Как сделать вертикальный ветрогенератор своими руками. Ветрогенератор роторный своими рукамиРоторный ветрогенератор своими руками
Сделать своими руками роторный ветрогенератор вы можете из подручных средств, которые вы найдете у себя дома. Для устройства вам потребуются обычные материалы, среди которых алюминий, фанера и магниты. Конструкция должна вырабатывать до 50 киловатт-часов энергии в месяц, когда устойчиво дует ветер. Вертикальный агрегат лучше всего функционирует при ветре со скоростью от 10 до 30 километров в час. Тестирование ветрогенератора при ветре 80 километров в час показало, что пропеллер раскрутился так сильно, что лопасти невозможно было остановить. Главный недостаток системы, которую мы опишем в этом материале, является производство небольшого количества электрической энергии. Содержание статьи: Дизайн и чертежи мы позаимствуем из проекта Lenz2, который был разработан Эдом Ленцем. Это устройство типа Савониуса, но имеет некоторые изменения, за счет которых все три крыла используют сопротивление ветра в качестве подъемной силы. Таким образом, наша конструкция эффективнее чистого Савониуса.
В оригинале установка имеет высоту 120 см и диаметр 90 см. Мы уменьшили конструкцию в размерах до 45 и 53 см соответственно. Материалы и инструментыДля работы вам потребуются некоторые набор материалов и инструментов, которые вы можете заменять альтернативными, которые у вас есть. Главное, чтобы они подходили. Материалы:
Инструменты:
Последовательность работРаботы по созданию ветрогенератора своими руками выполняются в следующей последовательности:
Вырезание лопастейДля обеспечения хорошей аэродинамики крыла нужно создать каплеобразную форму. У вертикального ветрогенератора три лопасти, поэтому вам нужно вырезать 6 подобных деталей. Размер уменьшен вдвое относительно оригинального проекта Эда Ленца.Советуем вырезать шаблон из картона и использовать его в качестве лакала, перенося рисунок на фанеру. Сделать это можно следующим образом:
При помощи картонного шаблона начертите на фанере шесть изображений и вырежьте их лобзиком. Также нам нужно сделать три планки для соединения двух фанерных деталей по концам каждого крыла. Планки имеют длину, которая зависит от высоты крыла. В нашем случае это 530 мм, так как эту высоту можно установить на вертикальной оси. У нас получились следующие размеры: 12х25х530 мм. Карандашом надо отметить на деталях из фанеры пазы, в которые придется вставить деревянные планки. Два паза с одной стороны элемента, и один с другой. Далее детали надо вырезать лобзиком. Заостренные концы лопастей будут поворачиваться к центру ветроустановки на 9 градусов. Это измерение эмпирическим путем определил Эдуард Ленц. Практика доказывает, что этот угол отлично работает. У вас будет возможность регулирования его после сборки, если вы решите проверить правильность расчетов. Собираем лопастиПосле вырезания всех деталей лопастей можно приступить к их сборке. Для сборки каждого крыла нужно вставить планку в пазы на нижней и верхней детали. Убедитесь в том, что планки не выходят за пределы кромки фанерной части – выровняйте их.
Для крепления надо предварительно высверлить отверстие сквозь фанеру через планку. Достаточно использовать для крепления один шуруп длиной 5-7 мм. Дополнительно можно использовать клей, но это не необходимость. Таким же способом надо соединить две другие заготовки. Задняя сторона с двумя планками и круглая часть должна быть покрыта чем-нибудь. Можно использовать обычные алюминиевые листы или другой подходящий материал. Например, если вырезать два куска алюминия 15х53 см, вы можете обвернуть передний и обратный край всех крыльев. Часть листа можно приложить от первой планки до второй по кромке спереди. Каждую часть следует закрепить несколькими финтами. Некоторые вошли внутрь деревянного края, а другие в край фанеры. После этого крепим на задней части втору и привинчиваем к планке. Сделайте то же самое с другими крыльями. Далее их можно будет установить. Для этого закрепите металлический стержень в месте, где будет вращаться ветряк. Делаем осевой стерженьКрылья крепятся вдоль центральной оси на фанерных дисках с распорками, соединяющими вершины и основания крыльев. Надо вырезать два круга из 10-миллиметровой фанеры диаметром 20 см. лучше используйте для этого круглый транспортир. На нем отметьте три части по 120 градусов линиями – это будут распорки стойки. Высверлите отверстие в середине каждого диска. Оно должно по диаметру совпадать со стержнем. Распорки, которые соединяют диски и крылья, можно делать разными способами. Наиболее простым решением на наш взгляд является их создание из дерева. Материал подойдет для нижней распорки, а для верхнего можно купить 150 см полосы оцинкованного металла, по центральной линии которой надо пробить отверстия.
Стойки надо сократить до 28 см, а в конце каждой из них в 25 мм от центра окружности отметить по одной линии 120 градусов. Высверливаем в стойке два отверстия, а потом одно через фанерный круг. Прочно крепим все болтами. Сначала следует накрутить гайку 12 мм нижней части оси, чтобы она располагалась в 60 мм от конца. Надо надеть снизу на ось один фанерный диск до самой гайки, а потом накрутить еще гайку, хорошенько притянув ее к диску. Эти гайки следует подогнать друг к другу, чтобы диск прочно сидел на своем месте. Точно так же надо установить второй диск на обратном конце стержня. Вероятно, вам придется регулировать положение диска таким образом, чтобы его приспособить к высоте крыльев и оставить место для крепления оси генератора или прочих деталей.Далее можете устанавливать крылья. Болтами зафиксируйте фанерные торцы крыльев на распорках центрального диска. Крылья надо закрепить максимально жестко, но они при этом должны свободно вращаться. Теперь выровняйте то, что вы нарисовали, по линии на верхней стойке в 9 градусов, а потом затяните верхние и нижние гайки. Наш ветряк готов к установке генератора или иного устройства. Процесс сборкиВ любом случае вам нужно будет установить собранное на ротор или поддерживающую рамку, благодаря чему он будет легко вращаться. Здесь подойдет генератор мощностью 24 вольта постоянного тока. Например, можно взять его от батареи газонокосилки. Двигатель имеет плюсовый и минусовой разъемы с одного конца и выступающий вал на другом конце. Нам попался вал диаметром 10 мм с тонкой нитью – это усложнило работу. Проблему мы решили креплением L-образного кронштейна на вал двигателя. Для этого потребовался кусок металла от старого руля U-образной формы отверстиями вверху и по бокам. Болтами закрепили П-образный разъем к кронштейну L-образной формы.
Вырезаем отверстие в куске фанеры необходимых размеров, чтобы залез мотор. После установки двигателя на фанеру нужно зафиксировать его при помощи болтов. Для испытания своего творения нужно поставить его на тяжелый деревянный ящик. Как работаетПриспособление вращается довольно хорошо при нормальном ветре. Когда мы тестировали, его скорость составляла 25 км/ч. Последним шагом стало подключение генератора. Необходимо подвести провода через инвертор, превращающий постоянное напряжение в переменный ток. После этого провод надо соединить с АКБ. sdelais.ru Роторный ветрогенератор своими рукамиВетроэлектростанция с горизонтальной осью вращения, несмотря на достаточно высокий коэффициент полезного действия, имеет свои недостатки. В частности, передача большого тока через коллектор вызывает ощутимые потери энергии и может привести к неприятностям как из-за нарушения контактов при их окислении, так и из-за снижения упругости пластин щеточного устройства. И еще: ветроколесо такого типа обладает качествами гироскопа — волчка, стремящегося сохранить в пространстве ориентацию оси вращения. Именно поэтому при изменениях направления ветра возникает значительная нагрузка на подшипники, что сокращает срок их службы.
Во многих случаях более выгодной окажется роторная ВЭС, у которой ветроколесо имеет вертикальную ось вращения и может работать при любом направлении ветра. Известно несколько типов роторных ветрогенераторов. Одним из самых простых и эффективных является вингротор, представляющий разрезанный по диаметральной плоскости полый цилиндр со смещенными друг относительно друга частями. Такой ротор хотя и тихоходнее ветроколеса, но имеет больший крутящий момент и способен работать при незначительных скоростях ветра. Главное же его достоинство — способность вращаться при любом направлении ветра и как следствие— отсутствие поворотного устройства и коллектора. Ветроэлектрогенератор «Ротор»:I — электрогенератор типа Г-221, 2, 4, 6, 17 — аэродинамические шайбы роторного ветроколеса, 3, 5, 18 — лопатки ротора, 7 — цепная передача мультипликатора, 8 — ступица ветроколеса (тормозной барабан мотоцикла), 9, 16 —лопатки аэродинамического тормозного устройства, 10 — ось вращения роторного ветроколеса, II — опора, 12 — ушки крепления растяжек, 13—кронштейн крепления электрогенератора, 14 — усиление нижней аэродинамической шайбы (деревянный брусок 40×40 мм), 15-кронштейн (уголок 2x30x30 мм, дюралюминий). К числу достоинств ВЭС с вингротором относится и простота ее конструкции. Роторный ветровой генератор монтируется на столбе или мачте. О том, как это делается, читателям уже известно из описания ВЭС типа «Диск». Основание сваривается из стальных уголков сечением 4x40x40 мм. В верхней его части приваривается ступенчатый вал, на котором устанавливается тормозной барабан от колеса мотоцикла «Урал» или «Иж». Ротор изготавливается из фанеры. Потребуются три диска диаметром 1000 мм и толщиной 10 мм — для аэродинамических шайб-перегородок и четыре пластины размером 500×1050 мм толщиной 4…5 мм — для лопаток ротора. Стыковка всех этих элементов производится с помощью дюралюминиевых уголков сечением 2x30x30 мм, согнутых так, как показано на рисунках, и винтов М5 с гайками и шайбами. Ротор усилен стяжками из стальных стержней диаметром 6 мм с резьбой на концах. Нижняя шайба укреплена деревянными брусками сечением 40×40 мм. После предварительного монтажа ротор разбирается, фанерные элементы два-три раза пропитываются горячей олифой, после чего он собирается уже окончательно и окрашивается алкидной эмалью. На подшипниковый узел (тормозной барабан от мотоцикла) ротор монтируется с помощью дистанционных втулок и болтов М8 с гайками и шайбами. Между узлом и ротором устанавливается самодельная ведущая звездочка цепного мультипликатора, а на вал генератора — ведомая (малая звездочка от двигателя Д8 или V-50). Ведущая звездочка вырезается из дюралюминиевого листа толщиной 4 мм по известной технологии, когда на ее делительной окружности сначала размечаются центры отверстий, образующие впадины зубьев, а затем с помощью сверла, ножовки и напильников формируются сами зубья. Передаточное число мультипликатора i = 5…6. Автомобильный генератор устанавливается на кронштейн, составляющий вместе с основанием вин-гротора единый сварной узел. Крепление генератора к кронштейну — штатное, как на автомобиле: с помощью шарнира и резьбового фиксатора-натяжителя. Роторный ветровой генератор оснащен почти таким же тормозным устройством, как и на ВЭС типа «Диск». Привод его также аэродинамический: на оси тормозного кулачка закрепляется стальная втулка с четырьмя приваренными трубчатыми штангами. На концах каждой расположены полуцилиндрические фанерные лопасти. Пружина, стягивающая тормозные колодки, заменяется другой, с меньшей жесткостью. Срабатывать такое устройство должно при скорости ветра выше 10 м/с. Электронная схема роторной ВЭС ничем не отличается от той, что используется на ветрогенераторе «Диск». Эта ветроэлектростанция — также роторного типа. Несомненное достоинство ее конструкции — наличие оригинального автоматического устройства, устанавливающего лопатки ротора в оптимальное положение в зависимости от скорости ветра. Ветро_Двигатель можно использовать в качестве привода генератора или насоса. При скорости ветра до 30 км/ч его мощность составит около 700 Вт. Лопасти ротора делаются из 3-мм фанеры, слоистого пластика или дюралюминия толщиной 0,5…0,8 мм на деревянном или металлическом каркасе. Верхняя и нижняя крестовины крепления лопаток ротора изготавливаются из стальных полос толщиной 5 мм и собираются с помощью сварки. Нижняя крестовина для большей жесткости усиливается стальными 5-мм подкосами, которые привариваются снизу. Крестовины крепятся на валу двигателя стопорными винтами М8. Автомат установки лопаток обеспечивает постоянную скорость вращения ротора вне зависимости от силы ветра. Он состоит из трех частей — крестовины, тяги и пружины. Принцип действия автомата прост. При небольшой скорости ветра пружина, сжимаясь, ставит лопатки ротора в положение, при котором максимально используется сила ветра. По мере увеличения частоты вращения ротора тяги, выполняющие одновременно функции грузов-балансиров, под действием центробежной силы начинают поворачивать лопатки ротора внутрь. Таким образом достигается стабильность вращения ротора. При изготовлении автомата главное внимание нужно уделить балансировке всей конструкции. Жескость пружины, работающей на растяжение, подбирается опытным путем. В случае необходимости устанавливаются дополнительные грузы на стороны лопаток, обращенные к оси ротора. Они обеспечивают срабатывание автомата при увеличении скорости вращения ротора.
1 — верхняя крестовина, 2 — лопатки ротора, 3 — нижняя крестовина, 4 — тяга-балансир, 5 — крестовина автомата установки лопаток, 6 — пружина, 7 — вал ротора, 8 — основание ветродвигателя, 9 — шкив.
Рама привода ветряного двигателя делается из стальных уголков сечением 5x50x50 мм. Площадки для установки корпусов подшипников вырезаются из стального листа толщиной 5 мм. Последние крепятся на площадке с помощью сварки, причем нижняя площадка делается подвижной — для центровки вала ротора. Подшипники можно использовать № 106 и № 206. Электрогенератор под ветродвигатель лучше использовать от легковой машины.
Подключать его к потребителям следует так, как это уже описывалось в материалах
«Диск» и «Ротор». Следует отметить, что такой ветродвигатель неплохо работает в
паре с насосом, поднимая воду из скважины или колодца в водонапорную башню. Для
этого понадобится автомобильный топливный насос либо водяная помпа от стиральной
машины. Первый приводится в действие с помощью одного или не-скояьких-кулачков,
расположенных на валу ветродвигателя, вторая — с помощью клиноременной
передачи. www.windsolardiy.com Ветрогенератор своими рукамиРоторный ветрогенератор своими руками В ветрогенераторах промышленного производства обычно используют винтовые пропеллерные двигатели. В отличие от роторных, они имеют весомое преимущество – более высокий КПД. Но винтовые двигатели значительно сложнее изготовить, поэтому если вы хотите сделать ветрогенератор своими руками, а попросту – самодельный ветрогенератор, рекомендуют применять именно роторные двигатели.
Свободная энергия своими руками, Энергия ветра, ветрогенератор своими руками,роторный ветрогенератор,самодельный ветрогенератор, ветряк своими руками
Рис. 1. Схема роторной ветроэлектроустановки:1 — лопасти, 2 — крестовина, 3 —вал, 4 —подшипники с корпусами, 5 — соединительная муфта, 6 — силовая стойка (швеллер № 20), 7 — коробка передач, 8 — генератор, 9 — растяжки (4 шт.), 10 — ступени лестницы. Важная деталь: ротор необходимо поднять достаточно высоко – на 3-4 метра над уровнем земли. Тогда ротор окажется в зоне свободного ветра, а зона завихрений от обтекаемых ветром строений останется ниже его. ВЭУ, высоко поднятая над землей к тому же будет выполнять функцию молниеотвода, а это для сельской местности немаловажно. Рис. 2. Крепление лопастей ротора на крестовине:1 — лопасти, 2 — крестовина, 3 — вал, 4 — болты крепления (М12—М14). В конструкции, предложенной В. Самойловым, ротор имеет 4 лопасти, что обеспечивает ему более равномерное вращение. Ротор как парус корабля – важнейшая часть ветряка. Его форма и размеры лопастей играют особую роль – от них зависит мощность, а также скорость вращения вала ветрового двигателя. Чем больше будет общая поверхность лопастей, которые образуют ометаемую поверхность, тем меньшим будет число оборотов ротора. Рис. 3. Двухъярусное роторное колесо:1 — подшипник, 2 — корпус подшипника, 3 — дополнительное крепление вала четырьмя растяжками, 4 — вал. Ротор вращается благодаря аэродинамической несимметричности. Поток ветра, набегающий поперек оси ротора, соскальзывает с округлой стороны лопасти и затем попадает на ее противоположный карман. Разность давлений на округлую и вогнутую поверхности создает тягу, которая, раскручивая ротор, приводит его в движение. Такой ротор имеет большой крутящий момент. Мощность ротора диаметром 1 м соответствует пропеллеру с тремя лопастями диаметром 2,5 м. При резких колебаниях ветра роторные ветродвигатели обеспечивают более стабильную работу, чем винтовые. К тому же, роторы имеют тихий ход, работают при любом направлении ветра, но при этом могут развивать лишь от 200 до 500 об/мин. При сильных порывах ветра роторные ветроколеса в разнос не идут. Повышение количества оборотов асинхронного генератора не дает рост напряжения на выходе. Поэтому мы не рассматриваем автоматическое изменение угла лопастей ротора при разных скоростях ветра. Существуют разные виды роторных ветрогенераторов на вертикальном валу. Вот некоторые из них:1. Четырехлопастое роторное ветряное колесо тихоходное, имеет КПД до 15%.2. Двухъярусное роторное колесо немного проще, и имеет более высокое КПД (до 19%), а также развивает большее по сравнению с четырехлопастным, число оборотов. Но, чтобы сохранить прочность и жесткость установки, целесообразно увеличивать диаметр вала. 3. Ротор Савониуса развивает меньшее количество оборотов по сравнению с двухлопастным. Коэффициент применения ветровой энергии не выше 12%. В основном используется для привода поршневых насосов.4. Карусельное ветряное колесо — простейшая конструкция. Колесо развивает малые обороты, а также, имея низкую удельную мощность, обладает КПД — до 10% Ниже рассмотрим самодельный ветрогенератор, разработанный на основе четырехлопастного ветроколеса. Лопасти ротора можно сделать из железной бочки на 100, 200 или 500 литров. Бочку нужно разрезать шлифмашиной, а вот резать сваркой в этом случае недопустимо, т.к. металл покоробится от высокой температуры. Усилить борта вырезанной лопасти можно, приварив к ним прутья арматуры или катанки диаметром от 6 до 8 мм. Лопасти первого ротора нужно прикрепить к 2 крестовинам 2 болтами М12…М14. Верхняя крестовина вырезается и листа стали толщиной 6…8 мм. Между бортами лопастей и валом ротора необходим зазор 150 мм. Нижняя крестовина должна быть более прочной, ведь на нее приходится общий вес лопастей. Чтобы ее изготовить, нужно взять швеллер длиной не меньше 1 м ( что будет зависеть от применяемой бочки), и с высотой стенки 50-60 мм Строительная часть и главный вал. В рассматриваемой ВЭУ рама из уголков для закрепления генератора приварена к стойке, изготовленной из швеллера. Нижний конец стойки соединен с угольником, забитым в землю. Вал 3 ротора целесообразней сделать из двух частей, тогда будет удобней растачивать его концы под подшипники. Подшипники в корпусах (буксах), соответствующих по размерам валу, закрепляются на стенке швеллера болтами. Части вала ротора сваривают между собой или соединяют на шпонке. Диаметр вала составляет 35—50 мм. К одной из полок швеллера рассматриваемого ВЭУ приварены куски труб длиной 500 мм м диаметром 20 мм, выполняющие роль лестницы. Стойка погружена в землю не менее, чем на 1200 мм в глубину, а также для предотвращения качки и дополнительной устойчивости закреплена 4-мя растяжками. Для защиты от ржавчины ветровую энергоустановку можно покрасить алюминиевой пудрой, замешанной на основе олифы. Рис. 4. Возможные схемы укрепления роторных ветроколес на вертикальном валу:а, б — карусельные ветроколеса; в — ветроколесо Савониуса. Рис. 5. Лопасть ветряка, изготовленная из 1/4 бочки и схема раскроя:1 — отверстие крепления к крестовине, 2 — усиление борта, 3 — контур лопастей.Электросхема. Изготавливая своими руками ветрогенератор для дома, проще всего использовать электросистему автомобиля или трактора. Исходя из ее мощности, определяются эксплуатационные возможности ВЭУ. Поэтому необходимо применять электроузлы таких достаточно мощных автомашин, как автобус или трактор. Важно помнить, что использовать подобные узлы необходимо комплектно: аккумулятор, реле-генератор, генератор. Например, для генератора Г 250-Г 1 вполне подойдут реле-регулятор РР 362, а также аккумулятор 6 СТ 75. Рис. 6. Схема электрооборудования ВЭУ, взятое от автомобильного генератора на 12 В:1 — генератор, 2 — реле-регулятор, 3 — аккумулятор, 4 — амперметр, 5 — выключатель генератора от разряда аккумулятора в безветренную погоду, 6 — выключатель освещения, 7 — предохранитель, 8 — лампочки освещения.В случае, если ветряк укомплектован автогенератором на 24 В, лучше использовать марку Г-228 с мощностью 1000 Вт. Подобные генераторы имеют более надежное реле напряжения, особенно в сравнении с интегральными регуляторами напряжения марки Я-120. Вместе с тем, постоянное напряжение 12 В, получаемое с автогенератора, не очень удобно для освещения, т.к. необходимо учитывать специфику цоколей автолампы и патронов. Хоть лампочки на 12 В бывают и с обычным цоколем Ц-27, их трудно найти в продаже. Рис. 7. Схема электрооборудования ВЭУ от автомобильного генератора на 24 В:1 — генератор Г-288, 2 — регулятор напряжения 11.3702, 3 — аккумуляторы 6СТ75, амперметр АП-170, 4 — амперметр, 5 — выключатель генератора от разряда аккумуляторов в безветренную погоду, 6 — выключатель освещения, 7 — предохранитель, 8 — лампочки освещения.Чтобы перейти от постоянного тока к переменному, нужно изготовить преобразователь напряжения. При необходимости переменный ток без проблем можно превращать в постоянный, используя мостовой выпрямитель. Преобразователь мощностью 100 Вт позволяет включать две лампочки накала или дневного света по 40 Вт на 220 В. Схема преобразователя довольно проста. Он не требует настройки, достаточно надежен в работе и имеет внушительный КПД (более 80%). Энергия ветра, альтернативная энергия, роторный ветрогенератор, свободная энергия своими рукамиветряк своими руками www.ecotoc.ru Роторный ветрогенератор своими руками.Ветроэлектростанция с горизонтальной осью вращения, несмотря на достаточно высокий коэффициент полезного действия, имеет свои недостатки. В частности, передача большого тока через коллектор вызывает ощутимые потери энергии и может привести к неприятностям как из-за нарушения контактов при их окислении, так и из-за снижения упругости пластин щеточного устройства. И еще: ветроколесо такого типа обладает качествами гироскопа — волчка, стремящегося сохранить в пространстве ориентацию оси вращения. Именно поэтому при изменениях направления ветра возникает значительная нагрузка на подшипники, что сокращает срок их службы.
Во многих случаях более выгодной окажется роторная ВЭС, у которой ветроколесо имеет вертикальную ось вращения и может работать при любом направлении ветра. Известно несколько типов роторных ветродвигателей. Одним из самых простых и эффективных является вингротор, представляющий разрезанный по диаметральной плоскости полый цилиндр со смещенными друг относительно друга частями. Такой ротор хотя и тихоходнее ветроколеса, но имеет больший крутящий момент и способен работать при незначительных скоростях ветра. Главное же его достоинство — способность вращаться при любом направлении ветра и как следствие— отсутствие поворотного устройства и коллектора. Ветроэлектрогенератор «Ротор»:I — электрогенератор типа Г-221, 2, 4, 6, 17 — аэродинамические шайбы роторного ветроколеса, 3, 5, 18 — лопатки ротора, 7 — цепная передача мультипликатора, 8 — ступица ветроколеса (тормозной барабан мотоцикла), 9, 16 —лопатки аэродинамического тормозного устройства, 10 — ось вращения роторного ветроколеса, II — опора, 12 — ушки крепления растяжек, 13—кронштейн крепления электрогенератора, 14 — усиление нижней аэродинамической шайбы (деревянный брусок 40×40 мм), 15-кронштейн (уголок 2x30x30 мм, дюралюминий). К числу достоинств ВЭС с вингротором относится и простота ее конструкции. Роторный ветровой генератор монтируется на столбе или мачте. О том, как это делается, читателям уже известно из описания ВЭС типа «Диск». Основание сваривается из стальных уголков сечением 4x40x40 мм. В верхней его части приваривается ступенчатый вал, на котором устанавливается тормозной барабан от колеса мотоцикла «Урал» или «Иж». Ротор изготавливается из фанеры. Потребуются три диска диаметром 1000 мм и толщиной 10 мм — для аэродинамических шайб-перегородок и четыре пластины размером 500×1050 мм толщиной 4…5 мм — для лопаток ротора. Стыковка всех этих элементов производится с помощью дюралюминиевых уголков сечением 2x30x30 мм, согнутых так, как показано на рисунках, и винтов М5 с гайками и шайбами. Ротор усилен стяжками из стальных стержней диаметром 6 мм с резьбой на концах. Нижняя шайба укреплена деревянными брусками сечением 40×40 мм. После предварительного монтажа ротор разбирается, фанерные элементы два-три раза пропитываются горячей олифой, после чего он собирается уже окончательно и окрашивается алкидной эмалью. На подшипниковый узел (тормозной барабан от мотоцикла) ротор монтируется с помощью дистанционных втулок и болтов М8 с гайками и шайбами. Между узлом и ротором устанавливается самодельная ведущая звездочка цепного мультипликатора, а на вал генератора — ведомая (малая звездочка от двигателя Д8 или V-50). Ведущая звездочка вырезается из дюралюминиевого листа толщиной 4 мм по известной технологии, когда на ее делительной окружности сначала размечаются центры отверстий, образующие впадины зубьев, а затем с помощью сверла, ножовки и напильников формируются сами зубья. Передаточное число мультипликатора i = 5…6. Автомобильный генератор устанавливается на кронштейн, составляющий вместе с основанием вин-гротора единый сварной узел. Крепление генератора к кронштейну — штатное, как на автомобиле: с помощью шарнира и резьбового фиксатора-натяжителя. Роторный ветровой генератор оснащен почти таким же тормозным устройством, как и на ВЭС типа «Диск». Привод его также аэродинамический: на оси тормозного кулачка закрепляется стальная втулка с четырьмя приваренными трубчатыми штангами. На концах каждой расположены полуцилиндрические фанерные лопасти. Пружина, стягивающая тормозные колодки, заменяется другой, с меньшей жесткостью. Срабатывать такое устройство должно при скорости ветра выше 10 м/с. Электронная схема роторной ВЭС ничем не отличается от той, что используется на ветрогенераторе «Диск». Продолжение статьи тут Еще записи на эту же тему:energyfuture.ru Как сделать вертикальный ветрогенератор своими руками28 Февраль 2015 Главная страница » Своими рукамиВ последнее время поклонники возобновляемых источников энергии отдают предпочтение вертикальным конструкциям ветряков. Горизонтальные уходят в историю. Дело не только в том, что смастерить вертикальный ветрогенератор своими руками легче, чем горизонтальный. Основным мотивом такого выбора является эффективность и надежность. Преимущества вертикального ветряка1. Вертикальная конструкция ветряка лучше ловит ветер: нет необходимости определять, откуда он дует и ориентировать лопасти под воздушный поток. 2. Установка такого оборудования не требует высокого его расположения, а это значит, что вертикальный ветряк своими руками будет легче обслужить. 3. Конструкция содержит меньше движущихся деталей, что повышает ее надежность. 4. Оптимальный профиль лопастей повышает КПД ветряка. 5. Многополюсный генератор, использующийся для выработки электроэнергии, является менее шумным. Расскажем о том, как изготовить детали и собрать вертикальный ветрогенератор своими руками. Алгоритм действий при изготовлении турбины своими руками1. Опоры (верхняя и нижняя) лопастей представляют собой две концентрические окружности одинаковых по размеру. Изготавливают их из ABS пластика – вырезают лобзиком. В одной из них (она будет верхней) проделывают отверстие диаметром 300 мм.
Изготавливаем ротор1. Основания для ротора диаметром 400 мм выпиливают из фанеры толщиной 10 мм. По внешнему радиусу с помощью жидких гвоздей или эпоксидного клея крепят постоянные неодимовые магниты с высокой индуктивностью. Располагают их аналогично цифрам на часовом циферблате (ровно 12 шт) с соблюдением полярности (их рекомендуется промаркировать). Чтобы магниты не сошли со своего места, их временно фиксируют распорками из деревянных клиньев.
Как собрать статорСтатор собирается из 9-ти катушек индуктивности. Должно быть з группы последовательно соединенных катушек (по 3 шт. в группе): конец предыдущей соединяется с началом следующей (конфигурация «звезда»). Располагаются катушки симметрично в вершинах трех треугольников, вписанных в окружность. Намотка выполняется медным проводом 0,51 мм в диаметре (тип – 24 AWG). Необходимо 320 витков. Это позволит получить на выходе генератора напряжение 100 В при 120 об/мин. турбины. Вертикальный ветрогенератор своими руками можно смастерить с различными параметрами выходного напряжения и тока путем уменьшения/увеличения количества витков и диаметра намоточного провода статора. Витки катушек наматываются одинаково. Необходимо соблюдать направление намотки и отмечать ее начало и конец. Поверх наружного витка наносится эпоксидный клей и наматывается в четырех местах изолента – для препятствования разматыванию.
Правила и нюансы соединения катушекКонцы катушек необходимо очистить от лаковой изоляции. Соединения выполняются пайкой. Подготовленные таким образом катушки укладывают на бумажный лист, на который наносят схему их расположения (в соответствии с положением постоянных магнитов ротора). Фиксируют их скотчем. Все свободные поля бумаги (кроме центров катушек) заклеивают стеклотканью, заливая эпоксидную смолу с отвердителем. Выводы обмоток должны располагаться снаружи или внутри статора. Для крепления кронштейна в статоре проделывают отверстия.
Окончательная сборка и установкаНа одну ось собираются (сверху – вниз): нижняя опора лопастей, диск с постоянными магнитами (верхнее основание ротора), статор, нижнее основание ротора и ступица. Все составляющие крепятся шпильками к кронштейну. Для хорошего контакта используем болты из нержавеющей стали. Доработав остальные мелочи, получаем готовое устройство. Вертикальный ветряк своими руками следует устанавливать на отрытой местности, там, где сила ветра наибольшая. Желательно, чтобы вблизи не было высоких сооружений. Тогда ветрогенератор будет эффективно вырабатывать электроэнергию, что поможет сэкономить средства.
Источник Это интересно:Дачный ветрогенератор своими руками из подручных материаловБыстро и просто делаем солнечные батареи своими рукамиБесплатный подогрев воды или как изготовить солнечный коллектор своими руками
Это интересно:
www.energya.by Мощный ветрогенератор своими руками | Домашний мастер
На фото – готовый каркас. Если бы я делал его снова, то возможно изменил бы кое-что. А именно:
Хотя, мой самодельный домашний ветрогенератор и так хорошо исполняет свою работу.
Статор будет диаметром 500 мм. Я сделал шаблон диаметром 500 мм., проделал шесть отверстий по краям и одно по центру для вала. Установил этот шаблон на вал и с помощью болтов прикрепил к нему кронштейны и приварил их. Таким образом, кронштейны расположены точно и при сварке они не шевелились.
А это шаблон для размещения магнитов на роторе. Как можно заметить будет использоваться 16 магнитов. Сами магниты размером 40x75x20 мм., мощные и опасные.
А это шаблон приблизительного расположения катушек. В дальнейшем он послужит основанием статора.
Прикрепляем магниты к ротору с помощью супер-клея. В дальнейшем, пространство вокруг магнитов нужно будет залить эпоксидной или полиэфирной смолой.
Делаем из фанеры намоточный станок. Форма сердечника – как на фото. Диаметр кругов 150 мм. Толщина статора будет 15 мм., поэтому изготавливаемые катушки должны быть, немного тоньше.
Чтобы подобрать оптимальные размеры для катушек, была намотана тестовая, содержащая 79 витков проводом 2.5 мм. Она будет установлена между роторами и по ней можно будет определить нужное количество витков при расчетной скорости вращения. Это 5 – метровый ветрогенератор и значит, скорость вращения будет 70 – 80 оборотов в минуту.
Вырезаем форму и прикрепляем к ней катушку. Саму форму прикрепляем к кронштейнам.
Теперь необходимо измерить параметры катушки. Для измерения количества оборотов использовали оптический тахометр, а для замера эл. показателей мультиметр. При 70 оборотах в минуту, катушка дала напряжение 2.4 В. Уточнение. Расположение магнитов получилось слишком близким друг к другу. Ближе к центру, расстояние между магнитами составляло менее 10 мм. Это приносит потери в катушку, т.к. мы имеем два противоположных полюса.Было решено оставить все на своих местах, но стоит отметить, можно использовать магниты меньшего размера это и вес ротора уменьшит. Задняя часть ветряка с тестовой катушкой. Как Вы можете заметить, использовалось еще балластное сопротивление, с помощью которого можно измерить мощность ветряка.
Просверливаем отверстия для соединения роторов. Сила притяжения очень сильная, поэтому нужно быть предельно аккуратным. Устанавливаем фронтальную часть.
С фронтальной частью катушка выдавала 5.4 В, при 70 оборотах в минуту. Я считаю что минимальная скорость вращения будет около 100 оборотов, поэтому катушки буду мотать более толстым проводом и с меньшим количеством витков.Была намотана новая катушка и протестирована под нагрузкой резистора с сопротивлением 1 Ом. При ~ 100 оборотах катушка выдавала 6 В и ток 6 А (36 Вт). Я не совсем уверен в своих расчетах, но мне кажется, что при использовании 12 катушек, соединенных звездой, они дадут около 400 Вт, при 100 оборотах в минуту. На эту работу ушло два дня. Длина хвоста ветряка 2.5 м. Из толстостенной трубы диаметром 45 мм., сделана шарнирная ось хвоста. Ответная часть шарнира (по которой скользит хвост) изготовлена из трубы (диаметр 50 мм.) с прорезью.
Расправленная хвостовая часть домашнего ветрогенератора.
Сложив хвост, мы измерили расстояние между механизмом поворота ветряка и хвостом, для того, чтобы изготовить стальной «бампер». Его мы приварили к хвосту. Данный «бампер» защитит лопасти ветряка в тот момент, когда хвост будет сложен (при сильном ветре). На этом все работы с металлом заканчиваются.
Пульверизатором красим каркас, роторы и хвост акриловой краской (предварительно покрыв грунтовкой).
Это форма для сборки статора (диметр 500 мм., толщина 15 мм., диаметр круга в центре статора 180 мм.). Изготовлена она, для правильного расположения катушек. Как можете заметить в центре расположен болт, он предназначен для притягивания крышки (когда будем заливать смолой). По краям вокруг формы будем использовать четыре ступицы.
Статор состоит из 12 катушек. Каждая катушка весит 550 г., содержит 68 витков, намотана из двух медных проводов сечением 1.65 мм2., однако можно было намотать и одним проводом сечением 3.3 мм2. При 75 оборотах в минуту, катушки выдают 48 В. На 4 магнита приходится 3 катушки, это дает нам простую схему соединения, для получения трех фаз от генератора ветряка.Данный генератор содержит 7.2 кг., меди и 11 кг., магнитов. Обошлось все это в 700 долларов.
Каждая фаза состоит из четырех последовательно соединенных катушек. Подрезаем выводы катушек и счищаем газовой горелкой лак с концов.
Припаиваем последовательно выводы катушек. Изолируем места пайки термоусадочной трубкой.
По окончанию паяльных работ, располагаем на шаблоне все катушки и закрепляем их скотчем.
Далее из стеклоткани вырезаем небольшие кусочки и приклеиваем их супер-клеем на катушки. Данная операция сделает статор не залитый смолой прочным и его можно будет вытащить из формы.
Удаляем весь скотч и соединяем обмотки генератора соединением «звезда».
Натираем форму воском (например, автомобильным). Промазываем полиэфирной смолой боковые части и низ формы. Укладываем слой стеклоткани (это сделает статор прочным) и заливаем этот слой полиэфирной смолой. Далее укладываем в форму скрепленные катушки. Смешиваем смолу с тальком и заливаем катушки. Поверх укладываем слой стеклоткани и промазываем смолой. Накрываем форму крышкой и стягиваем струбцинами. Оставляем на ночь, до полного отвердевания смолы.
Роторы заливать попроще. Из фанеры вырезаем внутреннюю часть диаметром 200 мм., и плотно прижимаем к металлическому основанию (чтобы нигде не подтекало). Снаружи обматываем лентой. Заливаем, как и статор: полиэфирную смолу смешиваем с тальком.
После того как смола окончательно затвердела. Просверливаем в статоре шесть отверстий диаметром 12 мм., в дальнейшем с помощью этих отверстий статор прикрепим к 6 кронштейнам. При разметке отверстий обратите внимание на то, чтобы отверстия располагались между катушками.
Просверливаем еще три отверстия (9 мм.) для латунных ботов, они послужат контактами подключения. Позаботьтесь о том, что бы все металлические части возле ротора были из нержавеющей стали, иначе магниты будут притягивать к себе болты и затруднять старт ветрогенератора в слабый ветер.
Итак, далее к хабу (фланцу) прикручиваем заднюю часть ротора. Будьте предельно осторожны, магнитное поле у ротора очень сильное.
Монтируем на каркас ветрогенератора хаб. Позже мы сможем отцентрировать ось и вставить шплинт в гайку, которая прикручивает ось.
Устанавливая статор, позаботьтесь о том, чтобы расстояние между ним и ротором было 2 мм.
На фото снизу, видна посаженная передняя часть ротора, который притянут тремя болтами. Роторы должны быть выровнены относительно друг друга в магнитном поле (южный полюс переднего ротора, находится напротив северного полюса заднего ротора).
Теперь займемся лопастями для ветряка. Изготовлением лопастей занимался мой сосед Скотт (владелец мастерской по дереву).Характеристики:ширина у основания 350 мм.ширина у концов 150 мм.уклон на концах 3 градуса в середине 6длина 2 мфронтальная часть плоская. Длина лопастей 2 м., дает диаметр ветряка 5 м.
Концы лопастей. Толщина у основания 50 мм., середина 40 мм., конец 20 мм.
Эти лопасти будут установлены между двумя хабами из фанеры, толщиной 20 мм. Диаметр хабов 660 мм.
Перед установкой лопастей, красим их и покрываем льняным маслом, это убережет их от различных вредных воздействий. Далее прикрепляем лопасти к хабам. Каждая лопасть крепится тремя болтами.
На фото мы измеряем расстояние между лопастями ветряка, для правильного их расположения. После того как все лопасти установлены, дополнительно стягиваем их с хабом шурупами. По 15 шурупов с каждой стороны.
К сожалению, сделать фотографии изготовления хвоста ветрогенератора я забыл. Он изготовлен из прочной фанеры толщиной 60 мм. Хвост у ветряка стреловидной формы диной 130 мм. и шириной 60 мм. Покрашен и покрыт льняным маслом. Прикреплен четырьмя болтами к хвостовой балке. Итак, ветряк готов, осталось только установить его. Что касается схемы проводки, она реализована самым простым способом. Верхняя часть мачты ветрогенератора изготовлена из металлической трубы диаметром 60 мм. На трубе находится толстая шайба, а внутри трубы втулка из пластика. Провода проведены внутри мачты. При повороте ветряка, провода будут немного скручиваться, но это не страшно. Внизу мачты, прикреплен разъем для подключения кабеля.
Перед тем как начать подъем установки, мы отбалансировали лопасти ветряка. Проводили это следующим образом: опустили самый тяжелый элемент на шесть часов, на противоположные лопасти добавили груз (грузом служили саморезы, они позволяют наиболее точно провести работу). Проделывали это с каждой лопастью.
Мачта получилась достаточно высокой – 18 метров. Как Вы можете заметить, дело проходило зимой. Чтобы мой пикап не скользил по снегу, на колеса я прикрепил противоскользящие цепи, а в кузов уложил несколько бревен.
Самодельный ветряк полностью готов к установке.Перед подъемом, было решено снять лопасти, чтобы случайно их не повредить.
Установленная мачта с генератором.
Полностью готовый к работе ветряк.
В ветряный день.
При сильном ветре, хвост складываю. К слову, при 27 м/с, конструкция прекрасно справляется с нагрузкой.
Самодельный ветрогенератор, работает на отлично, вот уже не протяжении долгого времени. Благодаря большим лопастям, ветряк крутится и при слабых ветрах (2 м/с). А при скорости 4.5 м/с, генератор вырабатывает 400 Ват, при 7 м/с порядка 1.5 кВат. Довольно часто можно наблюдать выдачу в 2 кВата, ну а рекорд был около 3.8 кВат. Чтобы сконструировать ветрогенератор своими руками (от начала и до конца), мне понадобилось 3 недели. по материалам сайта: all-he.ru acule.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Ветровой
Генератор:
2. Нижняя опора должна опираться на хаб, в качестве которой можно использовать ступицу легкового автомобиля. Для соединения деталей нужно разметить и высверлить 4 отверстия. 3. Собирая вертикальный ветрогенератор своими руками, особое внимание уделяют креплению лопастей. Для правильного расположения лопастей нужен шаблон. На нижней опоре чертим шестиконечную звезду (звезду Давида), углы которой будут находиться на краю окружности. Проецируем чертеж на верхнюю опору. Лопасти изготавливаем из тонкого листового металла в виде полоски длиной 1160 мм, ширина которых – чуть больше стороны луча звезды.
4. Крепят лопасти двумя уголками вверху и внизу, при этом они должны быть изогнуты так, чтобы образовалась четверть круга. Располагают их друг за другом по окружности, устанавливая на грани лучей.
2. Второй ротор делают аналогично и симметрично первому. Разница в полярности магнитов – она должна быть противоположной.
Устройство данного ветрогенератора, принципиально ничем не отличается от других аналогов. В статье описан весь процесс изготовления от начала до конца. На фото ниже отображены все металлические детали (кроме хвоста) используемые в ветряке. Используемые автозапчасти не Б/У. Начнем с хаба (ступица) и вала. Диаметр каждого ротора 400 мм., выполнены они из 12 мм., стали. Данные роторы были вырезаны на ЧПУ-станке гидроабразивной резки. Вырезаны они качественно и с отверстиями, заплачено за это было около 70 долларов. Механизм поворота ветряка сделан из трехдюймовой трубы длинной 400 мм. Вал для ступицы закрепляем внутри трубы диаметром 100 мм., через 2 стальных кольца. Кронштейн для хвоста из 12 мм., стали и высотой 150 мм., установлен под углом 18°.
