5-метровый самодельный ветрогенератор

Часть 1

В данной статье мы рассмотрим изготовление самодельного ветрогенератора с нуля. Его устройство ничем принципиально не отличается от других.

На изображении выше вы можете увидеть все металлические запчасти используемые в ветрогенераторе, кроме хвоста. В отличии от предыдущих ветрогенераторов, в этом я не использовал б/у автозапчасти. Я начал с вала и со ступицы (хаба) от прицепа. Роторы для генератора выполнены из 12мм стали, диаметр каждого ротора 400мм. Вырезаны они были на ЧПУ-станке гидроабразивной резки. Обошлось это удовольствие где-то в районе 70$, но зато сделаны качественно и сразу с отверстиями. Механизм поворота ветрогенератора выполнен из отрезка трехдюймовой трубы длиной 400мм. Вал для хаба закрепил внутри трубы длиной и диаметром 100мм через 2 стальных кольца. Стальной кронштейн для хвоста выполнен из 12мм стали, его высота 150мм, стоит под углом 18 градусов.

На рисунке выше проваренный каркас в сборе. Делая его заново, я возможно некоторые части сделал бы потолще. Также я увеличил бы диаметр механизма поворота и сделал бы более массивным кронштейн для хвоста. Еще я использовал бы большие ось и хаб. Но пока что мой самодельный ветрогенератор и так отлично работает, хотя некоторые усовершенствования пошли бы ему на пользу.

Далее, я приварил шесть кронштейнов для статора. Диаметр статора будет 500мм. Затем, я сделал простой шаблон диаметром 500мм и просверлил в нем 6 отверстий, а также центральное отверстие под вал. Установил шаблон на вал и прикрепил к нему кронштейны ротора при помощи болтов и гаек. Т.о. кронштейны были установлены очень точно и при сварке не сдвинутся со своих позиций. Далее они были хорошо проварены.

На рисунке выше — чертеж (шаблон) для размещения магнитов на стальном роторе. В данной конструкции использовано 16 магнитов. Магниты довольно таки массивные, очень мощные и... опасные! Размеры 40х75х20 мм.

Далее, я начертил расположение магнитов и приблизительное месторасположение катушек. В дальнейшем, данный шаблон из фанеры будет служить основанием статора.

Магниты я приклеил к ротору при помощи супер-клея, а сам ротор установил на каркас. Потом надо будет залить вокруг магнитов полиэфирной или эпоксидной смолой.

Из фанеры я сделал намоточный станок, с формой сердечника, как я нарисовал до этого (см. рисунок выше). Диаметр кругов 150мм, с самодельной рукояткой. В предыдущих конструкциях и обычно использовал магниты немного тоньше: 12мм, в этой я использую магниты толщиной 20мм, что позволяет получить нам более мощный статор. Толщина статора будет 15мм, поэтому катушки должны быть немного тоньше.

Сначала я намотал одну тестовую катушку. Т.к. это была новая конструкция катушек, то я должен был подобрать для них размеры. Я установлю тестовую катушку между роторами и смогу определить требуемое количество витков при расчетной скорости вращения. Т.к. это был 5-и метровый ветряк, то скорость вращения получается 70-80 об/мин. Тестовая катушка содержала 79 витков проводом 2.5мм2.

Мы вырезали форму из фанеры и приклеили к ней катушку, т.о. мы сможем закрепить катушку к кронштейнам статора и расположить ее между двумя роторами с магнитами.

Следующим этапом было измерение параметров катушки. Для этого использовали оптический тахометр (измеряли об/мин) и мультиметр. Испытания показали напряжение с катушки в 2.4 Вольта при 70 об/мин. Здесь необходимо кое-что прояснить... Магниты получились очень близко расположенными друг к другу. Расстояние между магнитами ближе к центру составляет менее 10мм. Это вносит некоторые потери в катушку, т.к. мы имеем 2 противоположных полюса. В данной конструкции мы уже оставляем все как есть, но отметим, что можно уменьшить размеры магнитов и соответственно вес ротора.

На рисунке сверху сфотографирована задняя часть ветряка с установленной тестовой катушкой. Также там видно балластное сопротивление, при помощи которого я могу измерить мощность ветрогенератора.

Сила притяжения между магнитами роторов очень сильная и опасная! Были просверлены 3 отверстия в передней части ротора и нарезана резьба для соединения двух роторов.

Затем мы установили фронтальную часть ротора. Теперь, при 70 об/мин катушка показывала 5.4 Вольта. Я предпочитаю немного большую мин. скорость вращения, поэтому катушки будут содержать немного меньше витков более толстым проводом. Я намотал новую катушку и сделал еще один тест, но уже под нагрузкой (большой резистор сопротивлением 1 Ом). При оборотах примерно 104 об/мин, под нагрузкой получилось 6 Вольт и ток в 6 Ампер (т.е. 36 Ватт). Я не уверен в своих расчетах, но думаю что 12 катушек при соединении звездой дадут примерно 400 Ватт при 100 об/мин.

На все это было затрачено 2 дня.

Часть 2

Оригинал статьи

Теги:

• Перевод