Генератор на магнитах 10 квт своими руками: Товар не найден

Предлагаем вашему вниманию инструкцию по изготовлению классического генератора на постоянных магнитах (ГПМ), на языке оригинала – permanent magnet generator, PMG. Подобные генераторы широко используются в самодельных мини-ГЭС, ветряках и прочих электростанциях, изготовленных своими руками.

Описание разработано доктором Смэйлом Хеннасом, опубликовано на сайте известного шотландского самодельщика и автора многочисленных пособий Хью Пигота.

1. Введение

Это инструкция по изготовлению генератора на постоянных магнитах, который выдает переменный ток. Он генерирует не «промышленное» напряжение 220В, а низкое переменное напряжение по трем фазам, которое затем выпрямляется и подается на выход в виде постоянного тока с параметрами, подходящими для зарядки батарей 12В.

Этот генератор на постоянных магнитах состоит из следующих узлов:

1. Стальные оси и цапфы (shafts and spines)

2. Статор, содержащий катушки из провода (Stator)

3. Два магнитных ротора (magnet rotor)

4. Выпрямитель (rectifier)

Статор содержит шесть катушек медного провода, залитых эпоксидной смолой. Корпус статора закреплен цапфами и не вращается. Провода от катушек подключены к выпрямителю, который производит постоянный ток для зарядки батарей 12В. Выпрямитель прикреплен к алюминиевому радиатору, чтобы не перегревался.

Магнитные роторы закреплены на составной, вращающейся на оси конструкции. Задний ротор установлен за статором и закрыт им. Передний ротор находится снаружи и прикреплен к заднему ротору длинными спицами, проходящими через центральное отверстие статора. В случае использования генератор на постоянных магнитах с ветряком, на тех же спицах будут монтироваться лопасти ветряка. Они будут вращать роторы, и таким образом перемещать магниты вдоль катушек. Переменное магнитное поле роторов генерирует ток в катушках.

Этот генератор на постоянных магнитах спроектирован для использования с небольшим ветрогенератором. Для того, чтобы сделать сам ветровой генератор, нужны следующие узлы:

• Мачта: стальная труба, закрепленная тросами (Tower)

• «Вращающаяся головка», которая устанавливается на верхушке мачты

• Хвост, для поворота ветряка по ветру (tail)

• Набор лопастей (blades)

Генератор на постоянных магнитах работает на малых оборотах . На графике показана мощность ГПМ при зарядке 12В батареи. При 420 об/мин он генерит 180 Вт = 15А х 12В

При большей скорости ГПМ может генерить большую мощность. Но больший ток разогревает катушки и К.П.Д. падает. Для использования ГПМ для больших оборотов лучше мотать катушки другим проводом, более толстым и делать меньше витков в катушке. Но при этом на малых оборотах ГПМ работать не будет.

Для того, чтобы использовать ГПМ и на большой и на малой скорости, можно менять способ соединения катушек: со звезды переключаться на треугольник и наоборот.

На графике представлена зависимость выходной мощности от скорости при разных типах соединения. «Звезда» начинает работать при низкой скорости (170 об/мин). «Треугольник» выдает больше мощности, но только при больших оборотах. Звезда хороша при малом ветре, треугольник – при большом.

Если увеличить размеры ГПМ, то при тех же скоростях он сможет выдавать больше мощности.

Внимание

При изготовлении ГПМ обращайте особое внимание на крепеж магнитов – ни при каких условиях они не должны отделяться от посадочного места! Болтающийся магнит начинает распарывает корпус статора и необратимо повреждает ГПМ.

• Строго следуйте инструкциям по заливке ротора – ни в коем случае не ограничивайтесь просто приклеиванием магнитов к стальным дискам.

• При сборке не бейте по ротору молотком

• Оставляйте как минимум 1 мм зазор между роторами и статором (при тяжелых условиях эксплуатации зазор надо увеличить)

• Не используйте ГПМ на скоростях выше 800 об/мин. (При поворотах ветряка на такой сокрости в нем возникают гироскопические силы , которые могут согнуть оси и вызвать касание магнитами ротора)

• Не прикрепляйте лопасти непосредственно к внешнему ротору, крепите только на спицы.

• При креплении лопастей к спицам держите ГПМ так, чтобы его ось вращения была вертикально, ни в коем случае не горизонтально.

2. Список материалов и инструментов

Материалы Кол-во размер Вес, гр
СТЕКЛОПЛАСТИК
Эпоксидная смола с отвердителем
2700
Катализатор (перекись) 50
Порошок талька (наполнитель) 1200
Стеклопластиковые листы (1 унция/квадр.фут) 1 килоВ.м. 300
Красящий пигмент для эпоксидки (по желанию) 50
Пластилин
НЕРЖАВЕЙКА
Проволока из нержавейки 2 мм х 10м 200
МАГНИТЫ
Постоянные ферромагнитные блоки (степень 3) 16 20 х50 х50 4000
ЭЛЕКТРИКА
Намоточный эмалированный провод 1,7мм
3000
Гибкий провод 1,7 мм х 6 м
Припой и кембрики
изолента
Мостовой выпрямитель 2 25А 200В однофазный
Радиатор для выпрямителя 250
СТАЛЬ
Профиль с осью (см. рисунок) 1 380 х 50 х25 х 4мм 1100
Шпилька 10мм 1000мм 500
Гайка 10 мм 32
Шайба 10 мм 16
Шпилька 8мм 400мм
Гайка 8мм 8
Гайка и болт 5 мм для выпрямителя 2
ось 25 мм х 150 мм
МЕХАНИКА
Узел подшипника в сборе, для крепления на ось 1 1250

Ротор, узел подшипника, профиль с осью

Материалы для отливочных форм и оснастки.

Половые доски и клей по дереву

Наждачная бумага, восковая полировка (если есть – полиуретановый лак + жидкость для его снятия )

Кисточки для рисования, губка для их очистки

Фанера 13 мм для оснастки и форм

Стальной стержень или трубка для намоточной машинки

Кусочки толстого металлического листа

Болты с гайками и шайбами диаметр длина Используется для
2 с барашковыми гайками 6 мм 60 мм Намоточная машинка
4 10 мм 25 мм балансировка
1 12 мм 150 мм Форма для заливки статора

Инструменты

Защитные очки, маска, перчатки

Верстак с тисками

Сварочный аппарат

угловая шлифовальная машина

ножовка, молоток, пробойник, зубило

рулетка, циркуль, транспортир

гаечные ключи : 8, 10, 13, 17, 19 мм, по 2 каждого типа

вороток и метчик М10 для отверстий в магнитном роторе

медная проволока для позиционирования магнитов

вертикальный сверлильный станок

сверла 6, 8, 10, 12 мм

насадка для дрели для проделывания отверстий 25 мм, 65 мм

токарный станок по дереву

резец для токарного станка

лобзик по дереву

весы для взвешивания эпоксидки. Распылитель для катализатора, пластиковы ванночки, ножницы

паяльник, припой с флюсом, кусачки, острый нож

3. Отливочные формы и оснастка

В этом разделе описано изготовление отливочных форм и оснастки для ГПМ. Их можно использовать многократно.

3.1 Намоточная машинка

Статор ГПМ содержит 6 катушек медной проволоки.

Катушки будут намотаны на фанерный шаблон. Шаблон смонтирован на конце ручки, между фанерных щечек.

• Делаем ручку

• Отрезаем кусочек стальной пластины 60 х30 х6 мм (плюс-минус) и надежно прикрепляем ее (или привариваем) к концу ручки, как показано ниже.

• Сверлим 2 отверстия диаметром 6мм на расстоянии 40 мм друг от друга

• Вырезаем 3 куска 13-мм фанеры, как на рисунке ниже

Шаблон имеет размеры 50 х 50мм, толщина 13 мм. Края закругленные. Две щечки – 125 х 125 мм, с вырезами глубиной 20 мм вверху и внизу. Вырезы нужны для того, чтобы после намотки зафиксировать катушку изолентой.

• Собираем все детали, как показано ниже и сверлим сквозные отверстия для болтов, диаметр 6 мм, на расстоянии 40 мм. Лучше всего использовать вертикальный сверлильный станок.

• Вставьте два болта сквозь отверстия в стальной пластине и соберите всю конструкцию, шаблон между щечками. Лучше всего использовать барашковые гайки.

3.2 Шаблоны для ротора

• Шаблон для крепежных отверстий.

Магнитные роторы монтируются на подшипниковом узле (bearing hub). У узла есть фланец с отверстиями. Например, это может быть 4 отверстия, расположенных на окружности диаметром 102 мм (по-английски есть специальный термин pitch circle diameter, PCD). Или вы можете спроектировать другое количество отверстий, в зависимости от узла подшипника. Далее мы рассматриваем PCD 102 мм.

PCD шаблон будет использоваться для сверления отверстий в роторе, а также для балансировки ротора. Отверстия должны быть размечены и просверлены с предельной точностью.

a) вырежьте квадратную стальную пластину 125 х 125 мм

b) проведите диагонали и накерните центр

c) разведите циркуль на радиус 51 мм, проведите окружность

d) диаметр окружности равен PCD

e) накерните 2 точки пересечения окружности и одной из диагоналей

f) разведите циркуль на 72 мм (цифра верна для PCD 102 мм). Разметьте на окружности две точки ровно на расстоянии 72 мм от двух предыдущих.

g) Просверлите 4 отверстия на расстоянии 72 мм друг от друга, сначала используйте сверло маленького диаметра.

• Шаблон для позиционирования магнитов

a) Разметьте центр фанерной заготовки

b) Проведите из размеченной точки 3 окружности диаметром 50мм, 102 мм и 200м

c) Проведите 2 параллельные линии как касательные к окружности 50 мм (на рисунке вверху)

d) Проведите еще 3 пары параллельных линий под 45 и 90 градусов к первой паре.

e) Используя линии, разметьте места для магнитов, и вырежьте шаблон по жирной линии (рисунок выше)

f) Проведите линию между центрам двух противолежащих магнитов

g) Положите стальной PCD шаблон для крепежных отверстий на 102-мм окружность, выровняйте его относительно линии между центрами магнитов, и просверлите отверстия сквозь отверстия в стальном шаблоне.

3.3 Формы и оснастка: Изготовление отливочных форм

Приступаем к изготовлению форм для отливки ротора и статора. Они могут быть изготовлены из дерева или алюминия. Другой способ – вылепить формы из глины и выровнять на гончарном круге, как горшок. Поверхность формы будет внешней поверхностью статора или ротора. Затем внутри формы будут добавлены стеклопластиковые вставки. Поверхность формы должна быть максимально гладкой.

Формы должны быть прочные. Статор или ротор нелегко выбить из формы после застывания, может понадобиться пара ударов киянкой.

Далее описан один из способов изготовления отливочных форм.

3.3.1 Внешняя форма для статора.

• Вырежьте несколько дисков из половой доски (рис. ниже), около 500мм в диаметре.

• Во всех дисках, кроме одного, вырежьте круглые отверстия, диаметром 360мм, чтобы получить кольца.

• На оставшемся диске начертите окружность 360 мм в диаметре

• Просверлите 12 мм отверстие в центре диска

• Приклейте кольца к диску, чтобы получилась стопка высотой 60мм. Мажьте побольше клея внутри.

• Вырежьте диск из 15-мм фанеры диаметром 140 мм, просверлите отверстие 12 мм в его центре

• Продев 12 мм болт сквозь оба отверстия, приклейте маленький диск к центру большого. Мажьте побольше клея по краям диска

• Приделайте конструкцию к еще одному самодельному диску, или к диску токарного станка, или к колесу. В общем вам нужно то, что на рисунке ниже называется faceplate (держатель).

• Поворачивая держатель, нарисуйте карандашом кружочек в его центре.

• Просверлите 12 мм отверстие в этом центре. Дрель должна быть строго параллельна оси.

• Прикрутите склеенные диски (далее будем называть это заготовкой) к держателю 12мм болтом. Дополнительно закрепите 4-мя шурупами.

• Проверьте вращение заготовки. Для этого надо держать карандаш возле поверхности, когда заготовка вращается. Если карандаш оставляет отметину, значит, на поверхности в этом месте выпуклость. Ослабьте шурупы и вставьте кусочки бумаги между держателем и заготовкой на противоположной поверхности заготовки напротив карандашных меток. Закрутите шурупы и попробуйте повторить все снова.

Теперь можно обработать заготовку резцом.

• Вырежьте ровную поверхность на внутренней стороне заготовки.

• Сделайте фаску в 7 градусов на внутренней поверхности

• Общий диаметр внутренней части должен быть 380 мм

• Диаметр плоской части 360мм (см. рисунок ниже)

• Внутренние углы закруглены, не острые

• Внутренний диск сточите до диаметра 130мм. Углы также закруглены (рисунок ниже)

• Проверьте, что катушка входит на свое место свободно – если нет, то или чуть расточите внутреннюю поверхность, или уменьшите диаметр внутреннего диска.

• Снимите заготовку с токарного станка

• Просверлите 4 отверстия в центральной части (они нужны для разделения внешней и внутренней отливочных форм статора, внутренняя форма описана в следующем разделе). Забейте маленькие кусочки фанеры с обратной стороны отверстий, чтобы сделать «упор».

3.3.2 Внутренняя форма для статора.

• Вырежьте диски диаметром 370 мм

• Просверлите 12 мм отверстие в центре каждого

• Склейте их в стопку (рис. выше), скрепите 12 мм болтом

• Стопка должна быть минимум 45 мм толщиной, лучше 50 мм

• Пройдитесь 20-градусным резцом по краю, срежьте угол так, чтобы диаметр уменьшился с 368 мм до 325 мм

• Проверьте, что внешняя форма садится на внутреннюю форму с зазором 6мм по краю. Затем снимите внутреннюю форму со станка.

• Разметьте две линии на большей поверхности формы, на расстоянии 340 мм друг от друга.

• Срежьте фаски, как на рисунке ниже

Фаски позволят сделать в этих местах наплывы заливочного материала и усилить тем самым места крепления статора.

3.3.3 отливочная форма для ротора.

Для ГПМ надо 2 магнитных ротора. Отливочная форма для них нужна одна, но лучше иметь две, для ускорения процесса.

Внешняя форма для ротора (рис.ниже) похожа на внешнюю форму для статора, но попроще:

Используя шаблон для крепежных отверстий, просверлите 4 отверстия для последующего крепления магнитных роторов.

Отливка магнитного ротора требует также внутренней отливочной формы (рис. ниже), с такой же разметкой крепежных отверстий.

Все формы надо зачистить наждачкой, чтобы получить очень гладкую поверхность, которую надо финально отделать затиркой полиуретановой губкой, смазаной воском.

Не надо красить формы: при нагревании краска потрескается и испортит поверхность отливки.

3.3.4 шаблоны для статора

• Шаблон для штифтов.

При заливке в статор нужно заделать 4 поддерживающих 8 мм штифта. Для того, чтобы они не перекосились, пока сохнет эпоскидка, их крепят на местах с помощью шаблона, который мы сейчас изготовим. Шаблон делается из деревянного бруска 380 х 50 х 25 мм. Размеры должны быть точно выдержаны, иначе штифты потом не совпадут с крепежными цапфами.

a) разметьте центр бруска на самой большой грани (рис. ниже)

b) нарисуйте циркулем две дуги радиусом 178 мм

c) наметьте по 2 точки на каждой дуге, на расстоянии 30 мм друг от друга и в 10 мм от края.

d) Просверлите 4 отверстия 8 мм, лучше всего с помощью сверлильного станка

e) Аккуратно зашкурьте выходные отверстия от заусенец, чтобы не оставлять следа на отливке.

• Бумажный шаблон

Для изготовления статора используется так называемый порошковый стекломат (стекломатериал с порошковым связующим). Чтобы вырезать из него составные части статора, сделайте бумажные шаблоны. Их можно обвести фломастером и вырезать получившуюся фигуру из стекломата.

Оберните форму листом бумаги и наметьте край.

4. Изготовление статора

В этом разделе описан процесс изготовления статора с помощью форм и шаблонов из раздела 3. До того, как приступить к изготовлению отливочных форм, намотайте хотя бы одну катушку, чтобы потом примерять ее в отливочную форму.

4.1 Намотка катушек

• Закрепите на оси катушку с проводом, на одной линии с намоточной машинкой. При намотке на катушку провод должен иметь S-образную форму (как на верхнем рисунке)

• Согните на 90 градусов и закрепите на расстоянии 100мм один из концов проволоки. Не сгибайте проволоку в других местах, иначе катушка не будет компактной.

• Положите согнутый конец в вырез намоточной машинки, чтобы он свободно болтался.

• Нетуго оберните несколько раз согнутый конец проволоки вокруг барашковой гайки

• Возьмите в руку кусок тряпки, возьмитесь за проволоку между катушкой и намоточной машинкой и натяните проволоку

• Вращайте намоточную машинку за ручку

Первый виток ложится возле щечки, к которой прилегает проволока. Последующие витки ложатся один к одному, без зазоров и перехлестов, слой за слоем. Считайте количество витков. Их количество должно быть 100.

• Когда намотка закончена, зафиксируйте катушку витками изоленты в местах, где из нее выходят концы проволоки. Не обрезайте проволоку, пока не сделаете этого – иначе катушка размотается. Обрежьте проволоку на расстоянии 100мм

• Таким же точно образом намотайте еще 5 катушек

• Положите катушки на стол, так чтобы они лежали одним и тем же концом кверху (рис ниже). Первый конец должен быть сверху.

• Пронумеруйте катушки от 1 до 6

• Зачистите эмаль на протяжении 20мм от концов (можно наждачкой или ножом)

• Припаяйте к концам гибкие проводники (рис ниже)

Предлагаемая длина прводников:

Катушки 1 и 6 – 800 мм

Катушки 2 и 5 – 600 мм

Катушки 3 и 4 – 400 мм

• Заизолируйте места пайки кембриками

• Пометьте концы катушек номером катушки и буквой А или В.

А – начальный конец проволоки, В – финальный конец. Не перепутайте.

• Положите катушки во внешнюю форму статора

• Проверьте, что они входят без натяга и что проводники достаточно длинны, чтобы выйти наружу из формы между катушками 3 и 4 (рис ниже).

Все катушки должны быть размещены одинаковыми сторонами кверху.

4.2 Подготовка к заливке

Для заливки статора надо подготовить:

• 6 намотанных катушек

• Эпоксидную смолу, тальк и красящий пигмент (по желанию)

• Стекломат (стеклоткань)

• 4 шпильки 100мм х 8мм

• Тщательно подготовленные отливочные формы. Трите их наждачкой, полируйте, используйте пасту ГОИ, если найдете

Вырежьте куски стеклоткани, используя бумажные шаблоны. Это будут 2 стеклотканевых круга для укладывания во внешнюю форму, а также полоски для того, чтобы проложить стенки внешней формы. Полоски надо делать из двойной стеклоткани, и закладывать 25 мм на взаимное перекрытие полосок.

Когда вы все подготовите, начните заливку. Неплохо прочитать следующий раздел до конца и разобраться досконально во всех деталях.

4.3 Заливка статора

На рисунке ниже нарисована процедура взвешивания смолы и талька. Тальк используется только для объемной заливки (он не добавляется, когда смола мажется тонким слоем для смачивания стеклоткани). Тальк нужен для предотвращения перегрева и упрочнения отливки. При заливке статора смолу нужно будет замешивать несколько раз, при каждом замесе нужна своя дозировка.

сс – это кубический сантиметр

Смешивайте смолу и катализатор тщательно, но медленно, чтобы избежать появления воздушных пузырей. Тальк добавляйте только после размешивания катализатора. Как только смола замешана, сразу используйте ее – через несколько минут она начнет разогреваться и застывать.

Используйте ровно столько катализатора, сколько необходимо. Если в мастерской тепло, катализатора можно лить поменьше. При заливке толстого слоя смолы, также лейте меньше катализатора. Если сомневаетесь, сделайте несколько тестовых замесов смолы с разным количеством катализатора и посмотрите результат.

Начинаем заливку:

• Положите внешнюю форму статора на газету на верстак

• Замесите 200 г смолы, добавьте 3 куб.см. катализатора (и 15-30 куб.см. пигмента для цвета если нужно). При первых двух замесах тальк не добавляется.

• Размажьте смолу тонким слоем по внутренней поверхности внешней формы. Не мажьте верхушку выступа в центре.

• Положите один слой стеклотканевого круга на дно и стеклотканевые полоски на стенки, смажьте стеклоткань сверху смолой, чтобы она тщательно пропитала стеклоткань

• Приклейте второй слой стеклотканевых полосок на стены (второй круг на дно пока не кладите)

• Положите катушки во внешнюю форму. Все провода должны быть собраны вместе и выйти наружу между катушкой №3 и №4

• Смешайте еще 100г смолы и 2 куб.см. катализатора. Вылейте замес на проводники катушек, избегайте образования «озерков» внутри катушек

• Смешайте еще 600г смолы, 9 куб.см. катализатора и 600г талька. Вылейте смесь в пространство между катушек. Смола должна заполнить внешнюю форму и быть вровень с верхом центрального выступа.

• Сильно потрясите форму, чтобы убрать пузыри.

• Смешайте 200г смолы, 3 куб.см. катализатора и 100г талька. Положите второй стеклотканевый диск поверх катушек и смажьте его смолой. Тщательно размажьте смолу.

• Положите внутреннюю форму поверх внешней и вставьте 12мм болт сквозь центральное отверстие в обеих формах. Плоское место на внешней форме должно совпасть с местом выхода проводов от катушек на нижней форме. Уровень смолы поднимется, она может перелиться через край и начать стекать по внешней форме

• Если смолы наоборот, не хватает – смешайте еще 100г смолы и 1,5куб.см. катализатора и залейте в нижнюю форму

• Положите шаблон для штифтов на внешнюю форму, один конец шаблона располагается наж местом выхода проводов. Затяните 12 мм болт гайкой. Вставьте четыре 8-мм шпильки в отверстия, с гайками наверху. Шпильки должны быть погружены в смолу примерно на половину своей длины.

Заливка завершена. Она чуть нагреется и начнет застывать через несколько часов. Лучше поместить отливку в теплое место.

Когда смола застынет полностью, выбейте заливку из формы, как можно более аккуратно. Уберите шаблон со шпилек. Разъедините внешнюю и внутреннюю формы, и аккуратно выбейте отливку из нижней формы мягкими ударами по верстаку или деревянному полу.

5. Изготовление ротора.

Магнитный ротор тоже представляет собой отливку. Сначала соберите все составные части: магнитные пластины, магниты, проволоку из нержавейки (все части указаны ниже), и приступайте к сборке, как описано в этом разделе.

5.1 Магнитные диски

Каждый магнитный ротор собирается на стальном диске толщиной 6 мм. (рис. ниже). Не используйте алюминий или нержавейку в качестве материала, диски должны быть изготовлены из магнитного материала. В диске есть отверстия для крепления к узлу подшипника – в данной инструкции узел подшипника имеет 4 крепежных отверстия диаметром 10мм, расположенных на окружности 102мм. Если вы найдете другой узел подшипника, соответственно внесите изменения в отливочные формы и шаблоны.

В центре диска – отверстие диаметром 65мм. Для крепления к цапфам с резьбой М10 на диске надо просверлить 4 отверстия с резьбой М10 по окружности 220мм. Вверните 4 шпильки длиной 20мм в эти отверстия. Их мы попозже зальем смолой и тем самым обеспечим лучшее крепление отливки к диску.

Магнитные пластины – заготовки под диски должны быть ровные, без повреждений поверхности. Вырезать ровный круг без повреждения поверхности нелегко, как вариант – вместо диска можно сделать восьмиугольник, это позволит использовать отрезной станок. Сначала разметьте квадрат, впишите в него окружность, а затем обрежьте углы под 45 градусов. Длина каждой стороны 116мм. Магниты разместятся по углам восьмиугольника.

Центральное отверстие можно выпилить лобзиком либо на токарном станке. Зачищайте стальные диски, пока они не заблестят. Протрите их спиртом, чтобы удалить жировые загрязнения перед тем, как класть их в отливочную форму.

5.2 Магниты

На каждом роторе по 8 магнитов. У каждого есть северный и южный полюс (см. ниже)

С магнитами обращайтесь аккуратно: они могут повредить гибкие диски, магнитофонные кассеты (если у кого-то это еще осталось), кредитные карты и прочие полезные вещи.

Если магниты слиплись, отделяйте их проскальзыванием друг относительно друга, не применяйте грубую силу. Не допускайте, чтобы магниты неконтролируемо слипались – при столкновении они могут треснуть. Не бейте по ним молотком, в том числе и когда монтируете ротор.

Верхние поверхности магнитов на диске должны чередоваться: С-Ю-С-Ю… Проверяйте это так: каждый готовый к установке магнит подносите к установленному ранее – нижний магнит должен отталкивать верхний (см. рис. ниже). Верхний ставьте рядом, не переворачивая. Когда все магниты стоят на местах, проверьте их еще одним магнитом: он должен последовательно отталкиваться-притягиваться –отталкиваться… и так далее по кругу.

Два магнитных ротора должны притягиваться при совмещении крепежных отверстий. Для этого магниты надо расположить, как показано ниже:

5.3 проволока из нержавейки

При вращении роторов магниты подвергаются действию центробежной силы, которая срывает их с посадочных мест. В нашем первом ГПМ магниты были просто приклеены к дискам. При увеличении скорости вращения магниты просто разлетались в стороны, повреждая статор.

Теперь мы заливаем магниты эпоксидкой. Даже ее недостаточно для удержания магнитов на месте, она должна быть усилена. Обмотайте роторы проволокой, которая будет держать магниты вместе. Стальную проволоку лучше не использовать – она магнитная и понизит общую намагниченность ротора. Надо взять проволоку из нержавеющей стали, это не магнитный материал.

Обмотайте проволоку вокруг магнитов пять оборотов, и обрежьте ее кусачками. Зафиксируйте проволочное кольцо изолентой в нескольких местах, чтобы оно не разматывалось. Когда придет время, мы положим кольцо на место.

5.4 Заливка ротора

Перед началом заливки убедитесь, что у вас все готово:

• Отливочные формы отполированы и зачищены

• Магниты и магнитные диски чистые (их не полируйте!)

• 16 полосок стеклоткани нарезаны (они нужны для размещения между магнитами)

• Проволока из нержавейки обрезана и зафиксирована изолентой

• Шаблон для позиционирования магнитов готов к использованию

Количество смолы, упомянутое ниже, рассчитано на два ротора.

• Вставьте 4 болта сквозь отверстия во внешней форме снизу (как на рис. вверху). Положите стальной диск во внешнюю форму. Сверху положите внутреннюю форму. Проверьте фаску, и положите форму меньшей поверхностью вниз, чтобы ее легче было снять после заливки.

• Смешайте 200г смолы и 3 куб.см. катализатора. Размажьте часть смолы по стальному диску. Добавьте 20г красящего пигмента. Добавьте в оставшуюся смолу 200г талька. Лейте смесь смолы с тальком по краям формы, пока она не заполнится до верха стального диска.

• Положите шаблон для позиционирования магнитов на болты. Положите магниты на стальной диск по шаблону. Помните про чередование полюсов – С-Ю-С… Проверьте взаимное отталкивание и притягивание магнитов, как в разделе магниты, но СНИЗУ. Когда все магниты уложены на места, снимите шаблон и используйте его для второго ротора. Помните, что магниты на двух роторах должны быть размещены «в противофазе», чтобы роторы притягивались. Следите, чтобы магниты не съехали со своих мест.

• Затяните гайки на 4-х болтах и притяните центральный диск формы к стальному диску.

• Смешайте 500г смолы и 7 куб.см. катализатора. Добавьте 300г талька. Положите маленькие ленты из стеклоткани между магнитами и зазором по краю. Добавляйте смолу, пока она смочит стеклоткань. Трясите форму, пока не выйдут все пузыри.

• Положите кольцо из проволоки вокруг магнитов, не допускайте, чтобы оно съехало вниз. Пусть кольцо зависнет не стеклотканевых полосках. Осторожно, не сдвиньте магниты.

• Смешайте 500г смолы и 7 куб.см. катализатора. Добавьте 300г талька. Злейте простарнство между магнитами, пока смола не дойдет до верха формы.

• Оставьте отливку сохнуть несколько часов. Вынимайте ее из формы осторожно, не бейте сильно молотком. А если бьете – то бейте по форме, а не по ротору.

6. Сборка

6.1 Балансировка ротора

Оба ротора надо отбалансировать, иначе при работе ГПМ будет трястись. Весь ГПМ в сборе также надо будет отбалансировать после сборки, так как роторы не могут быть сразу спозиционированы четко по местам. Эта процедура описана в соответствующем разделе.

Для балансировки ротора (рис. ниже), сначала прикрепите к нему шаблон для крепежных отверстий (он же PCD шаблон) четырьмя болтами. Затем отбалансируйте ротор на заостренном стержне (гвозде).

Если ротор будет вращаться без вихляний, то он отбалансирован. Если наблюдаются вихляния в вертикальной плоскости, типа восьмерки на велосипедном колесе, то прикрепите к ротору небольшой грузик или высверлите немного смолы между магнитами, пока ротор не начнет вращаться равномерно. Снимите шаблон, поверните его на 90 градусов, прикрепите его опять к ротору и повторите процедуру.

6.2 Узел подшипника и цапфа

Цапфа (закрепленная с одного конца ось , на которой чего-то вращается) для узла подшипника делается из куска профиля 50 х 25 х4. Найдите точный центр большей поверхности и разметьте на этой поверхности четыре 8мм отверстия в соответствии с шаблоном для штифтов

Отверстие в центре должно быть 25мм в диаметре (или другое, в зависимости от оси, к которой подходит узел подшипника). Сделайте отверстие специальной насадкой на дрель или на токарном станке.

В отверстие 25 мм вварите ось. Очень важно: при сварке ось надо держать максимально прямо (под углом 90 градусов к поверхности).

Узел подшипника (рис. ниже) должен одеваться на ось с небольшим натягом. Внутри – два подшипника 50 х 25 мм. На верхушку узла должна одеваться пластиковая крышка для защиты от пыли.

Не забудьте смазать подшипники. Заполняйте их смазкой только на половину окружности, иначе они не смогут свободно вращаться.

6.3 Сборка ротора и статора

• Найдите или нарежьте 4 куска стержня с резьбой М10 по 200мм длиной. Они будут шпильками, крепящими магнитные роторы к узлу подшипника. К этим же шпилькам будут крепиться лопасти ветряка.

• Завинтите по 6 гаек на каждую шпильку (рис ниже)

• Вставьте шпильки в отверстия в узле подшипника, спереди.

• Наденьте магнитный ротор на свободные концы шпилек

• На концы шпилек, торчащие из ротора, наденьте по гайке, и закрутите те самые ранее одетые на шпильки 6 гаек, так, что ротор окажется крепко привинченным к заднему фланцу узла подшипника. Гайку, прижимающая ротор к фланцу, потом покрасьте, чтобы она не развинчивалась.

• Расположите профиль с вваренной осью так, чтобы ось торчала вертикально, насадите на ось узел подшипника. Не бейте по нему молотком! Затяните фиксирующую гайку, прижимающую узел подшипника к оси. Осторожно, не перетяните гайку. Наденьте пластиковую крышку на узле подшипника.

• крутаните ротор, держа у его поверхности медную проволоку (стальная притянется магнитами, ее лучше не использовать). Поверхности магнитов должны быть выровнены +/- 0,5мм. Если это не так, отрегулируйте положение ротора тонкими прокладками между ротором и фланцем узла подшипника.

• с помощью уровня отрегулируйте параллельность поверхности ротора и профиля. Поверните ротор на 90 градусов и повторите процедуру

• возьмите статор. Закрутите (до низу) по одной 8мм гайке на каждую шпильку, вклеенную в статор.

• Поместите статор поверх магнитного ротора так, чтобы шпильки статора совпали с отверстиями в профиле. Закрутите еще по гайке на концы шпилек.

• крутаните нижний ротор. Плавно опускайте статор вниз, удерживая его параллельно ротору, до чирканья магнитом по статору (услышите характерный звук).

• Отрегулируйте гайками на всех четырех шпильках расстояние в 1мм между ротором и статором

• Наденьте по несколько шайб на 10мм шпильки, крепящие ротор. Затем насадите на шпильки верхний ротор

• Если зазор между верхним ротором и статором оказывается меньше 1мм, добавьте еще шайб, если в каком-то месте больше 1мм, то соответственно уберите шайбу.

• Когда зазор отрегулирован, закрутите на 10мм шпильки сверху по гайке и прочно зафиксируйте верхний ротор

6.4 Электрика

В следующем разделе №7 описано, как присоединить к статору выпрямитель. Я рекомендую два однофазных мостовых выпрямителя. Они выпускаются в блоках 30 х 30мм. Положительные выводы (обычно под прямым углом к остальным) все соединяются с положительным полюсом аккумулятора , вс отрицательные выводы – с отрицательным полюсом. Оставшиеся четыре вывода соединяются с выводами статора (переменный ток). Вам понадобятся 3 вывода из этих четырех, соединенные в соответствие со скоростью вращения (далее будет объяснено).

Провода лучше всего соединять блочными клеммниками, можно их и спаять. При пайке старайтесь не перегреть выпрямитель, для чего перед пайкой прикрутите их к радиатору. Он будет выглядеть примерно так, как на верхнем рисунке, но в приципе подойдет любой кусок алюмния весом грамм в 250.

Все электрические части надо впоследствии спрятать во влагозащитном корпусе

7. Проверка и подключение

До использования ГПМ его следует еще раз проверить: исправить недочеты сейчас намного легче, чем когда ГПМ будет смонтирован на верхушке мачты.

7.1 Проверка механики

Закрепите профиль с осью вертикально в тисках (ось при этом горизонтальна, как и будет при использовании ГПМ в ветряке). Магнитные роторы могут свободно вращаться. Проверьте, что провода не коротят (ГПМ при этом вращается с трудом).

7.1.1 Проверяем свободное вращение роторов.

Закрутите ротор и послушайте звук. Не должно быть никаких шуршаний или поскрипываний при вращении роторов, они должны вращаться свободно несколько секунд и постепенно остановиться. Если они останавливаются резко, значит, где-то проблемы с электрикой или подшипник перезатянут.

Возьмитесь за статор двумя руками. Попытайтесь покачать его туда-сюда, закрутив роторы. Статор не должен касаться роторов. Если все-таки касание есть (определите по звуку), то ГПМ надо разобрать и увеличить зазор между роторами и статором. Или, как вариант, подрегулировать высоту крепления ротора.

Зафиксируйте ротор в позиции, при которой одна из шпилек находится на 3-х часах (рис ниже). Подвесьте грузик в 100г к этой шпильке. Ротор должен повернуться по часовой стрелке. Если он не поворачивается, значит, подшипник перезатянут или смазан слишком обильно.

7.1.2 Проверка баланса.

Роторы мы уже балансировали ранее (см. пункт 6.1 Балансировка ротора). Однако теперь, когда ГПМ окончательно собран, процедуру балансировки надо повторить.

Зафиксируйте ротор так же, как и в предыдущем разделе (рис. выше), повторите проверку с каждой из 4-х шпилек. Пробуйте подвешивать к шпилькам разные грузики. Найдите минимальный вес , который выводит ротор из равновесия. Если для какой-то из шпилек требуется существенно больший вес, то это означает, что ротор не сбалансирован. Поприкрепляйте к ротору небольшие грузики, пока он не будет отбалансирован.

Точно также потом надо будет отбалансировать ротор с прикрепленными к нему лопастями ветряка.

7.2 Проверка электрической части

7.2.1 Проверка соединения катушек

Для проверки электрики полезно иметь мультиметр, но можно обойтись и лампочкой на 3 вольта (см. рис. ниже).

• Соедините провода 1В – 4А, 2В – 5А, 3В – 6А (это последовательное соединение однофазных пар катушек)

• Поставьте диапазон мультиметра на 10В

• Подключите мультиметр или лампочку к 1А и 4В

• Вращайте ротор со скоростью около 1 об/сек

• Мультиметр должен показать около 2В, лампочка должна заморгать

• Повторите тест со следующими парами проводников: 2А и 5В, 3А и 6В. Эффект должен быть аналогичным

Если эффекта нет или он мал, проверьте для начала соединение проводников 1В – 4А, 2В – 5А, 3В – 6А. Если с ними все нормально, то, возможно, при изготовлении статора одна из катушек оказалась реверсной (положенной вверх ногами).

Для выявления такой катушки надо провести следующий тест (см. рис. ниже). Соедините 4В-2А, 5В-3А. Проверьте эффект между 1А и 6В – напряжения быть НЕ ДОЛЖНО, или оно будет пренебрежимо мало. Если напряжение все-таки есть, то последовательно меняйте местами А и В поочередно в каждой паре, пока напряжение не пропадет.

Когда реверсная катушка выявлена, перевесьте правильно ярлычки А и В.

В данном тесте напряжение не равно нулю из-за того, что катушки расположены в статоре на идеальным образом. Если в результате тестов не удается получить напряжение менее 1В, то вам либо придется смириться с более низким выходом мощности вашего генератора на постоянных магнитах, либо изготовить новый статор, обращая внимание на симметричное расположение катушек, строго выдерживая расстояние между ними.

7.2.2 Проверка оборудования постоянного тока

После проведения и успешного завершения всех предшествующих тестов подключите выпрямитель, как на рисунке ниже. Соедините провода 1А, 2А, 3А вместе. Подключите каждый провод 4В, 5В и 6В к одному из входов переменного тока выпрямителя. Это соединение типа «звезда». К выходу подключите лампочку или мультиметр.

Закрутите ротор рукой, около 1 об/сек. Мультиметр должен показывать около 4В (если лампочка подключена параллельно – то 3В). Лампочка должна гореть ровно, а не моргать как в предыдущих тестах.

Если нет напряжения, или лампочка все-таки моргает, то это означает неправильную коммутацию или битый выпрямитель.

Можно обойтись и без лампочки с мультиметром. Просто соедините плюс и минус выпрямителя вместе (сделайте КЗ), и попробуйте вращать ротор. Сопротивление усилию должно быть ощутимым и постоянным. Если ротор «сопротивляется» скачками или подрагивает, то что-то неправильно.

7.2.3 Подключение к аккумулятору: звезда и треугольник

Для низких скоростей вращения генератора на постоянных магнитах соедините обмотки звездой, как в п. 7.2.2

Проверка оборудования постоянного тока.

Для сильного ветра и, соответственно, большего тока, соедините катушки треугольником (см. рис. ниже)

Также можно поставить реле для переключения между звездой и треугольником:

В принципе, можно поставить микроконтроллер для измерения скорости вращения и переключения между звездой и треугольником. Но это вряд ли вписывается в бюджет проекта «своими руками».

По большому счету, можно вообще не переключать соединение звезда – треугольник при изменении скорости ветра, но тогда генератор на постоянных магнитах будет выдавать чуть меньшую мощность. Варианта два:

• Если вы ожидаете в основном низкие скорости ветра, сделайте соединение треугольником и все. Если высокая скорость ветра будет редко, ничего с генератором на постоянных магнитах не случится

• Если у вас все-таки часто дуют сильные ветра, то намотайте по 200 витков катушки проводом 1,2 мм. Потом соедините одну группу катушек звездой, а одну треугольником, как на рисунке ниже.

Кабель от генератора до аккумулятора можно сделать либо 3-х фазным переменного тока, либо постоянного тока. Использование переменного тока лишь чуть-чуть уменьшает потери.

При напряжении 12 В диаметр кабеля должен быть большим. Даже если ток будет всего лишь 15 А, то для расстояния 20м надо использовать кабель с жилами как минимум по 3мм.кв. (если ток постоянный). Даже в таком кабеле потери составят порядка 15%. Для большей длины кабеля надо использовать большие диаметры жил, и чем длиннее, тем толще.

7.2.4 Зарядка аккумулятора

12 Вольт стандартного аккумулятора – безопасное напряжение. Однако, если генератор отключен от аккумулятора и крутится достаточно быстро, то напряжение холостого хода может достичь 50 В, а это довольно чувствительно. Поэтому нагрузку от генератора лучше не отключать.

Другая опасность – короткое замыкание на аккумуляторе, которое может привести к нагреву и воспламенению кабеля. Обязательно ставьте предохранитель на каждый провод , подключенный к плюсовой клемме аккумулятора (см. рис. ниже)

Свинцово-кислотный аккумулятор нельзя разряжать полностью. При пропадании ветра обязательно следите за уровнем зарядки аккумуляторов, и своевременно отключайте нагрузку. Ключевым является уровень напряжения – если оно ниже 11,5 вольт, то аккумулятор нельзя разряжать больше.

Идеальный режим зарядки – малый ток в течение длительного времени. Большой ток допустим только на начальном этапе зарядки, когда аккумулятор разряжен.

Перезарядка батарей тоже вредна – пластины перегреваются и портятся. Если напряжение больше, чем 14 вольт, то зарядку надо прекратить.

Уровень зарядки аккумулятора регулируйте током нагрузки. В принципе, существует недорогое устройство для контроля напряжения аккумулятора и соответственного регулирования тока нагрузки.

8. Дополнительная информация

8.1 Эпоксидка

Полиэстеровая смола

Полиэстер – синтетическое вещество типа пластмассы, используется в при строительстве стеклопластиковых лодок, деталей кузова машин, итп. В полиэстеровой смоле обычно имеются различные добавки – для большей твердости или, наоборот, для большей упругости. Если вам попадется смола с добавкой полиэстера – предварительно расспросите продавца об ее свойствах.

Упрочнители

Есть два варианта упрочнить конструкцию, отлитую из эпоксидки: это добавка перекиси и кобальта.

Кобальт – жидкость пурпурного цвета. Когда купите ее, спросите продавца о пропорциях. Кобальт можно заливать в смолу заранее, но хранить смолу с добавкой кобальта надо в темном месте, иначе она застынет.

Перекись – опасный химикат. Храните его в ПВХ-емкости, в темноте, при температуре ниже 25 градусов. Никогда не смешивайте перекись с кобальтом (разве что кобальт был ранее добавлен в смолу и его концентрация уже низка), иначе смесь взорвется. Добавляйте не больше 1-2% перекиси в смолу, иначе она перегреется.

Безвосковая «воздушная» смола типа «Б»

Эта смола используется при изготовлении стеклопластиковых лодок, когда технология требует последовательного нанесения слоев смолы. Мы не рекомендуем использовать эту смолу для генератора на постоянных магнитах – поверхность отливки не будет твердой. Спрашивайте смолу типа «А», или «смолу для отливки»

Тиксотропическая добавка

Это специальный порошок (очень тонко помолотый кварц), добавлется в смолу для густоты. Для нашей цели он не нужен, но если он уже добавлен в смолу, то ничего страшного.

Стиреновый мономер

Около 35% всей смолы – стиреновый мономер. Это делается для разжижения смолы. Она имеет неприятный запах. В заливочную смолу можно добавить до 10% смолы – стиренового мономера.

Пигмент

Красящий пигмент нужен для придания отливке цвета. Добавьте пигмент (максимум – 10%) в первую заливку, которая будет распределена по всей заливочной форме. Пигмент добавлять необязательно, без него отливки будут прозрачными, а катушки и магниты – хорошо видными. В этом есть свой шарм.

Стеклоткань

Без стеклоткани смола не имеет нужной прочности. Стеклоткань продается в виде листов или нарезки волокон. Используйте стеклотканевые листы для прокладки в формы, а нарезку волокон можно высыпать в смолу, что придаст отливке большую прочность. Особенно имеет смысл проделать это с роторами.

Тальк

Это дешевый наполнитель, который можно смешивать со смолой после добавления в нее пероксида. Тальк делает смолу более густой, и уменьшает ее расход. Пропорция смола : тальк может доходить до 1 : 2 без уменьшения прочности. Тальк также уменьшает нагрев при застывании смолы.

8.2 Использование генератора на постоянных магнитах для мини-ГЭС

Наш генератор на постоянных магнитах идеален как для ГЭС с небольшим перепадом и низкой скоростью потока, так и для ГЭС на более мощном потоке, так как генератор может быть настроен как для генерации всего лишь нескольких ватт, так и нескольких сот ватт.

По сравнению с ветрогенерацией, использование генератора для мини-ГЭС может привести к ржавлению металлических деталей из-за постоянной влажности. Во избежание этого используйте гальванизированные или оцинкованные металлические части.

Для использования генератора на постоянных магнитах для мини-ГЭС к внешнему ротору надо приделать простейшее колесо с лопастями.

Вот некоторые примеры использования генератора на постоянных магнитах для мини-ГЭС:

При больших оборотах генератор выработает больше электроэнергии. Увеличение скорости в 2 раза приведёт к увеличению в два раза напряжения. Если катушки намотаны слишком тонким проводом, он может перегреться и тогда КПД упадет. Можно обдумать использование воды для охлаждения генератора.

Тем не менее, использование генератора на постоянных магнитах в режиме высоких оборотов для мини-ГЭС более безопасно, чем для ветряка: в мини-ГЭС не возникает гироскопических сил, изгибающих генератор при его повороте.

Если вам не нужно напряжение выше 12 вольт, то при высоких оборотах можно изменить коммутацию катушек статора, и соединить их параллельно, а не последовательно. Или можно заранее намотать катушки меньшим количеством витков, но более толстым проводом. Второй вариант более предпочтителен, так как позволит избежать паразитных токов, возникающих и в «звезде», и в «треугольнике».

Источник

Читайте также: Носледние новости России и мира сегодня.

Содержание

Ветрогенератор на неодимовых магнитах: чертежи, расчет, своими руками

Неодимовый магнит – это редкоземельный металл, обладающий стойкостью к размагничиванию и способностью намагничивать некоторые материалы. Используется при изготовлении электронных устройств (жесткие диски компьютеров, металлодетекторы и т.д.), медицине и энергетике.

Неодимовые магниты используются при изготовлении генераторов, работающих в различных видах установках, вырабатывающих электрический ток.

В настоящее время генераторы, изготовленные с использованием неодимовых магнитов, широко используются при изготовлении ветровых установок.

Основные характеристики

Содержание статьи

Для того, чтобы определиться в целесообразности изготовления генератора на неодимовых магнитах, нужно рассмотреть основные характеристики данного материала, которыми являются:

  • Магнитная индукция В — силовая характеристика магнитного поля, измеряется в Тесла.
  • Остаточная магнитная индукция Br — намагниченность, которой обладает магнитный материал при напряжённости внешнего магнитного поля, равной нулю, измеряется в Тесла.
  • Коэрцитивная магнитная сила Hc — определяет сопротивляемость магнита к размагничиванию, измеряется в Ампер/метр.
  • Магнитная энергия (BH)max -характеризует, насколько сильным является магнит.
  • Температурный коэффициент остаточной магнитной индукции Tc of Br – определяет зависимость магнитной индукции от температуры окружающего воздуха, измеряется в процентах на градус Цельсия.
  • Максимальная рабочая температура Tmax — определяет предел температуры, при которой магнит временно теряет свои магнитные свойства, измеряется в градусах Цельсия.
  • Температура Кюри Tcur — определяет предел температуры, при которой неодимовый магнит полностью размагничивается, измеряется в градусах Цельсия.

В состав неодимовых магнитов, кроме неодима входит железо и бор и зависимости от и их процентного соотношения, получаемое изделие, готовый магнит, различается по классам, отличающимся по своим характеристикам, приведенным выше. Всего выпускается 42 класса неодимовых магнитов.

Достоинствами неодимовых магнитов, определяющими их востребованность, являются:

  • Неодимовые магниты обладают наиболее высокими магнитными параметрами Br, Нсв, Hcм , ВН.
  • Подобные магниты имеют более низкую стоимость в сравнении с подобными металлами, имеющими в своем составе кобальт.
  • Обладают способностью работать без потерь магнитных характеристик в температурном диапазоне от – 60 до + 240 градусов Цельсия, с точкой Кюри +310 градусов.
  • Из данного материала возможно изготовить магниты из любой формы и размеров (цилиндры, диски, кольца, шары, стержни, кубы и др.).

Ветрогенератор на неодимовых магнитах мощностью 5,0 кВт

В настоящее время отечественные и зарубежные компании все более широко используют неодимовые магниты при изготовлении тихоходных генераторов электрического тока. Так ООО «Сальмабаш», г. Гатчина Ленинградской области, выпускает подобные генераторы на постоянных магнитах мощностью 3,0-5,0 кВт. Внешний вид данного устройства приведен ниже:

Корпус и крышки генератора изготавливаются из стали, в дальнейшим с покрытием лакокрасочными материалами. На корпусе предусмотрены специальные крепления, позволяющие закрепить электрический аппарат на несущей мачте. Внутренняя поверхность обработана защитным покрытием, предотвращающим коррозию металла.

Статор генератора набран из электротехнических пластин стали.

Обмотка статора — выполнена эмаль-проводом, позволяющим устройству работать продолжительное время с максимальной нагрузкой.

Ротор генератора имеет 18 полюсов и установлен в подшипниковых опорах. На ободе ротора размещены неодимовые магниты.

Генератор не требует принудительного охлаждения, которое осуществляется естественным путем.

Технические характеристики генератора мощностью 5,0 кВт:

  • Номинальная мощность – 5,0 кВт;
  • Номинальная частота – 140,0 оборотов/минуту;
  • Рабочий диапазон вращения – 50,0 – 200,0 оборотов/минуту;
  • Максимальная частота – 300,0 оборотов/минуту;
  • КПД – не ниже 94,0 %;
  • Охлаждение – воздушное;
  • Масса – 240,0 кг.

Генератор оснащен клеммной коробкой, посредством которой осуществляется его подключение к электрической сети. Класс защиты соответствует ГОСТ14254 и имеет степень IP 65 (пылезащищенное исполнение с защитой от струй воды).

Конструкция данного генератора приведена на рисунке, приведенном ниже:

где: 1-корпус, 2- крышка нижняя, 3- крышка верхняя, 4- ротор, 5- неодимовые магниты, 6- статор, 7- обмотка, 8- полумуфта, 9- уплотнения, 10,11,12- подшипники, 13- клеммная коробка.

Плюсы и минусы

К достоинствам ветрогенераторов, изготовленных с использование неодимовых магнитов можно отнести следующие характеристики:

  • Высокий КПД устройств, достигаемый за счет минимизации потерь на трение;
  • Продолжительные сроки эксплуатации;
  • Отсутствие шума и вибрации при работе;
  • Снижение затрат на установку и монтаж оборудования;
  • Автономность работы, позволяющая осуществлять эксплуатацию без постоянного обслуживания установки;
  • Возможность самостоятельного изготовления.

К недостаткам подобных устройств можно отнести:

  • Относительно высокая стоимость;
  • Хрупкость. При сильном внешнем воздействии (ударе), неодимовый магнит способен лишиться своих свойств;
  • Низкая коррозийная стойкость, требующая специального покрытия неодимовых магнитов;
  • Зависимость от температурного режима работы – при воздействии высоких температур, неодимовые магниты теряют свои свойства.

Как сделать своим руками

Ветровой генератор на основе неодимовых магнитов отличается от прочих конструкций генераторов тем, что легко может быть изготовлен самостоятельно в домашних условиях.

Как правило за основу берут автомобильную ступицу или шкивы от ременной передачи, которые предварительно очищаются, если это бывшие в употреблении запасные части и подготавливаются к работе.

При наличии возможности изготовить (выточить), специальные диски, лучше остановиться на этом варианте, т.к. в этом случае не придется подгонять геометрические размеры наматываем ых катушек к размерам используемых заготовок.

Неодимовые магниты следует приобрести, для чего можно воспользоваться сетью интернет или услугами специализированных организаций.

Один из вариантов изготовления генератора на неодимовых магнитах, с использованием дисков, специально изготовленных для этих целей, предлагает к рассмотрению Яловенко В.Г. (Украина). Данный генератор изготавливается в следующей последовательности:

  1. Из листовой стали вытачиваются два диска диаметром 170,0 мм с устройством центрального отверстия и шпоночного паза.
  2. Диск делится на 12 сегментов, для на его поверхности выполняется соответствующая разметка.
  3. В размеченные сегменты клеятся магниты, таким образом, чтобы их полярность чередовалась. Для избегания ошибок (по полярности), необходимо перед наклейкой, выполнить их маркировку.
  4. Подобным образом изготавливается и второй диск. В результате получается следующая конструкция:

  1. Поверхность исков заливается эпоксидной смолой.
  2. Из провода (эмаль-провода) марки ПЭТВ или аналога, сечением 0,95 мм2, наматывается 12 катушек по 55 витков в каждой.
  3. На листе фанеры или бумаге, изготавливается шаблон, соответствующий диаметру используемых дисков, на котором также производится разбивка на 12 секторов.

Катушки укладываются в размеченные сегменты, где фиксируются (изолента, скотч и т.д.) и расключаются последовательно между собой (конец первой катушки соединяется с началом второй и т.д.). в результате получается следующая конструкция

 

  1. Из дерева (доска и т.д.) или фанеры, изготавливается матрица, в которой можно залить эпоксидной смолой уложенные по шаблону катушки. Глубина матрицы должна соответствовать высоте катушек.
  2. Катушки укладываются в матрицу и заливаются эпоксидной смолой. В результате получается следующая заготовка:

  1. Из стальной трубы диаметром 63,0 мм изготавливается ступица с узлом крепления вала, изготавливаемого генератора. Вал монтируется на подшипники, устанавливаемые внутри ступицы.
  2. Из такой же трубы изготавливается поворотный механизм, обеспечивающий ориентацию генератора в соответствии с потоками ветра.
  3. На вал одеваются изготовленные запасные части. В результате получается следующая конструкция, плюс поворотный механизм:

  1. Конструкция должна жестко крепить статор (заготовка с обмотками, залитыми эпоксидной смолой), с одной стороны, и не затруднять вращение ротора (диски с недимовыми магнитами).
  2. Из трубы (полиэтилен, пропилеи и т.д.), используемой для прокладки сетей водопровода или канализации, изготавливаются лопасти ветрового генератора. Для этого труба нарезается нужной длины, после чего разрезается и заготовкам придается соответствующая форма.
  3. Изготавливается хвостовок ветровой установки. Для этого может быть использован любой листовой материал (фанера, металл, пластик), после чего хвостовик крепится к собираемой конструкции, со стороны противоположной креплению лопастей. В результате получается следующая конструкция:

  • Собранная установка монтируется в предусмотренном для этого месте.
  • К выводам генератора подключается нагрузка.

Конструкция ветрового генератора на неодимовых магнитах может быть различной, все зависит от имеющихся запасных частей и технический возможностей человека, решившего изготовить подобное устройство самостоятельно.


Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:Супермаховик- альтернативный накопитель энергии


Спасибо, что дочитали до конца! Не забывайте подписываться на канал, Если статья Вам понравилась!

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши комментарии

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:        

ALTER220 Портал о альтернативную энергию

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее!!!

Конструкция и рассчёт самодельного аксиального ветрогенератора на постоянных магнитах

Читать придётся долго, но это стоит того для общего понимания принципов работы аксиального, да и других генераторов в общем.

Многие люди планируя создать ветрогенератор в поисках нужной информации бороздят просторы интернета, вот и я несколько месяцев делал тоже самое. Изучил множество конструкций самодельных и заводских ветряков и пришел к определённым выводам более эффективном построении аксиальных генераторов для ветряков.

Первые вопросы при построении возникают по поводу количества катушек индуктивности,количества витков и сечения эмальпровода,числа магнитов, и соотношения числа магнитных полюсов к числу катушек статора. Многие здесь советуют использовать не чётное соотношение катушек к числу полюсов. Например если катушек на статоре 9, то число магнитов должно быть 12 пар, а если катушек 12, то магнитов 16 пар.

Ниже расположен рисунок подобного ветрогенератора. Рисунок вид сверху для лучшего понимания крепления элементов хвоста и смещения втроголовки относительно поворотной оси, далее будут представлены ориентировочные размеры элементов.

Сначала опишу про соотношение катушек индуктивности к числу магнитных пар на дисках генератора.

Во-первых я считаю что такое соотношение не оправданно и снижает общую мощность генератора.Почему так?, -сам процесс генерации электроэнергии происходит при прохождении магнитного поля от магнита через медную катушку, при этом в проводе катушки начинает течь ток. Направление тока меняется в зависимости от полярности магнита.

То есть, у магнита две полярности,отрицательная и положительная (север-юг).Когда магнит ориентированный положительным полюсом проходит мимо катушки в катушке происходит индукция и начинает течь ток в определённом направлении. При этом на одном конце катушки появляется плюсовое напряжение, а на другом минусовое, то есть постоянное, но циклично меняющееся.

Когда мимо катушки проходит следующий магнит с противоположной полюсацией, то направление течения тока в катушке тоже изменяется на противоположное, и на выводах катушки минус меняется с плюсом. Эта смена постоянного напряжения происходит каждый раз когда мимо проходит очередной магнит, в связи с частой сменой тока в катушке такое напряжение и называют переменным, потому, что оно постоянно меняется. Одна смена тока в катушке индуктивности с плюса на минус и обратно называется один Герц. Если в генераторе 16 полюсов, то один оборот = 16Герц.

Каждая из катушек статора генератора это отдельный источник тока, который взаимодействует с други такими-же источниками тока,и они вместе образуют напряжение, которое складывается из параметров каждой катушки. Когда-же число катушек меньше по отношению к числу магнитов, то в процессе индуктивности одни магниты проходят катушки в определённом месте, а другие магниты немного в другом.

В следствии чего когда в одних катушках смена импульса тока произошла, то в других она только происходит, и получается что в каких -то катушках напряжение течёт в одну сторону, а в других ещё в обратную, и по отдельности какие-то катушки имеют плюс и минус в одном положении,а некоторые в другом и между собой они неправильно взаимодействуют. А так -как они соединены последовательно, то где-то в определённые моменты происходит неправильная полюсация и часть электроэнергии расходуется на замыкание, в следствии чего генератор легче крутится и происходит недобор мощности.

Ниже представлено расположение магнитов и катушек генератора в виде ленты. На рисунке А число пар магнитов равно числу катушек и смена тока происходит синхронно, а на рис.Б количество магнитных пар больше количества катушек. Из рисунка видна как на рис.Б магниты в разных частях попадают на катушки по разному, где то два на одну, а где то полтора, а где то один. В следствии чего ток в катушках разный и разное его направление , из-за этого нестабильного возбуждения катушки нагреваются и теряют часть мощности.

Для большего понимания рассмотрим пример

Представим что наши катушки это батарейки, которые соединены последовательно, и их очень быстро меняют местами, то-есть переворачивают меняя минус на плюс и обратно. И так каждый раз когда мимо проходят магниты. И если например число этих батареек 9 а магнитов 12 то получается, что какие-то магниты в какой-то момент проходят катушку-батарейку и в ней происходит смена напряжения.

А где-то магниты только заходят на катушки и сходят с предыдущих, в результате получается что часть батареек уже перекинули плюс с минусом, а часть нет, и третья часть в процессе смены. В результате часть батареек соединенных последовательно имеют последовательную полюсацию, а часть ещё другую, и пока они меняют, то те уже сменили и меняют на противоположную.

Так в определённые моменты происходит замыкание, так как в шести катушках ток уже в другом направлении, а в трех еще в предыдущем, в результате чего 6 катушек в определённый момент имеют правильную полярность по отношению друг к другу , а три неправильную по отношению к другим 6-ти.В следствии чего из-за неправильной полюсации в цепи происходит нагреви потеря мощности из за наведения на катушки нестабильного магнитного поля, и как следствие более легкое кручение генератора.

Обычно так советуют делать для ухода от залипания и легкого старта при малом ветре, но ведь статор с катушками не имеет железа, и магниты не примагничивают его создавая залипания, а значит и о залипаниях не может быть и речи. Сопротивление кручению генератор создаёт когда подключен к нагрузке и сила сопротивления зависит от мощности генератора и нагрузки,которая забирает ток, и естественно чем генератор слабее тем его легче крутить под нагрузкой.

Для большей эффективности надо чтобы во всех катушках генератора происходила синхронная смена тока минуса на плюс и обратно,тогда не будет потерь на нагрев и замыкание. Для этого надо чтобы количество магнитных пар соответствовало количеству катушек индуктивности статора.При этом магниты на всём участке цепи будут проходить одинаково по отношению к катушкам и смена импульсов будет чёткой во всех катушках, словно в одной.

Теперь о количестве витков и толщины эмаль провода для намотки. Параметры напряжения в катушке зависят от количества витков,а сила тока от толщины, то есть чем больше витков тем выше вольты, а чем толще провод тем выше амперы-сила тока. Обычно для последовательного соединения в одну фазу катушки мотают по 60 витков, а толщина провода подбирается с тем учётом, чтобы катушки уместились на статоре.

Если катушки наматываются круглые, то круглые магниты должны быть не больше внутреннего диаметра катушек, так как верхние и нижние части катушек в индукции не участвуют, а ток возбуждается в параллельных витках хода магнита. Или наматывают вытянутые катушки треугольной и конусной формы, это позволяет использовать более толстый провод и уместить их на статоре, или при соединении в звезду наматывать большее количество витков для увеличения напряжения.

Ну чтож, про соотношение катушек к числу магнитных пар я думаю понятно, теперь про число самих полюсов.Магниты на дисках располагаются с чередованием полюсов,и каждая пара магнитов на дисках должна притягиваться, то есть —++—++ и т.д. Понятно, что чем больше магнитных полюсов тем на более меньших оборотах генератор начинает давать приемлемый для зарядки ток. Но очень большое число магнитов часто трудно воплотить в конструкции, так как размеры катушек становятся очень маленькими из-за ограниченных размеров статора.

Обычно делают начиная с 12-ти полюсов, то-есть 12 магнитных пар и катушек. Такие генераторы хорошо работают с двумя — тремя лопастями. Но у 2-3-х лопастей есть один минус, они плохо стартуют на малом ветру и нестабильно работают на среднем, а плюс в том что на хорошем ветру они набирают достаточно большие обороты, до 500-800.

Можно ли сделать генератор сделать самому своими руками?

Для современного человека нет ничего необычного в том, что дома есть электричество. Благодаря электроэнергии мы можем согреться, приготовить еду, в темное время суток у нас светло. И, конечно, за такие удобства приходится платить тем предприятиям, которые продают энергию и, пользуясь своим положением, устанавливают выгодную им цену. Поэтому со временем многие начинают задумываться об альтернативных источниках энергетики. Например, довольно частым является использование солнечных панелей. Правда, из-за высокой стоимости мало кто может их приобрести. Хорошим способом получать электроэнергию бесплатно является генератор, например, магнитный. Можно собрать такой генератор своими руками. Чтобы он мог создавать электроэнергию, нужны постоянные магниты. Они абсолютно безопасны для окружающей среды и для здоровья человека, а также являются прекрасной заменой других способов получения электрической энергии.

Создать магнитный генератор своими руками не так уж и сложно. В магазинах можно найти все, что необходимо, а именно, сами магниты, алюминиевую катанку или сталь, медные провода, трубки из картона, плоские шайбы, пиломатериалы, железные гвозди и дрель. Но прежде всего, нужны уверенность в себе и большой запас терпения. Только так можно будет довести начатое дело до конца. Также стоит заранее определиться с размером будущего генератора. Он будет зависеть от потребностей в энергии.

Конечно, не имея опыта в таком деле, важно заручиться поддержкой знающих людей, которые могут предоставить качественное руководство. Но не стоит доверять всем подряд или выбирать его по принципу «выше цена – ценнее информация». Достичь успеха поможет только проверенная литература. Например, существуют следующие рекомендации по тому, как собрать генератор своими руками. В центре линейного магнита просверлите отверстие для оси и соедините магнит с осью так, чтобы оставался зазор между торцами, и магнит мог свободно вращаться. Возьмите две катушки (№10) и намотайте на каждую из них провод диаметром 1,25 мм с эмалевой изоляцией. Далее прикрепите катушку на деревянную раму и поочередно закрепите катушки на оси. Для проверки уровня напряжения на концах обмоток крутаните магнит. Если напряжение при вращении ниткой максимальное, у вас получилось собрать генератор своими руками! Остается намотать на ось нитку, подключить лампочку к выводам. Пока нитка тянется, лампочка будет гореть. Такой генератор хорош, если отключили электричество, а нужно зарядить телефон.

Можно использовать магнитный генератор для ветряка. Своими руками не сложно создать небольшую ветряную электростанцию, закрепив на ось двигателя воздушный винт. Напряжение будет зависеть от того, с какой скоростью вращается ротор двигателя. Чтобы увеличить эту скорость, можно воспользоваться пасеком от магнитофона и шкивами. При этом маленький шкив нужно насадить на ось мотора, а на ось винта насадить большой. Ток в этом случае будет переменным и для зарядки аккумулятора непригодным. Если использовать простой выпрямитель, получится постоянный ток. Для этого нужно взять 4 полупроводниковых диода, соединив их по мостовой схеме. Такой самодельный генератор можно вращать и с помощью воздушного винта, и от руки.

Задумываясь о том, как сделать генератор своими руками, важно понимать, что у получившегося изделия будут некоторые недостатки. Обычно это более низкая долговечность, чем у промышленных образцов, недостаточная эстетичность и, конечно, более низкий КПД и повышенные габариты. Но зато не придется сильно тратиться на заводской генератор, а у вас будет удовлетворение от проделанной работы!

лучшие идеи и советы, как изготовить современный генератор своими руками (инструкция с фото и чертежами)

Для того чтобы асинхронный двигатель стал генератором переменного тока надо чтобы внутри него образовывалось магнитное поле, это можно сделать путём размещения на роторе двигателя постоянных магнитов. Вся переделка и простая и сложная одновременно.

Сначало надо подобрать подходящий двигатель, который наиболее подойдёт для работы в качестве низкооборотистого генератора. Это многополюсные асинхронные двигатели, хорошо подходят 6-ти и 8-ми полюсные, низкооборотистые двигатели, с максимальными оборотами в режиме двигателя не более 1350об/м. Такие двигатели имеют наибольшее количество полюсов и зубцов на статоре.

Далее нужно разобрать двигатель и извлечь якорь-ротор, который надо сточить на станке до опредлённых размеров под наклеивание магнитов. Магниты неодимые, обычно клеят маленькие круглые магнитики. Сейчас я попробую расказать как и сколько магнитов клеить.

Для начала нужно узнать сколько у вашего мотора полюсов, но по обмотке это понять достаточно трудно без соответствующего опыта, поэтому количество полюсов лучше прочитать на маркировке двигателя, если она конечно имеется, хотя в большенстве случаев она имеется. Ниже приведён пример маркировки двигателя и расшифровка маркировки.

По марке двигателя. Для 3х фазных: Тип двигателя Мощность, кВт Напряжение, В Частота вращения, (синх.), об/мин КПД, % Масса, кг

Например: ДАФ3 400-6-10 УХЛ1 400 6000 600 93,7 4580 Расшифровка обозначения двигателя: Д — двигатель; А — асинхронный; Ф — с фазным ротором; 3 — закрытое исполнение; 400 — мощность, кВт; б — напряжение, кВ; 10 — число полюсов; УХЛ — климатическое исполнение; 1 — категория размещения.

Бывает так, что двигатели не нашего производства как на фото выше, и маркировка непонятна, или маркировка просто не читаема. Тогда остаётся один метод, это посчитать сколько у вас зубцов на статоре и сколько зубцов занимает одна катушка. Если наприер катушка занимает 4 зубца, а их всего 24, то ваш мотор шестиполюсной.

Количество полюсов статора нужно знать для того, чтобы определиться с количеством полюсов при наклейке магнитов на ротор. Это количество обычно равное, то-есть если полюсов статора 6, то и магниты надо клееть с чередованием полюсов в количестве 6, SNSNSN.

Теперь, когда число полюсов известно надо рассчитать число магнитов для ротора. Для этого надо выссчитать длинну оружности ротора, по простой формуле 2nR где n=3,14. Тоесть 3,14 умножаем на 2 и на радис ротора, получается длинна окружности. Длее замеряем свой ротор по длинне железа, которое в алюминиевой оправке. После можно нарисовать полученную полосу с длинной и шириной, можно на компьютере и потом распечатать.

Терерь нужно определится с толщиной магнитов, она примерно равна 10-15% от диаметра ротора, например если ротор 60мм, то магниты нужны толщиной 5-7мм. Для этого магниты покупают обычно круглые. Если ротор примерно 6см вдиаметре, то магниты можно высотой 6-10 мм. Определившись какие магниты использовать, на шаблоне длинна которой равна длинне окрушности

Пример рассчёта магнитов для ротора, например диаметр ротора 60см, высчитываем длинну окружности =188см. Делим длинну на количество полюсов, в данном случае на 6, и получаем 6 секций, в каждой секции магниты вклеиваются одинаковым полюсом. Но это ещё не всё. Терепь надо высчитать сколько магнитов войдёт в один полюс, чтобы их ровно распределить по полюсу. Например ширина круглого магнита 1см,расстояние между магнитами около 2-3мм, значит 10мм +3=13мм.

Длинну окружности делим на 6 частей=31мм, это ширина одного полюса по длинне окружности ротора, а ширина полюса по железу, дапустим 60мм. Значит получается площаадь полюса 60 на 31 мм. Это получается 8 в 2 ряда магнитов на полюс с расстоянием между собой 5мм. В этом случае надо пересчитать количество магнитов, чтобы они как можно плотнее уместились на полюсе.

Сдесь пример на магнитах шириной 10мм, поэтому получается расстояние между ними 5мм. Если уменьшить диаметр магнитов например в 2 раза, то-есть 5мм, то они более плотно заполнят полюс вследствие чего увеличится магнитное поле от большего каличества общей массы магнитом. Таких магнитов(5мм) поместится уже 5 рядов, а в длинну 10, то-есть 50 магнитов на полюс, и общее количество на ротор 300шт.

Для того чтобы уменьшить залипание шаблон нужно разметить так, чтобы смещение магнитов при наклейке было на ширину одного магнита, если ширина магнита 5мм, то и смещение на 5мм.

Теперь когда с магнитами опрделились нужно проточить ротор, чтобы поместились магниты. Если высота магнитов 6мм, то стачивается диамет на 12+1мм, 1мм это запас на кривезну рук. Магниты можно разместить на роторе двумя способами.

Первый способ это предвартельно делается оправка, в которой сврлятся отверстия под магниты по шаблону, после оправка одевается на ротор, и магниты вклеиваются в просверленые отверстия. На роторе после проточки нужно дополнительно сточить на глубину равную высоте магнитов разделительный алюминиевые полоски между железом. А полученные бороздки заполнить отожжоными опилками смешаные с эпоксидным клеем. Это значительно уведличит эффективность, опилки будут служить дополнительным магнитопроводом между железом ротора. Выборку можно сделать отрезной машинкой или на станке.

Оправка для наклейки магнитов делается так, проточеный вал оборачивают полеинтеленом, потом наматывают слой за слоем бинт, пропитанный эпоксидным клеем, после стачивают на станке под размер и снимают с ротора, наклеивают шоблон и сверлют отверстия под магниты.После девают оправку обратно на ротор и наклеивают магниты Клеют обычно на эпоксидный клей Ниже на фото два примера наклейки агнитов, первый пример на 2-х фотоэто наклейка магнитов с помощъю оправки, а второй на следующей странице прямо через шаблон.На первых двух фотографиях хорошо видно и я думаю понятно как клеются магниты.

>

>

На следующей странице продолжение.


Часто возникает необходимость обеспечить автономное электропитание в дачном домике. В подобной ситуации выручит генератор из асинхронного двигателя, сделанный своими руками. Его несложно изготовить самостоятельно, обладая определенными навыками в обращении с электротехникой.

Принцип работы

Благодаря простой конструкции и эффективному функционированию асинхронные двигатели широко используются в промышленности. Они составляют значительную долю всех двигателей. Принцип их работы заключается в создании магнитного поля действием переменного электрического тока.

Экспериментами доказано, что вращением металлической рамки в магнитном поле можно индуцировать в ней электрический ток, появление которого подтверждается свечением лампочки. Это явление называется электромагнитной индукцией.

Устройство двигателя

Асинхронный двигатель состоит из металлического корпуса, внутри которого находятся:

  • статор с обмоткой, по которой пропускается переменный электрический ток;
  • ротор с витками намотки, по которой проходит ток противоположного направления.

Оба элемента находятся на одной оси. Стальные пластины статора плотно прилегают друг к другу, в некоторых модификациях их прочно сваривают. Медная обмотка статора изолирована от сердечника картонными прокладками. В роторе обмотка выполнена из алюминиевых прутьев, замкнутых с двух сторон. Магнитные поля, образующиеся при прохождении переменного тока, действуют друг на друга. Между обмотками возникает ЭДС, которая вращает ротор, так как статор неподвижен.

Генератор из асинхронного двигателя состоит из тех же составных частей, однако в данном случае происходит обратное действие, то есть переход механической или тепловой энергии в электрическую. При работе в режиме двигателя у него сохраняется остаточная намагниченность, индуцирующая электрическое поле в статоре.

Скорость вращения ротора должна быть выше изменения магнитного поля статора. Затормозить его можно реактивной мощностью конденсаторов. Накапливаемый ими заряд противоположен по фазе и дает «подтормаживающий эффект». Вращение можно обеспечить энергией ветра, воды, пара.

Схема генератора

Генератор из асинхронного двигателя отличается простой схемой. После достижения синхронной скорости вращения происходит процесс образования в обмотке статора электрической энергии.

Если присоединить к обмотке конденсаторную батарею, происходит возникновение опережающего электрического тока, образующего магнитное поле. При этом конденсаторы должны обладать емкостью выше критической, которая определяется техническими параметрами механизма. Сила образующегося тока будет зависеть от емкости батареи конденсаторов и характеристик мотора.

Технология изготовления

Работа по преобразованию асинхронного электромотора в генератор достаточно проста при наличии необходимых деталей.

Для начала процесса по переделке необходимо наличие следующих механизмов и материалов:

  • асинхронного двигателя – подойдет однофазный мотор от старой стиральной машины;
  • прибора для измерения частоты вращения ротора – тахометра или тахогенератора;
  • неполярных конденсаторов – пригодны модели вида КБГ-МН с величиной рабочего напряжения 400 В;
  • набора подручных инструментов – дрели, ножовок, ключей.






Пошаговая инструкция

Изготовление генератора своими руками из асинхронного двигателя производится по представленному алгоритму.

  • Генератор должен настраиваться так, чтобы его скорость была больше частоты оборотов двигателя. Величина скорости вращения измеряется тахометром или другим прибором при включении двигателя в электросеть.
  • Полученная величина должна быть увеличена на 10% от имеющегося показателя.
  • Подбирается емкость для конденсаторной батареи – она не должна быть чересчур большой, в противном случае оборудование будет сильно нагреваться. Для ее расчета можно воспользоваться таблицей зависимости между емкостью конденсатора и реактивной мощностью.
  • На оборудование устанавливается конденсаторная батарея, которая обеспечит расчетную скорость вращения для генератора. Ее установка требует особого внимания – все конденсаторы нужно надежно изолировать.

Для 3-фазных двигателей конденсаторы подключают по типу «звезды» или «треугольника». Первый тип соединения делает возможным выработку электроэнергии при меньшей скорости вращения ротора, но на выходе показатель напряжения будет ниже. Для уменьшения его до 220 В используют понижающий трансформатор.

Изготовление генератора на магнитах

В магнитном генераторе не требуется применение конденсаторной батареи. В этой конструкции используются неодимовые магниты. Для выполнения работы следует:

  • расположить магниты на роторе по схеме, с соблюдением полюсов – на каждом из них должно быть не меньше 8 элементов;
  • предварительно ротор нужно проточить на токарном станке на толщину магнитов;
  • с помощью клея прочно зафиксировать магниты;
  • остаток свободного пространства между магнитными элементами залить эпоксидкой;
  • после установки магнитов нужно проверить диаметр ротора – он не должен увеличиться.

Преимущества самодельного электрогенератора

Генератор из асинхронного двигателя, сделанный своими руками, станет экономичным источником тока, который позволит снизить потребление централизованной электроэнергии. С его помощью можно обеспечить питание бытовых электроприборов, компьютерной техники, обогревателей. Самодельный генератор из асинхронного двигателя обладает несомненными достоинствами:

  • простой и надежной конструкцией;
  • эффективной защитой внутренних частей от пыли или влаги;
  • устойчивостью к перегрузкам;
  • длительным сроком эксплуатации;
  • возможностью подключать приборы без инверторов.

При работе с генератором следует учесть также возможность случайных изменений электрического тока.

Постоянное и бесперебойное обеспечение электричества в доме – залог приятного и комфортного времяпровождения в любую пору года. Чтобы организовать автономное питание загородного участка, нам придется прибегнуть к мобильным установкам – электрогенераторам, которые в последние годы особенно популярны ввиду большого ассортимента самых разных мощностей.

Сфера применения

Многие интересуются, как сделать электрогенератор для дачного участка? Об этом мы и расскажем ниже. Применим в большинстве случаев асинхронный генератор переменного тока, который будет производить энергию для работы электроприборов. В асинхронном генераторе скорость вращения роторов, чем в синхронном и КПД будет выше.

Впрочем, силовые установки нашли свое применение в более широком кругу, как отличное средство для добычи энергии, а именно:

  • Их применяют на ветровых электростанциях.
  • Используются как сварочные агрегаты.
  • Обеспечивают автономную поддержку электричества в доме наравне с миниатюрной ГЭС.

Включается агрегат с помощью входящего напряжения. Зачастую для запуска устройство подключают к питанию, но это не совсем логическое и рациональное решение для мини-станции, которая сама должна вырабатывать электричество, а не потреблять его для запуска. Поэтому в последние годы активно производятся генераторы с самовозбуждением или последовательным переключением конденсаторов.

Как работает электрогенератор

Асинхронный генератор электроэнергии производит ресурс, если скорость вращения мотора быстрее синхронного. Самый обычный генератор работает на параметрах от 1500 оборотов.

Он производит энергию, если ротор при старте быстрее работает, нежели синхронная скорость. Разница между этими показателями называется скольжение и высчитывается в процентном соотношении относительно синхронной скорости. Однако, скорость статора еще выше, чем частота вращения ротора. За счет этого образуется поток заряженных частиц, меняющих полярности.

Смотрим видео, принцип работы:

При возбуждении подключенное устройство электрогенератора берет контроль над синхронной скоростью, самостоятельно управляя скольжением. Выходящая из статора энергия проходит по ротору, однако, активное питание уже переместилось в катушки статора.

Основной принцип работы электрогенератора сводится к преобразованию механической энергии в электрическую. Чтобы запустить ротор для выработки энергии, необходим сильный крутящий момент. Самым адекватным вариантом, по словам электриков, является «вечный ход вхолостую», который поддерживает одну скорость вращения в течение времени работы генератора.

Почему используется асинхронный генератор

В отличие от синхронного генератора, асинхронный имеет огромное количество достоинств и преимуществ. Основным фактором выбора асинхронного варианта стал низкий клирфактор. Высокий показатель клирфактора характеризует количественное наличие высших гармоник в выходном напряжении. Они вызывают бесполезный нагрев мотора и неравномерность вращения. Синхронные генераторы имеют величину клирфактора на уровне 5-15%, в асинхронных он не превышает 2%. Их этого следует, что асинхронный генератор энергии вырабатывает только полезную энергию.

Немного о асинхронном генераторе и его подключении:

Не менее весомым преимуществом данного вида электрогенератора является полное отсутствие вращающихся обмоток и электронных деталей, чувствительных к повреждениям и внешним факторам. Следовательно, данный вид аппаратов не подвержен активному износу и прослужит дольше.

Как сделать генератор своими руками

Устройство асинхронный генератор переменного тока

Приобретение асинхронного электрогенератора – достаточно недешёвое удовольствие для среднестатистического жителя нашей страны. Поэтому многие умельцы прибегают к решению вопроса о самостоятельной сборке аппарата. Принцип работы, как и конструкции – достаточно прост. При наличии всех инструментов сборка не займет более 1-2 часов.

Согласно вышеопределенному принципу действия электрогенератора, следует настроить все оборудование так, чтобы вращения были быстрее, нежели обороты двигателя. Чтобы это сделать, следует подключить двигатель в сеть и завести его. Для вычисления количества оборотов в минуту используйте тахометр или тахогенератор.

Определив значение скорости вращения двигателя, прибавьте к нему 10%. Если скорость вращения 1500 оборотов в минуту, тогда генератор должен работать на 1650 оборотах.

Теперь нужно переделать асинхронный генератор «под себя», используя конденсаторы необходимых емкостей. Для определения типа и емкости используйте следующую табличку:

Надеемся, как собрать электрогенератор своими руками уже понятно, но обратите внимание: емкость конденсаторов не должна быть очень завышенной, в противном случае генератор, работающий на дизельном топливе, будет сильно греться.

Установите конденсаторы согласно расчету. Установка требует достаточного количества внимания. Убедитесь в хорошей изоляции, при необходимости используйте специальные покрытия.

На базе двигателя процесс сборки генератора завершен. Теперь его уже можно использовать как необходимый источник энергии. Помните, что в случае, когда устройство имеет короткозамкнутый ротор и производит достаточно серьезное напряжение, которое превышает 220 вольт, необходимо установить понижающий трансформатор, который стабилизирует напряжение на требуемом уровне. Помните, чтобы все приборы в доме работали, должен быть строгий контроль самодельного электрогенератора на 220 вольт по напряжению.

Смотрим видео, этапы работ:

Для генератора, который будет работать на малых мощностях, в целях экономии можно использовать асинхронные двигатели с одной фазой от старых или ненужных бытовых электроприборов, например, стиральных машин, насосов для дренажа, газонокосилок, бензопил и т.д. Моторы от таких бытовых приборов следует подключать параллельно обмотке. Как вариант, можно использовать конденсаторы, сдвигающие фазы. Они достаточно редко разнятся по необходимой мощности, так что потребуется ее увеличение до требуемых показателей.

Подобные генераторы очень хорошо показывают себя при необходимости питания лампочек, модемов и прочих мелких приборов со стабильным активным напряжением. При определенных знаниях можно подключить электрогенератор к электропечке или обогревателю.

Готовый к эксплуатации генератор следует установить так, чтобы на него не влияли осадки и окружающая среда. Позаботьтесь о дополнительном кожухе, который защитит установку от неблагоприятных условий.

Практически каждый асинхронный генератор, будь это бесщеточный, электрический, бензиновый или дизельный генератор, он считается прибором с достаточно высоким уровнем опасности. Обращайтесь с таким оборудованием очень аккуратно и держите всегда защищённым от внешнего погодного и механического воздействия или изготовьте для него кожух.

Смотрим видео, дельные советы специалиста:

Любой автономный агрегат следует оснащать специальными измерительными приборами, которые будут фиксировать и отображать данные об эффективности работы. Для этого можно использовать тахометр, вольтметр и частотомер.

  • Оборудуйте генератор кнопкой включения и выключения по возможности. Для запуска можно использовать ручной старт.
  • Некоторые электрогенераторы требуется заземлять перед использованием, внимательно оцените территорию и выберите место для установки.
  • При преобразовании механической энергии в электроэнергию, иногда коэффициент полезного действия может падать до 30%.
  • Если не уверены в силах или боитесь сделать что-либо не так, советуем приобрести генератор в соответствующем магазине. Порой риски могут обернуться крайне плачевно…
  • Следите за температурой асинхронного генератора и его тепловым режимом.

Итоги

Несмотря на свою простоту реализации, самодельные электрогенераторы – это очень кропотливая работа, требующая полной сосредоточенности на конструкции и правильному подключению. Целесообразна сборка с финансовой точки зрения только, если у вас уже имеется работоспособный и ненужный двигатель. В ином случае вы отдадите за основной элемент установки больше половины ее стоимости, и общие траты могут существенно превысить рыночную стоимость генератора.

Не всегда покупка заводского генератора является целесообразной. Иногда проще использовать подручные материалы и инструменты, чтобы сделать его самостоятельно. Устройства мощностью до 1 кВт будет достаточно для подключения уличного освещения на даче или любых других бытовых приборов. Можно соорудить такой генератор из асинхронного двигателя.

Изготовление асинхронного генератора своими руками дает множество преимуществ. Это бесплатный источник электричества, который можно использовать в разных целях. К тому же сделать такую работу может даже начинающий мастер.

Конструктивно схема электрогенератора будет состоять из нескольких ключевых элементов:

Принцип работы устройства

Принцип работы самодельных генераторов переменного тока на 220 В ничем не отличается от устройств, которые применяются в промышленных целях. И те и другие перерабатывают кинетическую энергию в электрическую.

В конструкциях, изготовленных своими руками, сила ветра крутит ветряк, который закреплён на роторе. Таким образом, кинетическая энергия передаётся генератору. Он и производит электроэнергию. В качестве генератора зачастую используется переделанный асинхронный двигатель.

Вырабатываемая генератором электроэнергия передаётся в аккумуляторы. Последние должны оснащаться модулем контроля заряда. Из аккумуляторов электроэнергия поступает в инвертор постоянного напряжения. Таким образом, можно создать переменное напряжение. Оно будет подходить для использования в бытовых целях, то есть с параметрами 220 В и 50 Гц.

Чтобы преобразовать переменное напряжение в постоянное, необходимо установить специальный контроллер. Именно благодаря ему аккумуляторы заряжаются. Иногда инверторы могут выполнять функцию источника бесперебойного питания. То есть в случае отсутствия централизованного электричества или перебоев в его работе асинхронный генератор переменного тока можно использовать для бытовых целей, питания различных приборов, работающих на 220 В.

Необходимые материалы и инструменты

Для изготовления мотора-генератора своими руками достаточно иметь антисинхронный двигатель. Остальные материалы можно найти в хозяйстве или на специализированных рынках радиотехники.

Могут понадобиться такие инструменты и материалы:

Сначала необходимо определиться с желаемым итоговым результатом. Характеристики электродвигателя, выполняющего роль генератора, могут быть разными, и от этого зависит, сколько электроэнергии устройство будет вырабатывать за единицу времени.

Для производства среднего количества энергии генератор должен иметь приблизительно такие характеристики:

  1. Минимальная мощность установки — 1.3 кВт.
  2. Желательны неодимовые магниты в конструкции. Их функция заключается в обеспечении электромагнитной движущейся силы. Для этого может применяться и стальная гильза, которая устанавливается на ротор.
  3. Расположение магнитов на роторе должно соответствовать схеме. Это значит, что их полюсы должны быть развёрнуты в правильную сторону.
  4. Предварительно вал ротора нужно проточить и подогнать размеры под диаметр магнитов.
  5. При установке магнитов не всегда требуется переделывать обмотку. Если она состоит из проводов с большим сечением — ничего страшного, это только увеличит мощность. Самым лучшим вариантом обмотки будет устройство, имеющее шесть полюсов, провод с сечением не более 1.2 мм и максимум 24 витка на катушке.

Нюансы монтажа

Как правило, для изготовления ветро генератора из асинхронного двигателя своими руками применяется ветряк с тремя лопастями , которые в диаметре достигают двух метров. Если увеличить количество лопастей или их длину, то улучшение характеристик не произойдёт. Перед тем как выбирать модификацию устройства, тип, характеристики, габариты, необходимо осуществить правильный расчёт.

Подключать к электросети каждый из приборов нужно в определённом порядке. Сначала идут аккумуляторы, а потом уже и ветрогенератор. Вращаться вал электромотора может либо горизонтально, либо вертикально. Как правило, устанавливают в вертикальном положении, это связано с конструктивными особенностями. Для обеспечения защиты от влаги генератор оборудуют прокладками или колпаком.

Для установки мачты необходимо выбрать открытое место, где будет максимальное количество ветров. Высота монтажа генераторного устройства должна быть достаточно большой. Переделанный асинхронник в идеальном варианте устанавливается на высоте 15 метров, но на практике мачты более 7 метров никто не использует.

В качестве основного источника электрического питания дома устройство лучше не использовать. Такое тихоходное устройство следует устанавливать для страховки от ситуаций с перебоями в электричестве или для экономии семейного бюджета, поскольку счёт за централизованную подачу существенно уменьшается.

Стоит отметить, что установки подобного типа можно использовать не во всех регионах. Минимальная скорость ветра для целесообразности использования должна постоянно держаться на отметке 7 метров за секунду. Если этот показатель меньше, то и электроэнергии будет вырабатываться очень мало.

Перед установкой проводятся необходимые расчёты. В некоторых ситуациях могут возникнуть сложности с обработкой узлов асинхронного движка. Ветряк нельзя изготовить без соответствующих модулей, а также проведения предварительных испытаний устройства. Подключение такого оборудования осуществить невозможно.

Конечно, можно купить асинхронный генератор заводского производства, но вариант самостоятельного изготовления значительно экономнее и не занимает много времени. В процессе не должно возникнуть никаких сложностей даже у неопытного человека.

Для переделки коллекторного двигателя переменного тока необходимо подготовить некоторые инструменты. Выполнять работу нужно с учётом определённых правил:

Генератор можно взять и с других устройств, к примеру, от автомобиля ВАЗ. После этого требуется переходить к его монтажу на мачту. Следует помнить, что в случае использования ротора, работающего в короткозамкнутом режиме, устройство будет вырабатывать ток с высоким напряжением.

Для получения 220 вольт следует оснастить устройство понижающим трансформатором. Устройство не нужно подключать к электросети, поскольку оно работает по методу самозапитки.

Таким образом, сделать генератор из асинхронного двигателя не является сложной задачей даже для начинающего мастера. Если учесть все возможности устройства, то можно сделать вывод, что в определённых ситуациях оно поможет с перебоями электричества, а при установлении очень мощного ветрогенератора будет основным источником энергии в доме.

Генератор асинхронного или индукционного типа представляет собой особую разновидность устройств, использующую переменный ток и имеющую способность воспроизведения электроэнергии. Главной особенностью является совершение довольно быстрых поворотов, которые делает ротор, по скорости вращения этого элемента он в значительной степени превосходит синхронную разновидность.

Одним из главных преимуществ является возможность использования данного устройства без существенных преобразований схемы или длительного настраивания.

Однофазную разновидность индукционного генератора можно подключить путем подачи на него необходимого напряжения, для этого потребуется подсоединение его к источнику питания. Однако, ряд моделей производит самовозбуждение, эта способность позволяет им функционировать в режиме, независимом от каких-либо внешних источников.

Осуществляется это благодаря последовательному приведению конденсаторов в рабочее состояние.

Схема генератора из асинхронного двигателя


схема генератора на базе асинхронного двигателя

В фактически любой машине электрического типа, сконструированной по типу генератора, имеются 2 разные активные обмотки, без которых невозможно функционирование устройства:

  1. Обмотка возбуждения , которая находится на специальном якоре.
  2. Статорная обмотка , которая отвечает за образование электрического тока, данный процесс происходит внутри нее.

Для того, чтобы наглядно представить и точнее понять все процессы, происходящие во время функционирования генератора, наиболее оптимальным вариантом будет подробнее рассмотреть схему его работы:

  1. Напряжение , которое подается от аккумулятора или любого иного источника, создает магнитное поле в якорной обмотке.
  2. Вращение элементов устройства вместе с магнитным полем можно реализовать разными способами, в том числе и вручную.
  3. Магнитное поле , вращающееся с определенной скоростью, порождает электромагнитную индукцию, благодаря чему в обмотке появляется электрический ток.
  4. Подавляющее большинство используемых на сегодняшний день схем не имеет возможностей для обеспечения якорной обмотки напряжением, это связано с наличием в конструкции короткозамкнутого ротора. Поэтому, вне зависимости от скорости и времени вращения вала, питающие устройства все равно будут обесточены.

При переделывании двигателя в генератор, самостоятельное создание движущегося магнитного поля является одним из основных и обязательных условий.

Устройство генератора


Перед тем, как предпринимать какие-либо действия по переделыванию в генератор, необходимо понять устройство данной машины, которое выглядит следующим образом:

  1. Статор , который оснащен сетевой обмоткой с 3 фазами, размещенной по его рабочей поверхности.
  2. Обмотка организована таким образом, что напоминает по своей форме звезду: 3 начальных элемента соединяются между собой, а 3 противоположных стороны соединены с контактными кольцами, которые не имеют никаких точек соприкосновений между собой.
  3. Контактные кольца имеют надежный крепеж к валу ротора.
  4. В конструкции имеются специальные щетки, которые не совершают никаких самостоятельных движений, но способствуют включению реостата с тремя фазами. Это позволяет осуществлять изменение параметров сопротивления обмотки, находящейся на роторе.
  5. Нередко , во внутреннем устройстве присутствует такой элемент, как автоматический короткозамыкатель, необходимый для того, чтобы закоротить обмотку и остановить реостат, находящийся в рабочем состоянии.
  6. Еще одним дополнительным элементом устройства генератора может являться специальное приспособление, которое разводит щетки и контактные кольца в тот момент, когда они проходят стадию замыкания. Подобная мера способствует значительному уменьшению потерь, отводимых на трение.

Изготовление генератора из двигателя

Фактически, любой асинхронный электродвигатель можно собственными руками переделать в устройство, функционирующее по типу генератора, который затем допускается использовать в быту. Для этой цели может подойти даже двигатель, взятый из стиральной машинки старого образца или любого иного бытового оборудования.

Чтобы данный процесс был благополучно реализован, рекомендуется придерживаться следующего алгоритма действий:

  1. Снять слой сердечника двигателя , благодаря чему будет образовано углубление в его структуре. Осуществить это можно на токарном станке, рекомендуется снять 2 мм. по всему сердечнику и проделать дополнительные отверстия с глубиной около 5 мм.
  2. Снять размеры с полученного ротора, после чего из жестяного материала изготовить шаблон в виде полосы, который будет соответствовать габаритам устройства.
  3. Установить в образовавшемся свободном пространстве неодимовые магниты, которые необходимо заранее приобрести. На каждый полюс потребуется не менее 8 магнитных элементов.
  4. Фиксацию магнитов можно осуществить при помощи универсального суперклея, но необходимо учитывать, что при приближении к поверхности ротора они будут менять свое положение, поэтому их необходимо крепко удерживать руками пока каждый элемент не приклеится. Дополнительно рекомендуется использовать во время этого процесса защитные очки, чтобы избежать попадания брызг клея в глаза.
  5. Обернуть ротор обычной бумагой и скотчем, который потребуется для ее фиксации.
  6. Торцовую часть ротора залепить пластилином, что обеспечит герметизацию устройства.
  7. После совершенных действий необходимо произвести обработку свободных полостей, между магнитными элементами. Для этого оставшееся между магнитами свободное пространство необходимо залить эпоксидной смолой. Удобнее всего будет прорезать специальное отверстие в оболочке, преобразовать его в горлышко и залепить границы при помощи пластилина. Внутрь можно заливать смолу.
  8. Дождаться полного застывания залитой смолы, после чего защитную бумажную оболочку можно устранить.
  9. Ротор необходимо зафиксировать при помощи станка или тисков, чтобы можно было провести его обработку, которая заключается в шлифовании поверхности. Для этих целей можно использовать наждачную бумагу со средним параметром зернистости.
  10. Определить состояние и предназначение проводов, выходящих из двигателя. Двое должны вести к рабочей обмотке, остальные можно обрезать, чтобы не запутаться в дальнейшем.
  11. Иногда процесс вращения осуществляется довольно плохо , чаще всего причиной являются старые износившиеся и тугие подшипники, в таком случае их можно заменить новыми.
  12. Выпрямитель для генератора можно собрать из специальных кремниевых , которые предназначены именно для этих целей. Такж,е потребуется контроллер для зарядки, подходят фактически все современные модели.

После совершения всех названных действий, процесс можно считать завершенным, асинхронный двигатель был преобразован в генератор такого же типа.

Оценка уровня эффективности – выгодно ли это?


Генерация электрического тока электродвигателем вполне реальна и реализуема на практике, основной вопрос заключается в том, насколько это выгодно?

Сравнение осуществляется в первую очередь с синхронной разновидностью аналогичного устройства , в котором отсутствует электрическая цепь возбуждения, но несмотря на этот факт, его устройство и конструкция не являются более простыми.

Обуславливается это наличием конденсаторной батареи, являющейся крайне сложным в техническом плане элементом, который отсутствует у асинхронного генератора.

Основное преимущество асинхронного устройства заключается в том, что имеющиеся в наличии конденсаторы не требуют какого-либо обслуживания , поскольку вся энергия передается от магнитного поля ротора и тока, который вырабатывается в ходе функционирования генератора.

Создаваемый во время работы электрический ток фактически не имеет высших гармоник, что является еще одним значимым преимуществом.

Иных плюсов, кроме названных, асинхронные устройства не имеют, но зато обладают рядом существенных недостатков:

  1. В ходе их функционирования отсутствует возможность по обеспечению номинальных промышленных параметров электрического тока, который вырабатывается генератором.
  2. Высокая степень чувствительности даже к малейшим перепадам параметров рабочих нагрузок.
  3. При превышении параметров допустимых нагрузок на генератор , будет зафиксирована нехватка электричества, после чего подзарядка станет невозможной и процесс генерации будет остановлен. Для устранения этого недостатка, часто используют батареи со значительной емкостью, которые имеют особенность изменять свой объем в зависимости от величины оказываемых нагрузок.

Электрический ток, который вырабатывается асинхронным генератором, подвержен частым изменениям, природа которых неизвестна, она носит случайный характер и никак не объясняется научными доводами.

Невозможность учета и соответствующей компенсации таких изменений объясняет то факт, что подобные устройства не обрели популярность и не получили особого распространения в наиболее серьезных отраслях промышленности или бытовых делах.

Функционирование асинхронного двигателя как генератора


В соответствии с принципами, по которым функционируют все подобные машины, работа асинхронного двигателя после преобразования в генератор происходит следующим образом:

  1. После подключения конденсаторов к зажимам , на обмотке статоров происходит ряд процессов. В частности, в обмотке начинается движение опережающего тока, который создает эффект намагничивания.
  2. Только при соответствии конденсаторов параметрам необходимой емкости, происходит самовозбуждение устройства. Это способствует возникновению симметричной системы напряжения с 3 фазами на статорной обмотке.
  3. Значение итогового напряжения будет зависеть от технических возможностей используемой машины, а также от возможностей используемых конденсаторов.

Благодаря описанным действиям происходит процесс преобразования асинхронного двигателя короткозамкнутого типа в генератор с подобными характеристиками.

Применение

В быту и на производстве такие генераторы широко применяются в различных сферах и областях, но наиболее востребованы они для выполнения следующих функций:

  1. Использование в качестве двигателей для , это одна из наиболее популярных функций. Многие люди самостоятельно изготавливают асинхронные генераторы для задействования их в этих целях.
  2. Работа в качестве ГЭС с небольшой выработкой.
  3. Обеспечение питанием и электроэнергией городской квартиры, частного загородного дома или отдельного бытового оборудования.
  4. Выполнение основных функций сварочного генератора.
  5. Бесперебойное оснащение переменным током отдельных потребителей.


Необходимо обладать определенными навыками и знаниями не только по изготовлению, но и по эксплуатации подобных машин, помочь в этом могут следующие советы:

  1. Любая разновидность асинхронных генераторов вне зависимости от сферы, в которой они применяются, является опасным устройством, по этой причине рекомендуется провести его изоляцию.
  2. В процессе изготовления устройства необходимо продумать монтаж измерительных приборов, поскольку потребуется получение данных о его функционировании и рабочих параметрах.
  3. Наличие специальных кнопок , с помощью которых можно управлять устройством, в значительной степени облегчает процесс эксплуатации.
  4. Заземление является обязательным требованием, которое необходимо реализовать до момента эксплуатации генератора.
  5. Во время работы , КПД асинхронного устройства может периодически снижаться на 30-50%, побороть возникновение этой проблемы не представляется возможным, поскольку этот процесс является неотъемлемой частью преобразования энергии.

Расчет магнитной системы магнитоэлектрических генераторов мощностью до 10 кВА для ветроэнергетических установок Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Евдокимов А. А. Evdokimov Л.па(уеу S. G.

инженер, Курганский институт железнодорожного транспорта, филиал ФГБОУ ВО «Уральский государственный университет путей сообщения», г. Курган, Российская Федерация

Городских А. А. Gorodskikh Л. Л.

аспирант кафедры «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», ФГБОУ ВО «Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т. С. Мальцева», г. Курган, Российская Федерация

УДК 62.253.15

РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ГЕНЕРАТОРОВ

МОЩНОСТЬЮ ДО 10 кВА ДЛЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

На территории Российской Федерации наиболее энергозависимые регионы расположены в континентальной Евразийской зоне. Уральский федеральный округ характеризуется малыми значениями скорости ветра 1,5-5,5 м/с и разнообразной направленностью ветровых потоков. Разрабатываемый электрический генератор для преобразования механической энергии ветра в электрическую в условиях слабых ветров представляет собой синхронную машину с постоянными магнитами, обладает высоким КПД, низкими оборотами и скоро- 27

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 14, 2018

Electrical facilmes and systems

стью вращения, надежностью и простотой изготовления конструкции. Применение магнитоэлектрического генератора в составе ветросиловых установок (ВСУ) позволяет повысить эффективность электроснабжения потребителей. Теоретическая ценность работы заключается в том, что произведен расчет магнитной системы магнитоэлектрического генератора с учетом конструктивных его особенностей, а именно применения высокоиндуктивных постоянных магнитов в металлокомпозитном корпусе. Разработан экспериментальный образец генератора, который установлен на ветросиловую установку мощностью 8 кВА. Постоянные магниты: материал — неодим-железобор, коэрцитивная сила по намагниченности 950 кА/м, остаточная индукция 1,2 Тл, форма в виде прямоугольной призмы: ширина 12 мм, длина 230 мм, высота 10 мм. Постоянные магниты в количестве 60 штук крепятся на поверхности стального цилиндрического ротора с внешним диаметром 370 мм, толщиной 10 мм в отфрезерованных пазах глубиной 2 мм. Полярность магнитов чередуется. Расчет магнитного поля выполнен методом конечных элементов. Произведен расчет магнитной системы магнитоэлектрического генератора, позволяющего рассмотреть распределение магнитной индукции на верхней поверхности металлокомпозитного статора и в ста-торной обмотке на расстоянии 8 мм от неодимовых магнитов. Распределение нормальной составляющей магнитной индукции по линии, проходящей по середине катушки близко к синусоидальному. Результаты расчета магнитной системы позволяют разработать промышленный образец электрического генератора с требуемыми параметрами.

Ключевые слова: генератор магнитоэлектрический, ветросиловая установка, неодимо-вый магнит, расчет, магнитное поле, ротор, статор.

THE CALCULATION OF THE MAGNETIC SYSTEM OF MAGNETO-ELECTRIC GENERATORS UP TO 10 kVA FOR WIND TURBINES

On the territory of the Russian Federation most volatile regions are located in the Eurasian continental area. Ural Federal district is characterised by low values of wind speed 1.5-5.5 m/s and varied the direction of wind flows. Developed electrical generator used to convert mechanical wind energy into electrical energy in low winds, is a synchronous machine with permanent magnets, has high efficiency, low Rev, speed, reliability and ease of manufacturing. Application mag-netoelectrical generator part of the wind power units (WPU) allows to increase the efficiency of electricity consumers. The theoretical value of the work lies in the fact that the calculation of the magnetic system of the magnetoelectric generator according to constructional features, namely the application of vysokointensivnykh permanent magnets in metal-composite housing. Developed an experimental model of the generator, which is mounted on a wind power plant with capacity of 8 kVA. Permanent magnets: material: neodymium — iron-boron, the coercive force of the magnetization of 950 kA/m, a residual induction of 1.2 T, in the form of a rectangular prism: width 12 mm, length 230 mm, height 10 mm. Permanent magnets in the amount of 60 pieces are fixed on the surface of a cylindrical steel rotor with an outer diameter of 370 mm, thickness 10 mm milled grooves with a depth of 2 mm. The polarity of the magnets alternates. The magnetic field calculation is performed by finite element method. Calculation of the magnetic system of a magneto generator, which allows to consider the distribution of the magnetic induction on the upper surface of metal-composite stator and stator windings at a distance of 8 mm from neodymium magnets. The distribution of the normal component of the magnetic induction along a line that passes through the middle of the coil close to sinusoidal. The results of the calculation of the magnetic system allows to develop the industrial design of the electric generator with the required parameters.

Key words: magnetoelectric generator, wind power installation, neodymium magnet, calculation, magnetic field, rotor, stator.

Введение

Развитие альтернативной, экологически чистой, природосохраняющей энергетики становится одной из главных тем междуна-

родных саммитов и форумов. В России государственная политика в сфере использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) предусматривает рост доли таких источни-

ков в энергобалансе страны с 1 % в 2009 г до 4,5 % к 2020 г.

На территории Российской Федерации наиболее энергозависимые регионы расположены в континентальной Евразийской зоне. Уральский федеральный округ характеризуется малыми значениями скорости ветра 1,5-5,5 м/с и разнообразной направленностью ветровых потоков.

Разрабатываемый электрический генератор для преобразования механической энергии ветра в электрическую в условиях слабых ветров представляет собой синхронную машину с постоянными магнитами и обладает высоким КПД, низкими оборотами и скоростью вращения, надежностью и простотой изготовления конструкции.

Актуальность работы не вызывает сомнения в связи с тем, что применение ВИЭ для энергоснабжения потребителей в удаленных районах, малонаселенной местности, объектах малоэтажного строительства, в заповедных районах, на лесных пасеках, в рыболовных артелях и охотничьих угодьях позволяет сохранить экосистему, снизить вредные выбросы, получить энергию там, где отсутствуют традиционные источники или нет возможности доставки энергоресурсов из других регионов. Применение

электрического генератора в составе ветросиловых установок (ВСУ) позволяет повысить эффективность электроснабжения потребителей.

Цель исследования — повышение эффективности электроснабжения потребителей путем использования магнитоэлектрического генератора в составе ветростанций.

Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

— разработать методику расчета магнитной системы магнитоэлектрического генератора, позволяющую определять магнитную индукцию и ЭДС магнитного поля;

— провести расчет магнитной системы магнитоэлектрического генератора с учетом его конструктивных особенностей.

Результаты исследований. Расчет магнитной системы электрического генератора позволяет определить распределение магнитной индукции над статорными катушками [1].

Внешний вид генератора [2] приведен на рисунке 1. В генераторе 60 полюсов постоянных магнитов с чередующейся полярностью, постоянные магниты 1,2 Тл, схема включения обмотки параллельная, скорость вращения от 1 м/с.

1 — постоянные магниты; 2 — статор; 3 — ротор; 4 — статорная обмотка; 5 — металлический вал Рисунок 1. Конструкция магнитоэлектрического генератора на постоянных магнитах

Electrical facilities and systems

У электрического генератора [1] на постоянных магнитах 1, содержащего статор 2 и ротор 3, а также статорную обмотку 4, ротор 3 выполнен из композитного материала сечением П-образной формы. Ротор установлен на металлическом валу 5, магниты 1 с чередующимися полюсами установлены на роторе 3 в пазах, статорная обмотка 4 размещена на композитном статоре 2 и выполнена в виде независимых секций (рисунок 2) длиной 230 мм.12 мм2 установлены в пазах глубиной 2 мм, внешний диаметр ротора по постоянным магнитам 386 мм. Длина ротора 210 мм.

Постоянные магниты: материал — нео-дим-железобор, коэрцитивная сила по намагниченности 950 кА/м, остаточная индукция 1,2 Тл, форма в виде прямоугольной призмы: ширина 12 мм, длина 230 мм (задача имеет планарную симметрию, длина магнита, вообще говоря, произвольная), высота 10 мм (намагничивание по высоте). Постоянные магниты в количестве 60 штук крепятся на поверхности стального цилиндрического ротора с внешним диаметром 370 мм, толщиной 10 мм в выфрезерованных пазах глубиной 2 мм (рисунок 3). Полярность магнитов чередуется.

Расчет магнитного поля выполнен методом конечных элементов [2]. Распределение магнитного поля в магнитной системе генератора показано на рисунке 4.

Рисунок 2. Катушка статорной обмотки

Рисунок 3. Размеры генератора в местах установки постоянных магнитов

Рисунок 4. Распределение магнитного поля в магнитной системе генератора

На рисунке 5 показано распределение нормальной составляющей магнитной индукции на расстоянии 8 мм над поверхностью одного из магнитов (нормальная составляющая магнитной индукции на линии A-A’ на рисунке 3 по центру катушки).

Из рисунка 5 видно, что распределение нормальной составляющей магнитной индукции Вп по линии, проходящей по середине катушки, близко к синусоидальному (пунктирная линия на рисунке 5) и может быть представлено [3-5] формулой:

Вп = 0,175- сое- .

» 20,5

0.20 -|

/

I

¿

Л

0.15

h

L

3″

5

ее

X го

0.10

0.05

I

1

\ Ф\

\ Л

\ \

V

I у’| Ч ‘ I ‘ I I I ‘ I Ч ‘ I ‘ ‘ Ч ‘ [ ‘ I I I » I I I ‘ I I I ‘ 1 ‘ |\| I -11’-10 .9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1o\l1

/Расстояние по линии А — А», ми \

Рисунок 5. Распределение нормальной составляющей магнитной индукции на расстоянии 8 мм над поверхностью одного из магнитов

ELEcTRicAL FAciLiTiES AND SYSTEMS

Среднее значение нормальной составляющей магнитной индукции к плоскости катушки для расчета потокосцепления (среднее по интервалу —5- +5 мм линии A-A’) приблизительно равно 0,155 Тл (что соответствует потоку 3,564 мВб при длине катушки 230 мм).

Результаты расчета магнитной системы позволяют разработать промышленный образец магнитоэлектрического генератора с требуемыми параметрами (рисунок 6).

Один из успешных промышленных образцов внедрен в производство (рисунок 7).

Рисунок 6. Промышленный образец магшнитоэлектрического генератора мощностью 8 кВт

n U

У и

1

L li и

Рисунок 7. Ветросиловая установка

Выводы

Произведен расчет магнитной системы магнитоэлектрического генератора, позволяющий рассмотреть распределение магнитной индукции на верхней поверхности металлокомпозит-ного статора и в статорной обмотки, на расстоянии 8 мм от неодимовых магнитах, имеющих магнитную индукцию 1,2 Тл. Распре-

деление нормальной составляющей магнитной индукции Вп по линии, проходящей по середине катушки, близко к синусоидальному. Среднее значение нормальной составляющей магнитной индукции к плоскости катушки для расчета потокосцепления приблизительно равно 0,155 Тл (что соответствует потоку 3,564 мВб при длине катушки 230 мм).

Список литературы

1. Андреева Е.Г., Беляев П.В., Семина И.А. Программа расчета магнитного поля системы открытого типа // Навигатор в мире науки и образования. 2012. № 4-7 (20-23). С. 165-166.

2. Пат. 135460 Российская Федерация, МПК Н 02 К 19/22, Н 02 К 1/16, Н 02 К 1/28. Электрический генератор / С.Г. Игнатьев, А.А. Евдокимов. 2013125830/07; заявл. 04.06.2013; опубл. 10.12.2013, Бюл. 34. 7 с.: ил.

3. Нейман Л.А., Петрова А.А., Нейман В.Ю. К оценке выбора типа электромагнита по значению конструктивного фактора // Известия вузов. Электромеханика. 2012. № 6. С. 62-64.

4. Пеккер И.И. Физическое моделирование электромагнитных механизмов. М.: Энергия, 1969. 64 с.

5. Демирчян К.С. Моделирование магнитных полей. Л.: Энергия, 1974. 288 с.

References

1. Andreeva E.G., Beljaev P.V., Semina I.A. Programma rascheta magnitnogo polja sistemy otkrytogo tipa // Navigator v mire nauki i obrazovanija. 2012. № 4-7 (20-23). S. 165-166.

2. Pat. 135460 Rossijskaja Federacija, MPK N 02 K 19/22, N 02 K 1/16, N 02 K 1/28. Jelektricheskij generator / S.G. Ignat’ev, A.A. Evdokimov 2013125830/07; zajavl. 04.06.2013; opubl. 10.12.2013, Bjul. 34. 7 s.: il.

3. Nejman L.A., Petrova A.A., Nejman V. Ju. K ocenke vybora tipa jelektromagnita po znacheniju konstruktivnogo faktora // Izvestija vuzov. Jelektromehanika. 2012. № 6. S. 62-64.

4. Pekker I.I. Fizicheskoe modelirovanie jelektromagnitnyh mehanizmov. M.: Jenergija, 1969. 64 s.

5. Demirchjan K.S. Modelirovanie mag-nitnyh polej. L.: Jenergija, 1974. 288 s.

Неодимовый магнит генератор своими руками

Конструкции ветряных генераторов для применения в домашних условиях представлены обширным набором вариаций. Между тем большая часть рассматриваемых схем ветрогенераторов, как правило, основана на использовании стандартных электродвигателей. Моторы подбирают, исходя из оптимальных параметров работы в режиме генератора, либо модернизируют — добавляют магниты, перематывают и т. Эффективность таких установок крайне низка. Между тем существует интересный вариант конструкции своими руками — трёхфазный ветрогенератор мощностью около Вт, где готовый электродвигатель не применяется.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Магнитный двигатель в каждый дом… Советую посмотреть… Магниты

Ветрогенератор на неодимовых магнитах


Введение Это инструкция по изготовлению генератора на постоянных магнитах ГПМ , который выдает переменный ток. Подобные генераторы широко используются в самодельных мини-ГЭС, ветряках и прочих электростанциях, изготовленных своими руками.

Описание разработано доктором Смэйлом Хеннасом, опубликовано на сайте известного шотландского самодельщика и автора многочисленных пособий Хью Пигота. Стальные оси и цапфы shafts and spines 2.

Статор, содержащий катушки из провода Stator 3. Два магнитных ротора magnet rotor 4. Выпрямитель rectifier. Статор содержит шесть катушек медного провода, залитых эпоксидной смолой. Корпус статора закреплен цапфами и не вращается. Провода от катушек подключены к выпрямителю, который производит постоянный ток для зарядки батарей 12В. Выпрямитель прикреплен к алюминиевому радиатору, чтобы не перегревался. Магнитные роторы закреплены на составной, вращающейся на оси конструкции.

Задний ротор установлен за статором и закрыт им. Передний ротор находится снаружи и прикреплен к заднему ротору длинными спицами, проходящими через центральное отверстие статора. В случае использования генератора на постоянных магнитах с ветряком, на тех же спицах будут монтироваться лопасти ветряка.

Они будут вращать роторы, и таким образом перемещать магниты вдоль катушек. Переменное магнитное поле роторов генерирует ток в катушках.

Этот генератор на постоянных магнитах спроектирован для использования с небольшим ветрогенератором. Для того, чтобы сделать сам ветровой генератор, нужны следующие узлы:. Генератор на постоянных магнитах работает на малых оборотах. На графике ниже показана мощность генератора при зарядке 12В батареи.

При большей скорости генератор отдавать большую мощность. Но больший ток разогревает катушки и К. Для использования генератора для больших оборотов лучше мотать катушки другим проводом, более толстым и делать меньше витков в катушке. Но при этом на малых оборотах генератор работать будет плохо.

Для того, чтобы использовать данный генератор на большой и на малой скорости, можно менять способ соединения катушек: со звезды переключаться на треугольник и наоборот. На графике представлена зависимость выходной мощности от скорости при разных типах соединения. Звезда хороша при малом ветре, треугольник — при большом. Если увеличить размеры генератора на постоянных магнитах, то при тех же скоростях он сможет выдавать больше мощности.

При изготовлении генератора на постоянных магнитах обращайте особое внимание на крепеж магнитов — ни при каких условиях они не должны отделяться от посадочного места!

Болтающийся магнит начинает распарывает корпус статора и необратимо повреждает генератор. В этом разделе описано изготовление специальных устройств оснастки и форм для отливки. Существует масса способов изготовления таких устройств, здесь описан один из них.

Отливочные формы и оснасткиу для генератора на постоянных магнитах можно использовать многократно. Катушки изготавливаются намоткой на фанерный шаблон. Шаблон смонтирован на конце ручки, между фанерных щечек. Шаблон имеет размеры 50 х 50мм, толщина 13 мм. Края закругленные. Две щечки — х мм, с вырезами глубиной 20мм вверху и внизу. Вырезы нужны для того, чтобы после намотки зафиксировать катушку изолентой.

Лучше всего использовать вертикальный сверлильный станок. Лучше всего использовать барашковые гайки. Магнитные роторы монтируются на подшипниковом узле bearing hub. У узла есть фланец с отверстиями. Например, это может быть 4 отверстия, расположенных на окружности диаметром мм по-английски есть специальный термин pitch circle diameter, PCD. Или вы можете спроектировать другое количество отверстий, в зависимости от узла подшипника.

Далее мы рассматриваем PCD мм. PCD шаблон будет использоваться для сверления отверстий в роторе, а также для балансировки ротора. Отверстия должны быть размечены и просверлены с предельной точностью. Разметьте на окружности две точки ровно на расстоянии 72 мм от двух предыдущих. Приступаем к изготовлению форм для отливки ротора и статора. Они могут быть изготовлены из дерева или алюминия.

Другой способ — вылепить формы из глины и выровнять на гончарном круге, как горшок. Поверхность формы будет внешней поверхностью статора или ротора.

Затем внутри формы будут добавлены стеклопластиковые вставки. Поверхность формы должна быть максимально гладкой. Формы должны быть прочные. Статор или ротор нелегко выбить из формы после застывания, может понадобиться пара ударов киянкой. Мажьте побольше клея внутри.

Мажьте побольше клея по краям диска. В общем вам нужно то, что на рисунке ниже называется faceplate держатель. Дрель должна быть строго параллельна оси.

Дополнительно закрепите 4-мя шурупами. Для этого надо держать карандаш возле поверхности, когда заготовка вращается. Если карандаш оставляет отметину, значит, на поверхности в этом месте выпуклость. Ослабьте шурупы и вставьте кусочки бумаги между держателем и заготовкой на противоположной поверхности заготовки напротив карандашных меток.

Закрутите шурупы и попробуйте повторить все снова. Затем снимите внутреннюю форму со станка. Фаски позволят сделать в этих местах наплывы заливочного материала и усилить тем самым места крепления статора.

Для генератора надо 2 магнитных ротора. Отливочная форма для них нужна одна, но лучше иметь две, для ускорения процесса. Используя шаблон для крепежных отверстий о котором говорилось выше , просверлите 4 отверстия для последующего крепления магнитных роторов. Отливка магнитного ротора требует также внутренней отливочной формы рис.

Все формы надо зачистить наждачкой, чтобы получить очень гладкую поверхность, которую надо финально отделать затиркой полиуретановой губкой, смазаной воском. При заливке в статор нужно заделать 4 поддерживающих 8 мм штифта. Для того, чтобы они не перекосились, пока сохнет эпоскидка, их крепят на местах с помощью шаблона, который мы сейчас изготовим. Шаблон делается из деревянного бруска х 50 х 25 мм. Размеры должны быть точно выдержаны, иначе штифты потом не совпадут с крепежными цапфами.

Для изготовления статора используется так называемый порошковый стекломат стекломатериал с порошковым связующим. Чтобы вырезать из него составные части статора, сделайте бумажные шаблоны. Их можно обвести фломастером и вырезать получившуюся фигуру из стекломата. Неодимовые магниты — элементы, которые позволяют конструировать альтернативные источники энергии. Неважно, какими они будут: ветряными, водными или механическими.

Речь идёт не о мифологических вечных двигателях, а о целиком реальных устройствах с высоким КПД. В быту они, как минимум, помогут вам зарядить гаджеты или автомобильный аккумулятор.

Для работы любого двигателя нужна энергия. Задача генераторов на основе этих элементов — уменьшить её потребление извне, при этом максимально увеличив производительность.

В таких устройствах за основу взят обычный маятник, а давать низкопотенциальную энергию будет сила тяжести. Схема работы такова:. Специалисты считают, что для обеспечения электричеством загородного дома достаточно маятника с осью длиною 6 м. В таком случае электромагниты будут толкать неодимовые магниты на маятнике с силой более кг. Плюсы такого устройства в том, что оно не зависит от ветра или солнца. Кроме того, такой генератор не нуждается в дорогих аккумуляторах, как другие альтернативные генераторы энергии.

С ферритовыми магнитами этот проект реализовать не удастся из-за их технических характеристик. В качестве основы для таких установок выступают автомобильная ступица плюс тормозные диски. Преимущество в том, что её просто достать в т. Неодимовые магниты будут крепиться прямо на ступицу. Их потребуется около 20 штук: примерная высота 8 мм, диаметр 25 мм.

Очень важно правильно, равномерно и точно расположить магниты — по кругу, с чередованием полюсов.


Генератор для велосипеда своими руками

Живу я в маленьком городке Харьковской обл. 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. После нескольких неудачных попыток с тракторным самовозбуждающимся генератором идея создания ветрогенератора засела в мозгу еще сильнее.

В электроцепи генератора Пауля Баумана удается развить напряжение до Большой популярностью пользуется схема вечного двигателя на вам выгодно купить неодимовые магниты и своими руками собрать.

Как сделать ветрогенератор своими руками

By Иван , February 7, in Идеи и технологии будущего. Давно интересовала ветроэнергетика но останавливало одно не было малооборотного генератора а все доступные относительно высокооборотные и требуют возбуждение. Собственно и интересно мнение тех кто уже делал подобные генераторы. Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. Этот тип обмоток называется «корзиночный». В серии микродвигателей ДПР применяется именно корзиночный якорь в виде пластикового стакана, в стенки которого залиты медные обмотки. Вращаюстя они в статоре с кобальтовым двухполюсным магнитом, поле которого замыкается через цилиндрический ферромагнитный корпус. Это очень хороший и выносливый моторчик, применялся в оборонке.

Вечный двигатель на магнитах

Полезные советы. Генератор на постоянных магнитах. Как сделать. Cамодельный генератор для ветряка Сам Себе Строитель. Генератор на неодимовых магнитах.

Введение Это инструкция по изготовлению генератора на постоянных магнитах ГПМ , который выдает переменный ток.

Делаем ветрогенератор на неодимовых магнитах

Мир физических явлений чрезвычайно разнообразен. Физика обладает необыкновенным свойством: изучая самые простые явления можно вывести общие законы. Чем больше я узнаю, тем больше понимаю: все физические закономерности можно получить из собственных наблюдений и опытов. Новизна работы состоит в том, чтобы научиться использовать современные материалы для создания действующих технических устройств. Гипотеза исследования : принцип действия фонарика на неодимовых магнитах можно объяснить с помощью явления электромагнитной индукции.

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

Большинство велолюбителей, которые вынуждены ездить в вечернее или ночное время суток знают, что это оно является наиболее опасным с точки зрения попадания в ДТП. На подавляющей территории России не существует специально выделенных велодорог. Велоиндустрия предлагает широкий выбор подобного оборудования. Однако нужно понимать, что все они для работы требуют электрического питания. Естественно, можно использовать аккумуляторы или батарейки. Однако гораздо эффективнее использовать энергию, которую затрачивает человек во время вращения педалей. Большинство генераторов подобного рода используют в своём конструктиве трущиеся детали.

Как сделать своими руками ветряк, способный производить электрический ток. Основой генератора автор разработки решил сделать ступицу автомобиля с достигая максимума, когда неодимовые магниты располагаются над.

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.

Со времен обнаружения магнетизма идея создать вечный двигатель на магнитах не покидает самые светлые умы человечества. До сих пор так и не удалось создать механизм с коэффициентом полезного действия больше единицы, для стабильной работы которого не требовалось бы внешнего источника энергии. На самом деле концепция вечного двигателя в современном виде вовсе и не требует нарушения основных постулатов физики. Главная задача изобретателей состоит в том, чтобы максимально приблизится к стопроцентному КПД и обеспечить продолжительную работу устройства при минимальных затратах. Реальные перспективы создания вечного двигателя на магнитах Противники теории создания вечного двигателя говорят о невозможности нарушения закона о сохранении энергии.

Бесплатной электроэнергии не бывает, однако существует масса способов сделать её более дешёвой.

Бесплатной электроэнергии не бывает, однако существует масса способов сделать её более дешёвой. Например, с помощью альтернативных источников энергии. Они, возможно, не покроют все потребности конкретного дома или офиса, но спокойно смогут своей работой компенсировать львиную долю потребляемого электричества. Неодимовые магниты — одна из популярных основ для подобных генераторов. Такой источник доступен для сборки собственными руками.

Мое мнение, автомобильный генератор для медленных ветряков непригоден. Либо редуктор мастрячить, а редуктор эта та еще проблема. У автомобильных генераторов очень маленький статор, большую мощность с него не возьмешь.


Эксперименты без нагрузки и под нагрузкой

В этой статье представлены эксперименты и измерения низкоскоростного генератора с кабелем на постоянных магнитах для преобразования энергии морских течений. Измерения проводились без нагрузки и при номинальной нагрузке (4,44 Ом/фаза) при номинальной скорости (10 об/мин). Для любого режима нагрузки также измерялись магнитные поля в воздушном зазоре. Измерения на генераторе сравнивались с соответствующими симуляциями методом конечных элементов, использованными для проектирования машины.В статье показано, что измерения и моделирование соответствующих случаев показывают хорошее согласие. При номинальной скорости измеренное и смоделированное напряжения нагрузки (номинальная нагрузка) отличаются менее чем на 1 % для среднеквадратичных значений и менее чем на 5 % для пиковых значений. На холостом ходу измеренное и смоделированное напряжения имели большую разницу, то есть <9% для среднеквадратичных значений и <5% для пиковых значений. Гармонический анализ измеренных и смоделированных фазных напряжений и токов показывает наличие только третьих гармоник. Процент гармоник в измеренных данных был сопоставим с соответствующими предсказаниями моделирования.Обсуждения и результаты, представленные в документе, могут быть полезны для будущего проектирования эффективных и надежных систем преобразователя энергии морских течений.

1. Введение

Для энергетических ресурсов, таких как энергия ветра, волн и приливов, может быть полезно адаптировать генераторы к характеру ресурса. Для энергии ветра и волн как промышленность, так и научные круги представили несколько конструкций генераторов [1–9]. До сих пор опубликованных материалов, касающихся генераторов, разработанных специально для работы в режиме приливных течений, было меньше.Однако в последние годы в литературе были предложены интересные топологии генераторов, подходящие для турбин морских течений, например [9–12]. Авторы этой статьи ранее обсуждали преимущества наличия генератора прямого привода с постоянным магнитом (ПМ) с регулируемой скоростью для извлечения энергии из приливных и морских течений и представили модели, например [13]. Некоторые из основных целей проектирования заключались в достижении высокого КПД на низких скоростях, чтобы исключить использование редуктора, и в сохранении низкого угла нагрузки, чтобы обеспечить электрическое управление и останов турбины при высоких скоростях потока.

Для изучения электрических характеристик такой низкоскоростной машины для лабораторных испытаний был спроектирован и изготовлен прототип генератора с номинальной мощностью 5 кВт, 150 В, 10 об/мин и 10 Гц, см. рис. 1 и таблицу 1. Полное представление электрическую и механическую конструкцию генератора можно найти в [14]. Представленные здесь экспериментальные результаты подтверждают моделирование, представленное ранее в [13, 14]. Генератор разработан для системы с вертикальной осью турбины с фиксированным шагом лопастей и генератором с прямым приводом [15].Для этого требуется генератор, который может эффективно работать при различных скоростях и нагрузках.

9001 5 кВт 5 кВт 9002 6

9001

Линия Напряжение
Напряжение 150 V
Номинальная скорость 10 RPM
Частота 10 Гц
Наружный диаметр 2000 мм 2000 мм
Внутренний диаметр 1835 мм
Воздушный зазор 10.5 мм
слотов на полюс и фаза 7/5
кабелей на слот
Магнит ширина 32 мм
Толщина магнита 13 мм
Статор осевая длина 294 мм
штабелирование фактор 0,956
Сопротивление на фазу 0,47 Ω
Нагрузка 4,44 Ω на фазу


В этом документе представлены результаты работы без нагрузки и при номинальной нагрузке.Измеряются напряжения и токи, а также магнитное поле в воздушном зазоре. Эти измерения служат эталоном для сравнения с соответствующим моделированием методом конечных элементов (FEM), используемым для первоначальной конструкции генератора [14]. Также представлено моделирование производительности генератора при работе с переменной скоростью, чтобы подчеркнуть его способность электрически управлять и тормозить турбину при высоких скоростях потока, которые могут возникать в реках или приливных течениях. Такое управление электрической мощностью предназначено для замены механических систем управления мощностью, таких как механизмы шага лопастей и механические тормоза.

Нагрузочные испытания проводились главным образом для оценки работы машины в условиях номинальной нагрузки. Представлен гармонический анализ измеренных данных и обсуждены возможные причины электромагнитных потерь и гармоник в экспериментальной машине. Результаты и обсуждения, представленные в статье, могут быть полезны для будущего проектирования и строительства генераторов для преобразования энергии морских течений.

2. Модель генератора конечных элементов

Для электромагнитного анализа и проектирования электрических машин МКЭ стал более или менее стандартным инструментом.Генератор, представленный в этой статье, был проанализирован в среде конечных элементов ACE (ACE, модифицированная версия 3.1, общая платформа ABB для полевого анализа и моделирования, ABB Corporate Research Center, ABB AB, Corporate Research, 721 78 Västerås, Швеция), основанная на двумерной полевой модели осевого сечения генератора.

После определения геометрии генератора различным подобластям расчетной геометрии выделяются свойства материала, такие как электропроводность 𝜎 и относительная магнитная проницаемость 𝜇𝑟.Нелинейные свойства ферромагнитного материала стали статора представлены однозначной кривой BH. Трехмерные концевые эффекты учитываются путем введения импедансов концов катушек в уравнения цепи обмоток статора, а постоянные магниты моделируются поверхностными источниками тока.

Вращающиеся машины обычно имеют условия симметрии, которые позволяют сократить необходимую расчетную геометрию. В этом случае используется дробная обмотка с 7/5 пазами на полюс и фазу, и, таким образом, расчетная геометрия включает секцию из пяти полюсов и 21 паза статора (см. рис. 2).


Полная модель генератора описывается комбинированным набором уравнений поля и цепи. Магнитный векторный потенциал внутри генератора описывается выражением (1) где 𝜎 — проводимость, 𝜇 — проницаемость, 𝐴𝑧 — аксиальная составляющая магнитного векторного потенциала, а 𝑉 — приложенный потенциал (таким образом, правый член обозначает приложенную плотность тока).

Уравнения схемы описываются формулой 𝐼𝑎 + 𝐼𝑏 + 𝐼𝑐𝑈 = 0, (2) 𝑎𝑏 = 𝑈𝑎 + 𝑅𝑠𝐼𝑎 + 𝐿end𝑠𝜕𝐼𝑎𝜕𝑡-𝑈𝑏-𝑅𝑠𝐼𝑏-𝐿end𝑠𝜕𝐼𝑏, 𝑈𝜕𝑡 (3) 𝑐𝑏 = 𝑈𝑐 + 𝑅𝑠𝐼𝑐 + 𝐿end𝑠𝜕𝐼𝑐𝜕𝑡-𝑈𝑏 −𝑅𝑠𝐼𝑏−𝐿конец𝑠𝜕𝐼𝑏,𝜕𝑡(4) где 𝐼𝑎, 𝐼𝑏 и ​​𝐼𝑐 — токи проводника в трех фазах 𝑎, 𝑏 и 𝑐 соответственно.𝑈𝑎𝑏 и 𝑈𝑐𝑏 — напряжения на клеммах линии, а 𝑈𝑎, 𝑈𝑏 и 𝑈𝑐 — фазные напряжения, полученные в результате решения уравнения поля. 𝑅𝑠 — сопротивление обмотки, а 𝐿end𝑠 описывает индуктивность конца катушки. Кроме того, следует отметить, что потери на трение в подшипниках и потери на ветер не учитываются при оценке КПД из-за низкой скорости вращения и высокого крутящего момента.

3. Параметры генератора

Перед проведением испытаний на машине были измерены некоторые параметры электрической цепи и геометрические параметры экспериментальной машины в условиях покоя.Сопротивление и индуктивность на фазу обмотки составляют 0,475 Ом и 11,5 мГн. Эти значения были измерены с помощью прецизионного моста [16]. Полное описание геометрии генератора см. в [14].

Используется дробная обмотка и количество пазов на полюс на фазу равно 1,4, следовательно, угловое смещение между пазами 𝛽=42,8∘ и угол разброса фаз равен 60°. Следовательно, коэффициент распределения 𝑘𝑑=0,977. В данном случае шаг полюсов составляет 4,2 слота. Разработанная машина имеет короткий шаг на 35.5°, а шаговой коэффициент 𝑘𝑝=0,952.

В целях безопасности и во избежание возможных плавающих состояний генератора или нагрузки нейтраль генератора и нагрузки закорочена и заземлена на общую землю источника питания моторного привода. И генератор, и нагрузки соединены звездой.

4. Производительность генератора
4.1. Эксперименты без нагрузки

Испытание генератора без нагрузки проводилось при номинальной скорости 10 об/мин. После выхода генератора на постоянную скорость магнитное поле в воздушном зазоре измерялось на зубце статора с помощью измерителя 7010 Гаусс/Тесла [17], т. е. датчик Холла закреплялся на одном зубце статора перпендикулярно направлению магнитного потока. .Отметим, что в воздушном зазоре имеются две составляющие магнитных полей, а именно нормальная 𝐵𝑛 и тангенциальная 𝐵𝑡 составляющие. Датчиком Холла измерялась только нормальная составляющая. Моделируемое значение 𝐵-поля берется в точке на расстоянии 1  мм перед зубцом статора, как показано на рисунке 2, чтобы соответствовать положению датчика Холла во время измерений. На рис. 2 также показаны силовые линии магнитного поля в одной секции машины. Измеренная нормальная составляющая магнитных полей воздушного зазора без нагрузки показана на рисунке 3 вместе с магнитным полем, предсказанным в результате моделирования.Моделирование показывает, что максимальная нормальная составляющая и тангенциальная составляющая магнитного поля в воздушном зазоре составляют около 0,6 Тл и 0,15 Тл соответственно. Разница в пиковой нормальной составляющей измеренного и рассчитанного магнитных полей составляет около 6%. Сила на единицу площади в воздушном зазоре без нагрузки рассчитывается как 65 кН/м 2 с использованием инструмента моделирования.


Фазные напряжения без нагрузки были измерены для всех трех фаз, все они были сбалансированы и сдвинуты по фазе на 120°.Следовательно, на рисунке 4 показано напряжение только для одной фазы вместе с напряжением, предсказанным моделированием. Различия в среднеквадратичных значениях смоделированных и измеренных напряжений показаны в таблице 2. Было обнаружено, что среднеквадратические значения смоделированных напряжений примерно на 9% выше по сравнению с измерениями. Скорее всего, это связано с неопределенностью измерений и неточностями моделирования, например, в отношении конечных эффектов. Кроме того, небольшие различия в осевой длине ротора и статора из-за конструктивных ошибок не учитываются при моделировании генератора.Напряжения измерялись с помощью трех пробников напряжения Tektronix P2220 [18].

4
10%
экспериментов
Line Line (пик) 251 V 228 V 9%
Линия напряжение линии (RMS) 176 V 158 V 158 V 10%
Фазовое напряжение (пик) 134 V 128 V 4%
Фазовое напряжение (RMS ) 101 В 92 В 9%

9010 400124
2. Эксперименты с номинальной нагрузкой

Испытания под нагрузкой генератора проводились при номинальной скорости 10 об/мин и подключенной по схеме Y нагрузке 4,44 Ом/фазу. Магнитное поле измерялось так же, как и в случае без нагрузки. Измеренная нормальная составляющая магнитного поля показана на рис. 5. Также на рис. 5 показаны магнитные поля в воздушном зазоре, предсказанные моделированием при тех же условиях нагрузки на спроектированном генераторе в точке на расстоянии 1  мм перед статором. зуб.


Установлено, что рассчитанные максимальные нормальная и тангенциальная составляющие магнитного поля в воздушном зазоре составляют около 0,6 Тл и 0,04 Тл соответственно. Что касается различий в магнитных полях без нагрузки и в условиях нагрузки, видно, что на нормальную составляющую магнитного поля не оказывает существенного влияния ни одно из условий нагрузки при номинальных скоростях. Сила на единицу площади в воздушном зазоре при работе с номинальной нагрузкой составляет около 63 кН/м 2 согласно моделированию.

Фазные напряжения и фазные токи, измеренные в условиях нагрузки, показаны на рисунках 6 и 7 соответственно вместе с соответствующими значениями, рассчитанными с помощью моделирования. Различия в среднеквадратичных значениях смоделированных и измеренных напряжений и токов показаны в таблице 3. Из данных на рисунке 6 установлено, что различия между смоделированными и измеренными среднеквадратичными значениями напряжения при номинальной нагрузке составляют менее 1 %. Однако из рисунка 7 видно, что разница между смоделированными и измеренными среднеквадратичными значениями тока составляет около 4%.Токи измеряли с помощью универсального силового клеща Metrix MX240 [19]. Для всех измерений напряжения и тока использовался четырехканальный осциллограф Lecroy Wavesurfer 424 [20].

4
9001
9001 9001 9001 9002 60017
8 Разница
9001, напряжение линии (пик) 4

16
Speed ​​Tests
202,8 по 203.1 v 0,1% 0,1%
Напряжение линии (RMS) 143.5 V 140.6 V 140.6 V 140.6 V 140,6 V 2,0%
Фазовое напряжение (Пик) 109,1 V 114.1 V 4,5%
фазовое напряжение (RMS) 82,2 V 82,2 V 81.7 V 81,7% 81,7%
фазовый ток (пик) 26.8 A 25.8 A 25.8 A 4,1%
Фазовый ток (RMS) 18.9 A 18.2 A 18.2 A 3,7% 3,7%
5
0


Для количественной оценки гармонического содержимого в машине измеренные напряжения и токи были преобразованы Фурье. Измерения проводились на частотах дискретизации, более чем в десять раз превышающих высшую гармонику (5-ю), обнаруженную при моделировании. В измеренных номинальных токах и напряжениях нагрузки видны только основная и третья гармоники.Моделирование также предсказывает незначительную пятую гармонику. В процентном отношении третья гармоника в измеренных токе и напряжении при номинальной нагрузке составляет 2 %, тогда как моделирование предсказывает 6 %. В таблице 4 показано содержание гармоник в фазном напряжении при номинальной нагрузке и без нагрузки.





4

16
Заказ гармоники напряжения Simulation Эксперимент
3RD 4.5% 2% 2%
5th 0,7% 0%

Различия в измеренных и смоделированных гармониках могут быть связаны с конструкционными и моделирующими неточностями или различиями. Предпочтительно, чтобы гармоники в машине были низкими, так как они вызывают дополнительные потери в сердечнике машины и в меди. Более того, в будущем этот тип генератора будет подключаться к выпрямителю.Роль гармоник при работе с переменной скоростью синхронного генератора, подключенного к диодному выпрямителю, дополнительно обсуждается в [21].

Мощность, подаваемая на номинальную нагрузку при 10 об/мин, составляет около 4,7 кВт (см. рис. 8). Электромагнитные потери в генераторе из моделирования представлены в таблице 5. Потери в меди из измеренных токов и сопротивлений составляют около 0,5 кВт и хорошо согласуются с моделированием. Моделирование предсказывает эффективность этого генератора около 86% при номинальных условиях.


𝑃Fe Железные потери 0,25 кВт
𝑃Cu потери меди 0,53 кВт
η Эффективность 85,5%


4.3. Моделирование работы с переменной скоростью

Чтобы продемонстрировать способность генератора управлять и тормозить турбину при различных скоростях потока, которые могут возникать в реках или приливных течениях, была смоделирована эффективность генератора с переменной скоростью, которая показана на рисунке. 9 для номинальной нагрузки и нагрузки 0.5 пу. Видно, что КПД разработанной машины находится в пределах 78–88 % в диапазоне скоростей 4–20 об/мин. Поскольку различия в моделировании и измерениях для обсуждавшихся ранее случаев невелики, можно ожидать, что реальный КПД экспериментального генератора будет находиться в том же диапазоне. Это позволило бы осуществлять электрическое управление турбиной, сохраняя при этом хорошую эффективность работы. Для сравнения, моделирование падения напряжения и КПД в сети при номинальной скорости и переменной нагрузке показано на рисунке 10.Видно, что реакция якоря мала и что генератор можно использовать для управления турбиной лишь с небольшим снижением эффективности.



В реальной морской среде эффективность всей системы зависит от коэффициента мощности 𝐶𝑝 турбины. Ожидаемое управление системой заключается в поддержании фиксированного отношения скоростей наконечника (TSR), следовательно, поддержании оптимального 𝐶𝑝 для турбины без превышения пределов кавитации за счет управления нагрузкой генератора.При более высоких скоростях генератор будет удерживать турбину на более низком TSR (и, следовательно, на более низком 𝐶𝑝), чтобы ограничить мощность, поглощаемую турбиной. Следовательно, генератор будет работать как с различными скоростями, так и с различными нагрузками, чтобы контролировать TSR турбины. Эта стратегия управления была эффективно реализована в случае ветроэнергетических систем [22, 23].

Другим важным конструктивным критерием является способность генератора эффективно тормозить турбину в предполагаемом диапазоне работы, чтобы исключить использование шага лопастей и механических тормозов.Чтобы проиллюстрировать это, генератор был смоделирован с резистивной сбросной нагрузкой 1,5 Ом и сравнен с мощностью, выдаваемой гипотетической турбиной с вертикальной осью (𝐶𝑝 0,35, обеспечивающей 5 кВт при 10 об/мин при скорости потока воды 1,5 м/с) работает при фиксированном TSR при возрастающих скоростях воды, см. рис. 11. Видно, что генератор безопасно тормозит турбину при скоростях, в два раза превышающих номинальную скорость.


5. Выводы

В этой статье представлены электрические испытания генератора с прямым приводом мощностью 5 кВт, 10 об/мин, с кабельной обмоткой на постоянных магнитах для преобразования энергии морских течений.Тесты без нагрузки и с номинальной нагрузкой сравнивались с соответствующими моделями методом конечных элементов с использованием спроектированного генератора. В обоих тестах также сравнивались распределения магнитного поля в воздушном зазоре. Установлено, что расхождения между экспериментом и расчетом составляют менее 10 %. Гармонический анализ показывает наличие 2% содержания третьей гармоники. КПД спроектированной машины составляет 78–88 % в диапазоне скоростей 4–20 об/мин по данным моделирования. Низкая реакция якоря и высокая перегрузочная способность показывают, что генератор можно использовать для электрического управления и торможения турбины в предполагаемом диапазоне работы.

Благодарности

Настоящим выражается благодарность д-ру Арне Вольфбрандту и д-ру Карлу-Эрику Карлссону за разработку инструмента моделирования. Искренняя благодарность Ульфу Рингу за надзор и помощь во время строительных работ. Особая благодарность д-ру Нельсону Теэтайи за интересные обсуждения, поддержку и поощрение во время написания. Экспериментальная установка финансировалась Vattenfall AB и Шведским центром преобразования возобновляемой электроэнергии (финансируется Университетом Упсалы, Шведским агентством инновационных систем (VINNOVA) и Шведским энергетическим агентством (STEM)).Авторы также хотели бы отметить Шведский исследовательский совет (грант № 621-2009-4946).

Магнитный генератор 10 кВт — Master_Star (@anhbaodoccop)

Также часто называемый магнитным генератором, эта машина способна производить электричество из магнитов. Как только для запуска магнитного генератора энергии подается небольшое количество энергии, он будет подавать питание и не требует дополнительного внешнего источника питания в течение всего срока службы машины. Этот тип генератора может работать в течение нескольких лет, и один блок может поставлять около одной трети энергии, необходимой для работы типичного дома каждый год.

Обычно невозможно купить магнитный генератор, а если и удастся найти, то он может быть довольно дорогим. Лучший вариант — построить одну из этих машин вместо этого, что можно сделать с небольшими затратами и небольшими знаниями. В Интернете есть много разных версий этих планов, и быстрый поиск по ним даст много результатов. Магнитные генераторы используют мощную силу магнитного притяжения для продолжения работы двигателя генератора, но для запуска двигателя в начале требуется небольшой начальный источник питания.

✰* ✰* ✰* ✰* ✰* 

✔ Вы, наверное, не знали: Самодельный генератор!

✔ Вы будете шокированы тем, как легко построить …

✔  Генерирует энергию по запросу :

۞Секрет НИКОЛЫ ТЕСЛЫ: Вращающееся магнитное поле 🧐۞

90 483 ничего, что вы когда-либо видели, и через несколько минут вы будете возмущены тем, что когда-либо заплатили хоть один цент Big Electric…

✰  Так что вам обязательно нужно посмотреть эту короткую презентацию сегодня, пока она еще идет…

✰* ✰* ✰* ✰* ✰*

Обзор: генератор свободной энергии

Магнитный генератор 10 кВт

Еще в начале 1900-х годов у моего прадеда был такой прибор, как мне дедушка много раз рассказывал.У него было 2 электродвигателя, подключенных к валу, и все провода шли к небольшой коробке с установленным на ней выключателем. Щелкнуть выключателем и повернуть его рукой, и все пошло. Он показал его по городу. Вскоре ему стали угрожать правительство и нефтяные компании. Тогда заметьте. В последние годы, читая о Тесле, он работал с Вестингаузом в Питтсбурге, в 60 милях от того места, где жил мой прадедушка, в городе, где я вырос. Прадедушка также имел дело с Westinghouse по поводу идей по улучшению пневматических тормозных систем того времени.Так что вполне возможно, что он знал Теслу.

Мой дедушка, кажется, верил, что ответ находится в коробке с выключателем. Сейчас я думаю, что дело было в двигателях или, по крайней мере, в одном из них. До того, как двигатели Tesla A/C получили широкое распространение, двигатели постоянного тока были хорошо известны и широко использовались. Итак, я думаю, что, возможно, по крайней мере один из двигателей был переменного тока. Посмотрел пару роликов про Теслу. Один из них был снят о нем в 1980 году, а другой был на обучающем канале. Что-то поразило меня, и это должно было случиться некоторое время назад.Основная идея каждого ролика заключалась в том, что AC намного эффективнее, чем DC. Итак, мой вопрос: возникает ли такая эффективность в правильно разработанном двигателе переменного тока или даже в генераторе?

Если переменный ток может перемещаться по проводу на большие расстояния с небольшими потерями по сравнению с постоянным током, то что можно сказать об обмотке двигателя с большим количеством витков?

Что касается установки моего прадедушки на деревянной доске, то если он запустил ее вручную, то я должен думать, что в них были задействованы какие-то постоянные магниты. И я должен сказать, что они были не так хороши, как мы сегодня.В фильме «Тесла» в самом начале он показывал Эдисону схему своей идеи генератора переменного тока. А арматура казалась большим магнитом, без проводов и щеток. Это был фильм, так что мы не можем сказать, что это было так точно.

Теперь другое.

Работал с механическим резонансом с катушками и магнитами. Была одна конфигурация, в которой при использовании одних и тех же магнитов и катушек для стороны привода и стороны генератора я смог получить большее выходное напряжение (переменный ток на входе и выходе переменного тока), чем на входе.Работая с другими механическими конфигурациями, я приблизился к выходному напряжению, близкому к входному. Все по-прежнему используют одни и те же катушки и магниты для входов. Я все еще работаю над этими вещами. Попробуйте разные способы взаимодействия катушек с магнитами для достижения наилучшего эффекта. И лучшая конфигурация для получения более высокого выходного напряжения по сравнению с входным напряжением использовала одни и те же магниты и катушки для драйвера и генератора, но положение катушки к магниту для каждого было немного неправильным, чтобы получить эти результаты.На рисунках ниже я показываю конфигурацию магнита/катушки, затем устройство в движении с более крупными магазинами N52, желтая трасса в прицеле представляет собой синусоидальный вход, а синяя трасса — синусоидальный выход. Снимок прицела не показывает частоту устройства. По какой-то причине, возможно, на него влиял шум, а частота была чуть меньше 10 Гц.

Связано: Лучшие видеоролики о магнитных генераторах

Итак, я в процессе определения, создает ли усиление резонанс, или двигатель не может быть хорошим генератором, а генератор — отличным двигателем.Например, я устанавливаю приводную катушку для максимального движения маятника, затем я регулирую положение катушки датчика, чтобы показать максимальное напряжение. Я знаю, что измерение напряжения не является синусоидой больше, чем на выходе, но иметь идентичную приводную и генераторную катушки с использованием одинаковых магнитов, чтобы получить большее напряжение от генераторной катушки, чем то, которое подается на приводную катушку, не является проблемой. обычная вещь. И это очень низкая частота, прямая синусоида и никаких переключений. Размещение двух катушек лицом к лицу без магазинов показывает практически нуль на генераторной катушке.Здесь я работаю с низким напряжением.

Связано: Планы магнитного генератора Tesla

Итак, в заключение, 2 идентичных двигателя, соединенных валом с валом, гарантированно имеют меньшее выходное напряжение, чем входное. сделать его лучше? ??? ? Я собираюсь сравнить напряжения здесь в основном потому, что я думаю, что если драйвер и генератор идентичны электрически и одинаковые магниты для каждого, если вы соедините их вал с валом и получите большее напряжение, то я думаю, что это отличное начало.Насколько мне известно, барьер прорван. Если нам нужно отключить приводной двигатель от выхода генератора, генератор должен вырабатывать большее напряжение при тех же оборотах приводного двигателя. И если генератору не требовалось больше витков провода для получения такого более высокого выходного напряжения, нам предстоит решить эту загадку. 😉

Связано: Научный проект по магнитному генератору

Генератор на постоянных магнитах

 

1 кВт Сделано в Великобритании — высококачественная модернизация/переработка Генераторы на постоянных магнитах Futurenergy с немецкими подшипниками FAG

Доступен в 3-фазном переменном токе для систем 24 В/48 В (требуется выпрямление для зарядки аккумулятора, выпрямитель см. ниже) и 3-фазном высоком Версии с напряжением (167 В, открытый L/L при 800 об/мин) с широким спектром применения, от ветра до водяные турбины, к генераторам на топливе, мы предлагаем эти PMG всем, кто хочет адаптировать их к своим продуктам.Адаптер, показанный на фото, является дополнительной опцией

.

Новый высококачественный PMG

Технический чертеж


Технические характеристики ГПМ 24 В
ГПМГ 48 В Технические характеристики
Высокий Технические характеристики PMG напряжения

Эти PMG изначально были разработаны для ветра использование турбины (находившейся в производстве более 10 лет до этого совершенно новое обновление) и были оптимизированы для этой области, они используют неодимовые магниты и настроены как 3-фазный переменный ток бесщеточный генератор, для использования необходимо исправить выходной сигнал.Они производят много энергии для небольшого устройства размером 187 х 83 мм (не включая вал и клемма и т. д.), работающие с максимальной скоростью около 800 об/мин и имеющие был специально разработан для этого. Обычно они полагаются на ветер для охлаждение, поэтому мы предлагаем людям использовать их в фиксированных ситуациях следить за температурой корпуса и держать ее ниже 100С. — что приведет к долгой и надежной жизни.

 

Поставляется с 3-фазными силовыми кабелями. необходимо будет исправить выход для получения постоянного тока для зарядки аккумулятора и другие приложения.Не гарантируется использование наших PMG с ваши собственные решения для выпрямителей, и поэтому мы можем поставить высокую мощность 3-фазный мостовой выпрямитель 1200 В, 100 ампер для этого товара. См. ниже…..

 

 

 

 

«НОВЫЙ» 3-фазный высоковольтный генератор PMG 10 кВт


Разработан и изготовлен компанией Будущая энергия

Это PMG, используемый в текущей передовой Futurenergy 10kW. Ветряная турбина, доступная для всех желающих использовать или разрабатывать собственные проекты.

Номинальная мощность 10 кВт при 100 об/мин (инвертор подключен) при 100% непрерывной работе Обязанности, КПД 92%, IP66
включает вспомогательный вал для дискового тормоза или любого управления/мониторинга или творческие вспомогательные приложения.

Полные технические характеристики 10кВт PMG

Сравнение с Futurenergy 1kW!

Глава Magnet Power — Устройства свободной энергии

Нам говорят, что постоянные магниты не могут выполнять никакой работы.О да, магниты могут противостоять силе тяжести, когда они прилипают к вашему холодильнику, но, как нам говорят, они не могут выполнять никакой работы. Действительно?

Что такое постоянный магнит? Что ж, если вы возьмете кусок подходящего материала, например «мягкого» железа, поместите его внутрь катушки с проволокой и пропустите через катушку сильный электрический ток, тогда это превратит железо в постоянный магнит. Какое время ток должен находиться в катушке, чтобы образовался магнит? Меньше одной сотой секунды.Как долго получившийся магнит сможет удерживать собственный вес против силы тяжести? Годы и годы. Вам это не кажется странным? Посмотрите, как долго вы сможете удерживать вес собственного тела против силы тяжести, прежде чем устанете. Годы и годы? Значит, месяцы? Нет. Даже дней? №

Ну, если ты не можешь, то почему может магнит? Вы предполагаете, что один импульс в течение минутных долей секунды может накачать в кусок железа достаточно энергии, чтобы питать его годами? Это не кажется очень логичным, не так ли? Итак, как магнит это делает?

Что ж, ответ таков: на самом деле магнит не обладает никакой силой.Точно так же, как солнечная панель не прилагает никаких усилий для производства электричества, мощность магнита исходит из окружающей среды, а вовсе не из магнита. Электрический импульс, который создает магнит, выравнивает атомы внутри железа и создает магнитный «диполь», который имеет тот же эффект, что и электрический «диполь» батареи. Он поляризует окружающую его квантовую среду и создает большие потоки энергии вокруг себя. Одним из свойств этого потока энергии является то, что мы называем «магнетизмом», и это позволяет магниту прилипать к дверце вашего холодильника и годами бросать вызов гравитации.

В отличие от батареи, мы не помещаем ее в положение, при котором она немедленно разрушает собственный диполь, поэтому в результате энергия течет вокруг магнита практически бесконечно. Нам говорят, что постоянные магниты нельзя использовать для выполнения полезной работы. Это неправда.

Это фотография китайца Ван Шум Хо, который спроектировал и построил электрический генератор мощностью пять киловатт. Этот генератор питается от постоянных магнитов и поэтому не использует топливо для работы. Это было продемонстрировано публично, и два из этих генераторов только что успешно завершили обязательную шестимесячную программу испытаний «надежность и безопасность» китайского правительства в апреле 2008 года.Один крупный китайский консорциум начал скупать электростанции, работающие на угле, в Китае, чтобы переоборудовать их экологически чистыми крупными версиями генератора Вана. Несколько компаний соревнуются за право производить версии с домашним питанием мощностью менее 10 кВт.

Не очень легко расположить постоянные магниты по образцу, который может обеспечить постоянную силу в одном направлении, поскольку обычно существует точка, в которой силы притяжения и отталкивания уравновешиваются и создают положение, в котором ротор опускается и палочки.Существуют различные способы избежать этого. Можно изменить магнитное поле, отклонив его через компонент из мягкого железа. Примером этого является простая конструкция Джона Бедини, показанная здесь:

В конструкции Джона магнитное поле магнита статора изменяется железным ярмом, и это подавляет отталкивание, которое обычно возникает между северным полюсом магнита статора и Северный полюс каждого магнита ротора приближается к магниту статора. Такое расположение позволяет магнитам ротора получать толчок, когда они проходят мимо магнита статора, создавая повторяющуюся тягу, поддерживающую вращение ротора.Для увеличения мощности, по-видимому, нет никаких причин, по которым не должно быть двух статоров, как показано здесь:

. По-видимому, нет никаких причин, по которым несколько таких узлов ротор/статор не должны быть присоединены к одному валу. увеличить мощность, прикладываемую к валу, и позволить устройству выполнять повышенный уровень полезной работы.

Существует множество других конструкций двигателей с постоянными магнитами, но прежде чем показывать некоторые из них, вероятно, стоит обсудить, какую полезную работу может выполнять вращающийся вал двигателя с постоянными магнитами.С самодельным двигателем с постоянными магнитами, в котором использовались дешевые компоненты, а качество изготовления может быть не таким уж хорошим (хотя это определенно не так в некоторых домашних конструкциях), мощность на валу может быть не очень высокой. Выработка электроэнергии является общей целью, и ее можно достичь, заставив постоянные магниты проходить через витки проволоки. Чем ближе к проволочным катушкам, тем больше мощность, вырабатываемая в этих катушках. К сожалению, это создает магнитное сопротивление, и это сопротивление увеличивается с увеличением электрического тока, потребляемого катушками.

Существуют способы уменьшить сопротивление вращению вала. Один из способов — использовать электрический генератор типа Эклина-Брауна, в котором вращение вала не перемещает магниты мимо катушек, а вместо этого перемещает магнитный экран, который попеременно блокирует и восстанавливает магнитный путь через генерирующие катушки. Коммерчески доступный материал под названием «мю-металл» особенно хорош в качестве материала магнитного экрана, а кусок в форме знака плюс используется в генераторе Эклина-Брауна.

Джон В.Эклин получил патент США № 3,879,622 29 марта 1974 года. Патент относится к генератору с магнитным/электрическим двигателем, который производит мощность, превышающую входную мощность, необходимую для его работы. Есть два стиля работы. Основная иллюстрация для первого:

Здесь (умная) идея состоит в том, чтобы использовать небольшой маломощный двигатель для вращения магнитного экрана, чтобы маскировать притяжение двух магнитов. Это вызывает флуктуирующее магнитное поле, которое используется для вращения привода генератора.

На схеме выше двигатель в точке «А» вращает вал и экранирующие полосы в точке «В».Эти прямоугольные полоски из мю-металла образуют очень проводящий путь для магнитных силовых линий, когда они выровнены с концами магнитов, и они эффективно отключают магнитное притяжение в области точки «С». В точке «С» подпружиненный бегун тянется влево, когда правый магнит экранирован, а левый магнит не экранирован. Когда вал двигателя вращается дальше, бегунок тянется вправо, когда левый магнит экранирован, а правый магнит не экранирован.Это колебание передается через механическую связь в точку «D», где оно используется для вращения вала, используемого для питания генератора.

Поскольку усилие, необходимое для вращения магнитного экрана, относительно невелико, утверждается, что выход превышает вход и поэтому может использоваться для питания двигателя, вращающего магнитный экран.

Второй метод использования этой идеи показан в патенте как:

Здесь та же идея экранирования используется для создания возвратно-поступательного движения, которое затем преобразуется в два вращательных движения для приведения в действие двух генераторов.Пара магнитов «А» помещена в корпус и прижата друг к другу двумя пружинами. Когда пружины полностью растянуты, они едва касаются магнитного экрана «В». Когда небольшой электродвигатель (не показан на схеме) перемещает магнитный экран в сторону, два магнита сильно отталкиваются друг от друга, поскольку их северные полюса находятся близко друг к другу. Это сжимает пружины, и через соединения в точке «С» они вращают два вала для выработки выходной мощности.

Модификацией этой идеи является Генератор Эклина-Брауна.В этом устройстве подвижное устройство магнитного экрана обеспечивает прямой электрический выход, а не механическое движение:

Здесь используется тот же двигатель и устройство вращающегося магнитного экрана, но магнитные силовые линии блокируются от прохождения через центральный I- кусок. Этот I-образный элемент сделан из ламинированных железных лент и имеет катушку или катушки, намотанные вокруг нее.

Устройство работает следующим образом:

В положении, показанном слева, магнитные силовые линии проходят вниз через катушки датчика.Когда вал двигателя повернется еще на девяносто градусов, возникает ситуация справа, и магнитные силовые линии текут вверх через катушки датчика. На схеме это показано синими стрелками. Это изменение направления магнитного потока происходит четыре раза при каждом обороте вала двигателя.

Хотя в конструкции Эклина-Брауна предполагается, что для вращения экрана из мю-металла используется электродвигатель, кажется, нет никаких причин, по которым вращение не должно выполняться с помощью двигателя с постоянными магнитами.

Еще одна эффективная система отбора мощности используется «Phi Transformer» («Phi» произносится как «Fi»). В этой конструкции магнитное сопротивление уменьшается за счет удержания магнитного потока в многослойном железном кольце или «тороиде». Опять же, конструкция предполагает, что для вращения ротора будет использоваться электродвигатель, но, похоже, нет веской причины, по которой вместо этого не следует использовать двигатель с постоянными магнитами.

Тороидальные формы явно важны для многих устройств, получающих дополнительную энергию из окружающей среды, вплоть до того, что Боб Бойс предостерегает от высокочастотных последовательных пульсаций катушек, намотанных на тороидальное ярмо, создающих вращающееся магнитное поле в виде непредсказуемых скачков напряжения. может генерировать около 10 000 ампер дополнительного тока, который сожжет компоненты схемы и может очень хорошо вызвать накопление лучистой энергии, которая может вызвать удар молнии.В самого Боба попал именно такой удар молнии, и ему повезло, что он выжил. Меньшие системы, такие как тороидальный трансформатор, используемый в системе электролизера Боба, безопасны, даже несмотря на то, что они генерируют прирост мощности. Таким образом, многие конструкции тороидальных систем, безусловно, заслуживают изучения.

Одним из них является «Фи-трансформатор», который выглядит как устройство, несколько похожее на МЭГ, описанное в главе 3. Однако он работает совсем по-другому:

Трансформатор (j)

Трансформатор (j)

Здесь линии магнитного потока, исходящие от постоянного магнита, проходят через многослойное ярмо, которое фактически представляет собой круглый сердечник сетевого трансформатора.Разница заключается в том, что вместо электронного управления катушкой для изменения потока, исходящего от постоянного магнита, в этой системе магнит вращается с помощью небольшого двигателя.

Производительность этого устройства впечатляет. Мощность, необходимая для вращения магнита, не зависит от тока, потребляемого катушками. Поток направляется через многослойный железный сердечник, и в ходе испытаний была достигнута мощность 1200 Вт при входной мощности 140 Вт, что соответствует КПД 8.5, что очень достойно, особенно для такого простого устройства.

На http://jnaudin.free.fr/html/dsqromg2.htm показана конструкция генератора Дейва Сквайрса, датированная 1999 годом. Все попытки связаться с Дэйвом Сквайрсом не увенчались успехом, поэтому неизвестно, откуда тесты на устройстве, которое действительно было построено, или если это просто теоретический проект, хотя вполне вероятно, что оно не было построено в то время. Дизайн почти идентичен Phi Transformer. Центральный сердечник изготавливается путем отливки формы, показанной ниже, с использованием смеси порошка аморфного железа и эпоксидной смолы.Однако, поскольку рабочая частота низкая, всего 50 Гц или 60 Гц, кажется, нет никаких причин, по которым не следует использовать обычные пластины трансформатора, и в этом случае шесть наборов прокладок имеют следующую форму:

как собирается сердечник.

Тем не менее, весь сердечник имеет следующую форму с катушками, размещенными в пазах:

Идея, стоящая за этим расположением, заключается в том, что магнитный поток «противоЭДС», который обычно вызывает сопротивление закону Ленца свободному вращению магнитов вокруг тороид отводится за катушку и поворачивается так, что вместо того, чтобы препятствовать вращению, он фактически помогает ему:

Скорость вращения указана как 1000 об/мин для 50 Гц и 1200 об/мин для 60 Гц.Предполагается, что обмотки катушки состоят из 180 витков AWG 14 (16 SWG) для 120 вольт переменного тока при предполагаемом токе 100 ампер, что кажется нереалистичным, поскольку максимальный ток для провода такого размера составляет 5,9 ампер. Неодимовые магниты имеют длину 2 дюйма и глубину 1 дюйм, установленные в круглый ротор диаметром 12 дюймов. Конечно, на одном валу может быть более одного ротора, и количество витков будет удвоено для выходного напряжения 240 вольт переменного тока.

Ярмо, на котором намотаны катушки, фактически представляет собой серию тороидов, хотя, по общему признанию, не совсем круглой формы.Альтернативная форма, которую можно рассмотреть, будет такой, как показано ниже, где секция, несущая магнитный поток для любой одной катушки, более изолирована от других тороидов. Неясно, делать ли участок, проходящий через катушку, прямым, а не изогнутым, поэтому я оставлю эту деталь людям, разбирающимся в магнетизме.

Возвращаясь к двигателям с постоянными магнитами, одним из ведущих специалистов в этой области является Говард Джонсон. Ховард построил, продемонстрировал и получил патент США 4 151 431 24 апреля 1979 года от весьма скептически настроенного патентного бюро на свою конструкцию двигателя с постоянными магнитами.Он использовал мощные, но очень дорогие кобальтово-самариевые магниты для увеличения выходной мощности и продемонстрировал принципы работы двигателя для весеннего выпуска журнала «Наука и механика» за 1980 год. Его конфигурация двигателя показана здесь:

Обратите внимание, что зазоры между магнитами не имеют постоянной ширины.

Суть в том, что магнитный поток его двигателя всегда несбалансирован, что приводит к непрерывному вращательному движению. Магниты ротора соединены ступенчатыми парами, соединенными немагнитным ярмом.Магниты статора размещены на пластинчатом цилиндре из мю-металла. Мю-металл очень хорошо проводит магнитный поток (и дорог). В патенте указано, что магнит якоря имеет длину 3,125 дюйма (79,4 мм), а магниты статора имеют ширину 1 дюйм (25,4 мм), глубину 0,25 дюйма (6 мм) и длину 4 дюйма (100 мм). В нем также говорится, что пары магнитов ротора не расположены на расстоянии 120 градусов друг от друга, а слегка смещены, чтобы сгладить магнитные силы на роторе. В нем также говорится, что воздушный зазор между магнитами ротора и статора является компромиссом в том смысле, что чем больше зазор, тем плавнее работа, но ниже мощность.Итак, зазор выбирается таким, чтобы дать наибольшую мощность при приемлемом уровне вибрации.

Ховард считает постоянные магниты сверхпроводниками при комнатной температуре. Предположительно, он видит магнитный материал как имеющий направления вращения электронов в случайных направлениях, так что их суммарное магнитное поле близко к нулю до тех пор, пока спины электронов не выровняются в процессе намагничивания, который затем создает общее результирующее постоянное магнитное поле, поддерживаемое сверхпроводящим электрическим потоком.

Здесь показано устройство магнита с зазорами между магнитами, оцененными по рисунку в патенте Говарда:

Продолжить чтение здесь: Информация

Была ли эта статья полезной?

Почему мой генератор не производит энергию?

Когда у вас сломался генератор, трудно не отчаиваться.Мы обнаружили, что паникуем, что нам придется вернуться в темные века. Нам придется научиться охотиться, шить себе одежду, покупать корову…

Мы понимаем, что, возможно, немного преувеличили, но генераторы, которые больше не производят энергию, могут вызвать панику у многих людей.

Итак, что мы делаем, когда наш генератор не производит энергию? Можем ли мы что-нибудь сделать, чтобы выяснить, в чем проблема? Есть ли способ починить наши собственные генераторы?

Итак, сегодня мы поговорим о наиболее распространенных причинах, по которым генераторы перестают производить энергию.Мы также научим вас простому трюку, чтобы решить эту проблему.

Причина – потеря остаточного магнетизма

Если ваш генератор все еще работает, но не производит энергию, в 9 случаях из 10 это связано с потерей остаточного магнетизма.

Что это значит?

Для выработки энергии наши генераторы перемещают электричество через магнитное поле. В самих генераторах нет магнитов. Таким образом, они создают собственное магнитное поле.

Они делают это, преобразовывая часть производимой энергии в постоянный ток.Затем они пропускают этот ток через катушку, превращая ее в электромагнит.

После того, как вы использовали свой генератор, он удерживает часть этого магнитного поля. Мы называем это остаточным магнетизмом. Генератор использует этот остаточный магнетизм, чтобы помочь ему вырабатывать энергию при следующем запуске.

Без этого остаточного магнетизма он не может производить энергию и выполнять свою работу. Несмотря на то, что его двигатель все еще работает, он не будет производить никакой мощности.

Как теряется остаточный магнетизм?

Есть несколько вещей, которые приводят к потере остаточного магнетизма.

Во-первых, неиспользование генератора может привести к потере остаточного магнетизма. Со временем запас магнетизма медленно истощается. Пока он в конце концов не иссякнет.

Другой причиной потери остаточного магнетизма является то, что при выключении генератора что-то остается подключенным к сети. Если генератор питает нагрузку, когда он выключен, последний из его магнетизма будет всасываться в нагрузку.

Наконец, третья основная причина потери остаточного магнетизма заключается в том, что генератор остается включенным слишком долго, не подключая его ни к чему.Это может привести к отключению электромагнитного поля внутри генератора.

Как предотвратить эту потерю?

Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы ваш генератор не потерял свой остаточный магнетизм.

Регулярно пользуйтесь генератором. Это сохранит его остаточный магнитный резерв сильным и полным.

Перед остановом генератора отключите от него все подключенные нагрузки. Это поможет генератору поддерживать собственный магнетизм.

При запуске генератора старайтесь, чтобы он был подключен к чему-либо, если только вы не собираетесь его выключать. Это один из лучших способов предотвратить потерю генератором остаточного магнетизма.

Он уже перестал производить энергию, как я могу починить свой генератор?

Очевидно, что приведенные выше советы не помогут вам, если ваш генератор уже перестал производить энергию. Но они помогут вам предотвратить это снова.

В следующем разделе вам будет полезен следующий раздел, в котором мы расскажем вам о двух простых способах, чтобы ваш генератор снова начал производить энергию.

Метод батареи хранилища 12+ 

Для этого метода вам понадобятся резиновые перчатки, фонарь и батарея хранилища 12+.

Начните с поиска генератора напряжения внутри вашего генератора. К нему будут подключены два провода щетки. Один будет красный. Другой будет либо черным, либо белым.

Отсоедините оба провода. Подключите черный или белый к клемме заземления аккумулятора генератора. Подключите свет к генератору и запустите двигатель.

Возьмите красный кабель от батареи хранилища 12+ и соедините его с красным кабелем щетки. Удерживайте оба на клемме генератора напряжения в течение 3-5 секунд.

Снимите провод аккумулятора. Вставьте два кабеля щетки обратно в исходные разъемы. Все должно снова заработать.

Наконечник – обязательно отсоедините провода щеток от автоматического генератора напряжения. В противном случае вы можете поджарить свой генератор.

Совет . Не прикасайтесь к генератору автоматических хранилищ другими проводами.Это может привести к поражению электрическим током.

Метод электродрели

Это очень простой метод проверки, если причиной вашей проблемы является потеря остаточного магнетизма. Еще лучше, если ваша теория верна, она починит ваш генератор в процессе.

Вставьте электрическую дрель в розетку генератора. Убедитесь, что дрель находится в переднем положении. Нажмите на спусковой крючок дрели.

Теперь запустите генератор.Затем начните отпускать спусковой крючок дрели. Вы хотите вращать зажим дрели в обратном направлении.

Если проблема связана с потерей остаточного магнетизма, это приведет к пробуждению магнитного поля в генераторе. Дрель включится и начнет вращаться. Теперь генератор будет производить энергию.

Если это не сработает, попробуйте повернуть сверло в другом направлении. Возможно, у вас переключатель реверса смещен назад.

Наконечник . При выполнении этого метода убедитесь, что к сверлу ничего не прикреплено.Бур включится, как только поле генератора проснется. Он начнет вращаться, как и все остальное, прикрепленное к сверлу.

Совет — если это не поможет, попробуйте заменить автоматический генератор напряжения. Поскольку это следующая наиболее вероятная причина вашей проблемы.

Почему этот метод работает?

При движении назад электрическая дрель может работать как мини-генератор.

У дрели есть маленькие магниты, которые она использует для производства собственной энергии.Используя этот метод, вы можете передать часть этого магнетизма от дрели к генератору.

Он проходит по проводам и проходит через катушку в генераторе. Эта катушка снова становится электромагнитом, и генератор начинает вырабатывать энергию.

(PDF) Проектное исследование сверхпроводящего генератора мощностью 10 кВт для ветряных турбин 19, НЕТ. 3, ИЮНЬ 2009 г.

Исследование конструкции сверхпроводящего генератора мощностью 10 кВт

для ветряных турбин

A.Б. Абрахамсен, Н. Миятович, Э. Зайлер, М. П. Соренсен, М. Кох, П. Б. Норгард, Н. Ф. Педерсен, К. Трехольт,

Н. Х. Андерсен и Дж. Остергард

Сверхмощный

проводящий генератор с медленным вращением мощностью 10 кВт, пригодный для демонстрации в небольшой ветряной турбине

, где трансмиссия состоит только из лопастей турбины

, соединенных непосредственно с генератором.

Плотность потока в сверхпроводящем роторе выбрана как Тесла, чтобы быть

аналогичной производительности постоянных магнитов и представлять

компоновку, которую можно масштабировать в будущих оффшорных ветряных турбинах.

Предлагаемый генератор представляет собой 8-полюсную синхронную машину на основе беговых катушек

из высокотемпературных сверхпроводящих лент и медного статора с воздушным сердечником

, заключенного в железный экран.

Ключевые слова — сверхпроводимость, синхронный генератор, ветряные

турбины.

I. ВВЕДЕНИЕ

Проблемы будущего спроса на энергию и возможное

глобальное потепление из-за потребления ископаемого топлива

повысили интерес к широкомасштабному использованию ветряных турбин для производства электроэнергии.Большинство современных турбин эксплуатируются на берегу,

, но помехи для жителей и более высокие скорости ветра в море

являются мотивом для строительства морских ветровых электростанций. Основная

часть стоимости морских ферм связана с фундаментами

турбин, подключением к сети и техническим обслуживанием. Таким образом,

является стимулом для размещения больших турбин в море, а номинальная мощность

10 МВт желательна через 10 лет. Сверхпроводящий генератор

может быть выгоден для турбин мощностью 10 МВт, поскольку вес

и объем могут быть уменьшены по сравнению с обычным генератором

и, таким образом, упрощена конструкция турбины.Коробка передач существующих турбин

также может быть исключена за счет использования многополюсного генератора

, который приводится в движение непосредственно ротором турбины. Мы

провели исследование конструкции многополюсного суперпроводящего генератора мощностью 10 кВт с прямым приводом, который может быть установлен в небольшой ветряной турбине.

Рукопись получена 26 августа 2008 г. Текущая версия

опубликована 15 июля 2009 г. Эта работа была частично поддержана Датским техническим университетом

в рамках проекта супер-

ветра, финансируемого глобализацией.dk

А. Б. Абрахамсен, Э. Зайлер и Н. Х. Андерсен из Отдела исследования материалов

Национальной лаборатории устойчивой энергетики Рисё,

Датский технический университет, DK-4000 Роскилле, Дания (электронная почта:

[email protected]; [email protected]; [email protected]).

N. Mijatovic, M. Koch, N. F. Pedersen, C. Træholt и J. Østergård с

Департаментом электротехники, Технический университет Дании,

DK-2800 Lyngby, Дания (e-mail: nm @электро.дту.дк; [email protected];

[email protected]; [email protected]; [email protected]).

M. P. Sørensen с факультета математики, Технический университет Дании

, DK-2800 Lyngby, Дания (электронная почта: [email protected]

dtu.dk).

P. B. Nørgård работает в отделе ветроэнергетики Национальной лаборатории Рисё

по устойчивой энергетике Датского технического университета, DK-4000 Роскилле,

Дания (электронная почта: [email protected]дту.дк).

Цифровой идентификатор объекта 10.1109/TASC.2009.2017697

и используется для оценки надежности сверхпроводящей технологии

в среде ветряных турбин, прежде чем генератор

масштабируется на 3 порядка для крупномасштабных турбин.

II. МАЛЫЕ ВЕТряНЫЕ ТУРБИНЫ

Небольшие ветряные турбины имеются в продаже, а ветряная турбина

от Gaia-Wind [1] эксплуатируется в Risø-DTU [2]. Это регулируемая турбина

с обычной трансмиссией, состоящей

из редуктора и быстровращающегося асинхронного генератора

с номинальной мощностью 11 кВт.Эта технология представляет собой первое поколение трансмиссий

, но синхронные генераторы с прямым приводом на основе постоянных магнитов, такие как

, недавно были внедрены даже в небольшие турбины [3]. Сверхпроводящий синхронный генератор с прямым приводом будет представлять

третье поколение силовых передач для ветряных турбин, поскольку ожидается, что сверхпроводящие катушки будут обеспечивать плотности магнитного потока, превышающие рабочие плотности постоянного тока.

магниты.Спецификации сверхпроводящего генератора для

небольшой ветровой турбины изложены в соответствии со свойствами ветряной турбины Gaia

. Ветровая турбина преобразует ки-

кинетическую энергию ветра в электрическую энергию, а мощность

ветра в идеале определяется выражением [4]

(1)

где — плотность воздуха, — среднее скорость ветра,

– площадь несущего винта, охватываемая лопастями длиной

и – коэффициент мощности, определяемый аэродинамическими свойствами несущего винта и связанный

с числом лопастей, форма лопасти и угол лопасти

по отношению к набегающему ветру.Коэффициент мощности

определяет долю располагаемой кинетической энергии, которая

преобразуется в крутящий момент на валу турбины. Часто задается как

функция отношения между скоростью конца лопасти и

скоростью ветра

(2)

где угловая скорость связана с частотой ротора на

.

Доступная мощность ветра и кривая мощности турбины Gaia

показаны на рис. 1 в зависимости от средней скорости ветра.

Кривая была построена при постоянной скорости вращения

56 оборотов в минуту (об/мин) и .

Видно, что номинальная выработка электроэнергии 11 кВт достигается сначала

, когда скорость ветра превышает номинальную скорость ветра

.

1051-8223/$25.00 © 2009 IEEE

Разрешенное лицензированное использование ограничено: Danmarks Tekniske Informationscenter. Загружено 3 января 2010 г. в 06:25 с сайта IEEE Xplore.Ограничения применяются.

сколько электричества могут генерировать магниты

Всякий раз, когда вы соединяете катушки и магниты (в правильной ориентации и двигаясь относительно друг друга), происходит волшебство . В данном случае это эдисоновская магия зажигания лампочки. При повороте рукоятки катушка вращается внутри больших U-образных магнитов.

Производят ли сильные магниты больше электричества?

Вы получите более сильную ЭДС , если у вас есть более сильное магнитное поле или если вы заставите магнитное поле изменяться быстрее, потому что у вас будет больший поток, который создаст большую силу на электронах.Остальное зависит от материала, в котором вы пытаетесь создать ток.

Как долго служат магниты?

Как долго работает постоянный магнит? Постоянный магнит, если его хранить и использовать в оптимальных рабочих условиях, будет сохранять свой магнетизм в течение многих лет . Например, считается, что неодимовый магнит теряет примерно 5% своего магнетизма каждые 100 лет.

Могут ли магниты создавать гравитацию?

Тот факт, что магниты имеют два полюса, а противоположные полюса магнитов создают силу притяжения.Это показывает, что магниты можно использовать для создания искусственной гравитации . Однако, чтобы создать такую ​​гравитацию, сила магнитов должна быть достаточно сильной.

Действительно ли работают магнитные двигатели?

Таким образом, нет никаких преимуществ в том, чтобы магниты работали на нас. … Таким образом, идея двигателя, приводимого в движение только постоянными магнитами, вполне осуществима, и ее нельзя отвергать как нарушение закона сохранения энергии. Двигатель с постоянными магнитами не будет производить энергию и не будет вечным двигателем.

Могут ли магниты вращаться бесконечно?

Поскольку энергии в магнитах хватает на многие годы, колесо может вращаться и продолжать вращаться без необходимости останавливаться, таким образом, движение вращающегося колеса создает энергию на многие годы. Это то, что превращает генератор с магнитным питанием в вечный генератор.

Является ли генератор генератором?

Генератор переменного тока — это тип электрического генератора , используемый в современных автомобилях для зарядки аккумулятора и питания электрической системы при работающем двигателе.

Влияют ли магниты на светодиодные фонари?

Нет, магниты не влияют на светодиодные фонари . … Вы действительно не должны беспокоиться о том, что ваши светодиодные фонари находятся слишком близко к магнитам, потому что магнитная сила магнита не влияет на светоотдачу.

Насколько эффективен магнитный генератор?

Традиционный генератор имеет максимальную эффективность 70% , но магнитный генератор энергии имеет 82% теста нагрузки малой мощности в тесте трехфазного производства энергии7, поэтому магнитный генератор энергии более эффективен.

Что происходит, когда магниты быстро вращаются?

Магнитное поле является зеркальным отражением поля в магнитах, поэтому они отталкиваются. Когда роторы способны вращать магниты достаточно быстро, отталкивание приводит к левитации .

Как дешево производить электроэнергию?

  1. Солнечная энергия. Солнечная энергия считается одним из самых популярных вариантов для производства энергии в домашних условиях. Она производится путем установки солнечных панелей для улавливания солнечной энергии.…
  2. Ветер: …
  3. Биогаз: …
  4. Заводы Micro Hydel: …
  5. Геотермальная: …
  6. Дизель-генератор:

Что произойдет, если намотать медную проволоку на магнит?

Когда электрический ток движется по проводу, он создает магнитное поле. Если вы намотаете проволоку вокруг и вокруг, она усилит магнитную силу , но она все равно будет довольно слабой. Помещение куска железа или стали внутрь катушки делает магнит достаточно сильным, чтобы притягивать предметы.

Как сделать бесплатное электричество?

Производство электроэнергии в домашних условиях

  1. Жилые солнечные панели. Каждый луч солнца, падающий на вашу крышу, — это бесплатное электричество. …
  2. Ветряные турбины. …
  3. Гибридные солнечные и ветровые системы. …
  4. Микрогидроэнергетические системы. …
  5. Солнечные водонагреватели. …
  6. Геотермальные тепловые насосы.

Могут ли магниты остановить пулю?

Как правило, нет.Большинство пуль не являются ферромагнитными — они не притягиваются к магнитам . Пули обычно сделаны из свинца, возможно, с медной оболочкой вокруг них, ни одна из которых не прилипает к магниту. … Магнит может передать некоторую силу пуле через вихревые токи.

Как быстро магниты теряют силу?

Временный магнит может потерять свою намагниченность менее чем за 1 час . Неодимовые магниты теряют менее 1% своей прочности за 10 лет. Постоянные магниты, такие как спеченные магниты Nd-Fe-B, остаются намагниченными на неопределенный срок.

Магниты становятся слабее?

Так что любой магнит со временем будет медленно ослабевать . Однако нагревание или падение магнита ускорит этот процесс. … Это толкает магнитные домены и означает, что они постепенно перепутываются. Чем чаще это происходит, тем слабее становится магнит.

Магнетизм сильнее гравитации?

Точнее, гравитация в 137 раз сильнее магнетизма *на планетарном уровне*. Конечно, из этого правила есть исключение: электромагнетизм сильнее на атомном и субатомном уровнях, поэтому все не так очевидно, как может показаться на первый взгляд.

Могут ли магниты создавать искусственную гравитацию в космосе?

Магнетизм. Диамагнетизм может быть еще одним потенциальным решением для создания искусственной гравитации. Удивительно, но исследователи смогли левитировать мышей с помощью мощных магнитных полей. Их эксперименты смогли смоделировать около 1 г земного притяжения, довольно круто.

Могут ли люди создать гравитацию?

Искусственная гравитация может быть создана с помощью центростремительной силы . … В соответствии с Третьим законом Ньютона величина малого g (воспринимаемого «нисходящего» ускорения) равна по величине и противоположна по направлению центростремительному ускорению.

Почему не используется магнитная энергия?

Поскольку магниты не содержат энергии — , но они могут помочь контролировать ее… «Когда эти заряженные частицы движутся мимо магнитов внутри турбин, они создают вокруг себя поле, которое воздействует на другие заряженные частицы», — говорит Коэн-Тануги. …

Могут ли магниты вращать вентилятор?

Магниты устанавливаются в электродвигатели, в которых ротор или статор представляют собой управляемые катушки, изменяющие магнитную полярность. Вы не можете сделать это с постоянным магнитом.Вот почему магниты и вентиляторы не могут работать.

Может ли магнитный двигатель работать вечно?

Специальным расположением притягивающих и отталкивающих полюсов якобы постоянно поддерживается вращательное движение ротора . Практические реализации терпят неудачу, потому что в магнитах нет существенной энергии, которую можно было бы использовать для движения или для компенсации потерь энергии.

Можете ли вы создать бесконечную энергию?

В нем говорится, что энергия не может повторяться в бесконечном цикле внутри замкнутой системы, и поэтому мы должны восполнить то, что потеряно.… Если бы это было возможно, вечный двигатель мог бы генерировать бесконечную энергию.

Может ли двигатель питать сам себя?

ДА , но это может быть сделано только в долгосрочной перспективе с электродвигателем, который также предназначен для работы в качестве генератора, и если генератор будет работать параллельно с другим поколением, двигатель должен быть синхронным. … Моя электростанция включает в себя 2 мотор-генератора мощностью 500 кВт.

Что такое бесщеточный генератор?

Что такое бесщеточный генератор? Бесщеточный генератор использует двигатель без угольных щеток для выработки электричества .Вместо этого бесщеточный двигатель использует небольшой генератор на конце оборудования для передачи электрического тока. Бесщеточные генераторы подходят для первичных генераторов и могут использоваться в течение длительного времени.

Почему генератор лучше динамо-машины?

Основным преимуществом генератора переменного тока перед динамо-машиной является то, что это трехфазный блок по сравнению с однофазным блоком . Проще говоря, генератор переменного тока будет давать гораздо более высокую скорость зарядки на низких скоростях (холостом ходу), поскольку при одном вращении шкива будет прорезаться 3 поля магнитного потока вместо одного.

Генератор вырабатывает переменный или постоянный ток?

Автомобильные аккумуляторы работают на одностороннем электричестве постоянного тока (DC), в то время как генераторы переменного тока вырабатывают электричество переменного тока (AC) , которое иногда течет в обратном направлении. [6] Таким образом, прежде чем перейти к регулятору напряжения, мощность, предназначенная для батареи, проходит через диодный выпрямитель, чтобы превратиться в постоянный ток.

Влияют ли магниты на батареи?

Нет, магнит не действует на обычную бытовую батарейку . Очень сильный магнит, который обычно не встречается дома или в офисе, теоретически может вызвать короткое замыкание в неферромагнитной батарее, которая включает в себя литий-ионные, литий-полимерные и монетные элементы.…

Могут ли магниты динамиков повредить ЖК-дисплей?

Нет, магниты не повреждают ЖК-дисплеи

Например, многие ЖК-дисплеи оснащены встроенными динамиками. Эти динамики часто содержат магниты, которые не повредят или иным образом не повлияют на ЖК-дисплей. Существуют различные типы ЖК-дисплеев, но все они используют жидкие пиксели для создания визуальных изображений.

Является ли свинец магнитным?

Кнопка «Вернуться к началу» .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.