Domaći asinhroni generator. DIY električni generator

Nema potrebe tražiti prednosti vlastitog plinskog generatora; one leže na površini.

Vlasnici garaža vikendice, privatne kuće (pod uslovom da ovi objekti imaju nepouzdano napajanje, ili uopće nisu elektrificirani) odavno cijene prednosti rezervnog napajanja.

Čak i ako živite u vikend naselju sa normalnom opskrbom električnom energijom, moguće su vanredne situacije. Dugotrajni gubitak energije dovest će do kvarenja hrane u hladnjaku ljeti, a kvara kotla za grijanje zimi.

Stoga mnogi vlasnici kuća kupuju industrijske generatore, čija se cijena ne može nazvati ekonomičnom.

Drugi pravac za mobilne elektrane je turizam, ekspedicije i izvođenje radova pomoću električnih alata u autonomnom načinu rada.

Ovaj korisni uređaj nije pretjerano složen uređaj, tako da možete lako sastaviti plinski generator vlastitim rukama, uključujući i onaj za 220 V.

Naravno glavni razlog takva odluka je želja za uštedom. Ako kupite komponente za mobilnu elektranu u trgovini, cijena dijelova će premašiti uštedu na montaži.

Stoga će domaći generator plina postati profitabilan samo ako ima shareware komponente.

Najskuplji rezervni dijelovi su: pogon ( Plinski motor) i elektromotor koji će djelovati kao generator. To su oni koje treba izabrati iz „smeća“ dostupnog u skladištima.

Koja elektrana se može odabrati za generator?

Prije svega - moć. U mobilnim elektranama koristi se sljedeći omjer: na svaki kilovat proizvedene električne energije (ne u vršnom, već u normalnom režimu) isporučuje se 2-3 l/s motora.

Bitan! Ova proporcija radi sa pravilno odabranim komponentama i minimalnim gubicima. Treba imati na umu da su čak i najjeftiniji generator iz Srednjeg kraljevstva dizajnirali inženjeri.

U pravilu se plinski generatori razvijaju kao kompleks, odnosno razvija se generatorski element za određeni motor. Za domaća instalacija treba izabrati koeficijent od 2-4 l/s po 1 kilovatu energije. U suprotnom, pri punom opterećenju motor će brzo otkazati.

Problem električnih mreža u našoj zemlji nije samo to što energija stalno poskupljuje, već i njihov nedostatak u pojedinim područjima. A u brojnim udaljenim selima i gradovima centralizirano napajanje je toliko rijetko da je potreban generator.

Kako biti?

Naravno, moderno tržište nudi stotine takvih modela koji mogu obezbijediti energiju čak i malom selu. Jedina poteškoća je što njihov trošak ponekad premašuje prosječnu platu za nekoliko mjeseci. Je li moguće napraviti električni generator vlastitim rukama?

Generator na bazi stare motorne testere

Odmah rezervirajmo da ćemo razmatrati samo opcije s maksimalnim "izlazom", jer se ne isplati graditi domaći generator samo za napajanje nekoliko sijalica. Najbolje je dizajnirati uređaj zasnovan na motoru motorne pile, jer će lako osigurati energiju seoskoj kući srednje veličine. Prije nego što napravite električni generator, izračunajte potrošnju energije svih vaših uređaja.

Koji model da uzmem?

S obzirom na rasprostranjenost starijih modela pila, najbolje je nabaviti staru Druzhbu ili Ural.

Gdje nabaviti generator

Ako se osjećate kao potomak legendarnog Leftyja, onda možete sami izliti sve dijelove i sami napraviti namotaj. Ali sve je to toliko komplicirano da će električni generator napravljen vlastitim rukama jednostavno biti neisplativ. Stoga je najbolje uzeti generator iz KAMAZ-a ili neke vrste poljoprivrednog vozila.

Zahtjevi

Ako uzmete staru domaću pilu, onda njen motor lako može povući čak 2-3 kW. Ali optimalno - ne više od 1,5 kW. Dobra stvar kod odabira auto generatora je što održava optimalni napon čak i uz razliku u broju okretaja motora od 1-5 hiljada u minuti.

Converter

Budući da je iz gore navedenih razloga (okreta) nemoguće koristiti normalan električni generator od 220 V, morate vlastitim rukama pričvrstiti pretvarač na svoj dizajn. Obratite pažnju na MAP Energy inverter, koji je lako pronaći na otvorenom tržištu.

Kako se povezati?

Optimalno rješenje je napraviti poseban zamjenjiv blok koji se može brzo spojiti na testeru i isto tako brzo demontirati. U ovom slučaju, takav uređaj je lako ponijeti na planinarenje, jer će vam trebati njegova svestranost. Za pričvršćivanje se koristi ili stara vodilica pile ili domaći nosač. Optimalna veza- pojas, jer lančani pogon previše bučan, a također zahtijeva podmazivanje. Remen treba odabrati tako da se električni generator (lako ga je napraviti vlastitim rukama) nalazi što bliže samoj pili.

Ostale karakteristike

Izlaz generatora (pomoću ampermetra od 30-40 Ampera) i sklopku spajamo s baterijom odgovarajućeg kapaciteta i spajamo na pretvarač napona. Vrlo je preporučljivo u ovom krugu osigurati voltmetar, jer inače vrijedna oprema može lako izgorjeti zbog nekih problema.

Kako koristiti

Budući da nemate regulator brzine, morat ćete ih odabrati tako da motor lagano „reži“. Naravno, to će malo povećati potrošnju goriva. Da biste olakšali rad mehanizma, trebat će vam baterija velikog kapaciteta, koja će preuzeti većinu opterećenja u vršnim trenucima. Takva stabilnost će imati pozitivan učinak ne samo na izlazni napon, već i na cijeli mehanizam.

Dakle, sasvim je moguće napraviti električni generator sami.

Rusija zauzima dvostruku poziciju u pogledu izvora energije vjetra. S jedne strane, zbog ogromne ukupne površine i obilja ravnih površina, uglavnom ima dosta vjetra, i to uglavnom ujednačenog. S druge strane, naši vjetrovi su pretežno niskog potencijala i spori, vidi sl. Na trećem, u slabo naseljenim područjima vjetrovi su jaki. Na osnovu toga, zadatak instaliranja vjetrogeneratora na farmi je prilično relevantan. Ali da biste odlučili hoćete li kupiti prilično skup uređaj ili ga napraviti sami, morate dobro razmisliti koji tip (a ima ih puno) odabrati za koju svrhu.

Osnovni koncepti

1. KIJEV – koeficijent iskorišćenja energije vetra. Ako se za proračune koristi mehanički model ravnog vjetra (vidi dolje), on je jednak efikasnosti rotora vjetroelektrane (WPU).
2. Efikasnost – efikasnost APU-a od kraja do kraja, od nadolazećeg vjetra do terminala električnog generatora, ili do količine vode koja se upumpava u rezervoar.
3. Minimalna radna brzina vjetra (MRS) je brzina kojom vjetrenjača počinje opskrbljivati ​​strujom opterećenje.
4. Maksimalna dozvoljena brzina vjetra (MAS) je brzina pri kojoj prestaje proizvodnja energije: automatizacija ili isključuje generator, ili stavlja rotor u vjetrokaz, ili ga savija i skriva, ili se sam rotor zaustavlja, ili APU je jednostavno uništena.
5. Početna brzina vjetra (SW) - pri ovoj brzini rotor se može okretati bez opterećenja, okretati se i ući u radni način, nakon čega se generator može uključiti.
6. Negativna startna brzina (OSS) - to znači da APU (ili vjetroturbina - vjetroelektrana, ili WEA, vjetroelektrana) za pokretanje pri bilo kojoj brzini vjetra zahtijeva obavezno okretanje iz vanjskog izvora energije.
7. Početni (početni) moment je sposobnost rotora, nasilno kočenog u struji vazduha, da stvori obrtni moment na vratilu.
8. Vjetroturbina (WM) je dio APU-a od rotora do osovine generatora ili pumpe, ili drugog potrošača energije.
9. Rotacijski vjetrogenerator - APU u kojem se energija vjetra pretvara u okretni moment na osovini za izvod snage rotacijom rotora u struji zraka.
10. Raspon radnih brzina rotora je razlika između MMF i MRS pri radu pri nazivnom opterećenju.
11. Vjetrenjača male brzine - u njoj linearna brzina dijelova rotora u struji ne prelazi značajno brzinu vjetra ili je niža od nje. Dinamički pritisak protoka se direktno pretvara u potisak lopatice.
12. Brza vjetrenjača - linearna brzina lopatica je znatno (do 20 ili više puta) veća od brzine vjetra, a rotor stvara vlastitu cirkulaciju zraka. Ciklus pretvaranja energije protoka u potisak je složen.

napomene:

1. APU male brzine, u pravilu, imaju KIEV niži od brzih, ali imaju početni moment dovoljan da pokrene generator bez isključivanja opterećenja i nulti TAC, tj. Apsolutno se samostalno pokreće i može se koristiti i na najslabijem vjetru.
2. Sporost i brzina su relativni pojmovi. Vjetrenjača za domaćinstvo na 300 o/min može biti male brzine, ali moćni APU tipa EuroWind, od kojih se sastavljaju polja vjetroelektrana i vjetroelektrana (vidi sliku) i čiji rotori rade oko 10 o/min, su brzi, jer sa takvim prečnikom, linearna brzina lopatica i njihova aerodinamika u većem delu raspona su prilično "kao avion", vidi dole.

Kakav generator vam treba?

Električni generator za domaću vjetrenjaču mora proizvoditi električnu energiju u širokom rasponu brzina rotacije i biti u stanju da se samostalno pokrene bez automatizacije ili vanjskih izvora energije. U slučaju korišćenja APU sa OSS (spin-up vetroturbinama), koje po pravilu imaju visok KIEV i efikasnost, on mora biti i reverzibilan, tj. biti sposoban da radi kao motor. Pri snagama do 5 kW ovaj uslov zadovoljavaju električne mašine sa trajnim magnetima na bazi niobija (supermagneti); na čeličnim ili feritnim magnetima možete računati na ne više od 0,5-0,7 kW.

Bilješka: asinhroni generatori naizmjenična struja ili kolektorski sa nemagnetiziranim statorom potpuno su neprikladni. Kada se snaga vjetra smanji, oni će se „ugasiti“ mnogo prije nego što mu brzina padne na MPC i tada se neće sami pokrenuti.

Odlično "srce" APU snage od 0,3 do 1-2 kW dobiva se iz samogeneratora naizmjenične struje s ugrađenim ispravljačem; ovo je sada većina. Prvo, oni održavaju izlazni napon od 11,6-14,7 V u prilično širokom rasponu brzina bez vanjskih elektronskih stabilizatora. Drugo, silikonski ventili se otvaraju kada napon na namotu dostigne približno 1,4 V, a prije toga generator "ne vidi" opterećenje. Da biste to učinili, generator treba prilično pristojno zavrteti.

U većini slučajeva, samogenerator se može direktno povezati, bez zupčanika ili remenskog pogona, na osovinu brzog motora pod visokim pritiskom, birajući brzinu odabirom broja lopatica, vidi dolje. "Brzi vozovi" imaju mali ili nulti početni moment, ali rotor, čak i bez isključivanja opterećenja, imat će vremena da se okrene dovoljno prije nego što se ventili otvore i generator proizvede struju.

Odabir prema vjetru

Prije nego što odlučimo koju vrstu vjetrogeneratora napraviti, odlučimo se za lokalnu aerologiju. U sivo-zelenkastoj boji(bez vjetra) područja karte vjetra, samo će vjetromotor za jedrenje biti od koristi(O njima ćemo kasnije). Ako je potrebno stalno napajanje, morat ćete dodati pojačivač (ispravljač sa stabilizatorom napona), Punjač, snažna baterija, inverter 12/24/36/48 V DC na 220/380 V 50 Hz AC. Takav objekat će koštati ne manje od 20.000 dolara, a malo je vjerovatno da će biti moguće ukloniti dugoročnu snagu veću od 3-4 kW. Općenito, uz nepokolebljivu želju za alternativnom energijom, bolje je potražiti drugi izvor.

Na žuto-zelenim mestima sa slabim vetrom, sa potrebom za strujom do 2-3 kW, možete sami da preuzmete malobrzinu vertikalni vetrogenerator . Ima ih bezbroj razvijenih, a postoje dizajni koji su gotovo jednako dobri kao industrijski proizvedeni „oštrici“ u smislu KIJEVA i efikasnosti.

Ako planirate kupiti vjetroturbinu za svoj dom, onda je bolje da se fokusirate na vjetroturbinu s rotorom za jedra. Mnogo je kontroverzi, a u teoriji još nije sve jasno, ali funkcionišu. U Ruskoj Federaciji "jedrilice" se proizvode u Taganrogu snage 1-100 kW.

U crvenim, vjetrovitim regijama, izbor ovisi o potrebnoj snazi. U rasponu od 0,5-1,5 kW, domaće "vertikale" su opravdane; 1,5-5 kW – kupljene „jedrilice“. „Vertikalni“ se također može kupiti, ali će koštati više od horizontalnog APU-a. I na kraju, ako vam je potrebna vjetroturbina snage 5 kW ili više, onda morate birati između horizontalnih kupljenih "lopatica" ili "jedrilica".

Bilješka: Mnogi proizvođači, posebno drugi sloj, nude komplete dijelova od kojih možete sami sastaviti vjetrogenerator snage do 10 kW. Takav komplet koštat će 20-50% manje od gotovog kompleta s ugradnjom. Ali prije kupovine morate pažljivo proučiti aerologiju predviđenog mjesta ugradnje, a zatim odabrati odgovarajući tip i model prema specifikacijama.

O sigurnosti

Delovi vetroturbine za upotrebu u domaćinstvu u radu mogu imati linearnu brzinu veću od 120 pa čak i 150 m/s, a komad bilo kog čvrstog materijala težine 20 g, koji leti brzinom od 100 m/s, sa „uspešnim ” hit, ubiće zdravog čoveka potpuno. Čelična ili tvrda plastična ploča debljine 2 mm, koja se kreće brzinom od 20 m/s, prepolovi je.

Osim toga, većina vjetroturbina snage veće od 100 W je prilično bučna. Mnogi stvaraju fluktuacije vazdušnog pritiska ultra niskih (manje od 16 Hz) frekvencija - infrazvuka. Infrazvuci su nečujni, ali su štetni po zdravlje i putuju veoma daleko.

Bilješka: kasnih 80-ih došlo je do skandala u Sjedinjenim Državama - najveća vjetroelektrana u zemlji u to vrijeme morala je biti zatvorena. Indijanci iz rezervata udaljenog 200 km od polja njegove vjetroelektrane na sudu su dokazali da su njihovi zdravstveni poremećaji, koji su naglo porasli nakon puštanja vjetroelektrane u rad, uzrokovani njenim infrazvucima.

Zbog gore navedenih razloga, ugradnja APU-a je dozvoljena na udaljenosti od najmanje 5 njihovih visina od najbližih stambenih zgrada. U dvorištima privatnih domaćinstava moguća je ugradnja industrijski proizvedenih vjetrenjača koje su odgovarajuće certificirane. Općenito je nemoguće instalirati APU na krovove - tokom njihovog rada, čak i onih male snage, nastaju naizmjenična mehanička opterećenja koja mogu uzrokovati rezonanciju građevinska konstrukcija i njeno uništenje.

Bilješka: Visina APU-a se smatra najvišom tačkom zakretnog diska (za rotore sa lopaticama) ili geometrijskom figurom (za vertikalne APU sa rotorom na osovini). Ako APU jarbol ili osovina rotora vire još više, visina se računa po njihovom vrhu - vrhu.

Vjetar, aerodinamika, KIJEV

Domaći vjetrogenerator poštuje iste zakone prirode kao i fabrički, izračunat na kompjuteru. A domaćica mora vrlo dobro razumjeti osnove svog posla - najčešće nema na raspolaganju skupe, vrhunske materijale i tehnološke opreme. Aerodinamika APU-a je tako teška...

Vjetar i KIJEV

Za izračunavanje serijskih fabričkih APU-a, tzv. ravni mehanički model vjetra. Zasnovan je na sljedećim pretpostavkama:

• Brzina i smjer vjetra su konstantni unutar efektivne površine rotora.
• Vazduh je kontinuirani medij.
• Efektivna površina rotora jednaka je pometnoj površini.
• Energija strujanja vazduha je čisto kinetička.

U takvim uslovima, maksimalna energija po jedinici zapremine vazduha izračunava se pomoću školske formule, uz pretpostavku da je gustina vazduha na normalnim uslovima 1,29 kg*kub. m. Pri brzini vjetra od 10 m/s, jedna kocka zraka nosi 65 J, a sa jednog kvadrata efektivne površine rotora, sa 100% efikasnosti cijele APU, može se ukloniti 650 W. Ovo je vrlo pojednostavljen pristup - svi znaju da vjetar nikada nije savršeno ravnomjeran. Ali to se mora učiniti kako bi se osigurala ponovljivost proizvoda – uobičajena stvar u tehnologiji.

Ravni model ne treba zanemariti; on daje jasan minimum raspoložive energije vjetra. Ali zrak je, prvo, kompresibilan, a drugo, vrlo je fluidan (dinamički viskozitet je samo 17,2 μPa * s). To znači da tok može teći oko pometenog područja, smanjujući efektivnu površinu i KIJEV, što se najčešće uočava. Ali u principu, moguća je i suprotna situacija: vetar struji prema rotoru i efektivna površina će tada biti veća od zamašene, a KIJEV će biti veći od 1 u odnosu na nju za ravni vetar.

Navedimo dva primjera. Prva je jahta za razonodu, prilično teška, jahta može ploviti ne samo protiv vjetra, već i brže od njega. Vjetar znači vanjski; prividni vjetar ipak mora biti brži, inače kako će povući brod?

Drugi je klasik istorije vazduhoplovstva. Tokom testiranja MIG-19 pokazalo se da presretač, koji je bio tonu teži od frontalnog lovca, ubrzava brže. Sa istim motorima u istoj konstrukciji aviona.

Teoretičari nisu znali šta da misle i ozbiljno su sumnjali u zakon održanja energije. Na kraju se ispostavilo da je problem u konusu radarskog radara koji viri iz usisnika zraka. Od njegovog nožnog prsta do školjke nastalo je zbijanje zraka, kao da ga grabulje sa strana do kompresora motora. Od tada, udarni talasi su se čvrsto ustalili u teoriji kao korisni, a fantastične letne performanse modernih aviona su dobrim delom posledica njihove vešte upotrebe.

Aerodinamika

Razvoj aerodinamike obično se dijeli na dvije ere - prije N. G. Žukovskog i poslije. Njegov izvještaj “O prikačenim vrtlozima” od 15. novembra 1905. označio je početak nove ere u avijaciji.

Prije Žukovskog, letjeli su ravnim jedrima: pretpostavljalo se da su čestice nadolazećeg toka dale sav svoj zamah prednjoj ivici krila. To je omogućilo da se odmah oslobodi vektorske veličine - ugaonog momenta - koja je dovela do lomljenja zuba i najčešće neanalitičke matematike, da se pređe na mnogo pogodnije skalarne čisto energetske relacije i na kraju dobije izračunato polje pritiska na nosiva ravan, manje-više slična stvarnoj.

Ovaj mehanistički pristup je omogućio stvaranje uređaja koji bi se, u najmanju ruku, mogli podići u zrak i letjeti s jednog mjesta na drugo, a da se ne moraju negdje usput srušiti na tlo. Ali želja za povećanjem brzine, nosivosti i drugih kvaliteta leta sve je više otkrivala nesavršenosti izvorne aerodinamičke teorije.

Ideja Žukovskog bila je sljedeća: zrak putuje različitom putanjom duž gornje i donje površine krila. Iz uslova kontinuiteta medija (vakumski mehurići se sami po sebi ne stvaraju u vazduhu) proizilazi da bi brzine gornjeg i donjeg toka koji se spuštaju sa zadnje ivice trebalo da budu različite. Zbog male, ali konačne viskoznosti zraka, tu bi trebao nastati vrtlog zbog razlike u brzinama.

Vrtlog rotira, a zakon održanja količine kretanja, jednako nepromjenjiv kao i zakon održanja energije, vrijedi i za vektorske veličine, tj. mora uzeti u obzir i smjer kretanja. Stoga, upravo tamo, na zadnjoj ivici, trebao bi se formirati vrtlog koji se vrti u suprotnom smjeru s istim momentom. Zbog čega? Zbog energije koju proizvodi motor.

Za vazduhoplovnu praksu to je značilo revoluciju: odabirom odgovarajućeg profila krila bilo je moguće poslati pričvršćeni vrtlog oko krila u obliku cirkulacije G, povećavajući njegovu uzgon. Odnosno, trošenjem dijela, a za velike brzine i opterećenja na krilo – većinu snage motora, možete stvoriti strujanje zraka oko uređaja, što vam omogućava da postignete bolje kvalitete leta.

Time je avijacija postala avijacija, a ne dio aeronautike: sada je avion mogao sam sebi stvoriti okruženje neophodno za let i više ne biti igračka vazdušnih strujanja. Sve što vam treba je snažniji motor i sve snažniji...

Opet KIJEV

Ali vjetrenjača nema motor. Naprotiv, mora uzimati energiju od vjetra i dati je potrošačima. I ovdje se ispostavilo - noge su mu izvučene, rep se zaglavio. Koristili smo premalo energije vjetra za vlastitu cirkulaciju rotora - bit će slab, potisak lopatica će biti nizak, a KIJEV i snaga će biti niski. Puno dajemo cirkulaciji - na slabom vjetru rotor će se vrtjeti kao lud u praznom hodu, ali potrošači opet dobijaju malo: samo su se opteretili, rotor je usporio, vjetar je oduvao cirkulaciju, a rotor prestao da radi.

Zakon održanja energije daje „zlatnu sredinu“ tačno u sredini: 50% energije dajemo opterećenju, a za preostalih 50% povećavamo protok do optimalnog. Praksa potvrđuje pretpostavke: ako dobra efikasnost vučni propeler je 75-80%, tada KIJEV lopatičnog rotora, također pažljivo proračunat i uduvan u aerotunelu, dostiže 38-40%, tj. do polovine onoga što se može postići viškom energije.

Modernost

Danas se aerodinamika, naoružana modernom matematikom i kompjuterima, sve više udaljava od neminovno pojednostavljenih modela ka tačnom opisu ponašanja stvarnog tijela u stvarnom toku. I ovdje, pored generalne linije - moć, moć, i još jednom moć! – otkrivaju se sporedni putevi, ali obećavajući upravo kada je količina energije koja ulazi u sistem ograničena.

Čuveni alternativni avijatičar Paul McCready stvorio je avion još 80-ih godina sa dva motora motorne pile snage 16 KS. pokazuje 360 ​​km/h. Štaviše, njegova šasija je bila tricikl, koja se nije mogla uvlačiti, a točkovi su bili bez oklopa. Nijedan od McCreadyjevih uređaja nije izašao na mrežu niti je otišao na borbeno dežurstvo, ali dva - jedan sa klipnim motorima i propelerima, a drugi mlazni - po prvi put u istoriji obletjela su svijet bez sletanja na istu benzinsku pumpu.

Razvoj teorije je također značajno utjecao na jedra koja su rodila originalno krilo. “Živa” aerodinamika omogućila je jahti da rade na vjetrovima od 8 čvorova. stajati na hidrogliserima (vidi sliku); da bi se takvo čudovište ubrzalo do potrebne brzine propelerom, potreban je motor od najmanje 100 KS. Trkaći katamarani plove brzinom od oko 30 čvorova na istom vjetru. (55 km/h).

Postoje i nalazi koji su potpuno netrivijalni. Ljubitelji najrjeđeg i najekstremnijeg sporta - base jumpinga - noseći specijalno krilno odijelo, wingsuit, lete bez motora, manevrišu brzinom većom od 200 km/h (slika desno), a zatim glatko slijeću u pred -odabrano mesto. U kojoj bajci ljudi lete sami?

Razriješene su i mnoge misterije prirode; posebno, let bube. Prema klasičnoj aerodinamici, nije sposoban da leti. Baš kao i osnivač stelt aviona, F-117, sa svojim krilom u obliku dijamanta, takođe nije u stanju da poleti. A MIG-29 i Su-27, koji neko vrijeme mogu prvi letjeti repom, nikako se ne uklapaju ni u jednu ideju.

I zašto onda, kada radite na vjetroturbinama, ne zabavnoj stvari i ne alatu za uništavanje sebi sličnih, već izvoru vitalnog resursa, trebate plesati daleko od teorije slabih strujanja s njenim ravnim modelom vjetra? Zar zaista nema načina da se krene naprijed?

Šta očekivati ​​od klasike?

Međutim, ni pod kojim okolnostima ne treba napustiti klasiku. Ona pruža temelj bez kojeg se ne može uzdići više bez oslanjanja na njega. Kao što teorija skupova ne ukida tablicu množenja, a kvantna hromodinamika neće učiniti da jabuke polete sa drveća.

Dakle, šta možete očekivati ​​kada klasični pristup? Pogledajmo sliku. Na lijevoj strani su tipovi rotora; prikazani su uslovno. 1 – vertikalni vrtuljak, 2 – vertikalni ortogonalni (vetroturbina); 2-5 – rotori sa lopaticama sa različite količine oštrice sa optimizovanim profilima.

Desno duž horizontalne ose je relativna brzina rotora, odnosno omjer linearne brzine lopatice i brzine vjetra. Vertikalno gore - KIJEV. I dole - opet, relativni obrtni moment. Pojedinačnim (100%) obrtnim momentom smatra se onaj koji stvara rotor nasilno kočen u struji sa 100% KIEV, tj. kada se sva energija protoka pretvara u rotirajuću silu.

Ovaj pristup nam omogućava da izvučemo dalekosežne zaključke. Na primjer, broj lopatica mora biti odabran ne samo i ne toliko prema željenoj brzini rotacije: 3- i 4-lopatice odmah gube mnogo u smislu KIEV-a i obrtnog momenta u odnosu na 2- i 6-lopatice koji dobro rade u približno istom rasponu brzina. A spolja slični vrtuljak i ortogonal imaju fundamentalno različita svojstva.

Općenito, prednost treba dati rotorima s lopaticama, osim u slučajevima kada su potrebni ekstremno niski troškovi, jednostavnost, samopokretanje bez održavanja bez automatizacije, a podizanje na jarbol je nemoguće.

Bilješka: Razgovarajmo posebno o rotorima za jedrenje - čini se da se ne uklapaju u klasiku.

Vertikale

APU s vertikalnom osom rotacije imaju neospornu prednost u svakodnevnom životu: njihove komponente koje zahtijevaju održavanje koncentrisane su na dnu i nije potrebno podizanje. Ostaje, ali i tada ne uvijek, samopodešavajući ležaj za potiskivanje, ali je snažan i izdržljiv. Stoga, prilikom dizajniranja jednostavnog vjetrogeneratora, odabir opcija treba početi s vertikalama. Njihovi glavni tipovi prikazani su na Sl.

Ned

Na prvoj poziciji je najjednostavniji, najčešće nazvan Savonius rotor. Zapravo, izumili su ga 1924. u SSSR-u J. A. i A. A. Voronin, a finski industrijalac Sigurd Savonius je besramno prisvojio izum, ignorirajući sovjetski certifikat o autorskim pravima, i započeo serijsku proizvodnju. Ali uvođenje izuma u budućnost mnogo znači, pa kako ne bismo uzburkali prošlost i ne uznemirili pepeo pokojnika, nazvat ćemo ovu vjetrenjaču Voronin-Savonius rotor, ili skraćeno VS.

Avion je dobar za domaćeg čoveka, osim za "lokomotivu" KIJEV na 10-18%. Međutim, u SSSR-u su puno radili na tome i ima pomaka. U nastavku ćemo pogledati poboljšani dizajn, koji nije mnogo složeniji, ali prema KIJEVU, daje bladerima prednost.

Napomena: avion sa dve oštrice se ne okreće, već se trzavo trza; 4-lopatica je samo malo glatkija, ali mnogo gubi u KIJEVU. Radi poboljšanja, lopatice sa 4 korita najčešće se dijele na dva kata - par lopatica ispod i još jedan par, rotiran za 90 stupnjeva vodoravno, iznad njih. KIJEV je očuvan, a bočna opterećenja na mehanici slabe, ali se opterećenja savijanja nešto povećavaju, a kod vjetra većeg od 25 m/s takva APU je na osovini, tj. bez ležaja rastegnutog kablovima iznad rotora, on „ruši toranj“.

Daria

Sljedeći je rotor Daria; KIJEV – do 20%. Još je jednostavnije: oštrice su napravljene od jednostavne elastične trake bez ikakvog profila. Teorija Darrieusovog rotora još nije dovoljno razvijena. Jasno je samo da se počinje odmotavati zbog razlike u aerodinamičkom otporu grba i džepa trake, a zatim postaje neka vrsta velike brzine, formirajući vlastitu cirkulaciju.

Okretni moment je mali, a u početnim položajima rotora paralelno i okomito na vjetar potpuno je odsutan, pa je samookretanje moguće samo s neparnim brojem lopatica (krila?) U svakom slučaju, opterećenje od generatora mora biti isključen tokom okretanja.

Rotor Daria ima još dvije loše kvalitete. Prvo, prilikom rotacije, vektor potiska lopatice opisuje punu rotaciju u odnosu na njen aerodinamički fokus, i to ne glatko, već trzavo. Stoga Darrieus rotor brzo pokvari svoju mehaniku čak i pri stalnom vjetru.

Drugo, Daria ne samo da pravi buku, već i vrišti i cvili, do te mjere da se traka pokida. To se dešava zbog njegove vibracije. I što je više oštrica, to je urlik jači. Dakle, ako prave Dariju, to je sa dvije oštrice, od skupih materijala visoke čvrstoće koji apsorbiraju zvuk (karbon, mylar), a za okretanje na sredini stupa jarbola koristi se mala letjelica.

Ortogonalno

Na pos. 3 – ortogonalni vertikalni rotor sa profilisanim lopaticama. Ortogonalno jer krila vire okomito. Prijelaz iz BC u ortogonalno ilustrovan je na Sl. lijevo.

Ugao ugradnje lopatica u odnosu na tangentu na krug koji dodiruje aerodinamička žarišta krila može biti pozitivan (na slici) ili negativan, ovisno o sili vjetra. Ponekad se oštrice naprave rotirajuće i na njih se postavljaju vremenske lopatice koje automatski drže „alfu“, ali takve strukture se često lome.

Centralno tijelo (plavo na slici) vam omogućava da povećate KIEV na skoro 50%.U ortogonalnom trokutastom obliku, trebalo bi da ima oblik trokuta u poprečnom presjeku sa blago konveksnim stranicama i zaobljenim uglovima, te sa veći broj lopatica, dovoljan je jednostavan cilindar. Ali teorija za ortogonalnu daje nedvosmislen optimalan broj lopatica: trebalo bi ih biti točno 3.

Ortogonalno se odnosi na vjetroturbine velike brzine sa OSS, tj. nužno zahtijeva unapređenje tokom puštanja u rad i nakon smirivanja. Prema ortogonalnoj shemi proizvode se serijski APU-ovi bez održavanja snage do 20 kW.

Helicoid

Helikoidni rotor, ili Gorlov rotor (stavka 4) je tip ortogonalnog koji osigurava ravnomjernu rotaciju; ortogonalni sa ravnim krilima "trga" tek nešto slabije od aviona sa dve oštrice. Savijanje lopatica duž helikoida omogućava izbjegavanje gubitaka CIEV-a zbog njihove zakrivljenosti. Iako zakrivljena lopatica odbija dio protoka bez korištenja, ona također zahvata dio u zonu najveće linearne brzine, nadoknađujući gubitke. Helikoidi se koriste rjeđe od ostalih vjetroturbina, jer Zbog složenosti proizvodnje, skuplji su od svojih kolega jednakog kvaliteta.

Grabuljanje bureta

Za 5 poz. – rotor tipa BC okružen vodećom lopaticom; njegov dijagram je prikazan na sl. desno. Rijetko se nalazi u industrijskoj primjeni, jer skupa kupovina zemljišta ne nadoknađuje povećanje kapaciteta, a potrošnja materijala i složenost proizvodnje su visoki. Ali majstor koji se boji rada više nije majstor, već potrošač, a ako vam ne treba više od 0,5-1,5 kW, onda je za njega "grabljanje bureta" poslastica:

• Rotor ovog tipa je apsolutno siguran, tih, ne stvara vibracije i može se instalirati bilo gdje, čak i na igralištu.
• Savijanje pocinkovanog "korita" i zavarivanje okvira cijevi je besmislica.
• Rotacija je apsolutno ujednačena, mehanički dijelovi se mogu uzeti iz najjeftinijeg ili iz smeća.
• Ne plaši se uragana - prejak vjetar ne može gurnuti u "bure"; oko njega se pojavljuje aerodinamična vrtložna čahura (na ovaj efekt ćemo se susresti kasnije).
• A što je najvažnije, budući da je površina „bureta“ nekoliko puta veća od površine rotora unutra, KIJEV može biti nadjediničan, a rotacioni moment već na 3 m/s za „bure“ od prečnik od tri metra je takav da je generator od 1 kW sa maksimalnim opterećenjem Kažu da je bolje ne trzati se.

Video: Lenz generator vjetra

Šezdesetih godina u SSSR-u, E. S. Biryukov je patentirao vrtuljak APU sa KIEV od 46%. Nešto kasnije, V. Blinov je postigao 58% KIEV od dizajna zasnovanog na istom principu, ali nema podataka o njegovom testiranju. A pune testove Birjukovljevog APU-a izvršili su zaposlenici časopisa „Izumitelj i inovator“. Dvospratni rotor prečnika 0,75 m i visine 2 m vrtio se na puna moć asinhroni generator 1,2 kW i izdržao je 30 m/s bez kvara. Crteži Birjukovljevog APU-a prikazani su na Sl.

1. rotor od pocinčanog krova;
2. samopodešavajući dvoredni kuglični ležaj;
3. omoti – čelični kabel 5 mm;
4. osovina - čelična cijev sa debljinom zida od 1,5-2,5 mm;
5. aerodinamičke poluge za kontrolu brzine;
6. oštrice za kontrolu brzine – 3-4 mm šperploča ili lim od plastike;
7. šipke za kontrolu brzine;
8. opterećenje regulatora brzine, njegova težina određuje brzinu rotacije;
9. pogonska remenica - točak bicikla bez gume sa zračnicom;
10. potisni ležaj - potisni ležaj;
11. pogonska remenica – standardna remenica generatora;
12. generator.

Biryukov je dobio nekoliko potvrda o autorskim pravima za svoj APU. Prvo obratite pažnju na rez rotora. Pri ubrzavanju radi kao avion, stvarajući veliki startni moment. Dok se okreće, stvara se vrtložni jastuk u vanjskim džepovima oštrica. Sa stanovišta vjetra, lopatice se profiliraju i rotor postaje ortogonalni velike brzine, pri čemu se virtualni profil mijenja u skladu s jačinom vjetra.

Drugo, profilisani kanal između lopatica deluje kao centralno telo u opsegu radnih brzina. Ako se vjetar pojača, tada se u njemu stvara i vrtložni jastuk koji se proteže izvan rotora. Ista vrtložna čahura se pojavljuje kao oko APU-a sa lopaticom za navođenje. Energija za njegovo stvaranje uzima se iz vjetra i više nije dovoljna da se vjetrenjača razbije.

Treće, regulator brzine je prvenstveno namijenjen turbini. Održava svoju brzinu optimalnom sa stanovišta KIJEVA. A optimalna brzina rotacije generatora je osigurana izborom omjera mehaničkog prijenosa.

Napomena: nakon objavljivanja u IR za 1965. Oružane snage Ukrajine Biryukova su potonule u zaborav. Autor nikada nije dobio odgovor od nadležnih. Sudbina mnogih sovjetskih izuma. Kažu da je neki Japanac postao milijarder tako što je redovno čitao sovjetske popularno-tehničke časopise i patentirao sve što je vredno pažnje.

Lopastniki

Kao što je navedeno, prema klasicima, horizontalni vjetrogenerator s rotorom s lopaticom je najbolji. Ali, prvo, potreban mu je stabilan vjetar barem srednje jačine. Drugo, dizajn za DIYer je prepun mnogih zamki, zbog čega je plod dugog napornog rada u najboljem scenariju osvjetljava toalet, hodnik ili verandu, ili se čak ispostavi da može samo sebe promovirati.

Prema dijagramima na sl. Pogledajmo izbliza; pozicije:

• Fig. O:

1. lopatice rotora;
2. generator;
3. okvir generatora;
4. zaštitna lopatica (uraganska lopata);
5. strujni kolektor;
6. šasija;
7. okretna jedinica;
8. radna vremenska lopatica;
9. jarbol;
10. stezaljka za omote.

• Fig. B, pogled odozgo:

1. zaštitna vremenska lopatica;
2. radna vremenska lopatica;
3. regulator zatezanja opruge zaštitne lopatice.

• Fig. G, strujni kolektor:

1. kolektor sa bakrenim kontinuiranim prstenastim sabirnicama;
2. bakreno-grafitne četke sa oprugom.

Bilješka: Zaštita od uragana za horizontalnu oštricu prečnika većeg od 1 m je apsolutno neophodna, jer nije u stanju da stvori vrtložnu čahuru oko sebe. Kod manjih veličina moguće je postići izdržljivost rotora do 30 m/s sa propilenskim lopaticama.

Pa, gde da se spotaknemo?

Blades

Očekujte da ćete postići snagu na osovini generatora veću od 150-200 W na noževima bilo koje veličine izrezane od debelih stijenki plastična cijev, kao što se često savjetuje, su nade beznadežnog amatera. Oštrica cijevi (osim ako nije toliko debela da se jednostavno koristi kao prazan dio) imat će segmentirani profil, tj. njegov vrh ili obje površine bit će lukovi kružnice.

Segmentirani profili su pogodni za nestišljive medije, kao što su hidrogliseri ili lopatice propelera. Za plinove je potrebno sječivo promjenjivog profila i koraka, za primjer, vidi sl.; raspon - 2 m. Ovo će biti složen i radno intenzivan proizvod, koji će zahtijevati mukotrpne proračune u punoj teoriji, puhanje u cijev i ispitivanje u punom obimu.

Generator

Ako se rotor montira direktno na njegovu osovinu, standardni ležaj će se uskoro pokvariti - nema jednakog opterećenja na svim lopaticama u vjetrenjačama. Potrebna vam je srednja osovina s posebnim potpornim ležajem i mehaničkim prijenosom od njega do generatora. Za velike vjetrenjače, noseći ležaj je samopodešavajući dvoredni; u najboljim modelima - troslojni, Sl. D na sl. viši. Ovo omogućava osovini rotora ne samo da se lagano savija, već i da se lagano pomiče s jedne na drugu stranu ili gore-dolje.

Bilješka: Bilo je potrebno oko 30 godina da se razvije potporni ležaj za APU tipa EuroWind.

Vremenska lopatica za hitne slučajeve

Princip njegovog rada prikazan je na sl. B. Vjetar, pojačavajući, vrši pritisak na lopatu, opruga se rasteže, rotor se iskrivljuje, njegova brzina pada i na kraju postaje paralelan sa strujom. Sve je izgleda bilo u redu, ali na papiru je bilo glatko...

Po vjetrovitom danu pokušajte držati poklopac kotla ili veliki lonac za ručku paralelno s vjetrom. Samo budite oprezni - nemirni komad gvožđa može vas toliko udariti u lice da vam razbije nos, poseče usnu ili čak izbije oko.

Ravni vjetar se javlja samo u teorijskim proračunima i, sa dovoljnom preciznošću za praksu, u aerotunelima. U stvarnosti, uragan više oštećuje vjetrenjače uraganskom lopatom nego one potpuno bespomoćne. Bolje je promijeniti oštećene oštrice nego sve raditi ponovo. U industrijskim instalacijama je druga stvar. Tamo se nagib lopatica, svakog pojedinačno, prati i podešava automatizacijom pod kontrolom kompjutera na vozilu. I napravljeni su od kompozita za teške uslove rada, a ne od vodovodnih cijevi.

Kolektor struje

Ovo je jedinica koja se redovno servisira. Svaki energetski inženjer zna da komutator sa četkama treba očistiti, podmazati i podesiti. A jarbol je iz cijev za vodu. Ako ne možete da se popnete, jednom u mjesec ili dva morat ćete cijelu vjetrenjaču baciti na zemlju, a zatim je ponovo podići. Koliko će izdržati od takve "prevencije"?

Video: vjetrogenerator s lopaticama + solarni panel za napajanje dacha

Mini i mikro

Ali kako se veličina lopatice smanjuje, poteškoće padaju prema kvadratu prečnika točka. Već je moguće samostalno proizvesti APU s horizontalnim lopaticama snage do 100 W. Optimalna bi bila jedna sa 6 oštrica. S više lopatica, promjer rotora dizajniranog za istu snagu bit će manji, ali će ih biti teško čvrsto pričvrstiti na glavčinu. Rotore sa manje od 6 lopatica ne treba uzimati u obzir: za rotor sa 2 lopatice od 100 W potreban je rotor prečnika 6,34 m, a za 4-lopatice iste snage 4,5 m. Za rotor sa 6 lopatica, odnos snaga-prečnik se izražava na sledeći način:

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

Optimalno bi bilo računati na snagu od 10-20 W. Prvo, plastična oštrica s rasponom većim od 0,8 m neće izdržati vjetrove veće od 20 m/s bez dodatnih mjera zaštite. Drugo, s rasponom lopatica do istih 0,8 m, linearna brzina njegovih krajeva neće premašiti brzinu vjetra više od tri puta, a zahtjevi za profiliranjem s uvijanjem smanjuju se za redove veličine; ovdje "korito" sa segmentiranim profilom cijevi, poz. B na sl. A 10-20 W će osigurati napajanje tabletu, napuniti pametni telefon ili osvijetliti štednu sijalicu.

Zatim odaberite generator. Kineski motor je savršen - glavčina kotača za električne bicikle, poz. 1 na sl. Njegova snaga kao motora je 200-300 W, ali u generatorskom režimu daje do oko 100 W. Ali hoće li nam odgovarati u smislu brzine?

Indeks brzine z za 6 lopatica je 3. Formula za izračunavanje brzine rotacije pod opterećenjem je N = v/l*z*60, gdje je N brzina rotacije, 1/min, v brzina vjetra, a l je obim rotora. Sa rasponom lopatice od 0,8 m i vjetrom od 5 m/s, dobijamo 72 o/min; pri 20 m/s – 288 o/min. Točak bicikla također se okreće približno istom brzinom, tako da ćemo svojih 10-20 W skinuti sa generatora koji može proizvesti 100. Rotor možete postaviti direktno na njegovu osovinu.

Ali ovdje se javlja sljedeći problem: nakon što smo potrošili mnogo rada i novca, barem na motor, dobili smo... igračku! Šta je 10-20, pa, 50 W? Ali ne možete napraviti vjetrenjaču s oštricama koja može napajati čak ni TV kod kuće. Da li je moguće kupiti gotovi mini vjetrogenerator, a ne bi li bio jeftiniji? Što je više moguće i što jeftinije, pogledajte poz. 4 i 5. Osim toga, bit će i mobilan. Stavite ga na panj i koristite.

Druga opcija je ako negdje leži koračni motor sa stare disketne jedinice od 5 ili 8 inča, ili sa pogona za papir ili držača neupotrebljivog inkjet ili matričnog štampača. Može raditi kao generator, a pričvršćivanje rotora vrtuljke iz limenki na njega (poz. 6) je lakše nego sastavljanje strukture kao što je prikazano na poz. 3.

Općenito, zaključak u vezi s "oštricama" je jasan: one domaće izrade su vjerojatnije da se popravljaju do mile volje, ali ne i za pravi dugoročni izlaz energije.

Video: najjednostavniji generator vjetra za osvjetljenje dacha

Jedrilice

Jedriličarski vjetrogenerator poznat je dugo vremena, ali mekane ploče na njegovim lopaticama (vidi sliku) počele su se izrađivati ​​s pojavom sintetičkih tkanina i filmova visoke čvrstoće, otpornih na habanje. Vjetrenjače s više lopatica s krutim jedrima nadaleko su se raširile širom svijeta kao pogon za automatske pumpe za vodu male snage, ali su njihove tehničke specifikacije niže čak i od onih za vrtuljke.

Međutim, mekano jedro poput krila vjetrenjače, čini se, nije bilo tako jednostavno. Poanta nije u otporu vjetra (proizvođači ne ograničavaju maksimalnu dopuštenu brzinu vjetra): jedriličari već znaju da je gotovo nemoguće da vjetar pokida ploču bermudskog jedra. Najvjerovatnije će se čaršava potrgati, ili će se jarbol slomiti, ili će cijelo plovilo napraviti „prekoran okret“. Radi se o energiji.

Nažalost, tačni podaci testa se ne mogu pronaći. Na osnovu recenzija korisnika, bilo je moguće stvoriti "sintetičke" ovisnosti za ugradnju vjetroturbine proizvedene u Taganrogu-4.380/220.50 s promjerom vjetrobranskog kotača od 5 m, težinom glave vjetra od 160 kg i brzinom rotacije do do 40 1/min; oni su predstavljeni na sl.

Naravno, ne može biti garancija za 100% pouzdanost, ali je jasno da ovdje nema mirisa na ravno-mehanički model. Nema šanse da točak od 5 metara na ravnom vjetru od 3 m/s može proizvesti oko 1 kW, pri brzini od 7 m/s dostići plato snage i onda ga održati do jake oluje. Proizvođači, inače, navode da se nominalna snaga od 4 kW može dobiti pri brzini od 3 m/s, ali kada se instalira na silu na osnovu rezultata istraživanja lokalne aerologije.

Ne postoji ni kvantitativna teorija; Objašnjenja programera su nejasna. Međutim, pošto ljudi kupuju vetroturbine Taganrog i one rade, možemo samo pretpostaviti da deklarisana konusna cirkulacija i propulzivni efekat nisu fikcija. U svakom slučaju, moguće su.

Tada bi se, ispostavilo se, ISPRED rotora, prema zakonu održanja količine gibanja, također trebao nastati konusni vrtlog, ali koji se širi i sporo. A takav lijevak će tjerati vjetar prema rotoru, njegova efektivna površina će biti više zamašena, a KIJEV će biti više od jedinstva.

Terenska mjerenja polja pritiska ispred rotora, čak i sa kućnim aneroidom, mogla bi rasvijetliti ovo pitanje. Ako se pokaže da je viši nego sa strane, onda, zaista, jedrenja APU rade kao buba leti.

Domaći generator

Iz gore rečenog jasno je da je za domaće majstore bolje uzeti ili vertikale ili jedrilice. Ali oba su vrlo spora, a prijenos na generator velike brzine je dodatni posao, dodatni troškovi i gubitke. Da li je moguće sami napraviti efikasan električni generator male brzine?

Da, možete, na magnetima od legure niobija, tzv. supermagneti. Proces proizvodnje glavnih dijelova prikazan je na Sl. Zavojnice - svaki od 55 zavoja bakrene žice od 1 mm u toplotno otpornoj emajl izolaciji visoke čvrstoće, PEMM, PETV, itd. Visina namotaja je 9 mm.

Obratite pažnju na žljebove za ključeve u polovicama rotora. Moraju biti postavljeni tako da se magneti (zalijepljeni na magnetno jezgro epoksidom ili akrilom) nakon sklapanja konvergiraju sa suprotnim polovima. „Palačinke“ (magnetna jezgra) moraju biti napravljene od mekog magnetnog feromagneta; Obični konstrukcijski čelik će biti dovoljan. Debljina "palačinki" je najmanje 6 mm.

Općenito, bolje je kupiti magnete s aksijalnom rupom i zategnuti ih vijcima; supermagneti privlače strašnom silom. Iz istog razloga se na osovinu između „palačinki“ postavlja cilindrični odstojnik visine 12 mm.

Namotaji koji čine sekcije statora povezani su prema dijagramima prikazanim na sl. Zalemljeni krajevi ne bi trebali biti rastegnuti, već bi trebali formirati petlje, inače epoksid kojim će se stator napuniti može se stvrdnuti i pokidati žice.

Stator se ulijeva u kalup do debljine 10 mm. Nema potrebe za centriranjem ili balansiranjem, stator se ne rotira. Razmak između rotora i statora je 1 mm sa svake strane. Stator u kućištu generatora mora biti sigurno osiguran ne samo od pomaka duž ose, već i od rotacije; jako magnetsko polje sa strujom u opterećenju će ga povući zajedno sa sobom.

Video: DIY generator vjetrenjača

Zaključak

I šta na kraju imamo? Interes za "oštrice" objašnjava se njihovom spektakularnošću izgled nego stvarno performanse u domaćoj verziji i pri maloj snazi. Domaći karusel APU će osigurati napajanje u stanju pripravnosti za punjenje automobilske baterije ili napajanje male kuće.

Ali s APU-ima za jedrenje vrijedi eksperimentirati s majstorima s kreativnim tragom, posebno u mini verziji, s kotačem promjera 1-2 m. Ako su pretpostavke programera točne, tada će biti moguće ukloniti svih 200-300 W iz ovog, koristeći gore opisani kineski generator motora.

Andrey je rekao:

Hvala na besplatnim konsultacijama...A i cene "od firmi" nisu baš skupe i mislim da će majstori iz zaleđa moći da naprave generatore slične vašim.A Li-po baterije se mogu naručiti iz Kine, invertori u Čeljabinsku prave jako dobre (sa glatkim sinusom).A jedra, lopatice ili rotori su još jedan razlog za bijeg misli naših ruskih ruskih ljudi.

Ivan je rekao:

pitanje:
Za vjetroturbine sa okomitom osi (pozicija 1) i Lenz opciju, moguće je dodati dodatni detalj- impeler koji je usmjeren prema vjetru i pokriva beskorisnu stranu od njega (koji ide prema vjetru). Odnosno, vjetar neće usporiti oštricu, već ovaj "ekran". Pozicioniranje niz vjetar sa “repom” koji se nalazi iza same vjetrenjače ispod i iznad lopatica (grebena). Pročitao sam članak i rodila se ideja.

Klikom na dugme "Dodaj komentar" slažem se sa sajtom.

Električni generator je glavni element autonomne elektrane. Ako u vašoj privatnoj ili seoskoj kući nema struje, pitate se kako sami riješiti ovaj problem?

Možda, odlično rješenje Doći će do kupovine električnog agregata u maloprodajnom lancu. Ali cijena čak i modela male snage počinje od 15.000 rubalja, tako da morate potražiti drugi izlaz. Ispostavilo se da jeste. Sasvim je moguće sastaviti električni generator vlastitim rukama i spojiti ga.

Ovo će potrajati malo. Vještine rukovanja alatima i poznavanje osnovne elektrotehnike. Glavni pokretač procesa bit će vaša želja, a to je radno intenzivan i odgovoran postupak. Dodatni poticaj će biti prilika za uštedu velika količina Novac.

Učinite sami električni generatori za dom: metode implementacije

Malo teorije. Osnova za nastanak električne struje u provodniku je elektromotorna sila. Njegov izgled nastaje kao rezultat utjecaja na provodnik, koji se mijenja magnetsko polje. Veličina elektromotorne sile ovisi o brzini promjene toka magnetnih valova. Ovaj efekat je u osnovi stvaranja sinhronog i asinhronog električne mašine. Stoga nije teško transformirati strujni generator u elektromotor i obrnuto.

Za seoska kuća ili ljetna vikendica generator jednosmerna struja korišćen izuzetno retko. Može se koristiti u posebnoj verziji za aparat za zavarivanje. Njegovo glavno područje primjene je u industriji. Generator izmjenične struje dizajniran je za proizvodnju električne energije u velikim količinama, tako da će na dachi ili u seoskoj vikendici biti odlična alternativa centralnom opskrbi električnom energijom. Stoga, za stvaranje generatora izmjenične struje kod kuće, vlastitim ćemo rukama transformirati asinhroni električni motor. Princip rada alternatora je pretvaranje mehaničke energije u električnu energiju. Elementarni primjer električni generator može se vidjeti u videu.

Takve jedinstven način prijem svjetla je vrlo zanimljiv. Nakon što ga malo poboljšamo, dobijamo priliku da sebi obezbedimo osvetljenje na planinarenju ili u prirodi. Jedini uslov je da ćete morati da vozite bicikl, uzimajući mali, ali neophodan uređaj.

IN u ovom slučaju Da bismo dobili rotirajuće elektromagnetno polje vodiča, pokrećemo motor. Često se koristi motor unutrašnjim sagorevanjem. Gorivo sagorelo u komori za sagorevanje vraća se nazad kretanje napred klip koji preko klipnjače dovodi do rotacije radilice. On pak prenosi rotaciono kretanje na rotor generatora, koji, krećući se u magnetskom polju statora, proizvodi električnu struju na izlazu.

Alternator se sastoji od sljedećih dijelova:

• dio kućišta od čelika ili lijevanog željeza, koji služi kao okvir za pričvršćivanje ležajnih jedinica statora i rotora, kućište za zaštitu cjelokupnog unutrašnjeg punjenja od mehaničkih oštećenja;
• feromagnetski stator sa namotom pobude magnetskog fluksa;
• pokretni dio (rotor) sa samouzbudnim namotajem, čija se osovina pokreće vanjskom silom;
• sklopna jedinica koja se koristi za uklanjanje struje iz pokretnog rotora pomoću grafitnih kontakata za prikupljanje struje.

Osnovne komponente generatora naizmjenične struje, bez obzira na količinu potrošenog goriva i snagu motora, su rotor i stator. Prvi stvara magnetsko polje, a drugi ga stvara.

Za razliku od sinhronih generatora koji imaju složen dizajn i manje produktivnosti, asinhroni analog ima čitavu listu značajnih prednosti:

1. Veća efikasnost, gubici 2 puta manji od onih kod sinhronih generatora.
2. Jednostavnost kućišta ne smanjuje njegovu funkcionalnost. Pouzdano štiti stator i rotor od vlage i otpadnog ulja, čime se produžava period remonta.
3. Otporan je na prenapone, osim toga, ispravljač instaliran na izlazu štiti električne uređaje od oštećenja.
4. Moguće je napajanje uređaja visoke osjetljivosti sa omskim opterećenjem.
5. Durable. Vijek trajanja se računa desetinama godina.

Glavne komponente električnog generatora su sistem zavojnica i elektromagnetni sistem (ili drugi magnetni sistem).

Princip rada električnog generatora je pretvaranje rotacijske mehaničke energije u električnu energiju.

Sistem magneta stvara magnetno polje, a sistem zavojnica se u njemu okreće, pretvarajući ga u električno polje.

Osim toga, sistem generatora uključuje sistem za disipaciju napona koji povezuje sam generator sa uređajima koji troše struju.

Jedan od najjednostavnijih načina je korištenje asinhronog generatora.

Za izradu električnog generatora potrebna su nam dva glavna elementa: asinhroni generator i 2-cilindrični motor koji radi na benzin.

Benzinski motor mora biti vazdušno hlađen, 8 konjskih snaga i 3000 o/min.

Asinhroni generator će biti običan elektromotor snage do 15 kW i brzine od 750 do 1500 o/min.

Asinhrona brzina rotacije za normalan rad mora biti 10 posto veća od sinhrone brzine korištenog elektromotora.

Zbog toga asinhroni motor morate ga okretati do brzine 5-10 posto veće od nominalne brzine. Kako se to može uraditi?

Postupamo na sljedeći način: Uključujemo elektromotor, a zatim mjerimo brzinu u praznom hodu tahometrom.

na šta se misli? Pogledajmo primjer motora čija je nazivna brzina 900 o/min.

Takav motor, kada radi u praznom hodu, proizvodit će 1230 o/min.

Dakle, u slučaju datih podataka, remenski pogon mora biti projektovan tako da obezbedi brzinu rotacije generatora, i da bude jednak 1353 o/min.

Namotaji naše asinhrone mašine povezani su u zvezdu. Generiraju trofazni napon snage 380 V.

Da biste održali nazivni napon u asinkronoj mašini, morate pravilno odabrati kapacitet kondenzatora između faza.

Kontejneri, ima ih samo tri, su identični.

Ako se osjeti toplina, to znači da je priključeni kapacitet prevelik.

Za odabir potrebnog kapaciteta za svaku fazu, možete koristiti sljedeće podatke, na osnovu snage generatora:

• 2 kW – kapacitet 60 µF
• 3,5 kW – kapacitet 100 µF
• 5 kW – 138 µF
• 7 kW – 182 µF
• 10 kW – 245 µF
• 15 kW – 342 µF

Za rad možete koristiti kondenzatore s radnim naponom od najmanje 400 V. Kada isključite generator, na njegovim kondenzatorima ostaje električni naboj.

Očigledno, to znači određeni stepen opasnosti od radova koji se izvode. Da izbjegne poraz strujni udar moraju se preduzeti mere opreza.

Električni generator vam omogućava rad sa ručnim električnim alatima.

Za to će vam trebati transformator od 380 V do 220 V. Prilikom povezivanja 3 fazni motor može izaći u elektranu na takav način da ga generator neće moći pokrenuti prvi put.

Ovo nije strašno - samo napravite niz kratkotrajnih pokretanja motora.

Treba ih raditi dok motor ne poveća brzinu.

Druga opcija je ručno okretanje.

Druga opcija za izradu vlastitog električnog generatora od 220\380 V je korištenje hodnog traktora kao osnove.

Motokretni traktor se vrlo široko koristi za oranje i čišćenje ljetnikovaca - ali to je daleko od granice njegove korisne upotrebe.

Kako se pokazalo, a što je potvrđeno iskustvom ogromnog broja ljudi, pomaže u rješavanju problema sa strujom u kućama i gospodarskim zgradama gdje se ona ne napaja.

Potreban nam je hodni traktor i asinhroni elektromotor, čija će frekvencija rotacije biti od 800 do 1600 o/min, a snaga – do 15 kW.

Motor hodnog traktora i asinhrona mašina moraju biti povezani. To se radi pomoću 2 remenice i pogonskog remena.

Prečnik remenica je važan. Naime, ona mora biti takva da osigura da brzina vrtnje generatora bude prekoračena za 10-15% nazivne brzine u elektromotoru.

Kondenzatore povezujemo paralelno sa svakim parom namotaja. Na taj način će formirati trougao.

Napon se mora ukloniti između kraja namotaja i njegove sredine. Kao rezultat, dobijamo napon od 380 V između namotaja i napon od 220 V između sredine i kraja namotaja.

Nakon toga morate odabrati kondenzatore koji će osigurati ispravno pokretanje i rad električnog generatora.

Zapamtite da sva tri generatora imaju isti kapacitet.

Odnos između snage generatora i potrebnog kapaciteta je sljedeći:

• 2 kW – kapacitet 60 µF
• 3,5 kW – kapacitet 100 µF
• 5 kW – 140 µF
• 7 kW – 180 µF
• 10 kW – 250 µF
• 15 kW – 350 µF

Možda će vam biti dovoljno da koristite samo jedan kondenzator za potrebna opterećenja. Ostali uslovi moraju se birati nezavisno u praksi.

Električni generator vlastite izrade može se, između ostalog, koristiti za grijanje privatne kuće ili vikendice.

U tom slučaju će vam trebati snažniji benzinski motor, kao npr putnički automobil, koji se može kupiti na rastavljanju.

Spajanje električnog generatora na privatnu kuću, kako proizvesti?

1. isključite napajanje u kući;
2. pokrenuti i zagrijati električni generator;
3. priključite električni generator na mrežu;
4. pratiti izgled normalne električne mreže;
5. isključite električni generator iz rezervne mreže i isključite ga (prije toga isključite sve radne električne uređaje u kući).

Budite oprezni: ako ove korake izvršite pogrešnim redoslijedom, električni generator se može uključiti u obrnutom smjeru, što će uzrokovati kvar.

Odabir električnog generatora za Vaš dom

Da biste odredili koji generator energije trebate odabrati, morate procijeniti sva aktivna opterećenja.

Ovdje su uzete u obzir sve sijalice, kuhalo za vodu, mikrovalna pećnica, grijalice i električni alati. Odnosno, svi uređaji koje planirate koristiti.

Na primjer, ako ćete koristiti nekoliko uređaja i još nekoliko sijalica, trebali biste zbrojiti ukupnu snagu koju troše.

Dakle, za situaciju u kojoj trebate napraviti 6 sijalica snage 100 W, grijač na ulje snage 1,5 kilovata i mikrovalnu pećnicu iste snage, računica je sljedeća: 1,5x2 + 600 (100 W za 6 lampi) = 3,6 kilovata.

To je upravo snaga (ili malo više) generatora koji će vam trebati.

Također možete pogledati video DIY električni generator

Odabrano za vas:

Pokazat ću vam kako sastaviti jednostavan, ali prilično moćan generator od 220 volti.

Obavezno:

- komutatorski motor, možete imati još jedan za 12 volti
- pričvršćenje na osovinu motora - stezna glava
- UPS ili inverter od 12 do 220
- dioda od 10 ampera: D214, D242, D215, D232, KD203, itd.
- žice
- bicikl
- i po mogućnosti baterija od 12 volti

Montaža:

- pričvrstite bicikl tako da se zadnji točak slobodno okreće, okačite ga
- pričvrstite uložak na osovinu motora
- pričvrstite motor tako da je uložak čvrsto pritisnut na točak, možete ga zategnuti oprugom
- spojite motor na bateriju: negativna žica motora na minus baterije, pozitivna žica motora na anodu diode, katoda diode na pozitiv baterije
- priključite bateriju na neprekidno napajanje ili pretvarač
Sve! Potrošače od 220 volti možete priključiti na besprekidno napajanje i koristiti struju! Čim se baterija isprazni, sve što trebate učiniti je pedalirati i baterija će se napuniti za otprilike sat vremena.

Gdje mogu nabaviti dijelove?

- motor se može kupiti u prodavnici automobila: motor ventilatora za hlađenje. Nije skupo. A ako ga želite gotovo uzalud, onda ga možete uvrnuti na mjestu za prikupljanje metala iz starog automobila.
- besprekidno napajanje sa personalnog računara, možda starog sa lošom unutrašnjom baterijom. Ili inverter 12 - 220, koji se prodaje u auto trgovinama.
- dioda od 10 ampera, na primjer: D305, D214, D242, D243, D245, D215, D232,
D246, D203, D233, KD210, KD203 itd. Prodaje se u radnjama radio dijelova. Ili ga možete odvrnuti sa stare opreme.

moje iskustvo:

Koristio sam ovaj generator nekoliko mjeseci i pokazao je prilično dobre rezultate! Struja punjenja baterije bila je otprilike 10 ampera i ovisila je o tome kako pedalirate. Ako ga okrećete polako, dobijate 5 ampera, ako ga okrenete što je brže moguće, dobijate 20 ampera. Prosječna snaga generatora je 120 vati. Uglavnom se koriste potrošači male snage:

3 W - punjenje telefona
- 5 W - radio prijemnik
- 7 W - punjenje i korištenje tableta
- 10 W - kamera za punjenje, baterijska lampa i video kamera
- 12 W - štedljiva sijalica
- 30 W - muzički centar
- 40 W - laptop
- 70 W - TV (rijetko se uključuje)

Imao sam dovoljno punjenja za skoro jedan dan, nakon čega sam pedalirao sat vremena i mogao sam ponovo koristiti struju.

Ako neko zna druge metode za proizvodnju struje kod kuće, molimo podijelite u komentarima.

Povratak