Главная » Генератор своими руками

Однофазный генератор своими руками



Ветрогенератор своими руками

Ветрогенератор своими руками с аксиальным генератором на неодимовых магнитах от Яловенко Валерия Григорьевича из Украины. Я опишу в общем конструкцию этого ветрогенератора, а более подробно можно узнать о этом ветрогенераторе на его сайте http://veter-yak.narod.ru.

Как рассказывает Валерий Григорьевич - Живу я в небольшом городке Харьковской области, имею свой дом с небольшим участком земли. Сам я как говорит сосед - ходячий генератор идей, так как постоянно что-то переделываю, изобретаю и собираю из подручных материалов всякие полезные вещи в быту. В хозяйстве практически все сделано собственными руками.

Идея построить ветрогенератор для зарядки аккумулятора зародилась как-то сама сабой. Очень интересно было получать энергию от ветра, которую можно использовать с пользой для дома, например сделать автономное освещение двора или еще что.

В общем первые пробы начались с автогенератораторов, которые переделывались на постоянные магниты и перематывались, но залипание магнитов к железу статора мешало старту лопастей на малом ветру, поэтому с ними по большей части ничего хорошего не вышло.

После некоторого времени, проведённого в интернете и прочтения различной информации по ветрогенераторам решил попробовать сделать так называемый аксиальный генератор на неодимовых магнитах. В генераторе такого типа подкупала простота и понятность сборки, а так-же отсутствие залипания.

Когда наконец в голове созрела некоторая картина будущего генератора было решено приступить к сборки. Все началось с заказа неодимовых магнитов через интернет. Магниты заказал круглые 25*8мм 24 шт, по 12 на каждый диск.

Ступицу и диски по моим чертежам изготовил Кум. Для дисков в наличие оказался металл толщиной 20 мм, поэтому решили на станке снять лишнее. Толщину дисков сделали 7мм, при этом оставили бортики чтобы магниты были надежнее закреплены, а так-же удобно заливать потом магниты смолой. Диаметр дисков 15 см. так-же для наклейки магнитов диски на станке были поделены на 12 равных частей.

Для того чтобы не перепутать полюса при наклейке магнитов я из сначала маркером пометил. Магниты должны чередоваться полюсами на дисках, и притягиваться к магнитам противоположного диска.

Форму для отливки статора сделал из фанеры, склеил два листа толщиной 4 мм и получился квадрат толщиной 8 мм, как раз по толщине магнитов. Далее на станке высверлил круг под статор диаметром 20 см, из круга сделал маленький кружок для центра. Чтобы смола не схватилась с фанерой, она была обклеена скотчем, и подложка была обтянута пленкой.

Генератор делал однофазный, ниже на фото схема соединения катушек. Катушки мотал проводом 0,95 по 55 витков в каждой. Катушки специально сделаны вытянутой формы чтобы влезло больше витков а внутренний размер катушек оставался не меньше диаметра магнитов.

После заливки получился вот такой желтый блин. Потом края были обработаны и весь диск покрашен.

Магниты крутятся очень близко к шпилькам и чтобы они не притягивались к шпилькам и не создавали вибраций шпильки сделаны из немагнитного материала.

Общий вид готового генератора с поворотной осью и штырьком для хвоста. Схема защиты ветрогегератора будет сделана методом складывания хвоста.

Потом был вырезан шести лопастной винт из ПВХ трубы 160мм.

Все это делалось зимой и после изготовления первый вариант был установлен на небольшую испытательную мачту. Ветер, даже на этом расстоянии от земли заставлял ветрогенератор выдавать до 20 ватт на лампочку. Хвост слишком рано уходил в защиту и я его зафиксировал. В итоге увидел максимальную мощность 40 ватт, после чего лопасти разбило о трубу.

Благо времени было предостаточно и я решил сделать новый статор. Новые катушки немного уменьшил по длинне внутреннего диаметра, благодаря чему влезло по 60 витков эмаль-провода 0,95 мм. При заливке в смолу было добавлено 30% талька для прочности.

Так-же вырезал новый трехлопастной винт диаметром 1,7 м, в итоге генератор стал выдавать мощность 100 ватт, автомобильная лампочка горела в полный накал. Так-же был изготовлен шести лопастной винт диаметром 1,3м из алюминиевой трубы. Большую мощность давал винт из ПВХ трубы 1,7 м, но этот тоже неплохо работал. А для зарядки на слабом ветру был собран DC-DC преобразователь. Если генератор выдает хотя-бы пару вольт, то преобразователь делает из них напряжение выше 12 вольт, тем самым заряжая аккумулятор практически всегда, пусть и очень малым током. А когда обороты поднимаются, то зарядка идет напрямую уже намного большим током.

Всю электронику собрал вот на таком щитке, где поставил автоматы включения, амперметр и сзади преобразователь для зарядки на малом ветру. Так-же контроллер заряда, который после полной зарядки аккумулятора переключает ветрогенератор на дополнительную нагрузку.

Вся эта система питает ночное освещение двора, днем ветрогенератор заряжает аккумулятор, а ночью автоматически включается ночное освещение. В таком режиме все работает автоматически и без перебоев. фото ветряка

Вот такой получился самодельный ветрогенератор и материалов, которые имелись в наличие. Мощность не велика, и не хватит для питания целого дома, но зато он небольшой и радует тем что полезен да и просто что есть и вырабатывает электричество не загрязняя природу.

Поделитесь страницей в соцсетях

Все больше и больше жителей США переходят на альтернативные источники энергии, причем предпочитают собирать их своими руками. На сайте otherpower.com провели сравнение различных генераторов, которые можно использовать для ветроэлектростанции.

Генератор переменного тока от автомобиля

Достоинства. дешевый, легко найти, уже собран.

Недостатки. требуется высокая скорость вращения, требуется зубчатая передача или шкив, небольшой выход энергии, токосъемник требует постоянного техобслуживания.

Пригодность для ветроэлектростанции. низкая.

Главная проблема при использовании автомобильных генераторов для ветряков – то, что они разработаны для слишком высоких скоростей - для получения ветряной энергии приходится выполнить множество значительных модификаций. Даже маленькая и работающая на сравнительно быстрых оборотах ветряная мельница требует скорости 600 об/мин. что даже близко нельзя назвать достаточным для автомобильного генератора. Это значит, что придется использовать зубчатые передачи или шкивы, чтобы большая часть энергии тратилась на вращение.

Стандартный автомобильный генератор электромагнитный – то есть часть вырабатываемой энергии должна быть послана на якорь через щетки и токосъемники, чтобы создать магнитное поле. Генератор, который использует электричество для возникновения поля, менее эффективный и более сложный. Тем не менее, его проще регулировать, так как магнитный поток может быть изменен настройкой мощности поля.

Кроме того, щетки и токосъемники имеют тенденцию изнашиваться, требуя постоянного ухода. Генератор также может быть перемотан для выработки энергии на более низких скоростях. Это возможно путем замены существующих витков статора более частыми витками из более тонкой лигированной стали.

Самодельный генератор с постоянными магнитами

Достоинства. низкая стоимость киловатт-часа, высокая эффективность, возможно получение большой мощности, удивительно крепкая конструкция.

Недостатки. трудоемкий, сложный проект, требующий обработки на токарном станке.

Пригодность для ветроэлектростанции. хорошая.

Многочисленные эксперименты показали, что самодельный генератор с постоянными магнитами является наиболее мощным и экономным решением для ветрогенератора. Он способен отлично работать на низких скоростях вращения, на высоких же скоростях он буквально выдает амперы благодаря своей эффективности. Наиболее часто самодельные генераторы производятся из тормозных дисков от Volvo, так как они очень прочные и имеют встроенные упорные подшипники. Так как такой генератор производит переменный ток, требуется выпрямитель для преобразования его в постоянный и последующей зарядки батареи.

Наилучшие результаты показывает трехфазный генератор, однако его сложнее построить, чем однофазный, так что при построении генератора необходимо решить, сможете ли вы построить трехфазный или ограничитесь однофазным.

Генератор для ветряка 7 футов в диаметре выдает больше 60 А в 12-вольтную батарею, а это более 700 Вт. На пике мощности он может выдавать даже 100 А. Пока что это решение наиболее эффективно.

Конверсионный асинхронный генератор переменного тока

Достоинства. дешевый, легко найти, сравнительно легко переоборудовать, хорошая работа на низких оборотах.

Недостатки. результирующая мощность ограничена внутренним сопротивлением, неэффективен на высоких скоростях, требует обработки на токарном станке.

Пригодность для ветроэлектростанции. средняя.

Обычный асинхронный электродвигатель, вырабатывающий переменный ток, может достаточно просто быть перестроен в генератор с постоянными магнитами. Эксперименты показывают, что получившийся генератор хорошо работает на очень низких скоростях, но быстро становится неэффективным на высоких скоростях.

Асинхронный двигатель не имеет никаких проводов в сердечнике, только переменные пластины из алюминия и стали (снаружи они выглядят гладкими). Если вы выдолбите желоба в центре сердечника и вставите туда постоянные магниты, электродвигатель станет генератором с постоянными магнитами.

На практике такой генератор выдает около 10-20 А. Он очень быстро становится малоэффективным: при возрастании скорости ветра количество результирующих ампер возрастает незначительно, остальная же мощность тратится на нагрев самого генератора. Асинхронный электродвигатель обмотан слишком тонкой проволокой и не может поддерживать ток большой мощности. Для того же ветряка диаметром 7 футов пиковая сила тока равна всего 25 А.

Если вас устраивает небольшой ток при высоких скоростях ветра, асинхронный двигатель может оказаться хорошим решением. Рекомендуется выбирать трехфазный двигатель. Так как такой генератор производит переменный ток, требуется выпрямитель для преобразования его в постоянный и последующей зарядки батареи.

Генератор постоянного тока

Достоинства. простой и уже собранный, некоторые неплохо работают на низких оборотах.

Недостатки. прихотливый, большинство плохо работают на низких оборотах, очень сложно найти генератор достаточно большого размера, маленькие генераторы не могут выдавать большую мощность.

Пригодность для ветроэлектростанции. слабая.

Выбор генератора постоянного тока на первый взгляд кажется логичным, так как батарея заряжается именно постоянным током, и такой системе не потребуется преобразователь. На практике же генераторы постоянного тока даже близко не могут сравниться с генераторами переменного тока. Их щетки требуют постоянного наблюдения, а передающий механизм часто выходит из строя. Такие генераторы могу быть использованы как дополнение к генераторам постоянного тока и выдавать порядка 12 В, что эквивалентно 100-200 Вт. Это немного, но при желании может хватить для небольшого ветряка высотой 3-4 фута.

Статья переведена с английского языка специально для интернет-портала Энергоэфективная Россия

Как своими руками сделать генератор из асинхронного двигателя?

Любая отрасль науки изобилует своими принципами, законами и т.п. В электротехнике, например, существует принцип обратимости, доказывающий, что можно сделать работоспособный генератор из асинхронного двигателя своими руками. Данная задача требует выполнения ряда манипуляций, которые должны сопровождаться четким пониманием принципов и режимов функционирования такого оборудования.

Что собой представляет и как работает асинхронный двигатель

Эл двигатель асинхронного типа – это машина, в которой происходит трансформация электрической энергии в механическую и тепловую. Такой переход становится возможным благодаря явлению электромагнитной индукции, которая возникает между обмотками статора и ротора. Особенностью асинхронных двигателей является тот факт, что частота вращения этих двух ключевых его элементов отличается.

Конструктивные особенности типичного эл двигателя можно видеть на иллюстрации. И статор, и ротор представляют собой соосные круглого сечения объекты, которые изготавливаются путем набора достаточного количества пластин из специальной стали. Пластины статора имеют пазы на внутренней части кольца и при совмещении образуют продольные канавки, в которые наматывается обмотка из медной проволоки. Для ротора, ее роль играют алюминиевые прутки, которые также вставляются в пазы сердечника, но с обеих сторон замыкаются стопорными пластинами.

Во время подачи напряжения на обмотки статора, на них возникает и начинает вращаться электромагнитное поле. В связи с тем, что частота вращения ротора заведомо меньше, между обмотками наводится ЭДС и центральный вал начинает двигаться. Не синхронность частот связана не только с теоретическими основами процесса, но и с фактическим трением опорных подшипников вала, которое будет его несколько тормозить относительно поля статора.

Что такое электрический генератор?

Генератор представляет собой эл машину, преобразовывающую механическую и тепловую энергии в электрическую. С этой точки зрения он является устройством прямо противоположным по принципу действия и режиму функционирования к асинхронному двигателю. Более того, наиболее распространенным типом электрогенераторов являются индукционные, в которых наводится межобмоточная ЭДС.

Как мы помним из выше описанной теории, такое становится возможным только при разности оборотов магнитных полей статора и ротора. Из это следует один закономерный вывод (учитывая также принцип обратимости, упомянутый вначале статьи) – теоретически возможно сделать генератор из асинхронного двигателя, кроме того, это задача, которую вполне можно решить своими руками, например, за счет перемотки.

Работа двигателя в режиме генератора

Любой асинхронный электрогенератор используется в качестве некоего трансформатора, где механическая энергия от вращения вала двигателя, преобразуется в переменный ток. Такое становится возможным тогда, когда его скорость становится выше синхронной (порядка 1500 об/мин). Классическую схему переделки и подключения двигателя в режиме электрогенератора с выработкой трехфазного тока можно легко собрать своими руками:

Наши читатели рекомендуют!

Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют Экономитель энергии Electricity Saving Box. Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

Чтобы достичь такой стартовой частоты вращения, необходимо приложить довольно большой крутящий момент (например, за счет подключения двигателя внутреннего сгорания в бензогенераторе или крыльчатки в ветряке). Как только частота вращения достигает значения синхронной, начинает действовать конденсаторная батарея, создающая емкостный ток. За счет этого происходит самовозбуждение обмоток статора и выработка электрического тока (режим генерирования).

Необходимым условием устойчивой работы такого электрогенератора с промышленной частотой сети 50 Гц, является соответствие его частотных характеристик:

  1. Скорость его вращения должна превышать асинхронную (частоту работы самого двигателя) на процент скольжения (от 2 до 10%);
  2. Значение скорости вращения генератора должно соответствовать синхронной скорости.

Как самостоятельно собрать асинхронный генератор?

Обладая полученными знаниями, смекалкой и умением работать с информацией, можно своими руками собрать/переделать работоспособный генератор из асинхронного двигателя, который будет использоваться для разных целей и режимов работы. Для этого необходимо совершить точные действия следующей последовательности:

  1. Вычисляется реальная (асинхронная) частота вращения эл двигателя, который планируется применить в качестве электрогенератора. Для определения оборотов на подключенном к сети агрегате можно использовать тахограф;
  2. Определяется синхронная частота двигателя, которая одновременно будет асинхронной для генератора. Здесь учитывается величина скольжения (2-10%). Допустим, измерения показали скорость вращения на уровне 1450 об/мин. Требуемая частота работы электрогенератора будет составлять:

nГЕН = (1,02…1,1)nДВ = (1,02…1,1)·1450 = 1479…1595 об/мин;

  1. Подбор конденсатора необходимой емкости (используются стандартные сравнительные таблицы данных).

На этом можно и поставить точку, но если требуется напряжение однофазной сети 220В, то режим функционирования такого устройства потребует внедрения в приведенную ранее схему понижающего трансформатора.

Виды генераторов на базе двигателей

Покупка штатного готового эл генератора – удовольствие отнюдь не из дешевых и вряд ли по карману практическому большинству наших сограждан. Прекрасной альтернативой может послужить самодельный генератор из асинхронного двигателя, который можно собрать при достаточных познаниях в области электротехники и слесарного дела. Собранное устройство может успешно использоваться в качестве:

  1. Электрогенератора с самозапиткой. Пользователь может своими руками получить устройство для выработки электроэнергии с длительным периодом действия вследствие самостоятельной подпитки;
  2. Ветрогенератора. В качестве движителя, необходимого для пуска эл двигателя, используется ветряк, который вращается под воздействием ветра;
  3. Генератора на неодимовых магнитах;
  4. Трехфазного бензогенератора;
  5. Однофазного маломощного генератора на двигателях электроприборов и т. д.

Как можно видеть, ответ на вопрос «как сделать генератор из асинхронного двигателя?» является исключительно многогранным. Переделка своими руками стандартного эл мотора в действующее генерирующее устройство – занятие увлекательное и очевидно экономящее бюджет. Таким образом можно переделать обычный ветряк, соединив его с двигателем для автономной выработки энергии.

Источники: http://e-veterok.ru/100watt_vetrogenerator_svolmi_rukamj.php, http://sromcee.ru/index.php/2010-10-08-15-31-03/45-2010-10-08-15-19-09/106-2010-10-12-10-26-05.html, http://electricvdele.ru/elektrooborudovanie/elektrodvigateli/generator-iz-asinhronnogo-dvigatelya-svoimi-rukami.html

Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр внизу: код подтверждения