Сходи.  Вхідна група.  Матеріали.  Двері.  Замки.  Дизайн

Сходи. Вхідна група. Матеріали. Двері. Замки. Дизайн

» Вітрогенератор своїми руками із асинхронного двигуна. Як зробити генератор для вітряка з асинхронного двигуна своїми руками Вітрогенератор з асинхронного двигуна

Вітрогенератор своїми руками із асинхронного двигуна. Як зробити генератор для вітряка з асинхронного двигуна своїми руками Вітрогенератор з асинхронного двигуна


Раніше ми вже розглядали, виходячи з популярності цієї теми, пропонуємо створити вітрогенератор з асинхронного двигуна. Необхідно трохи переробити електродвигун, як це зробити читаємо далі.

Як зробити вітрогенератор своїми руками з асинхронного двигуна

Щоб зробити генератор для вітрогенератора, ми скористаємося асинхронним двигуном.

Щоб змінити двигун, треба проточити ротор для магнітів, приклеїти магніти до ротора та залити епоксидкою. Крім того, статор треба перемотати дротом з більшою товщиною, щоб знизити показник напруги, збільшити струм. Але двигун ми вирішили залишити недоторканим, виконати лише переробку ротора. Ми скористалися агрегатом трифазного типу, потужність його складає 1,32 кіловат.


Виконується проточка ротора двигуна на токарному верстаті. Зазначимо, що у разі даного ротора ми не користувалися гільзою, яка зазвичай одягається під магніти. Її наявність пояснюється необхідністю посилити магнітну індукцію, магнітами через гільзу замикаються поля, не відбувається розсіювання магнітного поля, все прямує у бік статора. Ця система передбачає використання дуже сильних магнітіврозмір яких становить 7,6x6 міліметрів. Береться 160 штук, з їх допомогою забезпечується достатня електродвигунна сила без гільзи.




Спочатку, перш ніж наклеювати магніти, ротор розмічається на 4 полюси, виконується розташування магнітів зі скосом. У двигуна було чотири полюси, через те, що не відбувалося перемотування статора, повинні бути присутніми 5 магнітних полюсів. Виконується чергування кожного полюса, «південного» та «північного». Полюсам необхідні певні паузи, магніти тут розташовуються щільніше. Після того, як ми розмістили магніти, вони змотувалися за допомогою скотчу, фіксувалися епоксидкою.

Ротор залипав, відчувалася також проблема у процесі валового обертання. Ми внесли деякі зміни, видалили магніти та смолу, після чого виконали нове розміщення елементів. При цьому акцент був зроблений на більшу рівномірність при встановленні. Виконавши заливку, ми зрозуміли, що залипання стало менш помітним, крім того, напруга в процесі обертання генаратора на однакових оборотах поменшало, показник струму трохи збільшився.


Ми зібрали вітрогенератор і вирішили прикріпити до нього той чи інший пристрій. Вирішено було прикріпити лампу на 60 ват і 220 вольт, на оборотах від 800 до 1000 вона розжарювалася повністю. Крім цього, щоб перевірити можливості, ми прикріпили лампочку, потужність якої складає 1кіловат. Забезпечили половинний рівень нагрівання. При 800 оборотах за хвилину рівень напруги становив 160 вольт. Крім цього, ми спробували здійснити підключення окропу на 0,5 кіловат, дуже швидко вода нагрілася.



Розглянемо детально гвинт. Матеріалом для лопатей виступала полівінілхлоридна труба, діаметр якої дорівнює 160 мілімерів. На фотографії можна побачити гвинт, діаметр якого становить 1,7 метра, тут представлена ​​інформація, виходячи з якої, виконувались лопаті.


Дещо пізніше ми зробили стійку, у якої є поворотна вісь, що дозволяє прикріплювати хвіст і генератор. У системи схема, при якій вітрова голівка уникає вітру за допомогою хвостового складання. Саме тому тут є певне усунення від осьового центру системи, при задньому розташуванні штирю (шкворня, призначеного для хвоста).



Ми прикріпили вітрогенератор своїми руками до щогли, довжина якої дорівнює дев'яти метрів. Генератором забезпечувалася напруга холостого ходу, яка сягала 80 вольт. Ми спробували здійснити підключення двокіловатного тену, через певний проміжок часу він нагрівся, відповідно, можна зробити висновок про наявність певної потужності у вітряка.

Потім ми зібрали спеціальний контролер, після чого виконали підключення за допомогою акумулятора до зарядки. Забезпечений непоганий показник струму, з'явився шум, подібний до того, як відбувається при використанні зарядних пристроїв.


Відповідно до даних на електромоторі, показники дорівнювали 220-380 вольт, при силі струму від 6,2 до 3,6 ампер, відповідно, показник опору агрегату дорівнює 35,4 ом трикутник/105,5 Ом зірка. У випадку дванадцятивольтного акумулятора, що заряджається за такою схемою, як «трикутник» (найчастіший варіант), то вийде, що при швидкості вітру від 8 до 9 метрів в секунду струм становить близько 1,9 ампер, що дорівнює всього-на-всього 23 ватів година.


Настільки суттєве падіння пояснюється високим рівнемопору генератора, саме з цієї причини виконується перемотування статора дротом більш істотної товщини, завдяки цьому гарантується зменшення опору агрегату, від чого залежить показник сили струму.

Сподіваємось наша інструкція як створити вітрогенератор для дому своїми руками з асинхронного двигуна вам допоможе зробити вітрогенератор.

У прагненні отримати автономні джерела електроенергії фахівці знайшли спосіб, як своїми руками переробити, трифазний асинхронний електродвигун. змінного струмуу генератор. Такий метод має ряд переваг та окремі недоліки.

Зовнішній вигляд асинхронного електродвигуна

У розрізі показані основні елементи:

  1. чавунний корпус із радіаторними ребрами для ефективного охолодження;
  2. корпус короткозамкнутого ротора з лініями зсуву магнітного поля щодо осі;
  3. комутаційно-контактна група в коробці (борно), для комутації обмоток статора у схеми зірка або трикутник та підключення проводів електроживлення;
  4. щільні джгути мідних дротівобмотки статора;
  5. сталевий вал ротора з канавкою для фіксації шківа клиноподібною шпонкою.

Детальне розбирання асинхронного електродвигуна із зазначенням усіх деталей показано на малюнку нижче.

Детальне розбирання асинхронного двигуна

Переваги генераторів, перероблених з асинхронних двигунів:

  1. простота складання схеми, можливість не розбирати електродвигун, не перемотувати обмотки;
  2. можливість обертання генератора електроструму вітряною або гідротурбіною;
  3. генератор із асинхронного двигуна широко використовується в системах мотор-генератор для перетворення однофазної мережі 220В змінного струму в трифазну мережу з напругою 380В.
  4. можливість використання генератора в польових умовах розкручуючи його від двигунів внутрішнього згоряння.

Як недолік можна назвати складність розрахунку ємності конденсаторів, що підключаються до обмоток, це робиться експериментальним шляхом.

Тому важко досягти максимальної потужності такого генератора, бувають складнощі з електроживленням електроустановок, які мають велике значенняпускового струму, на циркулярних електропилах з трифазними двигунами змінного струму, бетонозмішувачах та інших електроустановках.

Принцип роботи генератора

В основу роботи такого генератора закладено принцип оборотності: «будь-яка електроустановка перетворююча електричну енергіюу механічну, може зробити зворотний процес». Використовується принцип роботи генераторів, обертання ротора викликає ЕРС та поява електричного струму в обмотках статора.

Виходячи з цієї теорії, очевидно, що асинхронний електродвигун можна переробити на електрогенератор. Щоб усвідомлено провести реконструкцію, необхідно зрозуміти, як відбувається процес генерації і що для цього потрібно. Усі двигуни, які рухає сила змінного струму, вважаються асинхронними. Поле статора рухається з невеликим випередженням щодо магнітного поля ротора, підтягуючи його за собою у бік обертання.

Щоб отримати зворотний процес, генерацію, поле ротора має випереджати рух магнітного поля статора, в ідеальному випадку обертатися в протилежному напрямку. Домагаються цього включенням до мережі живлення, конденсатора великої ємності, збільшення ємності використовують групи конденсаторів. Конденсаторна установка заряджається, накопичуючи магнітну енергію (елемент реактивної складової змінного струму). Заряд конденсатора по фазі протилежний джерелу струму електродвигуна, тому обертання ротора починає сповільнюватися, статора обмотка генерує струм.

Перетворення

Як практично своїми руками перетворити асинхронний електродвигун на генератор?

Для підключення конденсаторів треба відкрутити верхню кришку борно (коробка), де розташована контактна група, що комутує контакти обмоток статора і підключені дроти живлення асинхронного двигуна.

Відкрите борно із контактною групою

Обмотки статора можуть бути з'єднані у схему "Зірка" або "Трикутник".

Схеми включення «Зірка» та «Трикутник»

На шильдику або паспорті на виріб показані можливі схеми підключення і параметри двигуна при різних підключеннях. Вказується:

  • максимальні струми;
  • напруга живлення;
  • споживана потужність;
  • кількість обертів за хвилину;
  • ККД та інші параметри.

Параметри двигуна, вказані на шильдиці

У трифазний генератор з асинхронного електродвигуна, який роблять своїми руками, конденсатори підключаються за аналогічною схемою "Трикутником" або "Зіркою".

Варіант включення зі «Зіркою» забезпечує пусковий процес генерації струму на нижчих оборотах, ніж при з'єднанні схеми «Трикутник». При цьому напруга на виході генератора буде трохи нижчою. Підключення за схемою «Трикутника» надає незначне збільшення вихідної напруги, але вимагає вищих обертів під час запуску генератора. В однофазному асинхронному електродвигуні підключається один фазозсувний конденсатор.

Схема підключення конденсаторів на генераторі в «Трикутник»

Використовуються конденсатори моделі КБГ-МН або інші марки не менше 400 В безполярні, двополюсні електролітичні моделі в цьому випадку не підходять.

Як виглядає безполюсний конденсатор марки КБГ-МН

Розрахунок ємності конденсаторів для двигуна.

Номінальна вихідна потужність генератора, кВтМожлива ємність, мкФ
2 60
3,5 100
5 138
7 182
10 245
15 342

У синхронних генераторах збудження процесу генерації відбувається на обмотках якоря джерела струму. 90% асинхронних двигунів мають короткозамкнуті ротори, без обмотки, збудження створюється залишковим у роторі статичним зарядом. Його достатньо щоб на початковому етапі обертання створити ЕРС, яке наводить струм, і заряджає конденсатори, через обмотки статора. Подальша підзарядка вже надходить від струму, що генерується, процес генерації буде безперервним, поки обертається ротор.

Автомат підключення навантаження до генератора, розетки та конденсатори рекомендується встановити в окремий закритий щит. Сполучні дроти від борного генератора до щита прокласти в окремому ізольованому кабелі.

Навіть при непрацюючому генераторі необхідно уникати дотику до клем конденсаторів контактів розеток. Накопичений конденсатором заряд залишається тривалий час і може вдарити струмом. Заземляйте корпуси всіх агрегатів, двигуна, генератора, щита управління.

Монтаж системи мотор-генератор

При монтажі генератора з мотором своїми руками треба враховувати, що вказана кількість номінальних оборотів використовуваного асинхронного електродвигуна на холостому ході більша.

Схема мотор-генератора на ремінній передачі

На двигуні 900 об/м при холостому ході буде 1230 об/м, щоб отримати на виході генератора, переробленого з цього двигуна достатню потужність, треба мати кількість оборотів на 10% більше холостого ходу:

1230 + 10% = 1353 об/м.

Ремінна передача розраховується за формулою:

Vг = Vм x Dм\Dг

Vг - необхідна швидкість обертання генератора 1353 об/м;

Vм – швидкість обертання двигуна 1200 об/м;

Dм – діаметр шківа на двигуні 15 см;

Dг – діаметр шківа на генераторі.

Маючи двигун на 1200 об/м де шків Ø 15 см, залишається розрахувати тільки Dг - діаметр шківа на генераторі.

Dг = Vм x Dм/Vг = 1200об/м х 15см/1353об/м = 13,3см.

Генератор на ніодимових магнітах

Як зробити генератор із асинхронного електродвигуна?

Цей саморобний генераторвиключає застосування конденсаторних установок. Джерело магнітного поля, яке наводить ЕРС і створює струм в статорній обмотці, побудований на постійних ніодимових магнітах. Щоб це зробити своїми руками необхідно послідовно виконати такі действия:

  • Зняти передню та задню кришки асинхронного електродвигуна.
  • Вийняти ротор із статора.

Як виглядає ротор асинхронного двигуна

  • Ротор проточується, знімається верхній шар на 2 мм більший за товщину магнітів. У побутових умовах зробити розточування ротора своїми руками не завжди є можливим, за відсутності токарного обладнання та навичок. Потрібно звернутися до спеціалістів у токарні майстерні.
  • На аркуші звичайного паперу готується шаблон для розміщення круглих магнітів, Ø 10-20мм, товщиною до 10 мм, із силою тяжіння 5-9 кг, на кв/см, розмір залежить від величини ротора. Шаблон наклеюється на поверхню ротора, магніти розміщуються смугами під кутом 15-20 градусів щодо осі ротора, по 8 штук у смузі. На малюнку нижче видно, що у деяких роторах відзначені темно-світлі смуги усунення ліній магнітного поля щодо його осі.

Установка магнітів на ротор

  • Ротор на магнітах розраховується так, щоб вийшло чотири групи смуг, у групі по 5 смужок, відстань між групами 2Ø магніту. Проміжки групи 0.5-1Ø магніту, таке розташування знижує силу залипання ротора до статора, він повинен провертатися зусиллями двох пальців;
  • Ротор на магнітах, зроблений за розрахованим шаблоном, заливається епоксидною смолою. Після того, як вона трохи підсохне, циліндрична частина ротора покривається шаром скловолокна і знову просочується епоксидною смолою. Це виключить виліт магнітів під час обертання ротора. Верхній шарна магнітах не повинен перевищувати початковий діаметр ротора, який був до проточки. В іншому випадку ротор не стане на своє місце або при обертанні тертиметься про обмотку статора.
  • Після просушування, ротор можна поставити на місце та закрити кришки;
  • Випробовувати, електрогенератор необхідно - провертати ротор електродрилем, вимірюючи напругу на виході. Кількість оборотів при досягненні потрібної напруги вимірюється тахометром.
  • Знаючи необхідну кількість оборотів генератора, ременная передача розраховується за методикою описаною вище.

Цікавий варіант застосування, коли електрогенератор на основі асинхронного електродвигуна, використовується у схемі електричний мотор-генератор із самопідживленням. Коли частина потужності, що виробляється генератором, надходить на електродвигун, який його розкручує. Решта енергії витрачається на корисне навантаження. Здійснивши принцип самопідживлення практично можна надовго забезпечити будинок автономним електроживленням.

Відео. Г енератор із асинхронного двигуна.

Для широкого кола споживачів електроенергії купувати потужні дизельні електростанціїяк TEKSAN TJ 303 DW5C з потужністю на виході 303 кВА або 242 кВт не має сенсу. Малопотужні бензинові генераторидорогі, оптимальний варіантзробити своїми руками вітрові генераториабо пристрій мотор-генератор з самопідживленням.

Використовуючи цю інформацію можна зібрати генератор своїми руками, на постійних магнітівчи конденсаторах. Таке обладнання дуже корисне на заміських будинках, у польових умовах, як аварійне джерело живлення, коли відсутня напруга у промислових мережах. Повноцінний будинок з кондиціонерами, електричними плитамита нагрівальними бойлерами, потужний мотор циркулярної пилкивони не потягнуть. Тимчасово забезпечити електроенергією побутові прилади першої необхідності можуть, освітлення, холодильник, телевізор та інші, які потребують великих потужностей.


Вітрогенератор асинхронного типу - чудовий спосіб отримати енергію з частого супутника погодних умов- Вітра. Такий пристрій можна не лише придбати, а й зробити своїми руками. Які переваги має асинхронний двигун і як його спорудити? Про це йтиметься у цій статті.


Переваги

Асинхронний генератор має низку переваг.

  1. Немає електрощіток, які швидко зношуються, і обмоток, що обертаються, що говорить про простоту обладнання. Також не потрібне додаткове джерело напруги збудження обмоток, що відрізняє цей тип пристрою від синхронного генератора.
  2. Навіть при великій потужності вітрогенератор не матиме великих габаритів і маси. Ця ж властивість поширюється на ціну, яка доступна багатьом людям.
  3. Вихідна частота знаходиться в межах від 46 до 60 Гц, що практично не залежить від того, як швидко обертається ротор генератора.

Вітрогенератор своїми руками

Переробити асинхронний двигун як генератор досить просто, тому такий спосіб придбання енергії є досить поширеним.

  • Така переробка включає наступні моменти:
  • проточування ротора під магніти;
  • приклеювання магніту до ротора; заливка магнітівепоксидною фарбою
  • для того, щоб вони не відлетіли;

перемотування статора товстим дротом для підняття сили струму та зменшення великої напруги, хоча це робиться не завжди. Перед тим, як наклеїти магніти, ротор можна розмітити на чотири полюси, після чого розташувати зі скосом магніти.Кожен полюс магніту чергується. Такі

магнітні полюси зроблено з проміжками. Після того, як магніти розташувалися на роторі, їх потрібно замотати скотчем і залити епоксидною смолою.Однак при збиранні пристрою може відчуватися залипання ротора. Щоб виправити це, потрібно переробити ротор. Цей процес має на увазі збивання магнітів разом зі смолою, після чого їх потрібно знову встановити, проте тепер зробити це потрібно рівномірніше по всьому ротору. Після

повторного заливаннязалипання повинне знизитися. Це також позначиться на напрузі при обертанні, яке трохи впаде, а також на струмі, що виросте.

Після складання генератор можна покрутити дрилем і підключити до нього щось як навантаження.

Для цього можна підключити лампу на певну кількість ватів і дивитися, як вона горить, в повний розжар або ні. Крім того, можна підключити окроп і поспостерігати, коли і в якій мірі нагріється вода. Якщо всі ці випробування пройдуть успішно, асинхронний двигун придатний для роботи, але потрібно зробити ще щось.

Ефективність, надійність та простота вітрогенераторів на асинхронному двигуні не може залишити байдужою людину, яка хоче максимально правильно використовувати вітрову енергію. Особливо приваблює те, що можна зробити таку конструкцію самостійно, тож її робота залучатиме ще більше.

Щоб зробити своїми руками вітрогенератор потужністю до 1 кВт, не потрібно купувати спеціальне обладнання. Це завдання легко вирішити, маючи в наявності асинхронний двигун. Причому зазначеної потужності буде достатньо для того, щоб створити умови для роботи окремих побутових приладівта підключити вуличне освітлення в саду на дачі.

Якщо зробити вітряк своїми руками, то у вас буде безкоштовне джерело енергії, яку можна використовувати на власний розсуд. Будь-який домашній майстерможе виготовити самостійно вітрогенератор на основі асинхронного двигуна.

Із чого складається генератор?

Генераторна установка, яка вироблятиме електрику, передбачає такі основні елементи:

Принцип роботи

Експлуатація саморобних вітряків здійснюється за аналогією з вітрогенераторними установками, які застосовуються у промисловості. Основна мета полягає у виробленні змінної напруги, для чого кінетична енергія трансформується в електричну. Вітер приводить в рух вітроколесо роторного типу, в результаті чого енергія, що отримується, надходить від нього до генератора. Причому зазвичай роль останнього виконує асинхронний двигун.

В результаті створення генератором струму останній надходить в акумулятор, який оснащений модулем і контролером заряду. Звідти він прямує в інвертор постійної напруги, джерелом роботи якого є електромережа. В результаті вдається створити змінну напругу, характеристики якого підходять для використання в побутових цілях (220 50 Гц).

Для трансформації змінної напруги на постійне використовується контролер. Саме з його допомогою і виконується заряджання акумуляторів. У ряді випадків інвертори здатні виконувати функції безперебійного живлення. Іншими словами, у разі проблем з подачею електроенергії вони можуть задіяти як джерело живлення побутових пристроїв акумулятори або генератори.

Матеріали та інструменти

Щоб зробити вітрогенератор, достатньо мати асинхронний двигун, який і доведеться переробляти. У той же час доведеться запастися рядом матеріалів:

Характеристики та встановлення генератора

Генератор має такі характеристики:

Особливості монтажу

Найчастіше установка генератора своїми руками виконується із застосуванням трилопатевого вітроколеса, що досягає в діаметрі близько 2 м. Рішення ж наростити кількість лопат або їх довжину не призводить до поліпшення робочих характеристик. Незалежно від обраного варіанта щодо конфігурації, габаритів та форми лопатей, спочатку слід виконати попередні розрахунки.

Під час самостійної установкипотрібно звертати увагу на такий параметр, як стан ґрунту ділянки, де буде розміщена опора та розтяжки. Щогла встановлюється шляхом копання ями глибиною не більше 0,5 м, яку необхідно заповнити бетонним розчином.

Підключення до мережі здійснюється у строго визначеному порядку: першими приєднують акумулятори, а за ними вже йде сам вітрогенератор.

Обертання вітрогенераторної установки може здійснюватися у горизонтальній чи вертикальній площині. При цьому вибір зазвичай зупиняють на вертикальній площині, що пов'язано з конструкційним виконанням. В якості роторів допустимо застосовувати моделі Дар'ї та Савоніуса.

У конструкції установки повинні використовуватися прокладки, що герметизують, або ковпак. Завдяки цьому рішенню генератору не нашкодить волога.

Для розміщення щогли та опори має бути обране відкрите місце. Придатною для щогли є висота 15 м. При цьому найбільшого поширення набули щогли, чия висота не перевищує 5-7 м-коду.

Оптимально, якщо виготовлений власноруч вітрогенератор виконує функції резервного джерела живлення.

Ці установки мають обмеження щодо використання, тому що їх експлуатація можлива лише в тих регіонах, де швидкість вітру досягає близько 7-8 м/с.

Перш ніж розпочати створення вітряка своїми руками, виконують точні розрахунки. У деяких випадках виникають труднощі із обробкою вузлів асинхронного двигуна;

Вітряк не можна створити без електричних модулів, а також проведення серії експериментів.

Як зробити своїми руками асинхронний генератор?

Хоча завжди можна придбати готовий асинхронний генераторможна піти іншим шляхом і заощадити, виготовивши його своїми руками. Складнощів тут не виникне. Єдине, що потрібно зробити – підготувати необхідні інструменти.

  1. Одна з особливостей роботи генератора полягає в тому, що він повинен обертатися з більшою швидкістю, ніж двигун. Досягти цього можна наступним шляхом. Після запуску необхідно з'ясувати швидкість обертання двигуна. У вирішенні цього завдання нам допоможе тахогенератор чи тахометр
  2. Визначивши вищезгаданий параметр, до значення слід додати 10%. Якщо, наприклад, його крутний момент становить 1200 об/хв, то для генератора він дорівнюватиме 1320 об/хв.
  3. Щоб зробити електрогенератор на основі асинхронного двигуна, потрібно знайти відповідну ємність для конденсаторів. Причому слід пам'ятати у тому, що це конденсатори не повинні відрізнятися своїми фазамиодин від одного.
  4. Рекомендується використовувати ємність середніх розмірів. Якщо вона виявиться занадто великою, це призведе до нагрівання асинхронного двигуна.
  5. Для збирання слід використовувати конденсатори, які можуть гарантувати потрібну швидкість обертання. До їх встановлення потрібно поставитися з великою серйозністю. Рекомендується захистити їх, використовуючи спеціальні ізолюючі матеріали.

Це все операції, які мають бути виконані при облаштуванні генератора на основі двигуна. Далі можна переходити для його монтажу. Майте на увазі, що при використанні пристрою, оснащеного короткозамкненим ротором, ви отримаєте струм з високою напругою. З цієї причини, щоб досягти значення 220 В, вам знадобиться понижувальний трансформатор.

Питання про вітрові електрогенератори в наш час дуже актуальне. Багато європейських виробників пропонують вітрові генератори різної потужностіале стоять вони не дешево. А вся система, включаючи вітровий електрогенератор, інвертор перетворення постійного струму на змінний і акумуляторні батареїЦе дуже дороге задоволення, яке навряд чи окупить себе, найближчим часом використання. Такі вітрові установки не можуть дозволити собі звичайний споживач електричної енергії.

З усього сказаного можна зробити висновок, що найбільш гостро стоїть питання про здешевлення отримання електроенергії з вітру.

При застосуванні генераторів на постійних магнітах можна отримати не дуже велику напругу, як правило, вона не перевищує 10 В. Та й до того ж швидкість вітру, це не постійна величина. Установки на таких генераторах повинні завжди забезпечуватися акумуляторними батареями та інвертором. Але виходячи з того, найбільш оптимальні акумуляторні батареї, це батареї 150 А/год, то навряд чи хтось захоче зв'язуватися з таким дорогим проектом (для прикладу акумуляторна батарея танка ПТ-76 важить 65кг, і розрахована на 140А/год).

У ролі генератора використовувалися автомобільні генератори і синхронні двигуни. Але в обох випадках один і той же недолік потрібні надто великі оберти ротора двигуна, а це в свою чергу призводить до збільшення передавального числа редуктора, а отже, і габаритів вітрового крила. Так само можна додати і нестабільність частоти роботи і складність стабілізації вихідної напруги, а у разі синхронного двигуна ще й більше габарити та маса. Для стабілізації вихідної напруги можна використовувати акумуляторні батареї та інвертор, але це призведе до тієї схеми, яка зараз використовується європейськими виробниками, про яку тут не йтиметься, тому що вона дуже дорога.

У ході довгих пошуків та експериментів, перевагу віддали генератору на базі асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором. При використанні цієї схеми було виявлено багато переваг і лише один недолік.

Переваги:невеликі габарити та маса при досить великій потужності; немає необхідності у напрузі збудження; якщо використовувати тихообіговий двигун, то й потужність ротора можна зменшити; вихідна частота практично залежить від швидкості обертання ротора.

Нестача: цей генератор не можна перевантажувати.

Схема включення асинхронного двигуна з коротким ротором показана на малюнку №1. При обертанні ротора двигуна залишкове магнітне поле діє одну з обмоток статора. При цьому виникає невелика електричний струм, який заряджає один із конденсаторів С1-С3. Завдяки тому, що фаза напруги на конденсаторі відстає, на роторі виникає магнітне поле вже більшої величини, яке діє на наступну обмотку. Відповідно наступний конденсатор зарядиться на більшу напругу. Цей процес триває доти, поки ротор генератора не увійде в насичення (1...1,15с) Після цього можна включати автомат В2 і використовувати енергію, що виробляється генератором. Причому для нормальної роботи двигуна в режимі генератора потужність навантаження повинна становити не більше 80% застосованого як генератор двигуна. Інші 20 % застосовуються підтримки напруги на конденсаторах, тобто. підтримка генератора в робочому стані. При перевищенні даної умовинапруга на конденсаторах зникне, отже і зникне магнітне полі якорі, що призведе до зникнення напруги на клемах автомата В2. Причому це відбувається майже миттєво.

У цьому є свій недолік та свої переваги. Недолік полягає в тому, що повторна подача напруги можлива лише тоді, коли буде усунуто причину перевантаження та вимкнено автомат В2. Генератор сонно увійде до робочого режиму (через 1…1,5с). Після цього можна включати В2 та використовувати енергію. До гідності відносять той чинник, що генератор практично неможливо спалити, оскільки напруга з його клемах зникає миттєво протягом 0,1…0,5с. Вихідна напруга має синусоїдальну форму та цілком придатна для подальшого використання. Вихідна частота генератора 46 ... 60 Гц, що в більшості випадків достатньо для домашнього використання. Через нестабільність напруги на виході напруги необхідно встановити стабілізатор (опис схеми та роботи описано у додатковій статті).

Місткість додаткових конденсаторів зазначена в таблиці №1, на один кіловат зазначеної потужності мотора, а для роботи з навантаженням - додаткова ємність на кожен кіловат навантаження.

Таблиця №1Місткість конденсаторів, що включаються у фази, в мікрофарадах на 1 кВт потужності.

Напруга між фазами

Основна ємність (мкФ)

При неодруженому ході

При активному навантаженні

При реактивному навантаженні

Наприклад, є двигун потужністю 3 кВт. До нього передбачається підключити реактивне навантаження (електродвигун, зварювальний апарат), сумарною потужністю приблизно 2 кВт. При цьому ми хочемо, щоб напруга між фазами була 380. Значить, ємність конденсатора С1 складе (35) + (26) мікрофарад. Так як С1 = С2 = С3, то нам знадобиться три конденсатори ємністю 30 мкф. Якщо конденсаторів необхідної ємності немає, можна з'єднати конденсатори паралельно, меншої ємності. Конденсатори мають бути паперові або метолобумажні на напругу не нижче 450 В, а краще на 650 В. перевищувати. За такої схеми, вдасться максимально розвантажити генератор. Крім того, живлення освітлювальних ламп розжарювання та деякі нагрівальні приладикраще живити постійним струмом.

Для генератора необхідно використовувати двигун з короткозамкненим ротором. Найкраще застосувати двигун на 360...720 об/хв, але підійде і двигун на 910 об/хв. Це викликано необхідністю обертати ротор з більшою приблизно удвічі швидкістю, ніж зазначено в паспорті двигун, і зменшенням числа передачі редуктора.

Сама вітрогенераторна установка може бути виконана в будь-якій зручній для вас схемі. Тут пропонується наступна конструкція. Принцип роботи показаний малюнку №3 і пояснення не потребує. Вітродвигун (малюнок №4) складається з вітряного крила 1, опори 2 і власне генератора 3. Опора жорстко забетонована та укріплена трьома натяжними тросами 4. Опору можна виготовити з дерева, бетону, металу. Можна застосувати опору, яку використовують для передачі електрики на відстань, або свою. Як розтяжки краще використовувати сталевий тросдіаметром 10..12 мм. Милиці, за які кріпляться розтяжки, необхідно добре забетонувати. Каркас крил вітродвигун можна виготовити із труб діаметром 1дюйм, його креслення показано на малюнку №5. Елерони можна виготовити із сталевого прутка діаметром 6мм. Як провідний вол використано товстостінну трубу діаметром 2..2,5 дюйма, в нижній кінець якої впресований вал довжиною 300 ... 400мм. У нижньому кінці валу зроблено канавку під шків. Підшипники взяті сферичні з конусними затискачами марки 2000810 із відповідним корпусом.

Після збирання крило необхідно збалансувати. До опори збалансоване крило кріпитися будь-яким. зручним способомАле, головне, щоб кріплення було досить жорстким і надійним. Експериментально було встановлено, що найкращим матеріаломдля обтягування крила служить поліетиленова плівка завтовшки 80...120мкм. Вона досить міцна, легка і дешева дозволяє відмовитися від гальмівного механізму, який, до речі, даному випадкунеприйнятний, тому що при сильному вітрікрило буде знищено. Обтягувати поліетиленовою плівкою потрібно в кілька шарів спаюючи по швах, паяльником через шматок поліетиленової плівки. Спаяний шов має бути рівним та міцним.

Для приводу валу генератора застосовано редуктор. Можна використовувати редуктор будь-якої системи, окрім черв'ячної. Як вже було сказано, вал генератора потрібно обертати приблизно з подвоєною швидкістю, а віл вітродвигуна обертається зі швидкістю 500 об/хв при швидкості вітру 5 м/с, Звідси і обмеження на використання двигуна в якості генератора. Найкращим варіантомможе бути двигун на 360 об/хв, але можна застосувати і двигун на 720 об/хв. Під час використання двигуна можна збільшити висоту крила на 500 мм. Збільшувати крило по ширині не рекомендується, тому що при цьому зменшується частота обертання, зменшувати те ж не слід, так як при збільшенні швидкості обертання сильно зменшитися потужність, причому закон зменшення не лінійний.

При підборі редуктора слід керуватися наступним правилам: за номінальні обороти крило вітродвигуна потрібно брати величину 500 об/хв, що відповідає швидкості вітру 5 м/с, частота обертання валу двигуна збільшується на 2,3 далі шляхом нескладних підрахунків отримуємо коефіцієнт передачі. Сам кронштейн легко прикріпити до опори за допомогою шести шпильок. Зубчастим редуктором кріплення набагато простіше. Не рекомендується робити вал вітродвигуна надто довгим, тому що його може просто перекрутити. Всю конструкцію необхідно заземлити. Опір заземлення має бути не більше 2 Ом. У підніжжя необхідно поставити шафу, в якій необхідно розмістити конденсатори С1-С3, автомати В1-В2, діоди V1-V6, стабілізатор напруги, автомат керування, чотири акумулятори та потужний перетворювач напруги для забезпечення енергією під час штилів. Автомат управління забезпечує перемикання ланцюгів живлення залежно від навантаження та швидкості вітру. Потужний перетворювач напруги забезпечує заряд акумулятора під час роботи генератора в холостому ходу, а також живлення мережі від акумуляторів за відсутності вітру або сильно заниженої напруги на генераторі. Коли немає напруги а акумулятора розряджені, автомат керування забезпечує подачу енергії зі штатної мережі.

Кабель яким здійснюється підключення генератора і силової шафи, повинен бути трифазним з перетином жили не більше, кабелю, якими здійснюється з'єднання шафи з споживачами можуть бути такими ж. Шина заземлення має бути перетином не менше.

Увага! Усі роботи з монтажу потрібно виконувати при відключеному автоматі В1 та розряджених конденсаторах С1-С3.