Beton-52.ru

Домашнему мастеру
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Создание ветрогенератора из автомобильного генератора: преимущества, недостатки, инструкция по сборке и установке

Создание ветрогенератора из автомобильного генератора: преимущества, недостатки, инструкция по сборке и установке

Обновлено: 11 марта 2020

  • Генератор для ветряка из автогенератора
  • Преимущества и недостатки
  • Как сделать своими руками?
    • Тихоходный генератор
    • Ветрогенератор из тракторного генератора Г-700
    • Ветряк из автогенератора от бычка
  • Инструкция по сбору и установке
  • Рекомендуемые товары

Принцип работы

Когда начинает действовать подъемная сила ротор генератора начинает вращаться. Эта сила возникает, когда лопасти начинают обтекать ветровым потоком. При этих обстоятельствах генератор начинает вырабатывать переменные и нестабильные потоки тока, которые выпрямляются в контроллере.

Этот ток предназначается для зарядки аккумуляторов. Единовременно к аккумуляторам подсоединено второе устройство – это инвертор, преобразовывающий постоянное напряжение аккумуляторного оборудования в переменное однофазное или трехфазное, которым пользуется потребитель.

Ветрогенератор в нормальных случаях совершает свою работу с контроллером и инвертором, однако имеется возможность других путей его использования:

  1. Автоматическая работа с аккумулятором.
  2. Автоматическая работа с аккумулятором и солнечной батареей.
  3. Автоматическая работа с аккумулятором и резервным на дизельной основе генератором.
  4. Ветряк, который совершает свою работу параллельно с сетью.

Составные части без которых не обойтись ветрогенератору:

  • фундаментного основания;
  • электрического шкафа;
  • башни;
  • лестниц;
  • вращающегося механизма;
  • гондол;
  • электрогенератора;
  • анемометра;
  • тормозной системы;
  • трансмиссии;
  • лопастей;
  • системы изменения углов атаки лопастей;

Необходимые инструменты:

  • электродрель со сверлами (5,5 – 7,5 мм);
  • газовый и разводной ключ;
  • электролобзик с пилкой по металлу;
  • отвертка;
  • рулетка;
  • транспортир;
  • циркуль;
  • маркер;
  • метчик на ¼ ×20;

Технология сборки ветрогенератора

Оптимальной основой для генератора домашнего ветряка видится модель АТ-700, взятая от трактора серии ДТ. Правда этот тракторный генератор в его изначальном виде рассчитан на частоту вращения ротора до 6000 об/мин. Под конструкцию домашнего ветряка такой параметр явно чрезмерный.

Есть два выхода из положения:

  1. Применить какой-нибудь редуктор-мультипликатор, дающий требуемое передаточное отношение.
  2. Перемотать существующую обмотку статора АТ-700 под малые обороты.

В принципе, оба варианта модернизации прибора достижимы. Но, судя по отзывам состоявшихся конструкторов, вариант с перемоткой обмотки статора более приемлем. Тем более если учитывать вес самого генератора АТ-700, достигающий 6 кг.

Если прибор дополнить редуктором, вес общего модуля увеличится вдвое. А это важный параметр для конструкции ветряка. Вес всегда стремятся уменьшить.

При использовании в конструкции ветряка генератора К 701 потребуется некоторая модернизация:

Шаг #1. Винт ветряной электростанции

Материалом для изготовления лопастей винта служит поливная алюминиевая труба (d = 200 мм) длиной 0,7 – 1,0 м. Изначально её разрезают вдоль на четыре отрезка, а затем из двух или трёх полученных частей вырезают лопасти требуемой формы.

Так как алюминий – материал, хорошо поддающийся обработке, вырезать из куска трубы нужную форму лопасти не проблема. Главное – правильно рассчитать и нарисовать шаблон.

Изготовленные лопасти будущего винта необходимо как-то скрепить и насадить на вал генератора. Эта работа более сложная, требует точного баланса и особенно при выполнении трехлопастной конструкции. Есть масса вариантов изготовления диска винта. Один из них – создание этой детали из алюминиевых пластин.

Потребуется рассчитать диаметр диска винта с учётом метровой длины лопастей. Для размаха крыла в 2 метра, расчётный диаметр диска может составлять 150-200 мм. На основании рассчитанного диаметра из листового алюминия вырезается необходимое количество круглых пластин (6-7 шт.).

Вырезанные круглые пластины накладывают друг на друга, выравнивают по кромкам и скрепляют. Для скрепления лучше всего использовать качественный эпоксидный клей. Но не исключены также иные методы крепежа.

На готовом склеенном диске необходимо в центральной точке разметить и просверлить отверстие под крепление на валу генератора. Отверстие доработать шпоночным пазом под размер шпонки, установленной на валу ротора генератора.

Приготовленный таким способом пропеллерный диск размечают под крепление лопастей. По намеченным линиям сверлят отверстия для болтов крепления кронштейнов. Эти детали тоже делаются алюминиевыми с подбором по толщине, достаточной для компенсации передаваемых усилий.

Останется приложить изготовленные ранее лопасти к диску в намеченных точках соединения, сбалансировать их на ровной поверхности и закрепить болтами.

Шаг #2. Изготовление мачты из трубы

Тракторный генератор АТ-700, оснащённый самодельным винтом, уже представляет собой реальный ветряк. С целью получения максимального эффекта от конструкции, её желательно поднять метров на 5-7 и к тому же обеспечить круговое перемещение на 360°.

Читать еще:  Принцип работы автомобильного генератора переменного тока

Поэтому флюгер-ветряк ставят на мачту, которую проще всего изготовить на базе металлической трубы.

Мачта высотой 5-7 метров, оснащённая наверху ветрогенератором, будет испытывать значительные нагрузки. Соответственно диаметр металлической трубы нужен достаточно большой – не менее 50 мм по наружному размеру.

Крепление мачты выполняется за счёт четырёх тросовых растяжек, закреплённых сверху ближе к ветряку и растянутых в противовес друг другу.

Под верхний обрез трубы-мачты, во внутреннюю область, запрессовывается пара подходящих подшипников или крепится каким-то иным способом. Это будет опорный крутящийся блок, куда встанет флюгер с генератором и винтом. Остаётся сделать сам флюгер и установить на него всё необходимое оборудование.

Шаг #3. Как сделать алюминиевый флюгер

Флюгерную конструкцию, на одном конце которой место под автомобильный генератор с винтом, а на другом – место под «хвостовик», рекомендуется делать из лёгкого прочного материала.

Например, алюминиевая труба прямоугольного профиля подошла бы под основание в самый раз. В качестве крепежа генератора к профильной трубе удобнее применить хомуты из мягкой металлической ленты (лучше нержавеющей).

Хвост флюгера можно соорудить из того же алюминиевого листа и закрепить его к профильной трубе уголками. В точке центра тяжести, на профильной трубе, необходимо укрепить металлический штырь из нержавейки.

Эта деталь – в виде длинного болта (250-300 мм), диаметром около 30 мм (рассчитывается), проходит поперёк сквозь тело профильной алюминиевой трубы и закрепляется снизу гайкой. Поверх гайки ставится контргайка.

Диаметр резьбы болта должен быть чуть меньше внутреннего диаметра колец подшипников, запрессованных в трубе-мачте. В центре болта, по его оси, просверливается отверстие 7-10 мм. Сквозь это отверстие будет пропускаться электрический кабель от генератора и по трубе уходить вниз к месту подключения.

Шаг #4. Установка и подключение ветрогенератора

После всех описанных приготовлений (обязательно в условиях безветренной погоды) приступают к установке:

  1. На основании флюгера крепят хомутами тракторный генератор.
  2. Поднимают мачту от земли на 1,5 – 2 метра и устанавливают флюгер опорным болтом на подшипники.
  3. Одновременно пропускают кабель от генератора сквозь тело болта и дальше внутри трубы до нижней точки выхода.
  4. Также чуть ниже флюгерного основания жёстко устанавливают ограничитель, позволяющий вращаться флюгеру на 360° в одну или другу сторону, но не более того.
  5. Поднимают мачту окончательно и укрепляют тросовыми растяжками.
  6. Подключают концы кабеля к приёмному устройству (обычно через контроллер к аккумуляторной батарее).

На этом конструирование ветрового генератора можно считать завершённым. Однако есть ещё масса отдельных деталей процесса, с которыми придётся столкнуться в период применения устройства.

Эти детали связаны уже с автоматикой, регулирующей накопление и распределение энергии. Такие устройства как контроллер заряда, инвертор тока и прочие, являются обязательными компонентами ветровых генераторов.

Схема ветрогенератора своими руками из автомобильного генератора

Задумываясь о том, как сделать из автомобильного генератора ветрогенератор, продумайте последовательность действий и строго придерживайтесь ее в процессе работы. Это позволит избежать ошибок и сократит время сборки.

Выбор конструкции ветряка

На выбор вертикального или горизонтального размещения влияют следующие факторы:

  • Масса и размеры устройства: для небольших агрегатов допустима горизонтальная установка, чтобы увеличить КПД и снизить стартовую скорость для запуска движения лопастей. Тяжелые модели лучше фиксировать вертикально, используя дополнительную передачу для преобразования горизонтального крутящего момента в вертикальный.
  • Сила ветра. Горизонтальные ветряки рекомендуется располагать на значительной высоте от земли, где скорость ветра выше. Вертикальные монтируют следующим образом: установка — на земле, а привод — на специальной мачте.

Переделка ветрогенератора

Оптимальное решение — выбор для ветрогенератора роторной модели автомобильного генератора. На него достаточно установить постоянные магниты, чтобы получить работоспособную конструкцию. Важно не только зафиксировать магнитные элементы, но и отбалансировать их, чтобы избежать критических нагрузок. Кроме того, неотбалансированная модель быстрее выходит из строя по причине поломки подшипников и их выпадения из посадочных мест. Также потребуется приложить руку:

  • К статору: для уменьшения числа оборотов необходимо заменить обмотку, в 5 раз увеличить количество витков на катушках, взяв проволоку уменьшенного диаметра.
  • К ротору: стоит выточить алюминиевую деталь с размерами, учитывающими установку электромагнитов. Важно точно выполнить замеры, что позволит рассчитывать на повышение уровня КПД. Магниты приклеиваются на суперклей на одинаковом расстоянии с чередованием полюсов.
Читать еще:  Как проверить сколько ампер выдает генератор

Изготовление ветрового колеса

Чтобы готовый самодельный ветряк из автомобильного аккумулятора не издавал лишний шум, стоит подобрать для него подходящие лопасти: крыльчатые, карусельные или барабанные. Важно предусмотреть следующие моменты:

  • Направление ветра и оси устройства должно совпадать.
  • Лопасти должны иметь минимальную ширину, тогда как их количество не ограничено.
  • Циркуляция воздушных потоков должна быть направлена вдоль лопасти.
  • Угловая скорость не имеет ограничений, а потерянная скорость должна иметь постоянное значение.

Добиться идеального соотношения всех перечисленных элементов будет очень сложно, но к этому нужно приложить все возможные усилия. Специалисты рекомендуют делать лопасти из прочного пластика или алюминия. Эти материалы отличаются повышенной стойкостью к механическому и климатическому воздействию, что гарантирует длительный срок их службы.

Сборка ветряка

Для основания подбирается труба, диаметр и прочность которой рассчитаны на вес конструкции. С помощью переходных муфт можно совместить отрезки труб разного диаметра, уменьшая его по мере движения к лопастной конструкции. Важно, чтобы ветровое колесо свободно вращалось на оси по мере изменения направления ветра. На заключительном этапе следует сконструировать и изготовить флюгер, параметры которого рассчитываются с учетом инерции колеса. Выработка тока начинается уже на скорости 600 оборотов в минуту. Не забудьте перед установкой закрыть подшипники и смазать узлы вращения конструкции, чтобы защитить их от коррозии и разрушения.

  • О расчете мощности ветрогенератора
  • Проект атмосферной электростанции мощностью 100 Мвт
  • Ветровая турбина для сильных ветров
  • Прибрежные ветровые турбины оказались непомерно дорогими в обслуживании

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Ветровое колесо своими руками

Лопасти делаются из пластиковой или дюралевой трубы, диаметр которой составляет 20% от метража. Метровую трубу диаметром 20 см разрезают вдоль на 4 равные части. Из одной части делается крыло, а за ним – следующие, используя его как шаблон. Края лопастей скругляются и шлифуются до удаления заусенцев. Лопасти крепят на старый диск от циркулярной пилы, сточив с него зубья и просверлив отверстия для установки.

Лопасти с сегментами обычно применяются для несжимаемых сред. Профиль для воздушной среды должен иметь сложную форму, чтобы обеспечить высокую производительность. Основную работу выполняют наружные концы лопастей. Умельцы делают их на шпильках, поскольку внутренняя часть около ротора не работает. На рисунке ниже изображена такая конструкция, где лопасти привариваются к круглым стальным стержням.

Вид четырёхлопастного ветрового колеса

Ветроколесо устанавливают горизонтально на штативе и производят балансировку, подтачивая лопасти до равновесия конструкции. Они должны вращаться в одной плоскости с перекосом не более 2 мм.

Инструкция по созданию

Подготовка

Прежде чем приступить к работе следует определиться, какое конкретно устройство желаете изготовить, поскольку практикуется несколько типов ветровых генераторов, например, роторный, аксиальный (осевой) на магнитах и так далее.

Существует 2 варианта размещения оси:

  • горизонтальное – наиболее распространенное, коэффициент полезного действия у данного типа вдвое больше;
  • вертикальное – монтируется внизу, поскольку обладает большой массой. Так как ветер внизу слабее вдвое, стало быть, мощность установки понижается примерно в 8 раз. Из плюсов – низкий уровень шума и удобство эксплуатации.

Вне зависимости от модели конструкции, для создания самодельного ветрового генератора необходимо подготовить:

  • автомобильный генератор;
  • вольтметр;
  • реле зарядки аккумуляторной батареи;
  • регулятор напряжения для переменного электротока;
  • материал для создания лопастей;
  • аккумуляторную батарею (гелиевую либо кислотную);
  • короб для закрывания проводки;
  • емкость (некорродирующая кастрюля либо алюминиевое ведро);
  • выключатель на 12 В;
  • электрический 3-жильный кабель (сечением не менее 2,5 мм2);
  • старую водопроводную трубу (диаметром не менее 15 миллиметров, длиной 7 метров);
  • лампочку-зарядку;
  • 4 болта с шайбами и гайками;
  • железные хомуты для фиксации.

Наряду с этим, нужно иметь для работы специализированный инструментарий:

  • шлифмашину с дисками;
  • маркер;
  • шуруповерт;
  • электродрель со сверлами;
  • ножницы по металлу;
  • комплект накидных ключей;
  • газовые ключи различных номеров;
  • кусачки;
  • рулетку.

Ротор

При создании ветроэлектрической установки следует принять в расчет, что ротор любого автомобильного генератора, даже от ВАЗ, имеет обмотку электромагнитного возбуждения. Если все выполнять собственными силами, его конструкцию можно сделать проще. Следует удалить коллектор, перемотать статорную обмотку, что даст возможность переделать устройство в тихоходное. Желательно переделать железный ротор.

На ось ротора в обязательном порядке вытачивается не подверженная влиянию магнитного поля насадка из алюминия. На нее помещают специализированный бандаж из металлической трубы.

Это следует делать с незначительной натяжкой. На поверхности бандажа производят разметку и посредством суперклея ставят прямоугольники из магнитов, изготовленных из неодима. Их приклеивают на агрегат с незначительным перекосом, что не допускает залипания, соблюдая чередование полюсов. Между этих элементов заливают эпоксидку, что дает возможность сровнять поверхность.

Читать еще:  Возбудитель генератора принцип работы

Такая ветроэлектрическая установка будет производить удовлетворяющее потребности количество электроэнергии лишь при частоте вращения 6000 обмин. Чтобы сделать его производительным и при 600 об/мин, нужно увеличить статорную обмотку в 5 раз. Параллельно следует сделать меньше и само сечение силового привода.

Лопасти данной ветроэлектрической установки должны быть большого размера. Для понижения магнитного поля желательно перебрать пластинки статора, выровнять их, после чего смонтировать обратно.

Ветровое колесо

Лопасти, наверное, самая значимая часть ветроэлектрической установки. От их конструкции напрямую зависит работа других узлов установки. Делают их из различных материалов, порой даже из канализационной полипропиленовой трубы.

Лопасти из трубы несложны в создании, стоят недорого и не подвергаются воздействию влажности.

Последовательность изготовления лопастной системы следующая.

  1. Требуется произвести расчет длины лопасти. Диаметр трубы должен составлять 1/5 от совокупного метража. Например, если лопасть будет равняться метру, то подойдет труба диаметром 20 сантиметров.
  2. Разрезаем трубу посредством лобзика по длине на 4 отрезка.
  3. Из одного отрезка делаем крыло, которое будет служить образцом для вырезания остальных лопастей.
  4. Заусенцы на концах обрабатываем абразивом.
  5. Лопасти закрепляем к диску из алюминия с приваренными полосками для фиксации.
  6. Затем к этому диску прикрепляем электрогенератор.

По окончании сборки лопастной системе требуется балансировка. Ее фиксируют на треноге в горизонтальной позиции. Мероприятие проводят в закрытом от ветра помещении. Если балансировка выполнена правильно, колесо должно быть неподвижно. Когда же лопасти крутятся самостоятельно, то их необходимо подточить до придания баланса всей структуре.

Лишь при успешном завершении этой операции необходимо перейти к испытанию точности вращения лопастей, они должны вращаться в одной плоскости без нарушения баланса. Допустимо отклонение в 2 миллиметра.

2-лопастной винт на электрогенератор без переделки

По большому счету если на электрогенератор установить скоростной 2-лопастной винт диаметром 1-1,2 метра, то подобные обороты свободно достигаются при скорости ветра 7-8 м/с. Следовательно, можно изготовить ветрогенератор и без переделки электрогенератора, только функционировать он станет при скорости ветра от 7 м/с.

Изготовление мачты

Для создания мачты подойдет водопроводная труба диаметром не меньше 15 сантиметров, длиной приблизительно 7 метров. Если в границах 30 метров от намечаемого места установки имеются сооружения, то в высоту устройства вносят коррективы в сторону увеличения.

Для продуктивного функционирования ветроэлектрической установки лопастник поднимают выше преграды по меньшей мере на 1 метр.

Основу мачты и колья для фиксирования растяжек заливают бетоном. К колышкам варят хомуты с болтами. Для растяжек используется 6-миллиметровый трос, покрытый цинком.

Сборка

Для сборки ветроэлектрической установки требуется изготовить поворотную ось. Ее можно создать из подшипников и колена 15-сантиметровой трубы с гайками и резьбой. Следует залить трубу эпоксидкой в теле подшипника, а его залить на куске пластиковой трубы, диаметром 50 миллиметров. В результате получится подвижная ось.

Последовательность монтажа ветрогенератора:

  • из профиля 50×25 миллиметров изготовить 60-сантиметровую балку;
  • зафиксировать ее на балку электрогенератора;
  • зафиксировать хвост;
  • проделать отверстия для фиксации вращающейся оси;
  • установить лопасти;
  • зафиксировать готовый ветряк на мачте;
  • подключить маленький аккумуляторный блок;
  • подключить мультиметр.

Ветроэлектрическая установка смонтирована и готова к эксплуатации. Этот ветрогенератор при маловетреных погодных условиях в силах без труда гарантировать светодиодное освещение, работу телевизионного приемника с ноутбуком и иные мелочи. Но это исключительно при маловетреных погодных условиях. При мощном ветре получение электроэнергии увеличивается в разы.

Процесс сборки ветряка

При изготовлении ветрогенератора своими руками необходимо запомнить, что диаметр вала ветряного колеса должен иметь диаметр больше 20 мм. Если это значение меньше, валы соединяют соосно при помощи муфты. Готовое ветряное колесо крепится шпонкой и дополнительно фиксируется гайкой.

Для изготовления рамы используется профильная труба. Для получения оси поворота дополнительно используют подшипники. Оптимальное расстояние от лопастей до мачты – не меньше 25 см. Это делается для того, чтобы агрегат не разрушился при сильном ветре.

Для преобразования напряжения используется инвертор. Обязательно устанавливается контролер напряжения, что предупреждает порчу ветряка от больших значений зарядного тока.

Видео по теме: Ветрогенератор своими руками из автомобильного

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector