Kuidas oma kätega tuulegeneraatorit teha?

Tuulegeneraator elektri tootmiseks on asendamatu elektriallikas, kus päikesevalgust on vähe, läheduses pole jõgesid ega tsentraliseeritud elektrivõrke.

Tuulegeneraatori tööpõhimõte on tuuleenergia muundamine elektrienergiaks.

Süsteemides, kus elektri tootmiseks on vaja soojusenergiat, kasutage:

• mootor, mis töötab gaasil, bensiinil või diislikütusel;
• soojuseraldus tuumareaktori plaatidelt ja plokkidelt, mille soojust kasutatakse vee auruks muutmiseks - auruturbiinis;
• soojuselektrijaamades põletatud erinevat tüüpi kütust, asendades soojust, soojust tuumareaktorist.

Päikesepaneelid eristuvad, kus algenergiana kasutatakse valgust, mitte soojust ega mehaanilist energiat.

Aga tagasi "tuulikute" juurde, mille tööpõhimõte on järgmine. Tuule jõud paneb pöörlema ​​sõukruvi, mis ajab mootori-generaatori võlli. Koos võlliga pöörleb sünkroonselt mootori rootor, millele on paigaldatud püsimagnetid.Staatori mähist läbiv magnetväli indutseerib selles vahelduvvoolu mähiste pöördeid läbiva magnetvoo tugevuse muutumise tõttu, millest mähis on kokku pandud. Vahelduvpinge rakendatakse elektroonilisele vooluringile, kus see muundatakse alalisvooluks. Alalisvoolust töötavad arvukad seadmed ja seadmed, mis seda vajavad.

Igaüks võib teha suvilatesse või telkimistingimustesse generaatori, mis toodab vahelduvvoolu pingega 220 V. Mida muljetavaldavamad on konstruktsiooni mõõtmed, seda suurema kasuteguri konkreetne kasutaja saab. Pole probleem teha generaatorit, mis toodab ühe või mitu kilovatti elektrit tunnis. Sellisest paigaldusest saadav elekter suudab toita peaaegu kõiki maja elektriseadmeid, sealhulgas aiatehnikat.

Paigaldus meenutab ähmaselt sõukruviga tuulelippu, mille tõttu see disain pöördub tuule suunas. See on vajalik selle tugevuse ja kiiruse maksimeerimiseks.

Horisontaalset sõukruvi pöörab varre, mis asub seadme tagaküljel. Vertikaalset varre pole vaja - selle labad on paigutatud nii, et sõukruvi ise hakkab peaaegu poole pöördega käima, olenemata sellest, kummalt poolt tuul puhub.

Selleks, et tuulik töötaks maksimaalse efektiivsusega, on vajalik pöörlemiskiirus 3000 p/min. Vahelduvvoolu tootvate generaatorite puhul vastab see sagedus 50 hertsi väärtusele, mis on tüüpiline kodumaistele tööstuselektrijaamadele. Olles lahti keeranud umbes 10 kg kaaluva mootorgeneraatori, pole probleem saada iga tund 2 kW.

Iga tuulepargi mudeli põhielement on mootor-generaator. See töötab nagu mootor – alalis- või vahelduvvool paneb paigalduse rootori (ja koos sellega ka võlli) pöörlema. Võimalik on töötada ka vastupidiselt – generaatorina.

Generaatoritena kasutatavatest mootoritest on kollektor-hari, harjadeta asünkroon- ja astmemootorid. Just need kolme tüüpi mootorid on populaarsed amatööride seas, kes tuulikuid oma kätega kokku panevad.

Kollektormootoris paiknevad rootori mähised (armatuurid) staatorimagnetite konstantses magnetväljas. Sellise mootori klemmidelt eemaldatud konstantne pinge, kui selle võll on armatuuriga lahti keeratud, edastatakse armatuuri voolu juhtivatelt kontaktidelt läbi harjade. Harjad ise on sellise mootori nõrk koht – need kulutavad oma ressursi kiiresti ära. Reeglina on selline generaator pideva koormuse all, armatuuri liikumisel tekivad harjad säde. Sellise paigaldise mitmepäevane pidev töötamine võib harjad täielikult ära kuluda, mistõttu tuleb need välja vahetada.

Parim variant on harjadeta mootor. Selles pöörleb magnetitega rootor staatori mähiste vahelises ruumis. Mähised ise jäävad paigale, nad ei vaja libisevaid kontakte.Tänu sellisele lihtsale lahendusele võib paigaldus töötada aastakümneid – oluline on vaid kord hooajal või iga poole aasta tagant määrida mootori laagreid, mis vastutavad rootori ideaalse, lõtkuvaba pöörlemise eest. Harjadeta mootoril põhinevad populaarsed lahendused – asünkroonne või astmeline – on saadaval peaaegu igale kodusele isetegijale.

Asünkroonmootorit kasutatakse elektrilistes tööriistades - näiteks veskis. Stepperit võib leida väga erinevatest seadmetest – alates jalgratta mootorirattast kuni printeri või kettaseadme mehaanilise ajamini.

Muutuva harjaga mootor, mida kasutatakse perforaatorites, lihvimismasinates, kruvikeerajates, elektrilistes tikksaagides ja elektrilistes höövlites, eristub. Nende puuduseks on vajadus eemaldada neodüümmagnetite jaoks harjad ja rootori sooned. Selle tulemusena jääb olemasolevatest mähistest alles vaid staatori mähis - rootori mähis eemaldatakse täielikult.

Ventilaatorist valmistatud tuulegeneraatori puhul on vaja rootorit töödelda neodüümmagnetite jaoks. Kodumajapidamises kasutatava ventilaatori mootori konstruktsioon ei ole ette nähtud elektrivoolu vastuvõtmiseks rootori pöörlemise teel. Arvuti jahuti (kiibi jahuti) kuulub sama muudatuse alla - arvuti või sülearvuti süsteemiüksuse ventilaator.

Traktor või auto generaator kasutab täiendavat ergutusmähist, mida toidab auto aku. Selleks, et generaator saaks toota näiteks 15-voldise pingega 135 amprit vahelduvvoolu, tarbib erguti rootori mähis pärast süüte sisselülitamist alalisvoolu 3 A pingega 12,6- 14 V. Generaatori peamiseks energiaallikaks on endiselt sisepõlemismootori väntvõll, mis töötab bensiini, diisli või metaani/propaaniga. Traktori või auto generaator nõuab ergutusmähise eemaldamist ja selle asemel neodüümmagnetite paigaldamist.

Kõige tavalisem võimalus on kasutada omatehtud generaatori jaoks pesumasina mootorit. Kui vana “pesumasinat” pole, leiate sellise mootori kodumajapidamiste turul olevate rämpsumüüjate juurest, lähimast kodumasinate teeninduskeskusest või spetsialiseeritud kauplusest. Hiinast sellist mootorit tellida pole probleem.

Nii uued kui ka kasutatud peavad kaua vastu. Võimsus 200 vatti on kergesti teisendatav kilovattideks või enamaks.

Generaatori kokkupanemiseks vajate lisaks mootorile:

• neodüümmagnetid suurusega 20, 10 ja 5 mm (kokku 32);
• alaldi dioodid või dioodsild vooluga kümneid ampreid (järgige kahekordse võimsusvaru reeglit);
• epoksüliim;
• külm keevitamine;
• liivapaber;
• tina purki küljelt.

Magnetid tellitakse Internetist Hiinast.

Järgmised tööriistad kiirendavad tootmisprotsessi:

• treipink;
• käärid;
• düüsidega kruvikeeraja;
• tangid.

Generaator kui seade tekitab vahelduvvoolu, mis tuleb muundada alalisvooluks, viia nõutavale pingele. Kui mootorgeneraator annab näiteks 40 volti pinget, pole see tõenäoliselt sobiv väärtus enamiku olmeelektroonika jaoks, mis tarbivad 5 või 12 volti alalisvoolu või 127/220 volti vahelduvvoolu.

Aja ja miljonite kasutajate poolt tõestatud, sisaldab kogu installatsiooni skeem alaldit, kontrollerit, akut ja inverterit. Salvestatud energia puhversalvestina kasutatakse autoakut võimsusega 55-300 ampertundi. Selle tööpinge on 10,9-14,4 V tsüklilise laadimisega (täislaadimise-tühjenemise tsükkel) ja 12,6-13,65 puhvriga (portsioneeritud, doseeritud, kui on vaja laadida osaliselt tühja akut).

Kontroller teisendab näiteks need samad 40 volti 15-ks. Selle efektiivsus volt-amprites jääb vahemikku 80-95% – arvestamata alaldi kadusid.

Kolmefaasilisel generaatoril on kõrgeim efektiivsus. - selle tootlus on 50% suurem kui ühefaasilisel, see ei vibreeri töö ajal (vibratsioon lõdvendab konstruktsiooni, muutes selle lühiajaliseks).

Iga faasi mähises olevad mähised vahelduvad üksteisega ja on ühendatud järjestikku - nagu magnetite poolused, mis on suunatud mähiste poole.

Kaasaegsed kodumasinad ja elektroonika on võimelised töötama alates 110 voltist. (Ameerika standard koduvõrkudele) kuni 250 - võrguseadmetele ja seadmetele pole soovitatav rohkem anda. Kõik muundurid on impulssmuundurid, lineaarsetega võrreldes on nende soojuskaod palju väiksemad.

Asünkroonse mootori konstruktsiooni muutmiseks tehke järgmist.

1. Võtke mootor lahti ja eemaldage rootor.
2. Eemaldage plaadid rootori armatuurilt. Lõika need 2 mm sügavusele.
3. Tehke kuni 5 mm sügavused sooned - magnetite alla.
4. Magnetite jaoks märkige tina riba. Need peaksid üksteisest võrdselt taganema - see hoiab ära paigaldise tarbetu võimsuse kadumise.
5. Kinnitage need superliimiga selle tinariba külge. Kinnitage riba magnetitega ankru külge.
6. Täitke magnetite vaheline ruum külmkeevituse või epoksiidiga.
7. Eemaldage liivapaberiga rootori purud ja konarused.
8. Kontrollige ja vajadusel asendage mootori laagreid ja polte.

Mootori generaator kokku panna. Seade on edasiseks paigaldamiseks valmis. Seadme kontrollimiseks kinnitage selle võll puuri või kruvikeeraja padrunisse ja kiirendage 1000 p / min.

Väiksema väärtuse korral seisneb viga magnetite ebaühtlases vaheldumises armatuuri pöörlemisringi mis tahes punktis.

Tuuleturbiini kokkupanekuks tehke järgmist.

1. 11–16 cm läbimõõduga PVC-torust lõigake välja samad tükid, mis vastavad tulevastele teradele.
2. Tõmmake igale segmendile meelevaldne joon ja astuge sellest 22 mm mõlemalt küljelt tagasi. Vastavalt sellele ulatub ühe tera laius 44 mm-ni. Korrake sama toimingut segmendi vastasotsa jaoks.
3. Ühendage äärmised punktid otse keskjoone ühele küljele.
4. Joonistage teisele küljele tulevase tera piirjooned.
5. Lõigake saadud tera välja ja ümardage selle vaba ots teritades. Korrake ülaltoodud samme ülejäänud labade puhul.
6. Kinnitage terad rummu külge rummu adapteri abil.Kinnitusteks sobivad mutrite ja vedruseibidega poldid. Iga tera laius kogu pikkuses on vahemikus 44–88 mm.

Sellest piisab, et tuul kiirusega 3 m / s tiiviku pöörlema ​​paneks. Saadud disain peab olema tasakaalustatud – õige tasakaalustamine hoiab ära surnud kohtade teket, mis tiiviku pöörlemisel generaatorit aeglustavad.

Mootor-generaatori koos paigaldatud tiivikuga saab asetada kaitseümbrisesse, mis kaitseb seda atmosfääri sademete eest. Püsides kuivana iga ilmaga, kaitstuna vihma ja lume eest, peab generaator vastu pikki aastaid. Kaitsekatte kokkupanekuks tehke järgmist.

1. 7,5 cm või suurema läbimõõduga torusse lõigake 2 cm laiune pikisuunaline soon;
2. lõigake lõigatud toru tagumine ots 45 kraadise nurga all;
3. asetage mootor-generaator koos propelleriga sellesse torusse ja kinnitage see sellele.

Mootori vabaks pöörlemiseks vajate kuullaagritel põhinevat pööret, mis sarnaneb koduventilaatoriga. See võib lõputult pöörlema ​​igas suunas.

Et kaabel, millega staatorimähisesse indutseeritud voolud eemaldatakse, ei keriks ega väänduks, peab hinge ühendus olema libisev, kuid tagama mootorigeneraatori usaldusväärse ja stabiilse elektrilise kontakti edasise funktsionaalsusega. vooluringi ühikud.

Harja-grafiidi kontakti kasutamine on põhjendamatu - grafiidi elektritakistus on suurusjärgu võrra suurem kui alumiiniumil ja terasel ning paigalduse võimsus langeb märgatavalt. Hing paigaldatakse profiiltoru tüki alusel. Pärast kokkupanekut kontrollivad nad, kas tekkiv pöördmehhanism kleepub, pöörleb või kulutab kaablit.

Olles taganud libiseva kontakti ja paigaldise vaba pöörlemise tuule suunas, kinnitatakse mootori täiendava väliskorpuse külge vars, mis on valmistatud näiteks plastikust veetorust ja plekkplasti või alumiiniumi tükist.

Toena kasutatakse ümmargust või vormitud toru, mille üks ots on maasse betoneeritud - vähemalt meeter. Et tugi aja jooksul orkaanist ei kissitaks, täiendatakse seda kolme või kuue venitusarmiga, mis koonduvad keskele sama nurga all ja on suunatud eri suundades.

Pärast mootori-generaatori osa kokkupanekut paigaldatakse vajadusel mootori kõrvale dioodalaldi. Voolukadusid juhtmetes saab oluliselt vähendada, kui kasutada generaatorikomplekti lähedal asuvat astmelist trafot – nagu liinidel, mis edastavad tööstuslikku elektrit pikkade vahemaade taha.

Laadimiskontroller, aku ja inverter on diagrammil edasi. Tuuleturbiin on täielikult kokku pandud ja töövalmis.

Eramu kodune tuulik tekitab mitmekümnevoldise püsi- või vahelduvpinge, mis on inimesele kõrgendatud oht. Voolu juhtivad kontaktid ja juhtmed peavad olema usaldusväärselt isoleeritud – vihmavesi on hapendatud keskkond, mis juhib hästi elektrit.

Tuuleenergia ei ole konstantne. Parim lahendus oleks madala kiirusega generaator kümnete magnetite ja mähistega. Mida rohkem mähiseid, seda paksem peaks olema mähise traat. Liiga õhuke sektsioon kümnete oomide kogutakistuse tõttu vähendab generaatori kasulikku võimsust mitu korda rohkem. Tõsise koormuse jaoks - näiteks elektripliidist või pesumasinast - 220 volti juures on vaja kuni 10 A voolu.

Isetehtud generaatori konstruktsioon – kui ei kasutata elektrit tootma muudetud mootorit – peaks olema täiesti ühtlane ja sümmeetriline. Enne mähiste ja magnetite paigaldamist tuleb plaadimängija ise tsentreerida. Pole vahet, mida kasutatakse – vananenud CD-sid või isetehtud väikest tuuleveski koopiat, väikseimgi tasakaalutus on juba lubamatu.

Proovige saavutada minimaalne müra - ideaaljuhul peaks see puuduma. Kui teie määrimata laagrite üle kurdetakse pöörlemise ajal toimuva pideva kriuksumise ja koputamise pärast, võib selline kaebus tuua kaasa juriidilisi probleeme, eriti öösel. Ülejäänud põhjused sind tuuliku omanikuks kuulutada on tühised - tuulikud on täiesti legaalsed, sest selle seadme omanik ei tooda sellega tööstuslikus mastaabis elektrit, nagu seda tehakse Euroopas ja Ameerikas.

Paigaldus ei tohiks olla liiga kõrge - postide kohal, mida mööda elektriliinid läbivad. Igas linnas, puhkekülas või maa-asulas on ehitatavate ehitiste kõrguspiirang.

Korrektselt ja äärmiselt vastutustundlikult tuulegeneraatori abil elektrienergia probleemi lahendamisele lähenedes vabaneb tarbija elektrikatkestustega kaasnevatest seisakutest. Alati on parem töötada ette – seaduse piires – kui oodata aastaid, mida võimud lubasid.

Kuidas oma kätega tuulegeneraatorit teha, vt allpool.