DIY Vindgenerator: Hvordan Man Laver En Hjemmelavet Vindgenerator Fra En Vaskemaskine, Fra Plastflasker Og Fra En Hjulmotor

2024 Forfatter: Beatrice Philips | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 05:31

En vindgenerator til at generere elektricitet er en uerstattelig kilde til elektricitet, hvor der ikke er meget sollys, der ikke er floder i nærheden, og der ikke er nogen centraliserede elnet.

Design funktioner

Princippet for en vindgenerators drift er omdannelse af vindenergi til elektrisk energi.

I andre typer elektriske generatorer bruges vandstrømmen i floden, kraften fra oceaniske tidevand og ebbe som en kilde til mekanisk (kinetisk) energi.

I systemer, hvor der er behov for varmeenergi til at generere elektricitet, bruger de:

• en motor, der kører på benzin, benzin eller dieselolie;
• varmeafgivelse fra plader og blokke i en atomreaktor, hvis varme bruges til at omdanne vand til damp - i en dampturbine;
• forskellige former for brændstof, der forbrændes i et kraftvarmeværk, erstatter varme, varme fra en atomreaktor.

Solpaneler skiller sig fra hinanden, hvor lys bruges som energikilde og ikke varme eller mekanisk energi.

Men tilbage til "vindmøllerne", hvis driftsprincip er som følger . Vindens kraft roterer propellen, der driver motorgeneratorens aksel. Sammen med akslen roterer motorens rotor, hvor permanente magneter er installeret, synkront. Magnetfeltet, der passerer gennem statorviklingen, inducerer en vekselstrøm i det på grund af en ændring i styrken af den magnetiske flux, der passerer gennem spolernes drejninger, hvorfra viklingen samles. En vekselstrømsspænding føres til et elektronisk kredsløb, hvor det omdannes til jævnstrøm. Mange enheder og enheder, der har brug for det, fungerer fra jævnstrøm.

Alle kan lave en generator til sommerhuse eller feltforhold, der genererer vekselstrøm med en spænding på 220 V . Jo mere imponerende konstruktionens dimensioner er, desto større vil rekylens effektivitet blive modtaget af en bestemt bruger. Det er ikke et problem at lave en generator, der genererer et eller flere kilowatt elektricitet i timen. Elektriciteten modtaget fra en sådan installation er i stand til at drive næsten alle elektriske apparater i huset, herunder haveudstyr.

Vindgeneratoren er installeret så højt som muligt - på tagryggen. Der når vindkraften de maksimale værdier, der er angivet i vejrudsigten.

Installationen ligner eksternt en vejrskovl med en propel, på grund af hvilken denne struktur vender, hvor vinden blæser. Dette er nødvendigt for at maksimere brugen af hans styrke, hastighed.

Den vandrette propel drejes af et skaft placeret bag på enheden . Det lodrette skaft er ikke nødvendigt - dets vinger er placeret på en sådan måde, at propellen selv starter næsten et halvt omgang, uanset hvilken side vinden blæser fra.

For at en vindmølle kan fungere med maksimal effektivitet, kræves en hastighed på 3000 o / min eller mere . For generatorer, der producerer vekselstrøm, svarer denne frekvens til værdien på 50 hertz, hvilket er typisk for indenlandske industrielle kraftværker. Efter centrifugering af en motorgenerator på cirka 10 kg er det ikke noget problem at få 2 kW hver time.

Hvad kan der laves af?

Hovedelementet i enhver model af en vindmøllepark er en motorgenerator. Det fungerer som en motor - jævnstrøm eller vekselstrøm får rotoren (og dermed akslen) til at dreje. At arbejde omvendt - som generator - er også muligt.

Blandt de motorer, der bruges som generatorer, er der børstede, børsteløse asynkrone og trinmotorer . Det er disse tre typer motorer, der er populære hos amatører, der samler vindmøller med egne hænder.

I en kollektormotor er rotorviklingerne (armaturer) placeret i et konstant magnetisk felt af statormagneter . Den konstante spænding fjernet fra terminalerne på en sådan motor, når dens aksel med ankeret er snoet, overføres fra ankerets strømførende kontakter gennem børsterne. Børsterne selv er en sådan motors svage punkt - de tømmer hurtigt deres ressource. Som regel er en sådan generator under konstant belastning; når ankeret bevæger sig, gnister børsterne. Flere dage med kontinuerlig drift af en sådan installation kan slitte børsterne fuldstændigt, hvorfor sidstnævnte skal udskiftes.

Brugen af børstemotorer som en generator med en konstant aktiv belastning er upraktisk.

Den bedste løsning er den børsteløse motor . I den roterer en rotor med magneter i rummet mellem statorviklingerne. Selve viklingerne forbliver stationære, de behøver ikke glidende kontakter. Takket være en så enkel løsning kan installationen fungere i årtier - det er kun vigtigt en gang om sæsonen eller hver sjette måned at smøre motorlejer, som er ansvarlige for perfekt, tilbageslagsfri rotation af rotoren. Populære løsninger baseret på en børsteløs motor - asynkron eller stepper - er tilgængelige for næsten alle hjem "DIYer".

En asynkron motor bruges i elværktøj - for eksempel i en slibemaskine . Stepper kan findes i en lang række forskellige enheder - fra et motorhjul på en cykel til et mekanisk drev på en printer eller et diskdrev.

Den variable børstemotor, der bruges i borehamre, slibemaskiner, skruetrækkere, stiksave og elektriske høvler, skiller sig ud . Deres ulempe er behovet for at fjerne børsterne og rotorboringen til neodymmagneter. Som følge heraf forbliver kun statorviklingen fra de aktive viklinger - rotorviklingen er helt fjernet.

En vindmøllepropeller kan fremstilles af plastkloakrør, PET -flasker og lignende genanvendelige materialer. Jo lettere og stærkere den er, jo mindre vindkraft kræves for at afvikle den.

En vindgenerator fremstillet af en blæser kræver en rotorboring til neodymmagneter . Husholdningsblæsermotorens design er ikke designet til at modtage elektrisk strøm ved at rotere rotoren. En computerkøler (chipkøler) - en ventilator af systemenheden på en pc eller bærbar computer - falder under den samme ændring.

En traktor eller bilgenerator anvender en ekstra feltvikling, som drives af batteriet i selve maskinen . For at generatoren f.eks. Kan producere en vekselstrøm på 135 ampere med en spænding på 15 volt, bruger rotor-excitationsviklingen efter tændingen en likestrøm på 3 ampere med en spænding på 12, 6-14 V.. Generatorens vigtigste energikilde er stadig krumtapakslen på en forbrændingsmotor, der kører på benzin, diesel eller metan / propan. En traktor eller bilgenerator kræver fjernelse af markviklingen og installation af neodymmagneter i stedet.

Hvad kræves?

Den mest almindelige mulighed er at bruge en vaskemaskine til en hjemmelavet generator . Hvis den gamle "vaskemaskine" ikke er tilgængelig, kan du finde en sådan motor i uønskede butikker på hjemmemarkedet, i det nærmeste servicecenter for husholdningsapparater eller en specialbutik. Det er ikke noget problem at bestille sådan en motor fra Kina.

Grundlæggende bruges i vaskemaskiner en børsteløs asynkron motor.

Både nye og brugte vil fungere i lang tid. 200 watt effekt kan let konverteres til kilowatt eller mere.

Materialer

For at samle generatoren har du ud over motoren brug for:

• neodymmagneter i størrelserne 20, 10 og 5 mm (32 i alt);
• ensretterdioder eller en diodebro med en strøm på snesevis af ampere (følg reglen om en todelt effektreserve);
• epoxy klæbemiddel;
• kold svejsning;
• sandpapir;
• dåse fra siden af en dåse.

Magneter bestilles online fra Kina.

Værktøjer

Følgende værktøjer fremskynder fremstillingsprocessen:

• drejebænk;
• saks;
• skruetrækker med dyser;
• tang.

Hvis der ikke findes en drejebænk, skal du kontakte en ven, der ved, hvordan man arbejder med en sådan drejebænk.

Skemaer og tegninger

Generatoren som en enhed genererer vekselstrøm, som skal konverteres til jævnstrøm, bringes til den krævede spændingsværdi. Hvis en motorgenerator f.eks. Producerer 40 volt, er dette usandsynligt en passende værdi for de fleste forbrugerelektronik, der bruger 5 eller 12 volt DC eller 127/220 volt AC.

Skematisk for hele installationen, bevist af tid og millioner af brugere, omfatter en ensretter, controller, batteri og inverter . Et bilbatteri med en kapacitet på 55-300 ampere-timer bruges som bufferopbevaring af lagret energi. Dens driftsspænding er 10, 9-14, 4 V med en cyklisk opladning (fuld opladning-afladningscyklus) og 12, 6-13, 65 med en buffer (portioneret, doseret, når du skal genoplade et delvist afladet batteri).

Controlleren konverterer f.eks. De samme 40 volt til 15. Dens effektivitet i volt-ampere spænder fra 80-95%-eksklusive tab på ensretteren.

Trefasegeneratoren har den største effektivitet . -dens output er 50% mere end enfaset, den vibrerer ikke under drift (vibration løsner strukturen, hvilket gør den kortvarig).

Spolerne i viklingen af hver af faserne veksler med hinanden og er forbundet i serie - ligesom magneternes poler, en af siderne vendt mod spolerne.

Inverterens opgave er at konvertere en konstant spænding på cirka 12 volt taget fra batteriet til en vekselstrøm på cirka 220.

Moderne husholdningsapparater og elektronik kan fungere fra 110 volt (Amerikansk standard for husholdningsnetværk) op til 250 - det anbefales ikke at give mere til netværksapparater og -enheder. Alle omformere er impulser, i sammenligning med lineære er deres varmetab meget mindre.

Fremstillingstrin

Gør følgende for at ændre designet på en induktionsmotor

1. Skil motoren ad, og tag rotoren ud.
2. Fjern pladerne fra rotorankeret. Trim dem til en dybde på 2 mm.
3. Lav riller op til 5 mm dybe til magneter.
4. Marker en strimmel blik til magneterne. De skal have samme afstand fra hinanden - dette forhindrer unødvendigt tab af strøm i installationen.
5. Fastgør dem til denne strimmel blik med superlim. Fastgør strimlen med magneter på ankeret.
6. Fyld mellemrummet mellem magneterne med kold svejsning eller epoxylim.
7. Fjern grater og ujævnheder på rotoren med sandpapir.
8. Kontroller - og udskift om nødvendigt - motorlejer og bolte.

Saml motorgeneratoren. Enheden er klar til yderligere installation. For at kontrollere enheden skal du spænde akslen i en boremaskine eller skruetrækker og accelerere til 1000 omdr./min.

En spænding i enderne af viklingen fra 110 volt kan anses for egnet.

Ved en lavere værdi ligger fejlen i ujævn veksel mellem magneter på et hvilket som helst tidspunkt i ankerrotationscirklen.

Gør følgende for at samle vindmøllen

1. Skær identiske stykker ud af et PVC-rør med en diameter på 11-16 cm, der svarer i længden til de fremtidige knive.
2. På hvert segment skal du tegne en vilkårlig linje og trække sig tilbage fra den på begge sider med 22 mm. Derfor vil bredden på et blad nå 44 mm. Gentag denne handling for den modsatte ende af linjesegmentet.
3. Forbind ekstreme punkter lige på den ene side af midterlinjen.
4. Tegn konturerne af det fremtidige blad på den anden side.
5. Skær det resulterende blad ud, og afrund dets frie ende ved at skærpe det. Gentag ovenstående trin for resten af knivene.
6. Fastgør knivene til navet ved hjælp af en bøsningsadapter. Bolte med møtrikker og fjederskiver er velegnede som fastgørelseselementer. Bredden af hvert blad langs hele dets længde spænder fra 44 til 88 mm.

Dette er nok til at vinden kan dreje løbehjulet med en hastighed på 3 m / s. Den resulterende struktur skal være afbalanceret - korrekt afbalancering forhindrer dannelse af blinde vinkler, der bremser generatoren, når propellen roterer.

En motorgenerator med et installeret skovlhjul kan placeres i en beskyttende muffe, der beskytter den mod atmosfærisk nedbør. Opholder sig tør under alle vejrforhold, beskyttet mod regn og sne, vil generatoren holde i årevis. Gør følgende for at samle afskærmningen:

1. i et rør med en diameter på 7,5 cm skæres en langsgående rille 2 cm bred;
2. skær den bageste ende af snitrøret i en 45 graders vinkel;
3. anbring motorgeneratoren med propellen i dette rør og fastgør det til det.

Fri rotation af motoren kræver et kuglelejet drejeled, svarende til det, der findes i en husholdningsventilator . Det kan vende uendeligt til hver side.

For at kablet, ved hjælp af hvilke de strømme, der fremkaldes i statorviklingen fjernes, ikke vikler eller vrider sig, skal forbindelsen i hængslet glide, men give en pålidelig, stabil elektrisk kontakt mellem motorgeneratoren og yderligere placeret funktionelle enheder i kredsløbet.

Den bedste kontakt vil blive leveret af forgyldte terminaler taget fra enhver gammel teknologi.

Brugen af en børste -grafitkontakt er uberettiget - grafit har en elektrisk modstand i en størrelsesorden højere end aluminium og stål, og installationens effekt vil falde mærkbart. Hængslet er installeret på en base lavet af et stykke af et formet rør. Efter montering kontrollerer de, om den resulterende drejemekanisme sidder fast, ikke roterer, og om kablet er flosset.

Tilvejebringelse af en glidende kontakt og fri rotation af installationen i vindretningen, et skaft, der er fremstillet for eksempel af et plastikvandrør og et stykke plade eller aluminium, er fastgjort til motorens ekstra ydre hus.

Et rundt eller profilrør bruges som understøtning, hvis ene ende er beton i jorden - ikke mindre end en meter. For at støtten ikke over tid vil rykke fra orkanen, suppleres den med tre eller seks strækmærker, der konvergerer i midten i samme vinkel og rettes i forskellige retninger.

Efter afslutning af samlingen af motorgeneratordelen monteres en diode-ensretter ved siden af motoren, hvis det er nødvendigt . De nuværende tab i ledningerne kan reduceres betydeligt ved at bruge en trappetransformator placeret i nærheden af generatoren - som i linjer, der sender industriel elektricitet over lange afstande.

Opladeregulatoren, batteriet og inverteren er inkluderet yderligere i henhold til diagrammet. Vindmøllen er færdigmonteret og klar til brug.

Anbefalinger

En hjemmelavet vindmølle til et privat hus genererer en konstant eller skiftevis spænding på flere titalls volt, hvilket er en øget fare for en person. Levende kontakter og ledninger skal være pålideligt isoleret - regnvand er et forsuret miljø, der leder elektrisk strøm godt.

Arbejde på en drejebænk eller kværn udføres i beskyttelsesbriller og handsker. Det er forbudt at samle kredsløbet, når vindmøllen kører.

Vindenergi er ustabil. Den bedste løsning ville være en lavhastighedsgenerator med mere end et dusin magneter og spoler. Jo flere spoler, jo tykkere skal viklingstråden være . For tynd en sektion på grund af en samlet modstand på titalls ohm vil reducere generatorens nyttige effekt flere gange mere. Ved en alvorlig belastning - for eksempel fra en elektrisk komfur eller en vaskemaskine - ved 220 volt, en strøm på op til 10 A.

Designet af en hjemmelavet generator - medmindre der bruges en konverteret motor til elproduktion - skal være helt flad og symmetrisk . Inden spoler og magneter installeres, skal selve "spinneren" være centreret. Det er ligegyldigt, hvad der bruges - en kasseret cd eller en hjemmelavet miniaturekopi af en vindmølle, den mindste ubalance er allerede uacceptabel.

Prøv at opnå minimal støj - ideelt set burde den være fraværende . Hvis din installation, som ikke er smurt på lejernes sted, klages over på grund af den konstante hvinende og bankende, når den roterer, kan en sådan klage føre til problemer med loven, især om natten. Resten af grundene til at gøre krav på dig som ejer af en vindmølle er ubetydelige - vindmøller er fuldstændig lovlige, da ejeren af denne enhed ikke producerer elektricitet med den i industriel skala, som det gøres i Europa og Amerika.

Installationen bør ikke være for høj - over de søjler, langs hvilke elledninger passerer . I hver by, sommerhusbebyggelse eller landbebyggelse er der en begrænsning på højden af de strukturer, der bygges.

For eksempel kræver levering af et tårn på 40 meter til en mobilbaseret station en række tilladelser og revisioner fra offentlige tilsynsmyndigheder. Det samme gælder vindmøller.

Ved korrekt og ekstremt ansvarlig tilgang til løsningen af problemet med elektricitet ved hjælp af en vindgenerator vil forbrugeren slippe af med nedetid i forbindelse med strømafbrydelser. Det er altid bedre at være proaktiv - inden for lovens rammer - end at vente i årevis på, hvad myndighederne lover.