Аксиальный ветрогенератор, который работает на неодимовых магнитах, впервые начали массово изготавливать в странах Запада. И это были вовсе не заводские изделия, а плод труда местных гаражных мастеров, поставивших себе на службу явление левитации. Серьезной популярности именно такие модели ветряка обязаны массовому распространению и дешевизне неодимовых магнитов. Постепенно комплектующие и схемы изготовления стали распространятся по всему миру и в настоящее время магнитный аксиальный ветрогенератор завоевывает признание на просторах Российской Федерации. Ниже описана последовательность создания одной из самых удачных моделей такого ветряка.
к содержанию ↑
Магниты следует располагать учитывая чередование полюсов, к тому же максимально точно, но прежде, чем приступить к их наклейке, нужно либо создать бумажный шаблон, либо прочертить линии, делящие диск на сектора. Чтобы не перепутать полюса, делаем отметки на магнитах. Главное — выполняем следующее требование — те магниты, которые стоят напротив друг друга, должны быть повернуты разными полюсами, то есть притягиваться.
Магниты приклеиваются к дискам при помощи супер-клея и заливаются. Также нужно сделать бордюрчики по краям дисков и в их центре, либо намотав скотча, либо вылепив из пластилина для недопущения растекания.
Многие любители электрической техники идут по пути наименьшего сопротивления и, чтобы не заморачиваться, останавливают свой выбор на однофазном статоре для ветряка. Однако у него имеется одна неприятная особенность, нивелирующая простоту сборки, — это вибрация в нагруженном состоянии, по причине непостоянства отдачи тока. Ведь амплитуда такого статора скачкообразна, — достигая максимума, когда неодимовые магниты располагаются над катушками, а после падая до минимума.
А вот, когда генератор сделан по трехфазной системе, то вибрации отсутствуют, и показатель мощности ветряка имеет постоянное значение. Причина такого отличия заключается в том, что ток, падая в одной фазе, в то же время нарастает в другой. И в итоге, ветрогенератор, работающий в трехфазной системе, может быть более эффективным до 50 %, чем точно такой же, но использующий однофазную систему. И главное, — нагруженный трехфазный генератор не дает вибрации, следовательно, мачта не дает повода для жалоб на ветрогенератор в надзирающие органы недоброжелателям из числа соседей, поскольку не создает надоедливого гула.
Для того, чтобы сделанный своими руками ветрогенератор на неодимовых магнитах работал с максимальной отдачей, статорные катушки следует рассчитывать. Однако большинство мастеров предпочитают делать их на глаз. К примеру, тихоходный генератор, способный заряжать 12 В аккумулятор, начиная со 100 — 150 оборотов за минуту, должен иметь во всех катушках от 1000 до 1200 витков, поровну разделенное между всеми катушками. Увеличение количества полюсов ведет к росту частоты тока в катушках, благодаря чему генератор, даже при малых оборотах, дает большую мощность.
Намотка катушек должна производиться по возможности более толстыми проводами, с целью снижения сопротивления в них. Делать это можно на оправке, либо на самодельном станке.
Для того чтобы разобраться, какой потенциал мощности имеет генератор, покрутите его с одной катушкой, поскольку, в зависимости от того, в каком количестве будут установлены неодимовые магниты и какова их толщина, данный показатель может существенно отличаться. Измерение проводятся без нагрузки при необходимом числе оборотов. Например, если генератор при 200 оборотах за минуту обеспечивает напряжение в 30 В, имея сопротивление в 3 Ом, то следует из 30 В вычесть 12 В (напряжение питания аккумулятора) и полученный результат — 18 делим на 3 (сопротивление в омах) получаем 6 (сила тока в амперах), которые и пойдут от ветрогенератора на зарядку АКБ. Однако, как показывает практика, по причине потерь в проводах и диодном мосту, реальный показатель, который будет производить магнитный аксиальный генератор, будет поменьше.
Магниты для создания ветрогенератора лучше брать в форме прямоугольника, поскольку их поле распространяется по длине, в отличие от круглых, поле которых сосредотачивается в центре. Катушки, как правило, мотают круглыми, хотя лучше делать их несколько вытянутыми, что обеспечивает больший объем меди в секторе, а также более прямые витки. Отверстие внутри катушек должно быть равно или превышать ширину магнитов.
Толщина статора должна быть такой же что и магниты. Форма для него обычно фанерная, для прочности под катушки и поверх них кладут стеклоткань, и все это заливается эпоксидной смолой. Для того, что бы не допустить прилипания смолы к форме, последнюю смазывают любым жиром либо применяют скотч. Провода предварительно выводят наружу и скрепляют между собой, концы каждой фазы после этого соединяют треугольником либо звездочкой.
к содержанию ↑ Мачту на которой будет расположен данный генератор, можно делать высотой от 6 и выше метров, чем выше, тем больше скорость ветра. Под нее следует вырыть яму и залить основание из бетона, а трубу укрепить таким образом, чтобы магнитный аксиальный ветрогенератор, сделанный своими руками, можно было опускать и поднимать. Делать это можно при помощи механической тали.
к содержанию ↑Его делают из поливинилхлоридных труб, чей оптимальный для этого диаметр — 160 мм. К примеру, ветрогенератор, работающий на принципе магнитной левитации, с диаметром в два метра и шестью лопастями, при скорости ветра в 8 метров за секунду, способен обеспечить мощность до 300 Вт.
к содержанию ↑Для подъема мощности ветрогенератора можно использовать магниты. Попросту на магниты, которые уже установлены наклеить еще по одному такому же или более тонкому. Другой способ основан на установке в катушки металлических сердечников, — пластин трансформатора. Это обеспечит усиление магнитопотока в катушке, однако вызывает небольшое залипание, которое, впрочем, совершенно не ощущается шестилопастным винтом. Стартует такой ветрогенератор при ветре в 2 м/с. Благодаря применению сердечников генератор получил увеличение мощности с 300 до 500 Вт/ч при ветре в 8 м/с. Также следует уделять внимание форме лопастей, — малейшие неточности снижают мощность.
mirenergii.ru
Неодимовые магниты позволяют создавать мощные источники энергии с высоким КПД, которые можно приводить в действие мускульной силой, ветром, водой и другими средствами. В этой статье рассмотрим трехфазный самодельный генератор на неодимовых магнитах. Приобрести их можно в китайском интернет-магазине. Этим устройством можно заряжать АКБ автомобиля, переносные телевизоры, ноутбуки и другие энергетически «прожорливые» устройства. Если нет желания или времени делать генератор вручную, то можно взять и готовый электрогенератор в интернет-магазине.
Генератор на неодимовых магнитах Генератор имеет ручной привод, но можно поменять его на другой, например на привод от ветроустановки. Ручной привод имеет повышающую передачу один к восьми. При использовании его нужно жестко крепить с столу, это позволит интенсивно его вращать и извлечь до 100 ватт электроэнергии. По сравнению с генератором на моторе, аппарат имеет значительно более высокий КПД преобразования механической энергии в электрическую и заряжать с его помощью можно не только мобильники, но и ноутбуки. Напряжение, которое он выдает при ручном вращении 12 вольт, ток 2 ампера.Устройство генератора. Примерно с 16-й минуты на ролике показано устройство генератора на неодимовых магнитах.
Механизм привода использован от настольного точильного аппарата. Для соединения его с генератором сделана переходная втулка. Важно, чтобы при соединении этих частей была соблюдена соосность.Собственно генератор собран на основе мощных неодимовых магнитов, размером 15 мм в диаметре, 5 мм толщиной. Рабочая часть находится на стойках, которые устанавливаются на основание и крепятся на болты. Для уменьшения трения внутри отверстий стоек встроены маленькие подшипники.
РоторРотор состоит из оси, на которую установлены 2 диска с магнитами. Магниты стоят на диске поочередно, они крепятся без использования клея, а держатся на железном диске силой магнитного притяжения. На каждом диске стоят по 12 магнитиков.Для обеспечения точности установки магнитов, сделана пластиковая обойма с высверленными выемками для магнитов.Статор состоит из 9 катушек, по 3 катушки на каждую фазу. В приведенной модели медный провод 0,4 -0,5 мм. Автор данного устройства (Игорь Белецкий рекомендует оптимальную толщину 0,5 мм). Тонкий провод повысит напряжение, но снизит ток. Толстый провод повысит ток, понизит напряжение.
СтаторКоличество витков от 100 до 200. От количества витков также зависит напряжение и ток. Чем больше витков, тем больше напряжение, но тем меньше ток. Схема соединения катушек использована стандартная, в интернете ее можно найти. В данной конструкции классическое соединение «звезда». На выходе диодный мостик для выпрямления тока.При сборке генератора очень важно, чтобы магниты попадали строго в центры катушек.
izobreteniya.net
Собрать ветрогенератор с низкими оборотами достаточно просто, но при этом необходимо учитывать некоторые особенности. Не имея определенных знаний и опыта, соорудить такое устройство с хорошими показателями не всегда получается, но зная важные моменты и нюансы, можно попробовать это сделать.
Изначально необходимо найти подходящего донора для ветрового генератора. Если в планах стоит конструирование мощного устройства, тогда можно использовать асинхронный двигатель с низкими оборотами, а для ветряка послабее подойдет обычный генератор от автомобиля. Отличным вариантом будет асинхронный двигатель с 12-ю полюсами. Он не нуждается в перематывании, а ротор требует небольшой проточки и прикрепления неодимовых магнитов.
Магниты и полюса
Первым делом необходимо определить количество зубов на статоре с медной обмоткой. Исходя из их числа определяется количество магнитных полюсов на роторе. Отношение должно быть 2/3, в котором пара магнитных полюсов на три катушки. В зависимости от величины зубов статора и его размера, оно может быть и 4/3.
Если на статоре 36 зубов, следовательно, нужно сделать 24 магнитных полюса. Для этого требуется купить неодимовые магниты любого размера и формы. Рекомендуется приобретать магниты в виде прямоугольника, так как их можно плотно установить на поверхности ротора, что увеличивает производительность генератора. Но зачастую используют круглые, так как их меньше помещается, что удешевляет конструкцию.
Крепление магнитов на роторе
Для расположения магнитов на поверхности ротора необходимо его изначально проточить на их толщину. Желательно, чтобы проточка проходила с учетом крепления на ротор металлической гильзы, на которую будут устанавливаться магниты. Как правило, ее делают одинаковой толщины с магнитами или же немного тоньше. После этого необходимо изготовить каркас для магнитов. Для этого необходимо намотать на гильзу бинт, пропитанный эпоксидной смолой.
Предварительно ротор нужно обернуть пленкой. Наматывать необходимо толстым слоем. После чего нужно обточить ее до требуемого диаметра и аккуратно снять с ротора. Затем в этой болванке проделываются отверстия под магниты.
Полюса
Следующим шагом является разделение ротора на полюса. На полученную площадь необходимо вместить магниты, чем больше, тем лучше. Первая часть магнитов клеится северным полюсом вверх, следующая – южным. Таким образом обрабатывается вся поверхность ротора. Клеить магниты можно эпоксидной смолой или супер клеем.
Скос и залипание
Одним из недостатков генераторов на постоянных магнитах это залипание. Они притягиваются к металлическим частям статора, чем усложняют старт ветряка при небольшом ветре. Для предотвращения этого делают скос на воображаемый магнит на ширину полюса. Это действие немного уменьшает производительность генератора, так как теряется эффективность магнитов. Потеря зависит от величины скоса.
Рекомендуется изначально расположить магниты без скоса и проверить момент старта. Если он превышает 0,4 Нм, тогда следует делать скос, поскольку винт не тронется на слабом ветру. Но тут уже каждый выбирает, что нужно – либо работа при маленьком ветре, либо мощность при сильном.
Ротор с прямоугольными магнитами
При использовании прямоугольных магнитов переделка ротора походит немного легче, при этом площадь полюсов эффективно заполняется. Необходимо также рассчитать их количество. Для заполнения полюсов желательно выбирать цельные магниты. Для их установки не нужно создавать каркас. Магниты просто клеятся на клей, после чего обматываются скотчем и заливается эпоксидной смолой.
Обмотка
В основном асинхронные двигателя оснащаются трехфазной обмоткой, которую можно не перематывать. Но существуют модели с четырех-полюсной обмоткой, но при этом она слишком тонкая и будет выдавать небольшой ток, так как обладает большим сопротивлением. В таком случае без перемотки не обойтись. Ее выполняют под необходимое количество полюсов и каждый зуб. Для того, чтобы повысить мощность генератора на малых оборотах, необходимо увеличить число катушек полюсов.
После проведения всех расчетов следует начинать перемотку. Изначально нужно удалить старую обмотку. Существует два способа перемотки – сразу на зуб и всыпная. Она выполняется следующим образом, изначально наматываются катушки, а после они вставляются в пазы статора. Изолируют их пленкоэлектрокартоном или обычным картоном.
При другом методе намотка проводится прямо на зуб. При этом проволока должна плотно ложится друг к другу. К тому же этот способ обладает некоторыми преимуществами. В таких катушках меньшее сопротивление, а также наматывается больше проволоки, что увеличивает мощность генератора. Даже пара лишний витков дает повышение производительности.
www.vsedelkin.ru
