Vyrobte si generátor doma. Vyrábame elektrinu zadarmo - jednoduchý domáci generátor. Na to používame... starú motorovú pílu

Rusko zaujíma dvojakú pozíciu, pokiaľ ide o zdroje veternej energie. Na jednej strane kvôli obrovskej celkovej ploche a množstvu rovinatých plôch vo všeobecnosti veľa fúka a je väčšinou rovnomerný. Na druhej strane, naše vetry sú prevažne nízkopotenciálne a pomalé, pozri obr. Po tretie, v riedko osídlených oblastiach sú silné vetry. Na základe toho je úloha inštalácie veterného generátora na farme celkom relevantná. Aby ste sa ale rozhodli, či si kúpite poriadne drahé zariadenie alebo si ho vyrobíte sami, musíte si dobre premyslieť, aký typ (a nie je ich málo) na aký účel zvolíte.

Základné pojmy

1. KYJEV – koeficient využitia veternej energie. Ak sa na výpočty použije mechanický model plochého vetra (pozri nižšie), rovná sa účinnosti rotora veternej elektrárne (WPU).
2. Efficiency – end-to-end účinnosť APU, od prichádzajúceho vetra až po svorky elektrického generátora, alebo po množstvo vody načerpanej do nádrže.
3. Minimálna prevádzková rýchlosť vetra (MRS) je rýchlosť, pri ktorej začne veterný mlyn dodávať prúd do záťaže.
4. Maximálna povolená rýchlosť vetra (MAS) je rýchlosť, pri ktorej sa zastaví produkcia energie: automatizácia buď vypne generátor, alebo vloží rotor do korouhvičky, alebo ho zloží a skryje, alebo sa zastaví samotný rotor alebo APU. je jednoducho zničená.
5. Štartovacia rýchlosť vetra (SW) - pri tejto rýchlosti je rotor schopný otáčať sa bez zaťaženia, roztočiť sa a vstúpiť do prevádzkového režimu, po ktorom je možné zapnúť generátor.
6. Záporná štartovacia rýchlosť (OSS) - to znamená, že APU (alebo veterná turbína - veterná elektráreň, alebo WEA, veterná elektráreň) na štart pri akejkoľvek rýchlosti vetra vyžaduje povinné roztočenie z externého zdroja energie.
7. Štartovací (počiatočný) krútiaci moment je schopnosť rotora, násilne brzdeného v prúde vzduchu, vytvárať krútiaci moment na hriadeli.
8. Veterná turbína (WM) je súčasťou APU od rotora až po hriadeľ generátora alebo čerpadla, prípadne iného spotrebiča energie.
9. Rotačný veterný generátor - APU, v ktorom sa energia vetra premieňa na krútiaci moment na vývodovom hriadeli otáčaním rotora v prúde vzduchu.
10. Rozsah prevádzkových rýchlostí rotora je rozdiel medzi MMF a MRS pri prevádzke pri menovitom zaťažení.
11. Nízkorýchlostný veterný mlyn - v ňom lineárna rýchlosť rotorových častí v prúdení výrazne neprekračuje rýchlosť vetra alebo je nižšia ako ona. Dynamický tlak prúdu sa priamo premieňa na ťah lopatky.
12. Vysokorýchlostný veterný mlyn - lineárna rýchlosť lopatiek je výrazne (až 20 a viackrát) vyššia ako rýchlosť vetra a rotor si vytvára vlastnú cirkuláciu vzduchu. Cyklus premeny energie prúdenia na ťah je zložitý.

Poznámky:

1. Nízkorýchlostné APU majú spravidla KIEV nižšie ako vysokorýchlostné, ale majú dostatočný rozbehový moment na roztočenie generátora bez odpojenia záťaže a nulový TAC, t.j. Absolútne samoštartovacie a použiteľné v najslabšom vetre.
2. Pomalosť a rýchlosť sú relatívne pojmy. Domáce veterné mlyny s 300 otáčkami za minútu môžu byť nízkorýchlostné, ale výkonné APU typu EuroWind, z ktorých sú zostavené polia veterných elektrární a veterných fariem (pozri obrázok) a ktorých rotory robia okolo 10 otáčok za minútu, sú vysokorýchlostné, pretože s takým priemerom sú lineárne rýchlosti lopatiek a ich aerodynamika na väčšine rozpätia dosť „lietadlové“, pozri nižšie.

Aký typ generátora potrebujete?

Elektrický generátor pre domáci veterný mlyn musí vyrábať elektrickú energiu v širokom rozsahu otáčok a musí byť schopný samočinného spustenia bez automatizácie a externých zdrojov výživa. V prípade použitia APU s OSS (spin-up wind turbines), ktoré majú spravidla vysokú KIEV a účinnosť, musí byť aj reverzibilné, t.j. byť schopný pracovať ako motor. Pri výkonoch do 5 kW je táto podmienka splnená elektrické autá s permanentné magnety na báze nióbu (supermagnety); na oceľových alebo feritových magnetoch môžete počítať s nie viac ako 0,5-0,7 kW.

Poznámka: asynchrónne generátory striedavý prúd alebo kolektorové s nezmagnetizovaným statorom sú úplne nevhodné. Keď sa sila vetra zníži, „zhasnú“ dlho predtým, ako jeho rýchlosť klesne na MPC, a potom samy nenaštartujú.

Vynikajúce „srdce“ APU s výkonom od 0,3 do 1-2 kW sa získava zo samogenerátora striedavého prúdu so zabudovaným usmerňovačom; takých je teraz väčšina. Po prvé, udržujú výstupné napätie 11,6-14,7 V v pomerne širokom rozsahu otáčok bez externých elektronických stabilizátorov. Po druhé, kremíkové ventily sa otvárajú, keď napätie na vinutí dosiahne približne 1,4 V a predtým generátor „nevidí“ záťaž. K tomu treba generátor celkom slušne roztočiť.

Vo väčšine prípadov môže byť autogenerátor priamo pripojený, bez ozubeného alebo remeňového pohonu, na hriadeľ vysokootáčkového vysokotlakového motora, výberom otáčok výberom počtu lopatiek, pozri nižšie. „Vysokorýchlostné vlaky“ majú malý alebo nulový rozbehový krútiaci moment, ale rotor sa aj bez odpojenia záťaže stihne dostatočne roztočiť, kým sa ventily otvoria a generátor začne vyrábať prúd.

Výber podľa vetra

Než sa rozhodneme, aký typ veterného generátora vyrobiť, rozhodnime sa o miestnej aerológii. V šedo-zelenkavej farbe(bezveterné) oblasti veternej mapy, bude užitočný iba plachtový veterný motor(Povieme si o nich neskôr). Ak potrebujete stále napájanie, budete musieť pridať booster (usmerňovač so stabilizátorom napätia), nabíjačku, výkonnú batériu, menič 12/24/36/48 V DC na 220/380 V 50 Hz AC. Takéto zariadenie nebude stáť menej ako 20 000 dolárov a je nepravdepodobné, že bude možné odstrániť dlhodobý výkon viac ako 3-4 kW. Vo všeobecnosti s neochvejným záväzkom k alternatívna energia Je lepšie hľadať iný zdroj.

Na žltozelených miestach s nízkym vetrom, ak potrebujete elektrinu do 2-3 kW, môžete sami použiť nízkorýchlostný vertikálny veterný generátor. Vyvinutých je nespočetné množstvo a existujú návrhy, ktoré sú z hľadiska Kyjeva a účinnosti takmer také dobré ako tie „čepelové“. priemyselná produkcia.

Ak máte v pláne kúpiť si domov veternú turbínu, potom je lepšie zamerať sa na veternú turbínu s rotorom plachty. Existuje veľa kontroverzií a teoreticky ešte nie je všetko jasné, ale fungujú. V Ruskej federácii sa „plachetnice“ vyrábajú v Taganrogu s výkonom 1-100 kW.

V červených, veterných oblastiach závisí výber od požadovaného výkonu. V rozsahu 0,5-1,5 kW sú domáce „vertikály“ opodstatnené; 1,5-5 kW – zakúpené „plachetnice“. „Vertikálne“ sa dá tiež kúpiť, ale bude to stáť viac ako horizontálne APU. A nakoniec, ak potrebujete veternú turbínu s výkonom 5 kW alebo viac, musíte si vybrať medzi horizontálnymi zakúpenými „lopatkami“ alebo „plachetnicami“.

Poznámka: Mnoho výrobcov, najmä druhá úroveň, ponúka súpravy dielov, z ktorých si môžete sami zostaviť veterný generátor s výkonom až 10 kW. Takáto súprava bude stáť o 20-50% menej ako hotová súprava s inštaláciou. Pred nákupom si však musíte dôkladne preštudovať aerológiu zamýšľaného miesta inštalácie a potom vybrať vhodný typ a model podľa špecifikácií.

O bezpečnosti

Časti domácej veternej turbíny v prevádzke môžu mať lineárnu rýchlosť presahujúcu 120 a dokonca 150 m/s a kus akéhokoľvek pevného materiálu s hmotnosťou 20 g letiaci rýchlosťou 100 m/s zabije, ak je „úspešne zasiahnutý“. zdravý chlap na mieste. Oceľový alebo tvrdý plastový plech s hrúbkou 2 mm, ktorý sa pohybuje rýchlosťou 20 m/s, ho rozreže na polovicu.

Navyše väčšina veterných turbín s výkonom nad 100 W je dosť hlučná. Mnohé generujú kolísanie tlaku vzduchu ultranízkych (menej ako 16 Hz) frekvencií – infrazvuky. Infrazvuky sú nepočuteľné, ale sú zdraviu škodlivé a cestujú veľmi ďaleko.

Poznámka: Koncom 80. rokov došlo v Spojených štátoch k škandálu - v tom čase musela byť zatvorená najväčšia veterná elektráreň v krajine. Indiáni z rezervácie 200 km od poľa jej veternej farmy na súde dokázali, že ich zdravotné poruchy, ktoré sa po uvedení veternej farmy do prevádzky prudko zvýšili, spôsobili jej infrazvuky.

Z vyššie uvedených dôvodov je povolená inštalácia APU vo vzdialenosti najmenej 5 ich výšok od najbližších obytných budov. Vo dvoroch súkromných domácností je možné inštalovať priemyselne vyrábané veterné mlyny, ktoré sú náležite certifikované. Vo všeobecnosti nie je možné inštalovať APU na strechy - počas ich prevádzky, dokonca aj tých s nízkym výkonom, dochádza k striedavým mechanickým zaťaženiam, ktoré môžu spôsobiť rezonanciu stavebná konštrukcia a jeho zničenie.

Poznámka: Za výšku APU sa považuje najvyšší bod zameteného disku (pre lopatkové rotory) alebo geometrický obrazec (pre vertikálne APU s rotorom na hriadeli). Ak stožiar APU alebo os rotora vyčnievajú ešte vyššie, výška sa vypočíta podľa ich vrcholu - vrcholu.

Vietor, aerodynamika, KYJEV

Podomácky vyrobený veterný generátor sa riadi rovnakými prírodnými zákonmi ako továrenský, vypočítaný na počítači. A podomácky vyrobený robotník potrebuje veľmi dobre rozumieť základom svojej práce – najčastejšie nedisponuje drahými, špičkovými materiálmi a technologickými zariadeniami. Aerodynamika APU je taká ťažká...

Vietor a KYJEV

Na výpočet sériových továrenských APU sa používa tzv. plochý mechanický model vetra. Je založená na nasledujúcich predpokladoch:

• Rýchlosť a smer vetra sú konštantné v rámci účinného povrchu rotora.
• Vzduch je spojité médium.
• Účinná plocha rotora sa rovná zametanej ploche.
• Energia prúdu vzduchu je čisto kinetická.

Za takýchto podmienok sa maximálna energia na jednotku objemu vzduchu vypočíta pomocou školského vzorca za predpokladu hustoty vzduchu pri normálnych podmienkach 1,29 kg* kub. m pri rýchlosti vetra 10 m/s unesie jedna kocka vzduchu 65 J a z jedného štvorca účinnej plochy rotora možno pri 100% účinnosti celého APU odobrať 650 W. Toto je veľmi zjednodušený prístup – každý vie, že vietor nie je nikdy dokonale rovnomerný. Toto sa však musí urobiť, aby sa zabezpečila opakovateľnosť produktov – čo je v technológii bežná vec.

Plochý model by sa nemal ignorovať, poskytuje jasné minimum dostupnej veternej energie. Vzduch je však po prvé stlačiteľný a po druhé veľmi tekutý (dynamická viskozita je iba 17,2 μPa * s). To znamená, že prúdenie môže prúdiť okolo zametenej oblasti, čím sa znižuje efektívna plocha a KIEV, čo je najčastejšie pozorované. Ale v zásade je možná aj opačná situácia: vietor prúdi smerom k rotoru a efektívna plocha povrchu bude potom väčšia ako zametaná plocha a KIEV bude voči nej väčšia ako 1 pre plochý vietor.

Uveďme dva príklady. Prvá je rekreačná jachta, ktorá je dosť ťažká, môže plávať nielen proti vetru, ale aj rýchlejšie ako on. Vietor znamená vonkajší; zdanlivý vietor musí byť stále rýchlejší, inak ako potiahne loď?

Druhý je klasikou histórie letectva. Počas testov MIG-19 sa ukázalo, že stíhač, ktorý bol o tonu ťažší ako frontová stíhačka, zrýchľuje rýchlejšie. S rovnakými motormi v rovnakom draku lietadla.

Teoretici nevedeli, čo si majú myslieť, a vážne pochybovali o zákone zachovania energie. Nakoniec sa ukázalo, že problémom bol kužeľ radarového krytu, ktorý vyčnieval z prívodu vzduchu. Od jeho špičky až po škrupinu vzniklo zhutnenie vzduchu, akoby ho hrabalo zo strán ku kompresorom motora. Odvtedy sa rázové vlny v teórii pevne etablovali ako užitočné a fantastický letový výkon moderných lietadiel je v nemalej miere spôsobený ich zručným využívaním.

Aerodynamika

Vývoj aerodynamiky sa zvyčajne delí na dve éry – pred N. G. Žukovským a po ňom. Jeho správa „O pripojených víroch“ z 15. novembra 1905 bola začiatkom Nová éra v letectve.

Pred Žukovským lietali s plochými plachtami: predpokladalo sa, že častice prichádzajúceho prúdu dávajú všetku svoju hybnosť prednej hrane krídla. To umožnilo okamžite sa zbaviť vektorovej veličiny - momentu hybnosti - ktorá viedla k lámaniu zubov a najčastejšie neanalytickej matematike, prejsť na oveľa pohodlnejšie skalárne čisto energetické vzťahy a v konečnom dôsledku získať vypočítané tlakové pole na nosná rovina, viac-menej podobná tej skutočnej.

Tento mechanistický prístup umožnil vytvoriť zariadenia, ktoré by sa mohli prinajmenšom vzniesť do vzduchu a preletieť z jedného miesta na druhé bez toho, aby museli niekde počas cesty naraziť na zem. Ale túžba zvýšiť rýchlosť, nosnosť a ďalšie letové vlastnosti čoraz viac odhaľovala nedokonalosti pôvodnej aerodynamickej teórie.

Zhukovského myšlienka bola takáto: vzduch prechádza pozdĺž horných a spodných plôch krídla iná cesta. Z podmienky kontinuity média (vákuové bubliny sa samy o sebe vo vzduchu netvoria) vyplýva, že rýchlosti horného a spodného prúdenia zostupujúceho od odtokovej hrany by mali byť rozdielne. Kvôli malej, ale konečnej viskozite vzduchu by tam mal vzniknúť vír kvôli rozdielu rýchlostí.

Vír sa otáča a zákon zachovania hybnosti, rovnako nemenný ako zákon zachovania energie, platí aj pre vektorové veličiny, t.j. musí brať do úvahy aj smer pohybu. Preto by práve tam, na odtokovej hrane, mal vzniknúť protibežný vír s rovnakým krútiacim momentom. Kvôli čomu? Kvôli energii generovanej motorom.

Pre leteckú prax to znamenalo revolúciu: výberom vhodného profilu krídla bolo možné poslať okolo krídla pripevnený vír v podobe cirkulácie G, čím sa zvýšil jeho vztlak. To znamená, že minimom časti a pre vysoké rýchlosti a zaťaženie krídla – väčšinu výkonu motora, môžete vytvoriť prúdenie vzduchu okolo zariadenia, čo vám umožní dosiahnuť lepšie letové vlastnosti.

Tým sa stalo letectvo letectvo a nie súčasť letectva: teraz lietadla mohol si vytvoriť prostredie potrebné na lietanie a už nebyť hračkou vzdušných prúdov. Všetko, čo potrebujete, je výkonnejší motor a stále výkonnejší...

opäť KYJEV

Ale veterný mlyn nemá motor. Naopak, musí odoberať energiu z vetra a dávať ju spotrebiteľom. A tu sa ukazuje - nohy boli vytiahnuté, chvost sa zasekol. Použili sme príliš málo veternej energie na vlastnú cirkuláciu rotora - bude slabý, ťah lopatiek bude nízky a KIEV a výkon budú nízke. Dáme veľa do obehu - rotor bude zapnutý Voľnobeh sa točí ako blázon, ale spotrebitelia opäť dostanú málo: ledva použili záťaž, rotor sa spomalil, vietor odfúkol cirkuláciu a rotor sa zastavil.

Zákon zachovania energie dáva „zlatú strednú cestu“ presne do stredu: 50 % energie dávame záťaži a zvyšných 50 % zvýšime prietok na optimum. Prax potvrdzuje predpoklady: ak dobrá účinnosťťahanie vrtule je 75-80%, potom KIEV lopatkového rotora, tiež starostlivo vypočítaného a fúkaného v aerodynamickom tuneli, dosahuje 38-40%, t.j. až polovicu toho, čo sa dá dosiahnuť prebytočnou energiou.

Modernosť

V súčasnosti sa aerodynamika, vyzbrojená modernou matematikou a počítačmi, čoraz viac odkláňa od nevyhnutne zjednodušujúcich modelov smerom k presnému popisu správania sa reálneho telesa v reálnom prúdení. A tu, okrem všeobecnej línie - sila, sila a ešte raz sila! – sú objavené bočné cesty, ale sľubné práve vtedy, keď je množstvo energie vstupujúcej do systému obmedzené.

Slávny alternatívny letec Paul McCready vytvoril v 80-tych rokoch lietadlo s dvoma motormi pre reťazové píly s výkonom 16 koní. ukazuje 360 ​​km/h. Navyše jeho podvozok bol trojkolkový, nezaťahovací a jeho kolesá boli bez aerodynamických krytov. Žiadne z McCreadyho prístrojov nebolo online ani nebolo v bojovej službe, ale dve – jedno s piestovými motormi a vrtuľami a druhé prúdové – po prvý raz v histórii obleteli zemeguľu bez pristátia na tej istej čerpacej stanici.

Vývoj teórie sa dosť výrazne dotkol aj plachiet, ktoré zrodili pôvodné krídlo. „Živá“ aerodynamika umožnila jachtám pracovať pri vetre s rýchlosťou 8 uzlov. stáť na krídlových krídlach (pozri obrázok); na zrýchlenie takéhoto monštra na požadovanú rýchlosť pomocou vrtule je potrebný motor s výkonom najmenej 100 koní. Závodné katamarány plávajú rýchlosťou asi 30 uzlov v rovnakom vetre. (55 km/h).

Existujú aj nálezy, ktoré sú úplne netriviálne. Fanúšikovia najvzácnejšieho a najextrémnejšieho športu - base jumpingu - v špeciálnom wingsuite, wingsuite, lietajú bez motora, manévrujú rýchlosťou viac ako 200 km/h (obrázok vpravo) a potom hladko pristávajú v pre. - vybrané miesto. V ktorej rozprávke ľudia lietajú sami?

Mnohé záhady prírody boli tiež vyriešené; najmä let chrobáka. Podľa klasickej aerodynamiky nie je schopný lietať. Rovnako ako zakladateľ lietadla stealth, F-117 s krídlom v tvare diamantu tiež nemôže vzlietnuť. A MIG-29 a Su-27, ktoré môžu nejaký čas letieť chvostom ako prvé, vôbec nezapadajú do žiadneho nápadu.

A prečo potom pri práci na veterných turbínach, ktoré nie sú zábavnou vecou a nie nástrojom na ničenie vlastného druhu, ale zdrojom životne dôležitého zdroja, potrebujete odtancovať od teórie slabého prúdenia s jej plochým modelom vetra? Naozaj neexistuje spôsob, ako sa pohnúť vpred?

Čo očakávať od klasiky?

V žiadnom prípade by ste však nemali opustiť klasiku. Poskytuje základ bez toho, aby sa človek spoliehal na to, že sa nemôže dostať vyššie. Tak ako teória množín nezruší násobiacu tabuľku, ani kvantová chromodynamika neprinúti jablká vyletieť zo stromov.

Takže, čo môžete očakávať, keď klasický prístup? Pozrime sa na výkres. Vľavo sú typy rotorov; sú zobrazené podmienečne. 1 – vertikálny karusel, 2 – vertikálny ortogonálny (veterná turbína); 2-5 – lopatkové rotory s rôzne sumyčepele s optimalizovanými profilmi.

Vpravo pozdĺž vodorovnej osi je relatívna rýchlosť rotora, t.j. pomer lineárnej rýchlosti lopatky k rýchlosti vetra. Vertikálne hore - KYJEV. A dole - opäť relatívny krútiaci moment. Za jediný (100%) krútiaci moment sa považuje ten, ktorý vytvára rotor nútene brzdený v prúde 100% KIEV, t.j. keď sa všetka energia prúdenia premení na rotačnú silu.

Tento prístup nám umožňuje vyvodiť ďalekosiahle závery. Napríklad počet nožov sa musí vyberať nielen a nie až tak podľa požadovanej rýchlosti otáčania: 3- a 4-čepele okamžite strácajú veľa z hľadiska KIEV a krútiaceho momentu v porovnaní s 2- a 6-nožami, ktoré fungujú dobre približne v rovnakom rozsahu otáčok. A navonok podobný kolotoč a ortogonál majú zásadne odlišné vlastnosti.

Vo všeobecnosti by sa mali uprednostňovať lopatkové rotory, s výnimkou prípadov, keď sa vyžaduje extrémne nízka cena, jednoduchosť, bezúdržbové samoštartovanie bez automatizácie a zdvíhanie na stožiar nie je možné.

Poznámka: Hovorme najmä o plachtových rotoroch – tie sa vraj nehodia ku klasike.

Vertikálne

APU s vertikálnou osou otáčania majú nepopierateľnú výhodu pre každodenný život: ich komponenty vyžadujúce údržbu sú sústredené v spodnej časti a nie je potrebné žiadne zdvíhanie. Zostáva, a aj keď nie vždy, samonastavovacie axiálne ložisko, ale je pevné a odolné. Preto pri navrhovaní jednoduchého veterného generátora by mal výber možností začínať vertikálami. Ich hlavné typy sú znázornené na obr.

slnko

Na prvej pozícii je ten najjednoduchší, najčastejšie nazývaný Savonius rotor. V skutočnosti ho vynašli v roku 1924 v ZSSR J. A. a A. A. Voroninovci a fínsky priemyselník Sigurd Savonius si vynález bez hanby privlastnil, ignorujúc sovietsky autorský certifikát, a začal so sériovou výrobou. Zavedenie vynálezu do budúcnosti ale znamená veľa, a preto, aby sme nerozvírili minulosť a nenarušili popol nebožtíka, nazveme tento veterný mlyn Voronin-Savonius rotor, alebo skrátene VS.

Lietadlo je dobré pre domáceho človeka, s výnimkou „lokomotívy“ KYJEV na 10-18%. V ZSSR na tom však veľa pracovali a existuje vývoj. Nižšie sa pozrieme na vylepšený dizajn, nie oveľa zložitejší, ale podľa KIEV dáva bladerom náskok.

Poznámka: dvojlisté lietadlo sa netočí, ale trhavo trhavo; 4-čepeľ je len o niečo hladšia, ale v KYJEV stráca veľa. Pre vylepšenie sa 4-žľabové lopatky najčastejšie delia na dve poschodia – dvojica lopatiek dole a ďalšia dvojica, horizontálne otočená o 90 stupňov, nad nimi. KIEV je zachovaný a bočné zaťaženia na mechanike sa oslabujú, ale ohybové zaťaženia sa o niečo zvyšujú a pri vetre nad 25 m/s je také APU na hriadeli, t.j. bez ložiska natiahnutého káblami nad rotorom „strháva vežu“.

Daria

Ďalej je rotor Daria; KYJEV – až 20 %. Je to ešte jednoduchšie: čepele sú vyrobené z jednoduchej elastickej pásky bez akéhokoľvek profilu. Teória Darrieovho rotora ešte nie je dostatočne rozvinutá. Je len jasné, že sa začína odvíjať kvôli rozdielu v aerodynamickom odpore hrboľa a vrecka pásky, a potom sa stáva akýmsi vysokorýchlostným a vytvára svoj vlastný obeh.

Krútiaci moment je malý a vo východiskových polohách rotora rovnobežne a kolmo na vietor úplne chýba, takže samotočenie je možné len s nepárnym počtom lopatiek (krídel?) V každom prípade záťaž z generátora musí byť počas roztáčania odpojený.

Rotor Daria má ešte dve zlé vlastnosti. Po prvé, pri otáčaní vektor ťahu lopatky opisuje úplnú rotáciu vzhľadom na jej aerodynamické zameranie, a to nie hladko, ale trhavo. Preto rotor Darrieus rýchlo pokazí svoju mechaniku aj pri stálom vetre.

Po druhé, Daria nielen vydáva hluk, ale aj kričí a piští, až sa páska pretrhne. To sa deje v dôsledku jeho vibrácií. A čím viac čepelí, tým silnejší je rev. Ak teda vyrobia Dariu, tak s dvoma čepeľami, z drahých vysokopevných materiálov pohlcujúcich zvuk (karbón, mylar) a na točenie v strede stožiara sa používa malé lietadlo.

Ortogonálne

Na poz. 3 – ortogonálny vertikálny rotor s profilovanými lopatkami. Ortogonálne, pretože krídla vyčnievajú vertikálne. Prechod z BC na ortogonálny je znázornený na obr. vľavo.

Uhol inštalácie lopatiek vzhľadom na dotyčnicu ku kružnici, ktorá sa dotýka aerodynamických ohnísk krídel, môže byť buď pozitívny (na obrázku) alebo negatívny, v závislosti od sily vetra. Niekedy sa lopatky otáčajú a sú na ne umiestnené veterné lopatky, ktoré automaticky držia „alfu“, ale takéto štruktúry sa často zlomia.

Stredové telo (na obrázku modré) umožňuje zvýšiť KIEV na takmer 50 %. V trojlopatkovom ortogonálnom by mal mať v priereze tvar trojuholníka s mierne vypuklými stranami a zaoblenými rohmi a so zaoblenými rohmi. väčší počet lopatiek, stačí jednoduchý valec. Ale teória pre ortogonálne dáva jednoznačný optimálny počet lopatiek: mali by byť presne 3 z nich.

Ortogonálny označuje vysokorýchlostné veterné turbíny s OSS, t.j. nutne vyžaduje propagáciu pri uvedení do prevádzky a po kľude. Podľa ortogonálnej schémy sa vyrábajú sériové bezúdržbové APU s výkonom do 20 kW.

Helicoid

Skrutkovitý rotor alebo Gorlovov rotor (položka 4) je typ ortogonálneho, ktorý zabezpečuje rovnomerné otáčanie; ortogonálne s rovnými krídlami sa „trhajú“ len o niečo slabšie ako dvojlistové lietadlo. Ohýbanie lopatiek pozdĺž špirály umožňuje vyhnúť sa stratám CIEV v dôsledku ich zakrivenia. Aj keď zakrivená čepeľ odoberá časť prúdu bez toho, aby ho použila, časť tiež naberá do zóny najvyššej lineárnej rýchlosti, čím kompenzuje straty. Helikoidy sa používajú menej často ako iné veterné turbíny, pretože Kvôli zložitosti výroby sú drahšie ako ich náprotivky rovnakej kvality.

Hrabanie sudov

Pre 5 poz. – rotor typu BC obklopený vodiacou lopatkou; jeho schéma je znázornená na obr. napravo. Zriedka sa vyskytuje v priemyselných aplikáciách, pretože nákladné získavanie pôdy nekompenzuje zvýšenie kapacity a spotreba materiálu a náročnosť výroby sú vysoké. Ale domáci kutil, ktorý sa bojí práce, už nie je pán, ale spotrebiteľ, a ak nepotrebujete viac ako 0,5-1,5 kW, potom je pre neho „hrabanie sudov“ lahôdkou:

• Rotor tohto typu je absolútne bezpečný, tichý, nevytvára vibrácie a môže byť inštalovaný kdekoľvek, dokonca aj na detskom ihrisku.
• Ohýbanie pozinkovaného „žľabu“ a zváranie rámu z rúr je nezmyselná práca.
• Rotácia je absolútne rovnomerná, mechanické časti sa dajú zobrať z najlacnejších alebo zo smetí.
• Nebojí sa hurikánov - príliš veľa silný vietor nemôže tlačiť do „sudu“; okolo neho sa objaví prúdnicový vírový kokón (s týmto efektom sa stretneme neskôr).
• A čo je najdôležitejšie, keďže povrch „hlavne“ je niekoľkonásobne väčší ako povrch rotora vo vnútri, môže byť KIEV nadjednotný a rotačný moment už pri 3 m/s pre „hlaveň“ trojmetrový priemer je taký, že 1 kW generátor s maximálnym zaťažením Hovorí sa, že je lepšie neškubnúť.

Video: Veterný generátor Lenz

V 60. rokoch v ZSSR E. S. Biryukov patentoval karuselový APU s KYJEV 46%. O niečo neskôr V. Blinov dosiahol 58% KIEV z dizajnu založeného na rovnakom princípe, ale neexistujú žiadne údaje o jeho testovaní. A úplné testy Biryukovovho APU vykonali zamestnanci časopisu „Vynálezca a inovátor“. Dvojposchodový rotor s priemerom 0,75 m a výškou 2 m sa roztočil pri. plný výkon asynchrónny generátor 1,2 kW a vydržal 30 m/s bez poruchy. Výkresy Biryukovovho APU sú znázornené na obr.

1. rotor vyrobený z pozinkovanej strešnej krytiny;
2. samonastavovacie dvojradové guľkové ložisko;
3. kryty – 5 mm oceľové lano;
4. osový hriadeľ – oceľové potrubie s hrúbkou steny 1,5-2,5 mm;
5. páky na ovládanie aerodynamickej rýchlosti;
6. lopatky regulácie otáčok – 3-4 mm preglejka alebo plastový plech;
7. tyče na reguláciu rýchlosti;
8. zaťaženie regulátora rýchlosti, jeho hmotnosť určuje rýchlosť otáčania;
9. hnacia kladka - koleso bicykla bez pneumatiky s dušou;
10. axiálne ložisko - axiálne ložisko;
11. hnaná kladka – štandardná kladka generátora;
12. generátor.

Biryukov získal niekoľko autorských certifikátov pre svoje ozbrojené sily. Najprv venujte pozornosť rezu rotora. Pri akcelerácii funguje ako lietadlo a vytvára veľký rozbehový moment. Pri otáčaní sa vo vonkajších vreckách lopatiek vytvára vírivý vankúš. Z pohľadu vetra sa lopatky profilujú a rotor sa stáva vysokorýchlostným ortogonálnym, pričom virtuálny profil sa mení podľa sily vetra.

Po druhé, profilovaný kanál medzi lopatkami pôsobí ako centrálne teleso v rozsahu prevádzkových otáčok. Ak vietor zosilnie, potom sa v ňom vytvorí aj vírivý vankúš, ktorý presahuje rotor. Objaví sa rovnaký vírový kokón ako okolo APU s vodiacou lopatkou. Energiu na jeho tvorbu berie vietor a už nestačí rozbiť veterný mlyn.

Po tretie, regulátor otáčok je určený predovšetkým pre turbínu. Udržuje svoju rýchlosť optimálnu z pohľadu KYJEV. A optimálna rýchlosť otáčania generátora je zabezpečená výberom prevodový pomer mechanika.

Poznámka: Po publikáciách v IR za rok 1965 upadli Ozbrojené sily Ukrajiny Biryukova do zabudnutia. Autor nikdy nedostal odpoveď od úradov. Osud mnohých sovietskych vynálezov. Hovorí sa, že niektorí Japonci sa stali miliardármi pravidelným čítaním sovietskych populárno-technických časopisov a patentovaním všetkého, čo si zaslúži pozornosť.

Lopadniki

Ako sa uvádza, podľa klasikov je najlepší horizontálny veterný generátor s lopatkovým rotorom. Po prvé, potrebuje stabilný vietor aspoň strednej sily. Po druhé, dizajn pre domácich majstrov je plný mnohých úskalí, a preto ovocie dlhej tvrdej práce v najlepší možný scenár osvetľuje toaletu, chodbu alebo verandu, alebo sa dokonca ukáže, že sa dokáže iba propagovať.

Podľa schém na obr. Pozrime sa bližšie; pozície:

• Obr. A:

1. lopatky rotora;
2. generátor;
3. rám generátora;
4. ochranná korouhvička (hurikánová lopata);
5. zberač prúdu;
6. podvozok;
7. otočná jednotka;
8. pracovná korouhvička;
9. stožiar;
10. svorka pre kryty.

• Obr. B, pohľad zhora:

1. ochranná korouhvička;
2. pracovná korouhvička;
3. ochranný regulátor napnutia pružiny veternej lopatky.

• Obr. G, zberač prúdu:

1. kolektor s medenými priebežnými prstencovými prípojnicami;
2. odpružené medeno-grafitové kefy.

Poznámka: Ochrana proti hurikánu pre horizontálnu radlicu s priemerom viac ako 1 m je bezpodmienečne nutná, pretože nie je schopný okolo seba vytvoriť vírový zámotok. Pri menších veľkostiach je možné s propylénovými lopatkami dosiahnuť výdrž rotora až 30 m/s.

Takže, kde sme narazili?

Čepele

Očakávajte, že na hriadeli generátora dosiahnete výkon viac ako 150 – 200 W na čepele akejkoľvek veľkosti vyrezané z hrubostenných plastové potrubie, ako sa často radí, sú nádejou beznádejného amatéra. Rúrkový list (pokiaľ nie je taký hrubý, že sa jednoducho použije ako polotovar) bude mať segmentovaný profil, t.j. jeho vrchol alebo oba povrchy budú oblúky kruhu.

Segmentové profily sú vhodné pre nestlačiteľné médiá, ako sú krídlové krídla alebo listy vrtule. Pre plyny je potrebná lopatka s premenlivým profilom a stúpaním, napríklad pozri obr. rozpätie - 2 m Bude to zložitý a náročný produkt, ktorý si vyžaduje dôkladné výpočty v úplnej teórii, fúkanie do potrubia a testovanie v plnom rozsahu.

Generátor

Ak je rotor namontovaný priamo na jeho hriadeli, štandardné ložisko sa čoskoro zlomí - vo veterných mlynoch nie je rovnomerne zaťažené všetky lopatky. Potrebujete medzihriadeľ so špeciálnym nosným ložiskom a mechanický prevod z neho na generátor. Pre veľké veterné mlyny je nosné ložisko samonastavovacie dvojradové; V najlepšie modely– trojradový, Obr. D na obr. vyššie. To umožňuje hriadeľ rotora nielen mierne ohýbať, ale aj mierne pohybovať zo strany na stranu alebo nahor a nadol.

Poznámka: Vývoj podporného ložiska pre APU EuroWind trvalo približne 30 rokov.

Núdzová korouhvička

Princíp jeho fungovania je znázornený na obr. B. Silnejúci vietor tlačí na lopatu, pružina sa naťahuje, rotor sa krúti, jeho rýchlosť klesá a nakoniec sa stáva rovnobežným s prúdením. Všetko sa zdá byť v poriadku, ale na papieri to bolo hladké...

Vo veternom dni skúste držať pokrievku kotla alebo veľký hrniec za rukoväť rovnobežne s vetrom. Len buďte opatrní – vrtkavý kus železa vás môže zasiahnuť do tváre tak silno, že vám pomliaždi nos, poreže peru alebo dokonca vybije oko.

Plochý vietor sa vyskytuje len v teoretických výpočtoch a s dostatočnou presnosťou pre prax aj v aerodynamických tuneloch. V skutočnosti hurikán poškodí veterné mlyny hurikánovou lopatou viac ako úplne bezbranné. Je lepšie vymeniť poškodené čepele, ako robiť všetko znova. IN priemyselné inštalácie- ďalšia vec. Tam je sklon lopatiek, každý jednotlivo, monitorovaný a nastavovaný automatizáciou pod kontrolou palubného počítača. A sú vyrobené z vysokovýkonných kompozitov, nie z vodovodných potrubí.

Zberač prúdu

Jedná sa o pravidelne servisovanú jednotku. Každý energetik vie, že komutátor s kefami je potrebné vyčistiť, premazať a nastaviť. A stožiar je z vodná fajka. Ak nemôžete vyliezť, raz za mesiac alebo dva budete musieť zhodiť celý veterný mlyn na zem a potom ho znova zdvihnúť. Ako dlho vydrží z takejto „prevencie“?

Video: veterný generátor s lopatkami + solárny panel na napájanie chaty

Mini a mikro

Ale ako sa veľkosť pádla zmenšuje, ťažkosti klesajú podľa druhej mocniny priemeru kolesa. Už teraz je možné samostatne vyrobiť horizontálne lopatkové APU s výkonom až 100 W. Optimálny by bol 6-listový. Pri väčšom počte lopatiek bude priemer rotora navrhnutý na rovnaký výkon menší, ale bude ťažké ich pevne prichytiť k náboju. Rotory s menej ako 6 lopatkami netreba brať do úvahy: 2-listový 100 W rotor potrebuje rotor s priemerom 6,34 m a 4-listový s rovnakým výkonom potrebuje 4,5 m vzťah výkon-priemer je vyjadrený takto:

• 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.

Optimálne by bolo počítať s výkonom 10-20W. Po prvé, plastová čepeľ s rozpätím väčším ako 0,8 m neodolá vetru s rýchlosťou viac ako 20 m/s bez dodatočných ochranných opatrení. Po druhé, pri rozpätí lopatiek do rovnakého 0,8 m lineárna rýchlosť jeho koncov neprekročí rýchlosť vetra viac ako trikrát a požiadavky na profilovanie so zákrutom sa znížia o rády; tu „žľab“ so segmentovým profilom rúry, poz. B na obr. A 10-20 W dodá energiu tabletu, dobije smartfón alebo rozsvieti úspornú žiarovku.

Ďalej vyberte generátor. Čínsky motor je perfektný - náboj kolesa pre elektrické bicykle, poz. 1 na obr. Jeho výkon ako motora je 200-300 W, no v režime generátora vydá až okolo 100 W. Bude nám však vyhovovať z hľadiska rýchlosti?

Index rýchlosti z pre 6 lopatiek je 3. Vzorec na výpočet rýchlosti otáčania pri zaťažení je N = v/l*z*60, kde N je rýchlosť otáčania, 1/min, v je rýchlosť vetra a l je obvod rotora. Pri rozpätí lopatiek 0,8 m a vetre 5 m/s dostaneme 72 otáčok za minútu; pri 20 m/s – 288 ot./min. Približne rovnakou rýchlosťou sa otáča aj koleso bicykla, takže našich 10-20 W odoberieme z generátora schopného vyprodukovať 100. Rotor môžete umiestniť priamo na jeho hriadeľ.

Tu však nastáva nasledujúci problém: po vynaložení množstva práce a peňazí, aspoň na motor, sme dostali... hračku! Čo je 10-20, dobre, 50 W? Ale nemôžete vyrobiť lopatkový veterný mlyn schopný napájať dokonca aj televízor doma. Je možné kúpiť hotový mini-veterný generátor a nebolo by to lacnejšie? Čo najviac a čo najlacnejšie, pozri poz. 4 a 5. Okrem toho bude aj pojazdná. Položte ho na peň a použite.

Druhou možnosťou je, ak sa niekde povaľuje krokový motor zo starej 5- alebo 8-palcovej disketovej mechaniky, prípadne z papierovej mechaniky či vozíka nepoužiteľnej atramentovej či ihličkovej tlačiarne. Môže pracovať ako generátor a pripojiť k nemu kolotočový rotor plechovky(poz. 6) je jednoduchšie ako zostavenie konštrukcie, ako je znázornená na poz. 3.

Záver týkajúci sa „čepelí“ je vo všeobecnosti jasný: podomácky vyrobené sú pravdepodobnejšie, že sa vám dosýta pohrabú, ale nie na skutočný dlhodobý energetický výdaj.

Video: najjednoduchší veterný generátor na osvetlenie letnej chaty

Plachetnice

Plachetný veterný generátor je známy už dlho, ale mäkké panely na jeho lopatkách (pozri obrázok) sa začali vyrábať s príchodom vysoko pevných syntetických tkanín a fólií odolných voči opotrebovaniu. Viaclopatkové veterné mlyny s pevnými plachtami sú široko používané po celom svete ako pohon pre automatické vodné čerpadlá s nízkym výkonom, ale ich technické špecifikácie sú dokonca nižšie ako u kolotočov.

Zdá sa však, že mäkká plachta ako krídlo veterného mlyna nie je taká jednoduchá. Nejde o odpor vetra (výrobcovia neobmedzujú maximálnu povolenú rýchlosť vetra): námorníci na plachetniciach už vedia, že je takmer nemožné, aby vietor roztrhol panel bermudskej plachty. S najväčšou pravdepodobnosťou sa plachta vytrhne alebo sa zlomí sťažeň alebo sa celé plavidlo „pretočí“. Ide o energiu.

Bohužiaľ nie je možné nájsť presné údaje z testov. Na základe recenzií používateľov bolo možné vytvoriť „syntetické“ závislosti pre inštaláciu veternej turbíny vyrobenej v Taganrogu-4.380/220.50 s priemerom veterného kolesa 5 m, hmotnosťou hlavy vetra 160 kg a rýchlosťou otáčania až až 40 l/min; sú uvedené na obr.

Samozrejme, nemožno zaručiť 100% spoľahlivosť, ale je jasné, že tu nie je cítiť zápach plochého mechanického modelu. Nie je možné, aby 5-metrové koleso pri plochom vetre s rýchlosťou 3 m/s dokázalo vyprodukovať približne 1 kW, pri rýchlosti 7 m/s dosiahnuť plató výkonu a potom ho udržať až do silnej búrky. Výrobcovia mimochodom uvádzajú, že nominálne 4 kW je možné získať pri 3 m/s, ale pri silovej inštalácii na základe výsledkov štúdií miestnej aerológie.

Nedá sa nájsť ani kvantitatívna teória; Vysvetlenia vývojárov sú nejasné. Keďže si však ľudia kupujú veterné turbíny Taganrog a fungujú, môžeme sa len domnievať, že deklarovaná kužeľová cirkulácia a pohonný efekt nie sú výmyslom. V každom prípade sú možné.

Potom sa ukazuje, že PRED rotorom by mal podľa zákona zachovania hybnosti vzniknúť aj kužeľový vír, ale rozpínajúci sa a pomalý. A takýto lievik bude hnať vietor smerom k rotoru, jeho účinná plocha bude viac zametaná a KYJEV bude viac než jednotný.

Tento problém by mohli objasniť terénne merania tlakového poľa pred rotorom, dokonca aj s domácim aneroidom. Ak sa ukáže, že je vyššia ako po stranách, potom skutočne plachtové APU fungujú ako chrobák.

Domáci generátor

Z toho, čo bolo povedané vyššie, je jasné, že pre domácich ľudí je lepšie vziať si buď vertikály alebo plachetnice. Obe sú však veľmi pomalé a prenos do vysokorýchlostného generátora áno extra práca, dodatočné náklady a straty. Je možné vyrobiť účinný nízkorýchlostný elektrický generátor svojpomocne?

Áno, môžete, na magnetoch zo zliatiny nióbu, tzv. supermagnety. Výrobný proces hlavných častí je znázornený na obr. Cievky - každý z 55 závitov 1 mm medeného drôtu v tepelne odolnej vysokopevnostnej smaltovanej izolácii, PEMM, PETV atď. Výška vinutí je 9 mm.

Dávajte pozor na drážky pre kľúče v poloviciach rotora. Musia byť umiestnené tak, aby sa magnety (sú prilepené k magnetickému jadru epoxidom alebo akrylom) po zložení zbiehali s opačnými pólmi. „palacinky“ (magnetické jadrá) musia byť vyrobené z mäkkého magnetického feromagnetu; Bežná konštrukčná oceľ bude stačiť. Hrúbka „palaciniek“ je najmenej 6 mm.

Vo všeobecnosti je lepšie kúpiť magnety s axiálnym otvorom a utiahnuť ich skrutkami; supermagnety priťahujú strašná sila. Z rovnakého dôvodu je na hriadeli medzi „palacinkami“ umiestnená valcová rozpera vysoká 12 mm.

Vinutia, ktoré tvoria časti statora, sú zapojené podľa schém znázornených aj na obr. Spájkované konce by sa nemali naťahovať, ale mali by vytvárať slučky, inak môže epoxid, ktorým bude stator vyplnený, stvrdnúť a pretrhnúť drôty.

Stator sa naleje do formy na hrúbku 10 mm. Nie je potrebné centrovať ani vyvažovať, stator sa neotáča. Medzera medzi rotorom a statorom je 1 mm na každej strane. Stator v kryte generátora musí byť bezpečne zaistený nielen proti posunutiu pozdĺž osi, ale aj proti otáčaniu; silné magnetické pole s prúdom v záťaži ho bude ťahať so sebou.

Video: DIY generátor veterného mlyna

Záver

A čo máme na záver? Záujem o „čepele“ sa vysvetľuje skôr ich veľkolepým vzhľadom ako ich skutočným vzhľadom. výkonnostné kvality v domácej verzii a pri nízkom výkone. Podomácky vyrobený karuselový APU poskytne „pohotovostný“ výkon na nabíjanie autobatérie alebo napájanie malého domu.

Ale s plachtovými APU sa oplatí experimentovať s remeselníkmi s kreatívnym strihom, najmä v mini verzii s kolesom s priemerom 1-2 m. Ak sú predpoklady vývojárov správne, potom bude možné z tohto odstrániť všetkých 200-300 W pomocou čínskeho generátora motora opísaného vyššie.

Andrey povedal:

Ďakujem za bezplatnú konzultáciu... A ceny „od firiem“ nie sú naozaj drahé a myslím si, že remeselníci z vnútrozemia dokážu vyrobiť generátory podobné vašim a Li-po batérie sa dajú objednať z Číny. invertory v Čeľabinsku robia veľmi dobré (s hladkým sínusom a plachty, lopatky alebo rotory sú ďalším dôvodom na myšlienkový útek našich šikovných ruských mužov).

Ivan povedal:

otázka:
Pre veterné mlyny s vertikálnou osou (pozícia 1) a možnosťou „Lenz“ je možné pridať ďalšiu časť - obežné koleso, ktoré smeruje v smere vetra a zakrýva z neho zbytočnú stranu (smerom k vetru). . To znamená, že vietor nespomalí čepeľ, ale túto „obrazovku“. Umiestnenie po vetre s „chvostom“ umiestneným za samotným veterným mlynom pod a nad lopatkami (hrebeňmi). Prečítal som si článok a nápad bol na svete.

Kliknutím na tlačidlo „Pridať komentár“ súhlasím so stránkou.

Výroba vlastnej elektriny nie je v dnešnej dobe až taká nezvyčajná vec. Elektrické siete sú prerušované, najmä mimo veľkých miest. A aby sa predišlo problémom s týmto, mnohí sa uchyľujú k používaniu elektrických generátorov. Aby ste si ho mohli kúpiť alebo vyrobiť, musíte sa dozvedieť o najlepších elektrických generátoroch, ktoré si môžete vyrobiť vlastnými rukami.

Čo to je

Elektrický generátor je špeciálne zariadenie, ktorý je určený na premenu a akumuláciu elektrickej energie. A zvyčajne sa získava z neobvyklých zdrojov - od benzínu a plynu až po tie ekologické, ako je vietor, slnko a voda. Takýto generátor môže byť drahý. Dokonca aj tie s nízkou spotrebou energie môžu stáť od 15 000 rubľov.

Preto si ich mnohí vytvárajú sami, aby ušetrili niekoľko desiatok tisíc. Je dobré, že teraz existuje veľa nápadov, ako vyrobiť elektrický generátor vlastnými rukami.

Princíp činnosti

Elektromagnetická indukcia je základom princípu činnosti elektrického generátora.

Vytvára sa umelé magnetické pole. Prechádza cez ňu vodič, ktorý vytvára impulz. Pulz sa medzitým stáva jednosmerným prúdom.

Samotný generátor má motor, ktorý je schopný vyrábať elektrickú energiu spaľovaním určitého druhu paliva. Môže to byť nafta, benzín, plyn.

V tomto čase palivo vstupujúce do spaľovacieho priestoru vytvára počas spaľovania plyn. A plyn roztáča kľukový hriadeľ. To zase dáva impulz hnanému hriadeľu. Ten poskytuje výstupnú energiu v určitých množstvách.

Elektrické generátory majú v zásade dva povinné mechanizmy - rotor a stator. Ich dostupnosť nezávisí od paliva a výkonu.

Rotor je potrebný na vytvorenie rovnakého elektromagnetického poľa. Je založená na magnetoch, ktoré sú umiestnené v rovnakej vzdialenosti od jadra.

Stator sa nehýbe. To umožňuje rotoru pohybovať sa, zatiaľ čo stator upravuje elektromagnetické pole. Dosiahnuté vďaka oceľovým blokom v jeho štruktúre.

Asynchrónne

Typy elektrických generátorových zariadení nekončia delením podľa spotreby paliva. V závislosti od typu rotácie rotora môžu byť generátory tiež:

• Synchrónne - zložitejšie v ich dizajne. Kolísanie napätia vedie k poruchám. To ovplyvňuje prácu a produktivitu.
• Asynchrónne - s jednoduchým princípom činnosti a ďalšími technickými vlastnosťami.

Magnetické cievky na rotore synchrónneho generátora sťažujú pohyb rotora. Rotor v asynchrónnom generátore je skôr ako zotrvačník.

Dizajnové prvky majú veľký vplyv na efektivitu. Synchrónne majú stratu až 11 %. Pri asynchrónnych dosahuje strata maximálne 5 %. Takéto ukazovatele robia asynchrónne zariadenia obľúbenými nielen v každodennom živote, ale aj vo výrobe.

Asynchrónne generátory majú ďalšie výhody:

• Časté opravy nie sú potrebné, pretože jednoduché puzdro spoľahlivo chráni motor pred vyhoreným palivom a nadmernou vlhkosťou.
• Výstupný usmerňovač bude chrániť elektrické spotrebiče napájané generátorom.
• Odolné voči napäťovým rázom.
• Všetky diely v dizajne sú celkom spoľahlivé a odolné, takže prevádzka bez opráv môže trvať viac ako 15 rokov.
• Vďaka odolnosti voči prepätiu a schopnosti napájať zariadenia s ohmickou záťažou rastie počet rôznych zariadení na pripojenie – od počítačov až po zváračky a svietidlá.
• Vysoká účinnosť.

Aké materiály sú potrebné

Na zostavenie malého asynchrónneho generátora budú užitočné nasledujúce časti:

• Motor. Najjednoduchšie je zobrať ho z pokazených elektrospotrebičov, pretože vyrobiť si ho svojpomocne je náročné a časovo náročné. Obzvlášť dobre fungujú motory z práčok.
• stator. Musíte to vziať hotové, s navíjaním.
• Transformátor alebo usmerňovač. Užitočné, ak má výstupná elektrina iný výkon.
• Elektrické drôty.
• Izolačná páska.

Samozrejme, na výrobu veterných a solárnych generátorov vlastnými rukami budete potrebovať zložitejšie obvody a viac materiálov, ale ak chcete, nájdete ich a pokyny pre ne.

Poznámka!

zhromaždenie

Proces montáže môže byť komplikovaný z rôznych dôvodov. Napríklad neexistuje žiadna špecifická zručnosť pre prácu. Neexistujú žiadne skúsenosti s vytváraním takýchto zariadení. Nie potrebné podrobnosti a náhradné diely. Ak je však toto všetko a veľká túžba prítomné, môžete to skúsiť.

Pred začatím práce však musíte splniť niekoľko podmienok - získať materiály a pokyny na výrobu elektrického generátora. A prečítajte si ich. A tiež dbajte na bezpečnostné opatrenia.

Pred začatím práce má zmysel postarať sa o montážne schémy a výkresy. To značne uľahčí a urýchli proces.

Plyn a benzínové elektrické generátory Najčastejšie sú zostavené vlastnými rukami. Ale ako pri ich montáži, tak aj pri montáži iných, musíte urobiť prípravy a nejaké výpočty. Napríklad je dôležité poznať výkon požadovaného generátora.

Na určenie rýchlosti otáčania musí byť motor pripojený k sieti. Na určenie budete potrebovať tachometer. K hodnote získanej z meraní je potrebné pripočítať kompenzačnú hodnotu 10 %. Táto hodnota pomáha predchádzať prehriatiu motora.

Poznámka!

Berúc do úvahy výkon, musíte vybrať kondenzátory.

Je dôležité pamätať na uzemnenie, pretože máme čo do činenia s elektrinou. A to nie je len otázka opotrebovania zariadenia, ale aj otázka bezpečnosti.

Samotná montáž je jednoduchá - kondenzátory sa pripájajú k motoru jeden po druhom podľa schémy (dá sa nájsť na internete). To je všetko, čo potrebujete na vytvorenie generátora slaby prud.

Táto možnosť je najpohodlnejšia a najjednoduchšia. Je však potrebné venovať pozornosť nasledujúcim bodom:

• Je potrebné sledovať teplotu motora, aby sa neprehrieval.
• Niekedy bude potrebné nechať generátor vychladnúť na 40 stupňov.
• Účinnosť sa môže znížiť v závislosti od prevádzkového času. Toto je fajn.
• Používateľ bude musieť nezávisle monitorovať stav generátora a pripojiť k nemu meracie prístroje.

Po zložení mechanickej časti by ste sa mali postarať o elektrickú stránku. Mali by ste začať po inštalácii kladiek spojených remeňom.

• Vinutia na elektromotore sú zapojené podľa hviezdicového obvodu.
• Kondenzátory pripojené k vinutiu musia tvoriť trojuholník.
• Napätie sa odstráni medzi koncom vinutia a stredom. Potom je výsledkom prúd s napätím 220 voltov a medzi vinutiami - 380 voltov.

Poznámka!

Odborníci dávajú niekoľko ďalších užitočné tipyčo pomôže pri montáži generátora:

• Elektromotor môže byť veľmi horúci. Aby sa to nestalo, musíte vymeniť kondenzátory za kondenzátory s nižšou kapacitou.
• Domáce elektrické generátory zvyčajne vyžadujú kondenzátory s napätím 400 voltov alebo viac. Na správne fungovanie stačí jeden.
• Sieť vyžaduje trojfázový transformátor, ak sú na napájanie domu potrebné všetky fázy motora.

S najväčšou pravdepodobnosťou, dokonca aj ako na krásnych fotografiách, domáci elektrický generátor, nebude môcť konkurovať zakúpeným modelom.

Ak ho však vnímate ako doplnkový, záložný zdroj elektriny, tak je celkom možné si ho vyrobiť a využiť. Navyše, ako ukazuje prax, vyrobiť generátor sami nie je také ťažké. Stačí vynaložiť úsilie a všetko bude fungovať.

DIY fotografia elektrických generátorov

Miestne rozvodné siete nie sú vždy schopné plne zabezpečiť elektrinu do domácností, najmä pokiaľ ide o vidiecke domy a sídla. Prerušenie neustáleho napájania alebo jeho úplná absencia nás núti hľadať elektrinu. Jedným z nich je použitie - zariadenie schopné premieňať a uchovávať elektrickú energiu využívajúc na to najneobvyklejšie zdroje (energiu, príliv a odliv). Jeho princíp fungovania je pomerne jednoduchý, čo umožňuje vyrobiť elektrický generátor vlastnými rukami. Možno, že domáci model nebude schopný konkurovať analógu zostavenému vo výrobe, ale toto skvelý spôsob ušetriť viac ako 10 000 rubľov. Ak považujeme domáci elektrický generátor za dočasný alternatívny zdroj napájania, potom je celkom možné vystačiť si s domácim.

Ako vyrobiť elektrický generátor, čo je na to potrebné, ako aj aké nuansy je potrebné vziať do úvahy, zistíme ďalej.

Túžba mať elektrický generátor pre vaše použitie je zatienená jednou nepríjemnosťou - to je vysoké náklady na jednotku. Čokoľvek sa dá povedať, modely s najnižšou spotrebou energie majú pomerne prehnané náklady - od 15 000 rubľov a viac. Práve táto skutočnosť naznačuje myšlienku vytvorenia generátora vlastnými rukami. Avšak on sám proces môže byť náročný, Ak:

• žiadna zručnosť pri práci s nástrojmi a schémami;
• neexistujú žiadne skúsenosti s vytváraním takýchto zariadení;
• potrebné diely a náhradné diely nie sú k dispozícii.

Ak je toto všetko a veľká túžba prítomné, potom môžete skúsiť postaviť generátor, riaďte sa montážnym návodom a priloženou schémou.

Nie je žiadnym tajomstvom, že zakúpený elektrický generátor bude mať rozšírenejší zoznam schopností a funkcií, zatiaľ čo domáci generátor môže zlyhať a zlyhať v tých najnevhodnejších okamihoch. Preto, či si kúpiť alebo urobiť sami, je čisto individuálna otázka, ktorá si vyžaduje zodpovedný prístup.

Ako funguje elektrický generátor?

Princíp činnosti elektrického generátora je založený na fyzikálnom jave elektromagnetická indukcia. Vodič prechádzajúci umelo vytvoreným elektromagnetickým poľom vytvára impulz, ktorý sa mení na jednosmerný prúd.

Generátor má motor, ktorý je schopný vyrábať elektrickú energiu spaľovaním určitého druhu paliva vo svojich oddeleniach:, príp. Na druhej strane palivo, ktoré vstupuje do spaľovacej komory, počas spaľovacieho procesu produkuje plyn, ktorý otáča kľukový hriadeľ. Ten prenáša impulz na hnaný hriadeľ, ktorý je už schopný poskytnúť určité množstvo výstupnej energie.

Elektrické generátory sú dodatočným zdrojom energie pre domácnosť. Ak sú hlavné energetické siete ďaleko, môže ich nahradiť. Časté výpadky prúdu si vynucujú inštaláciu generátorov striedavého prúdu.

Nie sú lacné, má zmysel minúť viac ako 10 000 rubľov? pre zariadenie, ak si viete vyrobiť generátor z elektromotora sami? Samozrejme, na to budú užitočné niektoré elektrotechnické zručnosti a nástroje. Hlavná vec je, že nemusíte míňať peniaze.

Jednoduchý generátor si môžete zostaviť vlastnými rukami, bude to dôležité, ak potrebujete pokryť dočasný nedostatok elektriny. Nie je vhodný pre vážnejšie prípady, nakoľko nemá dostatočnú funkčnosť a spoľahlivosť.

Pri ručnom montážnom procese je samozrejme veľa ťažkostí. Požadované diely a nástroje nemusia byť dostupné. Nedostatok skúseností a zručností v takejto práci môže byť zastrašujúci. Ale silná túžba bude hlavným stimulom a pomôže prekonať všetky postupy náročné na prácu.

Implementácia generátora a princíp jeho činnosti

V dôsledku elektromagnetickej indukcie sa a elektriny. Stáva sa to preto, že vinutie sa pohybuje v umelo vytvorenom magnetickom poli. Toto je princíp fungovania elektrického generátora.

Generátor je poháňaný spaľovacím motorom s nízkym výkonom. Môže jazdiť na benzín, plyn alebo naftu.

Elektrický generátor má rotor a stator. Magnetické pole sa vytvára pomocou rotora. Sú na ňom pripevnené magnety. Stator je stacionárna časť generátora a pozostáva zo špeciálnych oceľových dosiek a cievky. Medzi rotorom a statorom je malá medzera.

Existujú dva typy elektrických generátorov. Prvý má synchrónne otáčanie rotora. Jemu komplexný dizajn a nízka účinnosť. V druhom type sa rotor otáča asynchrónne. Princíp fungovania je jednoduchý.

Asynchrónne motory strácajú minimum energie, zatiaľ čo u synchrónnych generátorov dosahuje stratovosť 11 %. Preto elektromotory s asynchrónne otáčanie Rotory sú veľmi obľúbené v domácich spotrebičoch a v rôznych továrňach.

Počas prevádzky môže dôjsť k napäťovým rázom, ktoré majú škodlivý vplyv na domáce spotrebiče. Na tento účel je na výstupných koncoch usmerňovač.

Asynchrónny generátor je nenáročný na údržbu. Jeho telo je spoľahlivé a utesnené. Nemusíte sa obávať domácich spotrebičov, ktoré majú ohmickú záťaž a sú citlivé na prepätie. Vysoká účinnosť, a dlhá doba prevádzky robia zariadenie žiadaným a okrem toho ho možno zostaviť samostatne.

Čo budete potrebovať na zostavenie generátora? Najprv si musíte vybrať vhodný elektromotor. Môžete si ho vziať z práčky. Nie je potrebné vyrábať stator sami, je lepšie ho použiť hotové riešenie, kde sú vinutia.

Mali by ste okamžite zásobiť dostatočným počtom medených drôtov a izolačných materiálov. Pretože každý generátor bude produkovať napäťové rázy, bude potrebný usmerňovač.

Podľa pokynov pre generátor musíte urobiť výpočet výkonu sami. Takže budúce zariadenie problémy požadovaný výkon, treba mu dať otáčky o niečo vyššie ako menovitý výkon.

Použime tachometer a zapnime motor, aby ste zistili rýchlosť otáčania rotora. K výslednej hodnote je potrebné pripočítať 10 %, zabráni sa tak prehrievaniu motora.

Kondenzátory pomôžu udržať požadovanú úroveň napätia. Vyberajú sa v závislosti od generátora. Napríklad pre výkon 2 kW bude potrebná kapacita kondenzátora 60 μF. Potrebujete 3 takéto diely s rovnakou kapacitou. Aby bolo zariadenie bezpečné, musí byť uzemnené.

Proces budovania

Všetko je tu jednoduché! Kondenzátory sú pripojené k elektromotoru v konfigurácii trojuholníka. Počas prevádzky musíte pravidelne kontrolovať teplotu puzdra. K jeho zahrievaniu môže dôjsť v dôsledku nesprávne vybraných kondenzátorových kondenzátorov.

Domáci generátor, ktorý nemá automatizáciu, musí byť neustále monitorovaný. Zahrievanie, ku ktorému dochádza v priebehu času, zníži účinnosť. Potom je potrebné dať zariadeniu čas na vychladnutie. Z času na čas by ste mali merať napätie, rýchlosť a prúd.

Nesprávne vypočítané charakteristiky nie sú schopné poskytnúť zariadeniu potrebný výkon. Preto pred začatím montáže by ste mali vykonať kreslenie a zásobiť sa schémami.

Je celkom možné, že domáce zariadenie bude sprevádzané časté poruchy. To by nemalo byť prekvapujúce, pretože je prakticky nemožné dosiahnuť hermeticky uzavretú inštaláciu všetkých prvkov elektrického generátora doma.

Takže dúfam, že je teraz jasné, ako vyrobiť generátor z elektrického motora. Ak chcete navrhnúť zariadenie, ktorého výkon by mal stačiť na súčasné fungovanie domáce prístroje A osvetľovacie lampy, alebo stavebný nástroj, potom je potrebné spočítať ich výkon a vybrať požadovaný motor. Je žiaduce, aby mal malú rezervu výkonu.

Ak sa vám nedarí pri ručnej montáži elektrocentrály, nezúfajte. Na trhu je ich veľa moderné modely, ktoré si nevyžadujú stály dohľad. Môžu mať rôznu silu a sú celkom ekonomické. Na internete sú fotografie generátorov, ktoré vám pomôžu odhadnúť rozmery zariadenia. Jediným negatívom je ich vysoká cena.

Fotografie DIY generátorov

Problém elektrické siete u nás ani tak nejde o to, že samotná elektrina permanentne zdražuje, ale skôr o to, že v niektorých kútoch jednoducho neexistuje. To si zase vyžaduje nákup generátora.

Tak co mam robit?

Dnes je trh generátorov taký široký, že môžete nájsť akýkoľvek model, ktorý vás zaujíma, dokonca aj taký, ktorý môže poskytnúť energiu malej dedine.

To je, samozrejme, dobré, ale háčik je v tom, že náklady na takéto zariadenia niekedy dosahujú niekoľko mesačných platov. Preto vzniká otázka: je možné vyrobiť elektrický generátor vlastnými rukami?

Na to používame... starú motorovú pílu

V prvom rade by som chcel okamžite poznamenať skutočnosť, že budeme zvažovať možnosť s maximálnym „výfukom“, pretože vytvoriť zariadenie sami, aby ste poskytli pár troch, jednoducho nedáva zmysel.

Veríme, že motor reťazovej píly je na tento účel najvhodnejší, pretože zariadenie založené na ňom je celkom jednoduché navrhnúť a vyrobiť vlastnými rukami. Navyše takýto elektrický generátor môže ľahko poskytnúť elektrinu priemeru Dovolenkový domštandardné veľkosti.

A čo modelka?

Rozhodli sme sa pre zariadenie, teraz sa pozrime, ktorý model reťazovej píly si vybrať. A ak vezmeme do úvahy skutočnosť, ktoré staré píly sú najbežnejšie, potom je najlepšie zastaviť sa na „Družba“ alebo „Ural“.

Kde môžem získať generátor?

Väčšina najlepšia možnosť– toto je starý generátor z nákladného auta KAMAZ alebo z akéhokoľvek iného poľnohospodárskeho zariadenia.

Aké sú požiadavky na staré vybavenie?

V zásade však nebudeme potrebovať viac ako 1,5, pretože to je dosť. Výhody generátora z auta spočívajú predovšetkým v tom, že napätie v ňom je stabilné a udržiava sa aj v prípadoch, keď sú otáčky motora odlišné - tisíc alebo jeden a pol tisíc za minútu.

Pár slov o prevodníku

Z dôvodov, ktoré sme už spomenuli (predpokladá rýchlosť), nie je možné použiť bežný dvesto dvadsaťvoltový motor. Z tohto dôvodu náš elektrocentrál pre domácich majstrov potrebuje navyše menič. Dnes existuje veľké množstvo takýchto prevodníkov a nájsť ich nebude pre vás ťažké.

O štruktúre spojenia

Ako poskladať celú štruktúru? Poznač si to najlepšia možnosť v tomto prípade je špeciálne vybraný vymeniteľný blok. V prípade potreby sa dá ľahko pripojiť k píle alebo demontovať v rekordnom čase.

Vďaka tomu bude takýto elektrický generátor mobilný, môžete si ho vziať so sebou napríklad na túru, pretože tam budete potrebovať všetky jeho funkcie viac ako kdekoľvek inde. Upevnenie vo všeobecnosti možno vykonať pomocou jednej z nasledujúcich možností:

1. Špeciálny držiak zostavený ručne.
2. Použité vedenie píly.

Pokiaľ ide o spojenie, je najlepšie ho urobiť pomocou remeňa, pretože verzia reťaze počas prevádzky vydáva príliš veľa hluku, navyše bude pravidelne vyžadovať mazanie. Pás by mal byť vybraný tak, aby naše zariadenie bolo čo najbližšie k motorovej píle.

O niektorých ďalších vlastnostiach

Výstup nášho elektrického generátora musí byť pripojený k batérii, ktorá bude kapacitne vyhovovať. Aby ste to dosiahli, musíte použiť ampérmeter (tridsať až štyridsať ampérov bude na tento účel viac ako dosť).

Batéria by mala byť pripojená k meniču napätia opísanému vyššie.

Dôrazne odporúčame, aby ste sa zamysleli aj nad zahrnutím voltmetra do výslednej konštrukcie, pretože existuje množstvo príčin porúch, ktoré môžu viesť k banálnemu poškodeniu pre nás tak cenného zariadenia.

Ako sa používa elektrický generátor?

Na začiatok si všimneme, že náš vlastný elektrický generátor neposkytuje žiadny regulátor rýchlosti. Preto musíme rýchlosť voliť sami, ale tak, aby motor trochu „vrčal“.

Neskrývajme, že tento jednoduchý postup do určitej miery zvýši spotrebu paliva počas prevádzky. Aby sme však výrazne uľahčili fungovanie mechanizmu, budeme potrebovať batériu s príslušnou kapacitou, o ktorej sme hovorili v jednom z odsekov skôr. V špičkových momentoch, keď je záťaž extrémne veľká, musí leví podiel na záťaži prevziať batéria.

Následne dosiahnete určitú stabilitu, ktorá sa pozitívne prejaví nielen na výstupnom napätí, ale aj na chode mechanizmu ako celku.

Výhody a nevýhody elektrických generátorov typu „urob si sám“.

Z tohto hľadiska má samostatne zostavený elektrický generátor výhody aj nevýhody. Najprv si však povedzme o výhodách:

1. hlavnou výhodou je takzvané „urob si sám“, teda vedomie, že ste si zariadenie vyrobili sami a máte byť na čo hrdí;
2. druhou výhodou je zníženie materiálové náklady. Tým, že vytvoríte generátor sami, strávite niekoľkokrát menej peňazí, než by ste si museli kúpiť továrenské zariadenie;
3. Ak sa všetka práca vykoná správne a profesionálne, generátor bude veľmi produktívny a spoľahlivý.

Teraz pár slov o nevýhodách tohto typu zariadenia:

1. bez príslušných zručností a vedomostí môžete celý proces ľahko pokaziť, preto je v tomto prípade lepšie obrátiť sa v tomto smere na skúsenejších;
2. To je všetko, nevidíme žiadne ďalšie nedostatky, a to je celkom pozitívny bod.

Dnes sme sa teda pozreli na to, ako vyrábame elektrický generátor sami, a tiež sme preskúmali výhody a nevýhody tohto zariadenia.

Tu sú tiež užitočné informácie.

Video lekcia o tom, ako zostaviť elektrický generátor