Kaip savo rankomis pasidaryti vėjo generatorių?

Vėjo generatorius elektrai gaminti yra nepakeičiamas elektros šaltinis ten, kur nėra daug saulės šviesos, šalia nėra upių, nėra centralizuotų elektros tinklų.

Vėjo generatoriaus veikimo principas yra vėjo energijos pavertimas elektros energija.

Sistemose, kuriose elektros energijai gaminti reikalinga šilumos energija, jie naudoja:

• variklis, varomas dujomis, benzinu ar dyzelinu;
• šilumos išsiskyrimas iš branduolinio reaktoriaus plokščių ir blokų, kurių šiluma panaudojama vandeniui paversti garais - garo turbinoje;
• kogeneracinėje elektrinėje deginamas įvairių rūšių kuras, pakeičiant šilumą, šilumą iš branduolinio reaktoriaus.

Saulės kolektoriai išsiskiria, kur šviesa naudojama kaip energijos šaltinis, o ne šiluma ar mechaninė energija.

Bet grįžkime prie „vėjo turbinų“, kurių veikimo principas toks. Vėjo jėga sukasi propelerį, kuris varo variklio generatoriaus veleną. Kartu su velenu sinchroniškai sukasi variklio rotorius, ant kurio sumontuoti nuolatiniai magnetai. Magnetinis laukas, einantis per statoriaus apviją, sukelia jame kintamąją srovę dėl magnetinio srauto, einančio per ritių, iš kurių surenkama apvija, stiprumo pokyčio. Kintamoji elektros įtampa tiekiama į elektroninę grandinę, kur ji paverčiama nuolatine įtampa. Daugybė prietaisų ir įrenginių, kuriems to reikia, veikia iš nuolatinės srovės.

Kiekvienas gali pasigaminti vasarnamių ar lauko sąlygų generatorių, generuojantį kintamąją 220 V įtampos srovę. Kuo įspūdingesni konstrukcijos matmenys, tuo didesnį atatrankos efektyvumą gaus konkretus vartotojas. Ne bėda pasigaminti generatorių, kuris per valandą pagamintų vieną ar kelis kilovatus elektros energijos. Iš tokio įrenginio gaunama elektra gali maitinti beveik visus namuose esančius elektros prietaisus, įskaitant sodo įrangą.

Instaliacija neaiškiai primena vėtrungę su propeleriu, kurio dėka ši konstrukcija sukasi ten, kur pučia vėjas. Tai būtina norint maksimaliai išnaudoti savo jėgą, greitį.

Horizontalus sraigtas sukasi kotu, esančiu įrenginio gale. Vertikalus kotas nereikalingas – jo mentės išsidėsčiusios taip, kad pats sraigtas užsives beveik pusę apsisukimo, nesvarbu, iš kurios pusės pūs vėjas.

Kad vėjo turbina veiktų maksimaliu efektyvumu, reikalingas 3000 aps./min ar didesnis greitis. Kintamąją srovę gaminantiems generatoriams šis dažnis atitinka 50 hercų vertę, būdingą buitinėms pramoninėms elektrinėms. Apsukus apie 10 kg sveriantį variklį-generatorių, ne bėda kas valandą gauti 2 kW.

Pagrindinis bet kurio vėjo jėgainių parko modelio elementas yra variklio generatorius. Jis veikia kaip variklis – nuolatinė arba kintamoji srovė priverčia suktis instaliacijos rotorių (o kartu ir veleną). Galima dirbti ir atvirkščiai – kaip generatorius.

Tarp variklių, naudojamų kaip generatoriai, yra šepečių, bešepetėlių asinchroniniai ir žingsniniai varikliai. Būtent šių trijų tipų variklius mėgsta mėgėjai, kurie savo rankomis surenka vėjo jėgaines.

Kolektoriaus variklyje rotoriaus apvijos (armatūra) yra nuolatiniame statoriaus magnetų magnetiniame lauke. Nuolatinė įtampa, pašalinta iš tokio variklio gnybtų, kai jo velenas su armatūra yra nesusuktas, perduodama iš armatūros srovę nešančių kontaktų per šepečius. Patys šepečiai yra silpnoji tokio variklio vieta – jie greitai išeikvoja savo išteklius. Paprastai toks generatorius yra nuolat apkraunamas, kai armatūra juda, šepečiai kibirkščiuoja. Keletas dienų nepertraukiamo tokio įrenginio veikimo gali visiškai susidėvėti šepečiai, todėl pastaruosius reikės pakeisti.

Geriausias variantas yra variklis be šepetėlių. Jame tarpoje tarp statoriaus apvijų sukasi rotorius su magnetais. Pačios apvijos lieka nejudančios, joms nereikia slankiojančių kontaktų. Dėl tokio paprasto sprendimo instaliacija gali veikti dešimtmečius – svarbu tik kartą per sezoną arba kas pusmetį sutepti variklio guolius, kurie yra atsakingi už tobulą, be laisvumo rotoriaus sukimąsi. Populiarūs sprendimai, kurių pagrindą sudaro bešepetėlis variklis – asinchroninis arba žingsninis – prieinami kone kiekvieniems namų „pasidaryk pats“.

Asinchroninis variklis naudojamas elektriniuose įrankiuose – pavyzdžiui, šlifavimo staklėje. Stepperį galima rasti įvairiausiuose įrenginiuose – nuo ​​dviračio variklio rato iki mechaninės spausdintuvo pavaros ar disko.

Kintamo šepečio variklis, naudojamas sukamuosiuose plaktukuose, šlifuokliuose, atsuktuvuose, siaurapjūkliuose ir elektrinėse obliavimo staklėse, išsiskiria. Jų trūkumas yra būtinybė pašalinti šepečius ir rotoriaus angą neodimio magnetams. Dėl to iš esamų apvijų lieka tik statoriaus apvija - rotoriaus apvija visiškai pašalinama.

Vėjo generatoriui, pagamintam iš ventiliatoriaus, reikės rotoriaus angos neodimio magnetams. Buitinio ventiliatoriaus variklio konstrukcija nėra skirta elektros srovei gauti sukant rotorių. Kompiuterio aušintuvas (lusto aušintuvas) - kompiuterio ar nešiojamojo kompiuterio sistemos bloko ventiliatorius - patenka į tą patį pakeitimą.

Traktoriaus ar automobilio generatoriuje naudojama papildoma lauko apvija, kuri maitinama pačios mašinos akumuliatoriumi. Kad generatorius galėtų gaminti, pavyzdžiui, 135 amperų kintamąją srovę su 15 voltų įtampa, rotoriaus sužadinimo apvija įjungus degimą sunaudoja 3 amperų nuolatinę srovę, kurios įtampa yra 12,6-14 V. Pagrindinis generatoriaus energijos šaltinis vis dar yra vidaus degimo variklio, veikiančio benzinu, dyzelinu arba metanu / propanu, alkūninis velenas. Traktoriaus ar automobilio generatoriui reikės nuimti lauko apviją ir vietoj jos sumontuoti neodimio magnetus.

Labiausiai paplitęs variantas yra naudoti skalbimo mašinos variklį naminiam generatoriui. Jei senos „skalbimo mašinos“ nėra, tokį variklį galite rasti buitinės technikos turguje esančiose šlamšto parduotuvėse, artimiausiame buitinės technikos aptarnavimo centre ar specializuotoje parduotuvėje. Užsisakyti tokį variklį iš Kinijos nėra problemų.

Tiek naujos, tiek naudotos tarnaus ilgai. 200 vatų galią galima lengvai konvertuoti į kilovatus ar daugiau.

Norėdami surinkti generatorių, be variklio, jums reikia:

• 20, 10 ir 5 mm dydžio neodimio magnetai (iš viso 32);
• lygintuvų diodai arba diodinis tiltelis, kurio srovė yra dešimtys amperų (laikytis dvigubo galios rezervo taisyklės);
• epoksidiniai klijai;
• šaltas suvirinimas;
• švitrinis popierius;
• skarda iš skardinės pusės.

Magnetai internetu užsakomi iš Kinijos.

Šios priemonės pagreitins gamybos procesą:

• tekinimo staklės;
• žirklės;
• atsuktuvas su antgaliais;
• replės.

Generatorius, kaip prietaisas, generuoja kintamąją srovę, kuri turi būti paversta nuolatine srove, padidinta iki reikiamos įtampos vertės. Jei variklio generatorius gamina, tarkime, 40 voltų, tai mažai tikėtina, kad tai bus tinkama vertė daugeliui plataus vartojimo elektronikos įrenginių, naudojančių 5 arba 12 voltų nuolatinę arba 127/220 voltų kintamąją įtampą.

Viso įrenginio schemoje, kurią įrodė laikas ir milijonai vartotojų, yra lygintuvas, valdiklis, baterija ir keitiklis. Kaip sukauptos energijos buferinė saugykla naudojama 55-300 ampervalandžių talpos automobilio akumuliatorius. Jo darbinė įtampa yra 10,9-14,4 V su cikliniu įkrovimu (viso įkrovimo-iškrovimo ciklas) ir 12,6-13,65 su buferiu (porcijomis, dozuota, kai reikia įkrauti iš dalies išsikrovusį akumuliatorių).

Valdiklis konvertuoja, pavyzdžiui, tuos pačius 40 voltų į 15. Jo efektyvumas pagal voltų srovės stiprumą svyruoja nuo 80-95% – neįskaitant lygintuvo nuostolių.

Trifazis generatorius turi didžiausią efektyvumą. - jo galia yra 50% didesnė nei vienfazio, eksploatacijos metu nevibruoja (vibracija atpalaiduoja konstrukciją, todėl ji trumpalaikė).

Kiekvienos fazės apvijos ritės kinta viena su kita ir yra sujungtos nuosekliai - kaip magnetų poliai, viena iš pusių atsukta į ritę.

Šiuolaikinė buitinė technika ir elektronika gali veikti nuo 110 voltų (amerikietiškas standartas buitiniams tinklams) iki 250 – daugiau duoti tinklo prietaisams ir įrenginiams nerekomenduojama. Visi keitikliai yra impulsiniai, palyginti su linijiniais, jų šilumos nuostoliai yra daug mažesni.

Norėdami pakeisti indukcinio variklio konstrukciją, atlikite šiuos veiksmus.

1. Išardykite variklį ir išimkite rotorių.
2. Nuimkite plokštes nuo rotoriaus armatūros. Apkarpykite juos iki 2 mm gylio.
3. Padarykite iki 5 mm gylio griovelius magnetams.
4. Pažymėkite skardos juostelę magnetams. Jie turėtų būti vienodai išdėstyti vienas nuo kito – taip išvengsite bereikalingo augalų galios praradimo.
5. Pritvirtinkite juos prie šios skardos juostelės superklijais. Pritvirtinkite juostelę magnetais prie inkaro.
6. Užpildykite tarpą tarp magnetų šalto suvirinimo arba epoksidiniais klijais.
7. Pašalinkite šlifavimo popieriumi ant rotoriaus įdubas ir nelygumus.
8. Patikrinkite ir, jei reikia, pakeiskite variklio guolius ir varžtus.

Surinkite variklio generatorių. Įrenginys paruoštas tolesniam montavimui. Norėdami patikrinti prietaisą, įkiškite jo veleną į grąžtą arba atsuktuvo griebtuvą ir padidinkite greitį iki 1000 aps./min.

Esant mažesnei vertei, klaida slypi netolygiame magnetų kaitalyje bet kuriame armatūros sukimosi apskritimo taške.

Norėdami surinkti vėjo turbiną, atlikite šiuos veiksmus.

1. Iš PVC vamzdžio, kurio skersmuo 11-16 cm, iškirpkite identiškus gabalus, atitinkančius būsimų peilių ilgį.
2. Kiekviename segmente nubrėžkite savavališką liniją ir atsitraukite nuo jos iš abiejų pusių 22 mm. Atitinkamai, vieno ašmenų plotis sieks 44 mm. Pakartokite šį veiksmą priešingame linijos segmento gale.
3. Tiesiai prijunkite kraštutinius taškus vienoje vidurio linijos pusėje.
4. Kitoje pusėje nubrėžkite būsimo ašmenų kontūrus.
5. Iškirpkite gautą peilį ir galanddami užapvalinkite jo laisvąjį galą. Pakartokite aukščiau nurodytus veiksmus su likusiais peiliais.
6. Pritvirtinkite peilius prie stebulės naudodami įvorės adapterį. Varžtai su veržlėmis ir spyruoklinėmis poveržlėmis tinka kaip tvirtinimo detalės. Kiekvieno peilio plotis per visą ilgį svyruoja nuo 44 iki 88 mm.

To pakanka, kad vėjas suktų sparnuotę 3 m/s greičiu. Gaunama konstrukcija turi būti subalansuota – teisingas balansavimas neleis susidaryti akloms dėmėms, kurios sulėtina generatorių, kai sraigtas sukasi.

Variklis-generatorius su sumontuotu sparnuotė gali būti dedamas į apsauginę movą, kuri apsaugo jį nuo atmosferos kritulių. Išlikdamas sausas bet kokiomis oro sąlygomis, apsaugotas nuo lietaus ir sniego, generatorius tarnaus ilgus metus. Norėdami surinkti apsaugą, atlikite šiuos veiksmus:

1. 7,5 cm skersmens vamzdyje išpjaukite 2 cm pločio išilginį griovelį;
2. nupjaukite nupjauto vamzdžio galinį galą 45 laipsnių kampu;
3. įdėkite variklio generatorių su sraigtu į šį vamzdelį ir pritvirtinkite prie jo.

Varikliui laisvai suktis reikės rutulinio guolio pasukamos jungties, panašios į tą, kuri yra buitiniame ventiliatoriuje. Jis gali be galo suktis į bet kurią pusę.

Kad kabelis, kurio pagalba pašalinamos statoriaus apvijoje sukeltos srovės, nesivyniotų ir nesisuktų, jungtis vyryje turi būti slanki, tačiau užtikrinanti patikimą, stabilų variklio-generatoriaus elektrinį kontaktą su toliau išsidėstę funkciniai grandinės vienetai.

Šepečio ir grafito kontakto naudojimas yra nepagrįstas - grafito elektrinė varža yra daug didesnė nei aliuminio ir plieno, o įrenginio galia pastebimai sumažės. Vyriai montuojami ant pagrindo, pagaminto iš formos vamzdžio gabalo. Po surinkimo jie patikrina, ar nesusidaręs sukimosi mechanizmas neužstrigo, kabelis nesisuka ir nesutrūksta.

Užtikrina slydimo kontaktą ir laisvą įrenginio sukimąsi vėjo kryptimi, prie papildomo variklio išorinio korpuso pritvirtinamas kotas, pagamintas, pavyzdžiui, iš plastikinio vandens vamzdžio ir lakštinio plastiko arba aliuminio gabalo.

Kaip atrama naudojamas apvalus arba profilinis vamzdis, kurio vienas galas įbetonuotas žemėje – ne mažiau kaip metras. Kad atrama laikui bėgant nesulūžtų nuo uragano, ją papildo trys ar šešios strijos, susiliejančios centre tuo pačiu kampu ir nukreiptos skirtingomis kryptimis.

Pabaigus variklio-generatoriaus dalies surinkimą, esant reikalui šalia variklio montuojamas diodinis lygintuvas. Srovės nuostolius laiduose galima žymiai sumažinti naudojant pakopinį transformatorių, esantį šalia generatoriaus – kaip ir linijose, kurios perduoda pramoninę elektros energiją dideliais atstumais.

Įkrovimo valdiklis, akumuliatorius ir keitiklis pridedami pagal schemą. Vėjo turbina pilnai surinkta ir paruošta darbui.

Naminis vėjo malūnas privačiam namui generuoja pastovią arba kintamą kelių dešimčių voltų įtampą, o tai yra padidėjęs pavojus žmogui. Įtampingieji kontaktai ir laidai turi būti patikimai izoliuoti – lietaus vanduo yra parūgštinta aplinka, kuri gerai praleidžia elektros srovę.

Vėjo energija nepastovi. Geriausias sprendimas būtų mažo greičio generatorius su daugiau nei tuzinu magnetų ir ritinių. Kuo daugiau ritinių, tuo storesnė turi būti apvijos viela. Per plona sekcija dėl dešimčių omų bendro pasipriešinimo kelis kartus sumažins naudingąją generatoriaus galią. Rimtai apkrovai - pavyzdžiui, iš elektrinės viryklės ar skalbimo mašinos - esant 220 voltų, srovė iki 10 A.

Naminio generatoriaus konstrukcija – nebent elektrai gaminti naudojamas konvertuotas variklis – turi būti visiškai plokščias ir simetriškas. Prieš montuodami ritinius ir magnetus, pats "suktukas" turi būti centre. Nesvarbu, kas naudojamas – išmestas kompaktinis diskas ar savadarbė miniatiūrinė vėjo malūnėlio kopija, menkiausias disbalansas jau nepriimtinas.

Stenkitės pasiekti minimalų triukšmą – idealiu atveju jo neturėtų būti. Jei jūsų instaliacija, kuri nėra sutepta guolių vietoje, skundžiasi dėl nuolatinio girgždėjimo ir barbenimo besisukant, toks skundas gali sukelti problemų dėl įstatymų, ypač naktį. Likusios priežastys teigti, kad esate vėjo turbinos savininkas, yra nereikšmingos – vėjo jėgainės yra visiškai legalios, nes šio įrenginio savininkas negamina su juo elektros energijos pramoniniu mastu, kaip daroma Europoje ir Amerikoje.

Įrenginys neturėtų būti per aukštas - virš stulpų, išilgai kurių eina elektros linijos. Kiekviename mieste, vasarnamyje ar kaimo gyvenvietėje yra ribojamas statomų konstrukcijų aukštis.

Teisingai ir itin atsakingai žvelgdamas į problemos, susijusios su elektra, sprendimą vėjo generatoriaus pagalba, vartotojas atsikratys prastovų, susijusių su elektros energijos tiekimo nutraukimu. Visada geriau dirbti aktyviai – laikantis įstatymų, nei metų metus laukti to, ką valdžia žada.

Kaip savo rankomis pasidaryti vėjo generatorių, žiūrėkite žemiau.