Avtosfera76.ru

Авто Сфера №76
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ветряк из шагового двигателя своими руками

Для строительства ветряка применены следующие детали:

  1. Генератор. В качестве генератора применен синхронный мотор Г-205. На оси мотора есть резьба, что упрощает установку пропеллера. Мотор высоковольтный, что очень удобно при применении его в качестве генератора. Лопасти пропеллера не смогут разогнать мотор на несколько тысяч оборотов без редуктора, но при низких скоростях вращения мотор будет генерировать 3-15 Вольт под нагрузкой. Двигатель имеет две одинаковые обмотки возбуждения.
  2. Пропеллер. Куплен самый большой винт в магазине авиамоделей. Фиксирующая гайка по резьбе совпала с резьбой вала генератора.
  3. Корпус. Сливной патрубок длиной 500 мм. Куплен в строительном магазине. Генератор по диаметру как раз плотно устанавливается в соединительный патрубок и прочно фиксируется уплотнительной резиновой прокладкой.
  4. Хвост. Лопасть хвоста сделана своими руками из куска ячеистого поликарбоната.
  5. Полезная нагрузка. Четыре сверхъярких светодиода. За основу взят готовый фонарь.
  6. Ось вращения корпуса. Саморез 100 мм и несколько шайб.
  7. Мачта. Подходящий шест. В оригинале 5 метров.

Генератор ветряка

Электрическая схема ветрогенератора

Генератор представляет из себя вращающийся магнит двухполюсник. Магнит наводит в обмотках напряжение изменяемой полярности. Особенности генерирования энергии:

  • фазы изменения напряжения в обмотках не совпадают;
  • небольшая скорость вращения генератора генерирует пульсирующий ток небольшой частоты

Эти особенности не позволит эффективно и без потерь использовать генерируемую энергию при выпрямлении и сложении напряжений. Автор применил несколько нестандартное подключение нагрузки в генератор. Это упростило конструкцию и позволил максимально использовать генерируемую энергию.

Электрическая схема ветряка

Экспериментирование со снятием энергии с генератора на первом этапе привело к подключению на каждую обмотку двух светодиодов. Светодиоды устанавливаются встречно-параллельно. Нагрузочный резистор в виду слабого тока не устанавливается. Такое изобретение оказалось самым удачным по преобразованию вырабатываемой энергии в свет. Светодиоды поочередно ярко включаются при появлении соответствующего напряжения. Все источники света на освещаемой поверхности суммируются.

Сборка действующего ветрогенератора

Шаг 1. Разбирается фонарь. Перерезаются лишние дорожки питания. Собирается схема включения. Удлиняются проводники питания к обмоткам генератора. Смотри фото.

Диоды перепаяны Подключение светодиодов

Шаг 2. Ножовкой по металлу делается вырез в торце патрубка (смотри фото). Вырезается канцелярским ножом из поликарбоната хвост ветряка.
Шаг 3. Термоклеем приклеивается хвост к корпусу. Полезно заклеить соты от попадания грязи и влаги.

Паз для хвоста ветряка Хвост ветряка Крепления хвоста

Шаг 4. Как можно ближе к патрубку сверлится отверстие для оси вращения корпуса.

Шаг 5. Двигатель вставляется в патрубок. Приклеивается фонарь.

Шаг 6. Устанавливается пропеллер.

Шаг 7. Ветрогенератор монтируется на шест. Устанавливается шест.

Сборка ветряка

Ветряк генератор

Конструктивные особенности

Конструкция ветрогенератора формируется из:

  • рабочего механизма, функционирующего на базе заводского двигателя;
  • электрического блока управления зарядкой;
  • крепежной мачты;
  • соединительных кабелей и проводов;
  • растяжки.
Читать еще:  Что такое xer для двигателя

Рабочий механизм устройства – двигатель постоянного тока, с параметрами 260V, 5A. Такие модели часто используются для комплектации беговых дорожек. Генераторный эффект в системе достигается благодаря тому, что такие двигатели находятся в обратимом положении по отношению к созданному им же электромагнитному полю. Вращательные колебания на валу — мотор автоматически включает функцию генератора.

Подбираем нужные запчасти

Как уже было сказано при наличии гаража набитого различным металлическим хламом, затраты на изготовление ветрогенератора из двигателя стиральной машины своими руками резко снижаются. Основной элемент, с которым нужно разобраться в первую очередь – это генератор. Генерирующий агрегат – это основа вашего самодельного ветряка, но это же, одновременно, и самый дорогой его элемент.

Некоторые «самоделкины» предлагают изготовить генератор из двигателя стиральной машины. В этом есть резон, но также есть и проблема. Двигатель этот придется переделывать, а именно снабжать его магнитным ротором. Тут есть два пути, первый – купить магнитный ротор, второй – изготовить. Мы предлагаем не заморачиваться, и заказать готовый ротор, почему?

  • Для самодельного ротора потребуются специальные неодимовые магниты, которые так и так придется заказывать. А ценник у комплекта таких магнитов такой-же, как и у нового магнитного ротора китайского производства.
  • Сборка самодельного магнитного ротора своими руками сопряжена с определенными проблемами. Нужно будет вырезать специальную форму, и наклеивать каждый магнит очень надежно – это неблагодарная и кропотливая работа.
  • Магниты на роторе нужно располагать под нужным углом, иначе они будут залипать, и генератор перестанет работать. Рассчитать этот угол сложно, да и закрепить магниты в таком положении тяжело.

Обратите внимание! Магнитный ротор для будущего генератора – основная часть расходов, с пересылкой он обойдется примерно в 2-2,5 тыс. рублей.

Магазинный ротор на 2,5Вт идеально подходит к двигателю от современной стиральной машины, там даже особо переделывать ничего не нужно. Сказать к слову, из двигателя стиралки можно сделать не только ветряк, но и, например, зернодробилку, но это уже другая история. Далее нужно обзавестись мачтой, редуктором, длинным валом, шестернями и крыльчаткой. Мы допускаем, что при наличии тех или иных материалов, технические решения могут быть разными, в нашем случае мачта делалась так:

  1. Были взяты несколько секций бывших в употреблении стальных труб на 32 мм и соединены между собой, получилась единая полая конструкция длинной 10 м.
  2. Далее мачта была выкрашена белой краской.
  3. После этого мачта была готова к поднятию на столб. На нем мы закрепили выступающие стальные крепления из уголка с отверстием, чтобы мачта надежно удерживалась вертикально, в то же время, чтобы ничто не препятствовало ее вращению.
Читать еще:  Холодный двигатель набирает большие обороты

Если нефункционирующего столба поблизости не окажется, то нужно будет решать проблему опоры для мачты, поскольку конструкция из труб сама по себе неустойчива. Далее соберем редуктор для ветрогенератора с вертикальной осью вращения, который показан на рисунке ниже.

  • Основная шестерня (5), одетая на мачту, была взята нами от привода водяного насоса.
  • По кругу на шестерни приварены обточенные обрезки арматуры, они же оси (С) – 4 шт.
  • На оси запрессованы подшипники с шестернями (Б).
  • С шестернями (Б) соприкасается одетая на мачту малая шестерня (А) от того же водяного насоса, в то же время по краям шестерни (Б) взаимодействуют с зубцами корпуса редуктора.

Особенность данной конструкции редуктора в том, что его корпус вращается вокруг мачты совершенно свободно вместе с пропеллером. Благодаря этому скорость вращения пропеллера несколько замедляется, что влияет на КПД ветряка, зато конструкция становится более устойчивой и долговечной. Даже при ураганном ветре ветрогенератор не сломается благодаря редуктору, контролирующему обороты пропеллера.

«Камнем преткновения» может стать корпус редуктора (11), из чего его сделать. Специфичный бутылочнообразный корпус с зубцами по кругу должен и размеры иметь подходящие. Мы вышли из положения, приспособив стальной корпус электродвигателя от промышленного насоса, даже резьбу нарезать не пришлось. Под его размеры уже конструировали внутренности редуктора. Вы можете поступить также или изготовить корпус самостоятельно по размерам.

Важно! Чтобы изготовить корпус редуктора потребуется помощь специалиста, поэтому чтобы сэкономить попробуйте приспособить уже готовые корпуса от отслуживших двигателей и насосов.

Еще одна трудность – изготовить крыльчатку. Кстати крыльчатка будет располагаться не перпендикулярно земной поверхности как большинство промышленных ветряков, а горизонтально, поскольку это делает конструкцию проще и надежнее. При этом не потребуется устройство, которое будет направлять крыльчатку по ветру. С этим понятно, понятно и то, что крыльчатка должна быть жестко закреплена к корпусу ротора, но, как и из чего ее изготовить? С этим у нас была целая «эпопея».

  • Сначала мы сделали лопасти крыльчатки из пятислойной фанеры. Может этот материал и подошел бы, будь лопасти покороче. Но так как наша конструкция предполагает длину лопастей минимум 1,5 метра, а лучше 2 м, фанерный пропеллер сломался при порывах ветра в 10-15 м/с.
  • Решая задачу как сделать пропеллер легким и прочным, мы применили обрезки стеклопластикового листа, которые отдали нам друзья. Это очень прочный материал, но в то же время гибкий. Чтобы обеспечить жесткость конструкции, нам пришлось вырезать не три прямоугольные полоски, а шесть и склеить их между собой. А только потом соединить полоски в крыльчатку с длиной каждого крыла 1,6 м. Крыльчатка получилась очень прочная, она даже пережила бурю со скоростью ветра в 37 м/с.
  • Пока делали стеклопластиковый пропеллер, созрела идея сделать пропеллер другого (ортогонального) вида, как показано на картинке ниже. Основу конструкции из легкого дюралюминиевого уголка венчают большие овалы лопастей из окрашенной жести. К сожалению, реализовать идею не удалось из-за нехватки времени, но возможно вы захотите сделать нечто подобное.
Читать еще:  Great wall hover двигатель троит

Далее нам потребуется небольшая шестерня и вал (12, на который ее запрессовывают. Вал мы зафиксируем в специальных креплениях, чтобы он не выскочил, в то же время свободно вращался. И последнее, что нам потребуется – это фланец для соединения вращающегося вала с генератором. Вал мы изготовим из сваренных вместе арматурных прутьев.

Некоторые спросят, а зачем такие сложности, какой-то ротор с кучей шестерней и шестеренок? На самом деле все вполне оправдано, поскольку на большей части территории России очень неравномерная ветряная нагрузка. Ветер часто меняет направление и скорость, что негативно сказывается на механизме стандартного ветряка, который будет часто ломаться, а это неприемлемо. Предложенный нами механизм ветряка из двигателя стиралки гораздо более устойчив и при качественном исполнении будет работать долго.

Конструируем ветряк своими руками

Концепция конструкции определена, запчасти подобраны, на их основе сделан чертеж. Теперь можно приступать к сбору ветряка из двигателя стиралки. Сначала определяемся с местоположением ветряка. Опору нужно ставить на открытом ветреном месте, лучше на холме. Высота опоры должна быть как можно более большой, в нашем случае (как мы уже говорили) мы воспользовались отключенным от коммуникаций деревянным электрическим столбом высотой 10 метров, расположившемся на нашем земельном участке. Далее делаем следующее.

  1. Устанавливаем мачту на опору, на специальные крепления. При установке мы воспользовались монтажными когтями.
  2. Устанавливаем собранный ранее редуктор с крыльчаткой на мачту, убеждаемся в его работоспособности.
  3. Подключаем вал к главной шестерне (5), расположенной на мачте в основании редуктора.
  4. Фиксируем вал в специальные крепежные элементы, описанные выше.
  5. Соединяем вращающийся вал с генератором, который еще раньше необходимо закрепить на стальной опоре, сваренной из уголков вертикально прямо напротив вала. Опору можно изготовить любую, лишь бы она надежно удерживала генератор.
  6. Чтобы генератор не мочило дождем и не засыпало снегом, можно соорудить над ним что-то наподобие будки или прочного навеса. В этом случае он прослужит гораздо дольше.

Вот мы и описали в общих чертах процесс создания ветрогенератора из двигателя стиральной машины. Теперь можно приступать к его испытанию, надеемся, он поможет вам сделать еще один шаг к автономному энергоснабжению вашей дачи или частного дома.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector