За да захранвате произведената акумулаторна LED лампа, описание на което на уебсайта е произведен и се използва в момента генератор на вятър, базиран на постоянен двигател (24v / 0.7A) с постоянни магнити. Вятърният генератор при средни метеорологични условия, в зависимост от скоростта на вятъра, осигурява изходно напрежение от 0,8 до 6,0 волта и ток до 200 mA. Впоследствие стабилизиран преобразувател на напрежение преобразува това изходно напрежение от вятърния генератор в необходимото постояннотоково напрежение, достатъчно за зареждане на батерията или доставяне на необходимия товар.
Предлаганият ветрогенератор е лесен за производство, не изисква точни изчисления и производство на сложни части, придобиване на скъпи компоненти. В допълнение към варианта, разгледан в горната статия, такъв ветрогенератор може да намери и други приложения. Използваме го там, където може да е необходимо малко количество електричество за захранване на устройство с ниска мощност. Например за работа на компактна метеорологична станция, наблюдение на нивото на водата в резервоар, за аварийно осветление и контрол на автоматизацията на оранжерия. През деня, при наличие на вятър, батерията на устройството с захранване получава безплатна вятърна енергия и в подходящия момент я предоставя на потребителя при необходимост. Разбира се, енергията на вятъра, която идва при нас, не е голяма, но при нас идва почти постоянно. И ако направите устройство за неговото натрупване и използване направете го сами, от импровизирани материали, тогава тази енергия е безплатна, а устройството в допълнение ще бъде икономично, компактно, мобилно и енергонезависимо.
Тази статия предлага да се направи ветрогенератор от постоянен двигател.
Изработка на ветрогенератор.
1. Изборът на електрически генератор.
За използване като генератор с ниска мощност на устройството, можете да използвате готовия стъпков двигател без промени. За максимална производителност, ако е възможно, е препоръчително да се използва двигател с възможно най-малкото залепване на вала и с възможно най-много стъпки на оборот. Възможен е вариант за промяна на електродвигателя или стартера в генератор. В интернет са описани различни опции за преработка.
В нашия случай беше избран най-простият вариант.Като електрически генератор използваме постоянен двигател (24v / 0.7A) с постоянни магнити, който не изисква модификации. Той има свойството на обратимост - когато валът му се върти, на контактите на двигателя се появява напрежение. Този електромотор е изваден от морално остаряла изчислителна машина.
2. Изборът на дизайн на витлото.
В първата версия на дизайна на ветрогенератора, за да се опрости производството, за основа на витлото е взет пластмасов витъл с подходящ диаметър за кацане от индустриален вентилатор. За увеличаване на въртящия момент на вала на генератора дължината на остриетата му се добавя с тънкостенни метални пластини с профил, близък до оригинала.
Този дизайн на витлото обаче не успя. При силни ветрове, поради ниската твърдост на пластмасовия витъл, металната облицовка на лопатките се отклони назад и се удари в конструктивната стойка, което в крайна сметка завърши с неуспех.
При разработването на първия вариант реших за дизайна на технологичния профил на остриетата и тяхната дължина. Тези параметри на витлото влияят на чувствителността му към слабите ветрове и той преобладава. Необходимо е с малко вятър витлото да може да преодолее залепването на вала (привличане на магнитите на статора) и да започне въртене.
3. Производството на витлото. Ние избираме или произвеждаме хъб за инсталиране и закрепване на перките на витлото.
В нашия случай това е алуминиев фланец (4 мм дебелина, външен диаметър 50 мм) с аксиален отвор по диаметъра на изходния вал на двигателя (8 мм - зъбно колело е притиснато към вала, дължина 10 мм) и четири равномерно разположени M4 отвора за монтиране на лопатките. За да фиксирате главината върху вала, инсталирайте един или два M4 винта в нея (вижте снимката).
4. Производство на лопатки на витлото.
От поцинкован лист с дебелина 0,4-0,5 мм изрязваме 4 заготовки под формата на равнобедрен трапец: височина 250 мм, основа 50 мм, горна страна 20 мм. Ние огъваме лопатките наполовина по височината на трапеца (създавайки укрепващо ребро) под ъгъл от 45 градуса (виж снимката). Затъпяваме остри ръбове и ъгли (за наша безопасност).
5. Монтаж и закрепване на лопатките на витлото.
Позиционираме острието на главината така, че точката на огъване на основата да е над оста на главината, а съседната половина на основата да е над монтажния отвор на главината (виж снимката). Маркираме и пробиваме дупка в лопатките за съседен фиксиращ винт с диаметър 4,2 мм. Фиксираме лопатките на витлото едно по едно с винтовете.
6. Балансиране на витлото.
Извършваме статично балансиране на витлото. За това монтираме и фиксираме витлото върху калибрирана (полирана) лента с диаметър, равен на диаметъра на изходния вал на двигателя. Поставяме щангата с витлото на две хоризонтално калибрирани на нивото на владетеля (шарки повърхности), разположени в краищата на щангата. В този случай витлото ще се обърне и едно от лопатките ще се спусне надолу. Завъртаме витлото на четвърт оборот и ако същото острие отново се е спуснало надолу, то трябва да бъде олекотено, като отрязваме тясна метална лента отстрани на острието. Повтаряме подобна операция, докато щангата с витлото не спре да се завърта след инсталиране в произволно положение.
7. Производство на лопатовата част на вятърния генератор.
Нарязваме алуминиевия квадрат 20 х 20 мм на дължина 250 мм. От едната страна на квадрата, за един или два винта (нитове) монтираме вертикален стабилизатор на посоката към вятъра.
От другата страна на квадрата монтираме и закрепваме скоба на два винта, за да закрепим двигателя - генератор. Скобата и стабилизаторът също са изработени от поцинкована ламарина с дебелина 0,4-0,5 мм (възможно е използван антикорозионен материал). Дължината на скобата е равна на дължината на двигателя. Дължината на стабилизатора е приблизително 200 мм, формата е по вкуса на производителя.
На долния фланец на квадрата, в средата на скобата, плътно фиксирайте пръта (желателно е да се предвиди нейната защита от корозия), за да инсталирате конструкцията в тръбата на подпора на вятърния генератор. Най-добрият вариант за определяне на местоположението на този прът е определянето на центъра на тежестта на предварително сглобена и напълно сглобена конструкция, последвано от пробиване на дупки за фиксиране на пръта там.
8. Сглобяване на генератора на вятъра.
Инсталираме двигателя - генератор на място и го фиксираме със скоба. Фиксираме витлото към изходния вал на двигателя. За да предпазим генератора от атмосферни валежи, изрязваме и монтираме защитна ограда от подходяща пластмасова бутилка. Закрепете го с винт.
9. Отстраняване на грешки на ветрогенератор.
Предварително инсталирайте сглобения генератор на вятър на открито в посока на вятъра. Образуваме променлив профил на остриетата. Ние огъваме огънатата част на лопатките, така че в краищата на лопатките (тясна част) количеството на крайника да е 10 ... 15 градуса (минимално съпротивление на въздуха с максимална периферна скорост на лопатките). До центъра на витлото величината на крайника на острието варира до 30 ... 45 градуса. С увеличаване на ъгъла на огъване чувствителността на вятърния генератор към вятъра се увеличава, но поради увеличаването на съпротивлението скоростта на генератора намалява, което води до намаляване на изходните характеристики. Следователно, променяйки ъгъла на крайника на лопатките, избираме оптималния профил на вятъра.
10. Монтаж на ветрогенератор.
За да инсталирате ветрогенератор, от тръба (вода) се прави стелаж с необходимата височина (за предпочитане над околните дървета) и се фиксира към обекта. Монтажният прът на вятърния генератор трябва да се върти свободно в багажника на тръбата. Преди монтажа последователно се поставя шахта на шахтата на генератора на вятъра - междинна шайба за улесняване на въртенето, спирална пружина за изглаждане на остатъчния дисбаланс на витлото, защитна шайба за намаляване на навлизането на валежи в тръбата на багажника (в тази конструкция е монтирана гайка с подходящ размер).
Проводникът от генератора се фиксира механично от счупването на контакта, спуска се по багажника с разстояние по дължина за възможно усукване около стелажа и задължителен контур за капене на капки от валежи преди да влезе в консуматора.
