Mali aksijalni generator za vjetrenjaču. Izrada generatora vjetra pomoću neodimskih magneta vlastitim rukama: dizajn rotora vjetrenjača s aksijalnim generatorom Generator aksijalnog motora

Skupa i ne uvijek potpuno učinkovita ideja. Uzorci komercijalno dostupnih vjetroturbina imaju ograničen vijek trajanja, nisku mogućnost održavanja i visoku cijenu. Kupnja takvog kompleta je izvan mogućnosti mnogih potencijalnih korisnika. Izlaz je da košta mnogo manje i omogućuje vam da dobijete uređaj visoke učinkovitosti i produktivnosti.

Ima visoku sposobnost održavanja i, kao rezultat toga, dugi vijek trajanja. Često se tijekom rada dizajn modernizira, poboljšava i dovodi do najviših mogućih parametara, što se ne može učiniti s tvorničkim setovima.

Vjetrogeneratori male brzine

Najatraktivniji dizajni vjetroturbina za većinu regija Rusije su oni koji daju visoke performanse pri slabim i srednjim vjetrovima - . Karakterizira ih mogućnost da se počnu okretati pri malim brzinama protoka, proizvodeći dovoljan napon za napajanje potrošačkih uređaja.

Proizvodnja energije na takvim ga uređajima proizvode generatori prilagođeni za rad s vjetroturbinama. Specifičnost dizajna takvih generatora je visoka osjetljivost, budući da je uređaj u početku dizajniran za rad pri niskim brzinama vrtnje.

Kako bi se osigurao navedeni način rada, potrebno je isključiti uzbudni namot iz dizajna, zamjenjujući ga trajnim magnetima. Kao rezultat toga, neće biti potrebe za napajanjem naponom za formiranje elektromagneta, a indukcija će postati stabilnija, neovisna o izvoru energije na namotu rotora. Osim toga, neće biti potrebe za sklopom četkica koji opskrbljuje struju namota polja.

Izrada rotora s permanentnim magnetom

Dizajn generatora stalni magneti na neki način jednostavniji nego kod elektromagnetske pobude. Stvaranje takvog uređaja može se izvesti ili na temelju gotovog generatora ili pomoću improviziranih materijala.

Modifikacija auto generatora

Stvaranje rotora s permanentnim magnetom zahtijeva prilično ozbiljnu intervenciju u dizajnu. Potrebno je smanjiti promjer za debljinu magneta plus debljinu čelične čahure, koja je postavljena na rotor da formira kontinuirani magnetski tok, a istovremeno služi kao podloga za slijetanje magneta. Neki stručnjaci rade bez rukavca, postavljaju magnete izravno na rotor sa smanjenim promjerom i pričvršćuju ih epoksidom.

Proces proizvodnje zahtijeva sudjelovanje oprema za proizvodnju. U tokarilica Rotor se steže i sloj se pažljivo uklanja tako da se ugrađeni magneti okreću s minimalnim razmakom, ali sasvim slobodno. Magneti su postavljeni na ploče rotora s izmjeničnim polaritetom.

Najveći učinak može se postići ugradnjom magneta relativno malih dimenzija raspoređenih u nizove u uzdužnom smjeru. Postiže se gladak i snažan magnetski tok, koji djeluje na namote snage statora jednoličnom gustoćom u svim točkama.

Izrada rotora od glavčine i kočionog diska

Razmatrana metoda odnosi se na gotove generatore koji zahtijevaju manje izmjene dizajna. Takvi uređaji uključuju automobilske generatore, koje dizajneri amateri često koriste kao osnovni uređaj. Često se generatori sastavljaju potpuno samostalno, bez potrebe gotov uređaj.

U takvim slučajevima postupaju nešto drugačije. Osnova je glavčina automobila s kočionim diskom. Dobro je uravnotežen, izdržljiv i prilagođen određenim vrstama opterećenja. Osim toga, veličina čvorišta omogućuje njegovo postavljanje po obodu veliki broj magneti, omogućujući vam da dobijete trofazni napon.

Magneti s izmjeničnim polaritetom postavljeni su na jednakoj udaljenosti od središta. Očito, najveći broj se može postaviti lijepljenjem što bliže vanjskom rubu. Najtočniji pokazatelj bit će veličina magneta, koja će odrediti mogućnost postavljanja na određenu udaljenost. Broj magneta mora biti paran kako se ne bi poremetio ritam izmjenjivanja polova tijekom vrtnje.

Lijepljenje magneta na čvorište vrši se bilo kojim ljepilom, najbolja opcija Smatra se epoksidna smola, koja je u potpunosti ispunjena magnetima. Time se štite od vlage odn mehanički utjecaji. Prije izlijevanja preporuča se napraviti rub od plastelina duž ruba glavčine kako bi se spriječilo stjecanje epoksida s glavčine.

Dizajn generatora na glavčini automobila najprikladniji za proizvodnju vertikalna vjetroturbina. Važno je napomenuti da se slična shema može koristiti bez čvorišta, na disku izrezanom od obične šperploče. Ovaj dizajn je puno lakši, omogućuje vam odabir prikladna veličina, što omogućuje stvaranje osjetljivog i produktivnog uređaja.

Vjetrenjača s aksijalnim generatorom na neodimijskim magnetima

Najviše jaki magneti, koji imaju optimalne parametre za korištenje u dizajnu generatora, su Neodimijski magneti. Oni su nešto skuplji od konvencionalnih, ali su višestruko bolji i omogućuju stvaranje moćnog uređaja u relativno kompaktnoj veličini.

Nema temeljne razlike u dizajnu. Neodimijski magneti proizvode se u različitim faktorima oblika, što vam omogućuje da odaberete najprikladniju opciju za sebe - tanke duguljaste šipke, oblik tableta, cilindri itd. ako se koristi metalni rotor, tada nije potrebno lijepiti magnete, oni su sami pričvršćeni na bazu silom. Preostaje ih samo napuniti epoksidom kako bi se zaštitili od korozije.

Najlakši način za kupnju takvih magneta je putem interneta, au isto vrijeme možete odmah odabrati najprikladniji oblik.

Proizvodnja statora

Stator je nepomični dio generatora koji nosi namot snage koji inducira električnu struju. Ovisno o vrsti dizajna, stator se može koristiti iz gotovog uređaja (na primjer, iz automobilski generator), ili sami izradite od nule. Tehnika proizvodnje je drugačija u svakom slučaju, ali princip ostaje opći - zavojnice koje generiraju izmjeničnu struju smještene su duž kruga koji okružuje rotirajući rotor.

Na modifikacije auto generatora ponekad se namoti snage ne diraju, radije se mijenja dizajn rotora i ostaje na tome. Najčešće je razlog za to loša tehnička ili teorijska obuka, kada majstor ima vrlo nejasnu predodžbu o tome kako se točno takve stvari rade. Pogledajmo pobliže pitanje:

Odabir broja faza

Mnogi obrtnici pokušavaju olakšati svoj zadatak izradom jednofaznog generatora. U u ovom slučaju jednostavnost je vrlo upitna, budući da se uštede u naporu postižu samo u fazi namatanja zavojnica. Ali tijekom rada dobiva se neugodan učinak - amplituda napona ima klasični izgled, zbog čega ispravljena struja ima pulsirajuću strukturu.

Skokovi su kontraindicirani za baterije, oni stvaraju negativan utjecaj na sve komponente kompleksa i pridonose brzom kvaru. Pojavljuju se vibracije koje mogu izazvati pritužbe susjeda ili uzrokovati nelagodu ljudima ili životinjama.

Trofazni dizajn, naprotiv, ima mekšu ovojnicu, u ispravljenom stanju struja praktički nema odstupanja. Snaga uređaja je stabilna, mehanička i električni dio jedinica.

Izbor između trofaznog i monofaznog uređaja svakako treba napraviti u smjeru trofazne izvedbe. Povećava se broj namotanih zavojnica, ali broj zavoja nije toliki da bi zbog iluzorne uštede vremena odustao od boljeg rezultata.

Modifikacija statora autogeneratora

Ima spremno zavojnice za napajanje, čvrsto zbijene u kanalima statora. Da biste dobili kvalitetan rezultat, potrebno je promijeniti osjetljivost statora, budući da je nazivna brzina motora automobila u rasponu od 2000-3000 o / min, a na vrhuncu može porasti na 5000-6000 o / min. Vjetrenjača nije u stanju proizvesti takve parametre, a korištenje zupčanika za ubrzanje značajno će smanjiti snagu impelera.

Rješenje problema je povećanje broja zavoja, za što se stari namoti demontiraju i umjesto njih namotaju novi, s većim brojem zavoja od tanje žice. Istodobno, ne možete koristiti previše tanku žicu, jer se s povećanjem broja zavoja povećava i otpor, što generator čini manje produktivnim. Potrebno je pridržavati se "zlatne sredine", pažljivo povećavajući količinu, bez pretjerane revnosti.

Važno! Takva operacija zahtijeva izračun, ali u praksi se najčešće izvodi jednostavno - namotaju onoliko zavoja koliko struktura statora može primiti. Rezultat je obično pozitivan, budući da neće biti moguće prilagoditi previše zavoja.

Izrada statora aksijalnog tipa

Ovaj dizajn je prikladan za generator aksijalnog tipa, čiji je rotor izrađen od glavčine i kočionog diska iz kotača automobila. Stator ima oblik ravnog diska, oko čijeg su oboda smješteni namoti snage. Moraju se namotati od dovoljno debele žice tako da je broj zavoja dovoljan, ali otpor ne smanjuje učinkovitost dizajna. Broj zavojnica je višekratnik tri, tako da svaka faza ima isti broj.

Oni su međusobno povezani zvijezdom, za svaku fazu su spojeni 1, 4, 7, 10 itd. Kod namotavanja jednofaznog statora, svaki se svitak namotava u suprotnom smjeru - prvi u smjeru kazaljke na satu, drugi u suprotnom smjeru, zatim ponovno u smjeru kazaljke na satu itd. spojeni su u seriju.

Gotovi stator postavlja se koaksijalno s rotorom. Razmak između zavojnica i neodimijskog magneta trebao bi biti minimalan, ali rotor se kreće slobodno, bez kontakta sa zavojnicama.

Za zaštitu od vlage, prašine ili drugih utjecaja, zavojnice se obično pune epoksi smola. Da biste to učinili, najprije se uz vanjski rub diska statora napravi rub od plastelina visine nešto veće od sloja ispune.

Sklop impelera

Impeler bi trebao osigurati maksimalnu osjetljivost. Prije nego počnete graditi vjetroturbinu, potrebno je detaljno proučiti meteorološku situaciju u regiji, smjer i brzinu prevladavajućih vjetrova, učestalost i snagu oluja te mogućnost uragana. Ove informacije će vam pomoći u odabiru najviše prikladan dizajn vjetrenjača (vertikalna ili horizontalna, veličina, broj lopatica itd.).

Stvaranje impelera izrađen od dostupnog materijala na temelju parametara generatora. Veličina lopatica trebala bi omogućiti početak rotacije pri malim brzinama protoka, ali ne stvarati pretjerano veliku prepreku. To će smanjiti rizik od pada jarbola tijekom jakog vjetra ili nevremena.

Regije s nestabilnim i često promjenjivim vjetrovima (koji su većina u Rusiji) prikladnije su za rad vertikalnih struktura. Horizontalne vjetroturbine smatraju se učinkovitijima, ali zahtijevaju ugradnju na visoke stupove, što stvara probleme pri održavanju.

Rotor generatora vjetra mora biti dobro uravnotežen i čvrsto spojen. Zabranjeno je postavljanje kompleta na krov kuće, pogotovo ako u njemu živi nekoliko obitelji. Preporuča se odabrati otvoreno mjesto na brežuljku u blizini kuće tako da duljina kabela ne stvara veliki otpor. U blizini ne bi smjelo biti prepreka, visokih stabala ili zgrada koje bi blokirale izravni tok vjetra.

Pozdrav, ljudi mi često pišu o tome kako najbolje napraviti aksijalni disk generator, koliko magneta treba biti i koliko zavojnica. Pitaju kojom žicom treba namotati zavojnice i koliko zavoja. Pitaju o omjeru magneta i zavojnica i kako međusobno spojiti zavojnice. Pokušat ću odgovoriti na ova pitanja, prateći ih crtežima...

Opća pravila za konstrukciju aksijalnog generatora

1. Razmak između magneta u krugu na diskovima treba biti jednak njihovoj širini, ali što gušći to bolje, idealno bi bilo da su magneti gotovo blizu jedan drugome. U nastavku sam detaljnije opisao, ako se ne možete odlučiti, neka udaljenost bude jednaka širini magneta, radit će kao i svi ostali.
2. Okrugli magneti, kvadratni ili pravokutni, nije bitno, to će se onda odraziti na oblik zavojnica. Za prvu opciju, okrugli magneti i zavojnice su jednostavniji.
3. Debljina diskova treba biti jednaka debljini magneta ili malo tanja.
4. Broj zavoja u zavojnicama za 12V bateriju je 60 zavoja, za 24V VCB je 90 zavoja.
5. Debljina statora prema debljini magneta.
6. Omjer zavojnica i magneta je 4:3, za 9 zavojnica dolazi 12 magneta, za 12 zavojnica dolazi 16 magneta.
Monofazni generatori se ne izrađuju jer će tijekom rada biti jake vibracije generatora.

Debljina magneta mora biti najmanje 10 mm, iako može biti i tanja, ali tada ćete morati napraviti tanki stator; općenito, stator bi trebao biti približno jednak debljini magneta. Oblik magneta, da li su okrugli, kvadratni ili pravokutni, nije posebno bitan, onda će to utjecati na oblik zavojnica, hoće li biti točno okrugle ili trokutaste izdužene forme. Za velike i snažne generatore od 1,5 kW mogu se ugraditi magneti debljine 15-20 mm, a deblji i izdržljiviji stator može se izraditi debljine 15-20 mm.

Obično je udaljenost između magneta jednaka njihovoj širini, ali što veća površina Punjenje diskova magnetima u krug je još bolje. Što je manja udaljenost između magneta, to bolje. Ali ako razmak između magneta bude jednak širini samih magneta ili polovici širine magneta, tada će također dobro funkcionirati. Zbog povećanja promjera diskova povećava se brzina magneta po okretaju, a napon zavojnica raste proporcionalno porastu brzine gibanja magneta.

Ali ti zavoji zavojnica koji rade su oni koji padaju pod magnete, tako da što su rjeđi magneti na disku, to manje zavoja zavojnica sudjeluje u radu, a ovdje je dobitak samo u promjeru, ali ispada da velika ogrebotina i mnogo bakra je izgubljeno. ako postavite magnete blizu jedan drugome, promjer diskova postaje manji, ima više zavoja u radu i ima manje bakra. Ovo je općenito učinkovitije.

Obično napravim razmak između magneta jednak njihovoj širini, ali oni koji su raspored magneta zgusnuli, pa čak i tijesno s manjim promjerima i veličinama generatora, dobili su isti rezultat. Na vama je da odlučite što ćete ovdje učiniti.

Za krug od 9 zavojnica s 12 magneta Okrugli magneti su prikladni, a bolje ih je postaviti na disk gotovo blizu jedan drugome. Unutarnji promjer okruglih zavojnica može biti manji od promjera magneta.

Za 12 zavojnica sa 16 magneta Također možete napraviti okrugle zavojnice i ugraditi okrugle ili bolje četvrtaste magnete. Što je manja udaljenost između magneta, to bolje. I tako, ovisno o veličini, možete napraviti razmak između magneta oko 5-10 mm, ako su kvadratni onda u samom usko grlo trebala bi postojati takva udaljenost.

Za 18 zavojnica sa 12 magneta Bolje je koristiti pravokutne magnete s udaljenosti jednakom njihovoj širini. U tom slučaju, unutarnja rupa zavojnice trebala bi biti gotovo jednaka veličini magneta. Ako se na diskove postave 24 magneta, udaljenost između magneta bit će mala.

Ispod je crtež za usporedbu koliko se zavojnice preklapaju s magnetima ako su magneti postavljeni gotovo blizu i s razmakom između magneta jednakim njihovoj širini.

>

Također postoji ista opcija za pokrivanje magneta statora s 18 zavojnica i 12 zavojnica.

>

Fazni svici su spojeni ovako: Početak prvog svitka je početak faze. Kraj prve zavojnice spojen je s početkom druge. Kraj drugog s početkom trećeg. Kraj trećine na izlazu ako imate tri zavojnice po fazi je kraj faze. Druga i treća faza spojene su na isti način kao i prva. Na izlazu bi trebalo biti ukupno šest žica, po dva izvoda iz svake faze. Zatim ga možete spojiti zvijezdom; za to su tri kraja faza ili tri početka faza spojeni na jednu točku, a tri slobodna kraja već su spojena na trofazni diodni most. Ispod je crtež jednofaznog spoja.

>

Bolje je ne spojiti faze generatora sa zvijezdom odjednom, već ukloniti sve krajeve faza iz statora tako da se kasnije mogu spojiti na različite načine. Može biti da će s vašim propelerom generator bolje raditi kada paralelna veza fazama

Postoje dvije mogućnosti dizajna samog generatora

Prva opcija je najčešća, diskovi se ovdje vrte na osovini, a stator je većeg promjera i pričvršćen je vijcima s vani, svekar po vanjskom promjeru. Obično se za proizvodnju kao osnova uzima čvorište automobila i na njegovoj osnovi se gradi generator. Druga opcija je kada je stator montiran unutarnji promjer za fiksnu osovinu. I disk s ležajem stavlja se na ovu osovinu, a sa obrnuta strana drugi disk ga privlači.

Neodimijski magnet je metal rijetke zemlje koji je otporan na demagnetizaciju i ima sposobnost magnetiziranja određenih materijala. Koristi se u proizvodnji elektroničkih uređaja ( tvrdih diskova računala, detektori metala itd.), medicina i energija.

Neodimijski magneti koriste se u proizvodnji generatora koji rade u različite vrste instalacije koje proizvode električnu struju.

Trenutno se generatori izrađeni pomoću neodimskih magneta naširoko koriste u proizvodnji vjetroturbina.

Glavne karakteristike

Da biste utvrdili izvedivost proizvodnje generatora pomoću neodimskih magneta, morate uzeti u obzir glavne karakteristike ovog materijala, a to su:

• Magnetska indukcija U— karakteristika snage magnetsko polje, mjereno u Teslama.
• Preostala magnetska indukcija Br- posjedovana magnetizacija magnetski materijal kada je jakost vanjskog magnetskog polja jednaka nuli, mjereno u teslama.
• Prisilna magnetska sila Hc— određuje otpor magneta prema demagnetizaciji, mjeren u amperima/metar.
• Magnetska energija (BH)maks- karakterizira koliko je jak magnet.
• Temperaturni koeficijent rezidualne magnetske indukcije Tc od Br– određuje ovisnost magnetske indukcije o temperaturi okoline, mjereno kao postotak po stupnju Celzijusa.
• Maksimum radna temperatura Tmax— određuje graničnu temperaturu pri kojoj magnet privremeno gubi svoju snagu magnetska svojstva, mjereno u stupnjevima Celzija.
• Curiejeva temperatura Tcur— definira granicu temperature pri kojoj se neodimijski magnet potpuno razmagnetizira, mjereno u stupnjevima Celzijusa.

Sastav neodimijskih magneta, osim neodimija, uključuje željezo i bor, a ovisno o njihovom postotku, dobiveni proizvod, gotov magnet, razlikuje se u klasama, koje se razlikuju po gore navedenim karakteristikama. Ukupno se proizvode 42 klase neodimskih magneta.

Prednosti neodimijskih magneta koje određuju njihovu potražnju su:

• Neodimijski magneti imaju najveće magnetske parametre Br, Hsv, Hcm, VN.
• Takvi magneti imaju nižu cijenu u usporedbi sa sličnim metalima koji sadrže kobalt.
• Imaju sposobnost rada bez gubitka magnetskih karakteristika u temperaturnom rasponu od – 60 do + 240 stupnjeva Celzijusa, s Curiejevom točkom od +310 stupnjeva.
• Od ovog materijala moguće je izraditi magnete bilo kojeg oblika i veličine (cilindri, diskovi, prstenovi, kuglice, šipke, kocke itd.).

Vjetrogenerator na neodimijskim magnetima snage 5,0 kW

Trenutno domaće i strane tvrtke sve više koriste neodimijske magnete u proizvodnji generatora niske brzine električna struja. Tako LLC "Salmabash", Gatchina Lenjingradska oblast, proizvodi slične generatore s trajnim magnetima snage 3,0-5,0 kW. Izgled ovog uređaja dano je u nastavku:

Kućište i poklopci generatora izrađeni su od čelika, kasnije presvučeni materijali za boje i lakove. Kućište je opremljeno posebnim pričvršćivačima koji vam omogućuju pričvršćivanje električnog uređaja na potporni stup. Unutarnja površina obrađeno zaštitni premaz, sprječavanje korozije metala.

Stator generatora izrađen je od ploča elektrotehničkog čelika.

Namot statora izrađen je od emajlirane žice, što omogućuje dugotrajni rad uređaja pri maksimalnom opterećenju.

Rotor generatora ima 18 polova i montiran je u ležajne nosače. Neodimijski magneti postavljeni su na rub rotora.

Generator ne zahtijeva prisilno hlađenje, koje se provodi prirodno.

Tehničke karakteristike generatora 5,0 kW:

• Nazivna snaga – 5,0 kW;
• Nazivna frekvencija – 140,0 o/min;
• Radni raspon rotacije – 50,0 – 200,0 o/min;
• Maksimalna frekvencija – 300,0 o/min;
• Učinkovitost - ne manje od 94,0%;
• Hlađenje – zračno;
• Težina – 240,0 kg.

Generator je opremljen priključnom kutijom preko koje se spaja na električna mreža. Klasa zaštite odgovara GOST 14254 i ima stupanj IP 65 (izvedba otporna na prašinu sa zaštitom od mlaza vode).

Dizajn ovog generatora prikazan je na donjoj slici:

gdje: 1-tijelo, 2-donji poklopac, 3-gornji poklopac, 4-rotor, 5-neodimijski magneti, 6-stator, 7-namotaj, 8-polovica spojke, 9-brtve, 10,11,12-ležajevi, 13 - priključna kutija.

Prednosti i nedostatci

Prednosti vjetrogeneratora izrađenih pomoću neodimskih magneta uključuju sljedeće karakteristike:

• Visoka učinkovitost uređaja, postignuta smanjenjem gubitaka trenja;
• Dugi vijek trajanja;
• Nema buke i vibracija tijekom rada;
• Smanjeni troškovi za ugradnju i ugradnju opreme;
• Autonomija rada, dopuštajući rad bez stalnog održavanja instalacije;
• Mogućnost vlastite proizvodnje.

Nedostaci takvih uređaja uključuju:

• Relativno visoka cijena;
• Krhkost. S jakim vanjski utjecaj(udar), neodimijski magnet može izgubiti svoja svojstva;
• Niska otpornost na koroziju, zahtijeva poseban premaz neodimijski magneti;
• Ovisnost temperaturni režim rad - kada je izložen visoke temperature, neodimijski magneti gube svoja svojstva.

Kako ga sami napraviti

Vjetrogenerator koji se temelji na neodimijskim magnetima razlikuje se od ostalih dizajna generatora po tome što se lako može napraviti samostalno kod kuće.

U pravilu, kao osnovu uzimaju glavčinu automobila ili remenice s remenskog pogona, koji se prethodno čiste ako se koriste rezervni dijelovi i pripremaju za rad.

Ako je moguće proizvesti (tokariti), posebni kotači, bolje je ostati pri ovoj opciji, jer... u tom slučaju nema potrebe prilagođavati geometrijske dimenzije namotanih zavojnica dimenzijama korištenih izradaka.

Treba kupiti neodimijske magnete, za koje možete koristiti Internet ili usluge specijaliziranih organizacija.

Jednu od opcija za proizvodnju generatora na neodimijskim magnetima, koristeći diskove posebno izrađene za te svrhe, predložio je za razmatranje V.G. Yalovenko. (Ukrajina). Ovaj generator se proizvodi u sljedećem redoslijedu:

1. Dva diska promjera 170,0 mm sa središnjom rupom i utorom za klin izrađena su od čeličnog lima.
2. Disk je podijeljen na 12 segmenata, a na njegovoj površini su napravljene odgovarajuće oznake.
3. Magneti su zalijepljeni u označene segmente tako da im se polaritet izmjenjuje. Kako bi se izbjegle pogreške (u polaritetu), potrebno ih je označiti prije lijepljenja naljepnice.
4. Drugi disk je napravljen na sličan način. Rezultat je sljedeća konstrukcija:

1. Površina tvrdnji je ispunjena epoksidnom smolom.
2. 12 zavojnica od po 55 zavoja namotano je od žice (emajlirane žice) marke PETV ili analogne, s presjekom od 0,95 mm 2 .
3. Šablon se izrađuje na listu šperploče ili papira koji odgovara promjeru korištenih diskova, koji je također podijeljen na 12 sektora.

Zavojnice su postavljene u označene segmente, gdje su fiksirane (izolir traka, ljepljiva traka itd.) i odspojene jedna od druge (kraj prve zavojnice spojen je na početak druge itd.). rezultat je sljedeća konstrukcija

1. Matrica je izrađena od drva (ploča, itd.) ili šperploče, u kojoj se zavojnice položene prema šabloni mogu napuniti epoksidnom smolom. Dubina matrice mora odgovarati visini zavojnica.
2. Zavojnice se stavljaju u matricu i pune epoksidnom smolom. Rezultat je sljedeći obradak:

1. Iz čelična cijev promjera 63,0 mm proizvodi se glavčina s montažnom jedinicom za osovinu generatora koji se proizvodi. Osovina je postavljena na ležajeve ugrađene unutar glavčine.
2. Izrađen od iste cijevi okretni mehanizam, osiguravajući orijentaciju generatora u skladu s strujanjem vjetra.
3. Proizvedeni rezervni dijelovi stavljaju se na osovinu. Rezultat je sljedeći dizajn, plus rotirajući mehanizam:

Vjetrogenerator na bazi domaćeg aksijalnog disk generatora. Sagradio sam ga prije par godina.

Dizajn ovog generatora je prvo što ćete pronaći na mreži praktičnih modela vjetroturbina. U užem krugu nazivamo ih buržujima. Upravo su oni počeli koristiti ovaj raspored generatora, zbog dostupnosti magneta rijetke zemlje. Sada se u našoj zemlji ovaj model često ponavlja.
Na prvi pogled, ovo je najpovoljniji dizajn. To je djelomično točno, ali učinkovitost statora bez željeza mnogo je niža od onih sa željezom. Za takve generatore potrebni su deblji magneti, a količina je dvostruko veća. Dakle, više o suštini projekta.
Generator ima 16 pari polova. Korišteni magneti bili su neodimijski diskovi. Promjer 27 mm, visina 8 mm. Vrlo ozbiljne stvari. Ako se nepažljivo rukuje, možete dobiti ozbiljna ozljeda! Korišteno je 12 zavojnica.trofazni generator. Veza zvjezdicom.
Za namatanje zavojnica korištena je žica od 0,9 mm, iako je proračun napravljen za žicu od 1,06 mm. Ali njega tada nije bilo. Iz tog razloga postoji prazan prostor između zavojnica, a generator nije dosegao projektirane parametre. Namotao sam zavojnice na mašini domaće izrade. Ništa posebno.

Dizajn može biti apsolutno sve.



Za stator je napravljen kalup od šperploče.

Nakon tretiranja kalupa vazelinom (potrebno kako bi se lijevani stator mogao lako izvaditi iz kalupa), postavio sam zavojnice.
Zalemljen u skladu s tim.

Epoksidnu smolu sam razrijedio s dodatkom 30% talka (dječji puder). Stavio sam mrežicu od stakloplastike na dno kalupa i na vrh zavojnica, jer mi je s njom prikladnije raditi nego s fiberglasom. Izlio sam stator, postepeno dodavajući smolu tako da su izašli mjehurići zraka.
Kako bih stegnuo poklopac, označio sam ga tako da vijci prolaze kroz rupu na bobini (da se ne ošteti). Rupu zavojnice prekrio sam plastelinom (uklonio ga nakon sušenja) radi boljeg hlađenja.
Sutradan sam gotov stator bez problema izvadio iz kalupa. Ispalo je glatko i lijepo.

Za izradu rotora uzeo sam sklop stražnje glavčine od VAZ 2108. Nije skupo i dosta je moćno. U autoservisu su mi dali kočione diskove, opet od osam (devet). Diskovi promjera 240 mm. debljine 10 mm. Nakon što je uglačan radna površina, lijepljeni magneti. Zalijepio sam ga superljepilom, zatim napunio epoksidnom smolom.

Zavario sam glavu vjetra i na nju pričvrstio generator. Rep je kruto fiksiran, odnosno zaštita od oluje nije izvedena.

Oštrice iz PVC cijevi promjera 160 mm. Napravio sam i verziju s tri oštrice i onu s pet oštrica. Obje su opcije dobro funkcionirale.

Neki zaključci.
Punjenje baterije počinje gotovo čim se počne okretati (a okreće se od bilo kakvog udarca). 1-2 A od slabog povjetarca, s malim udarima 4-5 A. S normalnim vjetrovima oko 10 A.
Zaključak: cilj je postignut (punjenje baterije pri slabom vjetru).

Na jak vjetar zabilježeno 20 A, uređaj ne pokazuje više.
Ovaj model je sada rastavljen. Pregledom nisu utvrđena nikakva oštećenja, iako sve nije bilo ni farbano.
Planiram napraviti neke eksperimente s njim.

Pa, evo stvarnog maltretiranja o kojem sam govorio.
Želim provjeriti još jednu opciju. U statoru generatora koristite strugotine od žarenog željeza umjesto ets-a.
Piljevina nije ni sitna ni velika.
Budući da se sve radilo u vrlo ograničenim vremenskim uvjetima, a temperatura je bila 10, ma koliko to pridonijelo podvigu rada, rezultati su bili primjereni. Opet je korišten gotovi stator, koji za to nije bio namijenjen. Ipak, sve je po svome. Fotografija prikazuje cijeli proces. Pomiješao sam piljevinu ne s epoksidom, već s silikonsko brtvilo.
Rezultat je bila plastična masa s kojom je bilo lako raditi.

I testna tablica za ovu opciju.

Mislim da će ova opcija, izvedena prema svim pravilima, dati potpuno radnu opciju.

Činjenica da je generator koji koristi neodimijske magnete, na primjer vjetrogenerator, koristan, više nije dvojbena. Čak i ako na ovaj način nije moguće opskrbiti energijom sve kućanske aparate, ipak će se pri duljem korištenju pokazati njegova prednost. Ako sami napravite uređaj, rad će biti još ekonomičniji i ugodniji.

Karakteristike neodimijskih magneta

Ali prvo saznajmo što su magneti. Pojavili su se ne tako davno. Magnete je moguće kupiti u trgovinama još od devedesetih godina prošlog stoljeća. Izrađeni su od neodimija, bora i željeza. Glavni element je, naravno, neodimij. To je metal iz skupine lantanida, uz pomoć kojeg magneti postižu ogromnu snagu prianjanja. Ako uzmete dva komada velika veličina i privlače jedno drugo, bit će ih gotovo nemoguće odvojiti.

Uglavnom na rasprodaji, naravno, minijaturne vrste. U svakoj suvenirnici možete pronaći kuglice (ili druge oblike) od ovog metala. Visoka cijena neodimijskih magneta objašnjava se složenošću vađenja sirovina i tehnologije njihove proizvodnje. Ako će kuglica promjera 3-5 milimetara koštati samo nekoliko rubalja, tada ćete za magnet promjera 20 milimetara i više morati platiti 500 rubalja ili više.

Neodimijski magneti se proizvode u posebnim pećima, gdje se proces odvija bez kisika, u vakuumu ili atmosferi s inertnim plinom. Najčešći su magneti s aksijalnom magnetizacijom, kod kojih je vektor polja usmjeren duž jedne od ravnina u kojima se mjeri debljina.

Karakteristike neodimijskih magneta vrlo su vrijedne, ali se lako mogu nepopravljivo oštetiti. Dakle, jak udarac može ih lišiti svih njihovih svojstava. Stoga morate pokušati izbjeći padove. Također različiti tipovi postoji temperaturna granica koja varira od osamdeset do dvjesto pedeset stupnjeva. Na temperaturama iznad granične temperature, magnet gubi svoja svojstva.

Ispravna i pažljiva uporaba ključ je održavanja kvalitete trideset ili više godina. Prirodna demagnetizacija je samo jedan posto godišnje.

Primjena neodimskih magneta

Često se koriste u eksperimentima u fizici i elektrotehnici. Ali u praksi su ti magneti već pronađeni široka primjena, na primjer, u industriji. Često se mogu naći u sklopu suvenirskih proizvoda.

Njihov visok stupanj vuče čini ih vrlo korisnima pri traženju metalnih predmeta pronađenih ispod zemlje. Stoga mnoge tražilice koriste opremu koja koristi neodimijske magnete za pronalaženje opreme zaostale iz ratnih vremena.

Ako stari akustični zvučnici jedva rade, ponekad je vrijedno dodati neodimijske magnete feritnim magnetima i oprema će ponovno zvučati sjajno.

Isto tako, možete pokušati zamijeniti stare magnete na motoru ili generatoru. Tada postoji šansa da će tehnologija raditi mnogo bolje. Čak će se i smanjiti potrošnja.

Čovječanstvo je dugo tragalo. Na neodimijskim magnetima, kako neki vjeruju, tehnologija bi mogla poprimiti pravi oblik.

Gotovi vertikalno orijentirani vjetrogenerator

Na vjetrogeneratore, posebno u posljednjih godina, ponovno je obnovljen interes. Pojavili su se novi modeli, praktičniji i praktičniji.

Do nedavno su se uglavnom koristili horizontalni vjetrogeneratori s tri lopatice. A okomiti pogledi nije se širio zbog velikog opterećenja ležajeva kotača vjetra, zbog čega je nastalo povećano trenje, apsorbirajući energiju.

Ali zahvaljujući korištenju principa, generator vjetra na neodimijskim magnetima počeo se koristiti točno okomito orijentiran, s izraženom slobodnom inercijskom rotacijom. Trenutno je dokazao više visoka efikasnost u usporedbi s horizontalnim.

Lagano pokretanje postiže se zahvaljujući principu magnetske levitacije. A zahvaljujući višepolarnosti, koja daje nazivni napon pri niskim brzinama, moguće je potpuno ukinuti mjenjače.

Neki uređaji su sposobni početi raditi kada je brzina vjetra samo jedan i pol centimetar u sekundi, a kada dosegne samo tri do četiri metra u sekundi, već može biti jednaka generiranoj snazi ​​uređaja.

Područje primjene

Dakle, vjetrogenerator, ovisno o svojoj snazi, može opskrbljivati ​​energijom različite zgrade.

Gradski stanovi.

Privatne kuće, vikendice, trgovine, autopraonice.

Vrtići, bolnice, luke i druge gradske ustanove.

Prednosti

Uređaji se mogu kupiti gotovi ili izraditi samostalno. Nakon što ste kupili generator vjetra, ostaje samo da ga instalirate. Sva podešavanja i usklađivanja su već završena, testiranja su provedena u različitim klimatskim uvjetima.

Neodimijski magneti, koji se koriste umjesto mjenjača i ležajeva, omogućuju vam postizanje sljedećih rezultata:

smanjuje se trenje i produljuje vijek trajanja svih dijelova;

nestaju vibracije i buka uređaja tijekom rada;

trošak se smanjuje;

energija se štedi;

Nema potrebe za redovitim servisiranjem uređaja.

Vjetrogenerator se može kupiti sa ugrađenim inverterom koji puni bateriju, kao i kontrolerom.

Najčešći modeli

Generator s neodimijskim magnetima može se proizvesti s jednostrukim ili dvostrukim nosačem. Uz glavne neodimijske magnete, dizajn može uključivati ​​dodatne feritne magnete. Visina krila varira, obično od jednog do tri metra.

Snažniji modeli imaju dvostruko pričvršćivanje. Također imaju instalirane dodatne feritne magnetne generatore i imaju različite visine i promjere krila.

Domaći dizajni

S obzirom da si ne može svatko priuštiti kupnju generatora s neodimijskim magnetima na vjetar, često se odlučuju izgraditi strukturu vlastitim rukama. Razmotrimo razne opcije uređaji koje lako možete sami izraditi.

DIY generator vjetra

Imajući okomitu os rotacije, obično ima od tri do šest lopatica. Dizajn uključuje stator, lopatice (stacionarne i rotirajuće) i rotor. Vjetar utječe na lopatice i ulaz i izlaz turbine. Automobilske glavčine ponekad se koriste kao potpora. Ovaj generator s neodimijskim magnetom je tih i stabilan čak i pri jakom vjetru. Ne treba mu visoki jarbol. Kretanje počinje čak i pri vrlo slabom vjetru.

Kakav bi mogao biti dizajn stacionarnog generatora?

Poznato je da elektromotorna sila kroz žicu nastaje promjenom magnetskog polja. Jezgra stacionarnog generatora stvara se elektroničkom kontrolom, a ne mehanički. Generator automatski kontrolira protok, djelujući rezonantno i trošeći vrlo mala snaga. Njegove oscilacije skreću magnetske tokove željeznih ili feritnih jezgri u stranu. Što je veća frekvencija osciliranja, to je veća snaga generatora. Pokretanje se ostvaruje kratkotrajnim impulsom generatoru.

Kako napraviti perpetum mobile

Neodimijski magneti su u osnovi iste vrste u smislu njihovog principa rada. Standardna opcija je aksijalni tip.

Temelji se na glavčini automobila s kočionim diskovima. Takva će baza postati pouzdana i moćna.

Kada se odlučite za korištenje, glavčinu treba potpuno rastaviti i provjeriti ima li dovoljno podmazivanja te po potrebi očistiti hrđu. Tada će gotov uređaj biti ugodan za slikanje i poprimit će "domaći", njegovan izgled.

U jednofaznom uređaju broj polova mora biti jednak broju magneta. U trofaznom se mora pridržavati omjera dva prema tri ili četiri prema tri. Magneti su postavljeni s izmjeničnim polovima. Moraju biti precizno locirani. Da biste to učinili, možete nacrtati predložak na papiru, izrezati ga i točno prenijeti na disk.

Kako biste izbjegli miješanje stupova, bilježite markerom. Da biste to učinili, magneti se donose s jedne strane: onaj koji privlači označen je znakom "+", a onaj koji odbija označen je znakom "-". Magneti se moraju privlačiti, odnosno oni koji se nalaze jedan nasuprot drugog moraju imati različite polove.

Obično se koristi superljepilo ili nešto slično, a nakon lijepljenja se napuni s još epoksidne smole za povećanje čvrstoće, nakon što se naprave “borvice” da ne iscuri.

Trofazni ili jednofazni

Generator temeljen na neodimijskim magnetima obično je dizajniran za rad s vibracijama kada je pod opterećenjem, budući da neće biti osigurana stalna izlazna struja, što će rezultirati naglom amplitudom.

Ali kod trofaznog sustava konstantna snaga je zajamčena u svakom trenutku zahvaljujući faznoj kompenzaciji. Stoga neće biti vibracija ni zujanja. A učinkovitost rada bit će pedeset posto veća nego kod jedne faze.

Namatanje zavojnice i ostatka sklopa

Izračun generatora s neodimijskim magnetima uglavnom se vrši okom. Ali bolje je, naravno, postići točnost. Na primjer, za uređaj niske brzine, gdje bi punjenje baterije počelo funkcionirati pri 100-150 o / min, bit će potrebno od 1000 do 1200 okretaja. Ukupna količina se dijeli s brojem zavojnica. Koliko će zavoja biti potrebno u svakom od njih. Zavojnice se namotavaju što debljom žicom, jer će s manjim otporom struja biti veća (kod visokog napona otpor će preuzeti svu struju).

Obično koriste okrugle, ali bolje je namotati izdužene zavojnice. Unutarnja rupa mora biti jednak ili veći od promjera magneta. Osim toga, optimalni magnet će biti u obliku pravokutnika, a ne paka, budući da je u prvom magnetsko polje rastegnuto duž svoje duljine, dok je u drugom koncentrirano u središtu.

Debljina statora je jednaka debljini magneta. Za obrazac možete koristiti šperploču. Fiberglas se nalazi na dnu i na vrhu zavojnica radi čvrstoće. Zavojnice su međusobno spojene, a svaka faza je izvučena da bi se potom spojila trokutom ili zvijezdom.

Ostaje samo napraviti jarbol i pouzdan temelj.

Naravno, ovo nije perpetum mobile temeljen na neodimijskim magnetima. Međutim, ušteda pri korištenju generatora vjetra bit će osigurana.