2024 Forfatter: Beatrice Philips | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 05:53
En vindgenerator for å generere elektrisitet er en uerstattelig kilde til elektrisitet der det ikke er mye sollys, det er ingen elver i nærheten, og det er ingen sentraliserte strømnett.
Designfunksjoner
Prinsippet for drift av en vindgenerator er konvertering av vindenergi til elektrisk energi.
I andre typer elektriske generatorer brukes vannstrømmen i elven, kraften fra oseaniske tidevann og ebbe som en kilde til mekanisk (kinetisk) energi.
I systemer der det er behov for varmeenergi for å generere elektrisitet, bruker de:
- en motor som går på bensin, bensin eller diesel;
- varmeutslipp fra plater og blokker i en atomreaktor, hvis varme brukes til å omdanne vann til damp - i en dampturbin;
- forskjellige typer drivstoff brent i et kraftvarmeanlegg, erstatter varme, varme fra en atomreaktor.
Solcellepaneler skiller seg fra hverandre, hvor lys brukes som energikilde, og ikke varme eller mekanisk energi.
Men tilbake til "vindturbinene", hvis operasjonsprinsipp er som følger . Vindkraften roterer propellen, som driver akselen til motorgeneratoren. Sammen med akselen roterer motorens rotor, som permanente magneter er installert på, synkront. Magnetfeltet, som passerer gjennom statorviklingen, induserer en vekselstrøm i det på grunn av en endring i styrken til magnetfluksen som passerer gjennom spolene, hvorfra viklingen er satt sammen. En vekslende elektrisk spenning mates til en elektronisk krets, hvor den konverteres til likspenning. Mange enheter og enheter som trenger det, fungerer fra likestrøm.
Hvem som helst kan lage en generator for sommerhytter eller feltforhold som genererer vekselstrøm med en spenning på 220 V . Jo mer imponerende dimensjonene på strukturen er, desto større blir rekylens effektivitet mottatt av en bestemt bruker. Det er ikke noe problem å lage en generator som genererer en eller flere kilowatt strøm per time. Strømmen som mottas fra en slik installasjon er i stand til å drive nesten alle elektriske apparater i huset, inkludert hagearbeid.
Vindgeneratoren er installert så høyt som mulig - på takryggenivå. Der når vindkraften maksverdiene som er angitt i værmeldingen.
Installasjonen ligner eksternt en værvinge med en propell, på grunn av hvilken denne strukturen snur seg dit vinden blåser. Dette er nødvendig for å maksimere bruken av hans styrke, hastighet.
Den horisontale propellen roteres av et skaft plassert på baksiden av enheten . Det vertikale skaftet er ikke nødvendig - bladene er plassert på en slik måte at propellen selv starter nesten en halv omdreining, uansett hvilken side vinden blåser fra.
For at en vindturbin skal fungere med maksimal effektivitet, kreves en hastighet på 3000 o / min eller mer . For generatorer som produserer vekselstrøm, tilsvarer denne frekvensen verdien av 50 hertz, som er typisk for innenlandske industrikraftverk. Etter å ha spunnet en motorgenerator som veier ca 10 kg, er det ikke noe problem å få 2 kW hver time.
Hva kan være laget av?
Hovedelementet i enhver modell av en vindpark er en motorgenerator. Den fungerer som en motor - lik eller vekselstrøm får rotoren (og med den akselen) til å snurre. Å jobbe omvendt - som en generator - er også mulig.
Blant motorene som brukes som generatorer, er det børstede, børsteløse asynkrone og trinnmotorer . Det er disse tre motorene som er populære blant amatører som monterer vindturbiner med egne hender.
I en kollektormotor er rotorviklingene (armaturer) plassert i et konstant magnetfelt av statormagneter . Den konstante spenningen som fjernes fra terminalene på en slik motor når akselen med ankeret er vridd, overføres fra ankerets strømførende kontakter gjennom børstene. Børstene i seg selv er svakheten ved en slik motor - de tømmer raskt ressursen. Som regel er en slik generator konstant belastet; når ankeret beveger seg, gnister børstene. Flere dager med kontinuerlig drift av en slik installasjon kan slite børstene helt ut, som følge av at sistnevnte må byttes ut.
Bruken av børstemotorer som en generator med konstant aktiv belastning er upraktisk.
Det beste alternativet er den børsteløse motoren . I den roterer en rotor med magneter i mellomrommet mellom statorviklingene. Selve viklingene forblir stasjonære, de trenger ikke glidekontakter. Takket være en så enkel løsning kan installasjonen fungere i flere tiår - det er bare viktig en gang i sesongen eller hver sjette måned å smøre motorlagrene, som er ansvarlige for perfekt rotasjonsfri rotasjon av rotoren. Populære løsninger basert på en børsteløs motor - asynkron eller stepper - er tilgjengelig for nesten alle hjem "DIYer".
En asynkron motor brukes i elektroverktøy - for eksempel i en slipemaskin . Stepper kan finnes i en rekke forskjellige enheter - fra et motorsykkel til en mekanisk stasjon av en skriver eller en diskstasjon.
Den variable børstemotoren som brukes i roterende hammer, slipemaskiner, skrutrekkere, stikksager og elektriske høvler skiller seg fra hverandre . Deres ulempe er behovet for å fjerne børstene og rotorboringen for neodymmagneter. Som et resultat forblir bare statorviklingen fra de aktive viklingene - rotorviklingen er fullstendig fjernet.
En vindturbinpropell kan lages av kloakkrør av plast, PET -flasker og lignende resirkulerbare materialer. Jo lettere og sterkere den er, desto mindre vindkrefter vil kreves for å slappe av.
En vindgenerator laget av en vifte vil kreve en rotorboring for neodymmagneter . Utformingen av husholdningsviftemotoren er ikke designet for å motta elektrisk strøm ved å rotere rotoren. En datakjøler (brikkekjøler) - en vifte av systemenheten til en PC eller bærbar datamaskin - faller under samme endring.
En traktor eller bilgenerator bruker en ekstra feltvikling, som drives av batteriet på selve maskinen . For at generatoren for eksempel skal produsere en vekselstrøm på 135 ampere med en spenning på 15 volt, bruker rotoreksitasjonsviklingen etter at tenningen er slått på en likestrøm på 3 ampere med en spenning på 12, 6-14 V Den viktigste energikilden for generatoren er fremdeles veivakselen til en forbrenningsmotor som går på bensin, diesel eller metan / propan. En traktor eller bilgenerator vil kreve fjerning av feltviklingen og installering av neodymmagneter i stedet.
Hva kreves?
Det vanligste alternativet er å bruke en vaskemaskinmotor til en hjemmelaget generator . Hvis den gamle "vaskemaskinen" ikke er tilgjengelig, kan du finne en slik motor i useriøse butikker på hjemmemarkedet, i nærmeste servicesenter for husholdningsapparater eller en spesialbutikk. Det er ikke noe problem å bestille en slik motor fra Kina.
I utgangspunktet brukes det i vaskemaskiner en børsteløs asynkron motor.
Både nye og brukte vil fungere lenge. 200 watt effekt kan enkelt konverteres til kilowatt eller mer.
Materialer
For å montere generatoren, i tillegg til motoren, trenger du:
- neodymmagneter i størrelsene 20, 10 og 5 mm (totalt 32);
- likeretterdioder eller en diodebro med en strøm på titalls ampere (følg regelen om en todelt effektreserve);
- epoxy lim;
- kald sveising;
- sandpapir;
- tinn fra siden av en blikkboks.
Magneter bestilles online fra Kina.
Verktøy
Følgende verktøy vil fremskynde produksjonsprosessen:
- dreiebenk;
- saks;
- skrutrekker med dyser;
- tang.
Hvis det ikke finnes en dreiebenk, må du kontakte en venn som vet hvordan han skal arbeide med en slik dreiebenk.
Ordninger og tegninger
Generatoren som en enhet genererer vekselstrøm, som må konverteres til likestrøm, brakt til den nødvendige spenningsverdien. Hvis en motorgenerator produserer, for eksempel, 40 volt, er dette usannsynlig å være en passende verdi for de fleste forbrukerelektronikk som bruker 5 eller 12 volt DC eller 127/220 volt AC.
Skjematisk over hele installasjonen, bevist av tid og millioner av brukere, inkluderer en likeretter, kontroller, batteri og inverter . Et bilbatteri med en kapasitet på 55-300 amperetimer brukes som bufferlagring av lagret energi. Driftsspenningen er 10, 9-14, 4 V med en syklisk ladning (full utladningssyklus) og 12, 6-13, 65 med en buffer (porsjonert, dosert, når du må lade et delvis utladet batteri).
Kontrolleren konverterer for eksempel de samme 40 volt til 15. Effektiviteten i volt-ampere varierer fra 80-95%-eksklusive tap på likeretteren.
Trefasegeneratoren har størst effektivitet . -effekten er 50% mer enn enfaset, den vibrerer ikke under drift (vibrasjon løsner strukturen og gjør den kortvarig).
Spolene i viklingen av hver av fasene veksler med hverandre og er koblet i serie - som polene til magnetene, en av sidene vendt mot spolene.
Inverterens oppgave er å konvertere en konstant spenning på omtrent 12 volt tatt fra batteriet til en vekselstrøm på omtrent 220.
Moderne husholdningsapparater og elektronikk kan fungere fra 110 volt (Amerikansk standard for husholdningsnettverk) opptil 250 - det anbefales ikke å gi mer til nettverksapparater og -enheter. Alle omformere er impulser, i sammenligning med lineære er deres varmetap mye mindre.
Produksjonstrinn
Gjør følgende for å endre utformingen av en induksjonsmotor
- Demonter motoren og ta ut rotoren.
- Fjern platene fra rotorankeret. Trim dem til en dybde på 2 mm.
- Lag riller opp til 5 mm dype for magneter.
- Merk en stripe med tinnplate for magnetene. De skal være like langt fra hverandre - dette forhindrer unødvendig tap av strøm i installasjonen.
- Fest dem til denne tinnlisten med superlim. Fest stripen med magneter på ankeret.
- Fyll mellomrommet mellom magnetene med kald sveising eller epoksylim.
- Fjern grater og ujevnheter på rotoren med sandpapir.
- Kontroller - og bytt om nødvendig - motorlagre og bolter.
Monter motorgeneratoren. Enheten er klar for videre installasjon. For å kontrollere enheten, klem akselen i en bor- eller skrutrekkerchuck og akselerere til 1000 o / min.
En spenning i enden av viklingen fra 110 volt kan anses som egnet.
Ved en lavere verdi ligger feilen i den ujevne vekslingen av magneter på et hvilket som helst punkt i ankerrotasjonssirkelen.
Gjør følgende for å montere vindturbinen
- Skjær ut identiske stykker fra et PVC-rør med en diameter på 11-16 cm, som tilsvarer lengden til de fremtidige bladene.
- Tegn en vilkårlig linje på hvert segment og trekk deg tilbake fra den på begge sider med 22 mm. Følgelig vil bredden på ett blad nå 44 mm. Gjenta denne handlingen for den motsatte enden av linjesegmentet.
- Koble ekstrempunktene rett på den ene siden av senterlinjen.
- Tegn konturene på det fremtidige bladet på den andre siden.
- Klipp ut det resulterende bladet og avrund den frie enden ved å slipe. Gjenta trinnene ovenfor for resten av bladene.
- Fest bladene til navet med en bøsseadapter. Bolter med muttere og fjærskiver er egnet som festemidler. Bredden på hvert blad langs hele lengden varierer fra 44 til 88 mm.
Dette er nok til at vinden snurrer løpehjulet med en hastighet på 3 m / s. Den resulterende strukturen må være balansert - korrekt balansering forhindrer dannelse av blinde flekker som bremser generatoren når propellen roterer.
En motorgenerator med installert løpehjul kan plasseres i en beskyttende hylse som beskytter den mot atmosfærisk nedbør. Generatoren holder seg tørr under alle værforhold, beskyttet mot regn og snø, og vil vare i mange år. Gjør følgende for å montere beskyttelsen:
- i et rør med en diameter på 7,5 cm, kutt et langsgående spor 2 cm bredt;
- kutt bakenden av kuttrøret i en 45 graders vinkel;
- plasser motorgeneratoren med propellen i dette røret og fest den til den.
Fri rotasjon av motoren vil kreve en kulelager som kan svinges, lik den som finnes i en husvifte . Den kan snu seg uendelig til hver side.
Slik at kabelen, ved hjelp av hvilken strømmen som induseres i statorviklingen fjernes, ikke svinger eller vrir seg, må forbindelsen i hengslet gli, men gi en pålitelig, stabil elektrisk kontakt til motorgeneratoren med ytterligere lokaliserte funksjonelle enheter i kretsen.
Den beste kontakten vil bli gitt av gullbelagte terminaler hentet fra gammel teknologi.
Bruken av en pensel -grafittkontakt er uberettiget - grafitt har en elektrisk motstand i størrelsesorden høyere enn aluminium og stål, og kraften til installasjonen reduseres merkbart. Hengslet er installert på en base laget av et stykke av et formet rør. Etter montering sjekker de om den resulterende svivelmekanismen sitter fast, ikke snurrer og om kabelen er flosset.
For å gi en glidekontakt og fri rotasjon av installasjonen i vindretningen, er et skaft, for eksempel laget av et plastvannrør og et stykke arkplast eller aluminium, festet til motorens ytterkant.
Et rundt eller profilrør brukes som støtte, hvorav den ene enden er betongert i bakken - ikke mindre enn en meter. For at støtten ikke skal stikke over tid fra orkanen, suppleres den med tre eller seks strekkmerker, som konvergerer i midten i samme vinkel og rettes i forskjellige retninger.
Etter å ha fullført monteringen av motorgeneratordelen, monteres en diode likeretter ved siden av motoren, om nødvendig . De nåværende tapene i ledningene kan reduseres betydelig ved å bruke en trappetransformator plassert i nærheten av generatoren - som i linjer som overfører industriell elektrisitet over lange avstander.
Laderegulatoren, batteriet og omformeren er inkludert videre i henhold til diagrammet. Vindturbinen er ferdig montert og klar til bruk.
Anbefalinger
En hjemmelaget vindmølle for et privat hus genererer en konstant eller vekslende spenning på flere titalls volt, noe som er en økt fare for en person. Spenningskontakter og ledninger må være pålitelig isolert - regnvann er et forsuret miljø som leder elektrisk strøm godt.
Arbeid med en dreiebenk eller kvern utføres i vernebriller og hansker. Det er forbudt å montere kretsen når vindturbinen går.
Vindenergi er ustadig. Den beste løsningen ville være en lavhastighetsgenerator med mer enn et dusin magneter og spoler. Jo flere spoler, jo tykkere skal viklingstråden være . For tynn seksjon på grunn av en total motstand på titalls ohm vil redusere generatorens nyttige effekt flere ganger mer. For en alvorlig belastning - for eksempel fra en elektrisk komfyr eller en vaskemaskin - ved 220 volt, en strøm på opptil 10 A.
Utformingen av en hjemmelaget generator - med mindre en konvertert motor for generering av elektrisitet brukes - skal være perfekt flat og symmetrisk . Før du installerer spoler og magneter, må selve "spinneren" være sentrert. Det spiller ingen rolle hva som brukes - en kassert CD eller en hjemmelaget miniatyreksemplar av en vindmølle, den minste ubalansen er allerede uakseptabel.
Prøv å oppnå minimal støy - ideelt sett bør den være fraværende . Hvis installasjonen din, som ikke er smurt i stedet for lagrene, blir klaget på grunn av konstant piping og banking når den roterer, kan en slik klage føre til problemer med loven, spesielt om natten. Resten av grunnene til å hevde deg som eier av et vindturbin er ubetydelige - vindturbiner er helt lovlige, siden eieren av denne enheten ikke produserer strøm med den i industriell skala, slik det gjøres i Europa og Amerika.
Installasjonen bør ikke være for høy - over søylene som strømledninger passerer langs . I hver by, sommerhusbebyggelse eller landlig bosetning er det en begrensning på høyden på strukturene som bygges.
For eksempel krever det å levere et tårn på 40 meter til en mobil basestasjon en rekke tillatelser og revisjoner fra offentlige regulatorer. Det samme gjelder vindturbiner.
Forbrukeren vil kvitte seg med nedetid forbundet med strømbrudd på riktig og ekstremt ansvarlig måte ved å løse problemet med elektrisitet ved hjelp av en vindgenerator. Det er alltid bedre å være proaktiv - innenfor lovens rammer - enn å vente i årevis på hva myndighetene lover.
Anbefalt:
Gjør-det-selv Gresshakker: Fra En Vaskemaskin Og En Hjemmelaget Gresshakker For Kyllinger Og Fra En Kvern. Hvordan Lage I Henhold Til Tegninger?
Hvordan lage en gresshakker med egne hender? Funksjoner ved å lage en kvern fra en vaskemaskin, kvern og andre interessante alternativer
En Vindgenerator Fra En Bilgenerator: Hvordan Lage En "vindturbin" Med Egne Hender Uten Endring? Diagram For En Hjemmelaget Vindgenerator
En vindgenerator fra en bilgenerator er en av de mest populære enhetene blant folkehåndverkere. Vil du vite hvordan du lager en vindmølle med egne hender uten endringer? Les artikkelen vår
Gjør-det-selv-osmannisk Fra Plastflasker: Hvordan Lage En Osmannisk Av 5-liters Plastflasker Og Andre Flasker? Trinn For Trinn Diagram For Nybegynnere
Det er veldig enkelt å lage en stilig ottoman som er laget av plastflasker med egne hender. Hvordan velge flasker? Hvordan feste dem sammen? Hvordan velge møbeltrekk og innredning for et så uvanlig møbel?
DIY Kost: Hvordan Lage Fra Plastflasker? En Trinn-for-trinn-teknikk For å Lage En Mekanisk Modell. Hjemmelaget Kost Laget Av Bjørkegrener
Å lage en kost med egne hender er ikke et problem for en husflidsmann. Hvordan lage et verktøy av plastflasker? Hvilke verktøy kreves? Hvor lang tid tar det å lage en hjemmelaget kost?
DIY Betongblander: En Hjemmelaget Betongblander Fra En Vaskemaskin. Hvordan Lage Det Fra Et Fat I Henhold Til Tegningene Selv Hjemme?
Hvordan opprettes en gjør-det-selv-betongblander? Er det mulig å få en hjemmelaget betongblander fra en vaskemaskin? Hvordan lage det fra et fat i henhold til tegningene selv hjemme?
