DIY Tuulegeneraator: Kuidas Valmistada Pesumasinast, Plastpudelitest Ja Rattamootorist Omatehtud Tuulegeneraator

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 05:35

Elektritootmiseks kasutatav tuulegeneraator on asendamatu elektrienergia allikas, kus pole palju päikesevalgust, läheduses pole jõgesid ja tsentraliseeritud elektrivõrke.

Disaini omadused

Tuulegeneraatori tööpõhimõte on tuuleenergia muundamine elektrienergiaks.

Teist tüüpi elektrigeneraatorites kasutatakse mehaanilise (kineetilise) energia allikana vee voolu jões, ookeanide loodete ja mõõnade jõudu.

Süsteemides, kus elektri tootmiseks on vaja soojusenergiat, kasutavad nad järgmist:

• mootor, mis töötab gaasi, bensiini või diislikütusega;
• soojuse eraldumine tuumareaktori plaatidelt ja plokkidelt, mille soojust kasutatakse vee auruks muutmiseks - auruturbiinis;
• erinevat tüüpi kütust põletati koostootmisjaamas, asendades soojust ja tuumareaktorist saadavat soojust.

Päikesepaneelid seisavad eraldi, kus energiaallikana kasutatakse valgust, mitte soojust ega mehaanilist energiat.

Aga tagasi "tuulikute" juurde, mille tööpõhimõte on järgmine . Tuule jõud pöörleb propellerit, mis juhib mootori generaatori võlli. Koos võlliga pöörleb sünkroonselt mootori rootor, millele on paigaldatud püsimagnetid. Staatori mähist läbiv magnetväli indutseerib selles vahelduvvoolu, mis on tingitud mähiste pöördeid läbiva magnetvoo tugevuse muutumisest, millest mähis on kokku pandud. Vahelduv elektriline pinge suunatakse elektroonilisse ahelasse, kus see muundatakse alalispingeks. Paljud seadmed ja seadmed, mis seda vajavad, töötavad alalisvoolust.

Igaüks saab teha suvilasse või välitingimustesse generaatori, mis tekitab 220 V pingega vahelduvvoolu . Mida muljetavaldavamad on konstruktsiooni mõõtmed, seda suurem on tagasilöögi efektiivsus konkreetse kasutaja poolt. Pole probleem teha generaator, mis toodab ühe või mitu kilovatti elektrit tunnis. Sellisest paigaldisest saadav elekter on võimeline toitma peaaegu kõiki maja elektriseadmeid, sealhulgas aiandusseadmeid.

Tuulegeneraator on paigaldatud nii kõrgele kui võimalik - katuseharja tasemele. Seal jõuab tuulejõud ilmaennustuses näidatud maksimumväärtusteni.

Paigaldus meenutab eemalt propelleriga tuulelippu, mille tõttu see konstruktsioon pöörab tuule puhumise kohta. See on vajalik tema jõu, kiiruse maksimeerimiseks.

Horisontaalset sõukruvi pöörleb varre, mis asub seadme tagaosas . Vertikaalset varre pole vaja - selle labad on paigutatud nii, et sõukruvi ise käivitub peaaegu pool pööret, olenemata sellest, millisest küljest tuul puhub.

Et tuuleturbiin töötaks maksimaalse kasuteguriga, on vaja kiirust 3000 p / min või rohkem . Vahelduvvoolu tootvate generaatorite puhul vastab see sagedus 50 hertsi väärtusele, mis on tüüpiline kodumaistele tööstusjaamadele. Pärast umbes 10 kg kaaluva mootor-generaatori pöörlemist ei ole probleem saada 2 kW iga tund.

Millest saab teha?

Tuulepargi mis tahes mudeli põhielement on mootorigeneraator. See töötab nagu mootor - alalis- või vahelduvvool paneb rootori (ja koos sellega ka võlli) pöörlema. Võimalik on töötada ka vastupidi - generaatorina.

Generaatoritena kasutatavate mootorite hulgas on harjatud, harjadeta asünkroon- ja samm -mootorid . Just need kolme tüüpi mootorid on populaarsed amatööride seas, kes tuulegeneraatoreid oma kätega kokku panevad.

Kollektorimootoris asuvad rootori mähised (armatuurid) staatori magnetite konstantses magnetväljas . Sellise mootori klemmidest eemaldatud püsiv pinge, kui selle võll koos armatuuriga on lahti keeratud, edastatakse armatuuri voolu kandvatelt kontaktidelt läbi harjade. Pintslid ise on sellise mootori nõrk koht - nad ammendavad kiiresti oma ressurssi. Reeglina on selline generaator pideva koormuse all, armatuuri liikumisel sädelevad harjad. Sellise paigaldise mitu päeva pidev töö võib harjad täielikult kuluda, mille tagajärjel tuleb viimased välja vahetada.

Harjamootorite kasutamine generaatorina pideva aktiivkoormusega on ebapraktiline.

Parim variant on harjadeta mootor . Selles pöörleb staatori mähiste vahelises ruumis magnetitega rootor. Mähised ise jäävad paigal, nad ei vaja libisevaid kontakte. Tänu sellisele lihtsale lahendusele saab paigaldis töötada aastakümneid - oluline on ainult üks kord hooajal või iga kuue kuu tagant määrida mootori laagreid, mis vastutavad rootori täiusliku ja tagasilöögivaba pöörlemise eest. Harjadeta mootoril põhinevad populaarsed lahendused - asünkroonne või astmeline - on saadaval peaaegu igas kodus "DIYer".

Asünkroonset mootorit kasutatakse elektritööriistades - näiteks lihvimismasinas . Stepperit võib leida väga erinevatest seadmetest - jalgratta mootorrattast kuni printeri või kettaseadme mehaanilise ajamini.

Pöörlevates haamrites, veskites, kruvikeerajates, tikksaagides ja elektrihöövlites kasutatav muutuva harjaga mootor on eraldi . Nende puuduseks on vajadus eemaldada harjad ja rootori ava neodüümmagnetite jaoks. Selle tulemusena jääb aktiivsetest mähistest ainult staatori mähis - rootori mähis eemaldatakse täielikult.

Tuuleturbiini sõukruvi saab valmistada plastist kanalisatsioonitorudest, PET -pudelitest jms taaskasutatavatest materjalidest. Mida kergem ja tugevam see on, seda vähem on vaja selle lahti kerimiseks tuulejõudu.

Ventilaatorist valmistatud tuulegeneraator vajab neodüümmagnetite jaoks rootori ava . Kodumajapidamises kasutatava ventilaatori mootori konstruktsioon ei ole ette nähtud rootori pöörlemise teel elektrivoolu vastuvõtmiseks. Arvuti jahuti (kiipjahuti) - arvuti või sülearvuti süsteemiüksuse ventilaator - kuulub sama muudatuse alla.

Traktor või autogeneraator kasutab täiendavat põllumähist, mis töötab masina enda akuga . Selleks, et generaator tooks näiteks 135-amprise vahelduvvoolu pingega 15 volti, tarbib rootori ergutusmähis pärast süüte sisselülitamist 3-amprise alalisvoolu pingega 12, 6-14 V Generaatori peamine energiaallikas on endiselt bensiinil, diislikütusel või metaanil / propaanil töötava sisepõlemismootori väntvõll. Traktor või autogeneraator nõuab välimähise eemaldamist ja selle asemel neodüümmagnetite paigaldamist.

Mida nõutakse?

Kõige tavalisem variant on omatehtud generaatori jaoks pesumasina mootori kasutamine . Kui vana "pesumasinat" pole saadaval, leiate sellise mootori majapidamisturu rämpspoodidest, lähimast kodumasinate hoolduskeskusest või spetsialiseeritud kauplusest. Sellise mootori tellimine Hiinast pole probleem.

Põhimõtteliselt kasutatakse pesumasinates harjadeta asünkroonmootorit.

Nii uued kui ka kasutatud töötavad kaua. 200 vatti võimsust saab hõlpsasti muuta kilovattideks või rohkem.

Materjalid (redigeeri)

Generaatori kokkupanekuks on lisaks mootorile vaja:

• neodüümmagnetid suurustes 20, 10 ja 5 mm (kokku 32);
• alaldi dioodid või dioodide sild, mille vool on kümneid amprit (järgige kahekordse võimsusvaru reeglit);
• epoksüliim;
• külm keevitamine;
• liivapaber;
• tina plekkpurgi küljelt.

Magneteid tellitakse veebist Hiinast.

Tööriistad

Järgmised tööriistad kiirendavad tootmisprotsessi:

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

Treipingi puudumisel võtke ühendust sõbraga, kes teab, kuidas sellise treipingi kallal tööd teha.

Skeemid ja joonised

Generaator kui seade tekitab vahelduvvoolu, mis tuleb muundada alalisvooluks, viia vajalik pinge väärtus. Kui mootor-generaator toodab näiteks 40 volti, ei ole see tõenäoliselt enamiku olmeelektroonika jaoks sobiv väärtus, kasutades 5 või 12 volti alalisvoolu või 127/220 volti vahelduvvoolu.

Kogu paigalduse skeem, mida on tõestanud aeg ja miljonid kasutajad, sisaldab alaldit, kontrollerit, akut ja inverterit . Salvestatud energia puhverlaoturina kasutatakse autoakut mahuga 55–300 ampertundi. Selle tööpinge on 10, 9-14, 4 V tsüklilise laenguga (täielik laadimis-tühjendustsükkel) ja 12, 6-13, 65 puhvriga (portsjonitena, doseerituna, kui peate laadima osaliselt tühjenenud akut).

Kontroller muundab näiteks sama 40 volti 15-ks. Selle efektiivsus volt-amprites jääb vahemikku 80-95%-arvestamata alaldi kadusid.

Kolmefaasilise generaatori efektiivsus on suurim . -selle väljund on 50% suurem kui ühefaasilise, 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, üks külgedest mähiste poole.

Inverteri ülesanne on muuta akust võetud umbes 12 -voldine püsiv pinge vahelduvpingeks umbes 220.

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

Tootmise etapid

Asünkroonmootori konstruktsiooni muutmiseks tehke järgmist

1. Võtke mootor lahti ja võtke rootor välja.
2. Eemaldage plaadid rootori armatuurilt. Lõika need 2 mm sügavusele.
3. Tehke magnetitele kuni 5 mm sügavused sooned.
4. Märkige magnetite jaoks plekkriba riba. Need peaksid olema üksteisest võrdselt kaugel - see hoiab ära tarbetu võimsuse kadumise.
5. Kinnitage need superliimiga selle plekkriba külge. Kinnitage riba ankru külge magnetitega.
6. Täitke magnetite vaheline ruum külma keevitamise või epoksüliimiga.
7. Eemaldage rootorilt jämedused ja ebatasasused liivapaberiga.
8. Kontrollige ja vajadusel vahetage mootori laagrid ja poldid.

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

Pinget mähise otstes alates 110 voltist võib pidada sobivaks.

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

Tuuliku kokkupanekuks tehke järgmist

1. Lõika 11–16 cm läbimõõduga PVC-torust välja identsed tükid, mis vastavad tulevastele labadele.
2. Tõmmake igale segmendile suvaline joon ja taanduge sellest mõlemalt poolt 22 mm võrra. Sellest tulenevalt ulatub ühe tera laius 44 mm -ni. Korrake seda toimingut rea lõigu vastasküljel.
3. Ühendage otse keskjoone ühel küljel olevad äärmuslikud punktid.
4. Joonista teisel pool tulevase tera piirjooned.
5. Lõigake saadud tera välja ja ümardage selle vaba ots teritades. Korrake ülaltoodud samme ülejäänud terade jaoks.
6. Kinnitage terad puksiadapteri abil rummu külge. Kinnitusvahenditena sobivad mutrid ja vedruseibidega poldid. Iga tera laius kogu pikkuses jääb vahemikku 44 kuni 88 mm.

Sellest piisab, et tuul pöörleks tiiviku kiirusega 3 m / s. Saadud struktuur peab olema tasakaalus - õige tasakaalustamine hoiab ära pimedate kohtade tekkimise, mis aeglustavad generaatorit propelleri pöörlemisel.

Paigaldatud tiivikuga mootor-generaatori saab paigutada kaitseümbrisesse, mis kaitseb seda atmosfääri sademete eest. Igas ilmaolus kuivana, vihma ja lume eest kaitstuna püsib generaator aastaid. Kaitse kokkupanekuks tehke järgmist.

1. torus, mille läbimõõt on 7,5 cm, lõigake 2 cm laiune pikisuunaline soon;
2. lõigake lõigatud toru tagumine ots 45 kraadise nurga all;
3. asetage mootori generaator koos propelleriga sellesse torusse ja kinnitage see selle külge.

Mootori vabaks pöörlemiseks on vaja kuullaagritega pöördliigendit, mis on sarnane kodumaise ventilaatori puhul . See võib lõputult pöörduda mõlemale poole.

Nii et kaabel, mille abil eemaldatakse staatori mähises esilekutsutud voolud, ei keri üles ega keerdu, peab hinges olev ühendus olema libisev, kuid see tagab mootori generaatori usaldusväärse ja stabiilse elektrilise kontakti. ahela funktsionaalsed üksused.

Parima kontakti tagavad kullatud terminalid, mis on võetud mis tahes vanast tehnoloogiast.

Harja -grafiitkontakti kasutamine on põhjendamatu - grafiidi elektriline takistus on suurusjärgu võrra suurem kui alumiiniumil ja terasel ning paigaldise võimsus väheneb märgatavalt. Hinge paigaldatakse alusele, mis on valmistatud vormitud toru tükist. Pärast kokkupanekut kontrollivad nad, kas saadud pöördmehhanism on kinni kiilunud, ei pöörle ja kas kaabel on kulunud.

Lükandkontakti ja paigaldise vaba pöörlemisega tuule suunas on mootori täiendava väliskesta külge kinnitatud varras, mis on valmistatud näiteks plastikust veetorust ja plast- või alumiiniumlehest.

Toena kasutatakse ümmargust või profiiltoru, mille üks ots on betoneeritud maasse - mitte vähem kui meeter. Et tugi aja jooksul orkaanist välja ei libiseks, täiendatakse seda kolme või kuue venitusarmiga, mis koonduvad keskele sama nurga all ja on suunatud eri suundadesse.

Pärast mootori-generaatori osa kokkupaneku lõpetamist paigaldatakse vajadusel mootori kõrvale dioodi alaldi . Juhtmete voolukadusid saab oluliselt vähendada, kui kasutada generaatorikomplekti lähedal asuvat kiirendavat trafot - nagu liinidel, mis edastavad tööstuslikku elektrit pikkade vahemaade tagant.

Laadimiskontroller, aku ja inverter on vastavalt skeemile lisatud. Tuulik on täielikult kokku pandud ja töövalmis.

Soovitused

Eramaja jaoks valmistatud kodus valmistatud tuulik tekitab püsiva või vahelduva pinge mitukümmend volti, mis on inimesele suurenenud oht. Pingestatud kontaktid ja juhtmed peavad olema usaldusväärselt isoleeritud - vihmavesi on hapestatud keskkond, mis juhib hästi elektrivoolu.

Treipingi või veskiga töötamine toimub kaitseprillide ja kinnastega. Ahela kokkupanek on keelatud, kui tuulik töötab.

Tuuleenergia on püsimatu. Parim lahendus oleks väikese kiirusega generaator, millel on rohkem kui tosin magnetit ja mähist. Mida rohkem mähiseid, seda paksem peaks olema mähistraat . Liiga õhuke sektsioon kümnete oomide kogutakistuse tõttu vähendab generaatori kasulikku võimsust mitu korda rohkem. Tõsise koormuse korral - näiteks elektripliidilt või pesumasinalt - 220 volti, voolutugevus kuni 10 A.

Omatehtud generaatori disain peaks olema täiesti tasane ja sümmeetriline, välja arvatud juhul, kui kasutatakse elektritootmiseks muudetud mootorit . Enne mähiste ja magnetite paigaldamist tuleb "ketrus" ise tsentreerida. Pole tähtis, mida kasutatakse - kasutuselt kõrvaldatud CD -plaat või tuuleveski omatehtud miniatuurne koopia, vähimgi tasakaalutus on juba vastuvõetamatu.

Proovige saavutada minimaalset müra - ideaalis peaks see puuduma . Kui teie paigaldist, mis pole laagrite asemele määritud, kurdetakse pöörlemise pideva kriuksumise ja koputamise pärast, võib selline kaebus põhjustada seadusega probleeme, eriti öösel. Ülejäänud põhjused, miks teid tuulegeneraatori omanikuks pidada, on tühised - tuulikud on täiesti seaduslikud, kuna selle seadme omanik ei tooda sellega elektrit tööstuslikus mahus, nagu seda tehakse Euroopas ja Ameerikas.

Paigaldus ei tohiks olla liiga kõrge - sammaste kohal, mida mööda elektriliinid läbivad . Igas linnas, suvilaasulas või maa -asulas on kehtestatud rajatiste kõrguse piirang.

Näiteks 40-meetrise torni varustamiseks mobiilsidevõrgu tugijaama jaoks on vaja valitsusasutuste lube ja auditeid. Sama kehtib ka tuulikute kohta.

Õige ja äärmiselt vastutustundliku lähenemisega elektri probleemi lahendamisele tuulegeneraatori abil vabaneb tarbija elektrikatkestustega kaasnevast seisakust. Alati on parem olla ennetav - seaduse raames - kui oodata aastaid, mida võimud lubavad.