Изработване на вятърен генератор със собствените си ръце

След като генераторът бъде закупен, можете да започнете да сглобявате вятърния генератор със собствените си ръце. Фигурата показва устройството на вятърен парк. Методът на закрепване и местоположението на възлите могат да бъдат различни и зависят от индивидуалните възможности на дизайнера, но трябва да се придържате към размерите на основните възли на фиг. 1. Тези размери са избрани за този вятърен парк, като се вземат предвид конструкцията и размерите на вятърната турбина.

Електрически генератор за вятърен парк

При избора на генератор електрически токЗа вятърна електроцентрала, на първо място, трябва да определите скоростта на вятърното колело. Изчислете честотата на въртене на вятърното колело W (под товар), като използвате формулата:

Ш=В/Д*З*60,
L=π*D,

където V - скорост на вятъра, m/s; L - обиколка, m; D е диаметърът на вятърното колело; Z е индикаторът за скоростта на вятърното колело (виж Таблица 2).

Таблица 2. Индекс на скоростта на вятърната турбина

Брой остриета	Индекс на скоростта Z

Ако в тази формула заместим данните за избраната вятърна турбина с диаметър 2 m и 6 лопатки, ще получим честотата на въртене. Зависимостта на честотата от скоростта на вятъра е показана в табл. 3.

Таблица 3. Обороти на вятърно колело с диаметър 2 m с шест перки в зависимост от скоростта на вятъра

Скорост на вятъра, m/s

Брой обороти, об/мин

Да вземем максималната работна скорост на вятъра, равна на 7-8 m/s. При по-силни ветрове работата на вятърната турбина ще бъде опасна и ще трябва да бъде ограничена. Както вече определихме, при скорост на вятъра от 8 m/s, максималната мощност на избраната конструкция на вятърна електроцентрала ще бъде 240 W, което съответства на скорост на вятърното колело от 229 rpm. Така че, трябва да изберете генератор с подходящите характеристики.

За щастие времената на тотален недостиг "потънаха в забвение" и няма да се налага традиционно да адаптираме автомобилния генератор от VAZ-2106 към вятърна ферма. Проблемът е, че такъв автомобилен генератор, например G-221, е високоскоростен с номинална скорост от 1100 до 6000 об/мин. Оказва се, че без скоростна кутия нашето нискоскоростно вятърно колело няма да може да завърти генератора до работна скорост.

Няма да правим скоростна кутия за нашата „вятърна мелница“ и затова ще изберем друг генератор с ниска скорост, за да фиксираме вятърното колело просто върху вала на генератора. Най-подходящ за това е велосипеден мотор, специално проектиран за мотори на велосипедни колела. Такива мотори за велосипеди имат ниска скорост на работа и могат лесно да работят в режим на генератор. Наличието на постоянни магнити в този тип двигатели ще означава, че няма да има проблеми с възбуждането на генератора, какъвто е случаят например с асинхронни AC двигатели, които обикновено използват електромагнити (намотка на полето). Без подаване на ток към намотката на възбуждането, такъв двигател няма да генерира ток по време на въртене.

В допълнение, много приятна характеристика на моторите за велосипеди е, че те са безчеткови двигатели, което означава, че не изискват смяна на четките. В табл. 4 показва пример за техническите характеристики на 250 W велосипеден мотор. Както можете да видите от таблицата, този мотор за велосипед е перфектен като генератор за „вятърна мелница“ с мощност 240 W и с максимална скорост на вятърното колело от 229 об/мин.

Таблица 4 Спецификации 250 W мотор за велосипед

Производител	Golden Motor (Китай)
Номинално захранващо напрежение
максимална сила
Измерена скорост
Въртящ момент
Тип захранване на статора	безчетков

Изработване на вятърен генератор със собствените си ръце

След като генераторът бъде закупен, можете да започнете да сглобявате вятърния генератор със собствените си ръце. Фигурата показва устройството на вятърен парк. Методът на закрепване и местоположението на възлите могат да бъдат различни и зависят от индивидуалните възможности на дизайнера, но трябва да се придържате към размерите на основните възли на фиг. 1. Тези размери са избрани за този вятърен парк, като се вземат предвид конструкцията и размерите на вятърната турбина.

устройство за вятърна ферма 1. лопатки на вятърни турбини; 2. генератор (веломотор); 3. рамка за фиксиране на вала на генератора; 4. странична лопата за защита на вятърния генератор от ураганен вятър; 5. токоприемник, който предава ток към фиксирани проводници; 6. рамка за закрепване на възлите на вятърния парк; 7. въртящ се механизъм, който позволява на вятърния генератор да се върти около оста си; 8. опашка с оперение за монтаж на вятърна турбина; 9. мачта ветрогенератор; 10. скоба за закрепване на стрии

На фиг. 1 са показани размерите на страничната лопата (1), опашката с оперение (2), както и лоста (3), чрез който се предава силата от пружината. Опашката с оперение за завъртане на вятърното колело трябва да бъде направена според размерите на фиг. 1 от профилна тръба 20x40x2,5 мм и покривно желязо като оперение.

Монтирайте генератора на такова разстояние, че минималното разстояние между лопатките и мачтата да е най-малко 250 mm. AT в противен случайняма гаранция, че лопатките, огънати под въздействието на вятъра и жироскопичните сили, няма да се счупят на мачтата.

Производство на остриета

Вятърната мелница, направена сам, обикновено започва от лопатките. Повечето подходящ материалза производството на остриета на вятърна мелница с ниска скорост е пластмаса, по-точно пластмасова тръба. Направете остриета от пластмасова тръбанай-лесният начин е малко трудолюбие и е трудно за начинаещ да направи грешка. Освен това пластмасовите остриета, за разлика от дървените, гарантират, че няма да се деформират от влага.

Тръбата трябва да бъде изработена от PVC с диаметър 160 mm за напорна тръба или канализация, например SDR PN 6.3. Такива тръби имат дебелина на стената най-малко 4 мм. Тръбите за канализация без налягане няма да работят! Тези тръби са твърде тънки и крехки.

Снимката показва вятърна турбина със счупени остриета. Тези остриета са направени от тънки PVC тръби(за канализация без налягане). Те се изкривиха под натиска на вятъра и се блъснаха в мачтата.

Изчисляването на оптималната форма на острието е доста сложно и няма нужда да го носите тук, нека го направят професионалистите. Достатъчно е да направим остриетата с помощта на вече изчисления шаблон съгласно фиг. 2, която показва размерите на шаблона в милиметри. Просто трябва да изрежете такъв шаблон от хартия (снимка на шаблона на острието в мащаб 1: 2), след това го прикрепете към тръбата 160 mm, начертайте контура на шаблона върху тръбата с маркер и изрежете остриета с помощта на прободен трион или ръчно. Червените точки на фиг. 2 показва приблизителното местоположение на стойките на острието.

В резултат на това трябва да получите шест остриета, оформени като на снимката. За да могат получените остриета да имат по-висок КИЕВ и да създават по-малко шум по време на въртене, е необходимо да се шлайфат остри ъгли и ръбове, както и да се шлайфат всички грапави повърхности.

За да прикрепите лопатките към тялото на мотора на велосипеда, трябва да използвате главата на вятърната турбина, която е диск от мека стомана с дебелина 6-10 мм. Към него са заварени шест стоманени ленти с дебелина 12 мм и дължина 30 см с отвори за закрепване на остриетата. Дискът е прикрепен към тялото на мотора на велосипеда с болтове с контрагайки за отворите за закрепване на спиците.

След производството на вятърната турбина тя трябва да бъде балансирана. За да направите това, вятърното колело е фиксирано на височина в строго хоризонтално положение. Препоръчително е това да се прави на закрито, където няма вятър. При балансирано вятърно колело лопатките не трябва да се въртят спонтанно. Ако някое острие е по-тежко, то трябва да се смила от края, за да се балансира във всяка позиция на вятърното колело.

Също така трябва да проверите дали всички остриета се въртят в една и съща равнина. За да направите това, измерете разстоянието от края на долното острие до най-близкия обект. След това вятърното колело се завърта и се измерва разстоянието от избрания обект до другите лопатки. Разстоянието от всички остриета трябва да бъде в рамките на +/- 2 mm. Ако разликата е по-голяма, тогава изкривяването трябва да се елиминира чрез огъване на стоманената лента, към която е прикрепено острието.

Закрепване на генератора (мотор на велосипед) към рамката

Тъй като генераторът е под тежки натоварвания, включително от жироскопични сили, той трябва да бъде здраво закрепен. Самият мотор на велосипеда има здрава ос, тъй като се използва при големи натоварвания. Така неговата ос трябва да издържи теглото на възрастен при динамичните натоварвания, които възникват при каране на велосипед.

Но на рамката на велосипеда моторът на велосипеда е монтиран от двете страни, а не от едната страна, както ще бъде, когато работи като генератор на ток за вятърен парк. Следователно валът трябва да бъде прикрепен към рамката, която представлява метална част с отвор с резба за завинтване към вала на мотора на велосипеда с подходящ диаметър (D) и четири монтажни отвора за монтаж със стоманени болтове M8 към рамката.

Препоръчително е да използвате максималната дължина на свободния край на вала за закрепване. За да предотвратите завъртането на вала в рамката, той трябва да бъде закрепен с гайка със заключваща шайба. Леглото е най-добре направено от дуралуминий.

За производството на рамката на вятърния генератор, тоест основата, върху която ще бъдат разположени всички останали части, трябва да използвате стоманена плоча с дебелина 6-10 mm или участък от канал с подходяща ширина (в зависимост от външен диаметър на въртящия се модул).

Производство на пантограф и ротационен възел

Ако просто завържете проводници към генератора, тогава рано или късно проводниците ще се усучат, когато вятърната мелница се върти около оста и ще се счупи. За да предотвратите това, трябва да използвате подвижен контакт - токоприемник, който се състои от втулка от изолационен материал(1), контакти (2) и четки (3). За да се предпази от валежи, контактите на токовия колектор трябва да бъдат затворени.

За производството на токов колектор на вятърен генератор е удобно да се използва този метод: първо, контактите се поставят върху готовия въртящ се монтаж, например от дебел месинг или меден проводник с правоъгълно напречно сечение (използва се за трансформатори) , контактите вече трябва да са със запоени проводници (10), за които трябва да използвате един или многожилен меден проводник с напречно сечение най-малко 4 mm 2. Контактите се покриват с пластмасова чаша или друг съд, дупката в носещата втулка (8) се затваря и се запълва с епоксидна смола. Снимката използва епоксидна смола с добавка на титанов диоксид. След втвърдяване епоксидна смоладетайлът се стрива на стругпреди осъществяване на контакти.

Като движещ се контакт е най-добре да използвате медно-графитни четки от автомобилен стартер с плоски пружини.

За да може вятърното колело на вятърната турбина да се върти при вятъра, е необходимо да се осигури подвижна връзка между рамката на вятърната турбина и неподвижната мачта. Лагерите са разположени между носещата втулка (8), която е закрепена с болтове към тръбата на мачтата чрез фланец, и съединителя (6), който е заварен чрез дъгова заварка (5) към рамката (4). За да се улесни въртенето, е необходим въртящ се монтаж с помощта на лагери (7) с вътрешен диаметър най-малко 60 mm. Ролковите лагери са най-подходящи, защото поемат по-добре аксиалните натоварвания.

Защита на вятърен парк от ураганни ветрове

Максималната скорост на вятъра, с която може да работи този вятърен парк е 8-9 m/s. Ако скоростта на вятъра е по-висока, работата на вятърния парк трябва да бъде ограничена.

Разбира се, този предложен тип вятърна мелница „Направи си сам“ е нискоскоростна. Малко вероятно е остриетата да се въртят до изключително високи скорости, при които се срутват. Но ако вятърът е твърде силен, натискът върху опашката става много значителен и с рязка промяна в посоката на вятъра вятърният генератор ще се завърти рязко.

Като се има предвид, че лопатките се въртят бързо при силен вятър, вятърното колело се превръща в голям тежък жироскоп, който устоява на всякакви завои. Ето защо между рамката и вятърното колело възникват значителни натоварвания, които са концентрирани върху вала на генератора. Има много случаи, когато аматьори са изграждали вятърни турбини със собствените си ръце без никаква защита от ураганни ветрове и поради значителни жироскопични сили силните оси на автомобилните генератори се счупват поради значителни жироскопични сили.

В допълнение, вятърно колело с шест остриета с диаметър 2 m има значително аеродинамично съпротивление и при силен вятър значително ще натовари мачтата.

Следователно, за да се домашен вятърен генераторслужи дълго време и надеждно и вятърното колело не падна върху главата на минувачите, е необходимо да го предпазите от ураганни ветрове. Най-лесният начин да защитите вятърна мелница е със странична лопата. Това е доста просто устройство, което се е доказал на практика.

Работата на страничната лопата е, както следва: при работещ вятър (до 8 m / s), налягането на вятъра върху страничната лопата (1) е по-малко от твърдостта на пружината (3) и вятърната мелница е монтирана приблизително под вятъра с помощта на оперение. За да не сгъва пружината вятърната мелница, когато работният вятър е повече от необходимото, между опашката (2) и страничната лопата се опъва удължител (4).

Когато скоростта на вятъра достигне 8 m/s, натискът върху страничната лопата става по-силен от силата на пружината и вятърният генератор започва да се сгъва. В този случай ветровият поток започва да тече в лопатките под ъгъл, което ограничава мощността на вятърното колело.

При много силен вятър вятърната мелница се сгъва напълно, а лопатките са монтирани успоредно на посоката на вятъра, работата на вятърната мелница практически спира. Моля, имайте предвид, че опашката на оперението не е свързана неподвижно с рамката, а се върти върху панта (5), която трябва да бъде изработена от конструктивна стомана и да има диаметър най-малко 12 mm.

Размерите на страничната лопата са показани на фиг. 1. Самата странична лопата, както и оперението, е най-добре да се направи от профилна тръба 20x40x2,5 mm и стоманен лист с дебелина 1-2 mm.

Като работна пружина могат да се използват всякакви пружини от въглеродна стомана със защитно цинково покритие. Основното е, че в крайна позиция силата на пружината е 12 кг, а в начална позиция (когато вятърната мелница все още не се сгъва) - 6 кг.

За производството на удължители трябва да се използва стоманен велосипеден кабел, краищата на кабела се огъват в контур, а свободните краища се фиксират с осем завъртания медна тел с диаметър 1,5-2 mm и се запояват с калай.

Мачта на вятърна турбина

Като мачта за вятърен парк можете да използвате стомана водопроводна тръбас диаметър най-малко 101-115 mm и минимална дължина 6-7 метра, при условие, че зоната е относително открита, където няма да има препятствия за вятъра на разстояние 30 m.

Ако вятърният парк не може да бъде инсталиран на открито, тогава нищо не може да се направи. Необходимо е да се увеличи височината на мачтата, така че вятърното колело да е най-малко с 1 м по-високо от околните препятствия (къщи, дървета), в противен случай производството на електроенергия значително ще намалее.

Самата основа на мачтата трябва да бъде монтирана бетонна подложказа да не се избутва във влажната почва.

Като стрии трябва да се използват поцинковани стоманени монтажни кабели с диаметър най-малко 6 мм. Стриите се закрепват към мачтата със скоба. На земята кабелите са прикрепени към здрави стоманени колчета (от тръба, канал, ъгъл и т.н.), които са заровени в земята под ъгъл до пълна дълбочина от един и половина метра. Още по-добре е те да бъдат допълнително монолитни в основата с бетон.

Тъй като мачтовият монтаж с вятърната турбина има значително тегло, за ръчна инсталацияизползвайте противотежест от същата стоманена тръба като мачтата или дървена греда 100х100 мм с товар.

Схема на свързване на вятърен парк

Фигурата показва най-простата схема за зареждане на батерията: три изхода от генератора са свързани към трифазен токоизправител, който представлява три диодни полумостове, свързани паралелно и свързани със звезда. Диодите трябва да имат минимално работно напрежение от 50V и ток от 20A. Тъй като максималното работно напрежение от генератора ще бъде 25-26 V, изходите от токоизправителя са свързани към две 12 волтови батерии, свързани последователно.

Когато се използва такава проста схема, батериите се зареждат по следния начин: при ниско напрежение под 22 V, батериите се зареждат много слабо, тъй като токът е ограничен от вътрешното съпротивление на батериите. При скорост на вятъра 7-8 m/s генерираното напрежение на генератора ще бъде в диапазона 23-25 ​​V и ще започне интензивен процес на зареждане на батериите. При по-високи скорости на вятъра работата на вятърния генератор ще бъде ограничена от страничната лопата. За да се предпазят батериите (по време на аварийна работа на вятърния парк) от прекомерно висок ток, веригата трябва да има предпазител, номинален за максимален ток от 25 A.

Както можете да видите, това проста схемаима значителен недостатък - при тих вятър (4-6 m / s) батерията практически няма да бъде заредена и точно такива ветрове най-често се срещат на равен терен. За да презаредите батериите при слаб вятър, трябва да използвате контролер за зареждане, който е свързан пред батериите. Контролерът за зареждане автоматично ще преобразува необходимото напрежение, също така контролерът е по-надежден от предпазител и предотвратява презареждането на батериите.

Да използвате акумулаторни батерии за захранване домакински уредипроектиран за AC напрежение 220 V, ще ви е необходим допълнителен инвертор за преобразуване на DC напрежение 24 V на подходящата мощност, която се избира в зависимост от пиковата мощност. Например, ако свържете осветление, компютър, хладилник към инвертора, тогава инвертор от 600 W е достатъчен, но ако планирате да използвате електрическа бормашина или циркуляр (1500 W) поне от време на време, тогава трябва да изберете 2000 W инвертор.

Фигурата показва по-сложен електрическа схема: при него токът от генератора (1) първо се изправя в трифазен токоизправител (2), след което напрежението се стабилизира от контролера на зареждане (3) и зарежда акумулаторите при 24 V (4). Към захранването на домакински уреди е свързан инвертор (5).

Токовете от генератора достигат десетки ампера, така че за свързване на всички устройства във веригата трябва да се използват медни проводници с общо напречно сечение 3-4 mm 2.

Желателно е да вземете капацитета на батериите най-малко 120 a / h. Общият капацитет на батериите ще зависи от средната интензивност на вятъра в региона, както и от мощността и честотата на свързания товар. По-точно необходимият капацитет ще бъде известен по време на експлоатацията на вятърния парк.

Поддръжка на вятърни паркове

Разглеждан нискоскоростен вятърен генераторза направа със собствените си ръце, като правило, започва добре при слаб вятър. За нормалната работа на вятърния генератор като цяло трябва да се придържате към следните правила:

1. Две седмици след стартирането спуснете вятърния генератор при слаб вятър и проверете всички крепежни елементи.

Максималната скорост на вятъра, разрешена за работа на вятърен генератор със собствените ви ръце, е 20-25 метра в секунда. Ако този индикатор за скоростта на въздушния поток е надвишен, работата на станцията трябва да бъде ограничена. Освен това, това трябва да се направи дори ако вятърната мелница е от бавно движещи се тип.

Разбира се, малко вероятно е една домашна вятърна мелница да може да се завърти до такава скорост, че да се срути напълно. Но има много случаи в историята, когато ентусиасти са построили свои собствени вятърни турбини, но не са осигурили никаква защита от силни ветрове. В резултат на това те дори имат здрави оси. автомобилен генераторне издържаха на пълното натоварване и се счупиха като кибрит. Следователно, ако вятърът е силен, тогава натискът върху опашката на оперението се увеличава значително и в случай на рязка промяна в посоката на въздушния поток, генераторът ще се върти рязко.

Като се има предвид факта, че при високи скорости на вятъра работното колело на генератора може да се върти достатъчно бързо, цялата конструкция се превръща в жироскоп, който устоява на всякакви завои. Това води до концентриране на значителни натоварвания върху вала на генератора между вятърното колело и рамката.

Освен всичко друго, колело с диаметър 2 метра ще има високо аеродинамично съпротивление. При силен вятър това заплашва с големи натоварвания на мачтата. И следователно, за по-надеждна и дългосрочна работа на вятърния генератор, си струва да се тревожите за защита.

Най-лесният начин за използване за такива цели е така наречената странична лопата. Това е много просто устройство, което може значително да спести пари, усилия и време, изразходвани за изграждането на станцията.

Работата на такова устройство се състои във факта, че при работещ вятър със скорост 8 m / s, налягането на вятъра върху конструкцията е по-ниско от налягането на защитната пружина. Това позволява на генератора да работи нормално и да се държи срещу вятъра с помощта на перата. За да се предотврати срутването на вятърната мелница в работен режим, има участък между страничната лопата и опашката. Но при силен поток на вятъра, натискът върху вятърното колело надвишава силата на натиска на пружината, в резултат на това се задейства защитата. Когато генераторът започне да се сгъва, вятърният поток удря вятърния генератор под ъгъл, което сериозно намалява мощността му.

При много високи скорости на вятъра защитата напълно сгъва генератора, който лежи успоредно на посоката на ветровия поток. В резултат на това работата на вятърната мелница почти напълно спира. Струва си да се отбележи, че в този случай опашката на емпенажа не е здраво закрепена към рамката, но има способността да се върти. Пантата, която се използва в този случай, трябва да бъде изработена от високоякостна стомана, а диаметърът й не трябва да бъде по-малък от 12 милиметра.

Идеята, основният принцип на механизъм или устройство, е важна за домашния майстор. Той сам ще измисли детайлите, въз основа на разбирането си за ефективността на дизайна, присъствието необходими материалии възли.

Вятърните турбини за частна къща, въпреки всичките си достойнства, все още са екзотично и скъпо оборудване в Русия. Цената на фабрично произведено устройство с мощност 750 вата започва от 50 хиляди рубли, повече от 100 хиляди рубли ще бъдат таксувани от вас за закупуване на вятърен генератор за 1500 вата. Майстори, които направиха повече от един домашен механизъм със собствените си ръце, не можеха да пропуснат възможността да проектират домашен вятърен генератор. Техният опит, знания и съвети са използвани в предлаганото описание за самостоятелно изпълнение на вятърната мелница.

Основната разлика между вятърния генератор и другите системи за генериране е, че той постоянно генерира енергия, когато въздухът се движи със скорост, започваща от 2 m/s. Континенталните климатични условия на Русия определят стабилното присъствие на такъв вятър в почти цялата територия.

Вятърните турбини в по-голяма или по-малка степен осигуряват независимост от захранващите мрежи. Тази независимост дава на батерията. Домашните вятърни турбини са лесни за изработка със собствените си ръце, малки са по размер и лесни за инсталиране.

Избор на дизайн. Основни компоненти и механизми

Ръцете на занаятчиите направиха много механизми, които използват вятърна енергия. Домашните вятърни турбини са разделени на групи. Това са хоризонтални и вертикални вятърни генератори. Устройствата се различават по посока на оста на вятърното колело. При вертикални колела лопатките работят на половин оборот на колелото срещу потока на вятъра.

Хоризонталните вятърни турбини губят скорост на въртене поради промяна в посоката на вятъра. По правило домашните майстори вземат за основа вятърно колело с хоризонтална ос на въртене. Важно е да се има предвид, че в цялата история на техническите решения на човека е трудно да се намери използване на вятърни мелници с вертикална ос, а хоризонталните вятърни мелници размахват крилата си от векове.

Обща схема на вятърния генератор

1. остриета на вятърни колела;
2. генериращо устройство;
3. рамка на вала на генератора;
4. Странична защита на острието срещу силен вятър;
5. токов колектор;
6. рамка за закрепване на възел;
7. Въртящ се възел;
8. дръжка;
9. мачта;
10. скоби за стрии.

Таблица 1. Спецификации

Остриета на вятърни колела

Заготовките "Направи си сам" са изработени от поливинилхлорид (PVC). Пластмасовите остриета са лесни за обработка, нечувствителни към влажна среда. Напорната тръба SDR PN 6.3 (диаметър 160 mm, дебелина на стената 4 mm, дължина 1000 mm) се използва като заготовка.

Изчисляването на формата на острието е доста сложно. Използваме шаблон (Фигура 2, размери в мм), вече изчислен от специалисти. Шаблонът се изрязва от плътен хартиен лист, се нанася върху тръбата и се изчертава контур. Заготовките, направени сами, се изрязват с конвенционален трион или електрически прободен трион.

Ще получите 6 празни остриета. За да се увеличи ефективността на вятърното колело, да се намали нивото на шума, е необходимо да се шлайфат всички ъгли и да се смилат повърхностите на продуктите. Препоръчително е да обработвате всички заготовки наведнъж, като ги захващате със скоби или болт през работен отвор извън контура на заготовката.

Остриетата са прикрепени към тялото на мотора на велосипеда чрез стоманен съединител (дебелина 10 мм, диаметър 200 мм). Шест стоманени ленти с ширина 12 мм и дължина 300 мм с отвори за закрепване на остриетата се закрепват към съединителя чрез заваряване.

Сглобеното вятърно колело е внимателно балансирано. Не се допуска спонтанно въртене. Балансирането се извършва чрез смилане на материала с пила от края на продукта със собствените си ръце. Вятърните колела се задвижват в една равнина на въртене чрез огъване на стоманените закрепващи ленти.

генериращо устройство

Като генератор се използва електродвигател за велосипед с параметри 24 V 250 W. Подобен продукт на цена от 5 до 15 хиляди рубли. може лесно да се поръча през интернет.

Таблица 2. Спецификации на 250 W мотор за велосипед

Съединителят е свързан към тялото на двигателя с болтове през отворите за закрепване на спиците. Напълно възможно е да вземете генератор на по-адекватна цена, като например електродвигател с възбуждане на постоянни магнитиот лентово устройство на електронен компютър. Параметри на устройството 300 W, 36 V, 1600 об/мин.

Генератори с необходимите характеристики могат да бъдат направени ръчно от автомобилно устройствоподобна цел. Статорът не подлежи на промени, роторът е оборудван с неодимови магнити. Отзивите на майсторите за такива промени на генератора са положителни.

Монтиране на генератора върху рамката

Моторът на велосипеда, когато се използва по предназначение, работи при значителни натоварвания. Параметрите на изчислената якост на двигателя удовлетворяват условията за използване на продукта като домашен генератор на вятърна мелница. вал на генератора през резбова връзкаприкрепен към рамка, изработена ръчно от алуминиева сплав с дебелина 10 мм. Леглото е закрепено с болтове към рамката.

Размерите на леглото, разположението на дупките се определят от размерите на избрания генератор. За производството на рамката се избира канална секция с дебелина на секцията 6-10 mm. Конструктивните размери на рамката зависят от размерите на струговата единица.

Въртящ се монтаж и токов колектор

Въртенето на вятърния генератор към вятъра, монтирането му на мачтата, предаването на електричество към управляващия блок осигурява завъртане.

1. диелектрична ос на тококолектора;
2. контактен възел;
3. токови колектори;
4. кадър;
5. Заваряване;
6. тяло на ротационното устройство;
7. търкалящи лагери;
8. вал на ротационно устройство;
9. мачта;
10. електрически проводници.

От снимката и снимката е лесно да разберете дизайна на въртящия се монтаж и да направите механизъм със собствените си ръце, материал за заготовки стоманени тръби. По-добре е да използвате ролкови лагери, тъй като те са по-устойчиви на аксиални натоварвания.

Дизайнът на тококолектора не е по-сложен.

Контактният възел е изработен от медна пръчка с квадратно сечение със страна 10 мм. Към тях се запоява изолиран меден проводник с напречно сечение най-малко 4 мм.

Силна защита от вятър

Скоростта на ветровия поток, при която домашните вятърни турбини работят в номинален режим, е 8 m / s. По-силните ветрове изискват защита срещу повреда на продукта. Надеждно защитно устройство е механизмът на страничните ножове "направи си сам".

При номинален дебит от 8 m/s за продукти като домашно изработени вятърни турбини, налягането върху страничната лопатка е по-ниско от силата на опън на защитната пружина. Ветрогенераторът работи и се насочва надолу по течението от опашното устройство. Когато налягането на потока върху вятърното колело се увеличи, пружината на перката се активира. Вятърното колело се върти, намалявайки генерираната мощност. Високите скорости на потока, чрез натиск върху страничната лопатка, напълно завъртат вятърното колело, настройвайки го успоредно на посоката на потока, генерирането на енергия спира.

Електрическа схема

Електрическата верига е сглобена от следните компоненти:

Генератор (мотор за велосипед);

блок за управление;

батерия;

Захранващи и превключващи проводници.

Дадената електрическа схема се финализира, като се вземе предвид фактът, че управляващият блок трябва да осигури:

Зареждане на батерията чрез ограничаване на тока на зареждане до приемливи стойности;

Свързване към генериращото устройство на баластния товар в края на зареждането на акумулатора, с изключение на прехода на колелото към колелото;

Електрически режим на спиране, спиране на вятърния генератор.

мачта за вятърна турбина

Мачтата за вятърния генератор може да бъде метални тръби с диаметър 100 mm и повече. Минималната височина на мачтата е 6 метра на открити площи. Ако няма открита площ, височината на мачтата се увеличава с 1 m спрямо височината на препятствията в радиус от 30 m от основата на кулата.

Теглото на вятърната мелница, сглобена с мачтата, е доста значително, което изисква използването на противотежест, което ще улесни монтажа и спускането на мачтата, ремонтните дейности. Колкото по-голяма е височината на самостоятелно изработена мачта, толкова по-голямо е въздействието на ветровия поток върху вашите самоделни възли. Отзивите на майсторите препоръчват инсталирането на стрии на всеки 5,5 m височина на мачтата. Самоделните въжета са прикрепени към земята с котви по радиус от най-малко 50% от височината на мачтата.

Снимката показва готов домашен вятърен генератор. Въртящо се вятърно колело, генератор, генерирано от него електрическо напрежение и промяна метеорологични условияправят домашни опасни механизми. Бъдете изключително внимателни при работа и ремонтни работивърху ръчно изработен артикул. Уверете се, че сте заземили здраво мачтата.

Разви се конкуренция в областта на изследването на околоземното пространство между водещите икономики в света. По време на разговор с репортери ръководителят на руската космическа агенция Роскосмос Дмитрий Рогозин говори за следващите обещаващи разработки и планове на компанията, сред които идеята за създаване на кацане...Прочетете още

Състезанието за създаване на смартфони с гъвкави екрани тепърва започва, но лидерът на пазара Samsung вече е готов да пусне втората версия на своето „гъвкаво“ устройство, планирано да влезе на пазара под марката Galaxy Fold 2. Вътрешни лица, които публикуваха в Weibo re ...Прочетете още

Разработчици от базираната в Лондон D-Fly Group превърнаха традиционния електрически скутер в уникален хиперскутер, който може да се конкурира с някои автомобили по отношение на скорост и цена.Прочетете още

Колкото и да предупреждават експертите по киберсигурност за необходимостта от използване на силни, сложни и оригинални пароли, потребителите остават безразлични към защитата на собствените си данни и акаунти. Друго проучване на популярни, очевидни и в резултат на това абсолютно несигурни пароли беше публикувано в блога на NordPass.Прочетете още

Всяка година използването на 3D принтери става все по-достъпно, което се улеснява от ценовата политика на компаниите. Китайската компания Tronxy пусна на пазара един от най-евтините 3D принтери в света - Tronxy X1. В резултат на това сега феновете на триизмерния печат ще могат да закупят Tronxy X1 за 108,99 долара (около 6500 рубли).Прочетете още

Нарастването на интереса на потребителите към алтернативни източници на електроенергия е разбираемо. Липсата на възможности за свързване към централизирани мрежи принуждава използването на други методи за осигуряване на жилища или временни жилища с електричество. Делът непрекъснато нараства, тъй като придобиването на индустриален дизайн е много скъп бизнес и винаги е доста ефективен.

При създаването на вятърна мелница трябва да се вземе предвид възможността за силни пориви на вятъра и да се вземат подходящи мерки за защита на конструкцията от тях.

Защо се нуждаете от защита от силни ветрове?

Работа на вятърна турбинапроектирани за определена сила на вятъра. Обикновено се вземат предвид средните показатели, характерни за даден регион. Но когато потокът на вятъра се увеличи до критични стойности, което понякога се случва във всяка област, съществува риск от повреда на устройството, а в някои случаи - пълно унищожаване.

Те са оборудвани със защита срещу такива претоварвания или чрез ток (при превишаване на допустимата стойност на напрежението се задейства електромагнитна спирачка), или чрез скорост на въртене (механична спирачка). Домашни дизайнисъщо трябва да бъдат оборудвани с подобни устройства.

Работните колела, особено оборудваните с, при високи скорости на въртене, започват да действат на принципа на жироскоп и запазват равнината на въртене. При такива условия опашката не може да свърши своята работа и да ориентира устройството по оста на потока, което води до повреди. Това е възможно дори ако скоростта на вятъра не е твърде висока. Следователно устройство, което забавя скоростта на работното колело, е необходим елемент на дизайна.

Възможно ли е да направите устройство със собствените си ръце?

Изработването на приспособление е напълно възможно. Освен това е абсолютна необходимост. Спирачно устройствотрябва да се предвиди на етапа на проектиране на вятърната мелница. Работните параметри на устройството трябва да бъдат изчислени възможно най-внимателно, така че неговите възможности да не са твърде ниски в сравнение с реалните нужди на конструкцията.

На първо място, трябва да изберете начин за изпълнение на спирачното устройство. Обикновено за такива проекти се използват прости и безпроблемни механични устройства, но могат да се създават и електромагнитни образци. Изборът зависи от това кои ветрове преобладават в региона и какъв е дизайнът на самата вятърна мелница.

Най-лесният вариант е да промените посоката на оста на ротора, което се прави ръчно. За да направите това, трябва само да инсталирате панта, но необходимостта от излизане навън със силен вятър не е най-голямата Най-доброто решение. Освен това не винаги е възможно да спрете ръчно, тъй като в този момент можете да сте далеч от дома.

Принцип на действие

Има няколко механични начина за спиране на работното колело. Най-често срещаните опции за хоризонтални дизайни на вятърни мелници са:

• отклонение на ротора от вятъра с помощта на странично острие (спиране по метода на сгъваема опашка);
• спиране на ротора с помощта на странична лопатка.

Вертикалните конструкции обикновено се спират с тежести, окачени на външните точки на лопатките. С увеличаване на скоростта на въртене те са под действието центробежна силазапочват да оказват натиск върху лопатките, принуждавайки ги да се сгъват или обръщат настрани към вятъра, което води до намаляване на скоростта на въртене.

Внимание!Този метод на спиране е прост и най-ефективен, ви позволява да регулирате скоростта на въртене на работното колело, но е приложим само за вертикални конструкции.

Метод за защита със сгъване на опашка

Устройство, което се отдалечава от вятъра чрез сгъване на опашката, ви позволява плавно и доста гъвкаво да регулирате скоростта на въртене на ротора. Принципът на действие на такава система е да се използва страничен лост, инсталиран в хоризонтална равнина, перпендикулярна на оста на въртене. Въртящото се работно колело и рамото са неподвижно свързани, а опашката е прикрепена чрез пружинно въртящо се съединение, действащо в хоризонтална равнина.

При номинални стойности на силата на вятъра страничното рамо не е в състояние да премести ротора настрани, тъй като опашката го насочва към вятъра. Когато вятърът се засили, натискът върху страничното острие се увеличава и надвишава силата на пружината. В този случай оста на ротора се обръща от вятъра, въздействието върху лопатките намалява и роторът се забавя.

други методи

Вторият метод на механично спиране е подобен по дизайн, но страничното острие действа различно - когато вятърът се усили, той започва да оказва натиск върху оста на ротора чрез специални накладки, забавяйки неговото въртене. В този случай роторът и опашката са монтирани на един и същ вал, а вирбелът с пружина се използва на страничния лост.

При нормални скорости на вятъра пружината държи лоста перпендикулярно на оста, когато се укрепи, тя започва да се отклонява към опашката, притискайки спирачните накладки към оста и забавяйки въртенето. Тази опция е добра за малки размери на острието, тъй като силата, приложена към вала, за да го спре, трябва да бъде доста голяма. На практика тази опция се използва само при относително ниски скорости на вятъра; при пориви на шквал методът е неефективен.

В допълнение към механичните устройства, широко се използват електромагнитни устройства. С повишаване на напрежението започва да работи реле, което привлича спирачните накладки към вала.

Друг вариант, който може да се използва за защита, е да се отвори веригата, когато се появи твърде високо напрежение.

Внимание!Някои методи защитават само електрическата част на комплекса, без да засягат механичните елементи на конструкцията. Такива методи не са в състояние да осигурят целостта на вятърната мелница в случай на внезапни силни ветрове и могат да се използват само като допълнителни мерки, действащи в тандем с механични устройства.

Схема и защитни чертежи

За по-нагледно представяне на принципа на действие на спирачното устройство, разгледайте кинематична диаграма.

Фигурата показва, че пружината в нормално състояние поддържа въртящия се възел и опашката на една и съща ос. Силата, създадена от ветровия поток, преодолява съпротивлението на пружината, когато скоростта се увеличава и постепенно започва да променя посоката на оста на ротора, налягането на вятъра върху лопатките намалява, поради което скоростта на въртене пада.

Тази схема е най-често срещаната и ефективна. Лесно е за изпълнение, ви позволява да създадете устройство от импровизирани материали. Освен това настройката на тази спирачка е проста и се свежда до избор на пружина или регулиране на нейната сила.

Внимание!Максималният ъгъл на завъртане на ротора не се препоръчва да бъде повече от 40-45°. Големите ъгли допринасят за пълното спиране на вятърната мелница, която след това започва трудно при неравномерни ветрове.

Процедура за изчисление

Изчисляване на спирачното устройстводоста сложно. Ще са необходими различни данни, които не е лесно да се намерят. За неподготвен човек е трудно да направи такова изчисление, вероятността от грешки е висока.

Въпреки това, ако по някаква причина е необходимо самостоятелно изчисление, можете да използвате формулата:

P x S x V 2 = (m x g x h) x sinα, където:

• P е силата, приложена към винта от ветровия поток,
• S е площта на лопатките на витлото,
• V - скорост на вятъра,
• m - маса,
• g - ускорение свободно падане (9,8),
• h е разстоянието от пантата до точката на закрепване на пружината,
• sinα - ъгъл на наклон на опашката спрямо оста на въртене.

Трябва да се отбележи, че стойностите, получени с независими изчисления, изискват правилно тълкуване и пълно разбиране на физическата същност на процеса, протичащ по време на въртене. В този случай те няма да бъдат достатъчно правилни, тъй като фините ефекти, които съпътстват работата на вятърната мелница, няма да бъдат взети предвид. Въпреки това, стойностите, изчислени по този начин, ще могат да дадат порядъка, необходим за производството на устройството.

Процесът на създаване на вятърна турбинае придружено от много разходи и изисква разнообразни действия, което само по себе си принуждава конструкцията да бъде максимално защитена от възможността за разрушаване. Ако има предвидима опасност от унищожаване или повреда на комплекса, тогава създаването и използването на защитни устройства в никакъв случай не трябва да се пренебрегва.