Bagaimana untuk memasang penjana elektrik buatan sendiri yang berkuasa. Apakah yang boleh anda gunakan untuk memasang penjana elektrik dengan tangan anda sendiri. Bagaimanakah penjana dibuat?

Keinginan untuk menjadikan rumah anda sepenuhnya autonomi adalah wujud dalam setiap pemilik kotej negara atau bahkan dacha kecil. Tetapi jika tidak ada masalah khas dengan air dan pembetungan, maka rangkaian elektrik terpusat sering membuang momen yang tidak menyenangkan. Oleh itu, ramai yang cuba memperoleh loji kuasa mini autonomi yang boleh menyokong operasi perkakas rumah sekiranya berlaku kegagalan rangkaian.

Tetapi peralatan sedemikian sangat mahal dan tidak semua orang mampu membelinya. Apa yang perlu dilakukan dalam keadaan sedemikian? Anda boleh membeli satu unit untuk beberapa rumah bersama-sama, tetapi kemudian ia mesti mempunyai kuasa yang lebih besar, dan, oleh itu, harga tinggi. Ada lagi pilihan murah– pasangkan penjana elektrik dengan tangan anda sendiri, menggunakan cara yang telah diubahsuai. Bolehkah sesiapa membuat peranti sedemikian? Mari cuba ketahui dengan menganalisis maklumat pada rangkaian.

Apakah penjana dan di mana ia digunakan?

- Ini adalah peralatan yang mampu menghasilkan tenaga elektrik dengan membakar bahan api. Mereka datang dalam kedua-dua fasa tunggal dan tiga. Lebih-lebih lagi, yang terakhir dibezakan oleh keupayaan mereka untuk bekerja dengan pelbagai beban.

Ia digunakan sebagai sandaran dan dalam beberapa kes sumber kekal bekalan kuasa dan bertujuan untuk operasi:

Jenis dan ciri aplikasinya

Peralatan teknologi kelas ini dikelaskan mengikut parameter berikut:

1. Kawasan penggunaan;
2. Jenis bahan api yang terbakar;
3. Bilangan fasa;
4. kuasa.

Mari kita mulakan dengan skop permohonan. Bergantung pada faktor ini, penjana dibahagikan kepada isi rumah dan profesional, walaupun penjana elektrik mudah boleh dipasang dengan tangan anda sendiri. Yang pertama biasanya dibuat dalam bentuk unit kuasa padat dan mempunyai kuasa dari 0.7 hingga 25 kW. Ia dilengkapi dengan enjin pembakaran dalaman yang menggunakan bahan api petrol atau diesel dan dilengkapi dengan sistem penyejukan udara. Peranti sedemikian digunakan sebagai sumber tenaga sandaran untuk perkakas rumah dan alatan kuasa, serta penjana elektrik berkuasa sendiri yang dipasang sendiri.

Ia ringan dan bunyi yang rendah, jadi ia digunakan secara meluas dalam isi rumah persendirian. Operasi dan penyelenggaraan unit sedemikian tidak sukar dan sesiapa sahaja boleh mengendalikannya, sama seperti memasang penjana elektrik dengan tangan mereka sendiri.

Mari lihat video, sedikit tentang penjana, jenis dan kelebihannya:

Peralatan profesional direka bentuk untuk beroperasi sebagai sumber bekalan tenaga yang berterusan. Biasanya, penjana sedemikian digunakan di institusi perubatan dan bangunan pentadbiran, serta dalam industri pembinaan semasa kecemasan dan kerja lain. Unit kelas ini mempunyai berat yang ketara dan tidak berbeza operasi senyap, yang secara ketara merumitkan pengangkutan dan pilihan lokasi pemasangan mereka. Tetapi pada masa yang sama, mereka mempunyai hayat perkhidmatan dan kebolehpercayaan yang lebih tinggi apabila beroperasi keadaan yang melampau. Kelebihan penjana elektrik tersebut termasuk penggunaan bahan api yang menjimatkan.

Kuasa loji kuasa industri boleh melebihi 100 kW, yang membolehkan mereka digunakan sebagai sumber kuasa sandaran untuk peralatan elektrik perusahaan besar. Kelemahan unit ini ialah penyelenggaraan yang sukar.

Parameter seterusnya yang digunakan dalam klasifikasi ialah jenis bahan api:

• Petrol;
• Diesel;

Yang pertama mempunyai julat kuasa yang kecil, tetapi pada masa yang sama mereka dibezakan oleh mobiliti dan kemudahan penggunaan, sama seperti yang dibuat oleh anda sendiri. Ia digunakan sebagai sumber sandaran, kerana ia mempunyai hayat motor yang pendek dan kos tinggi tenaga yang diterima.

Unit diesel mempunyai pelbagai kapasiti dan boleh digunakan untuk membekalkan kuasa kepada institusi awam dan juga kampung kecil. Walau bagaimanapun, ia tidak bersaiz padat dan senyap dalam operasi, jadi ia mesti dipasang pada asas bertetulang di dalam bilik yang berasingan.

Mereka digunakan terutamanya dalam kemudahan perindustrian. Mereka sangat mesra alam dan tenaga kos rendah yang dijana.

Loji kuasa juga berbeza dalam bilangan fasa:

• Satu;
• Tiga.

Yang pertama sesuai untuk peranti dengan bekalan kuasa fasa tunggal dalam rangkaian yang sepadan. Yang terakhir boleh berfungsi sebagai sumber tenaga untuk pelbagai peranti dan dipasang di rumah dengan pendawaian rangkaian tiga fasa.

Reka bentuk dan prinsip operasi

Prinsip operasi

Mesin yang mampu menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik dipanggil loji kuasa. Prinsip operasinya adalah berdasarkan fenomena induksi elektromagnet, yang diketahui oleh semua orang dari kursus fizik sekolah.

Ia menyatakan bahawa dalam konduktor yang bergerak dalam medan magnet dan lintasan talian kuasa EMF terbentuk. Oleh itu, ia boleh dianggap sebagai sumber elektrik.

Tetapi kerana kaedah ini tidak sepenuhnya sesuai untuk aplikasi praktikal, kemudian dalam penjana ia diubah sedikit, menggunakan pergerakan putaran konduktor. Dari segi teori, loji kuasa ialah sistem elektromagnet dan konduktor. Tetapi secara struktur, ia terdiri daripada enjin pembakaran dalaman dan penjana.

Gambar rajah loji kuasa DIY

Ramai, cuba menjimatkan wang, cuba sebanyak mungkin untuk mencipta peralatan buatan sendiri, sebagai contoh, penjana. Tidak perlu menjelaskan kepada sesiapa bahawa peranti ini diperlukan di setiap rumah, tetapi model industri adalah mahal.

Untuk mendapatkan peralatan serupa dalam versi yang lebih murah, anda perlu memasangnya sendiri. ada pelbagai skim penjana elektrik dipasang dengan tangan anda sendiri: dari yang paling mudah - kincir angin, kepada yang lebih kompleks - dibuat berdasarkan enjin pembakaran dalaman. Mari lihat sebahagian daripada mereka.

Kincir angin - pilihan yang mudah

Skim Vyatryak

Anda boleh memasang unit sedemikian daripada bahan sekerap. Ia boleh digunakan semasa mendaki dan di negara ini dan merupakan penjana elektrik bebas bahan api yang dipasang dengan tangan anda sendiri. Ia akan memerlukan:

• Motor elektrik DC (ia akan memainkan peranan sebagai penjana);
• Unit gerabak dan gegancu yang dipacu dari basikal dewasa;
• Rantai roller dari motosikal;
• Duralumin 2 mm tebal.

Semua ini tidak memerlukan perbelanjaan yang besar, malah anda boleh mendapatkannya secara percuma di garaj anda. Anda boleh melihat cara membuat penjana elektrik sendiri dalam video di bawah. Perhimpunan juga tidak memerlukan pengetahuan khusus. Sproket rantai dipasang pada aci motor elektrik.

Tonton video untuk arahan pemasangan terperinci:

Ia juga boleh dilekatkan pada bingkai basikal. Bilah kincir angin dibuat sedikit melengkung dan panjang sehingga 80 cm Walaupun dengan angin yang sedikit, peranti sedemikian mampu menghasilkan dari 4 hingga 6 ampere dan voltan 14 V. Malah enjin dari pengimbas lama boleh. diambil sebagai penjana untuk kincir angin. Ini adalah penjana elektrik paling mudah yang boleh anda pasang dengan tangan anda sendiri.

Loji kuasa berasaskan penjana lama dari traktor berjalan kaki

Sebelum mencari gambarajah peranti buatan sendiri, tentukan pilihan yang paling berpatutan untuk anda. Mungkin anda boleh mencari penjana dari traktor berjalan kaki lama dan, berdasarkannya, pasang peranti yang boleh memberikan kuasa kepada lampu elektrik yang terletak di beberapa bilik.

Motor tak segerak siri AIR dengan kelajuan putaran sehingga 1600 rpm dan kuasa sehingga 15 kW sesuai sebagai penjana untuk pemasangan sedemikian. Ia disambungkan menggunakan takal dan tali pinggang pemacu kepada motor yang dikeluarkan dari traktor berjalan di belakang. Diameter takal mestilah sedemikian sehingga kelajuan putaran motor elektrik yang digunakan sebagai penjana adalah 15% lebih tinggi daripada nilai undian.

Mari kita tonton video secara terperinci tentang kerja-kerja ini:

Penggulungan motor mesti disambungkan dengan bintang, dengan kapasitor disambungkan selari dengan setiap pasangan. Hasilnya ialah segitiga. Tetapi untuk memastikan operasi penjana, adalah perlu bahawa semua penjana mempunyai kapasiti yang sama.

Dengan kenaikan harga elektrik, pencarian dan pembangunan sumber alternatif sedang dijalankan di mana-mana. Di kebanyakan wilayah di negara ini, adalah dinasihatkan untuk menggunakan penjana angin. Untuk membekalkan tenaga elektrik sepenuhnya rumah persendirian, pemasangan yang agak berkuasa dan mahal diperlukan.

Penjana angin untuk rumah

Jika anda membuat penjana angin kecil, anda boleh menggunakan arus elektrik untuk memanaskan air atau menggunakannya untuk sebahagian daripada pencahayaan, contohnya, bangunan luar, laluan taman dan beranda. Pemanasan air untuk keperluan isi rumah atau pemanasan adalah pilihan paling mudah untuk menggunakan tenaga angin tanpa pengumpulan dan penukarannya. Di sini persoalannya lebih lanjut mengenai sama ada akan ada kuasa yang mencukupi untuk pemanasan.

Sebelum membuat penjana, anda harus mengetahui terlebih dahulu corak angin di rantau ini.

Penjana angin besar tidak sesuai untuk banyak tempat di iklim Rusia kerana perubahan kerap dalam keamatan dan arah aliran udara. Dengan kuasa melebihi 1 kW, ia akan menjadi inersia dan tidak akan dapat berputar sepenuhnya apabila angin berubah. Inersia dalam satah putaran membawa kepada beban berlebihan daripada angin silang, yang membawa kepada kegagalannya.

Dengan kemunculan pengguna tenaga berkuasa rendah, masuk akal untuk menggunakan penjana angin buatan sendiri yang kecil dengan tidak lebih daripada 12 volt untuk menerangi dacha dengan lampu LED atau mengecas bateri telefon apabila tiada elektrik di dalam rumah. Apabila ini tidak perlu, penjana elektrik boleh digunakan untuk memanaskan air.

Jenis penjana angin

Untuk kawasan tanpa angin, hanya penjana angin layar sesuai. Untuk memastikan bekalan kuasa malar, anda memerlukan bateri sekurang-kurangnya 12V, pengecas, penyongsang, penstabil dan penerus.

Untuk kawasan angin rendah, anda boleh membuat penjana angin menegak secara bebas dengan kuasa tidak lebih daripada 2-3 kW. Terdapat banyak pilihan dan ia hampir sama baiknya dengan reka bentuk perindustrian. Adalah dinasihatkan untuk membeli turbin angin dengan pemutar layar. Model yang boleh dipercayai dengan kuasa dari 1 hingga 100 kilowatt dihasilkan di Taganrog.

Di kawasan berangin, anda boleh membuat penjana menegak untuk rumah anda dengan tangan anda sendiri jika kuasa yang diperlukan ialah 0.5-1.5 kilowatt. Bilah boleh dibuat daripada bahan yang tersedia, contohnya, dari tong. Adalah dinasihatkan untuk membeli peranti yang lebih produktif. Yang paling murah ialah "perahu layar". Kincir angin menegak lebih mahal, tetapi ia berfungsi lebih dipercayai dalam angin kencang.

Buat sendiri kincir angin berkuasa rendah

Tidak sukar untuk membuat penjana angin buatan sendiri di rumah. Untuk mula bekerja dalam bidang mencipta sumber tenaga alternatif dan memperoleh pengalaman berharga dalam hal ini, cara memasang penjana, anda boleh membuat peranti mudah sendiri dengan menyesuaikan motor dari komputer atau pencetak.

Penjana Angin 12V dengan Paksi Mendatar

Untuk membuat kincir angin berkuasa rendah dengan tangan anda sendiri, anda mesti terlebih dahulu menyediakan lukisan atau lakaran.

Pada kelajuan putaran 200-300 rpm. voltan boleh dinaikkan kepada 12 volt, dan kuasa yang dihasilkan akan menjadi kira-kira 3 watt. Ia boleh digunakan untuk mengecas bateri kecil. Bagi penjana lain, kuasa mesti ditingkatkan kepada 1000 rpm. Hanya dalam kes ini ia akan berkesan. Tetapi di sini anda memerlukan kotak gear, yang mencipta rintangan yang ketara dan juga mempunyai kos yang tinggi.

Bahagian elektrik

Untuk memasang penjana elektrik, anda memerlukan komponen berikut:

1. motor kecil dari pencetak lama, pemacu cakera atau pengimbas;
2. 8 jenis diod 1N4007 untuk dua jambatan penerus;
3. kapasitor dengan kapasiti 1000 mikrofarad;
4. Paip PVC dan bahagian plastik;
5. plat aluminium.

Rajah di bawah menunjukkan litar penjana.

Motor stepper: gambar rajah sambungan ke penerus dan penstabil

Jambatan diod disambungkan kepada setiap belitan motor, yang mana terdapat dua. Selepas jambatan, penstabil LM7805 disambungkan. Output yang terhasil ialah voltan yang biasanya digunakan pada bateri 12 volt.

Penjana elektrik menggunakan magnet neodymium dengan daya pelekat yang sangat tinggi telah menjadi sangat popular. Mereka harus digunakan dengan berhati-hati. Dengan hentaman atau pemanasan yang kuat pada suhu 80-250 0 C (bergantung kepada jenis), magnet neodymium akan dinyahmagnetkan.

Anda boleh mengambil hab kereta sebagai asas untuk penjana buatan sendiri.

Rotor dengan magnet neodymium

Kira-kira 20 keping magnet neodymium dengan diameter kira-kira 25 mm dilekatkan pada hab dengan superglue. Penjana elektrik fasa tunggal dibuat dengan bilangan kutub dan magnet yang sama.

Magnet yang terletak bertentangan antara satu sama lain mesti menarik, iaitu, ia diputar dengan kutub bertentangan. Selepas melekatkan magnet neodymium, ia diisi dengan resin epoksi.

Gegelung digulung bulat, dan jumlah lilitan ialah 1000-1200. Kuasa penjana magnet neodymium dipilih supaya ia boleh digunakan sebagai sumber arus terus, kira-kira 6A, untuk mengecas bateri 12 V.

Bahagian mekanikal

Bilah dibuat daripada paip plastik. Kosong 10 cm lebar dan 50 cm panjang dilukis di atasnya dan kemudian dipotong. Sesendal dibuat untuk aci enjin dengan bebibir yang bilahnya dipasang dengan skru. Bilangan mereka boleh dari dua hingga empat. Plastik tidak akan bertahan lama, tetapi ia akan mencukupi untuk kali pertama. Pada masa kini, bahan yang agak tahan haus telah muncul, contohnya, karbon dan polipropilena. Bilah yang lebih kuat kemudiannya boleh dibuat daripada aloi aluminium.

Bilah diimbangi dengan memotong bahagian yang berlebihan di hujungnya, dan sudut kecondongan dicipta dengan memanaskannya dan membengkokkannya.

Penjana disambungkan pada sekeping paip plastik dengan paksi menegak yang dikimpal padanya. Bim cuaca aloi aluminium juga dipasang secara sepaksi pada paip. Gandar dimasukkan ke dalam paip menegak tiang. Galas tujahan dipasang di antara mereka. Keseluruhan struktur boleh berputar dengan bebas dalam satah mendatar.

Papan elektrik boleh diletakkan pada bahagian berputar, dan voltan boleh dihantar kepada pengguna melalui dua gelang gelincir dengan berus. Sekiranya papan dengan penerus dipasang secara berasingan, maka bilangan cincin akan sama dengan enam, bilangan pin yang dimiliki oleh motor stepper.

Kincir angin dipasang pada ketinggian 5-8 m.

Jika peranti menjana tenaga dengan cekap, ia boleh diperbaiki dengan menjadikannya paksi menegak, contohnya, daripada tong. Struktur kurang terdedah kepada beban sisian berbanding dengan mendatar. Rajah di bawah menunjukkan pemutar dengan bilah yang diperbuat daripada serpihan tong, dipasang pada paksi di dalam bingkai dan tidak tertakluk kepada daya terbalik.

Kincir angin dengan paksi menegak dan pemutar tong

Permukaan berprofil tong menghasilkan ketegaran tambahan, yang mana ia mungkin menggunakan kepingan logam yang lebih nipis.

Penjana angin dengan kapasiti lebih daripada 1 kilowatt

Peranti mesti memberikan faedah ketara dan memberikan voltan 220 V supaya beberapa peralatan elektrik boleh dihidupkan. Untuk melakukan ini, ia mesti bermula secara bebas dan menjana elektrik dalam julat yang luas.

Untuk membuat penjana angin dengan tangan anda sendiri, anda mesti terlebih dahulu menentukan reka bentuk. Ia bergantung kepada seberapa kuat angin itu. Jika dia lemah satu-satunya pilihan mungkin terdapat versi layar pemutar. Anda tidak boleh mendapatkan lebih daripada 2-3 kilowatt tenaga di sini. Di samping itu, ia akan memerlukan kotak gear dan bateri berkuasa dengan pengecas.

Harga semua peralatan adalah tinggi, jadi anda harus mengetahui sama ada ia akan memberi manfaat kepada rumah anda.

Di kawasan yang mempunyai angin kencang, penjana angin buatan sendiri boleh menghasilkan kuasa 1.5-5 kilowatt. Kemudian ia boleh disambungkan ke rangkaian rumah 220V. Sukar untuk membuat peranti dengan kuasa yang lebih besar sendiri.

Penjana elektrik daripada motor DC

Motor berkelajuan rendah boleh digunakan sebagai penjana, menjana arus elektrik pada 400-500 rpm: PIK8-6/2.5 36V 0.3Nm 1600min-1. Panjang kes 143 mm, diameter – 80 mm, diameter aci – 12 mm.

Apakah rupa motor DC?

Ia memerlukan pengganda dengan nisbah gear 1:12. Dengan satu pusingan bilah kincir angin, penjana elektrik akan membuat 12 pusingan. Rajah di bawah menunjukkan gambar rajah peranti.

Gambar rajah reka bentuk turbin angin

Kotak gear mencipta beban tambahan, tetapi ia masih kurang daripada untuk penjana kereta atau pemula, di mana nisbah gear sekurang-kurangnya 1:25 diperlukan.

Adalah dinasihatkan untuk membuat bilah daripada kepingan aluminium berukuran 60x12x2. Jika anda memasang 6 daripadanya pada motor, peranti tidak akan begitu laju dan tidak akan berputar semasa tiupan angin yang besar. Kemungkinan untuk mengimbangi harus disediakan. Untuk melakukan ini, bilah dipateri pada sesendal dengan keupayaan untuk skru ke pemutar supaya ia boleh digerakkan lebih jauh atau lebih dekat dari pusatnya.

Kuasa penjana di magnet kekal diperbuat daripada ferit atau keluli tidak melebihi 0.5-0.7 kilowatt. Ia boleh ditingkatkan hanya dengan magnet neodymium khas.

Penjana dengan stator bukan magnet tidak sesuai untuk operasi. Apabila ada angin sedikit, ia berhenti, dan selepas itu ia tidak akan dapat bermula dengan sendirinya.

Pemanasan berterusan semasa musim sejuk memerlukan banyak tenaga, dan pemanasan rumah besar adalah masalah. Dalam hal ini, ia boleh berguna untuk dacha apabila anda perlu pergi ke sana tidak lebih daripada sekali seminggu. Jika anda menimbang semuanya dengan betul, sistem pemanasan di negara ini hanya berfungsi selama beberapa jam. Selebihnya, pemiliknya berada di alam semula jadi. Menggunakan kincir angin sebagai sumber arus terus untuk mengecas bateri, dalam 1-2 minggu anda boleh mengumpul elektrik untuk memanaskan premis untuk tempoh masa sedemikian, dan dengan itu mewujudkan keselesaan yang mencukupi untuk diri anda sendiri.

Untuk membuat penjana daripada motor arus ulang-alik atau pemula kereta, ia perlu diubah suai. Motor boleh dinaik taraf menjadi penjana jika pemutar dibuat dengan magnet neodymium, dimesin mengikut ketebalannya. Ia dibuat dengan bilangan kutub yang sama dengan stator, berselang seli antara satu sama lain. Rotor dengan magnet neodymium yang dilekatkan pada permukaannya tidak boleh melekat semasa berputar.

Jenis pemutar

Reka bentuk rotor berbeza-beza. Pilihan biasa ditunjukkan dalam rajah di bawah, yang menunjukkan nilai faktor penggunaan tenaga angin (WEI).

Jenis dan reka bentuk rotor turbin angin

Untuk putaran, kincir angin dibuat dengan paksi menegak atau mendatar. Pilihan menegak mempunyai kelebihan kemudahan penyelenggaraan apabila komponen utama terletak di bawah. Galas sokongan adalah menjajarkan diri dan mempunyai hayat perkhidmatan yang panjang.

Kedua-dua bilah pemutar Savonius mencipta jerk, yang tidak begitu mudah. Atas sebab ini, ia diperbuat daripada dua pasang bilah, dijarakkan pada 2 aras dengan satu diputar relatif kepada yang lain sebanyak 90 0. Tong, baldi, dan kuali boleh digunakan sebagai kosong.

Rotor Daria, yang bilahnya diperbuat daripada pita elastik, mudah dibuat. Untuk memudahkan promosi, bilangan mereka hendaklah ganjil. Pergerakan berlaku secara tersentak, itulah sebabnya bahagian mekanikal cepat pecah. Di samping itu, pita bergetar apabila berputar, membuat raungan. Reka bentuk ini tidak begitu sesuai untuk kegunaan kekal, walaupun bilah kadangkala diperbuat daripada bahan yang menyerap bunyi.
Dalam rotor ortogon, sayap dibuat berprofil. Bilangan bilah optimum ialah tiga. Peranti ini pantas, tetapi ia mesti diputarkan apabila dimulakan.

Rotor helicoid mempunyai kecekapan tinggi disebabkan oleh kelengkungan kompleks bilah, yang mengurangkan kerugian. Ia digunakan kurang kerap berbanding turbin angin lain kerana kosnya yang tinggi.

Reka bentuk pemutar bilah mendatar adalah yang paling cekap. Tetapi ia memerlukan angin purata yang stabil dan juga memerlukan perlindungan taufan. Bilah boleh dibuat daripada propilena apabila diameternya kurang daripada 1 m.

Jika anda memotong bilah daripada paip atau tong plastik berdinding tebal, anda tidak akan dapat mencapai kuasa yang lebih tinggi daripada 200 W. Profil dalam bentuk segmen tidak sesuai untuk medium gas boleh mampat. Ini memerlukan profil yang kompleks.

Diameter pemutar bergantung pada berapa banyak kuasa yang diperlukan, serta pada bilangan bilah. Dua bilah 10 W memerlukan pemutar dengan diameter 1.16 m, dan pemutar 100 W memerlukan 6.34 m Untuk bilah empat dan enam, diameter masing-masing ialah 4.5 m dan 3.68 m.

Jika anda meletakkan pemutar terus pada aci penjana, galasnya tidak akan bertahan lama, kerana beban pada semua bilah adalah tidak sekata. Galas sokongan untuk aci kincir angin mestilah menjajarkan sendiri, dengan dua atau tiga peringkat. Kemudian aci pemutar tidak akan takut lentur dan anjakan semasa putaran.

Peranan utama dalam operasi kincir angin dimainkan oleh pengumpul semasa, yang mesti dikekalkan dengan kerap: dilincirkan, dibersihkan, diselaraskan. Kemungkinan pencegahannya harus disediakan, walaupun ini sukar dilakukan.

Keselamatan

Kincir angin dengan kuasa melebihi 100 W adalah peranti yang bising. Turbin angin industri boleh dipasang di halaman rumah persendirian, jika ia diperakui. Ketinggiannya sepatutnya lebih tinggi daripada rumah terdekat. Kincir angin berkuasa rendah pun tidak boleh dipasang di atas bumbung. Getaran mekanikal operasinya boleh mencipta resonans dan membawa kepada kemusnahan struktur.

Kelajuan putaran tinggi penjana angin memerlukan hasil kerja yang berkualiti tinggi. Jika tidak, jika peranti itu musnah, terdapat bahaya bahagiannya boleh terbang jauh dan menyebabkan kecederaan kepada orang atau haiwan peliharaan. Ini harus diambil kira terutamanya apabila membuat kincir angin dengan tangan anda sendiri dari bahan sekerap.

Video. Penjana angin DIY.

Penggunaan penjana angin tidak digalakkan di semua wilayah, kerana ia bergantung pada keadaan iklim. Di samping itu, tidak masuk akal untuk menjadikannya sendiri tanpa pengalaman dan pengetahuan. Sebagai permulaan, anda boleh mula mencipta reka bentuk ringkas dengan kuasa beberapa watt dan voltan sehingga 12 volt, yang mana anda boleh mengecas telefon anda atau menyalakan api. lampu penjimatan tenaga. Penggunaan magnet neodymium dalam penjana boleh meningkatkan kuasanya dengan ketara.

Berkuasa turbin angin, mengambil sebahagian besar bekalan kuasa ke rumah, lebih baik membeli yang perindustrian untuk mencipta voltan 220V, dengan teliti menimbang semua kebaikan dan keburukan. Jika anda menggabungkannya dengan jenis sumber tenaga alternatif lain, mungkin terdapat bekalan elektrik yang mencukupi untuk semua keperluan isi rumah, termasuk sistem pemanasan rumah.

Malangnya, organisasi pembekalan elektrik sering gagal menyediakan bekalan elektrik kepada isi rumah persendirian. Disebabkan oleh gangguan bekalan elektrik, pemilik dachas dan kotej desa terpaksa berpaling ke sumber alternatif elektrik. Yang paling biasa ialah penjana.

Ciri-ciri penjana elektrik dan skopnya

Penjana elektrik ialah peranti mudah alih yang digunakan untuk menukar dan menyimpan elektrik. Prinsip operasi peranti ini adalah mudah, yang membolehkan anda membuatnya sendiri. Skim penjana mudah boleh didapati dengan mudah di Internet.

Unit buatan tangan tidak akan menjadi pesaing yang layak kepada produk yang dipasang kilang, tetapi ia adalah penyelesaian terbaik jika anda ingin menjimatkan sejumlah besar wang.

Penjana elektrik mempunyai pelbagai aplikasi yang agak luas. Seperti yang dapat dilihat dalam foto penjana buatan sendiri, ia boleh digunakan dalam loji kuasa angin, dalam kerja kimpalan, dan juga sebagai peranti kendiri untuk menyokong elektrik di rumah persendirian.

Penjana dihidupkan oleh voltan masuk. Untuk melakukan ini, peranti disambungkan ke sumber kuasa, tetapi ini tidak rasional untuk loji kuasa mini, kerana ia mesti menjana arus elektrik, dan tidak menggunakannya untuk memulakan.

Akibatnya, model yang dilengkapi dengan keupayaan untuk menukar kapasitor secara berurutan atau fungsi pengujaan diri amat popular.

Nuansa yang perlu anda ketahui untuk mencipta penjana elektrik

Membeli penjana akan agak mahal. Oleh itu, semakin banyak pemilik yang bersemangat membuat unit dengan tangan mereka sendiri. Kesederhanaan prinsip operasi dan penyelesaian reka bentuk membolehkan anda memasang peranti penjana elektrik dalam masa beberapa jam sahaja.

Bagaimana untuk membuat penjana dengan tangan anda sendiri?

Peringkat pertama adalah untuk mengkonfigurasi semua peralatan supaya kelajuan putaran melebihi kelajuan motor elektrik. Selepas mengukur jumlah putaran motor, tambah lagi 10%. Anda akan mendapat kelajuan di mana penjana elektrik harus beroperasi.

Langkah kedua ialah menyesuaikan penjana menggunakan kapasitor. Adalah sangat penting untuk menentukan kapasiti yang diperlukan dengan betul.

Langkah ketiga ialah memasang kapasitor. Di sini adalah perlu untuk mengikuti pengiraan dengan ketat. Di samping itu, anda perlu memastikan kualiti penebat. Itu sahaja - pemasangan penjana telah selesai.

Kelas induk untuk membuat penjana jenis tak segerak

Salah satu jenis penjana buatan sendiri yang paling biasa ialah penjana elektrik tak segerak. Ini dijelaskan oleh prinsip operasinya yang mudah dan ciri teknikal yang baik.

Apa yang anda perlukan untuk membuat penjana sedemikian sendiri? Pertama sekali, anda memerlukan motor aruhan. Ciri tersendirinya ialah litar pintas dan bukannya magnet pada pemutar. Anda juga memerlukan kapasitor.

Arahan pembuatan

Sambungkan voltmeter ke mana-mana belitan motor dan putar aci. Voltmeter akan menunjukkan kehadiran voltan, yang diambil disebabkan oleh kemagnetan sisa rotor.

Ini bukan penjana lagi. Mari kita cuba mencipta medan magnet menggunakan pusingan pemutar. Apabila motor elektrik dihidupkan, litar pintas rotor dimagnetkan. Keputusan yang sama boleh diperolehi apabila peranti dikendalikan dalam mod "penjana".

Mari letakkan shunt pada salah satu daripadanya belitan stator, menggunakan bukan kapasitor elektrik. Mari kita leraikan batangnya. Nilai voltan yang muncul akhirnya akan menjadi sama dengan voltan terkadar enjin. Seterusnya, kami akan memintas baki penggulungan peranti kuasa menggunakan kapasitor dan menyambungkannya.

Penjana dianggap sebagai peranti yang berpotensi berbahaya, oleh itu pengendaliannya memerlukan penjagaan khas. Ia mesti dilindungi daripada pemendakan dan kejutan mekanikal. Adalah lebih baik untuk membuat selongsong khas.

Jika peranti adalah autonomi, maka ia mesti dilengkapi dengan penderia dan instrumen untuk merekodkan data yang diperlukan. Ia juga dinasihatkan untuk melengkapkan peranti dengan butang hidup/mati.

Sekiranya anda mempunyai sedikit keraguan tentang kebolehan anda, lebih baik menolak untuk membuat penjana anda sendiri.

Foto penjana DIY

Rusia menduduki dua kedudukan berkenaan dengan sumber tenaga angin. Di satu pihak, disebabkan jumlah kawasan yang besar dan banyaknya kawasan rata, pada umumnya terdapat banyak angin, dan kebanyakannya sekata. Sebaliknya, angin kita kebanyakannya berpotensi rendah dan perlahan, lihat Rajah. Pada ketiga, di kawasan berpenduduk jarang angin bertiup kencang. Berdasarkan ini, tugas memasang penjana angin di ladang adalah agak relevan. Tetapi untuk memutuskan sama ada untuk membeli peranti yang agak mahal atau membuatnya sendiri, anda perlu berfikir dengan teliti tentang jenis (dan terdapat banyak daripadanya) untuk dipilih untuk tujuan apa.

Konsep Asas

1. KIEV – pekali penggunaan tenaga angin. Apabila digunakan untuk mengira model mekanistik angin rata (lihat di bawah), ia adalah sama dengan kecekapan pemutar angin loji kuasa(APU).
2. Kecekapan – kecekapan hujung ke hujung APU, daripada angin yang datang ke terminal penjana elektrik, atau kepada jumlah air yang dipam ke dalam tangki.
3. Kelajuan angin operasi minimum (MRS) ialah kelajuan di mana kincir angin mula membekalkan arus kepada beban.
4. Kelajuan angin maksimum yang dibenarkan (MAS) ialah kelajuan di mana pengeluaran tenaga berhenti: automasi sama ada mematikan penjana, atau meletakkan rotor dalam ram cuaca, atau melipatnya dan menyembunyikannya, atau rotor itu sendiri berhenti, atau APU dimusnahkan begitu sahaja.
5. Memulakan kelajuan angin (SW) - pada kelajuan ini, pemutar dapat berputar tanpa beban, berputar ke atas dan memasuki mod operasi, selepas itu penjana boleh dihidupkan.
6. Kelajuan permulaan negatif (OSS) - ini bermakna APU (atau turbin angin - unit kuasa angin, atau WEA, unit kuasa angin) untuk dimulakan pada sebarang kelajuan angin memerlukan putaran mandatori daripada sumber tenaga luaran.
7. Tork permulaan (awal) ialah keupayaan rotor, dibrek secara paksa dalam aliran udara, untuk mencipta tork pada aci.
8. Turbin angin (WM) ialah sebahagian daripada APU dari rotor ke aci penjana atau pam, atau pengguna tenaga lain.
9. Penjana angin berputar - APU di mana tenaga angin ditukar kepada tork pada aci lepas landas kuasa dengan memutarkan rotor dalam aliran udara.
10. Julat kelajuan operasi pemutar ialah perbezaan antara MMF dan MRS apabila beroperasi pada beban terkadar.
11. Kincir angin berkelajuan rendah - di dalamnya kelajuan linear bahagian rotor dalam aliran tidak jauh melebihi kelajuan angin atau lebih rendah daripadanya. Tekanan dinamik aliran ditukar terus kepada tujahan bilah.
12. Kincir angin berkelajuan tinggi - kelajuan linear bilah adalah ketara (sehingga 20 kali atau lebih) lebih tinggi daripada kelajuan angin, dan pemutar membentuk peredaran udaranya sendiri. Kitaran menukar tenaga aliran kepada tujahan adalah kompleks.

Nota:

1. APU berkelajuan rendah, sebagai peraturan, mempunyai KIEV yang lebih rendah daripada yang berkelajuan tinggi, tetapi mempunyai tork permulaan yang mencukupi untuk memutarkan penjana tanpa memutuskan sambungan beban dan sifar TAC, i.e. Benar-benar bermula sendiri dan boleh digunakan dalam angin yang paling ringan.
2. Perlahan dan kelajuan adalah konsep relatif. Kincir angin isi rumah pada 300 rpm boleh menjadi berkelajuan rendah, tetapi APU berkuasa seperti EuroWind, dari mana ladang janakuasa angin dan ladang angin dipasang (lihat rajah) dan pemutarnya menghasilkan kira-kira 10 rpm, adalah berkelajuan tinggi, kerana dengan diameter sedemikian, kelajuan linear bilah dan aerodinamiknya pada kebanyakan rentang adalah agak "seperti kapal terbang", lihat di bawah.

Apakah jenis penjana yang anda perlukan?

Penjana elektrik untuk kincir angin domestik mesti menjana elektrik pada julat kelajuan putaran yang luas dan boleh dimulakan sendiri tanpa automasi atau sumber kuasa luaran. Dalam kes menggunakan APU dengan OSS (turbin angin berputar), yang, sebagai peraturan, mempunyai KIEV dan kecekapan yang tinggi, ia juga mesti boleh diterbalikkan, i.e. boleh berfungsi sebagai enjin. Pada kuasa sehingga 5 kW, keadaan ini dipenuhi oleh mesin elektrik dengan magnet kekal berasaskan niobium (supermagnet); pada magnet keluli atau ferit anda boleh bergantung pada tidak lebih daripada 0.5-0.7 kW.

Nota: penjana arus ulang alik tak segerak atau pengumpul dengan stator bukan magnet adalah tidak sesuai sama sekali. Apabila daya angin berkurangan, mereka akan "keluar" lama sebelum kelajuannya turun ke MPC, dan kemudian mereka tidak akan memulakan sendiri.

"Jantung" APU yang sangat baik dengan kuasa dari 0.3 hingga 1-2 kW diperoleh daripada penjana sendiri arus ulang-alik dengan penerus terbina dalam; ini adalah majoriti sekarang. Pertama, mereka mengekalkan voltan keluaran 11.6-14.7 V pada julat kelajuan yang agak luas tanpa penstabil elektronik luaran. Kedua, injap silikon terbuka apabila voltan pada belitan mencapai kira-kira 1.4 V, dan sebelum itu penjana "tidak melihat" beban. Untuk melakukan ini, penjana perlu diputar dengan agak sopan.

Dalam kebanyakan kes, penjana kendiri boleh disambungkan terus, tanpa pemacu gear atau tali pinggang, ke aci enjin tekanan tinggi berkelajuan tinggi, memilih kelajuan dengan memilih bilangan bilah, lihat di bawah. "Kereta api berkelajuan tinggi" mempunyai tork permulaan yang kecil atau sifar, tetapi rotor, walaupun tanpa memutuskan beban, akan mempunyai masa untuk berputar secukupnya sebelum injap terbuka dan penjana menghasilkan arus.

Memilih mengikut angin

Sebelum memutuskan jenis penjana angin yang hendak dibuat, mari kita tentukan aerologi tempatan. Dalam kelabu-hijau kawasan (tanpa angin) pada peta angin, hanya enjin angin belayar yang boleh digunakan(Kami akan bercakap tentang mereka kemudian). Jika anda memerlukan bekalan kuasa yang berterusan, anda perlu menambah penggalak (penerus dengan penstabil voltan), pengecas, bateri berkuasa, penyongsang 12/24/36/48 V DC kepada 220/380 V 50 Hz AC. Kemudahan sedemikian akan menelan belanja tidak kurang daripada $20,000, dan tidak mungkin untuk mengeluarkan kuasa jangka panjang lebih daripada 3-4 kW. Secara umum, dengan keinginan yang tidak berbelah bagi untuk tenaga alternatif, adalah lebih baik untuk mencari sumber lain.

Di tempat kuning-hijau, angin rendah, jika anda memerlukan elektrik sehingga 2-3 kW, anda boleh menggunakan penjana angin menegak berkelajuan rendah sendiri. Terdapat banyak daripada mereka yang dibangunkan, dan terdapat reka bentuk yang hampir sama baiknya dengan "bilah bilah" yang dikeluarkan secara industri dari segi KIEV dan kecekapan.

Jika anda bercadang untuk membeli turbin angin untuk rumah anda, maka lebih baik fokus pada turbin angin dengan pemutar layar. Terdapat banyak kontroversi, dan secara teori semuanya masih belum jelas, tetapi ia berfungsi. Di Persekutuan Rusia, "perahu layar" dihasilkan di Taganrog dengan kuasa 1-100 kW.

Di kawasan merah, berangin, pilihan bergantung pada kuasa yang diperlukan. Dalam julat 0.5-1.5 kW, "menegak" buatan sendiri adalah wajar; 1.5-5 kW - dibeli "perahu layar". "Menegak" juga boleh dibeli, tetapi akan menelan kos lebih daripada APU mendatar. Dan akhirnya, jika anda memerlukan turbin angin dengan kuasa 5 kW atau lebih, maka anda perlu memilih antara "bilah" yang dibeli secara mendatar atau "perahu layar".

Nota: Banyak pengeluar, terutamanya peringkat kedua, menawarkan kit bahagian yang anda boleh memasang sendiri penjana angin dengan kuasa sehingga 10 kW. Kit sedemikian akan berharga 20-50% kurang daripada kit siap pakai dengan pemasangan. Tetapi sebelum membeli, anda perlu mengkaji dengan teliti aerologi lokasi pemasangan yang dimaksudkan, dan kemudian pilih jenis dan model yang sesuai mengikut spesifikasi.

Mengenai keselamatan

Bahagian turbin angin domestik yang beroperasi boleh mempunyai kelajuan linear melebihi 120 dan juga 150 m/s, dan sekeping mana-mana bahan pepejal seberat 20 g terbang pada kelajuan 100 m/s akan mati jika dipukul "berjaya." lelaki sihat di tempat kejadian. Plat keluli atau plastik keras setebal 2 mm, bergerak pada kelajuan 20 m/s, memotongnya separuh.

Di samping itu, kebanyakan turbin angin dengan kuasa lebih daripada 100 W agak bising. Banyak menjana turun naik tekanan udara frekuensi ultra rendah (kurang daripada 16 Hz) - infrasound. Infrabunyi tidak boleh didengar, tetapi berbahaya kepada kesihatan dan perjalanan jauh.

Nota: pada akhir 80-an berlaku skandal di Amerika Syarikat - ladang angin terbesar di negara itu pada masa itu terpaksa ditutup. Orang India dari tempahan 200 km dari ladang ladang anginnya membuktikan di mahkamah bahawa gangguan kesihatan mereka, yang meningkat secara mendadak selepas ladang angin itu mula beroperasi, disebabkan oleh infrasoundnya.

Atas sebab di atas, pemasangan APU dibenarkan pada jarak sekurang-kurangnya 5 ketinggiannya dari bangunan kediaman terdekat. Di halaman rumah persendirian, adalah mungkin untuk memasang turbin angin industri yang diperakui dengan betul. Secara amnya mustahil untuk memasang APU di atas bumbung - semasa operasinya, walaupun kuasa rendah, beban mekanikal berselang-seli timbul yang boleh menyebabkan resonans struktur bangunan dan kemusnahannya.

Nota: Ketinggian APU dianggap sebagai titik tertinggi cakera yang disapu (untuk pemutar berbilah) atau angka geometri (untuk APU menegak dengan pemutar pada aci). Jika tiang APU atau paksi pemutar menonjol lebih tinggi, ketinggian dikira oleh bahagian atasnya - bahagian atas.

Angin, aerodinamik, KIEV

Penjana angin buatan sendiri mematuhi undang-undang alam yang sama seperti kilang, yang dikira pada komputer. Dan pekerja buatan sendiri itu perlu memahami asas kerjanya dengan sangat baik - selalunya dia tidak mempunyai bahan yang mahal, canggih dan peralatan teknologi. Aerodinamik APU sangat sukar...

Angin dan KIEV

Untuk mengira APU kilang bersiri, apa yang dipanggil. model mekanistik rata angin. Ia berdasarkan andaian berikut:

• Kelajuan dan arah angin adalah tetap dalam permukaan pemutar berkesan.
• Udara adalah medium berterusan.
• Permukaan efektif rotor adalah sama dengan kawasan yang disapu.
• Tenaga aliran udara adalah kinetik semata-mata.

Di bawah keadaan sedemikian, tenaga maksimum per unit isipadu udara dikira menggunakan formula sekolah, dengan mengandaikan ketumpatan udara dalam keadaan normal ialah 1.29 kg*kubik. m. Pada kelajuan angin 10 m/s, satu kubus udara membawa 65 J, dan dari satu persegi permukaan berkesan pemutar, dengan kecekapan 100% daripada keseluruhan APU, 650 W boleh dikeluarkan. Ini adalah pendekatan yang sangat mudah - semua orang tahu bahawa angin tidak pernah sekata sempurna. Tetapi ini perlu dilakukan untuk memastikan kebolehulangan produk - perkara biasa dalam teknologi.

Model rata tidak boleh diabaikan, ia memberikan minimum tenaga angin yang tersedia. Tetapi udara, pertama, boleh dimampatkan, dan kedua, ia sangat cair (kelikatan dinamik hanya 17.2 μPa * s). Ini bermakna aliran boleh mengalir di sekitar kawasan yang disapu, mengurangkan permukaan berkesan dan KIEV, yang paling kerap diperhatikan. Tetapi pada dasarnya, keadaan yang bertentangan juga mungkin: angin mengalir ke arah pemutar dan kawasan permukaan berkesan kemudiannya akan lebih besar daripada permukaan yang disapu, dan KIEV akan lebih besar daripada 1 berbanding dengannya untuk angin rata.

Mari kita berikan dua contoh. Yang pertama ialah kapal layar kesenangan, agak berat kapal layar itu boleh belayar bukan sahaja melawan angin, tetapi juga lebih laju daripadanya. Angin bermaksud luaran; angin jelas mesti masih lebih laju, jika tidak bagaimana ia akan menarik kapal?

Yang kedua ialah sejarah penerbangan klasik. Semasa ujian MIG-19, ternyata pemintas, yang satu tan lebih berat daripada pejuang barisan hadapan, memecut lebih pantas dalam kelajuan. Dengan enjin yang sama dalam kerangka udara yang sama.

Ahli teori tidak tahu apa yang perlu difikirkan, dan sangat meragui undang-undang pemuliharaan tenaga. Akhirnya, ternyata masalahnya ialah kon radar radar yang terkeluar dari salur masuk udara. Dari jari kaki ke cangkerang, pemadatan udara timbul, seolah-olah menyapunya dari sisi ke pemampat enjin. Sejak itu, gelombang kejutan telah menjadi kukuh dalam teori sebagai berguna, dan prestasi penerbangan hebat pesawat moden bukan sebahagian kecil daripada penggunaan mahir mereka.

Aerodinamik

Perkembangan aerodinamik biasanya dibahagikan kepada dua era - sebelum N. G. Zhukovsky dan selepas. Laporannya "On attached vortices" bertarikh 15 November 1905 adalah permulaan era baru dalam penerbangan.

Sebelum Zhukovsky, mereka terbang dengan layar rata: diandaikan bahawa zarah aliran yang akan datang memberikan semua momentum mereka ke tepi utama sayap. Ini memungkinkan untuk segera menyingkirkan kuantiti vektor - momentum sudut - yang menimbulkan patah gigi dan selalunya matematik bukan analitikal, beralih kepada skalar yang lebih mudah hubungan tenaga semata-mata, dan akhirnya memperoleh medan tekanan terkira pada satah galas beban, lebih kurang sama dengan yang sebenar.

Pendekatan mekanistik ini memungkinkan untuk mencipta peranti yang boleh, sekurang-kurangnya, terbang ke udara dan terbang dari satu tempat ke tempat lain, tanpa perlu terhempas ke tanah di suatu tempat di sepanjang jalan. Tetapi keinginan untuk meningkatkan kelajuan, kapasiti muatan dan kualiti penerbangan lain semakin mendedahkan ketidaksempurnaan teori aerodinamik asal.

Idea Zhukovsky adalah ini: udara bergerak melalui laluan yang berbeza di sepanjang permukaan atas dan bawah sayap. Daripada keadaan kesinambungan medium (gelembung vakum dengan sendirinya tidak terbentuk di udara) ia berikutan bahawa halaju aliran atas dan bawah yang menurun dari pinggir mengekor harus berbeza. Oleh kerana kelikatan udara yang kecil tetapi terhingga, pusaran akan terbentuk di sana kerana perbezaan kelajuan.

Pusaran berputar, dan undang-undang pemuliharaan momentum, sama tidak berubah seperti undang-undang pemuliharaan tenaga, juga sah untuk kuantiti vektor, i.e. mesti juga mengambil kira arah pergerakan. Oleh itu, di sana, di pinggir belakang, pusaran pusingan balas dengan tork yang sama harus terbentuk. Disebabkan apa? Disebabkan oleh tenaga yang dihasilkan oleh enjin.

Untuk amalan penerbangan, ini bermakna revolusi: dengan memilih profil sayap yang sesuai, adalah mungkin untuk menghantar pusaran yang dipasang di sekeliling sayap dalam bentuk peredaran G, meningkatkan daya angkatnya. Iaitu, dengan membelanjakan sebahagian, dan untuk kelajuan tinggi dan beban pada sayap – kebanyakan kuasa motor, anda boleh mencipta aliran udara di sekeliling peranti, membolehkan anda mencapai kualiti penerbangan yang lebih baik.

Ini menjadikan penerbangan penerbangan, dan bukan sebahagian daripada aeronautik: kini pesawat itu boleh mencipta sendiri persekitaran yang diperlukan untuk penerbangan dan tidak lagi menjadi mainan arus udara. Apa yang anda perlukan ialah enjin yang lebih berkuasa, dan lebih dan lebih berkuasa...

KIEV lagi

Tetapi kincir angin tidak mempunyai motor. Sebaliknya, ia mesti mengambil tenaga daripada angin dan memberikannya kepada pengguna. Dan di sini ternyata - kakinya ditarik keluar, ekornya tersangkut. Kami menggunakan tenaga angin terlalu sedikit untuk peredaran rotor sendiri - ia akan menjadi lemah, tujahan bilah akan menjadi rendah, dan KIEV dan kuasa akan menjadi rendah. Kami memberi banyak kepada peredaran - dalam angin yang lemah pemutar akan berputar seperti gila semasa melahu, tetapi pengguna sekali lagi mendapat sedikit: mereka hanya meletakkan beban, pemutar perlahan, angin meniup peredaran, dan pemutar berhenti bekerja.

Undang-undang pemuliharaan tenaga memberikan "min emas" tepat di tengah: kami memberikan 50% tenaga kepada beban, dan untuk baki 50% kami meningkatkan aliran ke optimum. Amalan mengesahkan andaian: jika kecekapan yang baik kipas yang menarik adalah 75-80%, maka KIEV pemutar berbilah, juga dikira dengan teliti dan ditiup dalam terowong angin, mencapai 38-40%, i.e. sehingga separuh daripada apa yang boleh dicapai dengan tenaga yang berlebihan.

Kemodenan

Pada masa kini, aerodinamik, berbekalkan matematik dan komputer moden, semakin beralih daripada model yang tidak dapat dielakkan untuk memudahkan kepada penerangan yang tepat tingkah laku badan sebenar dalam aliran sebenar. Dan di sini, sebagai tambahan kepada garis umum - kuasa, kuasa, dan sekali lagi kuasa! - laluan sampingan ditemui, tetapi yang menjanjikan hanya apabila kuantiti terhad tenaga memasuki sistem.

Penerbang alternatif terkenal Paul McCready mencipta sebuah kapal terbang pada tahun 80-an dengan dua motor gergaji dengan kuasa 16 hp. menunjukkan 360 km/j. Selain itu, casisnya adalah basikal roda tiga, tidak boleh ditarik balik, dan rodanya tanpa fairing. Tiada satu pun peranti McCready masuk dalam talian atau menjalankan tugas tempur, tetapi dua - satu dengan enjin omboh dan kipas, dan satu lagi jet - buat pertama kali dalam sejarah terbang ke seluruh dunia tanpa mendarat di stesen minyak yang sama.

Perkembangan teori itu juga memberi kesan kepada layar yang melahirkan sayap asal dengan agak ketara. Aerodinamik "Live" membolehkan kapal layar beroperasi dalam angin 8 knot. berdiri di atas hidrofoil (lihat rajah); untuk mempercepatkan raksasa sedemikian ke kelajuan yang diperlukan dengan kipas, enjin sekurang-kurangnya 100 hp diperlukan. Katamaran lumba belayar pada kelajuan kira-kira 30 knot dalam angin yang sama. (55 km/j).

Terdapat juga penemuan yang sama sekali tidak remeh. Peminat sukan paling jarang dan paling ekstrem - melompat asas - memakai sut sayap khas, pakaian sayap, terbang tanpa motor, bergerak pada kelajuan lebih daripada 200 km/j (gambar di sebelah kanan), dan kemudian lancar mendarat di pra. -tempat yang dipilih. Dalam kisah dongeng manakah orang terbang sendiri?

Banyak misteri alam juga telah diselesaikan; khususnya, penerbangan kumbang. Menurut aerodinamik klasik, ia tidak mampu terbang. Sama seperti pengasas pesawat siluman, F-117, dengan sayap berbentuk berlian, juga tidak dapat berlepas. Dan MIG-29 dan Su-27, yang boleh terbang ekor dahulu untuk beberapa lama, tidak sesuai dengan sebarang idea sama sekali.

Dan mengapa pula, apabila bekerja pada turbin angin, bukan perkara yang menyeronokkan dan bukan alat untuk memusnahkan jenis mereka sendiri, tetapi sumber sumber penting, anda perlu menari jauh dari teori aliran lemah dengan model angin ratanya? Adakah benar-benar tiada cara untuk maju ke hadapan?

Apa yang diharapkan daripada klasik?

Walau bagaimanapun, seseorang tidak boleh meninggalkan klasik dalam apa jua keadaan. Ia menyediakan asas, tanpa bergantung pada mana seseorang tidak boleh naik lebih tinggi. Sama seperti teori set tidak menghapuskan jadual pendaraban, dan kromodinamik kuantum tidak akan membuat epal terbang dari pokok.

Jadi, apa yang anda boleh jangkakan apabila pendekatan klasik? Mari lihat lukisan itu. Di sebelah kiri adalah jenis rotor; mereka digambarkan secara bersyarat. 1 – karusel menegak, 2 – ortogonal menegak (turbin angin); 2-5 – rotor berbilah dengan jumlah yang berbeza bilah dengan profil yang dioptimumkan.

Di sebelah kanan sepanjang paksi mendatar ialah kelajuan relatif rotor, iaitu nisbah kelajuan linear bilah kepada kelajuan angin. Menegak ke atas - KIEV. Dan turun - sekali lagi, tork relatif. Tork tunggal (100%) dianggap sebagai tork yang dicipta oleh rotor yang dibrek secara paksa dalam aliran dengan 100% KIEV, i.e. apabila semua tenaga aliran ditukar kepada daya berputar.

Pendekatan ini membolehkan kita membuat kesimpulan yang meluas. Sebagai contoh, bilangan bilah mesti dipilih bukan sahaja dan tidak begitu banyak mengikut kelajuan putaran yang dikehendaki: 3- dan 4-bilah serta-merta kehilangan banyak dari segi KIEV dan tork berbanding 2- dan 6-bilah yang berfungsi dengan baik dalam julat kelajuan yang lebih kurang sama. Dan karusel dan ortogon yang serupa secara luaran mempunyai sifat asas yang berbeza.

Secara umum, keutamaan harus diberikan kepada pemutar berbilah, kecuali dalam kes di mana kos rendah yang melampau, kesederhanaan, permulaan kendiri tanpa penyelenggaraan tanpa automasi diperlukan, dan mengangkat ke tiang adalah mustahil.

Nota: Mari kita bercakap tentang pemutar belayar khususnya - ia nampaknya tidak sesuai dengan yang klasik.

Menegak

APU dengan paksi putaran menegak mempunyai kelebihan yang tidak dapat dinafikan untuk kehidupan seharian: komponennya yang memerlukan penyelenggaraan tertumpu di bahagian bawah dan tiada pengangkatan diperlukan. Masih ada, dan walaupun itu tidak selalu, galas penjajaran diri sokongan tujahan, tetapi ia kuat dan tahan lama. Oleh itu, apabila mereka bentuk penjana angin mudah, pemilihan pilihan harus bermula dengan menegak. Jenis utama mereka dibentangkan dalam Rajah.

Matahari

Di kedudukan pertama adalah yang paling mudah, paling sering dipanggil rotor Savonius. Malah, ia telah dicipta pada tahun 1924 di USSR oleh J. A. dan A. A. Voronin, dan industrialis Finland Sigurd Savonius tanpa malu memperuntukkan ciptaan itu, mengabaikan sijil hak cipta Soviet, dan memulakan pengeluaran bersiri. Tetapi pengenalan ciptaan pada masa hadapan sangat bermakna, jadi untuk tidak membangkitkan masa lalu dan tidak mengganggu abu si mati, kami akan memanggil kincir angin ini sebagai pemutar Voronin-Savonius, atau ringkasnya, VS.

Pesawat itu bagus untuk lelaki buatan sendiri, kecuali untuk "lokomotif" KIEV pada 10-18%. Walau bagaimanapun, di USSR mereka banyak bekerja di atasnya, dan terdapat perkembangan. Di bawah ini kita akan melihat reka bentuk yang dipertingkatkan, tidak lebih kompleks, tetapi menurut KIEV, ia memberikan bladers permulaan yang lebih baik.

Nota: pesawat dua bilah tidak berputar, tetapi tersentak-sentak; 4-bilah hanya lebih licin sedikit, tetapi kehilangan banyak dalam KIEV. Untuk menambah baik, bilah 4 palung paling kerap dibahagikan kepada dua tingkat - sepasang bilah di bawah, dan sepasang lagi, diputar 90 darjah secara mendatar, di atasnya. KIEV dipelihara, dan beban sisi pada mekanik melemah, tetapi beban lentur meningkat sedikit, dan dengan angin lebih daripada 25 m/s, APU sedemikian berada pada aci, i.e. tanpa galas yang diregangkan oleh kabel di atas rotor, ia "meruntuhkan menara."

Daria

Seterusnya ialah pemutar Daria; KIEV – sehingga 20%. Ia lebih mudah: bilah diperbuat daripada pita elastik ringkas tanpa sebarang profil. Teori pemutar Darrieus belum cukup dibangunkan. Ia hanya jelas bahawa ia mula berehat kerana perbezaan rintangan aerodinamik bonggol dan poket pita, dan kemudian ia menjadi semacam kelajuan tinggi, membentuk peredarannya sendiri.

Tork adalah kecil, dan dalam kedudukan permulaan pemutar selari dan berserenjang dengan angin ia tidak hadir sama sekali, jadi putaran sendiri hanya mungkin dengan bilangan bilah ganjil (sayap?) Dalam apa jua keadaan, beban dari penjana mesti diputuskan semasa spin-up.

Rotor Daria mempunyai dua lagi kualiti buruk. Pertama, apabila berputar, vektor tujahan bilah menggambarkan putaran penuh berbanding fokus aerodinamiknya, dan tidak lancar, tetapi secara tersentak. Oleh itu, pemutar Darrieus dengan cepat merosakkan mekaniknya walaupun dalam angin yang stabil.

Kedua, Daria bukan sahaja membuat bising, tetapi menjerit dan menjerit, sehingga pita itu pecah. Ini berlaku kerana getarannya. Dan lebih banyak bilah, lebih kuat bunyi ngauman. Jadi, jika mereka membuat Daria, ia adalah dengan dua bilah, daripada bahan penyerap bunyi berkekuatan tinggi yang mahal (karbon, mylar), dan pesawat kecil digunakan untuk berputar di tengah-tengah tiang tiang.

Ortogonal

Di pos. 3 – rotor menegak ortogon dengan bilah berprofil. Ortogonal kerana sayap menonjol secara menegak. Peralihan dari BC ke ortogonal digambarkan dalam Rajah. kiri.

Sudut pemasangan bilah relatif kepada tangen kepada bulatan yang menyentuh fokus aerodinamik sayap boleh sama ada positif (dalam rajah) atau negatif, bergantung pada daya angin. Kadang-kadang bilah dibuat berputar dan baling cuaca diletakkan pada mereka, secara automatik memegang "alfa", tetapi struktur sedemikian sering pecah.

Badan tengah (biru dalam rajah) membolehkan anda meningkatkan KIEV kepada hampir 50%. bilangan bilah yang lebih besar, silinder ringkas sudah memadai. Tetapi teori untuk ortogonal memberikan bilangan bilah optimum yang tidak jelas: harus ada tepat 3 daripadanya.

Ortogonal merujuk kepada turbin angin berkelajuan tinggi dengan OSS, i.e. semestinya memerlukan kenaikan pangkat semasa pentauliahan dan selepas tenang. Mengikut skema ortogon, APU bebas penyelenggaraan bersiri dengan kuasa sehingga 20 kW dihasilkan.

Helicoid

Rotor helicoidal, atau rotor Gorlov (item 4) ialah sejenis ortogonal yang memastikan putaran seragam; ortogonal dengan sayap lurus "air mata" hanya lebih lemah sedikit daripada pesawat berbilah dua. Membengkokkan bilah di sepanjang helicoid membolehkan seseorang mengelakkan kehilangan CIEV disebabkan kelengkungannya. Walaupun bilah melengkung menolak sebahagian daripada aliran tanpa menggunakannya, ia juga mencedok sebahagian ke dalam zon kelajuan linear tertinggi, mengimbangi kerugian. Helicoid kurang kerap digunakan berbanding turbin angin lain, kerana Oleh kerana kerumitan pembuatan, mereka lebih mahal daripada rakan sejawatan mereka yang mempunyai kualiti yang sama.

Mengaru tong

Untuk 5 pos. – Rotor jenis BC dikelilingi oleh ram pemandu; rajahnya ditunjukkan dalam Rajah. betul. Ia jarang ditemui dalam aplikasi industri, kerana pengambilan tanah yang mahal tidak mengimbangi peningkatan kapasiti, dan penggunaan bahan dan kerumitan pengeluaran adalah tinggi. Tetapi pembuat sendiri yang takut bekerja bukan lagi tuan, tetapi pengguna, dan jika dia memerlukan tidak lebih daripada 0.5-1.5 kW, maka baginya "mengaruk tong" adalah berita gembira:

• Rotor jenis ini benar-benar selamat, senyap, tidak menimbulkan getaran dan boleh dipasang di mana-mana, walaupun di taman permainan.
• Membengkokkan "palung" tergalvani dan mengimpal bingkai paip adalah kerja yang tidak masuk akal.
• Putarannya benar-benar seragam, bahagian mekanikal boleh diambil dari yang paling murah atau dari tong sampah.
• Tidak takut taufan - terlalu banyak angin kuat tidak boleh menolak ke dalam "tong"; kepompong pusaran yang diperkemas muncul di sekelilingnya (kita akan menemui kesan ini kemudian).
• Dan perkara yang paling penting ialah kerana permukaan "tong" adalah beberapa kali lebih besar daripada pemutar di dalam, KIEV boleh menjadi lebih unit, dan momen putaran sudah pada 3 m/s untuk "tong" diameter tiga meter adalah sedemikian rupa sehingga penjana 1 kW dengan beban maksimum Mereka mengatakan lebih baik untuk tidak berkedut.

Video: Penjana angin Lenz

Pada tahun 60-an di USSR, E. S. Biryukov mempatenkan APU karusel dengan KIEV sebanyak 46%. Tidak lama kemudian, V. Blinov mencapai 58% KIEV daripada reka bentuk berdasarkan prinsip yang sama, tetapi tiada data pada ujiannya. Dan ujian skala penuh APU Biryukov telah dijalankan oleh pekerja majalah "Pencipta dan Inovator". Rotor dua tingkat dengan diameter 0.75 m dan ketinggian 2 m dipusing pada kuasa penuh dalam angin segar penjana tak segerak 1.2 kW dan bertahan 30 m/s tanpa kerosakan. Lukisan APU Biryukov ditunjukkan dalam Rajah.

1. pemutar diperbuat daripada bumbung tergalvani;
2. menjajarkan sendiri galas bebola dua baris;
3. kain kafan - kabel keluli 5 mm;
4. aci paksi – paip keluli dengan ketebalan dinding 1.5-2.5 mm;
5. tuil kawalan kelajuan aerodinamik;
6. bilah kawalan kelajuan – papan lapis 3-4 mm atau plastik kepingan;
7. rod kawalan kelajuan;
8. beban pengawal kelajuan, beratnya menentukan kelajuan putaran;
9. takal pemacu - roda basikal tanpa tayar dengan tiub;
10. galas tujahan - galas tujahan;
11. takal didorong – takal penjana standard;
12. penjana.

Biryukov menerima beberapa sijil hak cipta untuk APUnya. Pertama, perhatikan pemotongan rotor. Apabila memecut, ia berfungsi seperti pesawat, mencipta tork permulaan yang besar. Semasa ia berputar, kusyen vorteks dicipta di dalam poket luar bilah. Dari sudut pandangan angin, bilah menjadi berprofil dan pemutar menjadi ortogonal berkelajuan tinggi, dengan profil maya berubah mengikut kekuatan angin.

Kedua, saluran berprofil antara bilah bertindak sebagai badan pusat dalam julat kelajuan operasi. Sekiranya angin semakin kuat, maka kusyen vorteks juga dicipta di dalamnya, melangkaui pemutar. Kepompong pusaran yang sama muncul seperti di sekeliling APU dengan ram pemandu. Tenaga untuk penciptaannya diambil dari angin, dan ia tidak lagi mencukupi untuk memecahkan kincir angin.

Ketiga, pengawal kelajuan ditujukan terutamanya untuk turbin. Ia memastikan kelajuannya optimum dari sudut pandangan KIEV. Dan kelajuan putaran penjana optimum dipastikan oleh pilihan nisbah penghantaran mekanikal.

Nota: selepas penerbitan dalam IR untuk tahun 1965, Angkatan Tentera Ukraine Biryukova tenggelam dalam kelalaian. Penulis tidak pernah mendapat maklum balas daripada pihak berkuasa. Nasib banyak ciptaan Soviet. Mereka mengatakan bahawa sesetengah orang Jepun menjadi jutawan dengan kerap membaca majalah teknikal popular Soviet dan mematenkan segala yang patut diberi perhatian.

Lopastniki

Seperti yang dinyatakan, menurut klasik, penjana angin mendatar dengan rotor berbilah adalah yang terbaik. Tetapi, pertama sekali, ia memerlukan angin yang stabil sekurang-kurangnya kekuatan sederhana. Kedua, reka bentuk untuk DIYer penuh dengan banyak perangkap, itulah sebabnya buah kerja keras yang panjang dalam senario kes terbaik menerangi tandas, lorong atau beranda, malah ternyata hanya mampu mempromosikan dirinya.

Mengikut rajah dalam Rajah. Mari kita lihat lebih dekat; jawatan:

• Rajah. A:

1. bilah pemutar;
2. penjana;
3. bingkai penjana;
4. baling cuaca pelindung (skop taufan);
5. pengumpul semasa;
6. casis;
7. unit pusing;
8. baling cuaca bekerja;
9. tiang;
10. pengapit untuk kain kafan.

• Rajah. B, pandangan atas:

1. baling cuaca pelindung;
2. baling cuaca bekerja;
3. pengatur ketegangan spring ram cuaca pelindung.

• Rajah. G, pengumpul semasa:

1. pengumpul dengan busbar cincin berterusan tembaga;
2. berus kuprum-grafit bermuatan spring.

Nota: Perlindungan taufan untuk bilah mendatar dengan diameter lebih daripada 1 m sangat diperlukan, kerana dia tidak mampu mencipta kepompong pusaran di sekeliling dirinya. Dengan saiz yang lebih kecil, adalah mungkin untuk mencapai daya tahan rotor sehingga 30 m/s dengan bilah propilena.

Jadi, di manakah kita tersandung?

Bilah

Mengharapkan untuk mencapai kuasa pada aci penjana lebih daripada 150-200 W pada bilah apa-apa saiz yang dipotong dari paip plastik berdinding tebal, seperti yang sering dinasihatkan, adalah harapan seorang amatur yang tiada harapan. Bilah paip (melainkan ia terlalu tebal sehingga hanya digunakan sebagai kosong) akan mempunyai profil bersegmen, i.e. bahagian atasnya atau kedua-dua permukaannya akan menjadi lengkok bulatan.

Profil bersegmen sesuai untuk media tidak boleh mampat, seperti hidrofoil atau bilah kipas. Untuk gas, bilah profil berubah-ubah dan pic diperlukan, sebagai contoh, lihat Rajah; span - 2 m Ini akan menjadi produk yang kompleks dan intensif buruh, memerlukan pengiraan yang teliti berdasarkan teori, tiupan paip dan ujian skala penuh.

Penjana

Jika pemutar dipasang terus pada acinya, galas standard akan segera pecah - tiada beban yang sama pada semua bilah dalam kincir angin. Anda memerlukan aci perantaraan dengan galas sokongan khas dan penghantaran mekanikal daripadanya ke penjana. Untuk kincir angin besar, galas sokongan dua baris penjajaran sendiri digunakan; V model terbaik– tiga peringkat, Rajah. D dalam Rajah. lebih tinggi. Ini membolehkan aci pemutar bukan sahaja bengkok sedikit, tetapi juga bergerak sedikit dari sisi ke sisi atau ke atas dan ke bawah.

Nota: Ia mengambil masa kira-kira 30 tahun untuk membangunkan galas sokongan untuk APU jenis EuroWind.

Baling cuaca kecemasan

Prinsip operasinya ditunjukkan dalam Rajah. B. Angin, semakin kuat, memberi tekanan pada penyodok, spring terbentang, rotor meledingkan, kelajuannya menurun dan akhirnya ia menjadi selari dengan aliran. Segala-galanya nampak baik-baik saja, tetapi ia lancar di atas kertas...

Pada hari berangin, cuba pegang penutup dandang atau periuk besar dengan pemegang selari dengan angin. Hanya berhati-hati - sekeping besi yang gelisah itu boleh mengenai muka anda dengan kuat sehingga menyebabkan hidung anda patah, bibir anda terluka, malah mata anda terluka.

Angin rata hanya berlaku dalam pengiraan teori dan, dengan ketepatan yang mencukupi untuk amalan, dalam terowong angin. Pada hakikatnya, taufan merosakkan kincir angin dengan penyodok taufan lebih daripada yang tidak berdaya sepenuhnya. Lebih baik menukar bilah yang rosak daripada melakukan semuanya semula. DALAM pemasangan industri- itu perkara lain. Di sana, padang bilah, masing-masing secara individu, dipantau dan diselaraskan oleh automasi di bawah kawalan komputer on-board. Dan ia diperbuat daripada komposit tugas berat, bukan paip air.

Pengumpul semasa

Ini adalah unit yang sentiasa diservis. Mana-mana jurutera kuasa tahu bahawa komutator dengan berus perlu dibersihkan, dilincirkan dan dilaraskan. Dan tiang itu diperbuat daripada paip air. Jika anda tidak boleh mendaki, sekali atau dua bulan sekali anda perlu membuang keseluruhan kincir angin ke tanah dan kemudian mengambilnya semula. Berapa lama dia akan bertahan daripada "pencegahan" sedemikian?

Video: penjana angin berbilah + panel solar untuk bekalan kuasa ke dacha

Mini dan mikro

Tetapi apabila saiz dayung berkurangan, kesukaran jatuh mengikut persegi diameter roda. Anda boleh membuat APU bilah mendatar sendiri dengan kuasa sehingga 100 W. Yang 6-bilah akan menjadi optimum. Dengan lebih banyak bilah, diameter pemutar yang direka untuk kuasa yang sama akan menjadi lebih kecil, tetapi ia akan sukar untuk dipasang dengan kukuh pada hab. Pemutar dengan kurang daripada 6 bilah tidak perlu diambil kira: pemutar 2 bilah 100 W memerlukan pemutar dengan diameter 6.34 m, dan 4 bilah dengan kuasa yang sama memerlukan 4.5 m untuk 6 bilah hubungan kuasa-diameter dinyatakan seperti berikut:

• 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.

Adalah optimum untuk bergantung pada kuasa 10-20 W. Pertama, bilah plastik dengan jarak lebih daripada 0.8 m tidak akan menahan angin lebih daripada 20 m/s tanpa langkah perlindungan tambahan. Kedua, dengan rentang bilah sehingga 0.8 m yang sama, kelajuan linear hujungnya tidak akan melebihi kelajuan angin lebih daripada tiga kali ganda, dan keperluan untuk pemprofilan dengan twist dikurangkan mengikut urutan magnitud; di sini "palung" dengan profil paip bersegmen, pos. B dalam Rajah. Dan 10-20 W akan memberikan kuasa kepada tablet, mengecas semula telefon pintar atau menerangi mentol lampu yang menjimatkan rumah.

Seterusnya, pilih penjana. Motor Cina adalah sempurna - hab roda untuk basikal elektrik, pos. 1 dalam Rajah. Kuasanya sebagai motor ialah 200-300 W, tetapi dalam mod penjana ia akan memberikan sehingga kira-kira 100 W. Tetapi adakah ia sesuai dengan kita dari segi kelajuan?

Indeks kelajuan z untuk 6 bilah ialah 3. Formula untuk mengira kelajuan putaran di bawah beban ialah N = v/l*z*60, di mana N ialah kelajuan putaran, 1/min, v ialah kelajuan angin, dan l ialah lilitan pemutar. Dengan rentang bilah 0.8 m dan angin 5 m/s, kita mendapat 72 rpm; pada 20 m/s – 288 rpm. Roda basikal juga berputar pada kelajuan yang lebih kurang sama, jadi kami akan melepaskan 10-20 W kami dari penjana yang mampu menghasilkan 100. Anda boleh meletakkan pemutar terus pada acinya.

Tetapi di sini masalah berikut timbul: selepas menghabiskan banyak kerja dan wang, sekurang-kurangnya pada motor, kami mendapat... mainan! Apakah 10-20, baik, 50 W? Tetapi anda tidak boleh membuat kincir angin berbilah yang mampu menghidupkan walaupun TV di rumah. Adakah mungkin untuk membeli penjana angin mini siap pakai, dan bukankah ia lebih murah? Sebanyak mungkin, dan semurah mungkin, lihat pos. 4 dan 5. Selain itu, ia juga akan menjadi mudah alih. Letakkannya di atas tunggul dan gunakannya.

Pilihan kedua ialah jika motor stepper daripada pemacu liut 5 atau 8 inci lama terletak di suatu tempat, atau daripada pemacu kertas atau pengangkutan pencetak inkjet atau dot matriks yang tidak boleh digunakan. Ia boleh berfungsi sebagai penjana, dan memasang pemutar karusel dari tin padanya (pos. 6) adalah lebih mudah daripada memasang struktur seperti yang ditunjukkan dalam pos. 3.

Secara umum, kesimpulan mengenai "bilah bilah" adalah jelas: yang buatan sendiri lebih berkemungkinan untuk bermain-main mengikut kehendak hati anda, tetapi bukan untuk pengeluaran tenaga jangka panjang yang sebenar.

Video: penjana angin paling mudah untuk menyalakan dacha

Perahu layar

Penjana angin belayar telah diketahui sejak sekian lama, tetapi panel lembut pada bilahnya (lihat rajah) mula dibuat dengan kemunculan fabrik dan filem sintetik tahan haus berkekuatan tinggi. Kincir angin berbilang bilah dengan layar tegar telah tersebar secara meluas ke seluruh dunia sebagai pemacu untuk pam air automatik berkuasa rendah, tetapi spesifikasi teknikalnya lebih rendah berbanding karusel.

Walau bagaimanapun, layar lembut seperti sayap kincir angin, nampaknya, ternyata tidak begitu mudah. Intinya bukan tentang rintangan angin (pengilang tidak mengehadkan kelajuan angin maksimum yang dibenarkan): pelayar bot layar sudah tahu bahawa hampir mustahil untuk angin mengoyakkan panel layar Bermuda. Kemungkinan besar, helaian akan tercabut, atau tiang akan patah, atau seluruh kapal akan membuat "pusingan berlebihan". Ia mengenai tenaga.

Malangnya, data ujian tepat tidak dapat ditemui. Berdasarkan ulasan pengguna, adalah mungkin untuk mencipta kebergantungan "sintetik" untuk pemasangan turbin angin buatan Taganrog-4.380/220.50 dengan diameter roda angin 5 m, berat kepala angin 160 kg dan kelajuan putaran naik. hingga 40 1/min; mereka dibentangkan dalam Rajah.

Sudah tentu, tidak ada jaminan untuk kebolehpercayaan 100%, tetapi jelas bahawa tidak ada bau model mekanik rata di sini. Tidak mungkin roda 5 meter dalam angin rata 3 m/s boleh menghasilkan kira-kira 1 kW, pada 7 m/s mencapai dataran tinggi dalam kuasa dan kemudian mengekalkannya sehingga ribut yang teruk. Pengilang, dengan cara itu, mendakwa bahawa nominal 4 kW boleh diperolehi pada 3 m / s, tetapi apabila dipasang oleh daya berdasarkan hasil kajian aerologi tempatan.

Juga tiada teori kuantitatif ditemui; Penjelasan pemaju tidak jelas. Walau bagaimanapun, memandangkan orang ramai membeli turbin angin Taganrog dan ia berfungsi, kita hanya boleh menganggap bahawa peredaran kon dan kesan pendorong yang diisytiharkan bukanlah fiksyen. Walau apa pun, mereka mungkin.

Kemudian, ternyata, DI HADAPAN pemutar, mengikut undang-undang pemuliharaan momentum, pusaran kon juga harus timbul, tetapi mengembang dan perlahan. Dan corong sedemikian akan memacu angin ke arah pemutar, ia permukaan berkesan ia akan menjadi lebih sapuan, dan KIEV akan menjadi lebih unit.

Pengukuran medan medan tekanan di hadapan rotor, walaupun dengan aneroid isi rumah, boleh menjelaskan isu ini. Jika ternyata lebih tinggi daripada di sisi, maka, sesungguhnya, APU belayar berfungsi seperti lalat kumbang.

Penjana buatan sendiri

Daripada apa yang telah dinyatakan di atas, jelas bahawa adalah lebih baik bagi tukang buatan sendiri untuk mengambil sama ada menegak atau perahu layar. Tetapi kedua-duanya sangat perlahan, dan penghantaran ke penjana berkelajuan tinggi adalah kerja tambahan, kos tambahan dan kerugian. Adakah mungkin untuk membuat sendiri penjana elektrik berkelajuan rendah yang cekap?

Ya, anda boleh, pada magnet yang diperbuat daripada aloi niobium, yang dipanggil. supermagnet. Proses pembuatan bahagian utama ditunjukkan dalam Rajah. Gegelung - setiap satu daripada 55 lilitan dawai tembaga 1 mm dalam penebat enamel kekuatan tinggi tahan haba, PEMM, PETV, dsb. Ketinggian belitan ialah 9 mm.

Beri perhatian kepada alur untuk kunci di bahagian rotor. Mereka mesti diletakkan supaya magnet (ia dilekatkan pada teras magnet dengan epoksi atau akrilik) menumpu dengan kutub bertentangan selepas pemasangan. "Penkek" (teras magnet) mesti diperbuat daripada ferromagnet magnet lembut; Keluli struktur biasa akan dilakukan. Ketebalan "pancake" sekurang-kurangnya 6 mm.

Secara umum, lebih baik membeli magnet dengan lubang paksi dan ketatkannya dengan skru; supermagnet menarik kuasa yang dahsyat. Atas sebab yang sama, spacer silinder setinggi 12 mm diletakkan pada aci antara "pancake".

Belitan yang membentuk bahagian pemegun disambungkan mengikut gambar rajah yang ditunjukkan dalam Rajah. Hujung yang dipateri tidak boleh diregangkan, tetapi harus membentuk gelung, jika tidak, epoksi yang akan diisi stator mungkin mengeras dan memutuskan wayar.

Stator dituangkan ke dalam acuan dengan ketebalan 10 mm. Tidak perlu memusatkan atau mengimbangi, stator tidak berputar. Jurang antara rotor dan stator ialah 1 mm pada setiap sisi. Pemegun dalam perumahan penjana mesti diamankan dengan selamat bukan sahaja dari anjakan sepanjang paksi, tetapi juga dari putaran; medan magnet yang kuat dengan arus dalam beban akan menariknya bersama-sama dengannya.

Video: Penjana kincir angin DIY

Kesimpulan

Dan apa yang kita ada pada akhirnya? Minat terhadap "bilah bilah" dijelaskan dengan cara yang menakjubkan penampilan daripada sebenar kualiti prestasi dalam versi buatan sendiri dan pada kuasa rendah. APU karusel buatan sendiri akan menyediakan kuasa "siap sedia" untuk mengecas bateri kereta atau menghidupkan rumah kecil.

Tetapi dengan APU belayar adalah bernilai bereksperimen dengan pengrajin dengan coretan kreatif, terutamanya dalam versi mini, dengan roda diameter 1-2 m. Jika andaian pembangun adalah betul, maka adalah mungkin untuk mengalih keluar semua 200-300 W dari yang ini, menggunakan penjana enjin Cina yang diterangkan di atas.

Andrey berkata:

Terima kasih atas perundingan percuma anda... Dan harga "dari syarikat" tidak terlalu mahal, dan saya fikir tukang dari pedalaman akan dapat membuat penjana serupa dengan anda Dan bateri Li-po boleh dipesan dari China, penyongsang di Chelyabinsk membuat yang sangat baik (dengan sinus licin dan layar, bilah atau rotor adalah satu lagi sebab untuk penerbangan pemikiran lelaki Rusia kami yang berguna).

Ivan berkata:

soalan:
Untuk kincir angin dengan paksi menegak (kedudukan 1) dan pilihan "Lenz", adalah mungkin untuk menambah bahagian tambahan - pendesak yang menghala ke arah angin, dan menutup bahagian yang tidak berguna daripadanya (menuju angin) . Iaitu, angin tidak akan memperlahankan bilah, tetapi "skrin" ini. Kedudukan mengikut arah angin dengan "ekor" terletak di belakang kincir angin itu sendiri di bawah dan di atas bilah (rabung). Saya membaca artikel itu dan idea telah lahir.

Dengan mengklik butang "Tambah ulasan", saya bersetuju dengan tapak tersebut.

Tenaga arus elektrik, memasuki bahagian dalam motor tak segerak, dengan mudah bertukar menjadi tenaga gerakan di pintu keluar daripadanya. Tetapi bagaimana jika transformasi terbalik diperlukan? Dalam kes ini, anda boleh membina penjana buatan sendiri daripada motor tak segerak. Ia hanya akan berfungsi dalam mod yang berbeza: elektrik akan mula dijana dengan melakukan kerja mekanikal. Penyelesaian yang sempurna– transformasi menjadi penjana angin – sumber tenaga bebas.

Telah terbukti secara eksperimen bahawa medan magnet dicipta oleh medan elektrik berselang-seli. Ini adalah asas kepada prinsip operasi motor tak segerak, reka bentuknya termasuk:

• Tubuh adalah apa yang kita lihat dari luar;
• Stator ialah bahagian pegun motor elektrik;
• Rotor ialah elemen yang digerakkan.

Elemen utama pemegun ialah penggulungan, yang mana voltan berselang-seli digunakan (prinsip operasi bukan pada magnet kekal, tetapi pada medan magnet, yang rosak oleh elektrik berselang-seli). Rotor ialah silinder dengan slot di mana belitan diletakkan. Tetapi arus yang memasukinya mempunyai arah yang bertentangan. Akibatnya, dua medan elektrik berselang-seli terbentuk. Setiap daripada mereka mencipta medan magnet, yang mula berinteraksi antara satu sama lain. Tetapi reka bentuk stator adalah sedemikian rupa sehingga ia tidak boleh bergerak. Oleh itu, hasil interaksi dua medan magnet ialah putaran pemutar.

Reka bentuk dan prinsip operasi penjana elektrik

Eksperimen juga mengesahkan bahawa medan magnet menghasilkan medan elektrik berselang-seli. Di bawah adalah gambar rajah yang menggambarkan dengan jelas prinsip operasi penjana.

Jika bingkai logam diletakkan dan diputar dalam medan magnet, fluks magnet yang menembusinya akan mula berubah. Ini akan membawa kepada pembentukan arus teraruh di dalam bingkai. Jika anda menyambungkan hujung kepada pengguna semasa, sebagai contoh, ke lampu elektrik, anda boleh melihat cahayanya. Ini menunjukkan bahawa tenaga mekanikal yang dibelanjakan untuk memutar bingkai dalam medan magnet telah ditukar kepada tenaga elektrik, yang membantu menyalakan lampu.

Secara struktur, penjana elektrik terdiri daripada bahagian yang sama seperti motor elektrik: perumah, pemegun dan pemutar. Perbezaannya hanya terletak pada prinsip operasi. Rotor digerakkan oleh medan magnet yang dicipta oleh medan elektrik dalam belitan stator. Dan arus elektrik muncul dalam belitan stator kerana perubahan dalam fluks magnet yang menembusinya, disebabkan oleh putaran paksa rotor.

Dari motor elektrik kepada penjana elektrik

Kehidupan manusia hari ini tidak dapat difikirkan tanpa elektrik. Oleh itu, loji janakuasa sedang dibina di mana-mana, menukar tenaga air, angin dan nukleus atom kepada tenaga elektrik. Ia telah menjadi universal kerana ia boleh ditukar kepada tenaga pergerakan, haba dan cahaya. Ini menjadi sebab penyebaran besar-besaran motor elektrik. Penjana elektrik kurang popular kerana negeri membekalkan elektrik secara berpusat. Tetapi masih, kadang-kadang ia berlaku bahawa tiada elektrik dan tidak ada tempat untuk mendapatkannya. Dalam kes ini, penjana daripada motor tak segerak akan membantu anda.

Kami telah mengatakan di atas bahawa penjana elektrik dan enjin secara strukturnya serupa antara satu sama lain. Ini menimbulkan persoalan: adakah mungkin untuk menggunakan keajaiban teknologi ini sebagai sumber kedua-dua mekanikal dan tenaga elektrik? Ternyata ia mungkin. Dan kami akan memberitahu anda cara menukar motor menjadi sumber semasa dengan tangan anda sendiri.

Maksud kerja semula

Jika anda memerlukan penjana elektrik, mengapa membuatnya daripada enjin jika anda boleh membeli peralatan baru? Walau bagaimanapun, peralatan elektrik berkualiti tinggi bukanlah kesenangan yang murah. Dan jika anda mempunyai motor yang tidak digunakan pada masa ini, mengapa tidak menggunakannya dengan baik? Dengan manipulasi mudah dan kos minima anda akan mendapat sumber semasa yang sangat baik yang boleh kuasa peranti dengan beban aktif. Ini termasuk komputer, peralatan elektronik dan radio, lampu biasa, pemanas dan penukar kimpalan.

Tetapi penjimatan bukan satu-satunya kelebihan. Kelebihan penjana arus elektrik yang dibina daripada motor elektrik tak segerak:

• Reka bentuknya lebih ringkas daripada analog segerak;
• Perlindungan maksimum bahagian dalam daripada kelembapan dan habuk;
• Rintangan tinggi terhadap beban lampau dan litar pintas;
• Ketiadaan herotan tak linear yang hampir lengkap;
• Faktor kelegaan (nilai yang menyatakan putaran tidak sekata pemutar) tidak lebih daripada 2%;
• Penggulungan adalah statik semasa operasi, jadi mereka tidak haus untuk masa yang lama, meningkatkan hayat perkhidmatan mereka;
• Elektrik yang dijana serta-merta mempunyai voltan 220V atau 380V, bergantung pada enjin yang anda buat keputusan untuk menukar: fasa tunggal atau tiga fasa. Ini bermakna pengguna semasa boleh disambungkan terus ke penjana, tanpa penyongsang.

Walaupun penjana elektrik tidak dapat memenuhi keperluan anda sepenuhnya, ia boleh digunakan bersama dengan bekalan kuasa berpusat. Dalam kes ini, kita sekali lagi bercakap tentang penjimatan: anda perlu membayar lebih sedikit. Faedah akan dinyatakan sebagai perbezaan yang diperoleh dengan menolak tenaga elektrik yang dihasilkan daripada jumlah tenaga elektrik yang digunakan.

Apa yang diperlukan untuk pembentukan semula?

Untuk membuat penjana dari motor tak segerak dengan tangan anda sendiri, anda mesti terlebih dahulu memahami apa yang menghalang penukaran tenaga elektrik daripada tenaga mekanikal. Mari kita ingat bahawa untuk pembentukan arus aruhan, kehadiran medan magnet yang berubah mengikut masa adalah perlu. Apabila peralatan beroperasi dalam mod motor, ia dicipta dalam kedua-dua stator dan rotor kerana kuasa daripada rangkaian. Jika anda menukar peralatan ke mod penjana, ternyata tiada medan magnet sama sekali. Dari mana dia datang?

Selepas peralatan beroperasi dalam mod motor, pemutar mengekalkan kemagnetan sisa. Dialah yang, dari putaran paksa, menyebabkan arus teraruh dalam stator. Dan agar medan magnet dikekalkan, perlu memasang kapasitor yang membawa arus kapasitif. Dialah yang akan mengekalkan kemagnetan kerana pengujaan diri.

Kami telah menyelesaikan persoalan dari mana datangnya medan magnet asal. Tetapi bagaimana untuk menetapkan pemutar dalam gerakan? Sudah tentu, jika anda memutarnya dengan tangan anda sendiri, anda boleh menghidupkan mentol lampu kecil. Tetapi hasilnya tidak mungkin memuaskan hati anda. Penyelesaian yang ideal ialah menukar motor menjadi penjana angin, atau kincir angin.

Ini adalah nama peranti yang menukar tenaga kinetik angin kepada mekanikal, dan kemudian kepada elektrik. Penjana angin dilengkapi dengan bilah yang bergerak apabila bertemu angin. Mereka boleh berputar dalam kedua-dua satah menegak dan mendatar.

Dari teori kepada amalan

Mari kita bina penjana angin dari motor dengan tangan kita sendiri. Untuk pemahaman yang mudah, gambar rajah dan video disertakan dengan arahan. Anda akan memerlukan:

• Peranti untuk menghantar tenaga angin ke pemutar;
• Kapasitor untuk setiap belitan stator.

Sukar untuk merumuskan peraturan mengikut mana anda boleh memilih peranti penangkap angin pada kali pertama. Di sini anda perlu berpandukan fakta bahawa apabila peralatan beroperasi dalam mod penjana, kelajuan rotor harus 10% lebih tinggi daripada semasa beroperasi sebagai enjin. Anda perlu mengambil kira bukan kekerapan nominal, tetapi kelajuan terbiar. Contoh: frekuensi undian ialah 1000 rpm, dan dalam mod melahu ialah 1400. Kemudian untuk menjana arus anda memerlukan frekuensi lebih kurang 1540 rpm.

Pemilihan kapasitor mengikut kapasiti dibuat mengikut formula:

C ialah kapasiti yang diperlukan. Q – kelajuan putaran rotor dalam pusingan seminit. P ialah nombor “pi” bersamaan dengan 3.14. f – kekerapan fasa (nilai malar untuk Rusia, bersamaan dengan 50 Hertz). U – voltan rangkaian (220 jika satu fasa, dan 380 jika tiga).

Contoh pengiraan : Rotor tiga fasa berputar pada 2500 rpm. KemudianC = 2500/(2*3.14*50*380*380)=56 µF.

Perhatian! Jangan pilih bekas yang lebih besar daripada nilai yang dikira. Jika tidak, rintangan aktif akan menjadi tinggi, yang akan menyebabkan terlalu panas penjana. Ini juga boleh berlaku apabila peranti dimulakan tanpa beban. Dalam kes ini, ia akan berguna untuk mengurangkan kapasitansi kapasitor. Untuk menjadikannya mudah untuk melakukannya sendiri, letakkan bekas bukan secara keseluruhan, tetapi sebagai satu pasang siap. Sebagai contoh, 60 μF boleh terdiri daripada 6 keping 10 μF yang disambungkan selari antara satu sama lain.

Bagaimana untuk menyambung?

Mari kita lihat cara membuat penjana dari motor tak segerak, menggunakan contoh motor tiga fasa:

1. Sambungkan aci ke peranti yang memutar pemutar menggunakan tenaga angin;
2. Sambungkan kapasitor dalam corak segi tiga, bucunya disambungkan ke hujung bintang atau bucu segi tiga stator (bergantung pada jenis sambungan belitan);
3. Jika voltan 220 Volt diperlukan pada output, sambungkan belitan stator dalam segi tiga (hujung belitan pertama dengan permulaan kedua, akhir kedua dengan permulaan ketiga, hujung ketiga dengan permulaan yang pertama);
4. Jika anda perlu menghidupkan peranti dari 380 Volt, maka litar bintang sesuai untuk menyambungkan belitan stator. Untuk melakukan ini, sambungkan permulaan semua belitan bersama-sama, dan sambungkan hujung ke bekas yang sesuai.

Arahan langkah demi langkah tentang cara membuat penjana angin fasa tunggal berkuasa rendah dengan tangan anda sendiri:

1. Keluarkan ia daripada yang lama mesin basuh motor elektrik;
2. Tentukan penggulungan yang berfungsi dan sambungkan kapasitor selari dengannya;
3. Pastikan rotor berputar menggunakan tenaga angin.

Anda akan mendapat kincir angin, seperti dalam video, dan ia akan menghasilkan 220 Volt.

Untuk peralatan elektrik yang dikuasakan oleh DC, penerus tambahan akan diperlukan. Dan jika anda berminat untuk memantau parameter sumber kuasa, pasang ammeter dan voltmeter pada output.

Nasihat! Disebabkan kekurangan angin berterusan, penjana angin kadangkala berhenti berfungsi atau tidak berfungsi pada kapasiti penuh. Oleh itu, adalah mudah untuk mengatur loji kuasa anda sendiri. Untuk melakukan ini, kincir angin disambungkan ke bateri semasa cuaca berangin. Elektrik terkumpul boleh digunakan semasa tempoh tenang.