Kuinka tehdä minituuligeneraattori omin käsin?

Tuulimylly ei tarvitse polttoainetta tai aurinkoenergiaa tuottaakseen sähköä. Tämä ominaisuus saa monet ihmiset ajattelemaan tuuliturbiinin rakentamista omin käsin, koska valmiiden laitteiden hankinta ja asennus on kallista.

Tuuligeneraattorin toimintaperiaate ja tyypit

Voit tehdä tuulimyllyn itse vain ymmärtämällä sen laitteen. Tämän yksikön prototyyppi on vanha tuulimylly. Ilmavirtojen paineessa sen siipillä sai liikkeelle akseli, joka välitti vääntömomentin myllylaitteistoon.

Sähköntuotantoon tarkoitetuissa tuuliturbiineissa sovelletaan samaa periaatetta, jossa tuulienergiaa käytetään roottorin pyörittämiseen:

1. Terien liike tuulen vaikutuksesta saa vaihteiston kanssa syöttöakselin pyörimään. Vääntömomentti välitetään generaattorin toisioakselille (roottorille), joka on varustettu 12 magneetilla.Sen pyörimisen seurauksena staattorirenkaaseen syntyy vaihtovirta.
2. Tällainen sähkö ei voi ladata akkuja ilman erityistä laitetta - säädintä (tasasuuntaajaa). Laite muuntaa vaihtovirran tasavirraksi, jolloin se voidaan varastoida niin, että kodinkoneet voivat toimia keskeytyksettä. Ohjaimella on myös toinen toiminto: se lopettaa akun lataamisen ajoissa, ja tuulimyllyn tuottama ylimääräinen energia siirtyy sitä suuren määrän kuluttaviin yksiköihin (esimerkiksi talon lämmityksen lämmityselementteihin)
3. 220 V:n jännitteen syöttämiseksi virta syötetään akuista invertteriin ja sitten se menee sähkönkulutuspisteisiin.

Sen varmistamiseksi, että siivet ovat aina parhaassa asennossa vuorovaikutuksessa tuulen kanssa, juoksupyörän laitteisiin on asennettu häntä, jonka avulla potkuria voidaan kääntää tuulta päin. Tuulimyllyjen tehdasmalleissa on jarrulaitteet tai lisäpiirit hännän kääntämiseen tai siipien poistamiseen tuulelta huonolla säällä.

Tuulivoimaloita on useita tyyppejä, ja ne luokitellaan siipien lukumäärän ja materiaalin tai potkurin nousun mukaan. Mutta pääjako tapahtuu akselin tai tuloakselin sijainnin mukaan:

1. Vaakasuuntainen tyyppi tarkoittaa akselin sijaintia maanpinnan suuntaisesti. Tällaisia ​​generaattoreita kutsutaan siipigeneraattoreiksi.
2. Pystytuulimyllyissä akseli on kohtisuorassa horisonttiin nähden ja tasot sen ympärillä. Pystysuuntaisia ​​generaattoreita voidaan kutsua ortogonaalisiksi tai karuselliksi.

Pyörimisakselin sijainnista riippumatta yksikön toimintaperiaate pysyy samana.

Tuulimyllymalleissa voi olla potkuri tai tuulipyörä, jossa on 2, 3 tai useampia siipiä.Uskotaan, että monisiipiset laitteet pystyvät tuottamaan virtaa pienessä tuulessa, ja 2-3 siipiset potkurit vaativat suurempaa ilmavirtaa. Mallia valittaessa on otettava huomioon tärkeä sääntö, että jokainen terä luo vastuksen tuulenvirtaukselle ja vähentää pyörimisnopeutta, joten moniteräisen pyörän pyörittäminen käyttönopeuteen on melko vaikeaa.

Tuulimyllyjen lajikkeiden joukossa on purjehdus- ja jäykät. Nämä nimet viittaavat materiaaliin, josta siivet on valmistettu. Itsekokoonpanolla purjetyyppi on yksinkertaisempi ja taloudellisempi, mutta muovimateriaalista (kangas, kalvot jne.) valmistetut terät eivät ole kestäviä ja kulutusta kestäviä.

Pystysuuntainen vaihtoehto

Pystysuuntainen tuuligeneraattori on helpompi tehdä kuin vaakasuuntainen. Suunnittelu ei vaadi siipilaitetta, se sijaitsee alhaisella korkeudella (enintään 2 m). Pystysuuntaisia ​​tuuliturbiineja (tuulivoimalaitos) käyttävien arviot osoittavat lievää melua pyörimisen aikana ja yksiköiden työyksiköiden huollon helppoutta. Generaattori sijaitsee rakenteen pohjassa ja huolto voidaan suorittaa ilman, että tarvitsee työskennellä korkealla tai laskea mastoa maahan.

Akselin yläpäähän on asennettu laakeri, joka toimii samanaikaisesti mastona. Tämä osa ei vaadi käytännössä huoltoa ja voi toimia useita vuosia ilman korjausta.

Toisin kuin terätuulimylly, pystysuuntaiset tuuliturbiinit eivät vaadi korkean maston asentamista. Ne toimivat tuulen suunnasta riippumatta, mikä yksinkertaistaa liikkuvan osan suunnittelua.Kompaktin tuuliturbiinin siipillä voit käyttää suuren halkaisijan PVC-putkea (esimerkiksi viemäriputkea), ja ohut galvanoitu teräs sopii tehokkaampaan tuuliturbiiniin. Nämä materiaalit ovat kaikkien kotikäsityöläisten saatavilla ja ovat suhteellisen halpoja.

Tuulipyörän muotoilu voidaan valita itsenäisesti monista saatavilla olevista vaihtoehdoista:

• Dornier-malli 2 litteällä terällä;
• Savonius-järjestelmä 4 puolisylinterimäisellä siivellä;
• ortogonaalinen moniteräinen tuulimylly, jossa on 2 riviä tasoja;
• helikoidituuliturbiinit kaarevilla siipiprofiileilla.

Kaikki pystytuulimyllyt käyttävät Savonius-kiven periaatetta. Kotona terät voidaan valmistaa teräs- tai muovitynnyreistä, leikattu puoliksi pituussuunnassa. Suunnittelupiirre on, että yksikön hyötysuhde saavuttaa maksimin siiven nopeudella, joka on 2 kertaa pienempi kuin tuulen nopeus. Siksi pystysuuntaisen tuuliturbiinin nopeutta ei pidä yrittää lisätä.

Vaakasuuntaiset mallit

Toisin kuin pystysuorat generaattorit, kotitekoisilla potkurilla varustetuilla tuuliturbiineilla on suurempi hyötysuhde, kun siipien nopeus kasvaa. Mutta lukuisat ja kapeat ruuvin elementit eivät edistä parempaa työtä: voimakkaalla tuulenpaineella heillä ei ole aikaa pyörittää akselia ruuvin eteen muodostuneen ilmatyynyn vuoksi.

Tee-se-itse monilapaiset kodin tuuliturbiinit on parasta tehdä alueilla, joilla tuulet eivät ole liian voimakkaita. Jos tuulen voimakkuus alueella usein ylittää 10-15 m sekunnissa, on järkevää rakentaa 2-3 siiven tuulimylly. Molemmat tyypit pystyvät aloittamaan työskentelyn ilmavirtausnopeudella noin 2-3 m sekunnissa.

Vaakamalli vaatii korkean maston (6-12 m) asennuksen.Korkealla työskentelyn välttämiseksi huollon aikana käsityöläiset asentavat yksinkertaisimman taittomekanismin - akselin - maston pohjaan. Rakenteen vakauttamiseksi voimakkaassa tuulikuormituksessa tarvitaan kaapelikiinnikkeet pitämään teline pystyasennossa.

Generaattorin ja potkurin konepelti on asennettava laakeriin ja varustettava siipipeitteellä niin, että potkuri on aina edullisessa asennossa tuuleen nähden. Virtaa kuljettavat kaapelit tulee sijoittaa niin, että ne eivät kierry koneen pyöriessä, häiritse tai katkea. Siksi ne suoritetaan putkimaisen maston sisällä.

Kuinka tehdä 220 V tuuligeneraattori?

Tuuliturbiinin luomistyö tulisi aloittaa määrittämällä yksikön tarvittava teho:

• useiden huoneiden valaisemiseen riittää generaattori, jonka teho on alle 1 kW; se antaa virtaa hehku- tai energiansäästölampuille, ja lisäksi on mahdollista kytkeä kannettava tietokone tai televisio päälle verkkoon;
• kotitekoinen tuuligeneraattori, jonka kapasiteetti on 5 kW, tuottaa sähköä kodinkoneille (jääkaappi, pesukone, liesi jne.);
• talon siirtämiseksi kokonaan autonomiseen sähkönsyöttöön tarvitset tehokkaan generaattorin, jonka kapasiteetti on yli 20 kW.

Voit valmistaa generaattorin itse tai mukauttaa vastaavan kokoonpanon, joka on poistettu vanhasta autosta. Tällä tavalla voidaan varmistaa virran tuotanto jopa 2-3 kW. Tehokkaamman 220 V:n tee-se-itse-tuuligeneraattorin tekemiseksi sinun on laskettava tarkasti lankojen kelojen ja kierrosten lukumäärä, roottorin magneettien koko ja lukumäärä sekä siipien siipien parametrit.

Yksinkertainen muotoilu

Yksinkertaisimpaan malliin, jonka teho on noin 1-1,5 kW, tarvitset:

• auton generaattori (12 V);
• happoakku (12 V);
• kytkinpainike (12 V);
• virtamuunnin 700-1500 V ja 12-220 V;
• metalli suuri kapasiteetti;
• pultit, aluslevyt, mutterit;
• puristimet generaattorin kiinnitykseen (2 kpl).

Auton generaattorin hihnapyörässä sinun on tehtävä symmetriset reiät pulteille. Jaa säiliön ympärysmitta 4 yhtä suureen osaan. Leikkausterät:

• merkitse säiliön kylkeen suorakulmiot ympyrän jakamista koskevien merkintöjen mukaisesti;
• etsi jokaisen elementin pystysuora keskikohta;
• merkitse säiliön ylä- ja alareuna 3–5 cm leveillä kiinteillä reunoilla;
• leikkaa metalli yksittäisten suorakulmioiden välistä vanteiden linjaan;
• tee leikkauksia merkinnän ylä- ja alareunaa pitkin siten, että suorakulmion keskiosa pysyy ehjänä ja yhdistetty vanteisiin;
• levitä jokainen terä keskiakseliin nähden;
• määritä pyöreän pohjan keskikohta, merkitse pultinreikien paikat niiden sijainnin mukaan generaattorin hihnapyörällä.

Siipiä levitettäessä kannattaa määrittää tuulipyörän pyörimissuunta, jotta tasojen tarvittavat osat saadaan esiin. Jotta kaikkiin teriin kohdistuisi sama kuormitus, niiden pyörimiskulmat tulee mitata.

Rakenteen kokoonpano koostuu generaattorin hihnapyörän ja säiliön pohjan pultauksesta. Sen jälkeen valmistetaan alusta tuuligeneraattorin asentamista varten (paksusta putkesta valmistettu masto, jonka korkeus on noin 2 m). Generaattori on helpoin kiinnittää siihen sopivan halkaisijan omaavilla puristimilla. Akun lataamiseksi generaattorista tuleva virta on johdettava tasasuuntaajan läpi, kytkentä on tehtävä auton sähköpiireillä.

Kotitekoinen generaattori lavattuun tuuliturbiiniin

Vaakasuuntaisen tuuligeneraattorin yksikkö voidaan koota auton pyörän navoista tai käyttää pesukoneen sähkömoottoria. Toimiaksesi sinun on ostettava neodyymistä (niobiumseoksesta) valmistettuja magneetteja. On parempi ottaa suorakaiteen muotoisia elementtejä.

Voit määrittää niiden lukumäärän kelojen lukumäärän perusteella, jos moottoria käytetään. Kolmivaiheisessa generaattorissa magneettien lukumäärän tulisi olla 2/3 kelojen lukumäärästä, ja yksivaiheisen generaattorin tulee vastata sitä. Päälliköt neuvovat valitsemaan kolmivaihegeneraattorin.

Käytettäessä pesukoneen moottoria, magneetit on liimattava moottorin roottoriin. Jos käytetään pyörän napaa, magneetit sijoitetaan noin 5 mm paksuisen teräslevyympyrän päälle. Noudata sääntöjä roottoria koottaessa:

1. Magneettien välisen etäisyyden tulee olla sama. Napan suorakaiteen muotoisilla elementeillä on pitkät sivut ympyrän säteitä pitkin ja moottorin akselilla - sen pituusakselia pitkin.
2. Ennen työtä sinun on määritettävä ja merkittävä magneettien navat. Ne asennetaan siten, että vastakkaisilla elementeillä on eri napaisuus. Kun asetat magneetteja, vaihda vierekkäisten osien positiivisia ja negatiivisia napoja.
3. Jotta magneetit pysyvät tukevasti roottorin pinnalla, on suositeltavaa täyttää ne epoksilla.

Moottorin akselia roottorina käytettäessä osa asennetaan paikoilleen käämitykseen ja rakenteen toimivuus tarkistetaan asettamalla lankajohtoihin volttimittarit ja pyörittämällä akselia poralla.

Jos käytetään napaa, kelat kelataan itsenäisesti emaloidusta kuparilangasta, jonka poikkileikkaus on 1 mm.Jokaisessa kelassa tulee olla 60 kierrosta ja sen korkeus on 9 mm. Kelat tulee asentaa pyörän navan tasaiseen osaan.

Jos kyseessä on kolmivaiheinen generaattori, kytke johtojen päät seuraavasti:

• jätä kelan ulompi liitin 1 vapaaksi ja yhdistä sisempi liitin ulompaan 4 kerrallaan;
• yhdistä 4 kelan sisempi johdotus ulompaan kohtaan 7 ja jatka loppuun asti yhdistämällä käämitysosat 2 kappaleen välein; jälkimmäiseen tulee jäädä vapaa sisäpää, joka on helposti kierretty ulostulon ollessa jo jäljellä tai merkitty eri tavalla;
• toista prosessi 2 kelalla yhdistämällä johdot saman periaatteen mukaisesti joka 2. elementti;
• tee sama 3 kelalla ja loput kytkemättömät.

Työn lopussa isännällä on 6 erillistä nastaa. Käämitys on täytettävä epoksilla ja kuivattava.

Sitten napalaakeriin on kiinnitettävä akseli, johon kiinnitetään roottorirengas magneeteilla. Osien tasojen välinen rako on 1-1,5 mm. Tarkista virran olemassaolo liittimissä, kokoa tuulimylly ja asenna se mastoon.

Laitehuolto

Tuulimyllyn toiminnan aikana, kerran kuukaudessa, on suoritettava kiinnikkeiden yleinen tarkastus, tarkistettava sähköjärjestelmä jännitteen epätasapainon varalta, säädin hyvässä kunnossa ja kaapelit tasaisesti kireällä. Keskeytymättömän toiminnan kannalta 3-4 kuukauden välein kannattaa tarkastaa akun napojen liitännät, tarkistaa elektrolyytti- ja öljytasot generaattorin vaihteistosta.

Vuosikatsastukseen kuuluu siipien pintojen tarkastus, laakerien suorituskyvyn selvittäminen ja vaihto. Tänä aikana myös elektrolyyttitasoa täydennetään, öljyä lisätään vaihteistoon. Vuosihuolto sisältää kaikkien solmujen toimivuuden tarkistamisen.

Samanlaisia ​​artikkeleita: