Kaip patiems pasidaryti reaktyvinį generatorių. Kaip pasidaryti naminį generatorių iš asinchroninio variklio

Deja, vidaus energijos tiekimo organizacijos nesilaiko savo žodžio. Jų su vartotojais pasirašytos sutartys yra bevertės. Elektros tiekimas už didžiųjų miestų ribų yra nenuoseklus, tiekiamos srovės kokybė žema (turima omenyje įtampa), todėl mažų miestelių ir kaimų gyventojai visada turi sandėlyje žvakių ir žibalinių lempų, o pažangiausi montuoja benzininius elektros generatorius. Šiame straipsnyje bus pasiūlyta dar viena galimybė, kurią parodys klausimas, kaip savo rankomis pasidaryti elektros generatorių? Pažvelkime į vieną šio įrenginio versiją.

Elektros generatorius iš važiuojančio traktoriaus

Priemiesčių kaimų gyventojai jau seniai naudojasi važiuojančiais traktoriais. Juk šiandien tai, galima sakyti, yra patikimiausias asistentas, be kurio neįmanoma atlikti darbų sode ar sode. Tiesa, kaip ir visi tokio tipo įrankiai, važiuojantis traktorius sugenda. Jį galima atkurti, tačiau, kaip rodo praktika, geriau nusipirkti naują.

Instrumento savininkai neskuba su juo atsisveikinti, todėl turi kiekvienas savininkas kaimo namas Spintoje yra vienas senas egzempliorius. Jį bus galima panaudoti kuriant 220/380 voltų įtampos elektros generatorių. Jis sukurs sukimo momentą srovės generatoriui, kuris gali būti naudojamas kaip įprastas asinchroninis variklis. Tokiu atveju tai bus būtina galingas elektros variklis(ne mažiau 15 kW, kai veleno sukimosi dažnis 800-1600 aps./min.). Kodėl elektros variklis toks galingas?


Daryk naminis generatorius porai lempučių nėra prasmės, nes sprendžiamas kaimo namo visiško aprūpinimo elektra klausimas. Tačiau su mažos galios elektros varikliu negalėsite gauti pakankamai elektros energijos. Nors viskas priklauso nuo bendros buitinės technikos galios ir namo apšvietimo. Juk į maži vasarnamiai Nėra nieko, išskyrus šaldytuvą su televizoriumi. Todėl patarimas – pirmiausia skaičiuoti namo galią, tada rinktis elektros variklį-generatorių.

Elektros generatoriaus surinkimas

Taigi, norėdami savo rankomis surinkti 220 voltų benzininį generatorių, ant to paties rėmo turite sumontuoti važiuojantį traktorių ir elektros variklį, kad jų velenai būtų lygiagrečiai. Reikalas tas, kad sukimasis iš važiuojančio traktoriaus į elektros variklį bus perduodamas dviem skriemuliais. Vienas bus montuojamas ant benzininio variklio veleno, antrasis – ant elektrinio. Tokiu atveju būtina pasirinkti teisingus skriemulio skersmenis. Būtent šie matmenys lemia sukimosi greitį elektrinis variklis. Šis indikatorius turi būti lygus vardiniam, kuris nurodytas įrangos etiketėje. Nedidelis 10–15 % nuokrypis į viršų yra sveikintinas.

Kai bus baigta mechaninė surinkimo dalis, bus sumontuoti diržu sujungti skriemuliai, galite pereiti prie elektrinės dalies.


  • Pirma, elektros variklio apvijos sujungiamos žvaigždute.
  • Antra, prie kiekvienos apvijos prijungti kondensatoriai turi sudaryti trikampį.
  • Trečia, įtampa tokioje grandinėje pašalinama tarp apvijos galo ir vidurio taško. Būtent čia gaunama 220 voltų srovė, o tarp apvijų - 380 voltų.

Dėmesio! Elektros grandinėje sumontuoti kondensatoriai turi būti vienodos talpos. Šiuo atveju talpos dydis parenkamas priklausomai nuo elektros variklio galios. Būtent šis santykis palaikys teisingą paties srovės generatoriaus veikimą, o ypač jo paleidimą.

Norėdami gauti informacijos, pateikiame variklio galios ir kondensatoriaus talpos santykį:

  • 2 kW – 60 µF.
  • 5 kW – 140 µF.
  • 10 kW – 250 µF.
  • 15 kW – 350 µF.

Atkreipkite dėmesį į kai kuriuos naudingus ekspertų patarimus.

  • Jei elektros variklis įkaista, kondensatorius reikia pakeisti sumažintos talpos elementais.
  • Paprastai naminiams elektros generatoriams naudojami kondensatoriai, kurių įtampa ne mažesnė kaip 400 voltų.
  • Paprastai varžinei apkrovai užtenka vieno kondensatoriaus.
  • Jei namams maitinti reikia naudoti visas tris elektros variklio fazes, tuomet tinkle būtina įrengti trifazį transformatorių.

Ir vieną akimirką. Jei susiduriate su problema, kaip organizuoti šildymą naudojant naminį elektros generatorių, variklis iš važiuojančio traktoriaus čia bus mažas (tai yra įrenginio galia). Geriausias variantas yra variklis iš automobilio, pavyzdžiui, iš Oka ar Žiguli. Daugelis gali pasakyti, kad tokia įranga kainuos gana centą. Nieko panašaus. Šiandien naudotą automobilį galite įsigyti vos už centus, todėl išlaidos bus minimalios.

Privalumai ir trūkumai

Taigi, kokie yra šio įrenginio pranašumai:

  • Guodžiatės mintimi, kad tai padarėte patys. Tai yra, jūs didžiuojatės savimi.
  • Finansinės išlaidos sumažinamos iki minimumo. Naminis įrenginys kainuos daug pigiau nei jo gamyklinis atitikmuo.
  • Jei visi surinkimo etapai atliekami teisingai, tada savo rankomis surinkta elektros įranga gali būti laikoma patikima ir gana produktyvi.

Keletas neigiamų šio tipo įrenginių aspektų.

  • Jei esate naujokas elektros srityje arba bandote pagaminti srovės generatorių, nesigilindami į visas surinkimo subtilybes ir niuansus, jums nepavyks. Jūsų išleistas laikas ir pinigai bus laikomi iššvaistytais.

Iš esmės tai yra vienintelis trūkumas, kuris įkvepia optimizmo.

Kiti elektros generatorių dizainai

Benzino pasirinkimas nėra vienintelis. Galite priversti variklio veleną pasukti Skirtingi keliai. Pavyzdžiui, naudojant vėjo malūną arba vandens siurblį. Ne pačios paprasčiausios konstrukcijos, bet būtent jos leidžia atsiriboti nuo energijos vartojimo benzino pavidalu.

Pavyzdžiui, surinkti hidrogeneratorių savo rankomis taip pat nėra sunku. Jei šalia namo teka upė, jos vanduo gali būti naudojamas kaip jėga sukti veleną. Norėdami tai padaryti, jo kanale sumontuotas ratas su daugybe konteinerių. Naudojant šią konstrukciją, galima sukurti vandens srautą, kuris suktų turbiną, pritvirtintą prie elektros variklio veleno. Ir kuo didesnis kiekvieno konteinerio tūris, tuo dažniau jie montuojami (daugėja), tuo didesnė vandens srauto galia. Iš esmės tai yra tam tikras generatoriaus įtampos reguliatorius.


Su vėjo generatoriais viskas yra šiek tiek kitaip, nes vėjo apkrovos nėra pastovūs dydžiai. Vėjo malūno sukimasis, kuris perduodamas į elektros variklio veleną, turi būti reguliuojamas, priderinant jį prie reikiamo elektros variklio veleno greičio. Todėl šioje konstrukcijoje įtampos reguliatorius yra įprasta mechaninė pavarų dėžė. Bet čia, kaip sakoma, dviašmenis kardas. Jei vėjas sumažina gūsius, reikia paaukštintos pavarų dėžės, jei, priešingai, padidėja, reikia žemesnės pavarų dėžės. Tai yra vėjo energijos generatoriaus konstrukcijos sunkumas.

Išvada tema

Apibendrinant reikia suprasti, kad naminiai elektros generatoriai nėra panacėja. Geriau pasirūpinti, kad kaimas būtų nuolat aprūpintas elektros. Tai sunku pasiekti, tačiau kompensaciją už nepatogumus galite gauti per teismą. O jau gauti pinigai bus skirti gamykliniam benzininiam generatoriui įsigyti. Tiesa, teks atsižvelgti į brangaus kuro (benzino) sąnaudas. Bet jei norite savo rankomis surinkti elektros generatorių, įsigilinkite į temą ir pabandykite.


Elektros srovės energija, patenkanti į asinchroninio variklio vidų, išeinant iš jo lengvai virsta judesio energija. Bet ką daryti, jei reikalinga atvirkštinė transformacija? Tokiu atveju galite sukurti naminį generatorių iš asinchroninio variklio. Jis veiks tik kitu režimu: elektra bus pradėta gaminti atliekant mechaninius darbus. Idealus sprendimas – paversti jį vėjo generatoriumi – laisvos energijos šaltiniu.

Eksperimentiškai įrodyta, kad magnetinį lauką sukuria kintamasis elektrinis laukas. Tai yra asinchroninio variklio veikimo principo pagrindas, kurio konstrukcija apima:

  • Kūnas yra tai, ką matome iš išorės;
  • Statorius yra stacionari elektros variklio dalis;
  • Rotorius yra varomas elementas.

Prie statoriaus pagrindinis elementas– apvija, kuriai taikoma kintamoji įtampa (veikimo principas ne ant nuolatinių magnetų, o ant magnetinio lauko, kurį pažeidžia kintamoji elektra). Rotorius yra cilindras su angomis, į kurias įdedama apvija. Tačiau į ją patenkanti srovė turi priešingą kryptį. Dėl to susidaro du kintamieji elektriniai laukai. Kiekvienas iš jų sukuria magnetinį lauką, kuris pradeda sąveikauti vienas su kitu. Tačiau statoriaus konstrukcija yra tokia, kad jis negali judėti. Todėl dviejų magnetinių laukų sąveikos rezultatas yra rotoriaus sukimasis.

Elektros generatoriaus konstrukcija ir veikimo principas

Eksperimentai taip pat patvirtina, kad magnetinis laukas sukuria kintamąjį elektrinis laukas. Žemiau yra diagrama, kuri aiškiai iliustruoja generatoriaus veikimo principą.

Jei metalinis karkasas bus pastatytas ir sukamas magnetiniame lauke, į jį prasiskverbiantis magnetinis srautas pradės keistis. Tai sukels indukuotos srovės susidarymą rėmo viduje. Jei prijungiate galus prie srovės vartotojo, pavyzdžiui, prie elektros lempos, galite stebėti jos švytėjimą. Tai rodo, kad mechaninė energija, sunaudojama sukant rėmą viduje magnetinis laukas, virto elektros energija, kuri padėjo uždegti lempą.

Struktūriškai elektros generatorius susideda iš tų pačių dalių kaip ir elektros variklis: korpuso, statoriaus ir rotoriaus. Skirtumas slypi tik veikimo principe. Rotorių varo magnetinis laukas, kurį sukuria statoriaus apvijoje esantis elektrinis laukas. O statoriaus apvijoje atsiranda elektros srovė dėl į ją prasiskverbiančio magnetinio srauto pasikeitimo, dėl priverstinio rotoriaus sukimosi.

Nuo elektros variklio iki elektros generatoriaus

Žmogaus gyvenimas šiandien neįsivaizduojamas be elektros. Todėl visur statomos elektrinės, vandens, vėjo ir atomų branduolių energiją paverčiančios elektros energija. Jis tapo universalus, nes gali būti paverstas judėjimo, šilumos ir šviesos energija. Tai tapo masinio elektros variklių plitimo priežastimi. Elektros generatoriai mažiau populiarūs, nes valstybė elektrą tiekia centralizuotai. Bet vis tiek kartais nutinka taip, kad nėra elektros ir nėra iš kur jos gauti. Tokiu atveju jums padės generatorius iš asinchroninio variklio.

Jau minėjome aukščiau, kad elektros generatorius ir variklis yra struktūriškai panašūs vienas į kitą. Tai kelia klausimą: ar įmanoma šį technologijų stebuklą panaudoti tiek kaip mechaninės, tiek kaip elektros energijos šaltinį? Pasirodo, tai įmanoma. Ir mes jums pasakysime, kaip savo rankomis paversti variklį srovės šaltiniu.

Perdirbimo prasmė

Jei jums reikia elektros generatoriaus, kam jį gaminti iš variklio, jei galite nusipirkti naujos įrangos? Tačiau kokybiška elektros įranga – nepigus malonumas. Ir jei turite variklį, kuris šiuo metu nenaudojamas, kodėl jo nepanaudojus? Paprastomis manipuliacijomis ir minimalios išlaidos gausite puikų srovės šaltinį, galintį maitinti įrenginius su aktyviomis apkrovomis. Tai kompiuterinė, elektroninė ir radijo įranga, paprastos lempos, šildytuvai ir suvirinimo keitikliai.

Tačiau taupymas nėra vienintelis privalumas. Elektros srovės generatoriaus, pagaminto iš asinchroninio elektros variklio, privalumai:

  • Konstrukcija paprastesnė nei sinchroninio analogo;
  • Maksimali vidaus apsauga nuo drėgmės ir dulkių;
  • Didelis atsparumas perkrovoms ir trumpiesiems jungimams;
  • Beveik visiškas netiesinių iškraipymų nebuvimas;
  • Klirenso koeficientas (vertė, išreiškianti netolygų rotoriaus sukimąsi) ne daugiau kaip 2 %;
  • Apvijos eksploatacijos metu yra statinės, todėl ilgai nesusidėvi, ilgėja jų tarnavimo laikas;
  • Pagaminta elektra iš karto turi 220V arba 380V įtampą, priklausomai nuo to, kokį variklį nuspręsite konvertuoti: vienfazį ar trifazį. Tai reiškia, kad srovės vartotojus galima tiesiogiai prijungti prie generatoriaus, be keitiklių.

Net jei elektros generatorius negali visiškai patenkinti jūsų poreikių, jį galima naudoti kartu su centralizuotu maitinimo šaltiniu. Šiuo atveju vėl kalbame apie taupymą: teks mokėti mažiau. Nauda bus išreikšta skirtumu, gautu iš suvartotos elektros kiekio atėmus pagamintą elektros energiją.

Ko reikia pertvarkymui?

Norėdami savo rankomis pagaminti generatorių iš asinchroninio variklio, pirmiausia turite suprasti, kas trukdo elektros energijai paversti mechanine energija. Prisiminkime, kad indukcinei srovei susidaryti būtinas magnetinio lauko, kuris keičiasi laikui bėgant, buvimas. Kai įranga veikia variklio režimu, ji sukuriama tiek statoriuje, tiek rotoriuje dėl maitinimo iš tinklo. Įjungus įrangą į generatoriaus režimą, paaiškėja, kad magnetinio lauko visai nėra. Iš kur jis?

Įrenginiams veikiant variklio režimu, rotorius išlaiko likutinį įmagnetinimą. Būtent ši jėga sukelia indukuotą srovę statoriuje dėl priverstinio sukimosi. O kad magnetinis laukas būtų išlaikytas, reikės sumontuoti kondensatorius, kurie teka talpinę srovę. Būtent jis išlaikys įmagnetinimą dėl savaiminio sužadinimo.

Išsprendėme klausimą, iš kur atsirado pradinis magnetinis laukas. Bet kaip paleisti rotorių? Žinoma, jei sukate jį savo rankomis, galite maitinti nedidelę lemputę. Tačiau vargu ar rezultatas jus tenkins. Idealus sprendimas yra paversti variklį vėjo generatoriumi arba vėjo malūnu.

Taip vadinamas įrenginys, kuris vėjo kinetinę energiją paverčia mechanine, o vėliau – elektrine. Vėjo generatoriuose sumontuotos mentės, kurios juda, kai susitinka vėją. Jie gali suktis tiek vertikalioje, tiek horizontalioje plokštumose.

Nuo teorijos iki praktikos

Sukurkime vėjo generatorių iš variklio savo rankomis. Kad būtų lengviau suprasti, prie instrukcijų pridedamos diagramos ir vaizdo įrašai. Jums reikės:

  • Prietaisas vėjo energijai perduoti į rotorių;
  • Kondensatoriai kiekvienai statoriaus apvijai.

Sunku suformuluoti taisyklę, pagal kurią pirmą kartą galėtumėte pasirinkti vėjo gaudytuvą. Čia reikia vadovautis tuo, kad kai įranga veikia generatoriaus režimu, rotoriaus greitis turėtų būti 10% didesnis nei veikiant kaip variklis. Reikia atsižvelgti ne į vardinį dažnį, o į tuščiosios eigos greitį. Pavyzdys: vardinis dažnis yra 1000 aps./min., o tuščiosios eigos režimu – 1400. Tada norint generuoti srovę reikės maždaug 1540 aps./min. dažnio.

Kondensatorių pasirinkimas pagal talpą atliekamas pagal formulę:

C yra reikalinga talpa. Q – rotoriaus sukimosi greitis apsisukimais per minutę. P yra skaičius „pi“, lygus 3,14. f – fazės dažnis (pastovi reikšmė Rusijoje, lygi 50 hercų). U – tinklo įtampa (220, jei viena fazė, ir 380, jei trys).

Skaičiavimo pavyzdys : Trifazis rotorius sukasi 2500 aps./min. TadaC = 2500/(2*3.14*50*380*380)=56 µF.

Dėmesio! Nesirinkite talpyklos, didesnės nei apskaičiuota vertė. Priešingu atveju aktyvusis pasipriešinimas bus didelis, o tai sukels generatoriaus perkaitimą. Tai taip pat gali atsitikti, kai įrenginys paleidžiamas be apkrovos. Tokiu atveju bus naudinga sumažinti kondensatoriaus talpą. Kad būtų lengva tai padaryti patiems, talpyklą dėkite ne kaip visą, o kaip surenkamą. Pavyzdžiui, 60 μF gali būti sudarytas iš 6 10 μF dalių, sujungtų lygiagrečiai viena su kita.

Kaip prisijungti?

Pažiūrėkime, kaip pagaminti generatorių iš asinchroninio variklio, naudodami trifazio variklio pavyzdį:

  1. Prijunkite veleną prie įrenginio, kuris sukasi rotorių naudodamas vėjo energiją;
  2. Sujunkite kondensatorius trikampio raštu, kurio viršūnės sujungtos su žvaigždės galais arba statoriaus trikampio viršūnėmis (priklausomai nuo apvijos jungties tipo);
  3. Jei išėjime reikalinga 220 voltų įtampa, sujunkite statoriaus apvijas trikampiu (pirmosios apvijos pabaiga su antrosios pradžia, antrosios pabaiga su trečios pradžia, trečios pabaiga su pirmosios pradžia);
  4. Jei reikia maitinti įrenginius nuo 380 voltų, tada statoriaus apvijų prijungimui tinka žvaigždės grandinė. Norėdami tai padaryti, sujunkite visų apvijų pradžią, o galus prijunkite prie atitinkamų talpyklų.

Žingsnis po žingsnio instrukcijos, kaip savo rankomis pasidaryti mažos galios vienfazį vėjo generatorių:

  1. Išimkite elektros variklį iš senos skalbimo mašinos;
  2. Nustatykite darbo apviją ir lygiagrečiai su ja prijunkite kondensatorių;
  3. Įsitikinkite, kad rotorius sukasi naudojant vėjo energiją.

Jūs gausite vėjo malūną, kaip ir vaizdo įraše, ir jis gamins 220 voltų.

Elektros prietaisams, maitinamiems iš nuolatinė srovė, papildomai reikės sumontuoti lygintuvą. O jei jus domina maitinimo parametrų stebėjimas, prie išėjimo įdiekite ampermetrą ir voltmetrą.

Patarimas! Dėl nuolatinio vėjo trūkumo vėjo generatoriai kartais gali nustoti veikti arba neveikti visu pajėgumu. Todėl patogu organizuoti savo elektrinę. Norėdami tai padaryti, vėjuotu oru vėjo malūnas yra prijungtas prie akumuliatoriaus. Sukaupta elektros energija gali būti naudojama ramiu laikotarpiu.

Nuolatinis ir nenutrūkstamas elektros tiekimas namuose yra raktas į malonų ir patogų laisvalaikį bet kuriuo metų laiku. Organizuoti autonominis maitinimo šaltinis priemiesčio zona, teks griebtis mobiliųjų įrenginių – elektros generatorių, kurie pastaraisiais metais ypač populiarus dėl didelio įvairių pajėgumų asortimento.

Taikymo sritis

Daugelis žmonių domisi, kaip pasidaryti elektros generatorių vasarnamiui? Apie tai kalbėsime žemiau. Taikoma daugeliu atvejų asinchroninis generatorius kintamoji srovė, kuri gamins energiją elektros prietaisams valdyti. Asinchroniniame generatoriuje rotorių sukimosi greitis yra didesnis nei sinchroniniame generatoriuje ir efektyvumas bus didesnis.

Tačiau elektrinės atrado savo pritaikymą platesniame rate kaip puikią energijos gamybos priemonę, būtent:

  • Jie naudojami vėjo elektrinėse.
  • Naudojamas kaip suvirinimo mazgas.
  • Jie užtikrina autonominį elektros energijos palaikymą namuose, lygiai taip pat kaip miniatiūrinė hidroelektrinė.

Įrenginys įjungiamas naudojant gaunamą įtampą. Dažnai norint paleisti įrenginį, įrenginys yra prijungtas prie maitinimo, tačiau tai nėra visiškai logiška ir racionalus sprendimas mini stotelei, kuri pati turi gaminti elektrą, o ne suvartoti jos paleidimui. Todėl pastaraisiais metais aktyviai gaminami generatoriai su savaiminiu sužadinimu arba nuosekliu kondensatorių perjungimu.

Kaip veikia elektros generatorius?

Asinchroninis elektros generatorius gamina išteklius, jei variklio sukimosi greitis yra didesnis nei sinchroninio. Dažniausias generatorius veikia nuo 1500 aps./min.

Jis gamina energiją, jei rotorius veikia greičiau nei sinchroninis greitis paleidimo metu. Skirtumas tarp šių rodiklių vadinamas slydimu ir apskaičiuojamas procentais sinchroninio greičio atžvilgiu. Tačiau statoriaus greitis yra dar didesnis nei rotoriaus greitis. Dėl to susidaro įkrautų dalelių srautas, kuris keičia poliškumą.

Žiūrėkite vaizdo įrašą, kaip tai veikia:

Susijaudinęs prijungtas generatoriaus įrenginys perima sinchroninio greičio valdymą, savarankiškai valdydamas slydimą. Iš statoriaus išeinanti energija praeina per rotorių, tačiau aktyvioji galia jau persikėlė į statoriaus rites.

Pagrindinis elektros generatoriaus veikimo principas yra mechaninės energijos pavertimas elektros energija. Norint paleisti rotorių, kad būtų sukurta galia, reikalingas stiprus sukimo momentas. Tinkamiausias variantas, anot elektrikų, yra „amžina tuščioji eiga“, kuri išlaiko vieną sukimosi greitį, kol generatorius veikia.

Kodėl naudojamas asinchroninis generatorius?

Skirtingai nuo sinchroninio generatoriaus, asinchroninis turi daugybę privalumų ir trūkumų. Pagrindinis veiksnys renkantis asinchroninį variantą buvo mažas aiškus faktorius. Didelis aiškus faktorius apibūdina kiekybinį aukštesnių harmonikų buvimą išėjimo įtampoje. Jie sukelia nereikalingą variklio kaitinimą ir netolygų sukimąsi. Sinchroninių generatorių aiški koeficiento reikšmė yra 5-15%, asinchroniniuose ji neviršija 2%. Iš to išplaukia, kad asinchroninis energijos generatorius gamina tik naudingą energiją.

Šiek tiek apie asinchroninį generatorių ir jo prijungimą:

Ne mažiau reikšmingas šio tipo elektros generatoriaus pranašumas yra visiškas besisukančių apvijų ir elektroninių dalių, kurios yra jautrios pažeidimams ir išoriniams veiksniams, nebuvimas. Vadinasi, tokio tipo prietaisai nėra aktyviai nusidėvėję ir tarnaus ilgiau.

Kaip savo rankomis pasidaryti generatorių

Įrenginio asinchroninis kintamosios srovės generatorius

Asinchroninio elektros generatoriaus įsigijimas paprastam mūsų šalies gyventojui yra gana brangus malonumas. Todėl daugelis amatininkų imasi išspręsti problemą savarankiškas surinkimas aparatai. Veikimo principas, kaip ir dizainas, yra gana paprastas. Jei turite visus įrankius, surinkimas užtruks ne ilgiau kaip 1-2 valandas.

Pagal aukščiau apibrėžtą elektros generatoriaus veikimo principą, visa įranga turi būti sukonfigūruota taip, kad apsisukimai būtų didesni už variklio sūkius. Norėdami tai padaryti, turite prijungti variklį prie tinklo ir paleisti. Norėdami apskaičiuoti apsisukimų skaičių per minutę, naudokite tachometrą arba tachogeneratorių.

Nustatę variklio sukimosi greičio reikšmę, pridėkite prie jos 10%. Jei sukimosi greitis yra 1500 aps./min., generatorius turi veikti 1650 aps./min.

Dabar reikia perdaryti asinchroninį generatorių „sau“, naudojant reikiamos talpos kondensatorius. Norėdami nustatyti tipą ir talpą, naudokite šią etiketę:

Tikimės, kad jau aišku, kaip savo rankomis surinkti elektros generatorių, tačiau atkreipkite dėmesį: kondensatoriaus talpa neturėtų būti labai didelė, kitaip dyzeliniu kuru varomas generatorius labai įkais.

Sumontuokite kondensatorius pagal skaičiavimus. Įrengimas reikalauja nemažai dėmesio. Užtikrinkite gerą izoliaciją ir, jei reikia, naudokite specialias dangas.

Variklio bazėje baigiamas generatoriaus surinkimo procesas. Dabar jis jau gali būti naudojamas kaip būtinas energijos šaltinis. Atminkite, kad tuo atveju, kai įrenginys turi voverės narvelio rotorių ir sukuria gana rimtą įtampą, viršijančią 220 voltų, būtina sumontuoti žeminamąjį transformatorių, kuris stabilizuoja įtampą reikiamame lygyje. Atminkite, kad visi namuose esantys prietaisai veiktų, turi būti griežta naminio 220 voltų elektros generatoriaus įtampos kontrolė.

Žiūrėkite vaizdo įrašą, darbo etapus:

Generatoriui, kuris veiks maža galia, taupydami galite naudoti vienfazius asinchroninius variklius iš senų ar nereikalingų buitinių elektros prietaisų, pavyzdžiui, skalbimo mašinų, drenažo siurblių, vejapjovių, grandininių pjūklų ir kt. Tokių buitinių prietaisų varikliai turėtų būti prijungti lygiagrečiai su apvija. Kaip alternatyva gali būti naudojami fazės poslinkio kondensatoriai. Jie retai skiriasi reikiama galia, todėl ją reikės padidinti iki reikiamo lygio.

Tokie generatoriai labai gerai veikia, kai reikia maitinti elektros lemputes, modemus ir kitus nedidelius įrenginius su stabilia aktyvia įtampa. Turėdami tam tikrų žinių, galite prijungti elektros generatorių prie elektrinės viryklės ar šildytuvo.

Paruoštas darbui generatorius turi būti sumontuotas taip, kad jo nepaveiktų krituliai ir aplinką. Pasirūpinkite papildomu korpusu, kuris apsaugos įrenginį nuo nepalankių sąlygų.

Beveik kiekvienas asinchroninis generatorius, nesvarbu, ar tai būtų bešepetėlis, elektrinis, benzininis ar dyzelinis generatorius, jis laikomas įrenginiu, kurio pakanka aukštas lygis pavojų. Su tokia įranga elkitės labai atsargiai ir visada saugokite ją nuo išorinių oro sąlygų ir mechaninių poveikių arba padarykite jai korpusą.

Pažiūrėkime vaizdo įrašą, geras patarimas specialistas:

Bet kuriame autonominiame bloke turi būti įrengti specialūs matavimo prietaisai, kuri įrašys ir rodys našumo duomenis. Norėdami tai padaryti, galite naudoti tachometrą, voltmetrą ir dažnio matuoklį.

  • Kai tik įmanoma, generatorių aprūpinkite įjungimo/išjungimo mygtuku. Norėdami pradėti, galite naudoti rankinį paleidimą.
  • Kai kuriuos elektros generatorius prieš naudojant reikia įžeminti, atidžiai įvertinkite plotą ir pasirinkite montavimo vietą.
  • Mechaninę energiją paverčiant elektra, kartais koeficientas naudingas veiksmas gali nukristi iki 30 proc.
  • Jei nesate tikri savo jėgomis arba bijote ką nors padaryti ne taip, patariame įsigyti generatorių atitinkamoje parduotuvėje. Kartais rizika gali pasirodyti labai bloga...
  • Stebėkite asinchroninio generatoriaus temperatūrą ir jo šilumines sąlygas.

Rezultatai

Nepaisant to, kad juos lengva įdiegti, naminiai elektros generatoriai yra labai kruopštus darbas, kuriam reikia visiškai susikoncentruoti į dizainą ir teisingas ryšys. Surinkimas yra patartinas tik finansiniu požiūriu, jei jau turite veikiantį ir nereikalingą variklį. Priešingu atveju sumokėsite daugiau nei pusę jo kainos už pagrindinį įrengimo elementą, o bendros išlaidos gali gerokai viršyti rinkos vertė generatorius

Kaimo namuose ir vasarnamiuose dažnai nėra stacionarios elektros, todėl elektros generatoriai yra gana populiarūs. Kadangi tai toli gražu nėra pigus malonumas, daugelis meistrų bando pasigaminti šį įrenginį savo rankomis. Tačiau norint, kad jis visiškai susidorotų su jam paskirta užduotimi - aprūpinti namą elektra, būtina aiškiai suprasti įrenginio konstrukciją. Čia pateikiamos instrukcijos, kaip sukurti elektros generatorių savo rankomis namuose (įtrauktos vaizdo įrašo instrukcijos).

Elektros generatorius: taikymo sritys, veikimo principas

Šiandien kalbėsime apie asinchroninį elektros generatorių, nes jis turi nemažai privalumų, išskiriančių jį nuo klasikinio sinchroninio. Svarbiausias iš jų – žemas aiškus faktorius. Faktas yra tas, kad sinchroniniams generatoriams būdingas gana didelis kliringo koeficientas, kuriam būdingas didelis išėjimo įtampos aukštų harmonikų skaičius. Tai savo ruožtu veda prie nereikalingo prietaiso įkaitimo ir netolygaus variklio sukimosi.

„Pasidaryk pats“ asinchroninis elektros generatorius yra gana tinkamas naudoti kaimo namuose, tačiau jei kalbėsime apie pramoninį tokių prietaisų naudojimą, jie naudojami energijos gamybai vėjo jėgainėse, kaip suvirinimo agregatai arba kaip autonominė priemonė. palaikant elektrą name kartu su stacionaria šilumine elektrine .

Variklio įtaisas

Įrenginio veikimo principas yra gana paprastas, jei nenagrinėsite kiekvieno jo viduje vykstančio proceso atskirai. Generatorius veikia dėl magnetinės indukcijos reiškinio. Laidininkas praeina per elektrinį lauką (sukurtą dirbtinai) ir sukuria impulsą, kuris paverčiamas nuolatine srove.

Generatoriaus viduje yra variklis, kuris gamina elektrą pagal tokią schemą: variklio degimo kamerose deginamas kuras, iš kurio išsiskiria dujos, varančios alkūninį veleną. Tai savo ruožtu perduoda impulsą varomam velenui, kuris išėjimo metu sukuria tam tikrą energijos kiekį.

„Pasidaryk pats“ generatoriaus surinkimo procesas

Asinchroninio elektros generatoriaus surinkimas iš esmės nėra sudėtingas, jei į procesą žiūrite su visa atsakomybe. Pirmiausia turite surinkti visus konstrukcinius elementus, kurių prireiks prietaisui surinkti:

  • Variklis. Šis generatoriaus elementas gali būti pagamintas atskirai, tačiau procesas yra toks ilgas ir kruopštus, kad lengviau naudoti seną variklį buitinė technika(arba yra optimalus).
  • Statorius. Geriau pirkti pilnai surinktą statorių (jau su apvija).
  • Elektros laidai, be kurių reikės ir elektros juostos.
  • Transformatorius. Neprivalomas elementas, kurio reikia tik tada, kai išėjimo energija turi skirtingą galią.

Naudotas variklis

Prieš surinkimą apskaičiuojame būsimo generatoriaus galią. Norėdami tai padaryti, jums tereikia prijungti variklį prie tinklo ir naudoti tachometrą, kad nustatytumėte jo sukimosi greitį. Prie gautos vertės pridedame 10% (kompensacinė vertė, kuri neleis prietaisui perkaisti).

Patarimas. Kadangi generatorius yra tiesiogiai prijungtas prie elektros energijos gamybos, būtina jį įžeminti. To nebuvimas gali lemti ne tik greitą prietaiso susidėvėjimą, bet ir jo pavertimą gyvybei pavojingu prietaisu.

Apskaičiavę galią, parenkame tinkamus kondensatorius ir juos tam tikra seka sujungiame pagal vieną iš schemų, kurias galima laisvai rasti internete.

Kurdami elektros generatorių namuose būkite pasiruošę, kad jis (daugeliu atvejų) savo našumu negalės konkuruoti su gamykliniais modeliais. Pabandyti įgyvendinti idėją verta tik tais atvejais, kai:

  • turėti atitinkamų įgūdžių ir žinių elektronikos ir mechanikos srityje;
  • jau buvo sėkmingų bandymų sukurti tokius įrenginius;
  • po ranka turite visą reikiamą įrangą ir instrumentus tiksliems skaičiavimams atlikti;
  • turėti elektros schemų skaitymo patirties, taip pat mokėti atlikti skaičiavimus projektuojant elektros prietaisus.

Naminiai generatoriai tikrai turi tam tikrų privalumų, tarp kurių yra taupymas ir galimybė sukurti visiškai reikalavimus atitinkantį įrenginį.

Naminis generatorius nebus toks galingas kaip įsigytas

Tačiau tokie įrenginiai turi ir trūkumų:

  • didelė dažnų gedimų tikimybė, nes nėra sandarių tvirtinimo detalių tarp įrenginio konstrukcinių elementų;
  • galimas prietaiso galios apskaičiavimo netikslumas, dėl kurio įrenginio veikimo metu sumažės produktyvumas;
  • Norint sukurti efektyvų ir patikimą įrenginį, reikia tam tikrų žinių ir įgūdžių.

Patarimas. Norėdami padidinti įrenginio apsaugą nuo poveikio išoriniai veiksniai(o tai savo ruožtu išlaikys produktyvumą ilgas laikotarpis) jai patartina pastatyti specialų apsauginį apvalkalą.

Ir galiausiai keletas naudingų patarimų dėl kompetentingo asinchroninio generatoriaus veikimo. Pirma, generatoriaus įrenginį geriau aprūpinti „įjungimo / išjungimo“ mygtuku. (jei įmanoma). Antra, prietaiso temperatūra turi būti periodiškai stebima, kad būtų išvengta perkaitimo. Trečia, kadangi kuriamas įrenginys neturi automatinių elementų, jo veikimo metu reikės periodiškai naudoti tachometrą, voltmetrą ir ampermetrą.

Kaip matote, iš esmės sukurti generatorių namuose nėra taip sunku, ypač jei yra pagrindiniai jo konstrukciniai elementai. Klausimas yra tokių įrenginių tinkamumas. Finansiniu požiūriu tai gali būti naudinga tik vienu atveju: jei po ranka turite naudotą veikiantį variklį. Bet kokiu atveju verta pabandyti. Sėkmės!

Rusija vėjo energijos išteklių atžvilgiu užima dvejopą poziciją. Viena vertus, dėl didžiulio bendro ploto ir plokščių plotų gausos vėjas apskritai yra stiprus ir dažniausiai tolygus. Kita vertus, mūsų vėjai dažniausiai yra mažo potencialo ir lėti, žr. Trečia, retai apgyvendintose vietovėse pučia stiprūs vėjai. Remiantis tuo, užduotis įrengti vėjo generatorių ūkyje yra gana aktuali. Tačiau norint apsispręsti, ar pirkti gana brangų įrenginį, ar pasigaminti jį patiems, reikia gerai apgalvoti, kokį tipą (o jų yra labai daug) kokiam tikslui pasirinkti.

Pagrindinės sąvokos

  1. KIEV – vėjo energijos panaudojimo koeficientas. Kai naudojamas skaičiuojant plokščio vėjo mechaninį modelį (žr. toliau), jis yra lygus vėjo jėgainės rotoriaus efektyvumui (WPU).
  2. Efektyvumas – APU efektyvumas nuo galo iki galo, nuo atvažiuojančio vėjo iki elektros generatoriaus gnybtų arba į baką pumpuojamo vandens kiekio.
  3. Minimalus darbinis vėjo greitis (MRS) – tai greitis, kuriuo vėjo malūnas pradeda tiekti srovę apkrovai.
  4. Didžiausias leistinas vėjo greitis (MAS) – tai greitis, kai sustoja energijos gamyba: automatika arba išjungia generatorių, arba įkiša rotorių į vėtrungę, arba sulenkia ir paslepia, arba sustoja pats rotorius, arba APU. yra tiesiog sunaikintas.
  5. Pradinis vėjo greitis (SW) - tokiu greičiu rotorius gali suktis be apkrovos, suktis ir pereiti į darbo režimą, po kurio galima įjungti generatorių.
  6. Neigiamas paleidimo greitis (OSS) – tai reiškia, kad APU (arba vėjo turbina – vėjo jėgainė, arba WEA, vėjo jėgainė), norint paleisti bet kokiu vėjo greičiu, reikalingas privalomas išorinio energijos šaltinio pasukimas.
  7. Pradinis (pradinis) sukimo momentas yra rotoriaus, priverstinai stabdomo oro sraute, gebėjimas sukurti sukimo momentą ant veleno.
  8. Vėjo turbina (WM) yra APU dalis nuo rotoriaus iki generatoriaus, siurblio ar kito energijos vartotojo veleno.
  9. Rotorinis vėjo generatorius – APU, kuriame vėjo energija paverčiama sukimo momentu ant galios kilimo veleno, sukant rotorių oro sraute.
  10. Rotoriaus darbinių greičių diapazonas yra skirtumas tarp MMF ir MRS, kai dirbama vardine apkrova.
  11. Mažo greičio vėjo malūnas - jame tiesinis rotoriaus dalių greitis sraute neviršija vėjo greičio arba yra mažesnis už jį. Dinaminis srauto slėgis tiesiogiai paverčiamas ašmenų trauka.
  12. Didelio greičio vėjo malūnas – linijinis menčių greitis yra žymiai (iki 20 ir daugiau kartų) didesnis už vėjo greitį, o rotorius formuoja savo oro cirkuliaciją. Srauto energijos pavertimo trauka ciklas yra sudėtingas.

Pastabos:

  1. Mažo greičio APU, kaip taisyklė, KIEV yra mažesnis nei greitųjų, tačiau jų paleidimo sukimo momentas yra pakankamas generatoriui sukti aukštyn neatjungiant apkrovos ir nulinis TAC, t.y. Visiškai savaime paleidžiamas ir tinkamas naudoti esant silpniausiam vėjui.
  2. Lėtumas ir greitis yra santykinės sąvokos. Buitinis vėjo malūnas, esantis 300 aps./min., gali būti mažo greičio, tačiau galingi „EuroWind“ tipo APU, iš kurių surenkami vėjo jėgainių ir vėjo jėgainių laukai (žr. pav.) ir kurių rotoriai siekia apie 10 aps./min., yra didelės spartos, nes Esant tokiam skersmeniui, linijinis menčių greitis ir jų aerodinamika didžiojoje tarpo dalyje yra gana „panašūs į lėktuvą“, žr. toliau.

Kokio generatoriaus reikia?

Elektrinis generatorius vėjo malūnui buitiniam naudojimui turi gaminti elektros energiją plačiu sukimosi greičių diapazonu ir turėti galimybę savarankiškai įsijungti be automatikos ir išorinių šaltinių mityba. Naudojant APU su OSS (spin-up wind turbines), kurios, kaip taisyklė, turi aukštą KIEV ir efektyvumą, jis taip pat turi būti grįžtamasis, t.y. mokėti dirbti varikliu. Esant galiai iki 5 kW, šią sąlygą tenkina elektrinės mašinos su nuolatiniai magnetai niobio pagrindu (supermagnetai); ant plieno arba ferito magnetų galite tikėtis ne daugiau kaip 0,5–0,7 kW.

Pastaba: asinchroniniai kintamosios srovės generatoriai arba kolektoriniai su neįmagnetintu statoriumi visiškai netinka. Sumažėjus vėjo jėgai, jie „užges“ gerokai anksčiau nei jo greitis nukris iki MPC, o tada patys neužsives.

Puiki 0,3–1–2 kW galios APU „širdis“ gaunama iš kintamosios srovės savaiminio generatoriaus su įmontuotu lygintuvu; dabar tokių yra dauguma. Pirma, jie palaiko 11,6-14,7 V išėjimo įtampą gana plačiame greičio diapazone be išorinių elektroninių stabilizatorių. Antra, silicio vožtuvai atsidaro, kai įtampa ant apvijos pasiekia maždaug 1,4 V, o prieš tai generatorius „nemato“ apkrovos. Norėdami tai padaryti, generatorius turi būti gana padoriai sukamas.

Daugeliu atvejų savaiminis generatorius gali būti tiesiogiai, be krumpliaračio ar diržinės pavaros prijungtas prie greitaeigio aukšto slėgio variklio veleno, pasirenkant greitį pasirenkant menčių skaičių, žr. žemiau. „Greitieji traukiniai“ turi mažą arba nulinį paleidimo momentą, tačiau rotorius, net ir neatjungęs apkrovos, turės laiko pakankamai suktis, kol vožtuvai atsidarys ir generatorius gamins srovę.

Renkantis pagal vėją

Prieš nuspręsdami, kokio tipo vėjo generatorių gaminti, apsispręskime dėl vietos aerologijos. Pilkai žalsvos spalvos(bevėjo) vėjo žemėlapio plotai, bus naudingas tik burinis vėjo variklis(apie juos kalbėsime vėliau). Jei reikalingas nuolatinis maitinimas, turėsite pridėti stiprintuvą (lygintuvą su įtampos stabilizatoriumi), Įkroviklis, galingas akumuliatorius, inverteris nuo 12/24/36/48 V DC iki 220/380 V 50 Hz AC. Toks įrenginys kainuos ne mažiau nei 20 000 USD, ir vargu ar pavyks pašalinti ilgalaikę, didesnę nei 3-4 kW galią. Apskritai, turint nepajudinamą alternatyvios energijos troškimą, geriau ieškoti kito šaltinio.

Geltonai žaliose, silpno vėjo vietose, kur elektros poreikis iki 2-3 kW, galite patys pasiimti mažo greičio. vertikalus vėjo generatorius . Jų sukurta begalė, ir yra konstrukcijų, kurios KIEV ir efektyvumo požiūriu yra beveik tokios pat geros kaip ir „blade“. pramoninės gamybos.

Jei planuojate pirkti vėjo turbiną savo namams, tuomet geriau sutelkti dėmesį į vėjo turbiną su burės rotoriumi. Yra daug ginčų, o teoriškai viskas dar neaišku, bet jie veikia. Rusijos Federacijoje Taganroge gaminami „burlaiviai“, kurių galia yra 1–100 kW.

Raudonuose, vėjuotuose regionuose pasirinkimas priklauso nuo reikiamos galios. 0,5–1,5 kW diapazone pateisinamos savadarbės „vertikalės“; 1,5-5 kW – perkami „burlaiviai“. „Vertikalus“ taip pat galima įsigyti, bet kainuos daugiau nei horizontalus APU. Ir galiausiai, jei jums reikia 5 kW ar didesnės galios vėjo turbinos, tuomet turite pasirinkti tarp horizontalių įsigytų „menčių“ arba „burlaivių“.

Pastaba: Daugelis gamintojų, ypač antrosios pakopos, siūlo detalių rinkinius, iš kurių galite patys surinkti iki 10 kW galios vėjo generatorių. Toks rinkinys kainuos 20-50% pigiau nei paruoštas komplektas su montavimu. Tačiau prieš perkant reikia atidžiai išstudijuoti numatytos montavimo vietos aerologiją, o tada pagal specifikacijas pasirinkti tinkamą tipą ir modelį.

Apie saugumą

Veikiančių buitinės vėjo jėgainės dalių tiesinis greitis gali viršyti 120 ir net 150 m/s, o bet kokios kietos medžiagos gabalas, sveriantis 20 g, skrendantis 100 m/s greičiu, su „sėkmingai “ pataikė, nužudys sveiką žmogų. Plieninė arba kieto plastiko 2 mm storio plokštė, judanti 20 m/s greičiu, perpjauna ją per pusę.

Be to, dauguma vėjo jėgainių, kurių galia didesnė nei 100 W, yra gana triukšmingos. Daugelis generuoja itin žemų (mažiau nei 16 Hz) dažnių oro slėgio svyravimus – infragarsus. Infragarsai negirdimi, tačiau kenkia sveikatai ir nukeliauja labai toli.

Pastaba: devintojo dešimtmečio pabaigoje JAV kilo skandalas – teko uždaryti didžiausią tuo metu šalyje vėjo jėgainių parką. Indėnai iš rezervato, esančio už 200 km nuo jo vėjo jėgainių parko lauko, teisme įrodė, kad jų sveikatos sutrikimus, kurie smarkiai išaugo pradėjus eksploatuoti vėjo jėgainių parką, sukėlė jo infragarsai.

Dėl minėtų priežasčių APU leidžiama montuoti ne mažesniu kaip 5 jų aukščių atstumu nuo artimiausių gyvenamųjų pastatų. Privačių namų kiemuose galima įrengti pramoninės gamybos vėjo malūnus, kurie yra atitinkamai sertifikuoti. APU montuoti ant stogų paprastai neįmanoma - jų veikimo metu, net ir mažos galios, atsiranda kintamos mechaninės apkrovos, galinčios sukelti rezonansą. pastato konstrukcija ir jo sunaikinimas.

Pastaba: APU aukščiu laikomas aukščiausias nubraukiamo disko taškas (su ašmenimis) arba geometrinė figūra (vertikaliuose APU su rotoriumi ant veleno). Jei APU stiebas ar rotoriaus ašis išsikiša dar aukščiau, aukštis skaičiuojamas pagal jų viršų – viršų.

Vėjas, aerodinamika, KIEV

Naminis vėjo generatorius paklūsta tiems patiems gamtos dėsniams kaip ir gamyklinis, apskaičiuotas kompiuteriu. O „pasidaryk pats“ turi labai gerai perprasti savo darbo pagrindus – dažniausiai jis nedisponuoja brangiomis, naujausiomis medžiagomis ir technologine įranga. APU aerodinamika yra tokia sudėtinga...

Vėjas ir Kijevas

Norint apskaičiuoti serijinius gamyklinius APU, vadinamasis. plokščias mechaninis vėjo modelis. Jis pagrįstas šiomis prielaidomis:

  • Vėjo greitis ir kryptis efektyviame rotoriaus paviršiuje yra pastovūs.
  • Oras yra nuolatinė terpė.
  • Efektyvusis rotoriaus paviršius yra lygus nubraukiamam plotui.
  • Oro srauto energija yra grynai kinetinė.

Tokiomis sąlygomis didžiausia oro tūrio vieneto energija apskaičiuojama pagal mokyklos formulę, darant prielaidą, kad oro tankis normaliomis sąlygomis yra 1,29 kg*kub. m Esant 10 m/s vėjo greičiui, vienas kubas oro neša 65 J, o iš vieno kvadratinio rotoriaus efektyvaus paviršiaus, esant 100% viso APU efektyvumui, galima pašalinti 650 W. Tai labai supaprastintas požiūris – visi žino, kad vėjas niekada nebūna idealiai tolygus. Tačiau tai turi būti padaryta siekiant užtikrinti produktų pakartojamumą – tai įprastas dalykas technikoje.

Nereikėtų ignoruoti plokščio modelio, kuris suteikia aiškų vėjo energijos minimumą. Bet oras, pirma, yra suspaudžiamas, antra, labai skystas (dinaminis klampumas yra tik 17,2 μPa * s). Tai reiškia, kad srautas gali tekėti aplink nušluotą plotą, sumažindamas efektyvų paviršių ir KIEV, kuris dažniausiai stebimas. Tačiau iš principo galima ir priešinga situacija: vėjas teka link rotoriaus ir tuomet efektyvus paviršiaus plotas bus didesnis už nuplaunamą paviršių, o KIEV bus didesnis nei 1 jo atžvilgiu esant plokščiam vėjui.

Pateiksime du pavyzdžius. Pirmoji – pramoginė jachta, gana sunki jachta gali plaukti ne tik prieš vėją, bet ir greičiau už ją. Vėjas reiškia išorinį; regimasis vėjas vis tiek turi būti greitesnis, kitaip kaip jis trauks laivą?

Antrasis – aviacijos istorijos klasika. MIG-19 bandymų metu paaiškėjo, kad perėmėjas, kuris buvo tonomis sunkesnis už fronto linijos naikintuvą, įsibėgėja greičiau. Su tais pačiais varikliais tame pačiame lėktuvo korpuse.

Teoretikai nežinojo, ką galvoti, ir rimtai abejojo ​​energijos tvermės dėsniu. Galų gale paaiškėjo, kad problema buvo radaro radomo kūgis, išsikišęs iš oro įleidimo angos. Nuo kojos piršto iki apvalkalo atsirado oro sutankinimas, tarsi grėbdamas jį iš šonų į variklio kompresorius. Nuo tada smūginės bangos teoriškai tvirtai įsitvirtino kaip naudingos, o fantastiškas šiuolaikinių orlaivių skrydžio charakteristikas iš esmės lėmė sumanus jų panaudojimas.

Aerodinamika

Aerodinamikos raida paprastai skirstoma į dvi eras – iki N. G. Žukovskio ir po jos. Jo 1905 m. lapkričio 15 d. ataskaita „Apie prisirišusius sūkurius“ buvo pradžia nauja era aviacijoje.

Prieš Žukovskį jie skrido plokščiomis burėmis: buvo manoma, kad artėjančio srauto dalelės visą savo pagreitį atidavė priekiniam sparno kraštui. Tai leido iš karto atsikratyti vektorinio kiekio – kampinio momento – dėl kurio atsirado dantis laužanti ir dažniausiai neanalitinė matematika, pereiti prie daug patogesnių skaliarinių grynai energijos santykių ir galiausiai gauti apskaičiuotą slėgio lauką laikančiąja plokštuma, daugiau ar mažiau panaši į tikrąją.

Šis mechaninis požiūris leido sukurti įrenginius, kurie bent jau galėtų pakilti į orą ir skristi iš vienos vietos į kitą, nebūtinai kur nors pakeliui atsitrenkę į žemę. Tačiau noras padidinti greitį, keliamąją galią ir kitas skrydžio savybes vis labiau atskleidė pirminės aerodinaminės teorijos trūkumus.

Žukovskio idėja buvo tokia: oras skrieja skirtingu keliu palei viršutinį ir apatinį sparno paviršius. Iš terpės tęstinumo sąlygos (vakuuminiai burbuliukai ore nesusidaro) išplaukia, kad viršutinio ir apatinio srauto, besileidžiančio nuo galinio krašto, greičiai turėtų skirtis. Dėl mažo, bet baigtinio oro klampumo ten dėl greičių skirtumo turėtų susidaryti sūkurys.

Sūkurys sukasi, o impulso tvermės dėsnis, toks pat nekintantis kaip ir energijos tvermės dėsnis, galioja ir vektoriniams dydžiams, t.y. taip pat reikia atsižvelgti į judėjimo kryptį. Todėl čia pat, užpakalinėje briaunoje, turėtų susidaryti priešingai besisukantis sūkurys su tokiu pat sukimo momentu. Dėl ko? Dėl variklio generuojamos energijos.

Aviacijos praktikai tai reiškė revoliuciją: pasirinkus atitinkamą sparno profilį, aplink sparną buvo galima pasiųsti pritvirtintą sūkurį cirkuliacijos G pavidalu, padidinant jo keliamąją galią. Tai yra, išleisdami dalį, o esant dideliam greičiui ir apkrovai ant sparno – didžiąją variklio galios dalį, galite sukurti oro srautą aplink įrenginį, leidžiantį pasiekti geresnes skrydžio savybes.

Tai padarė aviaciją, o ne aeronautikos dalimi: dabar orlaivis galėjo susikurti skrydžiui reikalingą aplinką ir nebebūti oro srovių žaislu. Tereikia galingesnio variklio ir vis galingesnio...

vėl KIEVAS

Tačiau vėjo malūnas neturi variklio. Priešingai, ji turi paimti energiją iš vėjo ir atiduoti ją vartotojams. Ir štai pasirodo – kojos buvo ištrauktos, uodega įstrigo. Pačio rotoriaus cirkuliacijai panaudojome per mažai vėjo energijos - ji bus silpna, menčių trauka maža, o KIEV ir galia maža. Labai daug atiduodame cirkuliacijai - esant silpnam vėjui rotorius suksis kaip pašėlęs tuščiąja eiga, bet vartotojai vėl gauna mažai: tiesiog apkrovė, rotorius sulėtėjo, vėjas nupūtė cirkuliaciją, o rotorius sustojo. dirbantis.

Energijos tvermės dėsnis suteikia „aukso vidurį“ pačiame viduryje: 50% energijos atiduodame apkrovai, o likusiems 50% padidiname srautą iki optimalaus. Praktika patvirtina prielaidas: jei gerai traukiančio sraigto efektyvumas yra 75-80%, tai taip pat kruopščiai apskaičiuoto ir vėjo tunelyje pučiamo mentinio rotoriaus efektyvumas siekia 38-40%, t.y. iki pusės to, ką galima pasiekti naudojant energijos perteklių.

Modernumas

Šiais laikais aerodinamika, apsiginklavusi modernia matematika ir kompiuteriais, vis labiau tolsta nuo neišvengiamai supaprastinančių modelių prie tikslaus tikro kūno elgesio tikroje tėkmėje aprašymo. Ir čia, be bendros linijos - galia, galia ir dar kartą galia! - atrandami šalutiniai keliai, bet perspektyvūs būtent tada, kai į sistemą patenkančios energijos kiekis yra ribotas.

Garsusis alternatyvus aviatorius Paul McCready dar devintajame dešimtmetyje sukūrė lėktuvą su dviem grandininio pjūklo varikliais, kurių galia siekė 16 AG. rodantis 360 km/val. Be to, jo važiuoklė buvo triratė, neįtraukiama, o ratai be gaubtų. Nė vienas McCready prietaisas neprisijungė prie interneto ir neatliko kovinių pareigų, tačiau du – vienas su stūmokliniais varikliais ir sraigtais, o kitas – reaktyvinis – pirmą kartą istorijoje apskrido Žemės rutulį nenusileidę toje pačioje degalinėje.

Teorijos raida gana smarkiai paveikė ir bures, kurios pagimdė originalų sparną. „Gyvoji“ aerodinamika leido jachtoms plaukti pučiant 8 mazgų vėjui. stovėti ant povandeninių sparnų (žr. pav.); norint pagreitinti tokį monstrą iki reikiamo greičio su sraigtu, reikalingas ne mažesnis kaip 100 AG variklis. Lenktyniniai katamaranai tuo pačiu vėju plaukia maždaug 30 mazgų greičiu. (55 km/val.).

Taip pat yra radinių, kurie yra visiškai nebanalūs. Rečiausios ir ekstremaliausios sporto šakos – šokinėjimo iš pagrindo – mėgėjai, vilkintys specialų sparnų kostiumą, wingsuit, skrenda be variklio, manevruoja didesniu nei 200 km/h greičiu (paveikslėlis dešinėje), o po to sklandžiai nusileidžia į priešakinį. - pasirinkta vieta. Kurioje pasakoje žmonės skrenda patys?

Taip pat buvo išspręsta daug gamtos paslapčių; ypač vabalo skrydis. Pagal klasikinę aerodinamiką jis negali skristi. Kaip ir slaptojo lėktuvo įkūrėjas, F-117 su rombo formos sparnu taip pat negali pakilti. O MIG-29 ir Su-27, kurie kurį laiką gali skristi pirma uodega, visiškai netelpa į jokią idėją.

Ir kodėl tada, kai dirbate su vėjo turbinomis, kurios yra ne smagus dalykas ir ne jų pačių naikinimo įrankis, o gyvybiškai svarbių išteklių šaltinis, jums reikia šokti nuo silpnų srautų teorijos su jos plokščio vėjo modeliu? Ar tikrai nėra būdo judėti į priekį?

Ko tikėtis iš klasikos?

Tačiau jokiu būdu nereikėtų atsisakyti klasikos. Tai suteikia pagrindą, be kurio nepasikliaujant negalima pakilti aukščiau. Kaip aibių teorija nepanaikina daugybos lentelės, o kvantinė chromodinamika neprivers obuolių pakilti nuo medžių.

Taigi, ko galite tikėtis iš klasikinio požiūrio? Pažiūrėkime į paveikslėlį. Kairėje pusėje yra rotorių tipai; jie vaizduojami sąlyginai. 1 – vertikali karuselė, 2 – vertikali ortogonali (vėjo turbina); 2-5 – menčių rotoriai su skirtingu menčių skaičiumi su optimizuotais profiliais.

Dešinėje išilgai horizontalios ašies yra santykinis rotoriaus greitis, ty ašmenų linijinio greičio ir vėjo greičio santykis. Vertikaliai aukštyn – KIEV. Ir žemyn - vėl santykinis sukimo momentas. Vienu (100%) sukimo momentu laikomas tas, kurį sukuria rotorius, priverstinai stabdomas sraute su 100% KIEV, t.y. kai visa srauto energija paverčiama sukimosi jėga.

Šis požiūris leidžia daryti toli siekiančias išvadas. Pavyzdžiui, ašmenų skaičius turi būti parenkamas ne tik ir ne tiek pagal norimą sukimosi greitį: 3 ir 4 peiliai iš karto praranda daug KIEV ir sukimo momento, palyginti su gerai veikiančiais 2 ir 6 peiliais. maždaug tame pačiame greičio diapazone. O išoriškai panaši karuselė ir stačiakampė turi iš esmės skirtingas savybes.

Apskritai pirmenybė turėtų būti teikiama ašmeniniams rotoriams, išskyrus tuos atvejus, kai reikalinga itin maža kaina, paprastumas, nereikalaujantis priežiūros savaiminio užvedimo be automatikos, o kėlimas ant stiebo neįmanomas.

Pastaba: Konkrečiai pakalbėkime apie burinius rotorius – atrodo, kad jie netelpa į klasiką.

Vertikalės

APU su vertikalia sukimosi ašimi turi neabejotiną pranašumą kasdieniame gyvenime: jų priežiūros reikalaujantys komponentai yra sutelkti apačioje ir nereikia kelti. Lieka, ir net tada ne visada, traukos atramos savaime išsilyginantis guolis, tačiau jis yra tvirtas ir patvarus. Todėl, projektuojant paprastą vėjo generatorių, parinkčių pasirinkimas turėtų prasidėti nuo vertikalių. Pagrindiniai jų tipai pateikti fig.

Saulė

Pirmoje pozicijoje yra paprasčiausias, dažniausiai vadinamas Savonius rotoriumi. Tiesą sakant, jį 1924 metais SSRS išrado J. A. ir A. A. Voroninai, o suomių pramonininkas Sigurdas Savonius begėdiškai pasisavino išradimą, nepaisydamas sovietinio autorių teisių sertifikato, ir pradėjo serijinę gamybą. Bet išradimo pristatymas ateityje reiškia labai daug, tad kad nejuodintume praeities ir netrikdytume velionio pelenų, šį vėjo malūną pavadinsime Voronino-Savoniaus rotoriumi arba trumpiau VS.

Lėktuvas tinka naminiam žmogui, išskyrus „lokomotyvą“ KIEV 10–18%. Tačiau SSRS jie daug dirbo, ir yra pokyčių. Žemiau pažvelgsime į patobulintą dizainą, kuris nėra daug sudėtingesnis, tačiau, pasak KIEV, jis suteikia peiliams pranašumą.

Pastaba: dviejų ašmenų lėktuvas nesisuka, o trūkčioja; Keturių ašmenų yra tik šiek tiek glotnesnis, bet daug praranda Kijeve. Siekiant pagerinti, 4 lovio mentės dažniausiai skirstomos į du aukštus – pora menčių apačioje ir kita pora, pasukta 90 laipsnių horizontaliai, virš jų. KIEV išsaugomas, o šoninės apkrovos mechanikai susilpnėja, bet lenkimo apkrovos kažkiek didėja, o pučiant daugiau nei 25 m/s vėjui toks APU yra ant veleno, t.y. be guolio, ištempto trosais virš rotoriaus, jis „nugriauna bokštą“.

Daria

Kitas yra Daria rotorius; KIEVAS – iki 20 proc. Tai dar paprasčiau: peiliukai pagaminti iš paprastos elastinės juostos be jokio profilio. Darrieuso rotoriaus teorija dar nėra pakankamai išvystyta. Aišku tik tai, kad jis pradeda išsivynioti dėl kupros ir juostos kišenės aerodinaminio pasipriešinimo skirtumo, o tada tampa tarsi greitas, suformuodamas savo cirkuliaciją.

Sukimo momentas mažas, o pradinėse rotoriaus padėtyse lygiagrečiai ir statmenai vėjui jo visiškai nėra, todėl savaiminis sukimasis galimas tik esant nelyginiam menčių (sparnų?) skaičiui. Bet kokiu atveju apkrova iš generatoriaus turi būti atjungtas sukimo metu.

Daria rotorius turi dar dvi blogas savybes. Pirma, kai sukasi, ašmenų traukos vektorius apibūdina visą sukimąsi, palyginti su jo aerodinaminiu židiniu, ir ne sklandžiai, o trūkčiojančiai. Todėl Darrieus rotorius greitai sugadina savo mechaniką net pučiant pastoviam vėjui.

Antra, Daria ne tik triukšmauja, bet ir rėkia bei cypia, kad nutrūksta juosta. Taip atsitinka dėl jo vibracijos. Ir kuo daugiau ašmenų, tuo stipresnis riaumojimas. Taigi, jei jie gamina Daria, tai su dviem ašmenimis, iš brangių didelio stiprumo garsą sugeriančių medžiagų (anglies, mylar), o stiebo stiebo viduryje naudojamas mažas orlaivis.

Stačiakampis

Esant poz. 3 – stačiakampis vertikalus rotorius su profiliuotomis mentėmis. Stačiakampis, nes sparnai išsikiša vertikaliai. Perėjimas iš BC į stačiakampį parodytas Fig. paliko.

Ašmenų montavimo kampas, palyginti su apskritimo liestine, liečiančia sparnų aerodinaminius židinius, gali būti teigiamas (paveikslėlyje) arba neigiamas, priklausomai nuo vėjo jėgos. Kartais mentės daromos besisukančios ir ant jų uždedamos vėtrungės, automatiškai laikančios „alfą“, tačiau tokios konstrukcijos dažnai lūžta.

Centrinis korpusas (paveikslėlyje mėlynas) leidžia padidinti KIEV iki beveik 50%. Trijų ašmenų stačiakampio formos skerspjūvis turėtų būti trikampio formos su šiek tiek išgaubtais kampais ir suapvalintais kampais. didesnis peilių skaičius, pakanka paprasto cilindro. Tačiau stačiakampio teorija pateikia nedviprasmišką optimalų ašmenų skaičių: jų turėtų būti tiksliai 3.

Stačiakampis reiškia greitaeigias vėjo jėgaines su OSS, t.y. būtinai reikalauja paaukštinimo paleidimo metu ir po ramybės. Pagal stačiakampę schemą gaminami serijiniai priežiūros nereikalaujantys APU, kurių galia iki 20 kW.

Helicoid

Sraigtinis rotorius arba Gorlovo rotorius (4 punktas) yra stačiakampio tipas, užtikrinantis tolygų sukimąsi; stačiakampis su tiesiais sparnais „plyšta“ tik šiek tiek silpniau nei dviejų ašmenų lėktuvas. Ašmenų lenkimas išilgai spiralės leidžia išvengti CIEV nuostolių dėl jų kreivumo. Nors lenktas peilis dalį srauto atmeta jo nenaudodamas, dalį jis taip pat nusviedžia į didžiausio linijinio greičio zoną, kompensuodamas nuostolius. Helicoidai naudojami rečiau nei kitos vėjo jėgainės, nes Dėl gamybos sudėtingumo jie yra brangesni nei vienodos kokybės analogai.

Statinės grėbimas

Už 5 poz. – BC tipo rotorius, apsuptas kreipiančiosios mentės; jo diagrama parodyta fig. Dešinėje. Jis retai randamas pramonėje, nes brangus žemės įsigijimas nekompensuoja pajėgumų padidėjimo, o medžiagų sąnaudos ir gamybos sudėtingumas yra dideli. Tačiau darbo bijantis savadarbis jau ne meistras, o vartotojas, o jei reikia ne daugiau 0,5–1,5 kW, jam „statinės grėbimas“ yra smulkmena:

  • Tokio tipo rotorius yra visiškai saugus, tylus, nekelia vibracijos ir gali būti montuojamas bet kur, net žaidimų aikštelėje.
  • Lankstyti cinkuotą „lovį“ ir suvirinti vamzdžių karkasą – nesąmonė darbas.
  • Sukimosi absoliučiai vienoda, mechanines dalis galima paimti iš pigiausių arba iš šiukšlių.
  • Nebijoti uraganų – per daug stiprus vėjas negali įstumti į „statinę“; aplink jį atsiranda supaprastintas sūkurinis kokonas (su šiuo efektu susidursime vėliau).
  • Ir svarbiausia tai, kad kadangi „statinės“ paviršius kelis kartus didesnis nei viduje esančio rotoriaus, KIEV gali būti virš bloko, o sukimosi momentas jau 3 m/s „statinei“ trijų metrų skersmuo yra toks, kad 1 kW generatorius su maksimalia apkrova Sakoma, kad geriau netrūkčioti.

Vaizdo įrašas: Lenz vėjo generatorius

60-aisiais SSRS E. S. Biriukovas užpatentavo karuselinę APU, kurios KIEV buvo 46%. Kiek vėliau V. Blinovas iš projektavimo pagal tą patį principą pasiekė 58% KIEV, tačiau duomenų apie jo testavimą nėra. O visapusiškus Biryukovo APU bandymus atliko žurnalo „Išradėjas ir novatorius“ darbuotojai. Dviejų aukštų 0,75 m skersmens ir 2 m aukščio rotorius pučiant gaiviam vėjui suko 1,2 kW asinchroninį generatorių iki galo ir be gedimo atlaikė 30 m/s. Biriukovo APU brėžiniai parodyti fig.

  1. rotorius pagamintas iš cinkuotos stogo dangos;
  2. savaime išsilyginantis dviejų eilių rutulinis guolis;
  3. gaubtai – 5 mm plieninis trosas;
  4. ašis-velenas - Plieninis vamzdis kurių sienelių storis 1,5-2,5 mm;
  5. aerodinaminės greičio reguliavimo svirtys;
  6. greičio reguliavimo mentės – 3-4 mm fanera arba lakštinis plastikas;
  7. greičio reguliavimo strypai;
  8. greičio reguliatoriaus apkrova, jo svoris lemia sukimosi greitį;
  9. pavaros skriemulys - dviračio ratas be padangos su vamzdeliu;
  10. thrust bearing – traukos guolis;
  11. varomas skriemulys – standartinis generatoriaus skriemulys;
  12. generatorius.

Biriukovas gavo keletą autorių teisių sertifikatų savo APU. Pirmiausia atkreipkite dėmesį į rotoriaus pjūvį. Įsibėgėjant jis veikia kaip orlaivis, sukurdamas didelį pradinį sukimo momentą. Jai besisukant, išorinėse ašmenų kišenėse susidaro sūkurinė pagalvė. Vėjo požiūriu mentės tampa profiliuotos, o rotorius tampa greitaeigiu statmenu, o virtualus profilis kinta priklausomai nuo vėjo stiprumo.

Antra, profiliuotas kanalas tarp ašmenų veikia kaip centrinis korpusas veikimo greičio diapazone. Jei vėjas sustiprėja, tada joje taip pat susidaro sūkurinė pagalvė, besitęsianti už rotoriaus. Atsiranda toks pat sūkurinis kokonas, kaip ir aplink APU su kreipiančiąja mente. Energija jo sukūrimui paimama iš vėjo, o malūnui sulaužyti jos nebeužtenka.

Trečia, greičio reguliatorius visų pirma skirtas turbinai. Jis išlaiko optimalų greitį KIEV požiūriu. O optimalų generatoriaus sukimosi greitį užtikrina mechaninio perdavimo koeficiento pasirinkimas.

Pastaba: po publikacijų IR už 1965 m., Ukrainos ginkluotosios pajėgos Biryukova nugrimzdo į užmarštį. Autorius niekada negavo atsakymo iš valdžios. Daugelio sovietinių išradimų likimas. Sakoma, kad kai kurie japonai tapo milijardieriais nuolat skaitydami sovietinius populiariuosius-techninius žurnalus ir patentuodami viską, kas verta dėmesio.

Lopastniki

Kaip teigiama, pagal klasiką geriausiai tinka horizontalus vėjo generatorius su mentiniu rotoriumi. Bet, pirma, jam reikia stabilaus bent vidutinio stiprumo vėjo. Antra, „pasidaryk pats“ dizainas yra kupinas daugybės spąstų, todėl ilgo sunkaus darbo vaisius geriausiu atveju apšviečia tualetą, prieškambarį ar prieangį, ar net pasirodo, kad gali tik reklamuotis.

Pagal diagramas pav. Pažvelkime atidžiau; pozicijos:

  • Fig. A:
  1. rotoriaus mentės;
  2. generatorius;
  3. generatoriaus rėmas;
  4. apsauginė vėtrungė (uragano kastuvas);
  5. srovės kolektorius;
  6. važiuoklė;
  7. pasukamas blokas;
  8. veikianti vėtrungė;
  9. stiebas;
  10. spaustukas drobulėms.
  • Fig. B, vaizdas iš viršaus:
  1. apsauginė vėtrungė;
  2. veikianti vėtrungė;
  3. apsauginis vėtrungės spyruoklės įtempimo reguliatorius.
  • Fig. G, srovės kolektorius:
  1. kolektorius su varinėmis ištisinėmis žiedinėmis šynomis;
  2. spyruokliniai vario-grafito šepečiai.

Pastaba: Apsauga nuo uragano horizontaliam peiliui, kurio skersmuo didesnis nei 1 m, yra būtinas, nes jis nepajėgus aplink save sukurti sūkurio kokono. Esant mažesniems dydžiams, su propileno mentėmis galima pasiekti rotoriaus ištvermę iki 30 m/s.

Taigi, kur mes suklupame?

Ašmenys

Tikimasi, kad generatoriaus veleno galia bus didesnė nei 150–200 W, naudojant bet kokio dydžio peilius, nupjautus iš storasienių plastikinis vamzdis, kaip dažnai patariama, yra beviltiško mėgėjo viltys. Vamzdžio mentė (nebent ji tokia stora, kad būtų tiesiog naudojama kaip ruošinys) turės segmentuotą profilį, t.y. jo viršus arba abu paviršiai bus apskritimo lankai.

Segmentiniai profiliai tinka nesuspaudžiamoms terpėms, tokioms kaip povandeniniai sparnai arba sraigtų mentės. Dujoms reikia kintamo profilio ir žingsnio mentės, pavyzdžiui, žr. pav.; atstumas - 2 m Tai bus sudėtingas ir daug darbo reikalaujantis gaminys, reikalaujantis kruopštaus teorijos skaičiavimų, pūtimo vamzdyje ir pilno masto bandymų.

Generatorius

Jei rotorius montuojamas tiesiai ant jo veleno, standartinis guolis greitai nutrūks – vėjo malūnuose nėra vienodos apkrovos visoms mentėms. Jums reikia tarpinio veleno su specialiu atraminiu guoliu ir mechanine transmisija nuo jo iki generatoriaus. Dideliems vėjo malūnams atraminis guolis yra savaime išsilyginantis dvieilis; V geriausi modeliai– trijų pakopų, pav. D pav. aukštesnė. Tai leidžia ne tik šiek tiek sulenkti rotoriaus veleną, bet ir šiek tiek judėti iš vienos pusės į kitą arba aukštyn ir žemyn.

Pastaba: „EuroWind“ tipo APU atraminiam guoliui sukurti prireikė apie 30 metų.

Avarinė vėtrungė

Jo veikimo principas parodytas fig. B. Vėjas, stiprėdamas, spaudžia kastuvą, spyruoklė įsitempia, rotorius deformuojasi, jo greitis krenta ir galiausiai jis tampa lygiagretus tekėjimui. Viskas lyg ir gerai, bet popieriuje viskas buvo sklandu...

Vėjuotą dieną pabandykite už rankenos laikyti katilo dangtį arba didelį puodą lygiagrečiai vėjui. Tik būkite atsargūs – neramus geležies gabalas gali taip stipriai trenkti jums į veidą, kad susilaužys nosį, perpjaus lūpą ar net išmuš akį.

Plokščias vėjas pasitaiko tik atliekant teorinius skaičiavimus ir, pakankamai tiksliai praktikai, vėjo tuneliuose. Iš tikrųjų uraganas vėjo malūnus sugadina uragano kastuvu labiau nei visiškai neapsaugotus. Geriau pakeisti pažeistus peiliukus, nei viską daryti iš naujo. Pramoniniuose įrenginiuose viskas yra kitaip. Ten menčių žingsnį, kiekvieno atskirai, stebi ir reguliuoja automatika, valdoma borto kompiuterio. Ir jie pagaminti iš tvirtų kompozitų, o ne iš vandens vamzdžių.

Dabartinis kolektorius

Tai reguliariai aptarnaujamas įrenginys. Bet kuris energetikos inžinierius žino, kad komutatorių su šepečiais reikia išvalyti, sutepti ir sureguliuoti. O stiebas yra iš vandens vamzdis. Jei negalite lipti, kartą per mėnesį ar du turėsite numesti visą vėjo malūną ant žemės ir vėl jį pakelti. Kiek jis ištvers nuo tokios „prevencijos“?

Vaizdo įrašas: ašmeninis vėjo generatorius + saulės kolektorius maitinimui vasarnamiui

Mini ir mikro

Tačiau mažėjant irklo dydžiui, sunkumai krenta pagal rato skersmens kvadratą. Jau dabar galima savarankiškai pasigaminti iki 100 W galios horizontalųjį APU. Optimalus būtų 6 ašmenų. Esant daugiau menčių, tai pačiai galiai skirto rotoriaus skersmuo bus mažesnis, tačiau jas bus sunku tvirtai pritvirtinti prie stebulės. Nereikia atsižvelgti į rotorius su mažiau nei 6 ašmenimis: 2 menčių 100 W rotoriui reikia 6,34 m skersmens, o 4 menčių, kurių galia yra 4,5 m galios ir skersmens santykis išreiškiamas taip:

  • 10 W – 1,16 m.
  • 20 W – 1,64 m.
  • 30 W – 2 m.
  • 40 W – 2,32 m.
  • 50 W – 2,6 m.
  • 60 W – 2,84 m.
  • 70 W – 3,08 m.
  • 80 W – 3,28 m.
  • 90 W – 3,48 m.
  • 100 W – 3,68 m.
  • 300 W – 6,34 m.

Optimalu būtų skaičiuoti 10-20 W galią. Pirma, plastikinė geležtė, kurios tarpatramis didesnis nei 0,8 m, be papildomų apsaugos priemonių neatlaikys didesnio nei 20 m/s vėjo. Antra, kai ašmenų tarpatramis yra iki 0,8 m, jo ​​galų linijinis greitis neviršys vėjo greičio daugiau nei tris kartus, o profiliavimo su sukimu reikalavimai sumažėja eilėmis; čia „lovys“ su segmentiniu vamzdžio profiliu, poz. B pav. O 10-20 W tieks maitinimą planšetiniam kompiuteriui, įkraus išmanųjį telefoną ar apšvies namą taupančią lemputę.

Tada pasirinkite generatorių. Puikiai tinka kiniškas variklis - rato stebulė elektriniams dviračiams, poz. 1 pav. Jo, kaip variklio, galia yra 200-300 W, tačiau generatoriaus režimu jis atiduos apie 100 W. Bet ar jis mums tiks greičio atžvilgiu?

Greičio indeksas z 6 mentėms yra 3. Apkrovos sukimosi greičio apskaičiavimo formulė yra N = v/l*z*60, kur N – sukimosi greitis, 1/min, v – vėjo greitis, l – rotoriaus perimetras. Esant 0,8 m ašmenų tarpui ir 5 m/s vėjui, gauname 72 aps./min.; esant 20 m/s – 288 aps./min. Dviračio ratas taip pat sukasi maždaug tokiu pat greičiu, todėl savo 10-20 W išimsime iš generatoriaus, galinčio pagaminti 100. Rotorių galite pastatyti tiesiai ant jo veleno.

Bet čia iškyla tokia problema: išleidę daug darbo ir pinigų, bent jau varikliui, gavome... žaislą! Kas yra 10-20, gerai, 50 W? Bet jūs negalite namuose pagaminti ašmenų vėjo malūno, galinčio maitinti net televizorių. Ar galima nusipirkti jau paruoštą mini vėjo generatorių, ir ar nebūtų pigiau? Kiek įmanoma ir kuo pigiau, žiūrėkite poz. 4 ir 5. Be to, jis taip pat bus mobilus. Padėkite jį ant kelmo ir naudokite.

Antrasis variantas – jei kažkur guli žingsninis variklis iš seno 5 ar 8 colių diskelių įrenginio arba iš popieriaus įrenginio arba netinkamo rašalinio ar taškinio spausdintuvo vežimėlio. Jis gali veikti kaip generatorius ir prie jo pritvirtinti karuselės rotorių skardinės(6 poz.) yra lengviau nei surinkti tokią konstrukciją, kaip parodyta poz. 3.

Apskritai, išvada dėl „ašmenų peiliukų“ yra aiški: naminiai peiliai labiau linkę į jūsų skonį, bet ne išgauti tikrą ilgalaikę energiją.

Vaizdo įrašas: paprasčiausias vėjo generatorius vasarnamiui apšviesti

Burlaiviai

Buriuojantis vėjo generatorius buvo žinomas jau seniai, tačiau minkštos plokštės ant jo menčių (žr. pav.) pradėtos gaminti, kai atsirado itin tvirti, dilimui atsparūs sintetiniai audiniai ir plėvelės. Daugiaašmeniai vėjo malūnai su standžiomis burėmis plačiai naudojami visame pasaulyje kaip mažos galios automatinių vandens siurblių pavara, tačiau jų techninės charakteristikos yra žemesnės net nei karuselių.

Tačiau minkšta burė kaip vėjo malūno sparnas, regis, pasirodė ne tokia paprasta. Esmė ne apie vėjo pasipriešinimą (maksimalaus leistino vėjo greičio gamintojai neriboja): burlaivių buriuotojai jau žino, kad vėjui beveik neįmanoma suplėšyti Bermudų burės skydo. Labiausiai tikėtina, kad lapas bus išplėštas arba stiebas, arba visas laivas padarys „perlenktą posūkį“. Tai apie energiją.

Deja, tikslių bandymų duomenų rasti nepavyksta. Remiantis vartotojų atsiliepimais, buvo galima sukurti „sintetines“ priklausomybes montuoti Taganrogo vėjo turbiną-4.380/220.50, kurios vėjo rato skersmuo 5 m, vėjo galvutės svoris 160 kg ir sukimosi greitis didesnis. iki 40 1/min; jie pateikti pav.

Žinoma, 100% patikimumo garantijų negali būti, tačiau aišku, kad plokščio mechaninio modelio čia nė kvapo. Jokiu būdu 5 metrų ratas esant plokščiam 3 m/s vėjui gali pagaminti apie 1 kW, 7 m/s greičiu pasiekti galios plynaukštę ir išlaikyti ją iki stiprios audros. Gamintojai, beje, teigia, kad vardinę 4 kW galima gauti esant 3 m/s greičiui, tačiau įrengus jėgomis, remiantis vietinės aerologijos tyrimų rezultatais.

Taip pat nėra jokios kiekybinės teorijos; Kūrėjų paaiškinimai neaiškūs. Tačiau kadangi žmonės perka Taganrog vėjo jėgaines ir jos veikia, galime tik manyti, kad deklaruojama kūginė cirkuliacija ir varomasis efektas nėra fikcija. Bet kokiu atveju jie yra įmanomi.

Tada, pasirodo, PRIEŠ rotorių, pagal impulso išsaugojimo dėsnį, taip pat turėtų kilti kūginis sūkurys, tačiau besiplečiantis ir lėtas. Ir toks piltuvas varys vėją link rotoriaus, tai efektyvus paviršius jis pasirodys labiau iššluotas, o KIEV bus per vienetą.

Slėgio lauko prieš rotorių matavimai, net naudojant buitinį aneroidą, galėtų atskleisti šią problemą. Jei paaiškėja, kad jis yra aukštesnis nei šonuose, tada iš tikrųjų plaukiojantys APU veikia kaip vabalas.

Naminis generatorius

Iš to, kas pasakyta aukščiau, aišku, kad naminiai meistrai geriau renkasi vertikalius arba burlaivius. Bet abu yra labai lėti, o perdavimas į greitaeigį generatorių yra papildomas darbas, papildomos išlaidos ir nuostoliai. Ar galima patiems pasigaminti efektyvų mažo greičio elektros generatorių?

Taip, galite ant magnetų, pagamintų iš niobio lydinio, vadinamųjų. supermagnetai. Pagrindinių dalių gamybos procesas parodytas fig. Ritės – kiekvienas iš 55 vijų 1 mm varinės vielos karščiui atsparioje didelio stiprumo emalio izoliacijoje, PEMM, PETV ir kt. Apvijų aukštis 9 mm.

Atkreipkite dėmesį į raktų griovelius rotoriaus pusėse. Jie turi būti išdėstyti taip, kad magnetai (jie yra priklijuoti prie magnetinės šerdies epoksidu arba akrilu) po surinkimo susilietų su priešingais poliais. „Blynai“ (magnetinės šerdys) turi būti pagaminti iš minkšto magnetinio feromagneto; Tiks įprastas konstrukcinis plienas. „Blynų“ storis yra ne mažesnis kaip 6 mm.

Apskritai geriau pirkti magnetus su ašine anga ir priveržti varžtais; supermagnetai traukia baisia ​​jėga. Dėl tos pačios priežasties ant veleno tarp „blynų“ uždedamas 12 mm aukščio cilindrinis tarpiklis.

Apvijos, sudarančios statoriaus sekcijas, sujungiamos pagal schemas, taip pat parodytas fig. Lituojami galai turi būti ne ištempti, o formuoti kilpas, kitaip epoksidinė derva, kuria bus užpildytas statorius, gali sukietėti ir nulaužti laidus.

Statorius pilamas į formą iki 10 mm storio. Nereikia centruoti ar balansuoti, statorius nesisuka. Tarpas tarp rotoriaus ir statoriaus yra 1 mm iš abiejų pusių. Statorius generatoriaus korpuse turi būti patikimai pritvirtintas ne tik nuo poslinkio išilgai ašies, bet ir nuo sukimosi; stiprus magnetinis laukas su srove apkrovoje trauks jį kartu su savimi.

Vaizdo įrašas: „pasidaryk pats“ vėjo malūno generatorius

Išvada

Ir ką mes galiausiai turime? Susidomėjimas „ašmenų ašmenimis“ greičiau paaiškinamas jų įspūdingumu išvaizda, nei faktinis našumas namuose pagamintoje versijoje ir naudojant mažą galią. Naminė karuselė APU suteiks „budėjimo“ galią įkrauti automobilio akumuliatorių ar maitinti mažą namą.

Tačiau su buriavimo APU verta eksperimentuoti su meistrais, turinčiais kūrybinį potraukį, ypač mini versijoje su 1-2 m skersmens ratu. Jei kūrėjų prielaidos yra teisingos, tada iš šio bus galima pašalinti visus 200–300 W naudojant aukščiau aprašytą kinišką variklį-generatorių.

Andrejus pasakė:

Dėkoju už nemokamą konsultaciją... O kainos “iš firmų” tikrai nėra brangios, ir manau, kad meistrai iš užmiesčio sugebės pagaminti panašius į jūsų generatorius O Li-po baterijas galima užsakyti iš Kinijos, inverteriai Čeliabinske daro labai gerus (su lygiu sinusu), o burės, mentės ar rotoriai yra dar viena mūsų parankių rusų vyrų minties skrydžio priežastis.

Ivanas pasakė:

klausimas:
Vėjo malūnams su vertikalia ašimi (1 padėtis) ir „Lenz“ parinktimi galima pridėti papildomą dalį - sparnuotė, kuri nukreipta į vėjo kryptį ir dengia nuo jos nenaudingą pusę (einančią link vėjo) . Tai yra, vėjas sulėtins ne ašmenis, o šį „ekraną“. Padėtis pavėjui, kai „uodega“ yra už paties vėjo malūno žemiau ir virš menčių (kraigų). Perskaičiau straipsnį ir gimė mintis.

Spustelėdamas mygtuką „Pridėti komentarą“, sutinku su svetaine.



Pasidalink su draugais:
Susijusios publikacijos