Електрогенератор, зроблений своїми руками: порядок збирання. З чого зібрати потужний саморобний генератор електроенергії Генератор своїми руками в домашніх умовах 220

Безперебійне забезпечення електроенергією – це запорука комфортного життяв будь-який час року.

Для організації автономного живлення житла часто використовують асинхронний генератор, який також можна зробити своїми руками.

Що це таке

Асинхронний генератор – це пристрій змінного струму, який за допомогою принципу роботи асинхронного двигунаможе виробляти електричну енергію. Його ще називають індукційним. Асинхронний електрогенератор забезпечує швидкий поворот ротора, швидкість обертання при цьому набагато більша, ніж, якби їх обертав синхронний аналог пристрою. Звичайний асинхронний електродвигун змінного струму може використовуватися як генератор без додаткових налаштувань або перетворень схеми.

Область використанняасинхронного генератора досить широка:

1. Їх застосовують як двигуни для вітрових електростанцій;
2. З метою забезпечення автономного харчування будинку чи квартири або як мініатюрні ГЕС-станції;
3. як інверторний (зварювальний) генератор;
4. Для організації безперебійного живленнявід змінного струму.

При цьому однофазний асинхронний генератор повинен бути включений за допомогою напруги, що входить. Зазвичай пристрій підключають до живлення. Але деякі моделі можуть працювати самостійно, самозбудженням, за допомогою послідовного підключення конденсаторів.
Відео: пристрій асинхронного двигуна

Принцип роботи

Асинхронний електричний генератор виробляє електричну енергію, коли швидкість обертання ротора швидше синхронна. У звичайного генератора цей показник знаходиться в межах 1800 оборотів в хвилину, при цьому характеристики синхронної швидкості близько 1500 об/хв.

Принцип роботи асинхронного генератора заснований на перетворенні механічної енергії в енергію струму, тобто електричну. Для того щоб ротор почав крутитися і виробляти струм, потрібен досить сильний момент, що крутить. Ідеальним, на думку електриків, вважається так званий "вічний холостий хід", при якому підтримується рівна швидкість обертання протягом усієї роботи асинхронного генератора.

Як зробити самому

Купити асинхронний генератор - це дороге задоволення, тим більше, що можна його зробити самостійно. Принцип роботи простий, головне забезпечити себе необхідними інструментами.

1. Відповідно до принципу дії пристрою, Вам потрібно налаштувати генератор так, щоб швидкість його обертання була вищою, ніж оберти двигуна. Для цього підключаємо електродвигун до мережі та заводимо його. Щоб обчислити швидкість обертання двигуна потрібно використовувати тахогенератор або тахометр;
2. До отриманого значення потрібно додати 10%. Скажімо, технічні характеристики двигуна 1200 об/хв, отже, генератор повинен мати 1320 об/хв (1200*0,1 % = 120, 120 + 1200 = 1320 об/хв);
3. Далі, переробка асинхронного двигуна в генератор включає підбір необхідної ємності для використовуваних конденсаторів (кожен конденсатор між фазами аналогічний попередньому);
4. Слідкуйте за тим, щоб ємність не була занадто великою, інакше асинхронний генератор буде нагріватися;
5. Підбираєте конденсатори, необхідних забезпечення певної швидкість обертання, розрахунок якої проводився вище. Їх установка вимагає особливої ​​уваги, дуже важливо, щоб вони були ізольовані за допомогою спеціальних покриттів.

На цьому облаштування генератора на базі двигуна закінчено. Тепер його можна встановлювати як джерело енергії. Важливо пам'ятати, що пристрій із короткозамкненим ротором виробляє досить високу напругу, тому якщо Вам потрібен показник 220 В, є сенс встановити понижувальний трансформатор.

Ось так виглядає схема, як зробити вітрогенератор з асинхронного двигуна, тут основні відмінності полягають у швидкості обертання та в принципі включення. Як приклад представляємо Вам схему вітряної ГЕС, яку включає асинхронний бензиновий генератор.

При цьому потрібно відзначити, що він не працює з самозапитуванням, у більшості випадків, для включення такого генератора використовується спеціальний мотоблок або блок управління за типом замку запалювання.

Відео: робимо асинхронний генератор з однофазного двигуна - Частина 1

Частина 2

Частина 3

Частина 4

Частина 5

Частина 6

Як генератор з невеликою потужністю можна застосовувати навіть однофазні асинхронні двигуни від побутових електроприладів - пральних машин Geko, дренажних насосіві т. д. Як і двоопорний двигун, двигун від таких пристроїв потрібно підключати паралельно їх обмотці. Ще один спосіб це використовувати конденсатори зсуву фази. Вони не завжди відрізняються потрібною потужністютому потрібно буде її збільшити до необхідних показників. Такий простий генератор можна використовувати для живлення лампочок чи модемів. Якщо трохи переробити схему, Вам вдасться підключити цей автономний прилад навіть до обігрівача або електричної пічки. Також можна зробити подібний генератор на постійних магнітах.

1. Будь-який асинхронний генератор (бензогенератор, електричний, безщітковий) вважається пристроєм з підвищеним рівнем небезпеки, тому постарайтеся його ізолювати;
2. Кожен автономний генератор обов'язково має бути оснащений додатковими вимірювальними пристроями, щоб фіксувати дані про його роботу. Це має бути частотометр або тахометр, а також вольтметр;
3. Бажано облаштувати генератор кнопками включення та вимкнення;
4. Даний тип електрогенератора, обов'язковому порядку, заземляється;
5. Будьте готові до того, що ККД асинхронного генератора падатиме на 30, а іноді і на 50 % – це явище неминуче при перетворенні механічної енергії на електричну;
6. Замінити пристрій при необхідності можуть синхронні безщіткові генератори типу ГС-200 або ГС-250, асинхронні АІР 63, ЕСС 5-93-4у2 (75 кВт), та інші, ціна яких від 30 000 рублів у Красноярську та від 35 000 у Москві;
7. Дуже важливим є тепловий режим асинхронного генератора. Як і ДВЗ він може нагріватися від холостого ходу, слідкуйте за температурою пристрою.

Постійне та безперебійне забезпечення електрики в будинку – запорука приємного та комфортного проведення часу у будь-яку пору року. Щоб організувати автономне харчування заміської ділянки, нам доведеться вдатися до мобільних установок - електрогенераторів, які в останні роки особливо популярні через великий асортимент найрізноманітніших потужностей.

Сфера використання

Багато хто цікавиться, як зробити електрогенератор для дачної ділянки? Про це ми розповімо нижче. Застосовуємо в більшості випадків асинхронний генератор змінного струму, який вироблятиме енергію для роботи електроприладів. В асинхронному генераторі швидкість обертання роторів, ніж у синхронному та ККД буде вищою.

Втім, силові установки знайшли своє застосування в ширшому колі як відмінний засіб для видобутку енергії, а саме:

• Їх застосовують на вітрових електростанціях.
• Використовуються як зварювальні агрегати.
• Забезпечують автономну підтримку електрики в будинку нарівні із мініатюрною ГЕС.

Включається агрегат за допомогою вхідної напруги. Найчастіше для запуску пристрій підключають до живлення, але це не зовсім логічне і раціональне рішеннядля міні-станції, яка сама повинна виробляти електрику, а не споживати її для запуску. Тому останніми роками активно виробляються генератори із самозбудженням чи послідовним перемиканням конденсаторів.

Як працює електрогенератор

Асинхронний генератор електроенергії виробляє ресурс, якщо швидкість обертання двигуна швидше синхронного. Найпростіший генератор працює на параметрах від 1500 оборотів.

Він виробляє енергію, якщо ротор при старті швидше працює, ніж синхронна швидкість. Різниця між цими показниками називається ковзання та обчислюється у відсотковому співвідношенні щодо синхронної швидкості. Проте, швидкість статора набагато вища, ніж частота обертання ротора. За рахунок цього утворюється потік заряджених частинок, що змінюють полярність.

Дивимося відео, принцип роботи:

При збудженні підключений пристрій електрогенератора бере контроль над синхронною швидкістю, самостійно керуючи ковзанням. Енергія, що виходить зі статора, проходить по ротору, проте, активне харчування вже перемістилося в котушки статора.

Основний принцип роботи електрогенератора зводиться до перетворення механічної енергії на електричну. Щоб запустити ротор для вироблення енергії, потрібен сильний момент, що крутить. Найадекватнішим варіантом, за словами електриків, є «вічний хід вхолосту», який підтримує одну швидкість обертання протягом роботи генератора.

Чому використовується асинхронний генератор

На відміну від синхронного генератора, асинхронний має величезну кількість переваг та переваг. Основним фактором вибору асинхронного варіанта став низький клірфактор. Високий показник клірфактора характеризує кількісну наявність найвищих гармонік у вихідній напрузі. Вони викликають марне нагрівання двигуна і нерівномірність обертання. Синхронні генераторимають величину клірфактора на рівні 5-15%, асинхронних він не перевищує 2%. Їх цього випливає, що асинхронний генератор енергії виробляє лише корисну енергію.

Трохи про асинхронний генератор та його підключення:

Не менш вагомою перевагою даного виду електрогенератора є повна відсутність обмоток, що обертаються, і електронних деталей, чутливих до пошкоджень і зовнішнім факторам. Отже, даний видапаратів не схильний до активного зносу і прослужить довше.

Як зробити генератор своїми руками

Пристрій асинхронний генератор змінного струму

Придбання асинхронного електрогенератора – недешеве задоволення для середньостатистичного жителя нашої країни. Тому багато умільців вдаються до вирішення питання про самостійного збиранняапарату. Принцип роботи, як і конструкції, досить простий. За наявності всіх інструментів складання не займе більше 1-2 годин.

Відповідно до принципу дії електрогенератора, слід налаштувати все обладнання так, щоб обертання були швидше, ніж обороти двигуна. Щоб це зробити, слід підключити двигун до мережі та завести його. Для обчислення кількості обертів за хвилину використовуйте тахометр або тахогенератор.

Визначивши значення швидкості обертання двигуна, додайте до нього 10%. Якщо швидкість обертання 1500 оборотів за хвилину, тоді генератор повинен працювати на 1650 оборотах.

Тепер потрібно переробити асинхронний генератор під себе, використовуючи конденсатори необхідних ємностей. Для визначення типу та ємності використовуйте таку табличку:

Таблиця ємності ДЛ

Сподіваємося, як зібрати електрогенератор своїми руками вже зрозуміло, але зверніть увагу: ємність конденсаторів не повинна бути дуже завищеною, інакше генератор, що працює на дизельному паливі, сильно грітиметься.

Встановіть конденсатори згідно з розрахунком. Встановлення потребує достатньої уваги. Переконайтеся в хорошій ізоляції, за потреби використовуйте спеціальні покриття.

На базі двигуна процес збирання генератора завершений. Тепер його можна використовувати як необхідне джерело енергії. Пам'ятайте, що у випадку, коли пристрій має короткозамкнений ротор і виробляє досить серйозну напругу, яка перевищує 220 вольт, необхідно встановити трансформатор, що знижує, який стабілізує напругу на необхідному рівні. Пам'ятайте, щоб усі прилади в будинку працювали, має бути суворий контроль саморобного електрогенератора на 220 вольт за напругою.

Дивимося відео, етапи робіт:

Для генератора, який працюватиме на малих потужностях, з метою економії можна використовувати асинхронні двигуни з однією фазою від старих або непотрібних побутових електроприладів, наприклад, пральних машин, дренажних насосів, газонокосарок, бензопил і т.д. Мотори від таких побутових приладівслід підключати паралельно до обмотки. Як варіант, можна використовувати конденсатори, що зсувають фази. Вони досить рідко відрізняються за необхідної потужності, Тому потрібно її збільшення до необхідних показників.

Подібні генератори дуже добре показують себе при необхідності живлення лампочок, модемів та інших дрібних приладів зі стабільною активною напругою. За певних знань можна підключити електрогенератор до електропічки або обігрівача.

Готовий до експлуатації генератор слід встановити так, щоб на нього не впливали опади та довкілля. Подбайте про додатковий кожух, який захистить установку від несприятливих умов.

Практично кожен асинхронний генератор, чи це безщітковий, електричний, бензиновий або дизельний генератор, він вважається приладом з достатньо високим рівнемнебезпеки. Поводьтеся з таким обладнанням дуже акуратно і тримайте завжди захищеним від зовнішнього погодного та механічного впливу або виготовте для нього кожух.

Дивимося відео, слушні поради спеціаліста:

Будь-який автономний агрегат слід оснащувати спеціальними вимірювальними приладами, які будуть фіксувати та відображати дані про ефективність роботи. Для цього можна використовувати тахометр, вольтметр та частотомір.

• Обладнайте генератор кнопкою включення та вимкнення по можливості. Для запуску можна використати ручний старт.
• Деякі електрогенератори потрібно заземлювати перед використанням, уважно оцініть територію та виберіть місце для встановлення.
• При перетворенні механічної енергії на електроенергію, іноді коефіцієнт корисної дії може падати до 30%.
• Якщо не впевнені в силах або боїтеся зробити щось не так, радимо придбати генератор у відповідному магазині. Іноді ризики можуть обернутися вкрай плачевно.
• Слідкуйте за температурою асинхронного генератора та його тепловим режимом.

Підсумки

Незважаючи на свою простоту реалізації, саморобні електрогенератори – це дуже кропітка робота, яка потребує повної зосередженості на конструкції та правильному підключенню. Доцільне складання з фінансової точки зору лише, якщо у вас вже є працездатний та непотрібний двигун. В іншому випадку ви віддасте за основний елемент установки більше половини її вартості, і загальні витрати можуть суттєво перевищити ринкову вартість генератора.

Тепер ви знаєте, як зробити електрогенератор і якщо твердо вирішили створити його, сподіваємося, ви отримали відповіді на всі питання перед початком складання і тепер з повним багажем знань можете приступати до роботи.

Насамкінець хотілося запропонувати вам складання чудового винаходу одного студента-інженера. Це слабенький, генератор, який може врятувати вас у скрутну хвилину без витрачання коштів навіть на паливо.

generatorvolt.ru

Саморобний генератор. Усі способи своїми руками

Спосіб 1

В Інтернеті знайшов статтю про те, як переробити генератор автомобіля на генератор із постійними магнітами. Чи можна використовувати цей принцип і переробити генератор власноруч із асинхронного електродвигуна? Можливо, що будуть великі втратиенергії, не таке розташування котушок.

Двигун асинхронного типу у мене на напругу 110 вольт, обороти – 1450, 2,2 ампера, однофазний. За допомогою ємностей я не беруся робити саморобний генератор, оскільки будуть великі втрати.

Пропонується користуватися простими двигунами за такою схемою.

Якщо змінювати двигун чи генератор із магнітами округлої форми від динаміків, то чи треба їх встановлювати в краби? Краби – це дві металеві деталі, які стоять на якорі зовні котушок збудження.

Якщо магніти надягати на вал, то вал шунтуватиме магнітні силові лінії. Як тоді буде збудження? Котушка також розташована на валу з металу.

Якщо поміняти приєднання обмоток і зробити паралельне з'єднання, розігнати до оборотів вище за нормальні значення, то виходить 70 вольт. Де взяти механізм для таких обертів? Якщо перемотувати його на зменшення обертів і нижче живлення, то надто впаде потужність.

Двигун асинхронного типу із замкнутим ротором – це залізо, яке залите алюмінієм. Можна взяти саморобний генератор від автомобіля, у якого напруга 14 вольт, сила струму 80 ампер. Це непогані дані. Двигун з колектором на змінний струм від пилососа або пральної машиниможна застосувати для генератора. На статор встановити підмагнічування, знімати напругу постійного струму зі щіток. По найбільшому ЕРС змінити кут щіток. Коефіцієнт корисної дії прагне нуля. Але краще, ніж генератор синхронного типу, не винайшли.

Вирішив спробувати саморобний генератор. Однофазний асинхронний мотор від прання малюка крутив дрилем. Підключив до нього ємність 4 мкФ, вийшло 5 вольт 30 герц і струм 1,5 міліампера на коротке замикання.

Не кожен електромотор можна використовувати як генератор таким методом. Є мотори зі сталевим ротором, що мають малий ступінь намагніченості на залишку.

Необхідно знати різницю між перетворенням електричної енергії та генерацією енергії. Перетворити 1 фазу на 3 можна декількома способами. Один із них – це механічна енергія. Якщо електростанцію від'єднати від розетки, пропадає все перетворення.

Звідки візьметься рух дроту з підвищенням швидкості, зрозуміло. Звідки магнітне поле буде для отримання ЕРС у дроті – не зрозуміло.

Пояснити це просто. Через механізм магнетизму, що залишився, утворюється ЕРС у якорі. Виникає струм у обмотці статора, який замкнутий на ємності.

Струм виник, отже, дає посилення на електрорушійну силу на котушках роторного валу. Струм, що з'явився, дає посилення електрорушійної сили. Електрострум статорний утворює електрорушійну силу набагато більше. Це до встановлення рівноваги статорних магнітних потоків і ротора, і навіть додаткові втрати.

Розмір конденсаторів розраховують так, що на висновках напруга досягає номінального значення. Якщо воно маленьке, то знижують ємність, підвищують. Були сумніви щодо старих моторів, які нібито не порушуються. Після розгону ротора мотора або генератора треба тицьнути швидко в будь-яку фазу малою кількістю вольт. Все прийде у нормальний стан. Зарядити конденсатор до напруги рівної половини ємності. Увімкнення проводити вимикачем із трьома полюсами. Це стосується 3-фазного мотора. Така схема використовується для генераторів вагонів пасажирського транспорту, тому що у них ротор короткозамкнутий.

Спосіб 2

Саморобний генератор можна зробити і по-іншому. Статор має хитру конструкцію (має спеціальне конструкторське рішення), є можливість регулювання напруги виходу. Я зробив генератор своїми руками такого виду на будівництві. Двигун брав потужністю 7 кВт на 900 оборотів. Обмотку збудження я підключив за схемою трикутника на 220 В. Запустив його на 1600 оборотів, конденсатори були на 3 на 120 мкФ. Включалися вони контактором із трьома полюсами. Генератор діяв як випрямляч із трьома фазами. З цього випрямляча харчувалася електричний дрильз колектором на 1000 Вт, і пила дискова на 2200 Вт, 220 В, болгарка 2000 Вт.

Доводилося виготовляти систему м'якого пуску, інший резистор із закороченою фазою через 3 секунди.

Для моторів із колекторами це неправильно. Якщо вдвічі підвищити частоту, що обертає, то зменшиться і ємність.

Також підвищиться частота. Схема ємностей відключалася в автоматичному режимі, щоб не використовувати тор реактивності, не витрачати пальне.

Під час роботи необхідно натиснути на статор контактора. Три фази розібрав їх через непотрібність. Причина криється у високому зазорі та збільшеному розсіюванні поля полюсів.

Спеціальні механізми з подвійною клітиною для білки та косими очима для білки. Все-таки я отримав з моторчика прання 100 вольт і частоту 30 герц, лампа на 15 Вт не хоче горіти. Дуже слабка потужність. Треба брати сильніше, або конденсаторів більше ставити.

Під вагонами використовується генератор з короткозамкненим ротором. Його механізм приходить від редуктора та на ремінну передачу. Оберти обертання 300 оборотів. Він перебуває як додатковий генератор навантаження.

Спосіб 3

Можна сформулювати саморобний генератор, електростанцію на бензині.

Замість генератора використовувати 3-фазний асинхронний двигун на 1,5 кВт на 900 оборотів. Електродвигун італійський, може підключатися трикутником і зіркою. Спочатку я поставив двигун на підставу з двигуном постійного струму, приєднав до муфти. Почав крутити двигун на 1100 оборотів. Виникла напруга 250 вольт на фазах. Підключив лампочку на 1000 ват, напруга відразу впала до 150 вольт. Напевно, це від фазного перекосу. На кожну фазу слід включати окреме навантаження. Три лампочки по 300 Вт не зможуть знизити напругу до 200 вольт, теоретично. Можна поставити більше конденсатор.

Оберти двигуна треба робити більше, при навантаженні не знижувати, тоді живлення мережі буде постійним.

Необхідна значна потужність, автогенератор такої потужності не дасть. Якщо перемотати великий камазовський, то з нього не вийде 220 В, оскільки магнітопровід буде перенасичений. Він був сконструйований на 24 вольти.

Сьогодні збирався пробувати приєднати навантаження через 3-фазний блок живлення (випрямляч). У гаражах світло відключили, не вийшло. У місті енергетиків систематично відключають світло, тож треба робити джерело постійного живлення електрикою. Для електрозварювання є навішування, що підчіплюється до трактора. Для підключення електричного інструментуПотрібен постійне джерело напруги на 220 В. Була думка сконструювати саморобний генератор своїми руками, і інвертор до нього, проте, на акумуляторних батареях не довго можна опрацювати.

Нещодавно увімкнули електрику. Підключав асинхронний двигун з Італії. Поставив його з мотором бензопили на раму, скрутив разом вали, поставив гумову муфту. Котушки з'єднав за схемою зірки, конденсатори трикутником, по 15 мкф. Коли запустив двигуни, то на виході живлення не вийшло. Приєднував конденсатор, заряджений до фаз, напруга виникла. Свою потужність 1,5 кВт двигун видав. При цьому напруга живлення знизилася до 240 вольт, на неодружених оборотах було 255 вольт. Шліфмашинка від нього нормально працювала на 950 Вт.

Пробував підвищити обороти двигуна, але не виходить збудження. Після контакту конденсатора з фазою напруга виникає одразу. Спробуватиму ставити інший двигун.

Які конструкції систем за кордоном виготовляються для електростанцій? На 1-фазних відомо, що ротор має обмотку, перекосу фаз немає, так як одна фаза. У 3-фазних є система, яка дає регулювання потужності при приєднанні до неї двигунів з максимальним навантаженням. Ще можна приєднати інвертор для зварювання.

У вихідні хотів зробити саморобний генератор своїми руками із підключенням асинхронного двигуна. Вдалою спробою зробити саморобний генератор виявилося підключення старого двигуна з корпусом із чавуну на 1 кВт та на 950 оборотів. Двигун збуджується нормально, з однією ємністю на 40 мкФ. А я встановив три ємності та підключив їх зіркою. Цього вистачило для запуску електродрилі, болгарки. Хотів, щоб вийшла напруга на одній фазі. Для цього підключав три діоди, напівміст. Згоріли люмінесцентні лампи для освітлення, і підгоріли пакетники в гаражі. Намотуватиму трансформатор на три фази.

elektronchic.ru

Як зробити бензогенератор своїми руками на 220 вольт і що для цього потрібне?

Користу від свого бензогенератора шукати немає потреби, вона лежить на поверхні.

Власники гаражів, дачних ділянок, приватних будинків (за умови, що ці об'єкти мають ненадійне енергозабезпечення або зовсім не електрифіковані) давно оцінили переваги резервного електроживлення.

Навіть якщо ви живете в котеджному селищі із нормальним підведенням електрики, можливі аварійні ситуації. Пропадання енергії на тривалий час призведе до псування продуктів у холодильнику влітку та порушень у роботі опалювального котла взимку.

Тому багато домовласників купують промислові генератори, вартість яких не назвеш економною.
Ще один напрямок для мобільних електростанцій – туризм, експедиції та виконання робіт за допомогою електроінструменту в автономному режимі.

Цей корисний прилад не відноситься до занадто складних пристроїв, тому бензогенератор можна зібрати своїми руками, в тому числі і на 220 ст.

Зрозуміло, що головна причина такого рішення – прагнення економити. Якщо ви купуватимете компоненти для мобільної електростанції в магазині – витрати на деталі перевищать економію на складання.

Тому рентабельним саморобний бензогенератор стане лише за наявності умовно безкоштовних компонентів.

Найдорожчими запчастинами є: привід (бензиновий двигун) та електромотор, який виступить у ролі генератора. Саме їх необхідно підібрати з наявного в запасниках «мотлоху».

Яку силову установку можна підібрати для генератора?

Насамперед – потужність. У мобільних енергоустановках застосовується таке співвідношення: на кожен кіловат електроенергії, що виробляється (не в піковому, а в штатному режимі) подається 2-3 л/с двигуна.

Важливо! Ця пропорція працює при грамотно підібраних компонентах та мінімальними втратами. Слід пам'ятати, що навіть найдешевший генератор із «Піднебесної» спроектований інженерами.

Як правило, бензогенератори розробляються в комплексі, тобто під певний двигун розробляється генеруючий елемент. Для саморобної установки слід вибирати коефіцієнт 2-4 л/с на 1 кіловат енергії. В іншому випадку, при повному навантаженнідвигун швидко вийде з ладу.

Насправді, збираючи електростанцію «з того, що було», домашні фахівці часто встановлюють пару мотор/генератор без попереднього розрахунку. Деколи зустрічаються варіанти «зрощування» досить потужного двигуна, з нагоди купленого за пляшку самогону у знайомого прапорщика, з моторчиком від швейної машинки. І навпаки.
Рекомендується зібрати максимально багато технічної інформації про компоненти, перш ніж розраховувати їхню сумісність.

Важливо! При розрахунку пари генератор/двигун слід враховувати кінцеву потужність навантаження (з урахуванням електричного обважування та втрат на перетворенні), а не чисту потужність на обмотці генератора.

Двигун від бензопили або тримера

Невибагливий механізм дуже простий в обслуговуванні. Як правило, двотактний.
У такій схемі є як переваги, і недоліки. З одного боку, вас не турбує питання, яке масло заливати в бензогенератор (воно додається в бензин, як на старих мопедах). Технічне обслуговування фактично відсутнє як клас.

З іншого боку - висока витратапалива та різкий запах з глушника. Відведення вихлопних газів від бензогенератора є обов'язковим, особливо якщо він розташований біля житла.

Потужність не перевищує кількох л/с, відповідно генератора вистачить для освітлення, підтримки працездатності насоса опалювального котла і зарядки для мобільника. При малому навантаженні може працювати кілька годин.

Мотор від колісної газонокосарки

Такі агрегати у нас не дуже поширені, проте відповідний екземпляр двигуна від зламаного агрегату знайти можна.
Потужність досягає 3-5 л/с, це вже заявка на повноцінне харчування для дачного будиночка. Можна навіть невеликий холодильник увімкнути. Трапляються чотиритактні моделі. Це дозволяє заощадити паливо, отримає екологічніший вихлоп, та й шуму від таких моторів менше. Обслуговування складніше, проте, цей факт нівелює висока надійність, і можливість працювати 4-6 годин під навантаженням.

Двигун від мопеда (мотоцикла)

Мопедний двигун підійде для генераторів середньої потужності. Залежно від моделі можна зняти потужність 2-3 кВт.

Двигун від мотоцикла (типу "Ява" або "ІЖ") - це взагалі знахідка для генератора.
Потужність більше 25 л/с дозволяє сміливо підключати генеруючу установку 5 кВт. Це повноцінне джерело живлення для приватного будинку. Якщо використовувати ще й коробку передач, ви отримаєте відносно економічну установку. Обкатка генератора дозволить з'ясувати, на якій швидкості виробляється потужність із ефективним навантаженням.

Головна перевага таких моторів – простота обслуговування та можливість працювати тривалий час. Мабуть, найдоступніший (у плані пошуку) варіант.

Важливо! При використанні таких двигунів необхідно передбачити примусову вентиляцію.

Інакше можна перегріти циліндри. Двигуни для мопедів і мотоциклів розраховані на експлуатацію в потоці повітря, що набігає.

Нехай це не видасться надто амбітною ідеєю. Знайти на авторинку двигун від «Москвича» або «Запорожця» не складе труднощів. Вартість копійчана, можна купити одразу два, на запчастини.

Ремонтуються такі агрегати ізолентою та пасатижами. Якщо шановний читач іншої думки – для вас даний матеріалне посібник до дії, а просто цікава інформація.
Переробка такого мотора в привід для бензогенератора своїми руками, не є складним. Встановити на міцний фундамент, вивести педаль газу та зчеплення на ручний привід і можна використовувати навіть коробку передач.

Головна перевага – практично необмежений період роботи. Охолодження двигуна від ЗАЗ повітряне, він сам себе обдуває. Вам не доведеться навіть підключати електростартер для бензогенератора своїми руками, двигун просто заводиться ключем від штатної системи запуску.

Потужність 30-40 л/с дозволяє зібрати генератор 10 квт. Щоправда, це буде швидше стаціонарний, ніж мобільний варіант.

Як зробити бензогенератор, маючи готову силову установку?

Відповідь лежить на поверхні – підключити генератор до бензинового двигуна. Де його взяти? Будь-який електромотор, за умови правильної організації системи збудження обмоток, стає генератором.

Є два напрями створення саморобних генераторів:

Він отримує крутний момент від двигуна вашої машини і виробляє напругу постійного струму 14 вольт.
Нічого не треба винаходити. Достатньо подивитися потужнісні характеристики, і підібрати невеликий двигун із перерахованих вище.

Головна умова – справний регулятор напруги та бажано «живі» обмотки. Втім, якщо вам дістався згорілий екземпляр – не біда. Як зняти якір із електроустановки бензогенератора, знає будь-який радіоаматор.

Обмотку можна перемотати за один вечір. У принципі, якщо ви самостійно зможете зібрати міні електростанцію, можна сідати писати книгу: «Несправності бензогенератора та способи їх усунення». Це дуже корисний досвід.

Поломка джерела електроенергії у чистому полі – це проблема. А знайомий із пристроєм «Кулібін» зможе відновити роботу без виклику майстра.
Єдиний недолік, щоправда, суттєвий – напруга 12-14 вольт. Освітлення, заряджання мобільних пристроїв, підключення музики та комп'ютера – без проблем. Але для будинку потрібно 220 вольт. Виручить перетворювач напруги, наприклад, від старого безперебійника.

Тут ситуація складніша (щоправда і дешевша, немає необхідності шукати перетворювач). Будь-який електродвигун можна зробити генератором, підключивши його до приводу.
Є нюанси. Для збудження обмоток у режимі генератора необхідна конденсаторна схема (див. малюнок) і точний підбір обертів.
Якщо ви дочитали до цього місця – немає сенсу пояснювати, як із 3-х фазного джерела 380В отримати одну фазу 220В. Це тема окремої статті.

Для вимірювання оборотів потрібно тахометр. Ви підключаєте двигун до мережі, і заміряєте швидкість обертання. Додаєте до отриманих оборотів 5%-10% і отримуєте оптимальну швидкість обертання валу для збудження обмоток генератора.

Саморобний бензогенератор на 220 вольт із двигуна від ГАЗ 21 та генератора змінного струму на 15 кВт.

Висновок:

Зібрати автономне джерело енергії можна. І за певного старання – практично безкоштовно.

obinstrumente.ru

Генератор своїми руками на 220 вольт. Тепер відключення світла не страшні / Хабр

Потрібно:

Складання:

Де взяти деталі?

Мій досвід:

habr.com

Генератор своїми руками на 220 вольт. Повна автономність від ЛЕП! | Світосвіт.ру

Я покажу, як зібрати простий, але досить потужний, генератор на 220 вольт.

Потрібно:

Колекторний мотор, можна інший на 12 вольт-насадка на вісь мотора - патрон від дриля-безперебійник UPS або інвертор з 12 на 220 діод на 10 ампер: Д214, Д242, Д215, Д232, КД203 і т. д. - і бажано акумулятор на 12 вольт

Складання:

Закріплюємо велосипед так, щоб заднє колесо крутилося вільно, вивішуємо його; провід мотора до анода діода, катод діода до плюсу акумулятора-акумуляторз'єднуємо з безперебійником або інвертором Все! До безперебійника можна підключати споживачі на 220 вольт та користуватися електрикою! Як тільки акумулятор розрядиться, достатньо покрутити педалі і приблизно через годину акумулятор зарядиться.

Де взяти деталі?

Двигун можна купити в автомобільному магазині: двигун вентилятора охолодження. Коштує не дорого. А якщо хочеш майже задарма, тоді його можна скрутити на пункті прийому металу, зі старого авто. Або інвертор 12 - 220, продається в автомобільних магазинах. - діод на 10 ампер, наприклад: Д305, Д214, Д242, Д243, Д245, Д215, Д232, Д246, Д203, Д233, КД210, КД2. радіо запчастин. Або можна його викрутити зі старої техніки.

Мій досвід:

Кілька місяців я користувався цим генератором і він показав досить хороші результати! Зарядний струм акумулятора був приблизно 10 ампер і залежав від того, як крутити педалі. Якщо крутити поспішаючи, виходило 5 ампер, якщо крутити максимально швидко, то 20 ампер. Середня потужність генератора – 120 ват. В основному користувався споживачами малої потужності:

3 Вт - зарядка телефону- 5 Вт - радіо приймач- 7 Вт - зарядка та користування планшетом- 10 Вт - зарядне фотоапарата, ліхтарика та відеокамери- 12 Вт - енергозберігаюча лампочка- 30 Вт - музичний центр- 40 Вт - ноутбук- 70 Вт телевізор (включав рідко)

Мені вистачало заряду майже на день, після чого я протягом години крутив педалі і знову можна було користуватися електрикою.

Якщо хтось знає інші методи видобутку електрики в домашніх умовах ділитесь в коментарях.

svetvmir.ru

Бензогенератор своїми руками в домашніх умовах: відео та подробиці

Ситуації з відключеннями електроенергії або відсутність мережі живлення змушують задуматися про резервне джерело струму. Хороше вирішення проблеми – купити чи зробити бензогенератор своїми руками.

Серед усіх існуючих генераторів бензиновий за популярністю стоїть на першому місці.

Чим вони гарні?

• Прості в експлуатації;
• Компактні та мобільні;
• Мають високу продуктивність;
• Легко ремонтуються;
• За ціною дешевшими від дизельних генераторів.

Використовуються бензогенератори при аварійних відключеннях як заміна джерела струму. Виручають власників дач, будівельних ділянок, де ще не підведено енергію, забезпечують гідний побут геологам, єгерям, оленярам, ​​буровикам – усім, хто змушений працювати у важкодоступних районах. Хороший помічник домашнім майстрам на дачі чи гаражі. Дають можливість замінити ручну працю на механізовану навіть там, де недоступне використання електроенергії. Через генератор підключають освітлення, електричні прилади та інструменти, побутову техніку.

При підключенні приладів звертайте увагу на допустимий вольтаж – якщо генератор розрахований на 127 Вольт, то прилади, виготовлені під напругу 220 Вольт, не зможуть працювати із заявленою потужністю.

Час безперебійної роботи бензогенератора залежить від потужності пристрою, обсягу паливного бака, величини навантаження. Є моделі, здатні забезпечити роботу під навантаженням до півтори тисячі годин.

Пристрій

Принцип роботи бензинового генератора ґрунтується на перетворенні енергії, отриманої при згорянні бензину на електричну. Складові частини бензогенератора:

• Бензиновий двигун;
• Електричний двигун 127, 220 або 380;
• Паливний бак;
• Пусковий стартер;
• Конденсатори;
• Електричні автомати та вимикачі;
• Вольтметр;
• Розетки для підключення електроприладів.

Промислові моделі мають додаткові функції, що дозволяють контролювати всі параметри роботи. Особливо зручне АВР (автоматичне введення резервного харчування в аварійних ситуаціях). Весь пристрій монтується на зручну жорстку раму, з колесами і ручками для транспортування. Заводський кожух набагато красивіший і міцніший за саморобний. Нижче наведено малюнок із зазначенням усіх деталей бензинового генератора.

Для тих, хто добре розуміється на електротехніці і вміє працювати руками, зробити бензогенератор своїми руками не складе праці.

З чого почати?

З величини необхідних навантажень для одночасного включення приладів, підбирають всі основні елементи.

Оптимальні показники робочих характеристик досягаються правильним підборомпотужностей бензинового та електричного двигунів.

Для отримання однофазного струму 220 підійде двотактний бензиновий двигун, а якщо планується отримання більш високих потужностей, то вибір слід зупинити на чотиритактному. Витрата палива залежатиме від вибраного двигуна. Крім основного завдання – вироблення енергії, слід передбачити систему шумоподавлення, мастила, вентиляції, встановлення вихлопної труби для відведення газів. Прийде купити колеса, щоб забезпечити мобільність апарату. Кожух можна виготовити із металу або фанери.

Бензогенератор на основі двотактного бензинового двигуна виручить за необхідності короткострокового підключення. Коли потрібна робота надовго і з великим навантаженням, краще виготовити генератор із чотиритактним бензиновим двигуном.

Панель управління повинна мати вольтметр, кнопку переривання ланцюга, клеми для підключення заземлення, розетки для використання виробленої енергії.

Займатися самостійним виготовленнямбензогенератора має сенс у тому випадку, коли у вас є двигуни, що не використовуються, від старих приладів. Можна, звичайно, купити всі складові спеціально для цих цілей, проте великої економії отримати при цьому не вдасться – вартість комплектуючих може навіть перевищити ціну готової заводської моделі.

На практиці часто використовують мотоциклетні або автомобільні двигуни, двигуни від косарок, бензопил та інших пристроїв.

Генератор із двигуном від а/м Волга 21

Найпростіший бензогенератор

Як приклад розберемо найпростішу саморобну конструкцію на основі бензопили та електричного двигуна від старої пральної машинки:

1. Електродвигун від пральної машинки кріпимо до шини бензопили за допомогою спеціально виготовленого стійкого кронштейна.
2. На приводні вали обох двигунів одягаємо шківи та з'єднуємо їх за допомогою ремінної передачі.
3. Кнопку для регулювання обертів двигуна бензопили, розташовану на ручці, забезпечує додатковим пристосуванням для регулювання сили натискання. Простий болт, закріплений хомутом, чудово впорається з цим. Для збільшення обертів достатньо підкрутити його, а для зменшення – послабити.
4. До зовнішньої пускової обмотки електродвигуна паралельно приєднуємо два конденсатори, розраховані на потужність 400-450 Вольт.

На відео показаний генератор із двигуном від пральної машинки

Ця найпростіша за своєю конструкцією установка здатна видати струм 220 В 180 А, якого вистачить на живлення дриля, шуруповерта, освітлювальних приладів.

Такий елементарний пристрій здатний виготовити практично будь-який майстер. Зрозуміло, крім випадків, коли людина не бачить різниці між двигуном і карбюратором, або слова кронштейн і контейнер для нього звучать однаково. Цілком неприйнятним є виготовлення електричних приладів для людини, яка не знає відмінностей між поняттями потужність (ват), сила струму (ампер) і напруга ланцюга (вольт). Більш складні конструкції вимагають фундаментальних знань та умінь, які допоможуть правильно розрахувати потужності двигунів, забезпечити безпечне використання готової конструкції, правильно налаштувати всі параметри.

В інтернеті на форумах майстри обговорюють різні саморобні конструкції. Для охочих поповнити ряди «Самоделкіних» участь у обговореннях принесе багато користі – можна отримати багато корисних порадз влаштування нового або ремонту старого. Наочно переглянути процес виготовлення допоможуть спеціальні відео. Який вибрати глушник, електростартер, чи можна зробити функцію автозапуску - на всі питання можна знайти відповідь. Бажаєте піти далі і поставити на ділянці вітрогенератор для економії електроенергії? Який струм потрібен на виході – 12 чи 16 А? Інструкцій на будь-яку тему вистачає, вивчайте та застосовуйте найкращі з них у справі.

Тим, хто вирішив зробити бензогенератор власноруч, необхідно правильно оцінити свої можливості. Невдалі спроби можуть спричинити псування побутових приладів або навіть стати загрозою для життя.

На відео показаний ще один генератор своїми руками, давайте подивимося

Робота з електричними пристроями висуває підвищені вимоги щодо безпеки та не прощає недбалості. Будьте дуже уважні та обережні!

Плюси та мінуси саморобного агрегату

• Можливість "продовжити життя" старих моторів;
• При необхідності ремонту не виникне складнощів – ви знаєте кожен гвинтик конструкції;
• Підвищення самооцінки - успішно виготовлений функціональний апарат стане предметом вашої гордості;
• Можливість використовувати як живлення при проведенні зварювальних робіт;
• Економія коштів, заміна ручної праці більш прогресивний.

1. Трудомісткість процесу, багато операцій вимагають спеціальних інструментів та приміщень.
2. При виготовленні приладів у домашніх умовах опускаються багато функцій, присутні в промислових зразках.
3. Якщо в наявності немає старих деталей, закупівля нових в магазинах може обійтися занадто дорого.
4. Немає можливості підключення АВР (автоматичне введення резерву).

Саморобний бензогенератор може стати гарною альтернативою заводським моделям у тих випадках, коли не вистачає коштів на покупку чи потреба у його застосуванні виникає нечасто. Для постійного та регулярного використання краще придбати готовий бензогенератор на 220 або 380 Вольт із заводською гарантією. Якщо, звичайно, переробка різних пристроїві пристроїв не є вашим улюбленим заняттям. І бажано, щоб у вас були навички різних робіт- Потрібно багато ручних операцій, зварювальні та монтажні роботи.

generatorexperts.ru

Генератор на 220 вольт своїми руками

Кілька місяців я користувався цим генератором і він показав досить не погані результати! Зарядний струм акумулятора був приблизно 10 ампер і залежав від того, як крутити педалі.

Генератор-220 вольт своїми руками! - колекторний мотор, можна інший на 12 вольт - насадка на вісь мотора - патрон від дриля - безперебійник UPS або інвертор з 12 на 220 - діод на 10 ампер: Д214, Д242, Д215, Д232, КД203 і т.д. - проводи - велосипед - та бажано акумулятор на 12 вольт

Закріплюємо велосипед так, щоб заднє колесо крутилося вільно, вивішуємо його - прикручуємо патрон на вісь мотора - кріпимо мотор так, щоб патрон щільно притискався до колеса, можна підтягнути його пружиною - підключаємо мотор до акумулятора: мінусовий провід мотора до мінуса акумулятора провід мотора до анода діода, катод діода до плюса акумулятора - акумулятор з'єднуємо з безперебійником або інвертором Все! До безперебійника можна підключати споживачі на 220 вольт та користуватися електрикою! Як тільки акумулятор розрядиться, достатньо покрутити педалі і приблизно через годину акумулятор зарядиться.

Де взяти деталі?

Двигун можна купити в автомобільному магазині: двигун вентилятора охолодження. Коштує не дорого. А якщо хочеш майже задарма, тоді його можна скрутити на пункті прийому металу зі старого авто. - безперебійник від персонального ПК, можна старий із непоганим внутрішнім акумулятором. Або інвертор 12 – 220, продається в автомобільних магазинах. - діод на 10 ампер, наприклад: Д305, Д214, Д242, Д243, Д245, Д215, Д232, Д246, Д203, Д233, КД210, КД203 і т. д. Продається у магазинах радіо запчастин. Або можна його викрутити зі старої техніки.

Мій досвід:

Кілька місяців я користувався цим генератором і він показав досить хороші результати! Зарядний струм акумулятора був приблизно 10 ампер і залежав від того, як крутити педалі. Якщо крутити поспішаючи, виходило 5 ампер, якщо крутити максимально швидко, то 20 ампер. Середня потужність генератора – 120 ват. В основному користувався споживачами малої потужності:

3 Вт - зарядка телефону - 5 Вт - радіо приймач - 7 Вт - зарядка та користування планшетом - 10 Вт - зарядне фотоапарата, ліхтарика та відеокамери - 12 Вт - енергозберігаюча лампочка - 30 Вт - музичний центр - 40 Вт - ноутбук - 70 Вт телевізор (включав рідко)

Мені вистачало заряду майже на день, після чого я протягом години крутив педалі і знову можна було користуватися електрикою. опубліковано econet.ru

P.S. І пам'ятайте, лише змінюючи своє споживання - ми разом змінюємо світ! © econet

В Інтернеті знайшов статтю про те, як переробити генератор автомобіля на генератор із постійними магнітами. Чи можна використовувати цей принцип і переробити генератор власноруч із асинхронного електродвигуна? Можливо, будуть великі втрати енергії, не таке розташування котушок.

Двигун асинхронного типу у мене на напругу 110 вольт, обороти – 1450, 2,2 ампера, однофазний. За допомогою ємностей я не беруся робити саморобний генератор, оскільки будуть великі втрати.

Пропонується користуватися простими двигунами за такою схемою.

Якщо змінювати двигун чи генератор із магнітами округлої форми від динаміків, то чи треба їх встановлювати в краби? Краби – це дві металеві деталі, які стоять на якорі зовні котушок збудження.

Якщо магніти надягати на вал, то вал шунтуватиме магнітні силові лінії. Як тоді буде збудження? Котушка також розташована на валу з металу.

Якщо поміняти приєднання обмоток і зробити паралельне з'єднання, розігнати до оборотів вище за нормальні значення, то виходить 70 вольт. Де взяти механізм для таких обертів? Якщо перемотувати його на зменшення обертів і нижче живлення, то надто впаде потужність.

Двигун асинхронного типу із замкнутим ротором – це залізо, яке залите алюмінієм. Можна взяти саморобний генератор від автомобіля, у якого напруга 14 вольт, сила струму 80 ампер. Це непогані дані. Двигун із колектором на змінний струм від пилососа або пральної машини можна застосувати для генератора. На статор встановити підмагнічування, знімати напругу постійного струму зі щіток. По найбільшому ЕРС змінити кут щіток. Коефіцієнт корисної дії прагне нуля. Але краще, ніж генератор синхронного типу, не винайшли.

Вирішив спробувати саморобний генератор. Однофазний асинхронний мотор від прання малюка крутив дрилем. Підключив до нього ємність 4 мкФ, вийшло 5 вольт 30 герц і струм 1,5 міліампера на коротке замикання.

Не кожен електромотор можна використовувати як генератор таким методом. Є мотори зі сталевим ротором, що мають малий ступінь намагніченості на залишку.

Необхідно знати різницю між перетворенням електричної енергії та генерацією енергії. Перетворити 1 фазу на 3 можна декількома способами. Один із них – це механічна енергія. Якщо електростанцію від'єднати від розетки, пропадає все перетворення.

Звідки візьметься рух дроту з підвищенням швидкості, зрозуміло. Звідки магнітне поле буде для отримання ЕРС у дроті – не зрозуміло.

Пояснити це просто. Через механізм магнетизму, що залишився, утворюється ЕРС у якорі. Виникає струм у обмотці статора, який замкнутий на ємності.

Струм виник, отже, дає посилення на електрорушійну силу на котушках роторного валу. Струм, що з'явився, дає посилення електрорушійної сили. Електрострум статорний утворює електрорушійну силу набагато більше. Це до встановлення рівноваги статорних магнітних потоків і ротора, і навіть додаткові втрати.

Розмір конденсаторів розраховують так, що на висновках напруга досягає номінального значення. Якщо воно маленьке, то знижують ємність, підвищують. Були сумніви щодо старих моторів, які нібито не порушуються. Після розгону ротора мотора або генератора треба тицьнути швидко в будь-яку фазу малою кількістю вольт. Все прийде у нормальний стан. Зарядити конденсатор до напруги рівної половини ємності. Увімкнення проводити вимикачем із трьома полюсами. Це стосується 3-фазного мотора. Така схема використовується для генераторів вагонів пасажирського транспорту, тому що у них ротор короткозамкнутий.

Спосіб 2

Саморобний генератор можна зробити і по-іншому. Статор має хитру конструкцію (має спеціальне конструкторське рішення), є можливість регулювання напруги виходу. Я зробив генератор своїми руками такого виду на будівництві. Двигун брав потужністю 7 кВт на 900 оборотів. Обмотку збудження я підключив за схемою трикутника на 220 В. Запустив його на 1600 оборотів, конденсатори були на 3 на 120 мкФ. Включалися вони контактором із трьома полюсами. Генератор діяв як випрямляч із трьома фазами. З цього випрямляча живився електричний дриль з колектором на 1000 Вт, і пила дискова на 2200 Вт, 220 В, болгарка 2000 Вт.

Доводилося виготовляти систему м'якого пуску, інший резистор із закороченою фазою через 3 секунди.

Для моторів із колекторами це неправильно. Якщо вдвічі підвищити частоту, що обертає, то зменшиться і ємність.

Також підвищиться частота. Схема ємностей відключалася в автоматичному режимі, щоб не використовувати тор реактивності, не витрачати пальне.

Під час роботи необхідно натиснути на статор контактора. Три фази розібрав їх через непотрібність. Причина криється у високому зазорі та збільшеному розсіюванні поля полюсів.

Спеціальні механізми з подвійною клітиною для білки та косими очима для білки. Все-таки я отримав з моторчика прання 100 вольт і частоту 30 герц, лампа на 15 Вт не хоче горіти. Дуже слабка потужність. Треба брати сильніше, або конденсаторів більше ставити.

Під вагонами використовується генератор з короткозамкненим ротором. Його механізм приходить від редуктора та на ремінну передачу. Оберти обертання 300 оборотів. Він перебуває як додатковий генератор навантаження.

Спосіб 3

Можна сформулювати саморобний генератор, електростанцію на бензині.

Замість генератора використовувати 3-фазний асинхронний двигун на 1,5 кВт на 900 оборотів. Електродвигун італійський, може підключатися трикутником і зіркою. Спочатку я поставив двигун на підставу з двигуном постійного струму, приєднав до муфти. Почав крутити двигун на 1100 оборотів. Виникла напруга 250 вольт на фазах. Підключив лампочку на 1000 ват, напруга відразу впала до 150 вольт. Напевно, це від фазного перекосу. На кожну фазу слід включати окреме навантаження. Три лампочки по 300 Вт не зможуть знизити напругу до 200 вольт, теоретично. Можна поставити більше конденсатор.

Оберти двигуна треба робити більше, при навантаженні не знижувати, тоді живлення мережі буде постійним.

Необхідна значна потужність, автогенератор такої потужності не дасть. Якщо перемотати великий камазовський, то з нього не вийде 220 В, оскільки магнітопровід буде перенасичений. Він був сконструйований на 24 вольти.

Сьогодні збирався пробувати приєднати навантаження через 3-фазний блок живлення (випрямляч). У гаражах світло відключили, не вийшло. У місті енергетиків систематично відключають світло, тож треба робити джерело постійного живлення електрикою. Для електрозварювання є навішування, що підчіплюється до трактора. Для підключення електричного інструменту потрібне постійне джерело напруги на 220 В. Була думка сконструювати саморобний генератор своїми руками, та інвертор до нього, проте, на акумуляторних батареях не довго можна пропрацювати.

Нещодавно увімкнули електрику. Підключав асинхронний двигун з Італії. Поставив його з мотором бензопили на раму, скрутив разом вали, поставив гумову муфту. Котушки з'єднав за схемою зірки, конденсатори трикутником, по 15 мкф. Коли запустив двигуни, то на виході живлення не вийшло. Приєднував конденсатор, заряджений до фаз, напруга виникла. Свою потужність 1,5 кВт двигун видав. При цьому напруга живлення знизилася до 240 вольт, на неодружених оборотах було 255 вольт. Шліфмашинка від нього нормально працювала на 950 Вт.

Пробував підвищити обороти двигуна, але не виходить збудження. Після контакту конденсатора з фазою напруга виникає одразу. Спробуватиму ставити інший двигун.

Які конструкції систем за кордоном виготовляються для електростанцій? На 1-фазних відомо, що ротор має обмотку, перекосу фаз немає, так як одна фаза. У 3-фазних є система, яка дає регулювання потужності при приєднанні до неї двигунів з максимальним навантаженням. Ще можна приєднати інвертор для зварювання.

У вихідні хотів зробити саморобний генератор своїми руками із підключенням асинхронного двигуна. Вдалою спробою зробити саморобний генератор виявилося підключення старого двигуна з корпусом із чавуну на 1 кВт та на 950 оборотів. Двигун збуджується нормально, з однією ємністю на 40 мкФ. А я встановив три ємності та підключив їх зіркою. Цього вистачило для запуску електродрилі, болгарки. Хотів, щоб вийшла напруга на одній фазі. Для цього підключав три діоди, напівміст. Згоріли люмінесцентні лампи для освітлення, і підгоріли пакетники в гаражі. Намотуватиму трансформатор на три фази.

Пишіть коментарі, доповнення до статті, може, я щось пропустив. Загляньте на , буду радий якщо ви знайдете на моєму ще щось корисне.

Росія щодо вітроенергетичних ресурсів займає подвійне становище. З одного боку, завдяки величезній загальній площі та розмаїттю рівнинних місцевостей вітру загалом багато, і він переважно рівний. З іншого боку – наші вітри переважно низькопотенційні, повільні, див. рис. З третьої, мало обжитих місцевостях вітри буйні. Виходячи з цього, завдання завести на господарстві вітрогенератор є цілком актуальним. Але, щоб вирішити - купувати досить дорогий пристрій, або зробити його своїми руками, потрібно добре подумати, який тип (а їх дуже багато) для якої мети вибрати.

Основні поняття

1. КИЕВ – коефіцієнт використання енергії вітру. У разі застосування для розрахунку механістичної моделі плоского вітру (див. далі) він дорівнює ККД ротора ветросилової установки (ЗСУ).
2. ККД – наскрізний ККД ЗСУ, від вітру, що набігає, до клем електрогенератора, або до кількості накачаної в бак води.
3. Мінімальна робоча швидкість вітру (МРС) – швидкість його, коли він вітряк починає давати струм у навантаження.
4. Максимально допустима швидкість вітру (МДС) – його швидкість, при якій вироблення енергії припиняється: автоматика або відключає генератор, або ставить ротор у флюгер, або складає його і ховає, або сам ротор зупиняється, або ЗСУ просто руйнується.
5. Стартова швидкість вітру (ССВ) – при такій швидкості ротор здатний провернутися без навантаження, розкрутитися і увійти в робочий режим, після чого можна включати генератор.
6. Негативна стартова швидкість (ОСС) – це означає, що ЗСУ (або ВЕУ – вітроенергетична установка, або ВЕА, вітроенергетичний агрегат) для запуску за будь-якої швидкості вітру вимагає обов'язкового розкручування від стороннього джерела енергії.
7. Стартовий (початковий) момент – здатність ротора, примусово загальмованого в потоці повітря, створювати крутний момент на валу.
8. Вітродвигун (ВД) – частина ЗСУ від ротора до валу генератора чи насоса, чи іншого споживача енергії.
9. Роторний вітрогенератор - ЗСУ, в якій енергія вітру перетворюється на момент обертання на валу відбору потужності за допомогою обертання ротора в потоці повітря.
10. Діапазон робочих швидкостей ротора – різниця між МДС та МРС під час роботи на номінальне навантаження.
11. Тихохідний вітряк - у ньому лінійна швидкість частин ротора в потоці значно не перевищує швидкість вітру або нижче її. Динамічний напір потоку безпосередньо перетворюється на тягу лопаті.
12. Швидкохідний вітряк – лінійна швидкість лопат істотно (до 20 і більше разів) вище швидкості вітру, і ротор утворює свою власну циркуляцію повітря. Цикл перетворення енергії потоку в складний тягу.

Примітки:

1. Тихохідні ЗСУ, як правило, мають КИЕВ нижче, ніж швидкохідні, але мають стартовий момент, достатній для розкручування генератора без відключення навантаження та нульову ССВ, тобто. абсолютно самозапускаються і застосовні при слабких вітрах.
2. Тихохідність та швидкохідність – поняття відносні. Побутовий вітряк на 300 об/хв може бути тихохідним, а потужні ЗСУ типу EuroWind, з яких набирають поля вітроелектростанцій, ВЕС (рис.) і ротори яких роблять близько 10 об/хв – швидкохідні, т.к. при такому їх діаметрі лінійна швидкість лопатей та їх аеродинаміка на більшій частині розмаху – цілком «літакові», див. далі.

Який потрібний генератор?

Електричний генератор для вітряка побутового призначення повинен виробляти електроенергію в широкому діапазоні швидкостей обертання і мати здатність самозапуску без автоматики та зовнішніх джерел живлення. У разі використання ЗСУ з ОСС (вітряки з розкруткою), які мають, як правило, високі КИЕВ та ККД, він повинен бути і оборотним, тобто. вміти працювати і як двигун. При потужностях до 5 кВт цій умові задовольняють електричні машини з постійними магнітами на основі ніобію (супермагнітами); на сталевих чи феритових магнітах можна розраховувати лише на 0,5-0,7 кВт.

Примітка: асинхронні генератори змінного струму або колекторні з ненамагніченим статором не годяться зовсім. При зменшенні сили вітру вони згаснуть задовго до того, як його швидкість впаде до МРС, і потім самі не запустяться.

Відмінне «серце» ЗСУ потужністю від 0,3 до 1-2 кВт виходить із автогенератора змінного струму з вбудованим випрямлячем; таких зараз більшість. По-перше, вони тримають вихідну напругу 11,6-14,7 В досить широкому діапазоні швидкостей без зовнішніх електронних стабілізаторів. По-друге, кремнієві вентилі відкриваються, коли напруга на обмотці досягне приблизно 1,4, а до цього генератор «не бачить» навантаження. Для цього генератор потрібно вже досить пристойно розкрутити.

У більшості випадків автогенератор можна безпосередньо, без зубчастої або ремінної передачі, з'єднати з валом швидкохідного ВД, підібравши оберти вибором кількості лопат, див. нижче. "Швидкоходки" мають малий або нульовий стартовий момент, але ротор і без відключення навантаження встигне достатньо розкрутитися, перш ніж вентилі відкриються і генератор дасть струм.

Вибір за вітром

Перш ніж вирішувати, як зробити вітрогенератор, визначимося з місцевою аерологією. У сіро-зелених(безвітряних) областях вітрової карти хоч якийсь толк буде лише від вітрильного вітродвигуна(І їх далі поговоримо). Якщо необхідно постійне енергопостачання, то доведеться додати бустер (випрямляч зі стабілізатором напруги), зарядний пристрій, потужну акумуляторну батарею, інвертор 12/24/36/48 постійки в 220/380 В 50 Гц змінного струму. Обійдеться таке господарство не менше $20.000, і зняти довготривалу потужність понад 3-4 кВт навряд чи вийде. Загалом, при непохитному прагненні альтернативної енергетики краще пошукати інше її джерело.

У жовто-зелених, слабовітряних місцях, при потребі в електриці до 2-3 кВт, самому можна взятися за тихохідний вертикальний вітрогенератор.. Їх розроблено немає числа, і є конструкції, за КИЕВ та ККД майже не поступаються «лопатеві» промислового виготовлення.

Якщо ж ВЕУ для дому передбачається купити, то краще орієнтуватися на вітряк із вітрильним ротором. Спорів і їх багато, і теоретично поки що все ясно, але працюють. У РФ «вітрили» випускають у Таганрозі на потужність 1-100 кВт.

У червоних, вітряних регіонах вибір залежить від потрібної потужності.У діапазоні 0,5-1,5 кВт виправдані саморобні вертикалки; 1,5-5 кВт – покупні вітрильники. «Вертикалка» теж може бути покупною, але обійдеться дорожче за ЗСУ горизонтальної схеми. І, нарешті, якщо потрібно вітряк потужністю 5 кВт і більше, то вибирати потрібно між горизонтальними покупними "лопатями" або "вітрильниками".

Примітка: багато виробників, особливо другого ешелону, пропонують комплекти деталей, з яких можна зібрати вітрогенератор потужністю до 10 кВт самостійно. Обійдеться такий набір на 20-50% дешевше від готового з установкою. Але перш покупки потрібно уважно вивчити аерологію передбачуваного місця встановлення, а потім за специфікаціями підібрати відповідні тип та модель.

Про безпеку

Деталі вітродвигуна побутового призначення в роботі можуть мати лінійну швидкість, що перевищує 120 і навіть 150 м/с, а шматочок будь-якого твердого матеріалу вагою 20 г, що летить зі швидкістю 100 м/с, при «вдалому» попаданні вбиває здорового мужика наповал. Сталева, або з жорсткого пластику, пластина товщиною 2 мм, що рухається зі швидкістю 20 м/с, розтинає його ж навпіл.

Крім того, більшість вітряків потужністю понад 100 Вт досить сильно шумлять. Багато хто породжує коливання тиску повітря наднизькою (менше 16 Гц) частоти – інфразвуки. Інфразвуки нечутні, але згубні здоров'ю, а поширюються дуже далеко.

Примітка: наприкінці 80-х у США був скандал – довелося закрити найбільшу на той момент у країні ВЕС. Індіанці з резервації за 200 км від поля її ЗСУ довели в суді, що різко почастішали в них після введення ЗЕЗ в експлуатацію розлади здоров'я обумовлені її інфразвуками.

Через зазначені вище причини встановлення ЗСУ допускається на відстані не менше 5 їх висот від найближчих житлових будівель. У дворах приватних домоволодінь можна встановлювати вітряки промислового виготовлення, сертифіковані відповідним чином. На дахах ставити ЗСУ взагалі не можна – при їх роботі навіть у малопотужних виникають знакозмінні механічні навантаження, здатні викликати резонанс. будівельної конструкціїта її руйнування.

Примітка: висотою ЗСУ вважається найвища точкаометаємого диска (для лопатевих роторів) або геомеричної фігури (для вертикальних ЗСУ з ротором на держаку). Якщо щогла ЗСУ або вісь ротора виступають вгору ще вище, висота вважається за їхньою топою - верхівкою.

Вітер, аеродинаміка, КИЕВ

Саморобний вітрогенератор підпорядковується тим самим законам природи, як і заводський, розрахований на комп'ютері. І саморобнику основи його роботи потрібно розуміти дуже добре – у його розпорядженні найчастіше немає дорогих суперсучасних матеріалів та технологічного обладнання. Аеродинаміка ж ЗСУ ох як непроста…

Вітер та КИЕВ

Для розрахунку серійних заводських ЗСУ використовується т. зв. плоскі механістичні моделі вітру. У її основі такі припущення:

• Швидкість та напрямок вітру постійні в межах ефективної поверхні ротора.
• Повітря – суцільне середовище.
• Ефективна поверхня ротора дорівнює площі, що омітається.
• Енергія повітряного потоку – суто кінетична.

За таких умов максимальну енергію одиниці об'єму повітря обчислюють за шкільною формулою, вважаючи густину повітря за нормальних умов 1,29 кг*куб. м. При швидкості вітру 10 м/с один куб повітря несе 65 Дж, і з одного квадрата ефективної поверхні ротора можна, при 100% ККД всієї ЗСУ, зняти 650 Вт. Це дуже спрощений підхід - всі знають, що вітер ідеально рівним не буває. Але це доводиться йти, щоб забезпечити повторюваність виробів – звичайне у техніці справа.

Плоскую модель не слід ігнорувати, вона дає чіткий мінімум доступної енергії вітру. Але повітря, по-перше, стискаємо, по-друге, дуже плинний (динамічна в'язкість всього 17,2 мкПа * с). Це означає, що потік може обтікати площу, що ометається, зменшуючи ефективну поверхню і КИЕВ, що найчастіше і спостерігається. Але в принципі можлива і зворотна ситуація: вітер стікається до ротора і площа ефективної поверхні тоді виявиться більше омітається, а КИЕВ - більше 1 щодо його для плоского вітру.

Наведемо два приклади. Перший - прогулянкова, досить важка, яхта може йти не тільки проти вітру, а й швидше за нього. Вітер мається на увазі зовнішній; вимпельний вітер все одно має бути швидшим, інакше як він судно потягне?

Другий – класика авіаційної історії. На випробуваннях МІГ-19 виявилося, що перехоплювач, який був на тонну важчий за фронтовий винищувач, за швидкістю розганяється швидше. З тими ж двигунами в тому ж планері.

Теоретики не знали, що і думати, і всерйоз засумнівалися у законі збереження енергії. Зрештою виявилося - справа в конусі обтічника РЛС, що виступає з повітрозабірника. Від його носка до обічайки виникало ущільнення повітря, яке ніби згрібало його зі сторін до компресорів двигунів. З того часу ударні хвилі міцно увійшли в теорію як корисні, і фантастичні льотні дані сучасних літаків значною мірою зумовлені їх умілим використанням.

Аеродинаміка

Розвиток аеродинаміки прийнято ділити на дві епохи – до Н. Г. Жуковського та після. Його доповідь «Про приєднані вихори» від 15 листопада 1905 р. стала початком нової ерив авіації.

До Жуковського літали на поставлених плашмя вітрилах: вважалося, що частинки потоку, що набігає, віддають весь свій імпульс передній кромці крила. Це дозволяло відразу позбавитися векторної величини – моменту кількості руху – породжувала зубодробну і найчастіше неаналітичну математику, перейти до куди зручнішим скалярним суто енергетичним співвідношенням, і отримати в результаті розрахункове поле тиску на несучу площину, більш-менш схоже на сьогодення.

Такий механістичний підхід дозволив створити апарати, здатні сяк-так піднятися в повітря і здійснити переліт з одного місця в інше, не обов'язково впавши на землю десь по дорозі. Але прагнення збільшити швидкість, вантажопідйомність та інші льотні якості дедалі більше виявляло недосконалість початкової аеродинамічної теорії.

Ідея Жуковського була така: вздовж верхньої та нижньої поверхонь крила повітря проходить різний шлях. З умови безперервності середовища (бульбашки вакууму самі по собі в повітрі не утворюються) випливає, що швидкості верхнього та нижнього потоків, що сходять із задньої кромки, повинні відрізнятися. Внаслідок нехай малої, але кінцевої в'язкості повітря там через різницю швидкостей має утворитися вихор.

Вихор обертається, а закон збереження кількості руху, настільки ж незаперечний, як закон збереження енергії, справедливий й у векторних величин, тобто. повинен враховувати напрям руху. Тому тут же, на задній кромці, повинен сформуватися вихор, що протилежно обертається, з таким же обертальним моментом. За рахунок чого? За рахунок енергії, що виробляється двигуном.

Для практики авіації це означало революцію: обравши відповідний профіль крила, можна було приєднаний вихор пустити навколо крила як циркуляції Р, що збільшує його підйомну силу. Тобто, витративши частину, а для великих швидкостей і навантажень на крило - більшу частину, потужності мотора, можна створити навколо апарату повітряний потік, що дозволяє досягти кращих льотних якостей.

Це робило авіацію авіацією, а не частиною повітроплавання: тепер літальний апаратміг сам створювати собі необхідне для польоту середу і бути більш іграшкою повітряних потоків. Потрібен тільки двигун потужніший, і ще й ще потужніший.

Знову КИЇВ

Але у вітряка двигуна немає. Він, навпаки, повинен відбирати енергію у вітру та давати її споживачам. І тут виходить – ноги витяг, хвіст ув'яз. Пустили надто мало енергії вітру на власну циркуляцію ротора – вона буде слабкою, тяга лопатей – малою, а КИЕВ та потужність – низькими. Віддамо на циркуляцію багато - ротор при слабкому вітрі буде на холостому ходу крутитися як шалений, але споживачам знову дістається мало: трохи дали навантаження, ротор загальмувався, вітер здув циркуляцію, і ротор став.

Закон збереження енергії «золоту середину» дає саме посередині: 50% енергії даємо в навантаження, а на інші 50% підкручуємо потік до оптимуму. Практика підтверджує припущення: якщо ККД хорошого пропелера, що тягне, становить 75-80%, то КИЕВ так само ретельно розрахованого і продутого в аеродинамічній трубі лопатевого ротора доходить до 38-40%, тобто. до половини від того, чого можна досягти при надлишку енергії.

Сучасність

Нині аеродинаміка, озброєна сучасною математикою та комп'ютерами, дедалі більше уникає неминуче щось та спрощують моделей до точного описи поведінки реального тіла на реальному потоці. І тут, крім генеральної лінії – потужність, потужність, та ще раз потужність! - Виявляються шляхи побічні, але багатообіцяючі якраз при обмеженій кількості енергії, що надходить в систему.

Відомий авіатор-альтернативник Пол Маккріді ще у 80-х створив літак, з двома моторчиками від бензопили потужністю 16 к.с. що показав 360 км/год. Причому шасі його було триопорним, а колеса - без обтічників. Жоден з апаратів Маккріді не вийшов на лінію і не став на бойове чергування, але два – один із поршневими моторами та пропелерами, а інший реактивний – уперше в історії облетіли навколо земної кулі без посадки на одній заправці.

Вітрильників, що породили початкове крило, розвиток теорії теж торкнувся дуже суттєво. "Жива" аеродинаміка дозволила яхтам при вітрі в 8 вузл. стати на підводні крила (див. рис.); щоб розігнати таку гігант до потрібної швидкості гребним гвинтом, потрібен двигун не менше 100 к.с. Гоночні катамарани при такому вітрі ходять зі швидкістю близько 30 вузл. (55 км/год).

Є й знахідки зовсім нетривіальні. Любителі рідкісного та екстемального спорту – бейсджампінгу – одягнувши апеціальний костюм-крило, вінгсьют, літають без мотора, маневруючи, на швидкості понад 200 км/год (рис. праворуч), а потім плавно приземляються у заздалегідь обраному місці. У якій казці люди літають самі собою?

Дозволено й багато загадок природи; зокрема – політ жука. За класичною аеродинамікою він літати не здатний. Так само, як і родоначальник «стелсов» F-117 з його крилом ромбоподібного профілю теж не здатний піднятися в повітря. А МІГ-29 та Су-27, які деякий час можуть летіти хвостом уперед, і зовсім ні в які уявлення не вкладаються.

І чому тоді, займаючись вітродвигунами, не забавою і знаряддям знищення собі подібних, а джерелом життєво важливого ресурсу, потрібно танцювати неодмінно від теорії слабких потоків з її моделлю плоского вітру? Невже не знайдеться можливості рушити далі?

Чого чекати від класики?

Однак від класики відмовлятися в жодному разі не слід. Вона дає основу, не спираючись на яку не можна піднятися вище. Точно так, як теорія множин не скасовує таблицю множення, а від квантової хромодинаміки яблука з дерев нагору не відлетять.

Отже, на що можна розраховувати за класичного підходу? Подивимося на малюнок. Зліва – типи роторів; вони зображені умовно. 1 – вертикальний карусельний; 2 – вертикальний ортогональний (вітряна турбіна); 2-5 - лопатеві ротори з різною кількістю лопатей з оптимізованими профілями.

Праворуч по горизонтальній осі відкладена відносна швидкість ротора, тобто відношення лінійної швидкості лопаті до швидкості вітру. По вертикальній догори – КИЕВ. А вниз - знову ж таки відносний крутний момент. Одиничним (100%) крутним моментом вважається такий, що створює насильно загальмований у потоці ротор зі 100% КИЕВ, тобто. коли вся енергія потоку перетворюється на зусилля, що обертає.

Такий підхід дозволяє робити далекосяжні висновки. Скажімо, кількість лопатей потрібно вибирати не тільки і не стільки за бажаною швидкістю обертання: 3- і 4-лопастники відразу багато втрачають по КИЕВ і обертальний момент порівняно з 2- і 6-лопатниками, що добре працюють приблизно в тому ж діапазоні скоростей. А зовні схожі карусель і ортогонал мають принципово різні властивості.

В цілому ж перевагу слід віддавати лопатевим роторам, крім випадків, коли потрібна гранична дешевизна, простота, самозапуск без автоматики, що не обслуговується, і неможливий підйом на щоглу.

Примітка: про вітрильні ротори поговоримо особливо - вони, схоже, в класику не вкладаються.

Вертикалки

ЗСУ з вертикальною віссю обертання мають незаперечну для побуту перевагу: їх вузли, що потребують обслуговування, зосереджені внизу і не потрібне підйом нагору. Там залишається, і то не завжди, упорно-опорний самовстановлюваний підшипник, але він міцний і довговічний. Тому, проектуючи простий вітрогенератор, вибір варіантів потрібно починати з вертикалок. Основні їх типи представлені на рис.

НД

На першій позиції – найпростіший, найчастіше званий ротором Савоніуса. Насправді його винайшли в 1924 р. в СРСР Я. А. і А. А. Вороніни, а фінський промисловець Сігурд Савоніус безсовісно привласнив собі винахід, проігнорувавши радянське авторське свідоцтво, і розпочав серійний випуск. Але впровадження у долі винаходу означає дуже багато, тому ми, щоб не ворушити минуле і не турбувати порох померлих, назвемо цей вітряк ротором Вороніних-Савоніуса, або для стислості, ВС.

ВС для самороба всім хороший, крім «паровозного» КИЕВ у 10-18%. Однак у СРСР над ним працювало багато, і напрацювання є. Нижче ми розглянемо вдосконалену конструкцію, не набагато складнішу, але по КИЕВ, що дає фору лопаткам.

Примітка: дволопатевий НД не крутиться, а смикається ривками; 4-лопатевий лише трохи плавніший, але багато втрачає в КИЕВ. Для покращення 4-«коритні» найчастіше розносять на два поверхи – пару лопатей унизу, а інша пара, повернена на 90 градусів по горизонталі, над ними. КИЕВ зберігається, і бічні навантаження на механіку слабшають, але згинальні дещо зростають, і за вітру понад 25 м/с у такої ЗСУ на держаку, тобто. без розтягнутого вантами підшипника над ротором, зриває вежу.

Дар'ї

Наступний – ротор Дар'ї; КИЇВ – до 20%. Він ще простіше: лопаті – з простої пружної стрічки без жодного профілю. Теорія ротора Дар'ї ще недостатньо розроблена. Зрозуміло тільки, що починає він розкручуватися за рахунок різниці аеродинамічного опору горба та кишені стрічки, а потім стає начебто швидкохідним, утворюючи власну циркуляцію.

Обертальний момент малий, а в стартових положеннях ротора паралельно і перпендикулярно вітру взагалі відсутня, тому саморозкручування можливе тільки при непарній кількості лопатей (крил?) У будь-якому випадку на час розкручування навантаження від генератора потрібно відключати.

Є у ротора Дар'ї ще дві погані якості. По-перше, при обертанні вектор тяги лопаті описує повний оберт щодо її аеродинамічного фокусу, і не плавно, а ривками. Тому ротор Дар'ї швидко розбиває свою механіку навіть за рівного вітру.

По-друге, Дар'ї не те що галасує, а кричить і верещить, аж до того, що стрічка рветься. Відбувається це внаслідок її вібрації. І чим більше лопатей, тим сильніше ревіння. Так що Дар'ї якщо й роблять, то дволопатевими, з дорогих високоміцних звукопоглинаючих матеріалів (карбону, майлару), а для розкручування посередині щогли-древка пристосовують невеликий НД.

Ортогонал

На поз. 3 – ортогональний вертикальний ротор із профільованими лопатями. Ортогональний тому, що крила стирчать вертикально. Перехід від ВС до ортогоналу ілюструє рис. ліворуч.

Кут установки лопатей щодо дотичної до кола, що стосується аеродинамічних фокусів крил, може бути як позитивним (на рис.), так і негативним, за силою вітру. Іноді лопаті роблять поворотними і ставлять на них флюгерки, які автоматично тримають «альфу», але такі конструкції часто ламаються.

Центральне тіло (блакитне на рис.) дозволяє довести КИЕВ майже до 50%. У трилопатевому ортогоналі воно повинно в розрізі мати форму трикутника зі злегка опуклими сторонами і округленими кутами, а при більшій кількості лопатей досить простого циліндра. Але теорія для ортогоналу оптимальна кількість лопатей дає однозначно: їх має бути 3.

Ортогонал належить до швидкохідних вітряків з ОСС, тобто. обов'язково вимагає розкручування при введенні в експлуатацію та після штилю. За ортогональною схемою випускаються серійні ВСУ, що не обслуговуються, потужністю до 20 кВт.

Гелікоїд

Гелікоїдний ротор, або ротор Горлова (поз. 4) - різновид ортогоналу, що забезпечує рівномірне обертання; ортогонал з прямими крилами «рве» лише трохи слабше за дволопатевий ВС. Вигин лопатей по гелікоїді дозволяє уникнути втрат КИЕВ через їхню кривизну. Хоча частина потоку крива лопать і відкидає, не використовуючи, зате й загрібає частину в зону найбільшої лінійної швидкості, компенсуючи втрати. Гелікоїди використовують рідше за інші вітряки, т.к. вони внаслідок складності виготовлення виявляються дорожчими за рівних за якістю побратимів.

Бочка-загребушка

на 5 поз. - Ротор типу ВС, оточений направляючим апаратом; його схема представлена ​​на рис. праворуч. У промисловому виконанні трапляється рідко, т.к. дороге відведення землі не компенсує приросту потужності, а матеріаломісткість і складність виробництва великі. Але саморобник, який боїться роботи – вже не майстер, а споживач, і, якщо потрібно не більше 0,5-1,5 кВт, то для нього «бочка-загребушка» ласий шматок:

• Ротор такого типу абсолютно безпечний, безшумний, не створює вібрацій і може бути встановлений будь-де, хоч на дитячому майданчику.
• Зігнути «корита» з оцинковки та зварити каркас із труб – робота нісенітна.
• Обертання – абсолютно рівномірне, деталі механіки можна взяти найдешевші або з непотребу.
• Не боїться ураганів – надто сильний вітерне може проштовхнутися в бочку; навколо неї виникає обтічний вихровий кокон (ми з цим ефектом ще зіткнемося).
• А найголовніше - оскільки поверхня «загребушки» в кілька разів більша за такий ротора всередині, КИЕВ може бути і надпоодиноким, а обертальним моментом вже при 3 м/с у «бочки» триметрового діаметру такий, що генератору на 1 кВт з граничним навантаженням, як кажуть, краще і не смикатися.

Відео: вітрогенератор Ленца

У 60-х у СРСР Є. С. Бірюков запатентував карусельну ЗСУ з КИЕВ 46%. Трохи пізніше В. Блінов досяг від конструкції на тому ж принципі КИЕВ 58%, але даних про її випробування немає. А натурні випробування ЗСУ Бірюкова було проведено співробітниками журналу «Винахідник і раціоналізатор». Двоповерховий ротор діаметром 0,75 м та висотою 2 м при свіжому вітрі розкручував на повну потужність асинхронний генератор 1,2 кВт та витримував без поломки 30 м/с. Креслення ВСУ Бірюкова наведено на рис.

1. ротор з покрівельної оцинковки;
2. самовстановлюваний дворядний кульковий підшипник;
3. ванти - 5 мм сталевий трос;
4. вісь-древко - сталева труба з товщиною стінок 1,5-2,5 мм;
5. важелі аеродинамічного регулятора обертів;
6. лопаті регулятора оборотів - 3-4 мм фанера або листовий пластик;
7. тяги регулятора оборотів;
8. вантаж регулятора оборотів, його вага визначає частоту обертання;
9. ведучий шків - велосипедне колесо без шини з камерою;
10. підп'ятник - упорно-опорний підшипник;
11. ведений шків - штатний шків генератора;
12. генератор.

Бірюков на свою ЗСУ отримав одразу кілька авторських свідоцтв. По-перше, зверніть увагу на розріз ротора. При розгоні він працює подібно до НД, створюючи великий стартовий момент. У міру розкручування у зовнішніх кишенях лопатей створюється вихрова подушка. З погляду вітру, лопаті стають профільованими, і ротор перетворюється на швидкохідний ортогонал, причому віртуальний профіль змінюється відповідно до сили вітру.

По-друге, профільований канал між лопатями у робочому діапазоні швидкостей працює як центральне тіло. Якщо ж вітер посилюється, то в ньому створюється вихрова подушка, що виходить за межі ротора. Виникає такий самий вихровий кокон, як навколо ЗСУ з направляючим апаратом. Енергія на його створення береться від вітру, тому на поломку вітряка її вже не вистачає.

По-третє, регулятор обертів призначений насамперед для турбіни. Він тримає її оберти оптимальними з погляду КИЕВ. Оптимум частоти обертання генератора забезпечується вибором передавального відношення механіки.

Примітка: після публікацій в ІР за 1965 р. ЗСУ Бірюкова канула в небуття. Відповіді від інстанцій автор так і не дочекався. Доля багатьох радянських винаходів. Кажуть, якийсь японець став мільярдером, регулярно читаючи радянські популярно-технічні журнали і патентуючи у себе все, що заслуговує на увагу.

Лопатники

Як у сказано, за класикою горизонтальний вітрогенератор із лопатевим ротором – найкращий. Але, по-перше, йому потрібен стабільний хоч би середньої сили вітер. По-друге, конструкція для саморобника таїть у собі чимало підводних каменів, через що нерідко плід довгих завзятих праць у кращому разі висвітлює туалет, передпокій або ганок, а то й виявляється здатний лише розкрутити самого себе.

За схемами на рис. розглянемо докладніше; позиції:

• Фіг. А:

1. лопаті ротора;
2. генератор;
3. станина генератора;
4. захисний флюгер (ураганна лопата);
5. струмознімач;
6. шасі;
7. поворотний вузол;
8. робочий флюгер;
9. щогла;
10. хомут під ванти.

• Фіг. Б, вид зверху:

1. захисний флюгер;
2. робочий флюгер;
3. регулятор натягу пружини захисного флюгера.

• Фіг. Г, струмознімач:

1. колектор із мідними нерозрізними кільцевими шинами;
2. пружні міднографітові щітки.

Примітка: ураганний захист для горизонтального лопатника діаметром понад 1 м абсолютно необхідний, т.к. створити навколо себе вихровий кокон він не здатний. При менших розмірах можна досягти витривалості ротора до 30 м/с з лопатями з пропілену.

Отже, де на нас чекають «спотики»?

Лопаті

Розраховувати досягти потужності на валу генератора понад 150-200 Вт на лопатях будь-якого розмаху, вирізаних з товстостінної пластикової труби, як часто радять – надії безпросвітного дилетанта. Лопата з труби (якщо вона не настільки товста, що використовується просто як заготівля) матиме сегментний профіль, тобто. його верхня або обидві поверхні будуть дугами кола.

Сегментні профілі придатні для середовища, що не стискається, скажімо, для підводних крил або лопатей гребного гвинта. Для газів же потрібна лопать змінного профілю та кроку, наприклад див. рис.; розмах – 2 м. Це буде складний і трудомісткий виріб, що вимагає кропіткого розрахунку у всеозброєнні теорії, продувок у трубі та натурних випробувань.

Генератор

При насадці ротора прямо на його вал штатний підшипник швидко розіб'ється - однакового навантаження на всі лопаті у вітряках не буває. Потрібен проміжний вал із спеціальним опорним підшипником та механічна передача від нього на генератор. Для великих вітряків опорний підшипник беруть дворядний самовстановлюваний; у найкращих моделях – триярусний, Фіг. Д на рис. вище. Такий дозволяє валу ротора не тільки злегка згинатися, а й трохи зміщуватися з боку в бік або вгору-вниз.

Примітка: На розробку опорного підшипника для ЗСУ типу EuroWind пішло близько 30 років.

Аварійний флюгер

Принцип його показує Фіг. В. Вітер, посилюючись, тисне на лопату, пружина розтягується, ротор перекошується, обороти його падають і врешті-решт він стає паралельним потоку. Начебто все добре, але – гладко було на папері…

Спробуйте у вітряний день утримати за ручку паралельно вітру кришку від виварювання чи великої каструлі. Тільки обережно - вертлява залізяка може саданути по фізіономії так, що розквасить ніс, розсіче губу, а то й виб'є око.

Плоский вітер буває лише в теоретичних викладках і з достатньою для практики точністю в аеродинамічних трубах. Реально ж ураган вітряки з ураганною лопатою корежить більше, ніж беззахисні. Краще все-таки міняти зіпсовані лопаті, ніж робити знову все. У промислових установках – інша річ. Там крок лопатей, по кожній окремо, відстежує та регулює автоматика під керуванням бортового комп'ютера. І робляться вони із надміцних композитів, а не з водопровідних труб.

Струмознімач

Це – вузол, що регулярно обслуговується. Будь-який енергетик знає, що колектор із щітками потрібно чистити, змащувати, регулювати. А щогла – з водопровідної труби. Не залізеш, раз на місяць-два доведеться весь вітряк валити на землю і потім знову піднімати. Скільки він протягне від такої "профілактики"?

Відео: лопатевий вітрогенератор + сонячна панель для електропостачання дачі

Міні та мікро

Але із зменшенням розмірів лопатника проблеми падають по квадрату діаметра колеса. Виготовлення горизонтальної лопатевої ЗСУ своїми силами на потужність до 100 Вт вже можливе. Оптимальним буде 6-лопатевий. При більшій кількості лопат діаметр ротора, розрахованого на ту ж потужність, буде менше, але їх виявиться важко міцно закріпити на маточині. Ротори про менш ніж 6 лопатях можна не мати на увазі: 2-лопатникові на 100 Вт потрібен ротор діаметром 6,34 м, а 4-лопатникові тієї ж потужності - 4,5 м. Для 6-лопаткового залежність потужність - діаметр виражається наступним чином :

• 10 Вт - 1,16 м.
• 20 Вт - 1,64 м.
• 30 Вт - 2 м.
• 40 Вт - 2,32 м.
• 50 Вт - 2,6 м.
• 60 Вт - 2,84 м.
• 70 Вт - 3,08 м.
• 80 Вт - 3,28 м.
• 90 Вт – 3,48 м-коду.
• 100 Вт – 3,68 м-коду.
• 300 Вт - 6,34 м.

Оптимальним буде розраховувати на потужність 10-20 Вт. По-перше, лопать із пластику розмахом понад 0,8 м без додаткових заходів захисту не витримає вітер понад 20 м/с. По-друге, при розмаху лопаті до тих же 0,8 м лінійна швидкість її кінців не перевищить швидкість вітру більш ніж утричі, і вимоги до профілювання з круткою знижуються на порядки; тут вже цілком задовільно працюватиме «корытце» із сегментним профілем із труби, поз. Б на рис. А 10-20 Вт забезпечать живлення планшетки, підзарядку смартфона або засвітять лампочку-економку.

Далі вибираємо генератор. Відмінно підійде китайський моторчик - маточина колеса для електровелосипедів, поз. 1 на рис. Його потужність як двигуна – 200-300 Вт, але в режимі генератора він дасть приблизно до 100 Вт. Але чи підійде він нам за оборотами?

Показник швидкохідності z для 6 лопатей дорівнює 3. Формула розрахунку швидкості обертання під навантаженням – N = v/l*z*60, де N – частота обертання, 1/хв, v – швидкість вітру, а l – довжина кола ротора. При розмаху лопаті 0,8 м та вітрі 5 м/с отримуємо 72 об/хв; при 20 м/с – 288 об/хв. Приблизно з такою ж швидкістю обертається велосипедне колесо, так що свої 10-20 Вт від генератора, здатного дати 100, ми вже знімемо. Можна садити ротор прямо на його вал.

Але тут виникає така проблема: ми, витративши чимало праці та грошей, хоч би на моторчик, отримали… іграшку! Що таке 10-20, ну, 50 Вт? А лопатевий вітряк, здатний запитати хоча б телевізор, удома не зробиш. Чи не можна купити готовий міні-вітрогенератор, і чи не обійдеться він дешевше? Ще як можна, і ще як дешевше, див. 4 та 5. Крім того, він буде ще й мобільним. Поставив на пеньок – і користуйся.

Другий варіант – якщо десь валяється кроковий двигун від старого 5- чи 8-дюймового дисководу, або від приводу паперу чи каретки непридатного струминного чи матричного принтера. Він може працювати як генератор і приробити до нього карусельний ротор з консервних банок (поз. 6) простіше, ніж збирати конструкцію на кшталт показаної на поз. 3.

Загалом щодо «лопатників» висновок однозначний: саморобні – скоріше для того, щоб помайструвати досхочу, але не для реальної довготривалої енерговіддачі.

Відео: найпростіший вітрогенератор для освітлення дачі

Вітрильники

Вітрильний вітрогенератор відомий давно, але м'які полотнища його лопатей почали робити з появою високоміцних зносостійких синтетичних тканин і плівок. Багатолопатеві вітряки з жорсткими вітрилами широко розійшлися по світу як привід малопотужних автоматичних водокачок, але їх техдані нижче навіть у каруселів.

Однак м'яке вітрило як крило вітряка, схоже, виявилося не так простим. Справа не у вітростійкості (виробники не обмежують максимально допустиму швидкість вітру): яхсменам-парусникам і так відомо, що вітру розірвати полотнище бермудського вітрила практично неможливо. Швидше шкот вирве, або щоглу зламає, або весь посуд зробить поворот оберкіль. Справа в енергетиці.

На жаль, точних даних випробувань не вдається знайти. За відгуками користувачів вдалося скласти «синтетичні» залежності для встановлення ВЕУ-4.380/220.50 таганрозького виробництва з діаметром вітроколеса 5 м, масою вітроголовки 160 кг та частотою обертання до 40 1/хв; вони представлені на рис.

Зрозуміло, гарантій за 100% достовірність бути не може, але і так видно, що плоско-механістичної моделлю тут і не пахне. Не може 5-метрове колесо на плоскому вітрі в 3 м/с дати близько 1 кВт, при 7 м/с вийти на плато за потужністю і далі тримати її до жорстокого шторму. Виробники, до речі, заявляють, що номінальні 4 кВт можна отримати і за 3 м/с, але при встановленні їх силами за результатами досліджень місцевої аерології.

Кількісної теорії також не виявляється; пояснення розробників малозрозумілі. Однак, оскільки таганрозькі ВЕУ народ купує, і вони працюють, залишається припустити, що заявлена ​​конічна циркуляція та пропульсивний ефект – не фікція. Принаймні можливі.

Тоді, виходить, ПЕРЕД ротором, за законом збереження імпульсу, повинен виникнути також конічний вихор, але повільний, що розширюється. І така вирва зганятиме вітер до ротора, його ефективна поверхнявийде більше омітається, а КИЕВ - надпоодиноким.

Пролити світло це питання могли б натурні вимірювання поля тиску перед ротором, хоча б побутовим анероїдом. Якщо воно виявиться вищим, ніж із боків осторонь, то, дійсно, вітрильні ЗСУ працюють, як жук літає.

Саморобний генератор

Зі сказаного вище ясно, що саморобам краще братися або за вертикалки, або за вітрильники. Але ті та інші дуже повільні, а передача на швидкохідний генератор – зайва робота, зайві витрати та втрати. Чи можна зробити найефективніший тихохідний електрогенератор самому?

Так, можна, на магнітах з ніобієвого металу, т. зв. супермагніти. Процес виготовлення основних деталей показано на рис. Котушки – кожна з 55 витків мідного 1 мм дроту у термостійкій високоміцній емалевій ізоляції, ПЕММ, ПЕТВ тощо. Висота обмоток – 9 мм.

Зверніть увагу на пази під шпонки половини ротора. Вони повинні бути розташовані так, щоб магніти (вони приклеюються до магнітопроводу епоксидкою або акрилом) після збирання зійшлися різними полюсами. «Млинці» (магнітопроводи) повинні бути виготовлені з магнітом'якого феромагнетика; підійде звичайна конструкційна сталь. Товщина «млинців» – не менше 6 мм.

Взагалі краще купити магніти з осьовим отвором і притягнути їх гвинтами; супермагніти притягуються зі страшною силою. З цієї ж причини на вал між «млинцями» одягається циліндрична проставка заввишки 12 мм.

Обмотки, що становлять секції статора, з'єднуються за схемами, також наведеними на рис. Спаяні кінці не повинні бути натягнуті, але повинні утворювати петлі, інакше епоксидка, якою залитиме статор, застигаючи, може порвати дроти.

Заливають статор у виливниці до товщини 10 мм. Центрувати та балансувати не потрібно, статор не обертається. Зазор між ротором та статором – по 1 мм з кожного боку. Статор у корпусі генератора потрібно надійно зафіксувати не тільки від зміщення по осі, а й від провертання; сильне магнітне поле при струмі в навантаженні тягне його за собою.

Відео: генератор для вітряка своїми руками

Висновок

І що ж ми маємо насамкінець? Інтерес до «лопатників» пояснюється скоріше їх ефектним. зовнішнім виглядом, ніж дійсними експлуатаційними якостямив саморобне виконаннята на малих потужностях. Саморобна карусельна ЗСУ дасть "чергову" потужність для зарядки автоакумулятора або енергопостачання невеликого будинку.

А ось із вітрильними ЗСУ варто поекспериментувати майстрам із творчою жилкою, особливо у міні-виконанні, з колесом 1-2 м діаметром. Якщо припущення розробників вірні, то з такого можна буде зняти, за допомогою описаного вище китайського двигуна-генератора, його 200-300 Вт.

Андрій сказав(ла):

Дякую за вашу безкоштовну консультацію ... А ціни "від фірм" не реально дорогі, і я думаю, що майстрові люди з глибинки зможуть зробити генератори подібні до вашого. синусом). А вітрила, лопаті або ротори - це черговий привід для польоту думки наших рукастих Російських мужиків.

Іван сказав(ла):

питання:
Для вітряків з вертикальною віссю (позиція 1) і варіанта "Ленця" можна додати додаткову деталь - крильчатку, що виставляється за вітром, і закриває від нього ж непотрібну сторону (що йде в бік вітру). Тобто вітер не лопатиме гальмувати, а цей “екран”. Постановка за вітром "хвістом", що знаходиться за самим вітряком нижче і вище лопатей (гребенів). Читав статтю та народилася ідея.

Натискаючи кнопку «Додати коментар», я погоджуюсь із сайту.

Багатьох електриків новачків цікавить одне дуже популярне питання – як зробити електрику безкоштовною і водночас автономною. Дуже часто, наприклад, при виїзді на природу, катастрофічно не вистачає розетки для заряджання телефону або включення світильника. У цьому випадку Вам допоможе саморобний термоелектричний модуль, зібраний на основі елемента Пельтьє. За допомогою такого пристрою можна генерувати струм, напругою до 5 Вольт, чого цілком вистачить для заряджання девайса та підключення лампи. Далі ми розповімо, як зробити термоелектричний генератор своїми руками, надавши простий майстер-клас у картинках та з відео прикладом!

Коротко про принцип дії

Щоб надалі Ви розуміли, для чого потрібні ті чи інші запчастини при складанні саморобного термоелектричного генератора, спочатку поговоримо про влаштування елемента Пельтьє та про те, як він працює. Цей модуль складається з послідовно з'єднаних термопар, що знаходяться між керамічних пластин, як показано на малюнку нижче.

Коли через такий ланцюг проходить електричний струм, відбувається так званий ефект Пельтьє — одна сторона модуля нагрівається, а друга охолоджується. Навіщо це нам потрібно? Все дуже просто, якщо діяти у зворотному порядку: один бік пластини нагріти, а другий охолодити, відповідно можна згенерувати електроенергію невеликої напруги та сили струму. Сподіваємося, що на цьому етапі все зрозуміло, тому переходимо до майстер-класів, які наочно покажуть із чого і як зробити термоелектричний генератор своїми руками.

Майстер-клас зі збирання

Отже, ми знайшли в інтернеті дуже докладну і водночас просту інструкціюзі збирання саморобного генератора електроенергії на базі печі та елементу Пельтьє. Для початку Вам необхідно підготувати такі матеріали:

• Саме елемент Пельтьє з параметрами: максимальний струм 10 А, напруга 15 Вольт, розміри 40*40*3,4 мм. Маркування - TEC 1-12710.
• Старий блок живлення від комп'ютера (з нього потрібний лише корпус).
• Стабілізатор напруги, з наступними технічними характеристиками: вхідна напруга 1-5 Вольт, на виході – 5 Вольт. У цій інструкції зі збирання термоелектричного генератора використовується модуль з USB виходом, що спростить процес підзарядки сучасного телефону або планшета.
• Радіатор. Можна взяти від процесора з кулером, як показано на фото.
• Термопаста.

Підготувавши всі матеріали, можна переходити до виготовлення пристрою своїми руками. Отже, щоб Вам було зрозуміліше, як самому зробити генератор, надаємо покроковий майстер-клас з картинками та докладним поясненням:

Працює термоелектричний генератор наступним чином: усередині печі засинаєте дрова, підпалюєте їх і чекаєте кілька хвилин, поки одна зі сторін пластини не нагріється. Для підзарядки телефону потрібно, щоб різниця між температурами різних сторін була близько 100 про С. Якщо охолодна частина (радіатор) буде нагріватися, його потрібно остуджувати всіма можливими методами – акуратно поливати водою, поставити на нього кухоль з льодом тощо.

А ось і відео, на якому наочно показується, як працює саморобний електрогенератор на дровах:

Генерація електрики з вогню

Також можна встановити на холодну сторону вентилятор від комп'ютера, як на другому варіанті саморобного термоелектричного генератора з елементом Пельтьє:

У цьому випадку кулер витрачатиме невелику частку потужності генераторної установки, але в результаті система буде з вищим ККД. Крім телефонної зарядки модуль Пельтьє можна використовувати як джерело електроенергії для світлодіодів, що не менше корисний варіантзастосування генератора До речі, другий варіант саморобного термоелектричного генератора на вигляд і по конструкції трохи схожий. Єдина модернізація, окрім системи охолодження, це здатність регулювати висоту так званого пальника. Для цього автор елемента використовує "тіло" CD-ROM (на одному з фото добре видно, як самому можна виготовити конструкцію).

Якщо зробити термоелектричний генератор своїми руками за такою методикою, на виході у Вас може бути до 8 Вольт напруги, тому щоб заряджати телефон, не забудьте підключити перетворювач, який залишить на виході тільки 5 В.

Ну і останній варіант саморобного джерела електроенергії для будинку може бути представлений такою схемою: елемент – дві алюмінієві «цеглинки», мідна труба (водяне охолодження) та конфорка. Як результат – ефективний генератор, що дозволяє зробити безкоштовну електрику в домашніх умовах!