Как сделать трёхфазный ветрогенератор своими руками?

Как сделать трёхфазный ветрогенератор своими руками?

Конструкции ветряных генераторов для применения в домашних условиях представлены обширным набором вариаций. Между тем большая часть рассматриваемых схем ветрогенераторов, как правило, основана на использовании стандартных электродвигателей. Моторы подбирают, исходя из оптимальных параметров работы в режиме генератора, либо модернизируют – добавляют магниты, перематывают и т.д. Эффективность таких установок крайне низка. Между тем существует интересный вариант конструкции своими руками – трёхфазный ветрогенератор мощностью около 1000 Вт, где готовый электродвигатель не применяется.

Ветрогенератор 1000 Вт на три фазы своими руками

Основное отличие такой конструкции от типичных существующих вариантов – изготовление «с нуля» генератора – главного компонента трёхфазной ветрогенераторной установки, а также механической части — узла подшипников вала винта. Всё остальное:

  • винт,
  • лопасти,
  • опорная штанга,
  • система автоматики,

выполняются согласно классическим конструкциям ветряных генераторов, подходящих под условия домашнего хозяйства. Поэтому рассмотрим основу темы – изготовление своими руками трёхфазного генератора ветряка на неодимовых магнитах.

Конструкция трёхфазного ветрогенератора содержит:

  1. Диски магнитные (2 шт.).
  2. Неодимовые магниты (12 шт.).
  3. Диск индуктивности (1 шт.).

В собранном виде диск индуктивности закреплён и остаётся неподвижным, а диски с неодимовыми магнитами, закреплённые на валу винта, вращаются силой ветра. В результате магнитным полем в проводниках катушек индуцируется ЭДС.

Изготовление магнитных дисков своими руками

Диски диаметром 500 мм, под установку неодимовых магнитов, вырезаются из материала, подобного листовым облицовочным строительным панелям. Вырезанную заготовку нужно разметить:

  • внешний край дисковой области под равномерное размещение дюжины прямоугольных магнитных элементов,
  • центральную область под изготовление отверстия для посадки на вал винта трёхфазного ветрогенератора.

Далее под каждый отдельно взятый неодимовый магнит размечается и вырезается инсталляционное поле – по форме соответствующее форме магнита. Эту работу удобно проделать с помощью электролобзика, используя подходящую опору для листа материала.

Заготовка диска под магниты
Подготовка дисковой основы под размещение неодимовых магнитов. Размеченные места посадки удобно вырезаются электрическим инструментом — электролобзиком

На следующем этапе производства трёхфазного ветрогенератора своими руками, изготовленные диски, оснащённые неодимовыми магнитами, необходимо залить эпоксидной смолой. Для этого из пластиковой плёнки делают большие стаканы, как показано на картинке ниже.

Стакан под заливку диска
Пример сооружения большого стакана под заливку эпоксидной смолой уложенных по вырезам неодимовых магнитов. В центре основы просверлено отверстие под крепление

Оснастив детали трёхфазного ветрогенератора пластиковыми стаканами, полученные заготовки под заливку следует разместить на строго горизонтальной ровной поверхности.

В центральной части диска установить малый стакан, склеенный из толстой бумаги (диаметр 50 мм).  Благодаря этой вставке, будет сформирован посадочный круг для узла подшипников.

Заливка эпоксидной смолой
Процедура заливки магнитной дисковой основы ветрогенератора эпоксидной смолой. Для лучшей текучести смолу можно немного подогреть выше комнатной температуры

Останется аккуратно залить внутрь стаканов жидкую эпоксидную смолу до уровня немного ниже (1 – 2 мм) уровня верхней стороны неодимовых магнитов.

Дождаться полного затвердения эпоксидной смолы. В результат должны получиться две детали трёхфазного ветрогенератора, подобные той, что на картинке ниже.

Готовый диск с магнитами
Так выглядит готовый магнитный диск ветрогенератора, после полного застывания эпоксидной смолы. В общей сложности требуется изготовить два экземпляра

Изготовление диска индуктивностей трёхфазного ветрогенератора

Прежде чем делать дисковое плато под катушки индуктивности, логично изготовить необходимое число непосредственно катушек. В общей сложности для трёхфазного ветрогенератора потребуется девять элементов индуктивности.

Под изготовление индуктивностей генератора ветряка используется медный провод диаметром 1,4 мм. Намотка ведётся сдвоенным проводом.

Количество витков каждой катушки – 35, при условии применения в составе трёхфазной ветрогенераторной установки 12-вольтных аккумуляторных батарей.

Если вместо 12-вольтовых аккумуляторов предполагается применять 24-вольные АКБ, соответственно, число витков увеличивают вдвое – до 70. Для намотки катушек индуктивности удобно пользоваться нехитрым приспособлением, как на картинке ниже:

Намотка катушек индуктивности
Несложное приспособление, состоящее из двух деревянных пластин круглой формы и шпильки с резьбой под гайки, помогает быстро намотать нужное число катушек

После приготовления требуемого числа катушек (9 шт.), изготавливается дисковое плато с размещёнными элементами индуктивности.

Для производства дискового плато индуктивностей потребуется изготовить форму под заливку на основе фанерного листа или подобного материала.

Форма заливки плато индуктивностей
Приготовление формы под заливку эпоксидной смолой и равномерное распределение катушек по кругу

Катушки индуктивности размещают равномерно по всей окружности изготовленной формы, предварительно выстелив место укладки диэлектрической антистатической тканью.

Поверх катушек также настилают слой ткани, после чего заливают форму эпоксидной смолой до верхнего уровня индуктивностей. Неровности заливки сглаживают кистью.

Заливка плато индуктивностей
Процедура заливки, до начала которой необходимо все элементы закрыть специальным материалом, исключающим появление статического электричества

Схема соединений индуктивностей трёхфазного ветрогенератора

Выводы катушек, залитых смолой на плато индуктивностей, потребуется спаять в соответствии с трёхфазной конфигурацией. На приведённой ниже схеме наглядно показаны пути соединений. Получается конфигурация спайки: 1-4-7; 2-5-8; 3-6-9; соответственно.

Схема трёхфазного соединения индуктивностей
Схема соединения всех девяти катушек индуктивности, размещённых на дисковом плато. Так получают трёхфазный выход ветрогенератора

Для того чтобы полученное на трёхфазном генераторе напряжение выпрямить и получить однофазное постоянное напряжение, используются схемы выпрямительных устройств.

Выпрямленное напряжение перенаправляется через модуль автоматики на зарядное устройство. Далее полученная трёхфазным ветрогенератором энергия аккумулируется в батареях. Можно использовать любой классический вариант контроллера заряда, к примеру, такой как здесь.

Схема трёхфазного выпрямителя
Принципиальная схема для сборки трёхфазного выпрямителя. На выходе получают однофазное постоянное напряжение, пригодное для подачи на зарядный модуль

Подшипниковый узел трёхфазного ветрогенератора

Учитывая чувствительность дисковой схемы трёхфазного ветрогенератора к перекосам и вибрациям, особого внимания заслуживает подшипниковый узел.

Вариантов разработки такого узла может быть много. Но в любом варианте требуется применять надёжные, точные, высокооборотные подшипники.

Разработчиками этой конструкции применялись роликовые подшипники (2 шт.), которые устанавливались внутри узла, выполненного по принципу «труба в трубе». Внутренняя труба исполняет роль промежуточного звена между подшипниками.

Конструкция узла подшипников
Вариант сборки подшипникового узла для трёхфазного ветрогенератора. Этот узел должен выполняться особо тщательно с применением надёжных подшипников

После сборки в единое целое всех описанных деталей конструкции трёхфазного ветрогенератора, получается достаточно мощная энергетическая установка.

По результатам испытаний такой трёхфазный ветрогенератор способен в среднем выдавать до 1000 Вт мощности.

Винт ветрогенератора на три фазы выполняется классическим трёхлопастным вариантом. Размах лопастей – 1,8 метра. Получается примерно такая конструкция, как показано ниже.

 

Ветрогенератор на три фазы
Конечный результат – домашняя ветрогенераторная установка мощностью до 1000 Вт. Это уже более серьёзное оборудование по сравнению с ветряками на основе электродвигателей

При помощи информации: Instructables


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *