Как изготовить ветрогенератор из автомобильного генератора

Основные элементы конструкции

Несмотря на большое разнообразие ветрогенераторов и способов их изготовления, все они состоят из одинаковых конструктивных элементов.

Ветровое колесо

Лопасти считаются одним из важнейших элементов ветровой установки. Их конструкция влияет на работу других узлов генератора. Для изготовления лопастей применяются различные материалы.

Перед изготовлением нужно выполнить расчеты длины лопасти. Если для изготовления берется труба, то ее диаметр должен быть не менее 20 см, при запланированной длине лопасти в 1 метр. Далее труба разрезается на 4 части с помощью лобзика. Одна часть используется для изготовления шаблона, по которому вырезаются остальные лопасти. После этого они собираются на общем диске, и вся конструкция закрепляется на валу генератора. Собранное ветровое колесо необходимо отбалансировать. Балансировка должна выполняться в помещении, закрытом от ветра. Если операция проведена правильно, колесо не будет самопроизвольно вращаться. В случае самопроизвольного вращения лопастей, они подтачиваются до тех пор, пока вся конструкция не придет в равновесие. В самом конце проверяется точность вращения лопастей. Они должны вращаться в одной плоскости, без каких-либо перекосов. Допустимая погрешность составляет 2 мм.

Мачта

Следующим элементом конструкции ветрогенератора является мачта. Чаще всего она изготавливается из старой водопроводной трубы, диаметр которой должен быть не 15 см, а длина – до 7 метров. Если в радиусе 30 метров от запланированного места установки имеются какие-либо сооружения или постройки, в этом случае высота мачты увеличивается.

Для того чтобы вся установка работала максимально эффективно, колесо с лопастями поднимается выше окружающих препятствий не менее чем на 1 метр. После установки основание мачты и колышки для крепления растяжек заливаются бетоном. В качестве растяжек рекомендуется использовать оцинкованный трос, диаметром 6 мм.

Генератор

Для ветровой установки можно использовать любой автомобильный генератор, желательно с более высокой мощностью. Они все обладают идентичной конструкцией и требуют переделки. Подобная переделка автомобильного генератора для ветряка предполагает перемотку проводника статора, а также изготовление ротора с использованием неодимовых магнитов. Чтобы их надежно зафиксировать, требуется высверлить отверстия в полюсах ротора. Установка магнитов выполняется с чередованием полюсов. Сам ротор оборачивается бумагой, а все пустоты, образующиеся между магнитами, заливаются эпоксидной смолой.

В процессе наклейки магнитов должна соблюдаться их полярность. Поэтому ротор подключается к источнику питания. Включенный ротор создает магнитное поле и каждый магнит приклеивается на свое место той стороной, которая притягивается.

Для подключения ротора можно использовать любой блок питания, напряжением 12 вольт и силой тока от 1 до 3 ампер. Подключение осуществляется таким образом, что съемное кольцо, расположенное ближе к клыкам, является минусом, а положительная сторона располагается ближе к концу ротора. Магниты, установленные в промежутки ротора или клыки, вызывают самовозбуждение генератора, и это считается их основной функцией.

В самом начале вращения ротора, магниты начинают возбуждать ток в генераторе, который также поступает на катушку, приводя к увеличению магнитных полей клыков. В результате, генератор выдает ток с еще большей величиной. Получается своеобразный круговорот тока, когда происходит возбуждение генератора и дальнейшее питание собственного ротора, на который установлены электромагнитные полюса. Собранный генератор необходимо опробовать и произвести измерения полученных выходных данных. Если агрегат при 300 оборотах выдает примерно 30 вольт, то это считается нормальным результатом.

Как сделать ветрогенератор своими руками

Создание ветряка из автомобильного генератора предусматривает выполнение нескольких шагов:

Изготавливается ротор. Для его изготовления можно использовать обыкновенное ведро, которое разрезается на 4 равные лопасти вдоль, не дорезая до конца. На каждой части дна просверливается по одному отверстию. На генераторе выполняется то же самое

Важно, чтобы точно соблюдалась симметрия, что позволит избежать дисбаланса. Лопасти также можно вырезать из трубы ПВХ, используя готовый шаблон. Затем они крепятся к металлическому диску болтами.Края лопастей шлифуются, что придает устройству эстетичный вид и снижает шум во время работы
Ротор прикрепляется к генератору болтами.Нужно сильно затянуть болты, чтобы обеспечить надёжность конструкции
Провода присоединяются к генератору, а затем в коробке происходит сбор электрической цепи.Для работы ветрогенератора используются провода с сечением 4 мм²
К мачте крепятся остальные элементы.Ротор крепится к мачте с помощью болтов или путём сварки
Происходит подключение к цепи аккумулятора.

К полученной конструкции подсоединяются провода, которые ведут к устройствам, расходующим энергию (сигнализация, уличное освещение и прочее). Если существует необходимость, в качестве дополнительного элемента можно установить преобразователь напряжения.

Разбор ошибок конструирования

Сборка ветрогенератора в бытовых условиях собственными руками – дело, конечно же, не безошибочное. Даже в конструкциях промышленных ветряков инженерами допускаются ошибки. Но на ошибках учатся, о чём подтверждают вполне состоявшиеся бытовые конструкции.

Итак, среди ошибок при устройстве бытовых ветряных генераторов часто фигурирует такая деталь, как отсутствие в конструкции генератора модуля торможения. Стандартное исполнение таких приборов (автомобильных или тракторных) такой детали не предусматривает. Значит, генератор необходимо дорабатывать.

Однако не каждому «конструктору» хочется заниматься этим тонким делом. Многие игнорируют эту деталь, надеясь на «авось». Как результат – при сильном ветре винт раскручивается до неимоверно высоких скоростей. Подшипники генератора не выдерживают, разбивают посадочные места алюминиевых крышек. Происходит клин ротора.

Разрушенный ветрогенератор по причине недоработок в конструкции. Ошибки конструирования и монтажа подобных конструкций приводят к тяжёлым последствиям

К этой же теме относится недоработка, связанная с отсутствием ограничителя поворота флюгера. Нередко этот компонент попросту забывают установить и вспоминают только тогда, когда потоки ветра начинают раскручивать «петушка» вокруг своей оси, как юлу в передаче «Что? Где? Когда?». Результат плачевный.

Другая примечательная ошибка сборки – неправильный расчёт точки центра тяжести на основании флюгера. В этом случае устройство какое-то время может функционировать нормально. Но со временем образуется перекос на подшипниковом узле, свобода вращения ограничивается, эффективность конструкции по отдаче энергии резко снижается.

Нередко током, полученным от генератора, пытаются напрямую питать аккумуляторную батарею. Совсем скоро начинают удивляться – почему аккумулятор не держит заряд или обнаруживают пробой 2-3 банок.

Это банальная и естественная ошибка, так как в любом случае заряд АКБ должен проходить в условиях определённых токов и напряжений. Здесь нужен контроль этого процесса.

Устройство карусельного ветрогенератора

1. Приборы:
   • автомобильный генератор;
   • аккумулятор;
   • предохранитель;
   • выключатель;
   • реле обратного тока;
   • амперметр.
2. Материалы:
   • провода;
   • фанерные листы;
   • металлические уголки и швеллер;
   • болты и гайки разного размера.
3. Инструменты:
   • дрель;
   • «болгарка» с кругами по металлу;
   • различные гаечные ключи.

1. Монтаж ветрогенератора начнем с изготовления крыльчатки. В устройстве нашего ветряка эта деталь самая сложная в изготовлении и единственная, которую от начала до конца придется сделать самостоятельно. Остальные составляющие, в принципе, готовы, их надо только правильно смонтировать.Схема изготовления показана на рисунке. От вас зависит только легкость и, гасящая толчки, симметричность конструкции. Материалом для лопастей послужит фанера, тонкое листовое железо или пластик. Что есть в достаточном количестве, то и используйте. При выборе листового железа, укрепите лопасть по контуру металлической проволокой, а в случае с фанерой – тщательно покройте олифой.
2. Монтируем вертикальную ось, сделанную из стальной трубы длинной 2 м. Диаметр трубы зависит от размера шариковых подшипников.
3. Из металлических полос толщиной 5 мм. делаем крестовины для крепления лопастей.
4. Внизу трубы крепим шкив для передачи вращения от установки к генератору.
5. Укрываем приборы от осадков. Использовать можно любой ящик или коробку.
6. Крепим к оси крестовину ротора, тщательно измерив расстояние до каждой лопасти. Покрываем ротор масляной краской.
7. По схеме изготавливаем станину. Для устойчивости конструкции бетонируем опоры.Для расположения карусельного ветрогенератора выбирайте открытое, возвышенное место. Поток воздуха должен свободно перемещаться в радиусе 40-50 м.

Обслуживание ветрогенератора и меры безопасности

При использовании ветрогенератора следует учитывать следующие моменты по обслуживанию и безопасности:

1. Мачта с установленным генератором должна иметь заземление. При использовании фабричных изделий повреждение молнией может стать причиной отказа в гарантийном обслуживании.
2. При запуске запрещается использовать генератор в роли двигателя (для ускоренной раскрутки).
3. Не рекомендуется эксплуатация установок при ветре со скоростью более 5 м/с. Это особенно касается заводских изделий.
4. Регулярно (через каждые 400 часов работы) нужно добавлять смазку в подшипники ротора. Через 1200 часов подшипники рекомендуется промывать керосином и набивать новым смазочным веществом.
5. Проводить осмотр и подтяжку контактных групп и крепежей генератора. При искрении коллектора выполнить его шлифовку наждачной бумагой.
6. Устанавливать аккумуляторную батарею на расстоянии не больше 25 метров от мачты. Батарея должна располагаться в контейнере или помещении с температурой от +5ºС. Помещение для батареи должно проветриваться, поскольку при зарядке выделяется взрывоопасный газ.
7. Для разъединения устройств должен применяться щиток с переключателями.

 Загрузка …

Как изготовить ротор

При изготовлении ветрогенератора необходимо учесть, что ротор автомобильного генератора оснащен обмоткой электромагнитного возбуждения. Если все делать своими руками, его конструкцию допускается упростить. Можно убрать коллектор, перемотать обмотки статора, что позволит трансформировать агрегат в тихоходный. Рекомендуется переделать железный ротор.

Схема ротора с обмоткой для самодельного ветряка

На вал ротора обязательно вытачивается немагнитная алюминиевая насадка. На нее устанавливают специальный бандаж из стальной трубы. Это необходимо делать с небольшим натягом. На поверхности бандажа делают разметку и при помощи суперклея устанавливают прямоугольники из неодимовых магнитов, придерживаясь чередования полюсов. Между данными элементами заливают эпоксидную смолу, что позволяет выровнять поверхность.

Такой ветрогенератор будет вырабатывать достаточное количество энергии только при частоте вращения 6000 оборотов за минуту. Чтобы сделать его продуктивным и при 600 об./мин., необходимо увеличить обмотку статора в пять раз. Одновременно необходимо уменьшить и само сечение привода.

Чтобы ветряк работал эффективнее, необходимо использовать самодельный генератор для ветряка, применяя неодимовые магниты. Их наклеивают на агрегат с небольшим перекосом, что предотвращает залипание. Лопасти данного ветряка должны иметь большой размер. Для уменьшения магнитного поля рекомендуется перебрать пластины статора, выровнять их, после чего собрать обратно.

Изготовление лопастей пропеллера

Достаточно лёгким и простым видится изготовление лопастей винта генератора из пластиковой трубы диаметром 150-200 мм.

Для описываемой конструкции домашнего ветрогенератора были сделаны (вырезаны) три лопасти. Материал: 152-миллиметровая сантехническая труба. Длина каждой лопасти – 610 мм.

ЛОПАСТИ

Лопасти для пропеллера домашнего ветрогенератора. Элементы пропеллера изготовлены из обычной сантехнической трубы, что широко используется в хозяйстве ЖКХ

Сантехническая труба изначально отрезается по размеру длины с небольшим запасом на обработку. Затем отрезанный кусок рассекается по осевой линии на четыре одинаковых части.

Каждая часть вырезается по несложному шаблону рабочей пропеллерной лопасти. Все кромки резов необходимо тщательно зачистить – отполировать для лучшей аэродинамики.

Элементы пропеллера ветрогенератора – пластиковые лопасти, закрепляются на шкиве, собранном из двух отдельных дисков. Шкив насаживается на вал мотора и притягивается винтом.

Та часть ступицы, на которой крепятся лопасти, имеет диаметр 127 мм. Другая часть – шестерня, в диаметре имеет размер 85 мм. Обе детали ступицы не изготавливались специально.

СТУПИЦЫ

Закреплённые на ступице лопасти винта домашнего ветряка. Собранный из подручных деталей и готовый к установке на домашний ветрогенератор простейший винт

Металлический диск и шестерню удалось найти в старом техническом хламе. Но диск был без отверстия под вал, а шестерня имела малый диаметр. Объединением этих деталей в единое целое удалось решить проблему соотношения массы и диаметра.

После закрепления лопастей, осталось лишь закрыть торец ступицы пластиковым обтекателем (опять же для аэродинамики).

Пошаговое описание процесса переделки

Переделывает автомобильный генератор за несколько доступных шагов

• 1-й шаг. Изготовить новый вал из немагнитного материала, например, титана на подобии старого.
• 2-й шаг. Перемотать статор автогенератора, увеличив количество витков в семь раз, а диаметр уменьшить. Это нужно, чтобы увеличить генерацию энергии на малых оборотах.
• 3-й шаг. Изготовить новый ротор можно или из алюминиевого ведра, разделив на 4 лопасти, или вырезать из водопроводной трубы. Прикрепить к генератору болтами.
• 4-й шаг. Установить бандаж, например, из трубы, и приклеить парное число неодимовых магнитов, чередуя полюса.

Эксплуатация и безопасность

Ветрогенератор из автомобильного генератора, как и все технические устройства, требует периодического контроля и обслуживания. Можно выделить следующие необходимые операции при эксплуатации ветрогенератора:

Уделяйте внимание состоянию токосъёмника. Раз в несколько месяцев щётки генератора требуется чистить, смазывать и регулировать;
Обязательно проводить ревизию крепления мачты к фундаменту, а также состояние растяжек;
Если появляются какие-то мелкие неисправности лопастей, их нужно тут же устранять

Кроме того, нужно проводить постоянный контроль балансировки лопастей;
Подшипники генератора и поворотных механизмов требует регулярной смазки;
Один раз в 3─4 года металлические элементы ветрогенератора следует перекрашивать;
Один раз в полгода следует проверять изоляцию электрооборудование и проводки.

Принцип работы и устройство

В основу работы положено использование целой гибридной системы, которая занимается преобразованием кинетической энергии в переменный ток.

Мотор работает исключительно на силе магнитного отталкивания от торцов электромагнитов. Для этого создается индукционное поле, которое позволяет продуцировать электрический импульс из магнитных колебаний.

Самая примитивная конструкция генераторов Адамса содержит следующие элементы:

1. Генератор – представляет собой герметично закрытую цилиндрическую емкость, внутри которой создается электромагнитное поле, за счет воздействия наружных катушек.
2. Конвертер-преобразователь напряжения – генерирует электричество, путем преобразования магнитных импульсов в переменный ток.
3. Аккумуляторные батареи – накапливают полученный заряд, позволяя использовать его в любое удобное время.

Главный конструктивный элемент – безредукторный генератор прямого вращения, который по своей структуре многополюсный. По его внешнему краю располагаются магниты, количество которых подбирается индивидуально, в зависимости от желаемой мощности. В процессе создания электрического поля генератор вращается вокруг своей оси, вырабатывая КПД не менее 91%. Генераторы хорошо соединяются друг с другом, что позволяет получать автономные электросети абсолютно без затрат. Это выгодно в том случае, когда мощность одного генератора не превышает 5 кВт, а для полноценного обеспечения электричеством требуется не менее 10 кВт.

Работа генератора под нагрузкой продемонстрирована на видео

[su_youtube url=»https://www.youtube.com/embed/MgR9i3oLrfQ?feature=oembed»]

Какой выбрать генератор для ветряка

Бытовые ветряки должны быть малошумные. Поэтому, лучше использовать в качестве генератора для ветроустановок малооборотный (тихоходный) двигатель. Такой двигатель способен совершать от 350 до 700 оборотов в минуту. Кроме того, низкооборотный двигатель можно использовать даже на однолопастном ветряке. Также малооборотистый генератор можно делать из шагового двигателя.

Чтобы повысить обороты ветряка можно использовать мультипликатор: он позволит ускорить вращение лопастей в 5-10 раз.

Существует большое количество различных электрогенераторов, выбирать которые следует с учетом собственных предпочтений

Особой популярностью пользуются дисковые двигатели на неодимовых магнитах. Магниты, при этом, могут быть разных размеров и, соответственно, мощности. Изготавливается такой генератор достаточно просто, но себестоимость его достаточно высока.

Многие делают маломощный генератор из бензогенератора, автомобильного или тракторного генератора, аккумулятора от шуруповерта. При этом следует учитывать, что на конструкцию с генератором из тракторного и автогенератора нужно будет установить редуктор, понижающий обороты.

Пошаговое описание процесса переделки

Переделывает автомобильный генератор за несколько доступных шагов

• 1-й шаг. Изготовить новый вал из немагнитного материала, например, титана на подобии старого.
• 2-й шаг. Перемотать статор автогенератора, увеличив количество витков в семь раз, а диаметр уменьшить. Это нужно, чтобы увеличить генерацию энергии на малых оборотах.
• 3-й шаг. Изготовить новый ротор можно или из алюминиевого ведра, разделив на 4 лопасти, или вырезать из водопроводной трубы. Прикрепить к генератору болтами.
• 4-й шаг. Установить бандаж, например, из трубы, и приклеить парное число неодимовых магнитов, чередуя полюса.

Описание конструкции

Для загородного дома можно сделать ветрогенератор из автомобильного генератора на 12 В. Это будет устройство с горизонтально вращающимися лопастями. Даже на безветренных просторах конструкция работает отлично. Помимо генератора понадобится:

• аккумулятор 12В, гелевый или кислотный;
• преобразователь переменного тока 12-220В;
• реле автомобиля для зарядки аккумулятора;
• болты с шайбами;
• проводка сечением 2,5 кв. мм и 4 кв. мм;
• хомуты для крепления.

Ветряная установка довольно требовательна к правильности исполнения, поэтому будет отлично, если найдется чертеж роторного ветряка со схемой, чтобы не работать вслепую. В рабочей электрической схеме будет присутствовать:

1. Резистор.
2. Обмотки стартера генератора.
3. Ротор.
4. Регулятор напряжения.
5. Реле обратного тока.
6. Предохранитель.
7. Аккумулятор.
8. Амперметр.
9. Выключатель.

Все это должно соединяться в правильном порядке, поэтому обязательно нужно раздобыть электрическую схему.

Принцип работы

Устройство состоит из ротора с лопастями, электрогенератора, мачты для установки, инверторов, аккумулятора, контролёра заряда, проводов, по которым проходит электроэнергия. Мачта может быть с растяжками и без них. В зависимости от типа сооружения, иногда она способна опускаться для профилактики или ремонта устройства.

Ветрогенератор — устройство для преобразования энергии силы ветра в электрическую

Работа ветрогенератора включает в себя 5 основных этапов:

1. Ветер раскручивает ротор или лопасти.
2. Происходит соединение электрогенератора и ротора.
3. Выработанная энергия поступает сначала на контролёр заряда, а после этого на аккумулятор.
4. Затем она проходит к инверторам и преобразуется из 12 в 220 Вольт (или из 24 в 380 Вольт).
5. Электроэнергия подаётся в сеть.

Мощности ветрогенератора хватает для уличного освещения, сигнализации и других устройств

Лучше купить или собрать самому?

Не каждый загородный дом удается обеспечить электроэнергией, поэтому владельцы участков зачастую покупают генераторы, которые становятся основным или дополнительным источником энергии. Одно такое устройство обходится в 10000-15000 рублей, иногда даже больше, в зависимости от моделей. В целях экономии никто не запрещает сделать генератор для дома своими руками, который будет работать от ветра, но насколько это будет целесообразно и практично? Чтобы понять это, нужно рассмотреть все за и против. Сначала все позитивные стороны такого варианта:

• это экономично и дешево;
• можно сделать модель для своих нужд;
• можно использовать старые детали от другой техники.

На этом все прелести решения заканчиваются и приходится столкнуться с суровой реальностью. Для того чтобы создать даже самый простенький самодельный ветрогенератор, понадобятся практические навыки в работе с электроникой и электросхемами. Также обязательно хоть что-то знать о сборке и разборке двигателей, желательно иметь базовые знания о работе ротора и статора.

Ветрогенератор своими руками

В наличии должен быть инструмент для сборки схем и других работ с электротехникой. Большинство важных компонентов для генератора придется брать из старой техники, а если таковой нет в наличии, докупать с рук. И даже если удастся собрать самодельный генератор для частного дома, не факт, что он сгодится в качестве постоянного источника питания. Самоделка будет годна для зарядки аккумуляторов и обеспечения энергией бытовой техники. Но если этого будет вполне достаточно, то стоит попробовать. В ином случае лучше купить фабричный ветряк.