Как сделать торроидный аксиальный генератор своими руками
Перейти к содержимому

Как сделать торроидный аксиальный генератор своими руками

  • автор:

Аксиальный ветрогенератор своими руками

Конструкция таких генераторов, как этот довольно проста часто повторяема. Генераторы для ветряков такого типа первыми начали строить в США, в связи с доступностью у них редко-земельных магнитов. Со временем такая концепция самодельного бытового ветрогенератора распространилась по всему миру.

Ветрогенератор

>

Генератор я собирал так, в основе генератора лежит ступица от ВАЗ2108, в качестве роторов используются тормозные диски тоже от ВАЗ2108. Ступицу и диски мне дали безвозмездно в ближайшем автосервисе, так-как такого добра в любом сервисе навалом. Неодимовые магниты заказал в интернет магазине, магниты шайбы размером 25*8мм, в количестве 32шт, дорогие и очень мощные штучки, пальцы прищемляют очень сильно, по-этому аккуратнее при работе с ними.

Тормозные диски я зачистил до блестящей поверхности под магниты. Магниты клеил с помощью супер клея, магниты клеятся чередуясь полюсами, а диски ротора должны притягиваться, то-есть магниты половинок должны притягиваться друг к другу. После наклейки магниты дополнительно залил эпоксидной смолой для надежности.

схема статора аксиального генератора.

>

Генератор трехфазный по 4 катушки на фазу, всего 12 катушек. На картинке схема соединения катушек, только у меня не 9 а 12 катушек. Катушки мотал на самодельной оправке, можно и по другому мотать, но в оправке катушки получаются одинаковые. Катушки мотал проводом 0.9мм, в каждой катушке по 70 витков. Толщина катушек 8мм, внутренний диаметр по диаметру магнита, в данном случае 25мм, а внешний как получится, но лучше чтобы катушки были вплотную, чем больше меди, тем в итоге мощнее генератор.

Для заливки катушек статора я вырезал форму из фанеры, зачистил края до гладкой поверхности. Форму обильно смазал обычным вазелином, можно кстати любыми жирами, или воском, парафином, это нужно чтобы после высыхания статор легко извлечь из формы. На дно формы сначала положил круг из стеклоткани, потом выложил катушки, спаял их в фазы и вывел концы каждой фазы наружу, чтобы потом можно было соединять их в звезду или треугольником. Внутреннее отверстие каждой катушки я залепил пластилином, это будет дополнительная вентиляция для катушек если они будут греться. Далее все это дело я залил эпоксидной смолой с 40% добавкой талька ( детская присыпка), тальк делает статор прочнее, но как оказалось статор намного прочнее если добавлять обыкновенную муку, но об этом я узнал уже потом. Сверху проложил ище кружок стеклоткани и накрыл крышкой из фанеры, которую прикрутил на саморезы прямо через внутренние отверстия катушек.

После высыхания и небольшой обработки получился вот такой статор для генератора. После сборки уже готовый ветрогенератор я поднял на мачту, и подключил автомобильный аккумулятор. Ниже фото этого генератора.

намотка катушек статора

>

оправка для намотки катушки

>

наматываем катушку эмаль-проводом

>

форма для заливки статора

>

статор аксиального генератора

>

генератор с бес-железным статором

>

аксиальный генератор

>

В итоге у маня получился генератор мощностью около 100ватт/ч, стартовал ветряк при малейшем ветерке, и это не удивительно, так-как аксиальные генераторы такой компоновки не имеют залипаний и винту ничего не мешает стартовать. Кстати подшипник ступици почему-то туго вращается и это вылечить не удалось, возможно это такие подшипники, но это не столь важно. На малом ветру ветрогенератор выдавал 2-4А на аккумулятор 12 вольт , а на хорошем ветру ток доходит до 10А., на сильном ветре фиксировал до двадцати ампер, больше мультиметр не показывает.

Винт для ветряка делал из ПВХ трубы диаметром 160мм, первый винт был трех-лопастной диаметром 1,7 м, а второй пяти-лопастной винт, оба варианта хорошо работали. Ветрогенератор исправно проработал полгода, потом был демонтирован и на его место у установил более мощный ветрогенератор из асинхронного двигателя.

  • Аккумуляторы MNB-battery (AGM, GEL)
  • Инверторы CyberPower (ИБП)
  • Солнечные батареи SOLMEA
  • tdvolt.ru — источники бесперебойного питания
  • ИБП CyberPower

>

>

Мощный ветрогенератор с аксиальным генератором

Ветрогенератор, лопасти, ветряк.

>

Увеличить откроется в новом окне

Этот ветрогенератор специально проектировался под малые ветра, большой тихоходный генератор, который лежит в основе этого ветряка должен уже при слабом ветре 3_4м/с выдавать до 500ватт/ч. Естественно такие запросы потребовали серьезных расчетов, и конструкция генератора получилась прямо скажем не маленькой, но так и должно быть, все в угоду тихоходности и мощности на молом ветру.

На фотографиях вся работа по созданию этого ветряка. За основу генератора была взята автомобильная ступица, здесь использована ступица от автоприцепа. Для ротора, на котором располагаются магниты, были вырезаны два металлических диска диаметром 40см, и толщиной 12мм. Изготовление дисков мы заказывали, так-как обычная резка могла повести металл,они были вырезаны на специальном станке гидроабразивной резки, цена составила 70 долларов, но зато сделаны не хуже заводских и просверлены все необходимые отверстия под крепление на ступицу.

Поворотная ось генератора

Поворотная ось изготовлена из отрезка трех-дюймовой трубы длиной 400мм. Вал для ступицы закреплён внутри трубы длиной и диаметром 100мм через 2 стальных кольца. Стальной кронштейн для крепления хвоста выполнен из 1,2см стали, его высота 150мм. Кронштейн будет приварен к поворотной оси под углом 20гр., и относительно вала генератора в горизонтальной плоскости на 45гр.

ось ветрогенератора

>

Увеличить откроется в новом окне

поворотная ось ветрогенератора

>

Увеличить откроется в новом окне

Для удобства дальнейшей работы из обрезков труб была сварена подставка, на которую одели поворотную ось генератора. Далее были нарезаны и приварены шесть пластин для крепления ротора, а так-же из фанеры вырезан шаблон для наклейки магнитов на дисках ротора, так-как магниты очень сильные и наклеить без шаблона очень проблематично.

Тестовая катушка

Следующим шагом на диски по шаблону с помощью супер-клея были наклеены магниты. В этом генераторе мы решили использовать 16 пар магнитов, по 16 на каждом диске, размеры магнитов 75*40*20мм. Генератор будет трехфазным, с соотношением по 4 магнита на каждые 3 катушки, то-есть катушек будет 12, по 4 катушки на фазу. Перед тем как делать статор с катушками, мы изготовили тестовую катушку, чтобы определить мощность генератора и определиться каким сечением провода в дальнейшем мотать катушки статора. Для определения размеров катушки я нарисовал шаблон, поделил его на 12 секторов, нарисовал линии прохождения магнитов и определил размеры катушки, кстати внутренний диаметр катушки должен быть чуть больше или равным длине магнита, а внешний как можно больше, на сколько позволяет пространство. Ниже на фото мы намотали тестовую катушку, закрепили ее на заготовке из фанеры и закрепили на генераторе.

Увеличить откроется в новом окне

наклейка магнитов

>

Увеличить откроется в новом окне
Увеличить откроется в новом окне

шаблон для разметки катушек

>

Увеличить откроется в новом окне

тестовая катушка

>

Увеличить откроется в новом окне
Увеличить откроется в новом окне

диски ротора

>

Увеличить откроется в новом окне

Для тестовой прокрутки катушки мы использовали оптический тахометр для измерения оборотов, и мультиметр для снятия показаний. Сначала мы решили поэкспериментировать и покрутить генератор с одной половинкой ротора, при 70бо/м тестовая катушка выдала 2,4 вольта, а кода мы установили второй диск ротора, то напряжение катушки выросло до 5,5 вольт. Далее мы намотали еще одну катушку более толстым проводом с меньшим количеством витков и покрутили на нагрузку 10 Ом, получилось 6 вольт и 6 ампер на 100об/м, это 36 ватт/ч с катушки, значит с 12-ти катушек генератора на 100об/м получится около 400ватт/ч. Мы правда ожидали большего, но некоторые потери возможно из-за слишком плотного размещения магнитов на дисках ротора, из-за этого часть магнитного поля замыкается на соседние магниты, а не проходит через статор. Но это первый такой большой генератор и мы учтем в будущем эти недочеты.

шаблон для заливки статора генератора

>

Увеличить откроется в новом окне

катушки аксиального генератора

>

Увеличить откроется в новом окне

После прокрутки генератора с тестовой катушкой мы принялись за изготовление статора. Статор это диск с залитыми в нем медными катушками. Для заливки из фанеры был изготовлен шаблон, на ранее расчерченный шаблон мы вырезали квадрат из фанеры с внутренним отверстием по диаметру статора, он у нас получился 50см, это на 10см больше диаметра дисков ротора. Катушки статора намотали двойным проводом 0,6мм, по 68витков в катушке, всего 12 катушек, по 4 на фазу. Изначально мы хотели мотать проводом 3,3мм, но его в наличие не оказалось и мы решили мотать сдвоенным проводом.

Катушки статора мы закрепили между собой кусочками стеклоткани на супер-клее, после катушки были распаены в три фазы и соединенные звездой концы вывели на контактные соединения. Перед заливкой форму смазали автомобильным воском чтобы смола не пристала. Далее в форму налили немного полиэфирной смолы, кстати эта смола прочнее эпоксидной и менее чувствительна к высоким температурам, но правда при работе таксична, поэтому лучше соблюдать меры предосторожности. Из стеклоткани вырезали круг и утопили в шаблоне, на него выложили катушки, выровняли по центру. Катушки залили полностью смолой и положили сверху второй круг из стеклоткани, после закрыли кругом и стянули чтобы смола ровно легла и не вытекла из формы. Так-же смолой залили и магниты на дисках ротора.

Увеличить откроется в новом окне

катушки статор генератор

>

Увеличить откроется в новом окне
Увеличить откроется в новом окне
Увеличить откроется в новом окне

После высыхания смолы готовый статор был извлечен из формы. Края немного обработали, просверлили отверстия для крепления. Болты для крепления решили использовать из немагнитного металла, так-как мощные магниты при вращении будут притягиваться к болтам и создавать залипание при старте и вибрацию при вращении генератора.

После сборки генератора мы принялись за сборку хвостовой части. Хвостовую часть ветряка мы собрали из труб, длинна хвоста составляет 2,5м. Длинна хвоста обычно равна длине радиуса винта, так как мы рассчитываем сделать винт диаметром 5м, значит длина хвоста 2,5м. Поворотная часть хвоста сделана из толстостенной трубы диаметром 5см, она одевается на приваренный к поворотной оси штырь. Хвост выполняет по классической схеме с уводом ветроголовки от сильного ветра. Винт под давлением ветра поворачивается в сторону, при этом хвост под углом складывается.

Перед покраской мы проверили как будет складываться хвост при сильном ветре уводя лопасти от ветра, и приварили ограничитель для того чтобы хвост складываясь не повредил лопасти. После завершения всех сварочных работ принялись за придание ветрогенератору красивого внешнего вида и защиты его от ржавчины. Для этого зачистили металлические поверхности, прогрунтовали и покрасили. На вид вроде нормально и зелёный цвет символ защиты природы от вредных выхлопов и загрезняющей природу деятельности человека, пускай владельцы дымящих бензогенераторов завидуют, и платят деньги за топливо.

Увеличить откроется в новом окне

Аксиальный ветрогенератор своими руками

Отшельничество и выживание

Вот и я изготовил свой генератор для ветряка. Начиналось всё с изучения большого количества информации и общения на форуме. Ветроэнергетикой я интересовался уже давно, но собрать свой собственный ветряк мешали некоторые обстоятельства. И вот как говорится свершилось.

За основу взял популярный торцевой генератор на постоянных магнитах, так как он состоит всего из нескольких деталей, и очень прост в изготовлении. Для генератора приобрёл дисковые ниодимые магниты размером 20 на 5 мм. Статор намотал проводом 0,7мм. Катушки соединил в кольцо, соединил выводы катушек в звезду и уложил в заранее заготовленную форму. Залил всё это дело эпоксидной смолой. В итоге получился готовый статор.

Аксиальный ветрогенератор своими рукамиАксиальный ветрогенератор своими рукамиНиже изображена схема соеденения катушек статора, за основу взял эту схему, так как пишут, что она вроде эффективнее, хотя немного сложнее чем последовательное соединение всех катушек. Для ротора заказал два диска, на которые наклеил магниты, так-же мне выточили и ступицу вместе с валом под готовые подшипники.

Аксиальный ветрогенератор своими рукамиАксиальный ветрогенератор своими рукамиПосле собрал все дитали воедино и получился вот такой генератор. Это мой первый генератор, так что прошу сильно не кретиковать. Хотя я считаю что вышло неплохо. Теперь надо было его протестировать и узнать на что спообен этот малышь.

Аксиальный ветрогенератор своими рукамиАксиальный ветрогенератор своими рукамиДалее принялся за изготовление лопастей, тоже не стал ничего усложнять и изготовил из трубы ПВХ. Размеры не выссчитывал,так как не некому было, а сам я в этих рассчётах ничего не понимаю. Поэтому делал на овось, примерно определив какие они должны быть. Но в последствии понял, что лопасти надо рассчитывать под конкретный генератор, иначе может быть большой недобор мощности и слишком малые обороты.

Но это был наверно единственный доступный вареант быстрого изготовления лопастей. Хотя в общем и с ними генератор тоже работал и давал ток зарядки на аккумулятор. Ниже на фото получившиеся лопасти. После монтажа лопастей сделал простенький хвост без всякой защиты и водрузил ветрогенератор на мачту, чтобы проверить его работоспособность.Сначало поставил на невысокую мачту (4м), но потом понял, что этого мало и сделал более высокую 8-ми метровую мачту и установил ветрогенератор. После нескольких дней работы ветряка нарисовались некоторые параметры ветряка.

Замеры делал при разной скорости ветра: ток короткого замыкания при ветре 15м/с составил 30в 9А. При ветре 10м/с 20в 2.75А, 5м.с 13в 1А.

Аксиальный ветрогенератор своими рукамиАксиальный ветрогенератор своими рукамиКак оказалось такие лопасти очень слабые и они у меня разлетлись не выдержав сильного ветра. Пока генератор был снят решил снять реальные параметры генератора.Так как на ветру лопасти не выводили генератор на полную мощность. Для этого покрутил генератор подключая нагрузку 2,1Ом, сопротивление каждой фазы генератора 1,9 Ом. Обороты мерил тахометром. Вот что получилось, на 160об/м было всего 3в 1.23А, далее 280об.мин 6в 2.9А, 320об.мин 8в 3.23А, 670об.мин 12в 5.8А. Думаю померял правильно, более весокие обороты покрутить нечем, хотя для общего представления этих данных вполне достаточно.

Аксиальный ветрогенератор своими руками

После вырезал новые лопасти из такой-же трубы ПВХ, но переделал крепление , теперь оно более надёжное. Так-же переработал хвост, зделав его складывающимся при сильных парывах ветра. Центр оси смещён относительно головки генератора, и когда дует сильный ветер лопасти уходят из под ветра, при этом складывается хвост, это классическая схема увода от ветра.

Новые параметры пока не успел замерить, так как извесно что после установки ветряка ветер 2 недели не дует. вот и у меня не дул. Есть конечно небольшой ветерок, но это не то, на чём стоит снимать параметры.

2011-09-30 Самодельный ветряк с аксиальным генератором на неодимовых магнитах. Часть 1

Живу я в маленьком городке Харьковской обл. частный дом, небольшой участок.
Сам я, как говорит сосед, ходячий генератор идей, так как практически всё в своем
хозяйстве сделано своими руками. Ветер хоть и небольшой, но практически постоянно дует, и тем самым соблазняет использовать свою энергию. Освещение участка от ветрогенератора Ветрогенератор После нескольких неудачных попыток с тракторным самовозбуждающимся генератором идея создания ветрогенератора засела в мозгу еще сильнее.
Начал искать и после двух месяцев поисков в интернете, множества скачанных файлов, прочтенных форумов и советов я окончательно определился с постройкой аксиального ветро-генератора на дисковых неодимовых магнитах. За основу была взята конструкция Бурлака Виктора Афанасьевича с небольшими конструктивными изменениями.
Основной задачей была постройка ветрогенератора своими руками из того материала, который есть, с минимумом затрат. Поэтому каждый, кто попытается сделать подобную конструкцию должен исходить из того материала, который у него есть, главное желание и понять принцип работы.
Для изготовления ротора использовал листовой кусок метала толщиной 20 мм. (что было) с которого по моим чертежам кум выточил и разметил на 12 частей два диска диаметром 150 мм. и неодимовые магнитные диски. Еще один диск под винт который разметил на 6 частей диаметром 170 мм.

Генератор будет на неодимовых магнитах

Купил через Интернет 24 шт. дисковых неодимовых магнита размером 25х8 мм, которые приклеил к дискам, (очень выручила разметка). Осторожно, не подставляете пальцы, неодимовые магниты очень мощные! (Возможно применение в данной схеме магнитных секторов дало бы лучшие результаты. Примечание администрации.)
Перед тем как приклеить неодимовые магниты к стальному диску маркером нанесите на них обозначение полярности, это очень поможет вам избежать ошибок при установке. После размещения неодимовых магнитов (12 шт. на диск и чередуйте полярность), до половины залил их эпоксидной смолой. Кликните по картинке что бы посмотреть в полном размере.

Ротор генератора с неодимовыми магнитами Ротор генератора с неодимовыми магнитами Ротор генератора с наклеенными неодимовыми магнитами Для изготовления статора использовал эмаль-провод ПЭТ-155 диаметром 0,95 мм (купил на частном предприятии Хармедь). Намотал 12 катушек по 55 витков каждая, толщина обмоток получилась 7 мм. Для намотки изготовил несложный разборный каркас. Намотку катушек делал на самодельном намоточном станке (делал ещё во времена застоя). Самодельный намоточный станок Затем разместил 12 катушек по шаблону и зафиксировал их положение изолентой на тканевой основе. Выводы катушек распаял последовательно начало с началом, конец с концом. Я использовал 1-фазную схему включения. Схема обмоток генератора Схема обмоток генератора Для изготовления формы под заливку катушек эпоксидной смолой склеил две прямоугольные заготовки 4-х мм фанеры. После высыхания получилась прочная 8 мм заготовка. С помощью сверлильного станка и приспособления (балерина) вырезал в фанере отверстие диаметром 200 мм, а из вырезанного диска вырезал центральный диск диаметром 60 мм. Заранее заготовленные ДСП заготовки прямоугольной формы обтянул плёнкой и по краях закрепил стиплером, затем по разметке разместил вырезанный центр (обтянутый скотчем), а также вырезанную заготовку, обмотанную скотчем. Обмотки генератора своими руками Обмотки генератора своими руками Форму до половины залил эпоксидной смолой, на дно положил стеклоткань, затем катушки, сверху стеклоткань, долил эпоксидную смолу, немного выждал и сверху сдавил вторым куском ДСП также обтянутым пленкой. После застывания извлёк диск с катушками, обработал, покрасил, просверлил отверстия.
Ступицу, а также основу поворотного узла изготовил с буровой трубы НКТ с внутренним диаметром 63 мм. Были изготовлены гнёзда под 204 подшипник и приварены к трубе. С задней стороны тремя болтами прикручена крышка с прокладкой из маслостойкой резины, с передней стороны прикручена крышка с сальником. Внутрь, между подшипниками, через специальное отверстие залил автомобильное полусинтетическое масло. На вал надел диск с неодимовыми магнитами, причем поскольку паз под шпонку сделать не было возможности на валу сделал углубления на половину диаметра шарика с 202 подшипника т.е. 3,5 мм, а на дисках высверлил паз 7 мм. сверлом предварительно выточив баночку и запрессовал её в диск. После извлечения баночки в диске получился ровный, красивый паз под шарик. Подшипник ветрогенератора Подшипник ветрогенератора Далее закрепил статор тремя латунными шпильками, вставил промежуточное кольцо с расчетом чтобы статор не затирало и надел второй диск с неодимовыми магнитами (магниты на дисках должны иметь противоположную полярность, т.е. притягиваться) Здесь очень осторожно с пальцами! Схема ветрогенератора Схема ветрогенератора

Изготовление турбины и мачты ветрогенератора

Винт изготовил с канализационной трубы диаметром 160 мм. Кстати неплохой получается винт. Поэтому принципу изготовлена последняя турбина из алюминиевой трубы 1,3 м. (смотрите выше) Разметил трубу, болгаркой вырезал заготовки, по концах стянул болтами и електро-рубанком обработал пакет. Затем раскрутил пакет и каждую лопасть обработал отдельно, подгоняя вес на электронных весах. Лопасти турбины ветро-генератора Лопасти турбины ветро-генератора Защита от ураганного ветра выполнена по классической зарубежной схеме, т. е. ось вращения смещена от центра. Вот ссылка на сайт www.otherpower.com/otherpower_wind.html Желающие узнать больше здесь найдут все интересующие вопросы, причем совершенно бесплатно! Мне этот сайт помог очень здорово особенно с чертежами хвоста. Вот пример чертежей с этого сайта. Схема ветрогенератора Схема ветрогенератора Свой хвост ветряка я подгонял методом подпиливания. Вся конструкция насажена на два 206 подшипника, которые закреплены на оси с внутренним отверстием под кабель и приваренной к двухдюймовой трубе. Подшипники плотно входят в корпус ветроустановки, что позволяет без каких либо усилий и люфтов свободно поворачиваться конструкции. Кабель проходит внутри мачты к диодному мосту (выше смотрите чертежи). на фото первоначальный вариант Подшипник ветрогенератора Ветрогенератор Для изготовления ветро-головки, не учитывая двух месяцев поиска решений, ушло полтора месяца, сейчас у нас февраль месяц, снег и холод похоже за всю зиму, поэтому основных испытаний еще не проводил, но даже на этом расстоянии от земли автомобильная лампочка 21 ватт перегорела. Жду весны, готовлю трубы под мачту. Эта зима пролетела у меня быстро и интересно. Видео можно просмотреть здесь: Продолжение статьи здесь

Все статьи

Copyright © supermagnet.ru — продажа неодимовых магнитов. 2009-2023

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *