. hastighedskontrolblade - 3-4 mm krydsfiner eller plastplade;
7. hastighedskontrolstænger;
8. hastighedsregulatorbelastning, dens vægt bestemmer rotationshastigheden;
9. drivremskive - et cykelhjul uden et dæk med et rør;
10. trykleje - trykleje;
11. drevet remskive – standard generatorskive;
12. generator.

Biryukov modtog flere copyright-certifikater for sin APU. Først skal du være opmærksom på rotorens snit. Ved acceleration fungerer det som et fly, hvilket skaber et stort startmoment. Mens den drejer, skabes en hvirvelpude i de ydre lommer på knivene. Fra vindens synspunkt bliver vingerne profileret, og rotoren bliver en højhastigheds-ortogonal, hvor den virtuelle profil ændres i forhold til vindstyrken.

For det andet fungerer den profilerede kanal mellem bladene som et centralt legeme i driftshastighedsområdet. Hvis vinden forstærkes, skabes der også en hvirvelpude i den, der strækker sig ud over rotoren. Den samme vortex-kokon optræder som omkring APU'en med en ledevinge. Energien til dens skabelse hentes fra vinden, og den er ikke længere nok til at knække vindmøllen.

For det tredje er hastighedsregulatoren primært beregnet til turbinen. Den holder sin hastighed optimal set fra KIEV-synspunktet. Og den optimale generatorrotationshastighed sikres ved valget af mekanisk transmissionsforhold.

Bemærk: efter publikationer i IR for 1965 sank de væbnede styrker i Ukraine Biryukova i glemmebogen. Forfatteren modtog aldrig et svar fra myndighederne. Skæbnen for mange sovjetiske opfindelser. De siger, at nogle japanere blev milliardær ved regelmæssigt at læse sovjetiske populær-tekniske magasiner og patentere alt, der fortjener opmærksomhed.

Lopastniki

Som sagt, ifølge klassikerne, er en vandret vindgenerator med en rotor med blade den bedste. Men for det første har den brug for en stabil vind med mindst medium styrke. For det andet er designet til gør-det-selv-byggeren fyldt med mange faldgruber, hvorfor frugten af ​​langt hårdt arbejde i bedste tilfælde oplyser et toilet, entre eller veranda, eller viser sig endda kun at kunne promovere sig selv.

Ifølge diagrammerne i fig. Lad os se nærmere på; stillinger:

• Fig. EN:

1. rotorblade;
2. generator;
3. generator ramme;
4. beskyttende vejrhane (orkanskovl);
5. nuværende samler;
6. chassis;
7. drejelige enhed;
8. arbejde vejrhane;
9. mast;
10. klemme til svøb.

• Fig. B, set ovenfra:

1. beskyttende vejrhane;
2. arbejde vejrhane;
3. beskyttende vejrvinge fjederspændingsregulator.

• Fig. G, nuværende samler:

1. opsamler med kobberringskinne;
2. fjederbelastede kobber-grafitbørster.

Note: Orkanbeskyttelse til en vandret klinge med en diameter på mere end 1 m er absolut nødvendig, pga han er ikke i stand til at skabe en vortex-kokon omkring sig selv. Med mindre størrelser er det muligt at opnå en rotorudholdenhed på op til 30 m/s med propylenvinger.

Så hvor snubler vi?

Blade

At forvente at opnå en effekt på generatorakslen på mere end 150-200 W på klinger af enhver størrelse skåret fra et tykvægget plastrør, som det ofte anbefales, er håbet for en håbløs amatør. Et rørblad (medmindre det er så tykt, at det blot bruges som et emne) vil have en segmenteret profil, dvs. dens top eller begge overflader vil være cirkelbuer.

Segmenterede profiler er velegnede til inkompressible medier, såsom hydrofoils eller propelblade. Til gasser kræves et blad med variabel profil og stigning, for eksempel, se fig.; spændvidde - 2 m Dette vil være et komplekst og arbejdskrævende produkt, der kræver omhyggelige beregninger baseret på teori, rørblæsning og fuldskalatest.

Generator

Hvis rotoren er monteret direkte på sin aksel, vil standardlejet snart gå i stykker - der er ikke ens belastning på alle vingerne i vindmøller. Du har brug for en mellemaksel med et specielt støtteleje og en mekanisk transmission fra den til generatoren. For store vindmøller er støttelejet et selvjusterende dobbeltrækket; V bedste modeller– tre etager, Fig. D i fig. højere. Dette gør det muligt for rotorakslen ikke kun at bøje lidt, men også at bevæge sig lidt fra side til side eller op og ned.

Note: Det tog omkring 30 år at udvikle et støtteleje til EuroWind type APU.

Nødvinde

Princippet for dets funktion er vist i fig. B. Vinden, der forstærkes, lægger pres på skovlen, fjederen strækkes, rotoren deformeres, dens hastighed falder og til sidst bliver den parallel med strømmen. Alt ser ud til at være fint, men det var glat på papiret...

På en blæsende dag kan du prøve at holde låget på en kogende gryde eller en stor gryde parallelt med vinden ved håndtaget. Bare vær forsigtig – det urolige stykke jern kan ramme dig så hårdt i ansigtet, at det knækker din næse, skærer dig i læben eller endda slår dit øje ud.

Flad vind forekommer kun i teoretiske beregninger og, med tilstrækkelig nøjagtighed til praksis, i vindtunneller. I virkeligheden skader en orkan vindmøller med en orkanskovl mere end helt forsvarsløse. Det er bedre at skifte beskadigede knive end at gøre alt igen. I industrielle installationer- det er en anden sag. Der overvåges og justeres bladenes stigning, hver individuelt, ved hjælp af automatisering under styring af den indbyggede computer. Og de er lavet af kraftige kompositter, ikke vandrør.

Nuværende samler

Dette er en regelmæssig serviceret enhed. Enhver kraftingeniør ved, at kommutatoren med børster skal renses, smøres og justeres. Og masten er lavet af et vandrør. Hvis du ikke kan klatre, skal du en gang hver eller anden måned kaste hele vindmøllen ned på jorden og derefter samle den op igen. Hvor længe vil han vare ved en sådan "forebyggelse"?

Video: vindgenerator med blade + solpanel til strømforsyning til en dacha

Mini og mikro

Men efterhånden som pagajens størrelse falder, falder vanskelighederne efter kvadratet på hjuldiameteren. Det er allerede muligt at fremstille en APU med vandret blade på egen hånd med en effekt på op til 100 W. En 6-bladet ville være optimal. Med flere blade vil diameteren af ​​rotoren, der er designet til samme kraft, være mindre, men de vil være svære at fastgøre til navet. Rotorer med mindre end 6 blade skal ikke tages i betragtning: en 2-blads 100 W rotor har brug for en rotor med en diameter på 6,34 m, og en 4-klinge med samme effekt har brug for 4,5 m. For en 6-klinge effekt-diameter forholdet udtrykkes som følger:

• 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.

Det ville være optimalt at stole på en effekt på 10-20 W. For det første vil en plastikklinge med en spændvidde på mere end 0,8 m ikke modstå vind på mere end 20 m/s uden yderligere beskyttelsesforanstaltninger. For det andet, med et bladspænd på op til de samme 0,8 m, vil den lineære hastighed af dens ender ikke overstige vindhastigheden med mere end tre gange, og kravene til profilering med vrid reduceres med størrelsesordener; her et “trug” med segmenteret rørprofil, pos. B i fig. Og 10-20 W vil give strøm til en tablet, genoplade en smartphone eller tænde en sparepære.

Vælg derefter en generator. En kinesisk motor er perfekt - hjulnav til elcykler, pos. 1 i fig. Dens effekt som motor er 200-300 W, men i generatortilstand vil den give op til omkring 100 W. Men vil det passe os hastighedsmæssigt?

Hastighedsindekset z for 6 vinger er 3. Formlen til beregning af rotationshastigheden under belastning er N = v/l*z*60, hvor N er omdrejningshastigheden, 1/min, v er vindhastigheden, og l er rotoromkredsen. Med et vingespænd på 0,8 m og en vind på 5 m/s får vi 72 rpm; ved 20 m/s – 288 rpm. Et cykelhjul roterer også med nogenlunde samme hastighed, så vi tager vores 10-20 W af fra en generator, der er i stand til at producere 100. Du kan placere rotoren direkte på dens aksel.

Men her opstår følgende problem: efter at have brugt en masse arbejde og penge, i det mindste på en motor, fik vi... et stykke legetøj! Hvad er 10-20, ja, 50 W? Men du kan ikke lave en vindmølle med vinge, der er i stand til at drive selv et tv derhjemme. Er det muligt at købe en færdiglavet mini-vindgenerator, og ville det ikke være billigere? Så meget som muligt, og så billigt som muligt, se pos. 4 og 5. Derudover bliver den også mobil. Placer den på en stub og brug den.

Den anden mulighed er, hvis en stepmotor fra et gammelt 5- eller 8-tommers diskettedrev ligger rundt et eller andet sted, eller fra et papirdrev eller en vogn på en ubrugelig inkjet- eller dot matrix-printer. Den kan fungere som en generator, og at fastgøre en karruselrotor fra dåser til den (pos. 6) er lettere end at samle en struktur som den vist i pos. 3.

Generelt er konklusionen med hensyn til "klingeblade" klar: hjemmelavede er mere tilbøjelige til at pille efter hjertens lyst, men ikke for ægte langsigtet energiudbytte.

Video: den enkleste vindgenerator til belysning af en dacha

Sejlbåde

Sejlvindsgeneratoren har været kendt i lang tid, men bløde paneler på dens blade (se figur) begyndte at blive lavet med fremkomsten af ​​højstyrke slidbestandige syntetiske stoffer og film. Flerbladede vindmøller med stive sejl er vidt udbredt over hele verden som drivkraft til automatiske vandpumper med lav effekt, men deres tekniske specifikationer er endda lavere end karrusellers.

Men et blødt sejl som en vindmøllevinge, ser det ud til, viste sig ikke at være så simpelt. Pointen handler ikke om vindmodstand (producenterne begrænser ikke den maksimalt tilladte vindhastighed): Sejlbådssejlere ved allerede, at det er næsten umuligt for vinden at rive panelet på et Bermuda-sejl i stykker. Mest sandsynligt vil arket blive revet ud, eller masten vil blive knækket, eller hele fartøjet vil lave en "overkill-drejning". Det handler om energi.

Desværre kan nøjagtige testdata ikke findes. Baseret på brugeranmeldelser var det muligt at skabe "syntetiske" afhængigheder til installation af en Taganrog-fremstillet vindmølle-4.380/220.50 med en vindhjulsdiameter på 5 m, en vindhovedvægt på 160 kg og en rotationshastighed på op til 40 l/min; de er vist i fig.

Selvfølgelig kan der ikke være garantier for 100 % pålidelighed, men det er klart, at der ikke lugter af en fladmekanistisk model her. Der er ingen måde, et 5-meters hjul i en flad vind på 3 m/s kan producere omkring 1 kW, ved 7 m/s nå et plateau i kraft og derefter opretholde det indtil en kraftig storm. Producenter angiver i øvrigt, at de nominelle 4 kW kan opnås ved 3 m/s, men når de installeres af kræfter baseret på resultaterne af undersøgelser af lokal aerologi.

Der er heller ingen kvantitativ teori at finde; Udviklernes forklaringer er uklare. Men da folk køber Taganrog-vindmøller, og de virker, kan vi kun antage, at den erklærede koniske cirkulation og fremdriftseffekt ikke er en fiktion. Under alle omstændigheder er de mulige.

Så viser det sig, FORAN rotoren, ifølge loven om bevarelse af momentum, skulle der også opstå en konisk hvirvel, men udvidende og langsom. Og sådan en tragt vil drive vinden mod rotoren, den effektiv overflade det vil vise sig at være mere fejet, og KIEV vil være over-enhed.

Feltmålinger af trykfeltet foran rotoren, selv med en husstandsaneroid, kunne kaste lys over dette problem. Hvis det viser sig at være højere end på siderne, så fungerer de sejlende APU'er som en billefluer.

Hjemmelavet generator

Ud fra det, der er blevet sagt ovenfor, er det klart, at det er bedre for hjemmelavede håndværkere at tage på enten vertikale eller sejlbåde. Men begge er meget langsomme, og transmission til en højhastighedsgenerator er det ekstra arbejde, ekstra omkostninger og tab. Er det muligt selv at lave en effektiv lavhastigheds-elgenerator?

Ja, det kan du, på magneter lavet af niobium legering, såkaldte. supermagneter. Fremstillingsprocessen for hoveddelene er vist i fig. Spoler - hver af 55 vindinger af 1 mm kobbertråd i varmebestandig højstyrke emaljeisolering, PEMM, PETV mv. Højden på viklingerne er 9 mm.

Vær opmærksom på rillerne til nøglerne i rotorhalvdelene. De skal placeres således, at magneterne (de er limet til magnetkernen med epoxy eller akryl) konvergerer med modsatte poler efter samling. "Pandekager" (magnetiske kerner) skal være lavet af en blød magnetisk ferromagnet; Almindelig konstruktionsstål vil gøre det. Tykkelsen af ​​"pandekagerne" er mindst 6 mm.

Generelt er det bedre at købe magneter med et aksialt hul og stramme dem med skruer; supermagneter tiltrækker frygtelig kraft. Af samme grund placeres et cylindrisk afstandsstykke 12 mm højt på skaftet mellem "pandekagerne".

Vindingerne, der udgør statorsektionerne, er forbundet i henhold til diagrammerne også vist i fig. De loddede ender skal ikke strækkes, men skal danne løkker, ellers kan epoxyen, som statoren skal fyldes med, hærde og knække ledningerne.

Statoren hældes i formen til en tykkelse på 10 mm. Der er ingen grund til at centrere eller balancere, statoren roterer ikke. Mellemrummet mellem rotoren og statoren er 1 mm på hver side. Statoren i generatorhuset skal sikres sikkert ikke kun mod forskydning langs aksen, men også mod rotation; et stærkt magnetfelt med strøm i lasten vil trække den med sig.

Video: DIY vindmøllegenerator

Konklusion

Og hvad har vi i sidste ende? Interessen for "klingeblade" forklares snarere ved deres spektakulære udseende end ægte præstationskvaliteter i en hjemmelavet udgave og ved lav effekt. En hjemmelavet karrusel APU vil give "standby" strøm til opladning af et bilbatteri eller strøm til et lille hus.

Men med sejlende APU'er er det værd at eksperimentere med håndværkere med en kreativ streak, især i miniversionen, med et hjul på 1-2 m i diameter. Hvis udviklernes antagelser er korrekte, vil det være muligt at fjerne alle 200-300 W fra denne ved hjælp af den kinesiske motorgenerator beskrevet ovenfor.

Andrey sagde:

Tak for din gratis konsultation... Og priserne "fra firmaer" er ikke rigtig dyre, og jeg tror, ​​at håndværkere fra outback vil kunne lave generatorer, der ligner dine, og Li-po batterier kan bestilles fra Kina. Invertere i Chelyabinsk er meget gode (med glat sinus) og sejl, vinger eller rotorer er en anden grund til vores praktiske russiske mænds tankeflugt.

Ivan sagde:

spørgsmål:
For vindmøller med en lodret akse (position 1) og "Lenz" -muligheden er det muligt at tilføje en ekstra del - et pumpehjul, der peger i vindens retning og dækker den ubrugelige side fra den (går mod vinden) . Det vil sige, at vinden ikke vil bremse bladet, men denne "skærm". Positionering mod vinden med "halen" placeret bag selve vindmøllen under og over vingerne (ryggene). Jeg læste artiklen og en idé blev født.

Ved at klikke på knappen "Tilføj kommentar" accepterer jeg siden.

Energien fra den elektriske strøm, der kommer ind i indersiden af ​​en asynkronmotor, bliver let til bevægelsesenergi ved udgangen fra den. Men hvad hvis en omvendt transformation er påkrævet? I dette tilfælde kan du bygge en hjemmelavet generator fra en asynkron motor. Det vil kun fungere i en anden tilstand: elektricitet vil begynde at blive genereret ved at udføre mekanisk arbejde. Den perfekte løsning– transformation til en vindgenerator – en kilde til gratis energi.

Det er eksperimentelt bevist, at et magnetfelt skabes af et vekslende elektrisk felt. Dette er grundlaget for driftsprincippet for en asynkron motor, hvis design inkluderer:

• Kroppen er det, vi ser udefra;
• Stator er den stationære del af den elektriske motor;
• En rotor er et element, der er drevet.

Statorens hovedelement er viklingen, som en vekselspænding påføres (driftsprincippet er ikke på permanente magneter, men på et magnetfelt, som er beskadiget af en vekslende elektrisk). Rotoren er en cylinder med slidser, hvori viklingen er placeret. Men strømmen, der kommer ind i den, har den modsatte retning. Som et resultat dannes to vekslende elektriske felter. Hver af dem skaber et magnetfelt, som begynder at interagere med hinanden. Men udformningen af ​​statoren er sådan, at den ikke kan bevæge sig. Derfor er resultatet af samspillet mellem to magnetfelter rotorens rotation.

Design og princip for drift af den elektriske generator

Eksperimenter bekræfter også, at et magnetfelt skaber et vekslende elektrisk felt. Nedenfor er et diagram, der tydeligt illustrerer princippet om driften af ​​generatoren.

Hvis en metalramme placeres og roteres i et magnetfelt, vil den magnetiske flux, der trænger ind i den, begynde at ændre sig. Dette vil føre til dannelsen af ​​en induceret strøm inde i rammen. Hvis du forbinder enderne til en strømforbruger, for eksempel til en elektrisk lampe, kan du observere dens glød. Dette tyder på, at den mekaniske energi, der blev brugt på at rotere rammen inden for magnetfeltet, blev omdannet til elektrisk energi, hvilket hjalp med at tænde lampen.

Strukturelt består en elektrisk generator af de samme dele som en elektrisk motor: et hus, en stator og en rotor. Forskellen ligger kun i princippet om drift. Rotoren drives af det magnetiske felt, der skabes af det elektriske felt i statorviklingen. Og en elektrisk strøm vises i statorviklingen på grund af en ændring i den magnetiske flux, der trænger ind i den, på grund af rotorens tvungne rotation.

Fra elmotor til elgenerator

Menneskelivet i dag er utænkeligt uden elektricitet. Derfor bygges der kraftværker overalt, der omdanner energien fra vand, vind og atomkerner til elektrisk energi. Det er blevet universelt, fordi det kan omdannes til energien af ​​bevægelse, varme og lys. Dette blev årsagen til den massive udbredelse af elektriske motorer. Elektriske generatorer er mindre populære, fordi staten leverer elektricitet centralt. Men alligevel sker der nogle gange, at der ikke er strøm, og der er ingen steder at få den fra. I dette tilfælde vil en generator fra en asynkronmotor hjælpe dig.

Vi har allerede sagt ovenfor, at den elektriske generator og motoren strukturelt ligner hinanden. Dette rejser spørgsmålet: er det muligt at bruge dette teknologimirakel som en kilde til både mekanisk og elektrisk energi? Det viser sig, at det er muligt. Og vi vil fortælle dig, hvordan du konverterer en motor til en strømkilde med dine egne hænder.

Betydningen af ​​omarbejdet

Hvis du har brug for en elektrisk generator, hvorfor lave den fra en motor, hvis du kan købe nyt udstyr? Men elektrisk udstyr af høj kvalitet er ikke en billig fornøjelse. Og hvis du har en motor, der ikke bliver brugt i øjeblikket, hvorfor så ikke bruge den godt? Ved simple manipulationer og minimale omkostninger du får en fremragende strømkilde, der kan drive enheder med aktive belastninger. Disse omfatter computer-, elektronisk- og radioudstyr, almindelige lamper, varmeapparater og svejsekonvertere.

Men besparelser er ikke den eneste fordel. Fordele ved en elektrisk strømgenerator konstrueret af en asynkron elektrisk motor:

• Designet er enklere end en synkron analog;
• Maksimal beskyttelse af indersiden mod fugt og støv;
• Høj modstand mod overbelastning og kortslutninger;
• Næsten fuldstændig fravær af ikke-lineære forvrængninger;
• Clearance faktor (en værdi, der udtrykker rotorens ujævne rotation) ikke mere end 2%;
• Vindingerne er statiske under drift, så de slides ikke i lang tid, hvilket øger deres levetid;
• Den genererede elektricitet har umiddelbart en spænding på 220V eller 380V, alt efter hvilken motor du beslutter dig for at konvertere: enfaset eller trefaset. Det betyder, at strømforbrugere kan tilsluttes direkte til generatoren uden invertere.

Selvom den elektriske generator ikke fuldt ud kan opfylde dine behov, kan den bruges sammen med en centraliseret strømforsyning. I dette tilfælde taler vi igen om at spare: du skal betale mindre. Fordelen vil blive udtrykt som forskellen opnået ved at trække den producerede elektricitet fra mængden af ​​forbrugt elektricitet.

Hvad skal der til for ombygning?

For at lave en generator fra en asynkronmotor med dine egne hænder, skal du først forstå, hvad der forhindrer konvertering af elektrisk energi fra mekanisk energi. Lad os huske på, at for dannelsen af ​​en induktionsstrøm er tilstedeværelsen af ​​et magnetisk felt, der ændrer sig med tiden, nødvendigt. Når udstyret kører i motortilstand, skabes det i både statoren og rotoren på grund af strøm fra netværket. Hvis du skifter udstyret til generatortilstand, viser det sig, at der slet ikke er noget magnetfelt. Hvor kommer han fra?

Efter at udstyret kører i motortilstand, bevarer rotoren den resterende magnetisering. Det er hende, der fra tvungen rotation forårsager induceret strøm i statoren. Og for at magnetfeltet kan opretholdes, vil det være nødvendigt at installere kondensatorer, der fører kapacitiv strøm. Det er ham, der vil opretholde magnetisering på grund af selv-excitation.

Vi har ordnet spørgsmålet om, hvor det oprindelige magnetfelt kom fra. Men hvordan sætter man rotoren i gang? Hvis du drejer det med dine egne hænder, kan du selvfølgelig drive en lille pære. Men resultatet vil næppe tilfredsstille dig. Den ideelle løsning er at omdanne motoren til en vindgenerator eller vindmølle.

Dette er navnet på en enhed, der omdanner vindens kinetiske energi til mekanisk og derefter til elektrisk. Vindgeneratorer er udstyret med vinger, der bevæger sig, når de møder vinden. De kan rotere i både lodrette og vandrette planer.

Fra teori til praksis

Lad os bygge en vindgenerator fra en motor med vores egne hænder. For nem forståelse er diagrammer og videoer inkluderet i instruktionerne. Du skal bruge:

• Enhed til overførsel af vindenergi til rotoren;
• Kondensatorer til hver statorvikling.

Det er svært at formulere en regel, hvorefter man kunne vælge vindfang første gang. Her skal du lade dig vejlede af, at når udstyret kører i generatortilstand, skal rotorhastigheden være 10 % højere end ved drift som motor. Du skal ikke tage højde for den nominelle frekvens, men tomgangshastigheden. Eksempel: den nominelle frekvens er 1000 rpm, og i inaktiv tilstand er den 1400. For derefter at generere strøm skal du bruge en frekvens på cirka 1540 rpm.

Udvælgelsen af ​​kondensatorer efter kapacitet er lavet i henhold til formlen:

C er den nødvendige kapacitet. Q – rotorrotationshastighed i omdrejninger pr. minut. P er tallet "pi" lig med 3,14. f – fasefrekvens (konstant værdi for Rusland, lig med 50 Hertz). U – netværksspænding (220 hvis en fase, og 380 hvis tre).

Regneeksempel : Trefaset rotor roterer med 2500 rpm. SåC = 2500/(2*3,14*50*380*380)=56 µF.

Opmærksomhed! Vælg ikke en beholder, der er større end den beregnede værdi. Ellers vil den aktive modstand være høj, hvilket vil føre til overophedning af generatoren. Dette kan også ske, når enheden startes uden belastning. I dette tilfælde vil det være nyttigt at reducere kondensatorens kapacitans. For at gøre det nemt at gøre det selv, skal du placere beholderen ikke som en helhed, men som en præfabrikeret. For eksempel kan 60 μF bestå af 6 stykker af 10 μF forbundet parallelt med hinanden.

Hvordan forbinder man?

Lad os se på, hvordan man laver en generator fra en asynkronmotor ved at bruge eksemplet på en trefaset motor:

1. Forbind akslen til en enhed, der roterer rotoren ved hjælp af vindenergi;
2. Forbind kondensatorerne i et trekantmønster, hvis hjørner er forbundet med enderne af stjernen eller hjørnerne af statortrekanten (afhængigt af typen af ​​forbindelse af viklingerne);
3. Hvis der kræves en spænding på 220 volt ved udgangen, forbindes statorviklingerne i en trekant (slutningen af ​​den første vikling med begyndelsen af ​​den anden, slutningen af ​​den anden med begyndelsen af ​​den tredje, slutningen af ​​den tredje med begyndelsen af ​​den første);
4. Hvis du skal forsyne enheder fra 380 volt, er et stjernekredsløb egnet til at forbinde statorviklingerne. For at gøre dette skal du forbinde begyndelsen af ​​alle viklinger sammen og forbinde enderne til de passende beholdere.

Trin-for-trin instruktioner om, hvordan man laver en laveffekt enfaset vindgenerator med egne hænder:

1. Få det ud af det gamle vaskemaskine elektrisk motor;
2. Bestem arbejdsviklingen og tilslut en kondensator parallelt med den;
3. Sørg for, at rotoren roterer ved hjælp af vindenergi.

Du får en vindmølle, som i videoen, og den vil producere 220 volt.

For elektriske apparater drevet af DC vil der være behov for en ekstra ensretter. Og hvis du er interesseret i at overvåge strømkildens parametre, skal du installere et amperemeter og et voltmeter ved udgangen.

Råd! På grund af manglen på konstant vind kan vindgeneratorer nogle gange holde op med at fungere eller ikke arbejde med fuld kapacitet. Derfor er det praktisk at organisere dit eget kraftværk. For at gøre dette er vindmøllen forbundet til batteriet i blæsevejr. Den akkumulerede strøm kan bruges i rolige perioder.