Самодельный ветряк из тракторного генератора: использование запчастей от трактора и автомобиля

Самодельный ветряк из тракторного генератора: использование запчастей от трактора и автомобиля

Обновлено: 12 марта 2020

• Генератор для ветряка за один день
• Используем запчасти от трактора
• Ветрогенератор из магнето
• Использование генератора от Еврокамаза
• Рекомендуемые товары

Основная проблема, возникающая при самостоятельном изготовлении ветрогенератора — это устройство, непосредственно генерирующее ток. Самодельный генератор имеет довольно случайные рабочие параметры, так как даже тщательный расчет не позволяет учесть все тонкие эффекты. К тому же, получается слишком много величин, взятых приблизительно, что уменьшает точность расчетов.

Практика показывает, что для наиболее эффективной генерации тока лучше всего использовать готовые устройства, модифицированные для использования на ветряках. Рассмотрим вариант с применением тракторного и автомобильного генератора.

О самодельных ветряках для дома

Особый интерес к ветряной энергии проявляется на уровне бытовой сферы. Это понятно, если краем глаза взглянуть на очередной счёт за потреблённую энергию. Поэтому разного рода умельцы активизируются, используя все возможности получения электричества недорого.

Одна из таких возможностей, вполне реальная, тесно связана с ветряком из автомобильного генератора. Уже готовый прибор – автомобильный генератор – достаточно лишь оснастить правильно сделанными лопастями, чтобы иметь возможность снимать с клемм генератора какое-то значение электрической энергии.

Правда эффективно работать он будет лишь при условии наличия ветреной погоды.

Использование фактически любого автомобильного генератора приемлемо для конструирования ветряка. Но подобрать для дела обычно стараются модель мощную, способную выдавать большие токи. Здесь на пике популярности конструкции генераторов от грузовых автомобилей, крупных пассажирских автобусов, тракторов и т.п.

Помимо генератора для изготовления ветряка потребуется ещё ряд комплектующих деталей:

• винт двух- или трёх- лопастной;
• автомобильный аккумулятор;
• электрический кабель;
• мачта, элементы опоры, крепёж.

Конструкция винта на две или три лопасти считается наиболее оптимальной для классического ветряного генератора. Но бытовой проект зачастую далёк от инженерной классики. Поэтому чаще всего на домашнюю конструкцию стараются подобрать уже готовые винты.

Таким, к примеру, может стать крыльчатка от внешнего блока сплит-системы кондиционирования воздуха или от вентилятора того же автомобиля. Но когда есть желание следовать традициям конструирования ветрогенераторов, придётся сооружать пропеллер ветряка от начала до конца своими руками.

Перед принятием решения о сборке и установке ветрогенератора стоит оценить климатические данные участка и рассчитать окупаемость. Существенную помощь в этом окажет информация весьма интересной статьи, рекомендуемой нами к ознакомлению.

Самовозбуждение автомобильного генератора

Чтобы генератор самовозбуждался без аккумулятора в ротор нужно поставить пару маленьких магнитиков. Если катушку возбуждения запитать от аккумулятора, то она постоянно и не зависимо от того вырабатывает энергию или нет ветрогенератор, будет потреблять свои 3 ампера и заряжать аккумулятор. Чтобы этого не происходило нужно поставить блокирующий диод, чтобы ток шол только в акб, а обратно не уходил.

Катушку возбуждения можно запитать от самого генератора, минус на от корпуса, а плюс от плюсового болтика. А в зубы ротора нужно поставить пару маленьких магнитиков для самовозбуждения. Для этого можно просверлить сверлом дырочки и на клей посадить маленькие неодимовые магнитики. Если нет неодимовых магнитов то можно вставить обычные ферритовые от динамиков, если маленькие, то просверлится и вставить, или проложить между когтей и залить эпоксидной смолой.

Так-же можно использовать так-называемую таблетку, то-есть реле-регулятор как в автомобиле, который будет отключать возбуждение если напряжение АКБ достигло14.2 вольта, чтобы не перезарядить.

Ниже на рисунке схема самовозбуждения генератора. Вообще генератор сам возбуждается так-как ротор имеет остаточную намагниченность, но это происходит на высоких оборотах, лучше для надёжности добавить магниты. В схему включен реле-регулятор, но его можно исключить. Развязывающий диод нужен чтобы аккумулятор не разряжался так-как без диода ток будет течь в обмотку возбуждения (ротор).

>

Так-как ветрогенератор будет очень маленький с винтом диаметром всего 1 метр, то никакие защиты от сильного ветра не нужны и с ним ничего не случится если будет крепкая мачта и крепкий винт.

Есть генераторы на 28 вольт, но если их использовать для зарядки 12 вольт АКБ, то оборотов нужно в два раза меньше, около 600 об/м. Но так-как напряжение будет не 28 вольт, а 14, то катушка возбуждения будет давать только половину мощности и напряжение генератора будет меньше, по-этому ничего не получится из этого. Можно конечно попробовать в генератор, статор которого намотан на 28 вольт, поставить ротор на 12 вольт, тогда должно быть получше и зарядка начнётся раньше, но тогда нужны два одинаковых генератора чтобы заменить ротор, или искать отдельно ротор или статор.

Генератор служит для питания током электроприборов при работе двигателя при средней и большой частоте вращения, а также для подзарядки аккумуляторной батареи.

Он превращает механическую энергию в электрическую на основе принципа электромагнитной индукции, т. е. возбуждении электрического тока в проводнике при пересечении его магнитными силовыми линиями.

На тракторах ЮМЗ-6Л/М и МТЗ-50 новых выпусков устанавливают генератор переменного тока Г-306А (62). Он представляет собой закрытую бесконтактную трехфазную динамомашину с встроенным выпрямителем. Характерная особенность этого генератора — отсутствие щеточных контактов и вращающихся обмоток. Мощность генератора 400 Вт, номинальный выпрямленный ток 32 А.

Генератор состоит из статора 3, ротора 4 и выпрямителя 5. Статор собран из электротехнической стали. Он имеет 9 зубцов, на которые надеты катушки обмотки 2. Каждая фаза обмотки состоит из трех катушек. В каждой из трех фаз катушки соединены последовательно, а фазы соединены в треугольник.

С обеих сторон к статору закреплены крышки. На изоляционной колодке задней крышки 11 помещены зажимы 1 переменного тока, к которым выведены концы фаз обмотки статора. К этим же болтам присоединены выводы выпрямителя ВЛ. На задней крышке расположены также выводные зажимы М, В.

1—зажимы переменного тока, 2 — обмотка возбуждения, 3 — статор, 4 — ротор, 5 — выпрямитель, 6 — шкив привода генератора с крыльчаткой вентилятора, 7 — диод, 8 — передняя крышка, 9 — катушка обмотки возбуждения, 10— выводной зажим постоянного тока, 11 —задняя крышка

Ш постоянного тока. С внутренней стороны передней крышки .V прикреплена катушка 9 обмотки возбуждения, начало обмотки соединено с массой генератора, а конец подведен к зажиму Ш.

Ротор 4 генератора в поперечнике имеет вид шестилучевой звезды, которая изготовлена из листов электротехнической стали и жестко посажена на вал. Последний вращается на двух шарикоподшипниках, не требующих замены смазки, закрытой конструкции, установленных в крышках.

Задняя крышка и прикрепленная к ней лапа отлиты из алюминиевого сплава. К передней стальной крышке приварены две лапы для крепления генератора и регулировки натяжения приводного ремня.

Выпрямитель 5 закреплен на передней крышке. Он состоит из оребренного алюминиевого корпуса, теплопровода и шести полупроводниковых диодов «прямой» и «обратной» полярности. Теплопровод изолирован от корпуса тонкой изоляционной прокладкой. В корпус вмонтированы три диода «обратной» полярности, а в теплопровод — диоды «прямой» полярности. Выводы диодов соединены попарно с фазами генератора. Между корпусом выпрямителя и крышкой генератора установлено резиновое уплотнительное кольцо, которое предотвращает попадание пыли и грязи в выпрямитель.

Для лучшего охлаждения корпус выпрямителя оребрен. Выпрямитель собран по трех-

фазной мостовой схеме.

Положительный полюс выпрямителя присоединен к зажиму В на колодке задней крышки генератора гибким проводом.

Привод генератора осуществляется ремнем через шкив б, закрепленный на валу шпонкой и гайкой. К шкиву со стороны генератора прикреплен вентилятор, который служит для охлаждения генератора и выпрямителя.

Принцип действия генератора известен из физики. При вращении ротора магнитное поле системы возбуждения пересекает трехфазную обмотку статора и индуктирует в ней переменную по величине и направлению электродвижущую силу (э. д. с). Под действием э. д. с. в цепи появляется переменный ток, который преобразуется выпрямителем в постоянный и подается к потребителям.

Нормальная работа генератора возможна при условии соблюдения правил эксплуатации.

Генератор нельзя мыть топливом и струей воды под давлением. Для возбуждения генератора необходимо включить включатель «массы», иначе он не будет вырабатывать электроэнергию. Если после пуска двигателя выключить «массу», то при исправном генераторе контрольная лампа «Включения массы» продолжает гореть. При остановке двигателя «массу» выключают во избежание разряда аккумуляторной батареи через обмотку возбуждения генератора.

а — устройство , б — включение в цепь; / — регулятор напряжения, 2 — реле защиты, 3 — крышка, 4 — транзистор, 5 — корпус, 6 — винт сезонной регулировки напряжения, 7 — включатель массы; Г — генератор, Р — реле-регул я тор, 6 — аккумуляторная батарея, М — масса, Ш — зажим, соединяющийся с обмоткой возбуждения регулятора (шунтом), 6 — зажим, соединяющийся с зажимом выпрямителя

Генератор описанного типа работает в комплекте с контактно-транзисторным реле-регулятором РР-362Б ( 63). Реле-регулятор установлен под щитком приборов и включает в себя два элемента: регулятор напряжения / и реле 2 защиты.

Регулятор напряжения поддерживает напряжение генератора в пределах 13,0—14,2 В. Он состоит из транзистора 4 и вибрационного реле, которое управляет транзистором, включенным в цепь обмотки возбуждения генератора.

Реле 2 защиты служит для защиты транзистора от токов коротких замыканий цепи обмотки возбуждения на «массу».

На панели реле-регулятора имеются три зажима: М — для присоединения «массы» генератора, Ш — для присоединения обмотки возбуждения генератора, В—для присоединения выпрямителя, нагрузки и аккумуляторной батареи. С внешней стороны реле-регулятора находится устройство ППР (переключатель посезонной регулировки напряжения), позволяющее посезонно регулировать разницу напряжения в пределах 0,8—1,0 В. Вскрывать и регулировать реле-регулятора может только мастер-наладчик в мастерской, располагающей необходимыми измерительными приборами. Запрещается даже кратковременное соединение (проверка «на искру») зажимов Ш и В генератора и реле-регулятора с «массой».

Генератор Г-304А, устанавливаемый ранее на изучаемые тракторы, по принципу работы не отличается от генератора Г-306А,

однако их схемы, конструкция и материалы не одинаковы.

Генератор Г-306А более мощный, чем генератор Г-304А, имеет меньшую массу и габаритные размеры. Он одностороннего возбуждения, а Г-304А — двустороннего так как имеет две катушки обмотки возбуждения, помещенные каждая в одну из крышек и соединенные между собой параллельно. Оба генератора работают в паре с реле-регулятором РР-362Б.

Советы по обслуживанию

Ветряк, как и всякий механизм, требует технического контроля и обслуживания.

1. В особом внимании нуждается токосъемник. Щетки электрогенератора чистят, смазывают и регулируют раз в 2 месяца.
2. При первых симптомах неполадки лопастника (вибрация и разбаланс колеса) ветряк опускают на землю и чинят.
3. Раз в 3 года стальные элементы покрывают противокоррозионной краской.
4. Постоянно обследуют крепления и натяжку тросов.

Когда монтаж окончен, можно подключать аппаратуру и пользоваться электричеством.

Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора смотрите далее.

Сборка и установка ветрогенератора

Установку ветрогенератора следует выполнять на удалении от жилых домов и прочих сооружений. Расстояние должно быть как минимум 20 метров, а, вообще, чем больше, тем лучше. Лучше всего устанавливать ветряную станцию на открытом пространстве или на холмах, где ветер значительно сильнее. При установке следует учесть плотность грунта. От этого будет определяться длина клиньев, которые будут местами крепления растяжек самой мачты.

Если почва в районе установке мягкая, то потребуются клинья большего диаметра и длины. Таких клиньев для крепления растяжек должно быть как минимум три, а ещё лучше 4.

Способы обустройства растяжек выбирают в зависимости от высоты мачты. Сама мачта ветрогенератора ставится в грунт на глубину полметра или ниже. Основание мачты и клинья, к которым крепятся растяжки, бетонируются. Если этого не сделать, то почва может стать рыхлой после дождя, что приведёт к ослаблению растяжек.

Финальная сборка

Раму генератора сваривают из профильной трубы. Хвост изготавливают из оцинкованной жести. Поворотная ось представляет собой трубку с двумя подшипниками. Генератор крепят к мачте таким образом, чтобы расстояние от лопасти до мачты было не менее 25 см. В целях безопасности для финальной сборки и монтажа мачты стоит выбрать безветренный день. Лопасти под действием сильного ветра могут изогнуться и разбиться о мачту.

Чтобы использовать аккумуляторы для питания техники, которая работает от сети 220 В, потребуется установить инвертор преобразования напряжения. Ёмкость батареи подбирается индивидуально к ветрогенератору. Этот показатель зависит от скорости ветра на местности, мощности подключаемой техники и частоты пользования ею.

Устройство ветрогенератора

Чтобы батарея не вышла из строя от чрезмерной зарядки, понадобится контроллер напряжения. Его можно изготовить самостоятельно, если обладаете достаточными знаниями в электронике, или купить готовый. В продаже имеется множество контролеров для механизмов получения альтернативной энергии.

Совет. Чтобы лопастник не сломался при сильном ветре, устанавливают простое устройство – защитный флюгер.

Регулятор напряжения Я112Б (Подробнее о регуляторах Я112)

Регулятор напряжения, как в других генераторах, включает и выключает ток возбуждения. Если напряжение растет он выключает ток возбуждения, напряжение снижается, он включает ток возбуждения и напряжение снова растет, он опять выключат ток возбуждения, так поддерживается стабильный уровень напряжения около 14 Вольт.

Первоначальное возбуждение возможно без аккумулятора.

Регулятор Я 112 Б отличается тем, что гарантированно пропускает ток возбуждения, даже при очень малых значениях напряжения на выходе генератора, что обеспечивает надежное возбуждение генератора без аккумулятора.

В роторе установлены постоянные магниты, которые создают достаточно сильно магнитное поле для возбуждения генератора.

После того как генератор возбудился, часть тока обмотки через дополнительный выпрямитель отводится в обмотку возбуждения, для этого выход дополнительного выпрямителя подключается в точке Д регулятора напряжения. Ток возбуждения идет через точку Д на обмотку возбуждения и дальше через точку Ш и открытый транзистор регулятора на массу.

На точку Б регулятора подключается плюс от вывода генератора. Этот плюс открывает регулятор напряжения, По напряжению на точке Б регулятор поддерживает заданное значение выходного напряжения генератора.

Точка С регулятора используется для подключения конденсатора – фильтра. Этот конденсатор сглаживает пульсации опорного напряжения на входе регулятора, которые в отсутствии аккумулятора достаточно большие, конденсатор сглаживает пульсации и повышает точность работы генератора. В других схемах тракторных генераторов, точка С используется для переключения «Зима – Лето»

Вывод фазы Ф используется для подключения реле блокировки стартера. При работающем двигателе случайное включение стартера должно быть исключено, чтобы не повредить стартер, для этого в схему пуска включено реле блокировки стартера. Когда двигатель работает, переменное напряжение с фазы генератора попадает на это реле и оно знает, что стартер нельзя включать После остановки двигателя, реле снова позволяет включить стартер.

Генератор трактора не работает, что делать?

Если тракторный генератор не работает, то надо сначала заменить регулятор напряжения. Если не помогло, то придется разбирать.

Часто сгорает обмотка, это видно по обгоревшей проволоке.

Если обмотка целая остается диодный мост. Его придется заменить

Если повторно сгорает регулятор напряжения, возможно сгорела обмотка возбуждения и ее сопротивление стало слишком маленьким.

При сборке генератора после ремонта, может быть перепутано подсоединение выводов обмотки возбуждения. В этом случае ток возбуждения идет в другую сторону и размагничивает ротор, в котором вставлены постоянные магниты. Мощность генератора резко падает и он практически престает работать. Попробуйте поменять местами выводы обмотки возбуждения, все должно нормализоваться.