DIY -tuuligeneraattori: Kuinka Tehdä Kotitekoinen Tuuligeneraattori Pesukoneesta, Muovipulloista Ja Pyörän Moottorista

2024 Kirjoittaja: Beatrice Philips | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 05:37

Tuuligeneraattori sähkön tuottamiseen on korvaamaton sähkön lähde, jossa ei ole paljon auringonvaloa, lähellä ei ole jokia eikä keskitettyjä sähköverkkoja.

Suunnitteluominaisuuksia

Tuuligeneraattorin toimintaperiaate on tuulienergian muuntaminen sähköenergiaksi.

Muissa sähkögeneraattoreissa mekaanisen (kineettisen) energian lähteenä käytetään veden virtausta joessa, valtameren vuorovesi- ja vuorovesi -voimia.

Järjestelmissä, joissa sähkön tuottamiseen tarvitaan lämpöenergiaa, ne käyttävät:

• moottori, joka käyttää kaasua, bensiiniä tai dieselpolttoainetta;
• lämmön vapautuminen ydinreaktorin levyistä ja lohkoista, joiden lämpöä käytetään veden muuttamiseen höyryksi - höyryturbiinissa;
• erilaiset polttoaineet, jotka poltettiin CHP -laitoksessa korvaamalla ydinreaktorin lämpöä ja lämpöä.

Aurinkopaneelit erottuvat toisistaan, missä valoa käytetään energian lähteenä eikä lämpöä tai mekaanista energiaa.

Mutta takaisin "tuulivoimaloihin", joiden toimintaperiaate on seuraava . Tuulen voima pyörittää potkuria, joka käyttää moottorin generaattorin akselia. Yhdessä akselin kanssa moottorin roottori, johon on asennettu kestomagneetteja, pyörii synkronisesti. Staattorikäämin läpi kulkeva magneettikenttä indusoi siihen vaihtovirran johtuen käämien kierrosten läpi kulkevan magneettivuon voimakkuuden muutoksesta, josta käämi on koottu. Vaihtovirtajännite syötetään elektroniseen piiriin, jossa se muunnetaan tasavirtaksi. Lukuisat laitteet ja laitteet, jotka tarvitsevat sitä, toimivat tasavirralla.

Kuka tahansa voi tehdä kesämökeille tai kenttäolosuhteisiin generaattorin, joka tuottaa vaihtovirtaa 220 V jännitteellä . Mitä vaikuttavammat rakenteen mitat ovat, sitä suurempi hyöty tietylle käyttäjälle otetaan vastaan. Ei ole ongelma tehdä generaattori, joka tuottaa yhden tai useamman kilowatin sähköä tunnissa. Tällaisesta laitteistosta saatu sähkö pystyy toimittamaan lähes kaikki talon sähkölaitteet, myös puutarhanhoitolaitteet.

Tuuligeneraattori asennetaan mahdollisimman korkealle - kattoharjan tasolle. Siellä tuulivoima saavuttaa sääennusteessa ilmoitetut maksimiarvot.

Asennus muistuttaa etäisesti potkurilla varustettua tuuliviiriä, minkä vuoksi tämä rakenne kääntyy tuulen puhaltaessa. Tämä on tarpeen hänen voimansa, nopeutensa maksimoimiseksi.

Vaakasuoraa potkuria pyörittää yksikön takana oleva varsi . Pystysuoraa varsia ei tarvita - sen siivet on sijoitettu siten, että potkuri itse käynnistyy lähes puoli kierrosta riippumatta siitä, mistä suunnasta tuuli puhaltaa.

Jotta tuuliturbiini toimisi suurimmalla hyötysuhteella, nopeus on 3000 rpm tai enemmän . Vaihtovirtaa tuottavissa generaattoreissa tämä taajuus vastaa 50 hertsin arvoa, joka on tyypillistä kotimaisille teollisuusvoimalaitoksille. Noin 10 kg painavan moottorigeneraattorin pyörimisen jälkeen ei ole ongelma saada 2 kW joka tunti.

Mistä voidaan tehdä?

Tuulipuiston minkä tahansa mallin pääelementti on moottorigeneraattori. Se toimii kuin moottori - suora tai vaihtovirta saa roottorin (ja samalla akselin) pyörimään. Myös päinvastainen työskentely generaattorina on mahdollista.

Generaattoreina käytettävien moottoreiden joukossa on harjattuja, harjattomia asynkronisia ja askelmoottoreita . Nämä kolme moottorityyppiä ovat suosittuja harrastajien keskuudessa, jotka kokoavat tuuliturbiinit omin käsin.

Keräinmoottorissa roottorin käämit (armatuurit) sijaitsevat staattorimagneettien jatkuvassa magneettikentässä . Tällaisen moottorin liittimistä poistettu vakiojännite, kun sen akseli ankkurilla on kiertymättä, siirtyy ankkurin virransiirtokoskettimista harjojen kautta. Harjat itse ovat tällaisen moottorin heikko kohta - ne kuluttavat nopeasti resurssinsa. Tällainen generaattori on pääsääntöisesti jatkuvalla kuormituksella; kun ankkuri liikkuu, harjat kipinöivät. Usean päivän jatkuva toiminta tällaisessa asennuksessa voi harjat kulua kokonaan, minkä seurauksena jälkimmäiset on vaihdettava.

Harjamoottoreiden käyttö generaattorina, jolla on jatkuva aktiivinen kuormitus, on epäkäytännöllistä.

Paras vaihtoehto on harjaton moottori . Siinä magneetilla varustettu roottori pyörii staattorikäämien välisessä tilassa. Käämit itse pysyvät paikallaan, eivät tarvitse liukukoskettimia. Tällaisen yksinkertaisen ratkaisun ansiosta asennus voi toimia vuosikymmeniä - on tärkeää vain kerran kaudessa tai puolen vuoden välein voidella moottorin laakerit, jotka vastaavat roottorin täydellisestä ja välyksettömästä pyörimisestä. Suosittuja harjattomaan moottoriin - asynkroniseen tai askelmoottoriin - perustuvia ratkaisuja on saatavana lähes jokaiseen DIYer -kotiin.

Asynkronista moottoria käytetään sähkötyökaluissa - esimerkiksi hiomakoneessa . Stepperi löytyy monenlaisista laitteista - polkupyörän moottoripyörästä tulostimen tai levyaseman mekaaniseen käyttölaitteeseen.

Pyörivässä vasarassa, hiomakoneessa, ruuvimeisselissä, palapelisahassa ja sähköhöylässä käytetty vaihteleva harjamoottori erottuu toisistaan . Niiden haittana on tarve poistaa harjat ja roottorin reikä neodyymimagneeteille. Tämän seurauksena vain staattorikäämi jää aktiivisista käämeistä - roottorin käämi poistetaan kokonaan.

Tuuliturbiinipotkuri voidaan valmistaa muovisista viemäriputkista, PET -pulloista ja vastaavista kierrätysmateriaaleista. Mitä kevyempi ja vahvempi se on, sitä vähemmän tuulen voimaa tarvitaan sen purkamiseen.

Tuulettimesta valmistettu tuuligeneraattori vaatii roottorin reiän neodyymimagneeteille . Kotitalouksien tuulettimen moottoria ei ole suunniteltu vastaanottamaan sähkövirtaa roottoria pyörittämällä. Tietokoneen jäähdytin (sirunjäähdytin) - tietokoneen tai kannettavan tietokoneen järjestelmäyksikön tuuletin - kuuluu samaan muutokseen.

Traktori tai auton generaattori käyttää lisäkenttäkäämiä, jotka saavat virtansa itse koneen akusta . Jotta generaattori voisi tuottaa esimerkiksi 135 ampeerin vaihtovirran 15 voltin jännitteellä, roottorin virityskäämi sytytyksen käynnistämisen jälkeen kuluttaa 3 ampeerin tasavirtaa jännitteellä 12, 6-14 V Generaattorin tärkein energianlähde on edelleen bensiinillä, dieselillä tai metaanilla / propaanilla toimivan polttomoottorin kampiakseli. Traktori tai auton generaattori vaatii kenttäkäämin poistamisen ja neodyymimagneettien asentamisen.

Mitä vaaditaan?

Yleisin vaihtoehto on käyttää pesukoneen moottoria kotitekoiseen generaattoriin . Jos vanhaa "pesukonetta" ei ole saatavilla, tällainen moottori löytyy kotimarkkinoiden roskakaupoista, lähimmästä kodinkoneiden huoltokeskuksesta tai erikoisliikkeestä. Ei ole ongelma tilata tällaista moottoria Kiinasta.

Periaatteessa pesukoneissa käytetään harjatonta asynkronimoottoria.

Sekä uudet että käytetyt toimivat pitkään. 200 watin teho voidaan helposti muuntaa kilowateiksi tai enemmän.

Materiaalit (muokkaa)

Generaattorin kokoamiseen tarvitaan moottorin lisäksi:

• neodyymimagneetit koossa 20, 10 ja 5 mm (yhteensä 32);
• tasasuuntaajan diodit tai diodisilta, jonka virta on kymmeniä ampeereja (noudata kaksinkertaisen tehovaran sääntöä);
• epoksi liima;
• kylmä hitsaus;
• hioa;
• tinaa tölkin sivulta.

Magneetteja tilataan verkossa Kiinasta.

Työkalut

Seuraavat työkalut nopeuttavat valmistusprosessia:

• sorvi;
• sakset;
• ruuvimeisseli suuttimilla;
• pihdit.

Sorvin puuttuessa ota yhteyttä ystävään, joka osaa työskennellä tällaisella sorvilla.

Kaaviot ja piirustukset

Generaattori laitteena tuottaa vaihtovirtaa, joka on muutettava tasavirraksi ja saatava haluttuun jännitearvoon. Jos moottorigeneraattori tuottaa esimerkiksi 40 volttia, tämä ei todennäköisesti ole sopiva arvo useimmille kulutuselektroniikoille, jotka käyttävät 5 tai 12 volttia tasavirtaa tai 127/220 volttia vaihtovirtaa.

Ajan ja miljoonien käyttäjien todistama koko asennuksen kaavio sisältää tasasuuntaajan, ohjaimen, akun ja invertterin . Auton akkua, jonka kapasiteetti on 55-300 ampeerituntia, käytetään varastoidun energian puskurivarastona. Sen käyttöjännite on 10, 9-14, 4 V jaksottaisella latauksella (täysi lataus-purkausjakso) ja 12, 6-13, 65 puskurilla (annosteltuna, annosteltuna, kun haluat ladata osittain tyhjentyneen akun).

Ohjain muuntaa esimerkiksi samat 40 volttia 15: ksi. Sen hyötysuhde voltti-ampeerissa on 80-95%-ilman tasasuuntaajan häviöitä.

Kolmivaihegeneraattorilla on suurin hyötysuhde . -sen teho on 50% suurempi kuin yksivaiheisen, se ei värise käytön aikana (tärinä löysää rakennetta ja tekee siitä lyhytaikaisen).

Kunkin vaiheen käämityksessä olevat kelat vuorottelevat toistensa kanssa ja on kytketty sarjaan - kuten magneettien navat, yksi sivuista käämiä kohti.

Invertterin tehtävänä on muuntaa akusta otettu noin 12 voltin vakiojännite noin 220: n vaihtojännitteeksi.

Nykyaikaiset kodinkoneet ja elektroniikka voivat toimia 110 voltista (Amerikkalainen standardi kotitalousverkoille) jopa 250 - ei ole suositeltavaa antaa enemmän verkkokoneille ja -laitteille. Kaikki muuntimet ovat impulsseja, lineaarisiin verrattuna niiden lämpöhäviöt ovat paljon pienempiä.

Valmistusvaiheet

Jos haluat muuttaa induktiomoottorin rakennetta, toimi seuraavasti

1. Pura moottori ja irrota roottori.
2. Irrota levyt roottorin ankkurista. Leikkaa ne 2 mm syvyyteen.
3. Tee jopa 5 mm syviä uria magneeteille.
4. Merkitse magneetille tinalevy. Niiden tulee olla tasavälein toisistaan - tämä estää asennuksen tarpeettoman tehon menetyksen.
5. Kiinnitä ne tähän liuskaan tinaan superliimalla. Kiinnitä nauha magneeteilla ankkuriin.
6. Täytä magneettien välinen tila kylmähitsauksella tai epoksiliimalla.
7. Poista roottorin porat ja epätasaisuudet hiekkapaperilla.
8. Tarkista - ja vaihda tarvittaessa - moottorin laakerit ja pultit.

Kokoa moottorin generaattori. Laite on valmis jatkoasennusta varten. Tarkista laite puristamalla sen akseli poran tai ruuvimeisselin istukkaan ja kiihdyttämällä nopeuteen 1000 rpm.

Jännitettä käämin päissä 110 voltista voidaan pitää sopivana.

Pienemmällä arvolla virhe johtuu magneettien epätasaisesta vuorottelusta ankkurin pyörimisympyrän missä tahansa kohdassa.

Voit koota tuuliturbiinin seuraavasti

1. Leikkaa identtiset palat PVC-putkesta, jonka halkaisija on 11-16 cm ja jotka vastaavat tulevien terien pituutta.
2. Piirrä kullekin segmentille mielivaltainen viiva ja vetäydy siitä molemmin puolin 22 mm. Vastaavasti yhden terän leveys saavuttaa 44 mm. Toista tämä toimenpide linjan segmentin vastakkaisessa päässä.
3. Yhdistä ääriviivat suoraan keskiviivan toiselle puolelle.
4. Piirrä toiselle puolelle tulevan terän ääriviivat.
5. Leikkaa saatu terä pois ja pyöristä sen vapaa pää teroittamalla. Toista yllä olevat vaiheet muille terille.
6. Kiinnitä terät napaan holkkiadapterilla. Pultit, joissa on mutterit ja jousialuslevyt, sopivat kiinnikkeiksi. Kunkin terän leveys koko pituudeltaan vaihtelee välillä 44-88 mm.

Tämä riittää, jotta tuuli pyörittää juoksupyörää nopeudella 3 m / s. Tuloksena olevan rakenteen on oltava tasapainossa - oikea tasapainotus estää sokeiden pisteiden muodostumisen, jotka hidastavat generaattoria potkurin pyöriessä.

Moottorigeneraattori, johon on asennettu juoksupyörä, voidaan sijoittaa suojaholkkiin, joka suojaa sitä ilmakehän sateelta. Pysy kuivana kaikissa sääolosuhteissa, suojattuna sateelta ja lumelta, generaattori kestää vuosia. Kokoa suojus seuraavasti:

1. leikkaa putkessa, jonka halkaisija on 7,5 cm, pituussuuntainen ura, jonka leveys on 2 cm;
2. leikkaa putken takaosa 45 asteen kulmassa;
3. aseta moottorin generaattori potkurin kanssa tähän putkeen ja kiinnitä se siihen.

Moottorin vapaa pyöriminen vaatii kuulalaakeroidun kääntöliitoksen, joka on samanlainen kuin kotitalouksien tuulettimessa . Se voi kääntyä loputtomasti kummallekin puolelle.

Jotta vaijeri, jonka avulla staattorin käämityksestä aiheutuvat virrat poistetaan, ei kääntyisi tai kiertyisi, saranan liitännän on oltava liukuva, mutta se tarjoaa luotettavan ja vakaan sähkökontaktin moottorigeneraattorilla edelleen piirin toiminnallisia yksiköitä.

Paras kontakti saadaan kullatusta päätelaitteesta, joka on otettu mistä tahansa vanhasta tekniikasta.

Harjagrafiittikontaktin käyttö on perusteetonta - grafiitin sähkövastus on suuruusluokkaa korkeampi kuin alumiinin ja teräksen, ja asennuksen teho heikkenee huomattavasti. Sarana on asennettu pohjaan, joka on tehty muotoillusta putkesta. Kokoonpanon jälkeen he tarkistavat, onko tuloksena oleva kääntömekanismi juuttunut, ei pyöri ja onko vaijeri kulunut.

Liukukosketin ja asennuksen vapaan pyörimisen tuulen suuntaan moottorin lisäkoteloon kiinnitetään varsi, joka on valmistettu esimerkiksi muovisesta vesiputkesta ja muovilevystä tai alumiinista.

Tukena käytetään pyöreää tai profiiliputkea, jonka toinen pää on betonoitu maahan - vähintään metrin. Jotta tuki ei horjuisi hurrikaanista ajan mittaan, sitä täydennetään kolmella tai kuudella venytysmerkillä, jotka ovat keskellä samassa kulmassa ja suunnattu eri suuntiin.

Kun moottori-generaattoriosa on asennettu, diodin tasasuuntaaja asennetaan tarvittaessa moottorin viereen . Johtojen virtahäviöitä voidaan vähentää merkittävästi käyttämällä generaattorisarjan lähellä sijaitsevaa tehomuuntajaa - kuten linjoilla, jotka lähettävät teollisuussähköä pitkiä matkoja.

Lataussäädin, akku ja invertteri sisältyvät edelleen kaavion mukaisesti. Tuuliturbiini on täysin koottu ja käyttövalmis.

Suositukset

Kotitekoinen tuulimylly yksityistalolle tuottaa vakion tai vuorottelevan usean kymmenen voltin jännitteen, mikä on lisääntynyt vaara henkilölle. Jännitteiset koskettimet ja johdot on eristettävä luotettavasti - sadevesi on happamoitettu ympäristö, joka johtaa hyvin sähkövirtaa.

Sorvin tai hiomakoneen työ suoritetaan suojalaseilla ja käsineillä. Piirin kokoaminen on kielletty tuuliturbiinin ollessa käynnissä.

Tuulienergia on vaihtelevaa. Paras ratkaisu olisi hidas generaattori, jossa on yli tusina magneettia ja kelaa. Mitä enemmän kelaa, sitä paksumman käämityslangan tulisi olla . Liian ohut osa kymmenien ohmien kokonaisvastuksen vuoksi vähentää generaattorin hyötytehoa useita kertoja enemmän. Vakavaan kuormaan - esimerkiksi sähköliesistä tai pesukoneesta - 220 voltilla, jopa 10 A.

Kotitekoisen generaattorin suunnittelun - ellei käytetä muunnettua moottoria sähköntuotantoon - tulisi olla täysin tasainen ja symmetrinen . Ennen käämien ja magneettien asentamista "kehruulaite" on keskitettävä. Sillä ei ole väliä mitä käytetään - hylätty CD -levy tai kotitekoinen pienoiskopio tuulimyllystä, pienintäkään epätasapainoa ei voida hyväksyä.

Yritä saavuttaa minimaalinen melu - ihannetapauksessa sen pitäisi olla poissa . Jos laitteistostasi, jota ei ole voideltu laakereiden tilalle, valitaan jatkuvan vinkumisen ja kolinaamisen takia pyöritettäessä, tällainen valitus voi johtaa lakisääteisiin ongelmiin, etenkin yöllä. Muut syyt väittää sinut tuuliturbiinin omistajaksi ovat merkityksettömiä - tuuliturbiinit ovat täysin laillisia, koska tämän laitteen omistaja ei tuota sähköä sen kanssa teollisessa mittakaavassa, kuten Euroopassa ja Amerikassa tehdään.

Asennus ei saa olla liian korkea - pylväiden yläpuolella, joita pitkin sähkölinjat kulkevat . Jokaisessa kaupungissa, kesämökillä tai maaseudulla on rajoituksia rakennettavien rakenteiden korkeudelle.

Esimerkiksi 40 metrin tornin toimittaminen solukkotukiasemalle vaatii joukon lupia ja auditointeja viranomaisviranomaisilta. Sama koskee tuulivoimaloita.

Oikein ja erittäin vastuullisesti lähestyessään sähköongelman ratkaisua tuuligeneraattorin avulla kuluttaja pääsee eroon sähkökatkoihin liittyvistä seisokkeista. On aina parempi olla ennakoiva - lain puitteissa - kuin odottaa vuosia, mitä viranomaiset lupaavat.