Из автогенератора ветрогенератор: Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками

Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками

Ветряки — перспективная альтернатива для традиционной энергетики. Энергия ветра, преобразованная в электричество, обещает стать дешёвой, просто добываемой и малозатратной. А если брать во внимание счета, которые приходят сейчас за электричество, то в целях экономии стоит попытаться собрать собственный ветрогенератор, согласны?

Есть реальные примеры создания установок, вырабатывающих приличный объем энергии. Тем не менее возможности ветряков пока существенно опережают конкурентов, способных противостоять традиционному способу добычи электричества.

Мы представили руководство, следуя которому вы сможете собрать ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками. В предложенной к ознакомлению статье подробно разобраны распространенные ошибки, которые допускают при конструировании ветряков. Для наглядности статья сопровождается тематическими фото- и видеоматериалами.

Содержание статьи:

• О самодельных ветряках для дома
• Технология сборки ветрогенератора
  • Шаг #1. Винт ветряной электростанции
  • Шаг #2. Изготовление мачты из трубы
  • Шаг #3. Как сделать алюминиевый флюгер
  • Шаг #4. Установка и подключение ветрогенератора
• Фото-пример сборки ветряка по шагам
• Разбор ошибок конструирования
• Выводы и полезное видео по теме

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 , чтобы иметь возможность снимать с клемм генератора какое-то значение электрической энергии.

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

Пример из практики бытового применения ветряных генераторов. Удачно разработанная и вполне эффективная практическая конструкция ветряка. Установлен трёхлопастной винт, что редкость для бытовых аппаратов

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.

Крыльчатка от вентилятора легкового автомобиля, которая будет использована в качестве винта ветряной домашней установки. Лёгкость и большая полезная площадь для воздушной силы позволяют применять такие варианты

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 , рекомендуемой нами к ознакомлению.

Технология сборки ветрогенератора

Оптимальной основой для генератора домашнего ветряка видится модель АТ-700, взятая от трактора серии ДТ. Правда этот тракторный генератор в его изначальном виде рассчитан на частоту вращения ротора до 6000 об/мин. Под конструкцию домашнего ветряка такой параметр явно чрезмерный.

Есть два выхода из положения:

1. Применить какой-нибудь редуктор-мультипликатор, дающий требуемое передаточное отношение.
2. Перемотать существующую обмотку статора  АТ-700 под малые обороты.

В принципе, оба варианта модернизации прибора достижимы. Но, судя по отзывам состоявшихся конструкторов, вариант с перемоткой обмотки статора более приемлем. Тем более если учитывать вес самого генератора АТ-700, достигающий 6 кг.

Тракторный генератор АТ-700. Многочисленные проекты в бытовой сфере разрабатывались на базе именно этого устройства, обладающего высокой отдачей по току. Но требуется небольшая модернизация

Если прибор дополнить редуктором, вес общего модуля увеличится вдвое. А это важный параметр для конструкции ветряка. Вес всегда стремятся уменьшить.

При использовании в конструкции ветряка генератора К 701 потребуется некоторая модернизация:

Галерея изображений

Фото из

Для того чтобы подготовить генератор К 701 к использованию в конструкции самодельного ветряка, его нужно разобрать и переделать под решаемые задачи

Если нет необходимости в перемотке статора, его проводку просто разъединяют, чтобы собрать звездой

Для крепления магнитов в «зубцах» ротора сверлят отверстия диаметром 8 мм

В сформированные в роторе отверстия вклеивают магниты, чередуя отрицательный полюс с положительным

В зависимости от строения статора и числа катушек производится перемотка, если в этом действии имеется реальная необходимость. Если состояние в норме, то эту работу можно не выполнять

Перед предстоящей сборкой выводят три провода для подключения дополнительного диодного моста

Выведенные наружу провода от дополнительного диодного моста подключаются к щеткам ротора

По завершению сборки генератор стоит протестировать на работоспособность. Желательно прокрутить хотя бы на токарном станке. Если все шаги выполнены правильно, то он должен развивать номинальную мощность

Разборка автогенератора для переделки

Переделка соединений автогенератора

Установка магнитов в выступы ротора

Ротор и статор подготовлены к установке

Перемотка катушки статора по мере необходимости

Подготовка к соединению деталей

Сборка усовершенствованного генератора

Тестирование доработанного генератора

Шаг #1. Винт ветряной электростанции

Материалом для изготовления лопастей винта служит поливная алюминиевая труба (d = 200 мм) длиной 0,7 – 1,0 м. Изначально её разрезают вдоль на четыре отрезка, а затем из двух или трёх полученных частей вырезают лопасти требуемой формы.

Так как алюминий – материал, хорошо поддающийся обработке, вырезать из куска трубы нужную форму лопасти не проблема. Главное – правильно рассчитать и нарисовать шаблон.

Изготовленные лопасти будущего винта необходимо как-то скрепить и насадить на вал генератора. Эта работа более сложная, требует точного баланса и особенно при выполнении трехлопастной конструкции. Есть масса вариантов изготовления диска винта. Один из них – создание этой детали из алюминиевых пластин.

Потребуется рассчитать диаметр диска винта с учётом метровой длины лопастей. Для размаха крыла в 2 метра, расчётный диаметр диска может составлять 150-200 мм. На основании рассчитанного диаметра из листового алюминия вырезается необходимое количество круглых пластин (6-7 шт.).

Пример изготовления винта ветряного генератора из двухсотмиллиметровой алюминиевой трубы, применяемой на сельскохозяйственных полях для полива урожая. Получается лёгкая и эффективная конструкция

Вырезанные круглые пластины накладывают друг на друга, выравнивают по кромкам и скрепляют. Для скрепления лучше всего использовать качественный эпоксидный клей. Но не исключены также иные методы крепежа.

На готовом склеенном диске необходимо в центральной точке разметить и просверлить отверстие под крепление на валу генератора. Отверстие доработать шпоночным пазом под размер шпонки, установленной на валу ротора генератора.

Приготовленный таким способом пропеллерный диск размечают под крепление лопастей. По намеченным линиям сверлят отверстия для болтов крепления кронштейнов. Эти детали тоже делаются алюминиевыми с подбором по толщине, достаточной для компенсации передаваемых усилий.

Останется приложить изготовленные ранее лопасти к диску в намеченных точках соединения, сбалансировать их на ровной поверхности и закрепить болтами.

Шаг #2. Изготовление мачты из трубы

Тракторный генератор АТ-700, оснащённый самодельным винтом, уже представляет собой реальный ветряк. С целью получения максимального эффекта от конструкции, её желательно поднять метров на 5-7 и к тому же обеспечить круговое перемещение на 360°.

Поэтому флюгер-ветряк ставят на мачту, которую проще всего изготовить на базе металлической трубы.

Установленная мачта из металлической трубы диаметром 50 мм с ветряным генератором наверху. Для обеспечения устойчивости мачты применяются растяжки из металлического троса

Мачта высотой 5-7 метров, оснащённая наверху ветрогенератором, будет испытывать значительные нагрузки. Соответственно диаметр металлической трубы нужен достаточно большой — не менее 50 мм по наружному размеру.

Крепление мачты выполняется за счёт четырёх тросовых растяжек, закреплённых сверху ближе к ветряку и растянутых в противовес друг другу.

Под верхний обрез трубы-мачты, во внутреннюю область, запрессовывается пара подходящих подшипников или крепится каким-то иным способом. Это будет опорный крутящийся блок, куда встанет флюгер с генератором и винтом. Остаётся сделать сам флюгер и установить на него всё необходимое оборудование.

Шаг #3. Как сделать алюминиевый флюгер

Флюгерную конструкцию, на одном конце которой место под автомобильный генератор с винтом, а на другом — место под «хвостовик», рекомендуется делать из лёгкого прочного материала.

Например, алюминиевая труба прямоугольного профиля подошла бы под основание в самый раз. В качестве крепежа генератора к профильной трубе удобнее применить хомуты из мягкой металлической ленты (лучше нержавеющей).

Пример возможного крепления корпуса генератора на профильной трубе флюгера. Здесь используется металлическая рама с передним и задним кронштейнами под болтовое соединение

Хвост флюгера можно соорудить из того же алюминиевого листа и закрепить его к профильной трубе уголками. В точке центра тяжести, на профильной трубе, необходимо укрепить металлический штырь из нержавейки.

Эта деталь – в виде длинного болта (250-300 мм), диаметром около 30 мм (рассчитывается), проходит поперёк сквозь тело профильной алюминиевой трубы и закрепляется снизу гайкой. Поверх гайки ставится контргайка.

Диаметр резьбы болта должен быть чуть меньше внутреннего диаметра колец подшипников, запрессованных в трубе-мачте. В центре болта, по его оси, просверливается отверстие 7-10 мм. Сквозь это отверстие будет пропускаться электрический кабель от генератора и по трубе уходить вниз к месту подключения.

Шаг #4. Установка и подключение ветрогенератора

После всех описанных приготовлений (обязательно в условиях безветренной погоды) приступают к установке:

1. На основании флюгера крепят хомутами тракторный генератор.
2. Поднимают мачту от земли на 1,5 – 2 метра и устанавливают флюгер опорным болтом на подшипники.
3. Одновременно пропускают кабель от генератора сквозь тело болта и дальше внутри трубы до нижней точки выхода.
4. Также чуть ниже флюгерного основания жёстко устанавливают ограничитель, позволяющий вращаться флюгеру на 360° в одну или другу сторону, но не более того.
5. Поднимают мачту окончательно и укрепляют тросовыми растяжками.
6. Подключают концы кабеля к приёмному устройству (обычно через к аккумуляторной батарее).

На этом конструирование ветрового генератора можно считать завершённым. Однако есть ещё масса отдельных деталей процесса, с которыми придётся столкнуться в период применения устройства.

Структурная схема полноценной ветряной установки: 1 – ветряк, 2 – конвертер заряда АКБ; 3 – аккумулятор автомобильный; 4 – инвертор 24/220; 5,6 – выходы напряжений 220В и 24В

Эти детали связаны уже с автоматикой, регулирующей накопление и распределение энергии. Такие устройства как контроллер заряда, инвертор тока и прочие, являются обязательными компонентами ветровых генераторов.

Фото-пример сборки ветряка по шагам

Рассмотрим пример сооружения ветряка на 24 В, собранного на базе автомобильного генератора. Самоделка начинает стабильно работать при силе ветра 5 м/с. В средне-ветреную погоду с порывами от 15 м/с установка поставляет от 8 до 11 А, в дни с сильными ветрами КПД увеличивается. Мощность не более 300 Вт.

Галерея изображений

Фото из

На каждый полюс ротора ( их 24 штуки) устанавливаем и заливаем эпоксидной смолой по два магнита размером 20×5×5мм

Старый автомобильный генератор перед сборкой самоделки надо очистить от ржавчины. Желательно покрасить краской по металлу, исключающей дальнейшее ржавление

Статор перед последующей сборкой перематываем. Для перемотки используем провод сечением 0,56 мм. Наматываем в зависимости от числа катушек, число витков от 33 до 39

Закрепляем подготовленный к работе генератор на выполненной из профиля металлической раме. Ее тоже нужно покрасить

По размеру генератора вырезаем треугольную алюминиевую деталь, к которой будут крепиться лопасти. В примере их вырезали из остатков канализационной ПВХ трубы

Для защиты деталей генератора от воздействия внешней среды заливаем перемотанный статор эпоксидной смолой. После застывания окрашен краской, оберегающей от появления ржавчины

Традиционное для автогенераторов соединение, выполненное в форме треугольника, переделываем в звезду. От нее отводим три проводника к диодному мосту

Собираем самодельный ветрогенератор. К его валу, выполненному из металлической трубы, крепим подшипники и деталь, на которой болтами зафиксированы лопасти

Шаг 1: Заливка магнитов на роторе эпоксидкой

Шаг 2: Чистка ротора от ржавчины и окислов

Шаг 3: Перемотка статора автомобильного генератора

Шаг 4: Фиксация генератора на металлической раме

Шаг 5: Подготовка лопастей с крепежной деталью

Шаг 6: Обработка деталей генератора

Шаг 7: Соединение проводки звездой

Шаг 8: Установка лопастей самодельного ветряка

Фактически вся работа выполнена, остается соединить разрозненные компоненты полезной в быту установки:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 9: Установка контроллера ветрогенератора

Шаг 10: Устройство хвостовой части ветряка

Шаг 11: Крепление лопасти к хвосту

Шаг 12: Проверка работоспособности ветряка

Сооруженная своими руками установка развивает 24 В, применять ее можно для зарядки аккумуляторов мобильной техники и для поставки энергии в линии освещения с энергосберегающими светильниками.

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.

Минимум ущерба  – перекручивание и обрыв электрического кабеля, а в тяжёлых случаях – разнос всей конструкции.

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.

О том, как , узнаете из предложенной нами статьи.

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.

Домашним мастерам, заинтересованным темой , предлагаем ознакомиться еще с одним оригинальным вариантом. В предложенной статье описано изготовление генерирующей установки из бросовых деталей стиралки.

Выводы и полезное видео по теме

Даже обычный электрический шуруповёрт может стать ветряком, если знать основы устройства ветрогенератора.

Интерес к ветрогенераторам не снижается. Напротив, этот вариант добычи электрической энергии всё чаще рассматривается на уровне владельцев загородной недвижимостью.

Очевидно, если совмещать сразу несколько видов энергии – ветра, солнца, гидротурбин или атомных станций, такое совмещение может дать экономический эффект. При этом риски пользователя остаться без электричества сводятся к нулю.

Хотите рассказать о том, как собственноручно собрали ветряк для обеспечения электричеством дачи? Желаете поделиться полезными сведениями, не упомянутыми в статье? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, делитесь впечатлениями, только вам известными техническими нюансами и фото по теме статьи.

Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора без переделки своими руками

Самым доступным готовым генератором для сборки ветрогенератора является автомобильный. Его можно купить почти даром на авторазборке. Проблема только в том, что он генерирует энергию только при возбуждении обмотки ротора. По этой причине изготовить из него полноценный ветрогенератор можно переделав немного якорь, или же запитав обмотку возбуждения. Рассмотрим, как это делается вторым способом.

Материалы:

• Автомобильный генератор 24 В;
• стальной квадрат 20х20 мм;
• трубы 50 мм, 20 мм;
• кругляк 20 мм;
• полоса 20 мм;
• листовая сталь 3-5 мм;
• подшипники –2 шт.;
• профильная труба 20х40 мм;
• пластиковая канализационная труба 110 мм;
• винты, гайки, болты.

Процесс изготовления ветрогенератора

Чтобы генератор мог работать без автомобиля, нужно обеспечить питание его обмотки возбуждения напрямую от аккумулятора. Для этого к графитовым щеткам припаиваются провода, которые в дальнейшем нужно будет проложить до батареи.

Затем нужно сварить раму крепления генератора. С ее помощью он будет удерживаться на вехе. Рама сваривается из квадрата. На ней предусматриваются крепежные кронштейны под штатные проушины генератора.

Чтобы установить раму с генератором на веху, необходимо приварить к ней трубку, и впрессовать в нее два подшипника. На этот узел будет большая нагрузка, поэтому нужно сделать две точки опоры.

К трубке с подшипниками приваривается отрезок полосы с втулкой, на которую будет устанавливать поворотный хвост. Он нужен, чтобы направлять лопасти по ветру. Возможность поворота позволит ему регулировать положение так, чтобы лопасти не раскручивались слишком сильно. Это предохранит генератор и остальное оборудование от поломок.

Для крепления хвоста, из кругляка делается палец, который будет входить во втулку. В нем с торца делается отверстие и нарезается резьба, чтобы он фиксировался болтом с шайбой, и не выпадал из втулки. К пальцу приваривается основание хвоста из отрезка профильной трубы.

На ней просверливаются отверстия для крепления хвостовой лопасти.

Затем нужно заняться каркасом крыльчатки. Он представляет собой диск из листовой стали. Его нужно просверлить для крепления к валу генератора, а также под кронштейны пяти лопастей. Последние делаются из стальной полосы, и также просверливаются.

Затем делается крепление к вехе. Оно представляет собой диск с приваренным валом, который будет вставляться в подшипники. Диск просверливается в нескольких местах, чтобы прикручивать его к вехе. В валу с торца делается отверстие, и в нем нарезается резьба. Она потребуется, чтобы закручивать болт с шайбой, предотвращающий выпадение крепления с обоймы с подшипниками.

Лопасти крыльчатки и лопасть хвоста вырезаются из пластиковой канализационной трубы.

Чем они будут короче, тем выше обороты генератора получаться. Но если ветер слабый, то вращать его смогут только длинные лопасти. Лучше изначально делать их большими, а потом в результате экспериментов укорачивать до приемлемого размера.

Ветрогенератор собирается и устанавливается на веху как можно выше, там, где воздушные потоки ничего не останавливает. От аккумулятора необходимо запитать обмотку возбуждения, чтобы запустить генерацию.

В итоге заряд, который пойдет на батарею обратно, будет больше, чем потребляет обмотка. За счет этой разницы аккумулятор и сможет подзаряжаться.

Смотрите видео

Ветрогенератор на 220В полностью своими руками — https://sdelaysam-svoimirukami.ru/7727-vetrogenerator-na-220v-polnostju-svoimi-rukami.html

Типы генераторов ветряных турбин и конструкция для ветроэнергетики

Типы генераторов ветряных турбин

Ветряная турбина состоит из двух основных компонентов, и, рассмотрев один из них, конструкцию лопасти ротора в предыдущем уроке, мы можем теперь посмотреть с другой стороны, генератор ветряных турбин или WTG , который представляет собой электрическую машину, используемую для выработки электроэнергии. Электрический генератор с низкой частотой вращения используется для преобразования механической мощности вращения, производимой энергией ветра, в полезную электроэнергию для снабжения наших домов и является сердцем любой ветровой энергетической системы.

Преобразование вращательной механической энергии, генерируемой лопастями несущего винта (известной как первичный двигатель), в полезную электрическую энергию для использования в бытовых электросетях и осветительных приборах или для зарядки аккумуляторов может осуществляться любым из следующих основных типов вращательных электрические машины, обычно используемые в ветроэнергетических установках:

• 1. Машина постоянного тока (DC), также известная как Dynamo
• 2. Синхронная машина переменного тока (AC), также известная как 0014 Генератор переменного тока
• 3. Индукционная машина переменного тока, также известная как генератор переменного тока

Все эти электрические машины представляют собой электромеханические устройства, работающие по закону электромагнитной индукции Фарадея. То есть они действуют за счет взаимодействия магнитного потока и электрического тока, или потока заряда. Поскольку этот процесс является обратимым, одну и ту же машину можно использовать в качестве обычного электродвигателя для преобразования электрической энергии в механическую или в качестве генератора, преобразующего механическую энергию обратно в электрическую.

Индукционный генератор ветровой турбины

Электрические машины, наиболее часто используемые для ветряных турбин, действуют как генераторы, при этом синхронный генератор и асинхронный генератор (как показано) обычно используются в более крупных системах ветряных турбин. Обычно в небольших или самодельных ветряных турбинах используется низкоскоростной генератор постоянного тока с постоянными магнитами или динамо-машина, поскольку они маленькие, дешевые и их намного проще подключить.

Так имеет ли значение, какой тип электрического генератора мы можем использовать для производства энергии ветра? Что ж, простой ответ — и да, и нет, поскольку все зависит от типа системы и приложения, которое вы хотите. Выход постоянного тока низкого напряжения от генератора или динамо-машины старого типа можно использовать для зарядки аккумуляторов, в то время как синусоидальный выход переменного тока с более высоким напряжением от генератора переменного тока можно подключить непосредственно к местной электросети.

Кроме того, выходное напряжение и потребляемая мощность полностью зависят от имеющихся у вас приборов и от того, как вы хотите их использовать. Кроме того, расположение генератора ветровой турбины, будет ли ветровой ресурс поддерживать его постоянное вращение в течение длительных периодов времени, или скорость генератора и, следовательно, его мощность будут меняться вверх и вниз в зависимости от имеющегося ветра.

Производство электроэнергии

Ветряной генератор — это то, что производит электричество путем преобразования механической энергии в электрическую. Давайте внесем ясность: они не производят энергии и не производят больше электроэнергии, чем количество механической энергии, используемой для вращения лопастей ротора. Чем больше «нагрузка» или электрическая нагрузка на генератор, тем больше механической силы требуется для вращения ротора. Вот почему генераторы бывают разных размеров и производят разное количество электроэнергии.

В случае «генератора ветровой турбины» ветер давит прямо на лопасти турбины, что преобразует прямолинейное движение ветра во вращательное движение, необходимое для вращения ротора генератора, и чем сильнее давит ветер, тем сильнее можно получить больше электроэнергии. Затем важно иметь хорошую конструкцию лопастей ветряной турбины, чтобы извлекать как можно больше энергии из ветра.

Все электрические турбинные генераторы работают благодаря эффекту прохождения магнитного поля через электрическую катушку. Когда электроны проходят через электрическую катушку, вокруг нее создается магнитное поле. Точно так же, когда магнитное поле проходит мимо катушки с проволокой, в катушке индуцируется напряжение, определяемое законом магнитной индукции Фарадея, заставляющим течь электроны.

Простой генератор с использованием магнитной индукции

Тогда мы можем видеть, что при перемещении магнита мимо единственного контура провода внутри контура провода индуцируется напряжение, известное как ЭДС (электродвижущая сила), благодаря магнитному полю проводника. магнит.

Когда в проводной петле индуцируется напряжение, электрический ток в виде потока электронов начинает течь по петле, генерируя электричество.

Но что, если бы вместо одной отдельной петли провода, как показано, у нас было бы много петель, намотанных вместе на один и тот же каркас, чтобы сформировать катушку проволоки, гораздо большее напряжение и, следовательно, ток можно было бы генерировать для той же величины магнитного потока.

Это связано с тем, что магнитный поток пересекает большее количество проводов, создавая большую ЭДС, и это основной принцип закона электромагнитной индукции Фарадея, и генератор переменного тока использует этот принцип для преобразования механической энергии, такой как вращение от ветряной турбины или гидроэлектростанции. турбины, в электрическую энергию, производящую синусоидальную форму волны.

Итак, мы видим, что есть три основных требования к производству электроэнергии, а именно:

• Катушка или набор проводников
• Система магнитного поля
• Относительное движение между проводниками и полем

Тогда чем быстрее вращается катушка с проводом, тем больше скорость изменения, с которой магнитный поток отсекается катушкой, и тем больше ЭДС индукции внутри катушки. Точно так же, если магнитное поле сделать сильнее, ЭДС индукции будет увеличиваться при той же скорости вращения. Таким образом: ЭДС индукции ∝ Φ*n. Где: «Φ» — поток магнитного поля, а «n» — скорость вращения. Также полярность генерируемого напряжения зависит от направления магнитных линий потока и направления движения проводника.

Существует два основных типа электрических генераторов и генераторов переменного тока: генератор с постоянными магнитами и генератор раневого поля . Оба типа состоят из двух основных частей: статора и ротора .

Статор является «неподвижной» (отсюда и название) частью машины и может иметь в своей конструкции либо набор электрических обмоток, образующих электромагнит, либо набор постоянных магнитов. Ротор – это часть машины, которая «вращается». Опять же, ротор может иметь выходные катушки, которые вращаются, или постоянные магниты. Как правило, генераторы и генераторы переменного тока, используемые для генераторов ветряных турбин, определяются тем, как они генерируют свой магнетизм, будь то электромагниты или постоянные магниты.

Нет реальных преимуществ и недостатков обоих типов. В большинстве бытовых ветряных турбин на рынке используются постоянные магниты в конструкции турбогенератора, которые создают необходимое магнитное поле при вращении машины, хотя в некоторых все же используются электромагнитные катушки.

Электродвигатель с постоянными магнитами YaeTek, 24 В постоянного тока, 350 Вт.. .

Эти высокопрочные магниты обычно изготавливаются из редкоземельных материалов , таких как неодимовое железо (NdFe) или самарий-кобальт (SmCo), что устраняет необходимость в обмотках возбуждения для обеспечения постоянное магнитное поле, что приводит к более простой и прочной конструкции.

Преимущество обмотки возбуждения состоит в том, что ее магнетизм (и, следовательно, мощность) согласуется с изменяющейся скоростью ветра, но для создания необходимого магнитного поля требуется внешний источник энергии.

Теперь мы знаем, что электрический генератор обеспечивает преобразование энергии между механическим крутящим моментом, создаваемым лопастями ротора, называемым первичным двигателем, и некоторой электрической нагрузкой, будь то зарядка аккумуляторов или рассеивание энергии при сбросе нагрузки.

Механическое соединение ветрогенератора с лопастями ротора осуществляется через главный вал, который может быть либо простой прямой передачей, либо с помощью редуктора для увеличения или уменьшения скорости генератора относительно скорости вращения лопастей.

Использование редуктора позволяет лучше согласовать скорость генератора со скоростью турбины, но недостатком использования редуктора является то, что как механический компонент он подвержен износу, снижая эффективность системы. Однако прямой привод может быть более простым и эффективным, но вал и подшипники ротора генератора подвергаются полному весу и вращательной силе лопастей ротора.

Кривая мощности генератора ветровой турбины

Таким образом, тип генератора ветряной турбины, необходимый для конкретного места, зависит от энергии, содержащейся в ветре, и характеристик самой электрической машины. Все ветряные турбины имеют определенные характеристики, связанные со скоростью ветра.

Генератор (или генератор переменного тока) не будет производить выходную мощность до тех пор, пока его скорость вращения не превысит скорость его включения, когда сила ветра на лопастях ротора достаточна для преодоления трения, а лопасти ротора разгоняются до такой степени, что генератор может начать производить полезную мощность.

При превышении этой скорости включения генератор должен генерировать мощность, пропорциональную кубу скорости ветра ( K.V ³  ), пока не достигнет максимальной номинальной выходной мощности, как показано на рисунке.

При превышении этой номинальной скорости ветровая нагрузка на лопасти ротора будет приближаться к максимальной силе электрической машины, и генератор будет производить максимальную или номинальную выходную мощность по мере достижения окна номинальной скорости ветра.

Если скорость ветра продолжает увеличиваться, генератор ветряной турбины остановится в точке отключения, чтобы предотвратить механические и электрические повреждения, что приведет к нулевой выработке электроэнергии. Применение тормоза для остановки генератора из-за его повреждения может быть либо механическим регулятором, либо электрическим датчиком скорости.

Купить ветряной генератор, такой как ветряной генератор ECO-WORTHY 400 Вт для зарядки аккумулятора, непросто, и необходимо учитывать множество факторов. Цена — лишь один из них. Обязательно выберите электрическую машину, соответствующую вашим потребностям. Если вы устанавливаете систему, подключенную к сети, выберите генератор сетевого напряжения переменного тока.

Если вы собираетесь установить систему на основе аккумуляторов, поищите генератор постоянного тока для зарядки аккумуляторов. Также примите во внимание механическую конструкцию генератора, такую ​​как размер и вес, скорость работы и защиту от окружающей среды, так как весь свой срок службы он будет установлен на вершине столба или башни.

В следующем уроке о Генераторах ветряных турбин мы рассмотрим машины постоянного тока и то, как мы можем использовать генератор PMDC для производства электроэнергии из энергии ветра. Чтобы узнать больше о «Генераторах ветряных турбин» или получить дополнительную информацию об энергии ветра о различных доступных системах генерации ветряных турбин, или изучить преимущества и недостатки энергии ветра, щелкните здесь, чтобы получить копию одного из лучших «Ветряные турбины». Путеводители» сегодня напрямую от Amazon.

YaeTek 400W Генератор ветровой турбины DC 24V Wind…

Малый генератор ветряной турбины Marsrock 12 В переменного тока…

Стартер ветряного генератора высокой производительности…

Трехфазный генератор переменного тока с бесщеточным постоянным магнитом…

Все о генераторах переменного тока Delco для использования в ветряных генераторах — Windy Nation Inc.

Вы наверняка задавали себе несколько из следующих вопросов:

• Почему автомобильные генераторы подходят для ветроэнергетики?
• Какие доработки необходимы, чтобы из автомобильного генератора сделать практичный ветрогенератор?
• Почему генераторы Delco так популярны?
• Какие лопасти WindyNation лучше всего подходят для ветряных генераторов, использующих PMA типа Delco?

Что ж, возможно, мы сами задали последний вопрос! Но в любом случае, если у вас когда-либо возникали вопросы об использовании переоборудованных автомобильных генераторов, у вас есть шанс прочитать об этом все.

Во всем мире становится все более популярным найти энтузиастов ветроэнергетики, использующих в своих интересах избыточные запасы генераторов переменного тока или двигателей, изначально предназначенных для других целей, кроме производства электроэнергии из ветра. В Австралии и Новой Зеландии двигатели стиральных машин Fisher & Paykel пользуются огромной популярностью, поскольку в этих стиральных машинах используются большие двигатели с постоянными магнитами. В Северной Америке компания Ametek, Inc. известна своими лентопротяжными двигателями, которые до недавнего времени были широко доступны и чрезвычайно популярны для изготовления ветряных генераторов.

Но, пожалуй, ни один другой бренд не упоминается так часто, когда речь идет о малой ветроэнергетике, как бренд генераторов постоянного магнита Delco.

Почему генераторы Delco так популярны?

Название Delco происходит от Dayton Engineering Laboratories Co, давнего поставщика General Motors Company. Delco имеет длинную и легендарную историю, включая разработку первой надежной системы зажигания от батареи. Компания была включена в ряд более крупных мегакорпораций, производящих сотни жизненно важных компонентов для автомобилей американского производства. И хотя GM продолжает использовать торговую марку Delco, в том числе для своего подразделения запчастей ACDelco, компания значительно изменилась с момента своего основания.

С начала 80-х годов в американской автомобильной промышленности было огромное количество избыточных производственных мощностей, которые часто уходили на производство множества компонентов, которые не обязательно использовались в автомобилях. Эти генераторы переменного тока, которые не нашли места под капотом, все же нашли способ быть полезными. Для энтузиастов ветроэнергетики Delco пережила ренессанс. Автомобильные генераторы переменного тока стали чрезвычайно популярными и относительно экономичными для использования в небольших ветряных генераторах.

Большинство генераторов ACDelco, проданных специально для использования в качестве ветряных генераторов, были перепрофилированы или отремонтированы. Причина этого в том, что автомобильный генератор Delco работает в другом наборе условий при использовании в ветряной турбине — по крайней мере, по сравнению с генератором переменного тока с постоянными магнитами.

Какие модификации необходимы?

Статор автомобильного генератора переменного тока намотан для работы на очень высоких оборотах, главным образом потому, что генератор переменного тока в автомобиле может вращаться мощным двигателем с высокой частотой вращения. Частота вращения автомобильного генератора Delco примерно в три раза превышает частоту вращения коленчатого вала автомобильного двигателя. Коленчатый вал автомобиля обычно работает на частоте 1000-4000 об/мин. По этой причине автомобильный генератор Delco рассчитан на хорошее зарядное напряжение и силу тока при частоте вращения 3000-12000 об/мин.

Для сравнения, небольшая ветряная турбина с ротором диаметром примерно 60 дюймов может развивать скорость до 850 об/мин при скорости ветра 25 миль в час! 850 об/мин намного ниже порога для стандартного автомобильного генератора Delco даже для начала зарядки 12-вольтовой аккумуляторной батареи!

При использовании автомобильного генератора Delco в качестве ветрогенератора абсолютно необходимо модифицировать генератор для работы на низких оборотах. Это достигается с помощью двух сложных модификаций:

1. В одной обмотки статора стандартного автомобильного генератора Delco заменены на статор с большим количеством витков провода меньшего сечения.
2. Мощные неодимовые магниты размещены на роторе, что дает большую выходную мощность, чем стандартные магниты.

[Если вы новичок в ветроэнергетике, вам следует прочитать нашу статью «Как выбрать двигатель», чтобы узнать, почему частота вращения и напряжение так важны для правильной зарядки аккумулятора]

Где я могу купить качественные генераторы переменного тока Delco для ветряных турбин?

Есть несколько надежных и ответственных компаний, которые продают эти популярные генераторы переменного тока Delco или типа Delco, которые были модифицированы для использования в качестве ветряных генераторов. Единственное, что мы бы особенно рекомендовали, это WindBluePower (www.windbluepower.com) .

WindBlue производит высококачественные генераторы переменного тока Delco с постоянными магнитами (PMA), и они этичны и честны в том, как они оценивают и представляют вероятную выходную мощность этих PMA. Они делают это в основном, представляя кривую мощности, демонстрирующую выходную мощность их генераторов переменного тока под нагрузкой. Это контрастирует с некоторыми другими перепродавцами модифицированных PMA Delco, которые представляют только показания напряжения холостого хода, что является практически бесполезным показателем выходной мощности PMA.

Для получения дополнительной информации о том, почему напряжение холостого хода не является справедливой оценкой выходной мощности PMA, ознакомьтесь с Терри Галионом из TLG Windpower и его полезными подкастами о практической ветроэнергетике в сети Green Talk Network.

Имейте разумные ожидания

Когда речь идет о генераторах переменного тока Delco, очень важно иметь разумные ожидания относительно мощности, которую вы будете производить от этих устройств. Другими словами, вы не должны ожидать чуда выработки энергии от Delco PMA по той простой причине, что количество энергии, которое может производить ветрогенератор или генератор переменного тока, зависит от:

1. Количество меди, которое можно поместить в статор
2. Количество/размер мощных неодимовых магнитов, которые можно поместить на ротор.

Автомобильный генератор переменного тока Delco размером примерно с дыню, поэтому существует предел того, сколько меди и магнитов может поместиться внутри него.

Возможно, что более важно, автомобильный генератор был разработан для установки под капотом автомобиля. Мы делаем это замечание не для того, чтобы критиковать их качество или даже их применимость в качестве ветрогенераторов. Это простой факт, что технические характеристики автомобильного генератора резко отличаются от характеристик ветрогенератора. Например, автомобильный генератор не будет защищен от непогоды, так как он обычно хорошо защищен от дождя и тумана, поскольку находится под капотом автомобиля. Во-вторых, как мы обсуждали выше, статор должен быть перемотан, чтобы получить напряжение, подходящее для зарядки аккумулятора. В-третьих, автомобильный генератор не обязательно должен быть высокоэффективным при выработке электроэнергии, потому что он приводится в действие двигателем автомобиля, который может производить не менее 100 л. с. (76000 Вт!).

Отличный способ научиться собирать ветрогенератор

Тем не менее, нас воодушевляют тысячи людей, изучающих основы ветроэнергетики на PMA Delco и действительно производящих значительное количество электроэнергии с помощью таких устройств.

Мы протестировали лопасти WindyNation на нескольких различных типах генераторов WindBlue, и мы написали этот следующий раздел с намерением создать полезный ресурс для клиентов, которые могут быть заинтересованы в использовании алюминиевых лопастей ветряных турбин WindyNation с генератором WindBlue.

Мы протестировали несколько комплектов наших лезвий на машинах WindBlue серий 540 и 520 PMA. Все тесты проводились с использованием 12-вольтовой аккумуляторной батареи в качестве нагрузки.

Таблица 1: WindBlue 540, используемый с 28-дюймовыми лопастями WindyNation HyperSpin (набор из 3 шт.)