Sestavení domácího větrného generátoru: možnosti návrhu od uživatelů
Obsah
- Jak sestavit větrnou turbínu vlastníma rukama: praktické tipy a skutečné příklady domácích větrných turbín.
- Výroba čepele
- Konstrukce axiálního generátoru
- Výroba statorů
- Výroba rotoru pro axiální
- Instalace větrné energie z automobilového generátoru
- Ochrana kabelů před kroucením
- Ochrana větrného generátoru před bouří
- Několik slov o správné instalaci větrného generátoru
Jak sestavit větrnou turbínu vlastníma rukama: praktické tipy a skutečné příklady domácích větrných turbín.
O tom, jak samostatně provést výpočet větrného generátoru, jsme hovořili v jednom z předchozích materiálů. Dnes budou vaší pozornosti věnovány modely větrných turbín, které postavili uživatelé našeho portálu. Podělíme se také o užitečné tipy, které vám pomohou sestavit instalaci a vyhnout se chybám. Postavit větrnou turbínu vlastníma rukama je obtížný úkol. Ne každý (i zkušený) praktik si dokáže přesně poradit s jeho řešením. Každou včas zjištěnou chybu však lze opravit. Proto pán – hlava a ruce.
Článek se zabývá následujícími otázkami:
- Z jakých materiálů a podle jakých výkresů lze vyrobit lopatky větrných turbín.
- Pořadí montáže axiálního generátoru.
- Stojí za to předělat generátor automobilu pro větrnou turbínu a jak to udělat správně.
- Jak ochránit větrnou turbínu před bouří.
- V jaké výšce instalovat větrný generátor.
Výroba čepele
Pokud ještě nemáte zkušenosti s vlastní výrobou šroubů pro domácí větrné elektrárny, doporučujeme nehledat složitá řešení, ale použít jednoduchou metodu, která se osvědčila v praxi. Spočívá ve výrobě lopatek z běžné kanalizační PVC trubky. Tato metoda je jednoduchá, dostupná a levná.
Nyní o lopatkách: vyrobeny ze 160. červené kanalizační trubky s pěnovou vnitřní vrstvou. Provedeno podle výpočtu uvedeného na fotografii.
„Červená“ trubka není uživatelem uvedena náhodou. Právě tento materiál lépe drží tvar, je odolný vůči změnám teplot a déle vydrží (ve srovnání s šedými PVC trubkami).
Nejčastěji se v domácí větrné energetice používají trubky o průměru 160 až 200 mm. Zde byste měli začít s experimenty.
Tvar a konfigurace lopatek jsou parametry, které závisí na průměru trubky, ze které jsou vyrobeny, na průměru větrného kola, na otáčkách vrtule a dalších konstrukčních charakteristikách. Abyste se neobtěžovali aerodynamickými výpočty, můžete použít hotovou tabulku, kterou její autor zveřejnil v odpovídajícím tématu našeho portálu. Umožní vám určit geometrii lopatek nahrazením vlastních hodnot ve výpočetní tabulce (průměr potrubí, otáčky vrtule atd.). d.).
Zvykl si na řezání elektrickou přímočarou pilou. Opravdu rychle a kvalitně. Poznámka: Ujistěte se, že na skládačce umístíte velkou volnou hru, aby se pilník nekousl nebo nezlomil.
Konstrukce axiálního generátoru
Při výběru mezi třífázovým nebo jednofázovým generátorem je lepší rozhodnout se pro první možnost. Třífázový zdroj proudu je méně náchylný na vibrace, ke kterým dochází v důsledku nerovnoměrného zatížení a umožňuje vám získat konstantní výkon při stejné rychlosti rotoru.
Jednofázové generátory vítr by neměly být: testovány a dlouho byly ověřeny v praxi. Pouze ve třech fázích můžete získat slušné generátory.
Vypočtené parametry generátoru, o kterých jsme říkali v našem předešlém materiálu, jsou určeny současným potřebám elektřiny. A za účelem v praxi odpovídají objemu generovaného výkonu, konstrukce axiálního generátoru musí splňovat určité požadavky:
Zvýšení vzdálenosti mezi dvěma sousedními magnety povede k nerovnoměrné generaci výkonu. Je možné tuto vzdálenost snížit, ale ještě lépe, dodržujte optimální parametry.
Mylně činí vzdálenost mezi magnety rovnou polovině šířky magnetu. Jedna osoba měla pravdu, když řekl, že vzdálenost by neměla být menší než šířka magnetu.
Pokud nemáte ponořit do nudné teorie, pak okruh překrývání cívek axiálního generátoru permanentními magnety v praxi by měl vypadat takto.
V každém okamžiku času, stejné póly magnetů podobným způsobem překrývají vinutí cívek s oddělenou fází.
Takže v reálném životě: vše se shoduje s obrázkem téměř 100%, pouze cívky se ve formě liší.
Sekvence sestavy axiálního generátoru zvažuje příklad zařízení shromážděného Aleksei2011.
Tentokrát dělám axiální generátor disku. Průměr kotouče - 220 mm, magnety - 50 * 30 * 10 mm. Celkem - 16 magnetů (8 ks na disky). Cívky motální drát Ø1.06 mm 75 zatáčky. Cívky - 12 kusů.
Výroba statorů
Jak je vidět na fotografii, cívky mají podobu podobné podlouhlému poklesu vody. To se děje tak, že směr pohybu magnetů byl kolmý na dlouhou stranu cívky (zde bylo indukováno maximální EDC).
Pokud se použijí kulaté magnety, vnitřní průměr cívky musí přibližně odpovídat průměr magnetu. Pokud se použijí čtvercové magnety, musí být konfigurace sběrnice cívky zabudována takovým způsobem, že magnety překrývají přímé řezy otáček. Instalace delších magnetů nedává velký smysl, protože maximální hodnoty EMF se vyskytují pouze na oblastech vodiče, které jsou umístěny kolmo ke směru pohybu magnetického pole.
Výroba statoru začíná navíjecí cívky. Cívky jsou nejjednodušší větru na předklízeném vzoru. Šablony jsou velmi odlišné: od malých rukou pro miniaturní domácí stroje.
Cívky každé jednotlivé fáze jsou spojeny v sérii: Konec první cívky je spojen se začátkem čtvrtého, konec čtvrtého - se začátkem sedmého a t. D.
Připomeňme, že při připojování fází podle "hvězdy" schématu jsou konce vinutí (fází) zařízení připojeny k jednomu společnému uzlu, který bude generátor neutrální. Ve stejné době, tři volné vodiče (začátek každé fáze) jsou připojeny k třífázové diodové mostě.
Když se všechny cívky shromažďují v jediném schématu, můžete připravit formulář pod vyplněním statoru. Poté ponořte celou elektrickou část a nalijte epoxidovou pryskyřici.
Další, položte fotografii hotového statoru. Nalil obyčejnou epoxidovou pryskyřici. Zdola a na vrcholu vláknitých vláken. Průměr vnějšího statoru - 280 mm, vnitřní otvor - 70 mm.
Výroba rotoru pro axiální
Nejčastěji domácí axiální generátory jsou založeny na automobilovém rozbočovači a brzdových kotoucích kompatibilních s ním (můžete použít domácí kovové disky, jako aleksei2011). Schéma bude další.
V tomto případě je průměr statoru větší než průměr rotoru. To vám umožní připojit stator k rámu generátoru větru pomocí kovových skvrn.
Study pro upevnění Stator M6 stojanu (v množství 3 kusů). Je to výhradně pro test generátoru. Následně bude 6 kusů (M8). Myslím, že pro generátor této moci to bude dost.
V některých případech je statorový disk připojen k pevné ose generátoru. Takový přístup vám umožňuje vytvořit design generátoru méně rozměrní, ale principy zařízení se z toho nezmění.
Naproti magnetům by měly být zaslány navzájem s různými póly: Pokud magnet apeluje na stav generátoru do fáze generátoru s jižním pólem "S", pak by měl být osloven opačný magnet, který se nachází na druhém disku. na stator pól "n". Současně musí být identifikovány také magnety umístěné v blízkosti stejného disku Multidirectional.
Síla magnetického pole, které vytvářejí neodymové magnety, je poměrně velká. Proto nastavte vzdálenost mezi statorovými disky a rotorem generátoru by měl být pomocí spikovače závitového spojení.
Jedná se o variantu konstrukce, ve které je průměr rotoru větší než průměr statoru. Stator v tomto případě je připojen ke stacionární ose zařízení.
Také pro úpravu vzdálenosti mezi disky, můžete použít distanční rukávy (nebo podložky), které jsou instalovány na pevné ose generátoru.
Vzdálenost mezi magnety a statorem by měla být minimální (1 ... 2 mm). Lepidlo magnety na generátorových discích mohou být obyčejný SuperClaim. Je správnější provádět nálepku magnetů pomocí předem připraveného vzoru (například z překližky).
To je to, co předběžné zkoušky generátoru provedené uživatelem ALEKSEI2011 pomocí šroubováku: při 310 RP z přístroje 42 voltů byly odstraněny ze zařízení (připojení - hvězda). Z jedné fáze se otočí o 22 voltů. Odhadovaný odpor stejné fáze - 0.95 oh. Po připojení AKB byl šroubovák schopen propagovat generátor na 170 ot / min, nabíjecí proud ve stejnou dobu byl 3.1a.
Po dlouhých experimentech, které byly spojeny s modernizací pracovního šroubu a dalších méně rozsáhlých zlepšení, generátor prokázal své maximální vlastnosti.
A konečně, vítr k nám přišel, a stanovil jsem maximální výkon větrného mlýna: vítr zesílil a impulsy dosáhly 12-4m / s. Maximální pevný výkon - 476 wattů. S větrem 10m / s větrným mlýnem produkuje asi 300 wattů.
Instalace větrné energie z automobilového generátoru
Populární řešení mezi lidmi praktikující výrobu Veu s vlastními rukama je remisi automobilového generátoru za alternativních potřeb. I přes celou atraktivitu takového podniku je třeba poznamenat, že automobilový generátor ve formě, ve kterém je instalován na motoru vozidla, je poměrně problematický, který se používá jako součást instalace větrné energie. Řekni mi proč:
Převedený autogenterátor (pro magnety) má právo na život. Mám dva takové. Ve větru, 8 m / s s dvoumetrovými šrouby dávají poctivých 300 wattů.
Změna automobilového generátoru pod VEU vyžaduje určitou dovednost. Proto je žádoucí začít, mít zkušenost s převíjením asynchronních motorů nebo generátorů se standardním válcovým statorem (a dalšími, pokud je to žádoucí, lze změnit na alternativní nastavení energie). Změna automobilového generátoru má své vlastní nuance. Bude mnohem snazší pochopit je, pokud se obrátíte na zkušenosti uživatelů, kteří se podařilo dosáhnout určitého úspěchu v této oblasti.
Ochrana kabelů před kroucením
Jak víte, vítr nemá trvalý směr. A pokud váš generátor větru se otáčí kolem své osy, jako je pluger, pak bez dalších opatření pro ochranu kabelu, který pochází z generátoru větru na jiné prvky systému, bude rychle otočit a během několika dnů bude nepoužitelný. Přinášíme vaši pozornost několika způsoby, jak chránit před těmito problémy.
Metoda První: Odnímatelné připojení
Nejjednodušší, ale zcela nepraktický způsob ochrany spočívá v instalaci zástrčkového kabelu. Konektor vám umožní rozluštit zvlněný kabel ručně vypnutím větrného generátoru ze systému.
Vím, že některé níže dáme něco jako zástrčka s elektrickou zásuvkou. Utáhněte kabel - odpojen od výstupu. Pak - povýšen a uvízl zástrčku zpět. A stožár není nutný a proudy nejsou potřeba. Četl jsem to na domácím fóru větrných mlýnů. Soudí slovy autora, vše funguje a neotáčejí kabel příliš často.
Metoda Second: Použití pevného kabelu
Někteří uživatelé doporučují připojit se k tloušťce generátoru, elastických a tvrdých kabelů (například svařování). Metoda, na první pohled, nespolehlivý, ale má právo na život.
Na jedné stránce: Naše metoda ochrany je používat svařovací kabel s tvrdým pryžovým povlakem. Problém kroucených drátů v konstrukci malých větrných turbín je silně přepsán a svařovací kabel # 4 ... # 6 má speciální kvality: tuhý guma nedává kabel ke zkroucení a zabrání větrnému mlýnu ve stejném směru.
Metoda tři: Instalace proudových sběrných kroužků
Podle našeho názoru pomůže pouze instalace speciálních proudových sběrných prstenců plně chránit kabel před kroucením. To je způsob ochrany prováděné v návrhu svého generátoru větru Mikhail 26.
Ochrana větrného generátoru před bouří
Mluvíme o ochraně zařízení od hurikánů a silných větrných nárazů. V praxi je implementován dvěma způsoby:
První metoda je založena na připojení zátěžové elektrické zátěže k větrnému generátoru. Už jsme o tom mluvili v jednom z předchozích článků.
Druhý způsob spočívá v instalaci skládací ocasní plochy, která umožňuje při nominální síle větru nasměrovat vrtuli proti proudu větru a při bouřce naopak vrtuli vyjmout z větru.
Ochrana skládání ocasu probíhá následovně.
Když vítr zeslábne, ocas se vlastní vahou vrátí do původní polohy a otočí šroub směrem k větru. Aby se ocas vrátil do své původní polohy bez přídavných pružin, používá se otočný mechanismus se šikmým čepem (závěsem), který je instalován na ose otáčení ocasu.
Osa rotace ocasu je nakloněna: 20° vzhledem k vertikální ose a 45° vzhledem k horizontální ose.
Aby mechanismus mohl plnit svou hlavní funkci, musí být osa stožáru v určité vzdálenosti od osy otáčení turbíny (optimálně - 10 cm).
Aby se v případě prudkých poryvů větru nevyvinul ocas a nespadl pod vrtuli, musí být na obou stranách mechanismu navařeny omezovače.
Excelová tabulka s hotovými vzorci vám pomůže vypočítat rozměry ocasu a jejich závislost na dalších parametrech větrné turbíny. V něm je oblast proměnných hodnot označena žlutě.
Optimální ocasní plocha je 15 % ... 20 % plochy větrné turbíny.
Vaše pozornost je věnována nejběžnější variantě mechanické ochrany větrného generátoru. V té či oné podobě jej v praxi úspěšně využívají uživatelé našeho portálu.
V bouřce je třeba vrtuli zpomalit vytažením z větru. Například, když je vítr příliš silný, větrný mlýn se převrhne se zvednutou vrtulí. Není to nejlepší volba, protože návrat do pracovní polohy je doprovázen znatelným úderem. Deset let se ale větrný mlýn nerozbil.
Několik slov o správné instalaci větrného generátoru
Při volbě umístění a výšky stožáru, která by byla optimální pro instalaci větrné turbíny, byste se měli zaměřit na různé faktory: doporučenou výšku, přítomnost překážek v blízkosti větrné turbíny a také vlastní pozorování a měření.
Aby bylo možné vypočítat optimální výšku stožáru pro domácí větrnou turbínu, je nutné do výšky nejbližší překážky (stromu, budovy atd.). d.), který se nachází v okruhu 100 metrů od stožáru větrného mlýna, přidejte dalších 10 metrů. Tímto způsobem získáte výšku spodního bodu větrného kola.
Například v USA je minimální doporučená výška stožáru pro větrnou turbínu o výkonu několika kW 15 m, ale čím vyšší, tím lepší. Spodní část větrné turbíny musí být alespoň 10 m nad nejbližší nejvyšší překážkou. Samozřejmě je nejprve nutné provést průzkum prostoru a zvolit optimální výšku stožáru. Pouze velmi zkušený odborník to může udělat od oka. Ve všech ostatních případech by měla být provedena pečlivá měření do jednoho roku (alespoň).
V procesu instalace domácích větrných turbín se teorie velmi často liší od praxe, proto mají domácí stožáry v průměru výšku 6 až 12 metrů. Hlavní výhodou podomácku vyrobených věží (stožárů) je, že pokud některé parametry nevyhovují vašim potřebám, lze design, rozměry a montážní výšku kdykoli změnit.
Před prováděním svářečských prací souvisejících s opravou nebo modernizací konstrukce musí být generátor vypnut a odstraněn ze stožáru. V opačném případě mohou permanentní magnety pod vlivem svařovacích proudů selhat (demagnetizovat).
Bohaté uživatelské zkušenosti věnované vytváření domácích větrných turbín jsou shromážděny v jedné ze sekcí našeho stavebního portálu. Pokud máte vážný zájem o alternativní energii, doporučujeme vám přečíst si článek o organizaci systému napájení založeného na domácích solárních panelech (bateriích). Jistě vás také bude zajímat krátké video o vlastnostech správné konstrukce výkonného a funkčního napájecího systému pro venkovský dům, který je podle klasického schématu připojen ke standardní trafostanici.
