V naší době výpočetní techniky a špičková technologie, začali mnozí uvažovat o alternativních zdrojích energie – vždyť bohatství zemského nitra není neomezené. Myšlenka využití energie pohybu vzdušných hmot jako takového zdroje není zdaleka nová, ale teprve v naší době začíná nabývat zjevnějších (z hlediska praktického využití) obrysů. Nyní, díky aplikaci nových technologií a konstrukční materiály bylo dokonce možné zakoupit (nebo vyrobit) taková zařízení pro použití jednotlivci - na větrné turbíně instalované pro dům na území sousedního příměstská oblast davy přihlížejících už nepřicházejí zírat – taková podívaná začíná být téměř běžná.
Některé součásti a sestavy větrných turbín se radikálně změnily. Pokud dříve byl generátor větrné turbíny standardní konstrukce s kartáčovými nebo prstencovými kolektory proudu, které byly během provozu poměrně hlučné (takže instalace takové jednotky v rezidenčním sektoru byla považována za nemožnou), nyní, s příchodem supervýkonného neodymu magnety,
které za 10 let ztratí jen asi 1 procento své kapacity, je možné vyrábět jedno- nebo třífázové generátory pracující téměř tiše a s minimálním zatížením větrem (0,5-2,5 m/s). Vážné novinky se objevily i na poli designu větrných kol. Pokud se dříve všude používal návrh větrného generátoru s paralelní (vzhledem k Zemi) osou otáčení,
ale nyní si stále větší oblibu získávají návrhy s využitím axiální vertikální větrné turbíny.
Použití takové konstrukce je způsobeno několika faktory: lopatky větrného kola s horizontální osou otáčení, nasměrované k proudu vzduchu a rozkládající jej, vytvářejí vysoká úroveň hluk (asi 70 a v některých případech i více decibelů); pro "nastartování" generátoru vybaveného takovým větrným kolem je potřeba dostatečně silný proud vzduchu - asi 8-10 m/s (zkuste najít na planetě oblast, kde by vítr neustále foukal takovou rychlostí!), v důsledku toho - použití vysokých stožárů pro umístění takových konstrukcí; instalace větrného kola "po větru" vyžaduje použití speciálních mechanismů "řízení"; navíc je nutný brzdový systém v případě silného větru. Všechny tyto nevýhody postrádá konstrukce axiálního větrného generátoru se svislou osou otáčení (viz foto). Konstrukce se nemusí zvedat vysoko nad zemí - stačí 1-4 metry (pro generátor 1,5 kW); výška listu vrtule je přibližně 1 metr (oproti 3 u generátoru o stejném výkonu, ale s vodorovnou osou vrtule); k otáčení takového agregátu stačí lehký vánek (1,5 m/s), při kterém je schopen dodat zátěži dostatečný výkon. Všechny tyto faktory jsou spolehlivým předpokladem pro nákup nebo vlastní výrobu takových větrných turbín pro dům.
Výslednou energii lze snadno využít pro domácí účely přímo (pomocí měniče) a skladovat (baterie). Výkon (počet) větrných turbín a baterií lze vypočítat pomocí jednoduchých vzorců: Wtotal = Wload * (1,3 nebo 1,5) - tato hodnota závisí na "větrných zdrojích" vaší oblasti. Počet potřebných baterií lze také přibližně vypočítat vynásobením výkonu, který potřebujete ( W) spotřeby za den za počet klidných dnů. Kromě toho se v praxi stavitelů domů objevily schémata vytápění obydlí pomocí větrných generátorů, kde zátěží jsou nízkonapěťové ohřívače (topné články) ponořené do energeticky náročného chladicího média. Za účelné se také považuje použití hybridních alternativních schémat dodávek energie s kombinovaným využitím větrných generátorů a solárních panelů – viz náš oznamovací článek „Solární panely“. Na závěr bych si dovolil malou, ale velmi důležitou poznámku: kdy samovýroba větrné generátory, dodržujte bezpečnostní pravidla při práci s výkonnými neodymovými magnety – poškozený televizor, zdeformované dveře ledničky nebo vaše oblíbené auto není to nejhorší. Mnohem hroznější jsou rozdrcené kosti prstů, sevřené mezi dvěma magnety nebo ruce propíchnuté ostrými kovovými nástroji - není moc příjemné, když nůž ležící na pracovním stole náhle vzlétne a ze vzdálenosti půl metru se vám zabodne do ruky ve kterém se magnet nachází. Nezahřívejte ani nepoužívejte silné rázová zatížení k magnetům - zahřívání (v důsledku zpracování) vede ke ztrátě magnetických vlastností a silné zahřívání vede k vznícení s uvolňováním toxických látek. Co, vyděsili jsme tě? Nebuďte smutní - dodržení všech výše uvedených pravidel vám umožní vyhnout se zraněním a škodám na majetku a jednotka vyrobená pro váš domov vás potěší svým bezproblémovým provozem! Autor článku: Electrodych.
Pokračování tématu:
- Návrh a výpočet vlastního axiálního větrného generátoru s permanentními magnety
- Návrh a výpočet axiálního generátoru s permanentními magnety
Mnoho lidí, kteří plánují vytvořit větrný generátor při hledání potřebných informací, surfuje po internetu, takže jsem totéž dělal několik měsíců. Prostudoval mnoho návrhů domácích i továrních větrných turbín a dospěl k jistým závěrům o efektivnější konstrukci axiálních generátorů pro větrné turbíny.
První otázky při konstrukci vyvstávají ohledně počtu induktorů, počtu závitů a průřezu smaltovaného drátu, počtu magnetů a poměru počtu magnetických pólů k počtu statorových cívek. Mnoho lidí zde radí používat lichý poměr cívek k počtu pólů. Pokud je například na statoru 9 cívek, pak by počet magnetů měl být 12 párů, a pokud je cívek 12, pak je 16 párů magnetů.
Níže je výkres podobného větrného generátoru. Nakreslete pohled shora pro lepší pochopení uchycení ocasních prvků a posunutí hlavy vzhledem k ose otáčení, poté budou uvedeny přibližné rozměry prvků.
Nejprve popíšu poměr induktorů k počtu magnetických párů na discích generátoru.
Za prvé se domnívám, že takový poměr není opodstatněný a snižuje celkový výkon generátoru. Proč tomu tak je?, k samotnému procesu výroby elektřiny dochází, když magnetické pole prochází z magnetu přes měděnou cívku, zatímco začne protékat proud v drátu cívky. Směr proudu se mění v závislosti na polaritě magnetu.
To znamená, že magnet má dvě polarity, zápornou a kladnou (sever-jih) Když cívkou projde magnet orientovaný kladným pólem, dojde v cívce k indukci a proud začne protékat určitým směrem. V tomto případě se na jednom konci cívky objeví kladné napětí a na druhém záporné napětí, tedy konstantní, ale cyklicky se měnící.
Když kolem cívky projde další magnet s opačnou polaritou, pak se směr toku proudu v cívce také změní na opačný a mínus se změní s plus na svorkách cívky. K této změně konstantního napětí dochází vždy, když kolem prochází další magnet, kvůli časté změně proudu v cívce se takovému napětí říká střídavé, protože se neustále mění. Jedna změna proudu v induktoru z plusu na mínus a naopak se nazývá jeden Hertz. Pokud má generátor 16 pólů, pak jedna otáčka = 16 Hertzů.
Každá z cívek statoru generátoru je samostatný zdroj proudu, který spolupracuje s jinými podobnými zdroji proudu a společně tvoří napětí, které je součtem parametrů každé cívky. Když je počet cívek menší v poměru k počtu magnetů, pak v procesu indukčnosti procházejí některé magnety cívkami v určitém místě a jiné magnety v mírně jiném místě.
V důsledku toho, když v některých cívkách došlo ke změně proudového impulsu, v jiných k ní dochází pouze a ukazuje se, že v některých cívkách teče napětí v jednom směru a v jiných v opačném směru a samostatně některé cívky mají plus a minus v jedné poloze a některé v jiné a mezi sebou navzájem nesprávně interagují. A jelikož jsou zapojeny sériově, někde v určitých okamžicích dochází k nesprávné polarizaci a část elektřiny se spotřebuje na zkrat, v důsledku čehož se generátor snadněji otáčí a dochází k nedostatku výkonu.
Níže je uspořádání magnetů a cívek alternátoru ve formě pásky. Na obrázku A je počet párů magnetů roven počtu cívek a změna proudu nastává synchronně a na obrázku B je počet magnetických párů větší než počet cívek. Z obrázku, stejně jako na obrázku B, jsou magnety v různé části narážet do cívek různými způsoby, někde dva ku jedné, někde jeden a půl a někde jeden. V důsledku toho je proud v cívkách jiný a jeho směr je jiný, kvůli tomuto nestabilnímu buzení se cívky zahřívají a ztrácejí část svého výkonu.
Pro lepší pochopení zvažte příklad
Představte si, že naše cívky jsou baterie, které jsou zapojeny do série a velmi rychle se vyměňují, to znamená, že se převracejí, mění mínus na plus a naopak. A tak pokaždé, když kolem projdou magnety. A pokud je například počet těchto baterií 9 a je tam 12 magnetů, pak se ukazuje, že některé magnety v určitém okamžiku procházejí cívkovou baterií a mění se v ní napětí.
A někde magnety prostě jdou do cívek a odejdou z předchozích, v důsledku toho se ukáže, že některé baterie již byly vyhodeny plus mínus a některé ne, a třetí část je v procesu měnící se. Výsledkem je, že některé baterie zapojené do série mají sériový pól a některé jiný, a zatímco se mění, byly již vyměněny a mění se na opačný.
Takže v určitých okamžicích dojde k uzavření, protože v šesti cívkách je proud již v jiném směru a ve třech v předchozím směru, v důsledku čehož má 6 cívek v určitém okamžiku vůči sobě správnou polaritu, a tři nesprávné ve vztahu k ostatním 6 V důsledku nesprávné polarity v obvodu dochází k tepelným ztrátám výkonu v důsledku vedení nestabilního magnetického pole na cívkách a v důsledku toho ke snazší torzi cívky. generátor.
Obvykle se to doporučuje udělat, abyste se vyhnuli zadrhávání a snadnému startování při slabém větru, ale koneckonců stator s cívkami nemá železo a magnety jej nemagnetizují, takže dochází k lepení, což znamená, že lepení nepřipadá v úvahu. . Generátor vytváří torzní odpor, když je připojen k zátěži a odporová síla závisí na výkonu generátoru a zátěži, která odebírá proud, a přirozeně, čím je generátor slabší, tím je snazší jej otáčet pod zátěží.
Pro větší účinnost je nutné, aby ve všech cívkách generátoru docházelo k synchronní změně proudu z minusu do plusu a naopak, pak nedocházelo ke ztrátám na zahřívání a zkratování. K tomu je nutné, aby počet magnetických párů odpovídal počtu statorových induktorů, v tomto případě budou magnety v celém úseku obvodu procházet stejně vůči cívkám a změna impulsů bude být jasný ve všech cívkách, jako by v jedné.
Nyní o počtu závitů a tloušťce smaltovaného drátu pro navíjení. Parametry napětí v cívce závisí na počtu závitů a síla proudu závisí na tloušťce, to znamená, že čím více závitů, tím vyšší volty a čím silnější je drát, tím vyšší je proud v ampérech. Obvykle se pro sériové zapojení v jedné fázi cívky navinou každá o 60 závitů a tloušťka drátu se volí tak, aby cívky pasovaly na stator.
Pokud jsou cívky navinuty, pak by kulaté magnety neměly být větší než vnitřní průměr cívek, protože horní a spodní část cívek se neúčastní indukce a proud je buzen paralelními otáčkami zdvihu magnetu . Buď jsou navinuty podlouhlé trojúhelníkové a kónické cívky, což umožňuje použít silnější drát a nasadit je na stator, nebo při připojení do hvězdy navinout více závitů pro zvýšení napětí.
No myslím, že o poměru cívek k počtu magnetických párů je to jasné, teď o počtu samotných pólů Magnety na kotoučích jsou uspořádány se střídavými póly a každý pár magnetů na kotoučích se musí přitahovat, tzn. , - ++ - ++ atd. Je jasné, že čím více magnetických pólů, tím nižší otáčky, generátor začne dávat přijatelný proud pro nabíjení. Ale velmi velký počet magnetů je často obtížné implementovat do konstrukce, protože rozměry cívek jsou velmi malé kvůli omezeným rozměrům statoru.
Obvykle se začíná od 12 pólů, to znamená 12 magnetických párů a cívek. Tyto generátory dobře fungují se dvěma až třemi lopatkami. Ale 2-3 lopatky mají jednu nevýhodu, špatně startují v slabém větru a pracují nestabilně ve středním větru a plus je, že v dobrém větru nabírají docela vysokou rychlost, až 500-800.
Axiální 20pólový větrný generátor
Větrný generátor axiálního typu založený na hotovém náboji a třífázovém generátoru, který obsahuje 15 cívek navinutých drátem 0,7 mm, každá o 70 závitech. Rotor tohoto generátoru má 20 párů magnetů o rozměrech 20 x 5 mm a tloušťka statoru je 8 mm. Tento model využívá dvoulistou vrtuli a vysoký systém ochrany proti větru.
Materiály a jednotky použité pro stavbu této větrné turbíny:
1) náboj auta
2) epoxidová pryskyřice
3) kovové rohy
4) magnety o rozměrech 20 x 5 mm v počtu 40 kusů
5) potrubí 20
6) superlepidlo
7) vazelína
8) náboj z přívěsu "zubrenok".
9) překližka
10) 8mm laminát
11) drát o tloušťce 0,7 mm
Podívejme se podrobněji na hlavní fáze konstrukce a konstrukční prvky tohoto modelu větrného generátoru.
K jeho výrobě autor použil trubku o průměru 20 mm, takže velikostí magnetů tak akorát sedí. Autor se rozhodl vyrobit svitky o tloušťce 7 mm.
Další obrázek domácí stroj pro vinutí cívek:
Autor poznamenává, že díky tomuto stroji, sestavenému z odpadových materiálů, probíhalo navíjení cívek bez zvláštních obtíží. Hlavní věc je navinout závity ze zatáčky do závitu a mírně natáhnout tak, aby závity byly těsně přitisknuty k sobě.
Takže autor začal vyrábět cívky pro generátor. Aby se cívky po navinutí nerozpadly, autor je natřel lepidlem na plast a také omotal okenní páskou. K navíjení cívek autor použil drát o tloušťce 0,7 mm se 70 závity na cívku. Přestože po konečné montáži autor usoudil, že je potřeba udělat 90 závitů, umožnilo by to napěťové zesílení.
Dále byla vyrobena forma na zalití statoru. Autor se rozhodl vyrobit formu na překližkové podložce. Za tímto účelem byly na překližku aplikovány značky, které umožní přesnější umístění cívek. Střední část formy je vyrobena z 8mm lamina. Aby se epoxidová pryskyřice nelepila na formu, autor ji potřel vazelínou, ta pak po vytvrdnutí epoxidové pryskyřice usnadní vyjmutí statoru z obrobku.
Pro dráty byly vyrobeny speciální drážky pomocí brusky.
Cívky statoru byly spojeny fázově, všech šest drátů z fází bylo vyvedeno podél drážek, načež byly dráty přelepeny plastelínou, aby pryskyřice nevytekla. Následně autor propojil fáze hvězdou.
Druhý den byl stator vyjmut z formy a autor lehce dodělal hrany pro rovnoměrnost. Autor se také rozhodl vyplnit magnety na discích epoxidová pryskyřice pro větší spolehlivost.
Na fotografiích níže můžete vidět, jak byla vyrobena rotační osa větrné turbíny:
Základem pro výrobu otočné nápravy byl automobilový náboj. Aby byla budoucí větrná turbína chráněna před příliš silným větrem, použil autor standardní design odklonění větru skládáním ocasu. Je důležité si uvědomit, že hlava větru musí být posunuta alespoň o 100 mm, jinak nebude fungovat ochrana proti větru, protože osa generátoru bude příliš blízko k ose otáčení.
Ke konstrukci byl také přivařen čep pod úhlem 20 stupňů a 45 stupňů vzhledem ke šroubu, na tento čep je nasazena koncovka větrného generátoru.
Zvažte konstrukci náboje generátoru.
Samotný generátor byl založen na náboji z přívěsu Zubrenok. Autor použil neodymové magnety 20x5 mm. Každý disk používal 20 magnetů. Náboj byl přišroubován přes desku, ke které byly připevněny rohy. Stator generátoru bude podepřen svorníky.
Poté autor začal vyrábět disky s magnety.
Magnety byly na disky připevněny super lepidlem. Aby bylo vše provedeno co nejpřesněji, vyrobila autorka šablonu z kartonu. Důležité je také poznamenat, že magnety musí být přilepeny střídavými póly, aby se disky s magnety na generátoru přitahovaly.
Níže můžete přesně vidět, jak byl upevněn ocas větrné turbíny, který ji ochrání před silným větrem:
Na fotografii byla hlava větru umístěna příliš blízko rotační osy větrného generátoru, což bylo následně identifikováno při testech a eliminováno. Samotné uchycení ocasu a úhly ocasu jsou však správné. Po dokončení návrhu se to ukázalo perfektně: když vítr zesílí, vrtule se otočí a ocas se složí a zvedne.
Poté byl generátor smontován a nalakován. Po vymalování se autor rozhodl otestovat činnost generátoru. Ručně se nám podařilo generátor roztočit až na 30 voltů zkratovým proudem 4,5 A.
Tento generátor běží na 3 LED páscích po 25 wattech, ale v budoucnu autor plánuje vzít vážnější přístup k výpočtu šroubu pro generátor a připojení baterie.
článek převzatý z internetu: http://usamodelkina.ru/
Sledujte novinky!
O tom, že generátor s neodymovými magnety, jako je větrný generátor, je užitečný, už není pochyb. I když takto nelze zásobovat energií všechny spotřebiče v domě, přesto se to při delším používání projeví z výhodnější stránky. Výroba zařízení vlastníma rukama způsobí, že provoz bude ještě ekonomičtější a příjemnější.
Charakteristika neodymových magnetů
Pojďme si ale nejprve zjistit, co jsou magnety. Objevily se ne tak dávno. Magnety je možné zakoupit v obchodě již od devadesátých let minulého století. Jsou vyrobeny z neodymu, bóru a železa. Hlavním prvkem je samozřejmě neodym. Jedná se o kov skupiny lantonoidů, pomocí kterého magnety získávají obrovskou přilnavost. Pokud vezmete dva velké kusy a přitáhnete je k sobě, bude téměř nemožné je uvolnit.
V prodeji jsou samozřejmě především miniaturní druhy. V každém obchodě se suvenýry najdete koule (nebo jiné tvary) vyrobené z tohoto kovu. Vysoká cena neodymových magnetů je dána náročností těžby surovin a technologií její výroby. Pokud bude koule o průměru 3-5 milimetrů stát jen pár rublů, pak za magnet o průměru 20 milimetrů a více budete muset zaplatit 500 rublů nebo více.
Neodymové magnety se získávají ve speciálních pecích, kde proces probíhá bez kyslíku, ve vakuu nebo v atmosféře s inertním plynem. Nejběžnější jsou axiálně magnetizované magnety, u kterých je vektor pole nasměrován podél jedné z rovin, kde se měří tloušťka.
Vlastnosti neodymových magnetů jsou velmi cenné, ale lze je snadno neopravitelně poškodit. Silný úder je tedy může připravit o všechny vlastnosti. Proto by se měl člověk snažit pádům vyhýbat. Také mají odlišné typy má svůj vlastní teplotní limit, který se pohybuje od osmdesáti do dvou set padesáti stupňů. Při teplotách nad mezní teplotou ztrácí magnet své vlastnosti.
Správné a pečlivé používání je klíčem k udržení kvality po dobu třiceti a více let. Přirozená demagnetizace je pouze jedno procento ročně.
Aplikace neodymových magnetů
Často se používají při experimentech v oblasti fyziky a elektrotechniky. Ale v praxi již tyto magnety našly široké uplatnění například v průmyslu. Často je lze nalézt v suvenýrech.
Díky vysokému stupni přilnavosti jsou velmi užitečné při hledání kovových předmětů pod zemí. Proto mnoho vyhledávačů používá zařízení využívající neodymové magnety k nalezení vybavení, které zbylo z války.
Pokud staré reproduktory sotva fungují, pak se někdy vyplatí připevnit neodym na feritové magnety a zařízení bude znít opět skvěle.
Takže na motoru nebo generátoru můžete zkusit vyměnit staré magnety. Pak je šance, že technika bude fungovat mnohem lépe. Spotřeba přitom dokonce klesne.
Lidstvo dlouho hledalo neodymové magnety, jak se někteří domnívají, že tato technologie může nabýt skutečné podoby.
Hotová vertikálně orientovaná větrná turbína
K větrným turbínám, zejména v minulé roky, zájem opět obnoven. Objevily se nové modely, pohodlnější a praktičtější.
Donedávna se používaly především horizontální větrné turbíny se třemi lopatkami. A vertikální pohledy se nešířily kvůli velkému zatížení ložisek větrného kola, v důsledku čehož docházelo ke zvýšenému tření, které absorbuje energii.
Ale díky využití principů se začal používat větrný generátor na neodymových magnetech přesně vertikálně orientovaný, s výraznou volnou setrvačnou rotací. Nyní se ukázalo, že je účinnější než horizontální.
Snadný start je dosažen díky principu magnetické levitace. A díky multipolaritě, která udává jmenovité napětí při nízkých otáčkách, je možné úplně opustit převodovky.
Některá zařízení jsou schopna začít pracovat, když je rychlost větru jen jeden a půl centimetru za sekundu, a když dosáhne pouhých tří až čtyř metrů za sekundu, může se již rovnat generovanému výkonu zařízení.
Oblast použití
Větrný generátor je tedy v závislosti na své kapacitě schopen dodávat energii různým strukturám.
Městské byty.
Soukromé domy, chaty, obchody, myčky aut.
Mateřské školy, nemocnice, přístavy a další městské instituce.
Výhody
Zařízení se kupují hotové nebo vyrobené nezávisle. Po zakoupení větrného generátoru zbývá pouze jej nainstalovat. Všechny úpravy a vyrovnání již proběhly, testy byly provedeny za různých klimatických podmínek.
Neodymové magnety, které se používají místo ozubených kol a ložisek, mohou dosáhnout následujících výsledků:
snižuje se tření a zvyšuje se životnost všech dílů;
vibrace a hluk zařízení během provozu zmizí;
náklady se snižují;
šetří se elektřina;
není třeba provádět pravidelný servis zařízení.
Větrný generátor lze zakoupit s vestavěným invertorem, který dobíjí baterii, a také s ovladačem.
Nejběžnější modely
Generátor s neodymovými magnety lze vyrobit na jednoduchém nebo dvojitém držáku. Kromě hlavních neodymových magnetů mohou být v konstrukci poskytnuty další feritové magnety. Výšky křídel jsou různé, většinou od jednoho do tří metrů.
Výkonnější modely mají dvojitou montáž. Mají také další generátory feritových magnetů a jsou k dispozici v různých výškách a průměrech křídel.
Domácí stavby
Vzhledem k tomu, že ne každý si může dovolit koupit generátor neodymových magnetů poháněných větrem, často se rozhodnou postavit konstrukci vlastníma rukama. Zvážit různé možnosti zařízení, která si snadno vyrobíte sami.
DIY větrný generátor
S vertikální osou otáčení má obvykle tři až šest lopatek. Konstrukce obsahuje stator, lopatky (stacionární i rotační) a rotor. Vítr ovlivňuje lopatky, vstupující a vystupující z turbíny. Jako podpora se někdy používají automobilové rozbočovače. Takový generátor na neodymových magnetech je tichý, zůstává stabilní i při silném větru. Nepotřebuje vysoký stěžeň. Pohyb začíná i při velmi slabém větru.
Jaké může být zařízení stacionárního generátoru
Je známo, že elektromotorická síla přes drát je generována změnou magnetického pole. Stacionární generátor v aktivní zóně je generován elektronicky, nikoli mechanicky. Generátor řídí průtok automaticky, působí rezonančně a velmi spotřebovává nízký výkon... Jeho vibrace vychylují do stran magnetické toky železných nebo feritových jader. Čím vyšší je frekvence vibrací, tím silnější je výkon generátoru. Spouštění se provádí pomocí krátkodobého impulsu do generátoru.
Jak vyrobit perpetum mobile
Na neodymových magnetech jsou principiálně stejného typu. Axiální typ je již standardní.
Vychází z náboje z auta s brzdovými kotouči. Taková základna se stane spolehlivou a výkonnou.
Při rozhodování o jeho použití by měl být náboj kompletně rozebrán a zkontrolován, zda je dostatečně promazán, a pokud je to nutné, očistit od rzi. Hotové zařízení se pak bude příjemně malovat a získá „domácí“, dobře upravený vzhled.
U jednofázového spotřebiče musí mít póly stejné množství s počtem magnetů. U třífázových je třeba dodržet poměr dvě ku třem nebo čtyři ku třem. Magnety jsou umístěny ve střídavých pólech. Musí být přesně umístěny. Chcete-li to provést, můžete nakreslit šablonu na papír, vystřihnout ji a přesně přenést na disk.
Aby si póly nepletly, dělají si poznámky fixem. K tomu jsou magnety vychovány na jedné straně: ten, který přitahuje, je označen znaménkem "+" a ten, který odpuzuje - "-". Magnety se musí přitahovat, to znamená, že ty, které jsou proti sobě, musí mít různé póly.
Obvykle se používá superlepidlo nebo podobně a poté, co se nálepka zalije epoxidem pro zvýšení pevnosti, po vytvoření "okrajů", aby nevytekla.
Tří nebo jednofázové
Generátor založený na neodymových magnetech obvykle způsobí, že konstrukce pod zatížením bude pracovat s vibracemi, protože nebude zajištěn konstantní výstupní proud, což bude mít za následek skokovou amplitudu.
Ale u třífázového systému je díky fázové kompenzaci zaručen konstantní výkon kdykoli. Nebudou proto žádné vibrace ani hučení. A efektivita práce bude o padesát procent vyšší než u jedné fáze.
Vinutí cívky a sestava opěrky
Výpočet generátoru na neodymových magnetech se provádí hlavně okem. Ale je samozřejmě lepší snažit se o přesnost. Například u zařízení s nízkou rychlostí, kde by nabíjení baterie začalo fungovat při 100-150 otáčkách za minutu, bude trvat 1000 až 1200 otáček. Celkový počet se vydělí počtem cívek. V každém z nich bude potřeba tolik zatáček. Cívky jsou navinuty co nejtlustším drátem, protože s nižším odporem bude proud větší (při vysokém napětí bude odpor odebírat veškerý proud).
Obvykle používají kulaté, ale je lepší navíjet podlouhlé cívky. Vnitřní otvor musí být stejný nebo větší než průměr magnetu. Kromě toho se ukáže, že optimální magnet bude ve formě obdélníku, a nikoli podložky, protože v prvním je magnetické pole nataženo po své délce a ve druhém je soustředěno ve středu.
Tloušťka statoru je stejná jako tloušťka magnetů. Pro formu můžete použít překližku. Sklolaminát je kvůli pevnosti umístěn na spodní a horní straně cívek. Cívky jsou vzájemně propojeny a každá fáze je vyvedena pro spojení s trojúhelníkem nebo hvězdou.
Zbývá vyrobit stožár a pevný základ.
Samozřejmě se nejedná o perpetum mobile s neodymovými magnety. Úspora při použití větrné turbíny však bude zajištěna.
Nákladné a ne vždy zcela efektivní úsilí. Vzorky větrných turbín v prodeji mají omezenou životnost, nízkou udržovatelnost a vysokou cenu. Nákup takové sady je pro mnoho potenciálních uživatelů příliš drahý. Cesta ze situace je, že je mnohem levnější a umožňuje vám získat zařízení s vysokou účinností a produktivitou.
Má vysokou udržovatelnost a v důsledku toho dlouhou životnost. Během provozu je konstrukce často modernizována, vylepšena a uvedena na maximum možné parametry což nelze provést s továrními sadami.
Větrné turbíny s nízkou rychlostí
Nejatraktivnější návrhy větrných turbín pro většinu regionů Ruska jsou vzorky, které poskytují vysoký výkon při slabém a středním větru -. Vyznačují se schopností zahájit rotaci při nízkých průtocích a poskytují dostatečné napětí pro zařízení spotřebovávající energii.
Výroba elektřiny na takových zařízeních je produkován generátory přizpůsobenými pro práci s větrnými turbínami. Specifikem konstrukce takových generátorů je jejich vysoká citlivost, protože zařízení je původně navrženo pro provoz při nízkých rychlostech otáčení.
Aby byl zajištěn stanovený provozní režim, je nutné vyloučit budicí vinutí z konstrukce a nahradit jej permanentními magnety. Díky tomu nebude potřeba dodávat napětí pro tvorbu elektromagnetů, indukce se stane stabilnější, nezávisle na zdroji energie na vinutí rotoru. Kromě toho nebude potřeba sestava kartáče, která napájí vinutí pole.
Výroba rotorů s permanentními magnety
Konstrukce generátoru s permanentními magnety v jistém smyslu jednodušší než u elektromagnetického buzení. Vytvoření takového zařízení může být provedeno jak na základě hotového generátoru, tak pomocí odpadních materiálů.
Úprava generátoru auta
Vytvoření rotoru s permanentním magnetem vyžaduje poměrně vážný zásah do konstrukce. Průměr je nutné zmenšit o tloušťku magnetů plus tloušťku ocelového pouzdra, které se na rotor nasazuje tak, aby vytvářelo kontinuální magnetický tok a zároveň slouží jako přistávací plocha pro magnety. Někteří technici se obejdou bez pouzdra a nainstalují magnety přímo na rotor se zmenšeným průměrem a upevní je na epoxid.
Výrobní proces vyžaduje účast výrobního zařízení. PROTI soustruh rotor se upne a vrstva se opatrně odstraní, aby se instalované magnety otáčely s minimální mezerou, ale zcela volně. Magnety jsou instalovány na rotorových deskách se střídavou polaritou.
Největšího efektu lze dosáhnout při instalaci relativně malých magnetů uspořádaných v řadách v podélném směru. Je dosaženo rovnoměrného a silného magnetického toku působícího na vinutí výkonového statoru s rovnoměrnou hustotou ve všech bodech.
Výroba rotoru z náboje a brzdového kotouče
Uvažovaná metoda se týká již hotových generátorů, které vyžadují drobné konstrukční změny. Mezi taková zařízení patří automobilové generátory, které často používají amatérští konstruktéři jako základní zařízení. Často se generátory montují zcela samy, bez hotového zařízení.
V takových případech jednají poněkud jinak. Je založen na automobilovém náboji s brzdovým kotoučem. Je kvalitativně vyvážený, odolný a přizpůsobený určitému druhu zatížení. Velikost náboje navíc umožňuje umístění velkého množství magnetů po obvodu, což umožňuje získat třífázové napětí.
Magnety se střídavou polaritou jsou umístěny ve stejné vzdálenosti od středu. Je zřejmé, že největší počet lze nastavit jejich přilepením co nejblíže k vnějšímu okraji. Nejpřesnějším ukazatelem bude velikost magnetů, která určí možnost umístění v určité vzdálenosti. Počet magnetů musí být sudý, aby se rytmus střídání pólů při rotaci nevymkl kontrole.
Magnety jsou k náboji přilepeny libovolným lepidlem, nejlepší možnost je považována za epoxidovou pryskyřici, která je zcela naplněna magnety. To je chrání před vlhkostí nebo mechanickým namáháním. Před naléváním podél okraje náboje se doporučuje vyrobit bok z plastelíny, který zabrání stékání epoxidu z náboje.
Návrh generátoru automobilového náboje nejpohodlnější při výrobě vertikální větrné turbíny. Je pozoruhodné, že podobné schéma lze použít bez náboje, na disku vyříznutém z běžné překližky. Tento design je mnohem lehčí, umožňuje vám vybrat si vhodnou velikost, což umožňuje vytvořit citlivé a efektivní zařízení.
Větrný mlýn s axiálním generátorem na neodymových magnetech
Nejsilnější magnety s optimální parametry pro použití v konstrukci generátoru jsou Neodymové magnety... Jsou sice o něco dražší než klasické, ale mnohonásobně je překonávají a umožňují vytvořit výkonné zařízení s relativně kompaktními rozměry.
V designu není žádný zásadní rozdíl. Neodymové magnety jsou vyráběny v různých formách, což vám umožňuje vybrat si pro sebe nejvhodnější možnost - tenké podlouhlé tyče, tvar tablety, válce atd. pokud je použit kovový rotor, pak není nutné magnety lepit, samy jsou silou připevněny k základně. Zbývá je pouze naplnit epoxidem na ochranu proti korozi.
Nejjednodušší způsob nákupu takových magnetů je přes internet, zároveň si můžete ihned vybrat tu nejpohodlnější formu.
Výroba statorů
Stator je stacionární část generátoru, která nese výkonové vinutí, které indukuje elektrický proud. V závislosti na typu konstrukce lze stator použít z hotového zařízení (například z autogenerátoru) nebo si jej vyrobit sami. Technika výroby je v každém případě jiná, ale princip zůstává obecný - po obvodu rotujícího rotoru jsou umístěny cívky, které generují střídavý proud.
Na úpravy alternátorů automobilů někdy se výkonové vinutí nedotkne, raději změní konstrukci rotoru a zastaví se tam. Nejčastěji je to způsobeno špatným technickým nebo teoretickým výcvikem, kdy má mistr velmi mlhavou představu o tom, jak přesně se takové věci dělají. Podívejme se blíže na otázku:
Volba počtu fází
Mnoho řemeslníků se to snaží ulehčit výrobou generátoru pro jednu fázi. V tomto případě je jednoduchost velmi pochybná, protože úspora úsilí se dosáhne pouze ve fázi navíjení cívek. Během provozu se však získá nepříjemný efekt - amplituda napětí má klasický tvar, proto má usměrněný proud pulzující strukturu.
Skoky jsou kontraindikovány pro baterie, vytvářejí negativní vliv na všechny jednotky komplexu a přispívají k rychlému selhání. Objevují se vibrace, které mohou způsobit stížnosti sousedů, zdroj nepříjemných pocitů pro lidi nebo zvířata.
Třífázové provedení má naopak měkčí obal, v usměrněném stavu nemá proud prakticky žádné odchylky. Výkon zařízení má stabilní hodnotu, mechanické a elektrické části jednotky jsou udržovány v provozuschopném stavu.
Volba mezi tří- a jednofázovým zařízením by rozhodně měla směřovat k třífázové struktuře. Počet navinutých cívek se zvyšuje, ale počet závitů není tak velký, aby se vzdal lepšího výsledku kvůli strašidelné úspoře času.
Úprava statoru oscilátoru
Má hotové napájecí cívky, pevně zabalené ve statorových kanálech. Pro získání vysoce kvalitního výsledku je nutné změnit citlivost statoru, protože jmenovité otáčky motoru automobilu se pohybují v rozmezí 2000-3000 ot./min a na svém vrcholu mohou vzrůst na 5000-6000 ot./min. Větrný mlýn není schopen vyrobit takové parametry a použití rychloběhu výrazně sníží výkon oběžného kola.
Řešením problému je zvýšení počtu závitů, pro které se demontují stará vinutí a na jejich místo se navinou nová s velkým počtem závitů z tenčího drátu. Současně nemůžete použít příliš tenký drát, protože se zvýšením počtu závitů se také zvyšuje odpor, takže generátor je méně účinný. Je nutné dodržovat „zlatý průměr“, množství navyšovat opatrně, bez zbytečného horlivosti.
Důležité! Taková operace vyžaduje výpočet, ale v praxi je často snazší - je navinuto tolik závitů, kolik pojme konstrukce statoru. Výsledek je obvykle pozitivní, protože příliš mnoho zatáček nelze pojmout.
Výroba statoru axiálního typu
Toto provedení je vhodné pro generátor axiálního typu, jehož rotor je vyroben z náboje az brzdového kotouče kolo auta... Stator má tvar plochého disku, po jehož obvodu jsou umístěna výkonová vinutí. Musí být navinuté z dostatečně silného drátu, aby měly dostatek závitů, ale odpor nesnižuje účinnost konstrukce. Počet cívek je násobkem tří, takže na každou fázi připadá stejný počet.
Jsou navzájem spojeny hvězdou, pro každou fázi je jich spojeno 1, 4, 7, 10 atd. Při navíjení jednofázového statoru se každá cívka navíjí v opačném směru - první ve směru hodinových ručiček, druhá proti směru hodinových ručiček, pak znovu ve směru hodinových ručiček atd. jsou zapojeny do série.
Hotový stator je instalován koaxiálně s rotorem. Mezera mezi cívkami a neodymovými magnety by měla být minimální, ale dráha rotoru je volná, bez kontaktu s cívkami.
Pro ochranu před vlhkostí, prachem nebo jinými vlivy jsou spirály obvykle utěsněny epoxidem. K tomu je podél vnějšího okraje statorového kotouče předběžně vytvořen plastelínový lem s výškou mírně přesahující vrstvu výplně.
Montáž oběžného kola
Oběžné kolo by mělo poskytovat maximální citlivost. Než začnete vytvářet větrnou turbínu, měli byste si podrobně prostudovat meteorologickou situaci v regionu, směr a rychlost převládajících větrů, frekvenci a sílu poryvů squally, možnost hurikánů. Tyto informace vám pomohou vybrat nejvhodnější konstrukci větrné turbíny (vertikální nebo horizontální, velikost, počet lopatek atd.).
Vytvoření oběžného kola vyrobeno z improvizovaného materiálu na základě parametrů generátoru. Velikost lopatek by měla zajistit začátek rotace při nízkých průtocích, ale nevytvářet nadměrně velkou překážku. Tím se sníží riziko pádu stěžně při poryvu nebo bouři.
Oblasti s nestabilními a často se měnícími větry (kterých je v Rusku většina) jsou pro provoz vertikálních konstrukcí vhodnější. Horizontální větrné turbíny považovány za efektivnější, ale musí být instalovány na vysokých stožárech, což způsobuje problémy s údržbou.
Oběžné kolo větrného generátoru musí být dobře vyvážené a pevně spojené. Instalace soupravy na střechu domu je zakázána, zejména pokud v ní žije několik rodin. Doporučuje se vybrat otevřené, vyvýšené místo poblíž vašeho domova, aby délka kabelu nevytvářela velký odpor. V blízkosti by neměly být žádné překážky, vysoké stromy nebo budovy, které by bránily přímému proudění větru.
