Как сделать ветрогенератор своими руками из доступных материалов. Какие компоненты потребуются для сборки самодельного ветряка. Какие преимущества у самодельного ветрогенератора перед заводскими моделями. На что обратить внимание при проектировании и сборке ветряка.
Основные компоненты самодельного ветрогенератора
Для изготовления ветрогенератора своими руками потребуются следующие основные компоненты:
- Ротор с лопастями
- Генератор (статор и ротор с магнитами)
- Мачта
- Хвостовое оперение
- Контроллер заряда
- Аккумуляторы
- Инвертор
Рассмотрим подробнее, как изготовить основные узлы самодельного ветрогенератора.
Изготовление ротора и лопастей
Ротор является ключевым элементом ветрогенератора, от которого во многом зависит его эффективность. Для самодельного ветряка оптимально использовать трехлопастной ротор. Лопасти можно изготовить из следующих материалов:
- Дерево (фанера, доски)
- Пластик (ПВХ, акрил)
- Алюминий
Важно правильно рассчитать геометрию лопастей — их длину, ширину, угол установки. Для этого можно воспользоваться специальными онлайн-калькуляторами. Оптимальный диаметр ротора для небольшого бытового ветряка составляет 1-2 метра.
Сборка генератора на неодимовых магнитах
Генератор является «сердцем» ветряка, преобразующим механическую энергию вращения в электричество. Для самодельного ветрогенератора оптимально использовать аксиальный генератор на неодимовых магнитах. Его основные компоненты:
- Статор с обмотками
- Ротор с постоянными магнитами
- Подшипники
- Корпус
Статор изготавливается путем намотки медного провода на каркас. Ротор представляет собой диск с закрепленными неодимовыми магнитами. Важно правильно рассчитать количество полюсов и обмоток для получения нужного напряжения.
Проектирование и изготовление мачты
Мачта служит для установки ротора и генератора на нужной высоте. Ее можно изготовить из следующих материалов:
- Металлическая труба
- Деревянный брус
- Ферменная конструкция
Высота мачты должна составлять не менее 6-10 метров. Важно обеспечить надежное крепление к фундаменту и устойчивость конструкции. Для этого используются растяжки и укосины.
Система ориентации ветрогенератора
Для эффективной работы ветряк должен быть всегда направлен навстречу ветру. Это обеспечивается с помощью системы ориентации, которая включает:
- Поворотный подшипник
- Хвостовое оперение
- Механизм увода от сильного ветра
Хвостовое оперение изготавливается из листового металла или фанеры. Его площадь должна составлять 5-7% от площади ометаемой поверхности ротора. Механизм увода позволяет складывать ротор при сильном ветре для защиты от поломки.
Электрическая часть ветрогенератора
Для преобразования и накопления вырабатываемой энергии требуются следующие компоненты:
- Контроллер заряда
- Аккумуляторные батареи
- Инвертор
- Система защиты и автоматики
Контроллер заряда защищает аккумуляторы от перезаряда и глубокого разряда. Емкость батарей подбирается исходя из мощности ветряка и суточного потребления. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный 220В.
Расчет мощности и производительности
Мощность ветрогенератора зависит от следующих факторов:
- Диаметр ротора
- Скорость ветра
- КПД генератора
- Плотность воздуха
Ориентировочно мощность можно рассчитать по формуле:
P = 0.5 * ρ * S * V^3 * Cp
где ρ — плотность воздуха, S — площадь ометания, V — скорость ветра, Cp — коэффициент использования энергии ветра.
Для бытового ветряка диаметром 2 м при средней скорости ветра 5 м/с можно получить мощность около 200-300 Вт.
Преимущества самодельного ветрогенератора
Изготовление ветряка своими руками имеет ряд преимуществ по сравнению с покупкой заводской модели:
- Существенно меньшая стоимость
- Возможность адаптации под конкретные условия
- Ремонтопригодность
- Получение практических навыков
- Независимость от поставщиков
При грамотном подходе самодельный ветрогенератор может быть не менее эффективным, чем промышленные аналоги.
На что обратить внимание при проектировании
При разработке конструкции самодельного ветрогенератора важно учесть следующие моменты:
- Правильный выбор места установки с учетом розы ветров
- Обеспечение прочности и надежности конструкции
- Защита от молний и обледенения
- Снижение шума и вибраций
- Простота обслуживания
Тщательная проработка этих вопросов позволит создать эффективный и безопасный ветрогенератор своими руками.
Самодельный генератор из неодимовых магнитов для ветряка: схема, фото и описание
Как сделать низкооборотный генератор для ветряка из неодимовых магнитов. Самодельный генератор для ветряка, схемы, фото, видео.
Для изготовления самодельного ветряка в первую очередь требуется генератор, при чём, предпочтительней низкооборотный. В этом и заключается основная проблема, найти такой генератор достаточно сложно.Первое что приходит в голову, взять стандартный автомобильный генератор, но все автомобильные генераторы рассчитаны на высокие обороты, зарядка аккумулятора начинается от 1000 об/мин. Если установить автогенератор на ветряк, то достичь таких оборотов будет сложно, понадобится делать дополнительный шкив с ременной или цепной передачей, всё это усложняет и утяжеляет конструкцию.
Для ветряка нужен низкооборотный генератор, оптимальный вариант генератор аксиального типа на неодимовых магнитах. Поскольку таких генераторов по доступной цене в продаже практически нет, аксиальный генератор можно изготовить самостоятельно.
Самодельный генератор для ветряка из неодимовых магнитов.
Для изготовления генератора аксиального типа понадобятся:
- Ступица от авто, тормозные диски.
- Неодимовые магниты.
- Медная проволока (0,7мм).
- Эпоксидная смола.
- Крепёжные элементы.
Генератор аксиального типа для ветряка представлен на схеме.
В данном случае в роли статора будет диск с катушками, ротором будут два диска с постоянными магнитами. При вращении ротора в катушках статора будет генерироваться ток, который нужен нам для зарядки аккумуляторов.
Самодельный генератор: изготовление статора.
Статор – неподвижная часть генератора состоит из катушек, которые размещаются напротив магнитов ротора. Внутренний размер катушек обычно равен внешнему размеру магнитов, которые используются в роторе.
Для намотки катушек можно изготовить простое приспособление.
Толщина медной проволоки для катушек примерно 0,7 мм, количество витков в катушках нужно подсчитывать индивидуально, общее количество витков во всех катушках должно быть не менее 1200.
Катушки размещаются на статоре, выводы катушек можно подключить двумя способами, в зависимости от того на сколько фаз будет генератор.
Трёхфазный генератор будет более эффективным для ветрогенератора, поэтому рекомендуется соединить катушки по типу звезда.
Чтобы катушки зафиксировать на статоре их заливают эпоксидной смолой. Для этого нужно сделать форму для заливки из куска фанеры, чтобы жидкая смола не растеклась, нужно сделать борта из пластилина или аналогичного материала. На этом этапе нужно предусмотреть проушины для крепления статора.
Важно чтобы получилась идеально ровная плоскость, поэтому перед заливкой матрицу с катушками нужно установить на ровную поверхность. Катушки перед заливкой нужно тщательно проверить мультиметром и выложить на матрицу по кругу с таким расчётом, чтобы потом магниты ротора находились напротив катушек.
В матрицу заливается жидкая эпоксидная смола по уровень края катушек, перед заливкой форму нужно смазать вазелином.
Когда смола полностью застынет, матрицу разбираем и извлекаем готовый статор с катушками.
Статор фиксируется на корпусе генератора с помощью болтов или шпилек с гайками.
Самодельный генератор: изготовление ротора.
В этой конструкции ротор будет двусторонним, статор с катушками будет посредине между вращающимися дисками с магнитами.
На каждом диске ступицы нужно по кругу расположить магниты, в последовательности поочерёдно меняя полюса.
Когда диски ротора будут установлены, магниты должны быть направлены друг к другу разными полюсами.
Магниты нужно приклеить к дискам суперклеем и залить эпоксидной смолой, верхняя часть магнитов должна остаться непокрытой.
Изготовление ротора для самодельного генератора видео.
Чтобы закрепить статор на ветрогенераторе нужно изготовить металлическое основание, статор крепится к нему с помощью болтов или шпилек.
Собираем всю конструкцию, при этом нужно оставить минимальный зазор между статором ротором, чем меньше зазор, тем эффективней генератор будет вырабатывать энергию. На выход из катушек нужно подключить диодный мост.
В итоге у вас получится аксиальный генератор на неодимовых магнитах. Самодельный генератор может работать на низких оборотах и при этом вырабатывать достаточно энергии для зарядки аккумуляторных батарей, что немаловажно при установке ветогенератора в районах, где преобладают слабые ветра.
Генератор для ветряка видео.
Ветрогенератор на постоянных магнитах своими руками.
Аксиальный 20-ти полюсной ветрогенератор
Ветрогенератор аксиального типа на основе готовой ступицы и трехфазного генератора, который содержит 15 катушек, намотанных проводом 0.
7 мм по 70 витков. Ротор данного генератора имеет 20 пар магнитов размером 20 на 5 мм, а толщина статора равна 8 мм. В этой модели используется двухлопастной винт и система защиты от сильного ветра.
Материалы и агрегаты использованные для постройки данного ветрогенератора:
1) автомобильная ступица
2) эпоксидная смола
3) металлические уголки
4) магниты размером 20 на 5 мм в количестве 40 штук
5) труба 20
6) суперклей
7) вазелин
8) ступица от прицепа «зубренок»
9) фанера
10) ламинат 8 мм
11) провод толщиной 0.7 мм
Рассмотрим более подробно основные этапы постройки и особенности конструкции данной модели ветрогенератора.
Для начала автор занялся намоткой катушек для статора. Чтобы облегчить данный процесс автор изготовил специальное приспособление:
Для его изготовления автор использовал трубу диаметром 20 мм, таким образом она как раз подходит под размеры магнитов.
Автор решил изготовить катушки толщиной 7 мм.
Еще одно изображение самодельного станка для намотки катушек:
Автор отмечает, что благодаря данному станку, собранному из подручных материалов, намотка катушек прошла без особых трудностей. Главное мотать катушки виток к витку давая несильную натяжку для того, чтобы витки плотнее прижимались друг к другу.
Итак, автор приступил к изготовлению катушек для генератора. Для того, чтобы катушки не развалились после намотки автор промазывал их клеем для пластика, а так же дополнительно обернул оконным скотчем. Для намотки катушек автор использовал провод толщиной 0.7 мм по 70 витков на каждую катушку. Хотя после конечной сборки автор решил, что нужно было делать по 90 витков, это позволило бы выиграть по напряжению.
Далее была изготовлена форма для заливки статора. Автор решил сделать форму на подложке из фанеры.
Для этого на фанеру была нанесена разметка, которая позволит более точно разместить катушки. Средняя часть формы сделана из ламината толщиной 8 мм. Для того, чтобы эпоксидная смола не приставала к форме, автор смазал ее вазелином, это позволит затем легко извлечь статор из заготовки после затвердевания эпоксидной смолы.
Для проводов были сделаны специальные канавки при помощи болгарки.
При заливке статора автор использовал стеклосетку, чтобы увеличить прочность статора. Уложив стеклосетку с каждой стороны статора, автор через заранее просверленные отверстия притянул крышку и оставил статор остывать.
Катушки статора были соединены пофазно, все шесть проводов от фаз были выведены по канавкам наружу, после чего провода были замазаны пластилином для того, чтобы смола не вытекала. В последствии автор соединил фазы звездой.
На следующий день статор был извлечен из формы, и автор слегка обработал края для ровности.
Магниты на дисках автор так же решил залить эпоксидной смолой для большей надежности.
На фотографиях ниже можно рассмотреть, как была выполнена поворотная ось ветрогенератора:
Основой для изготовления поворотной оси послужила автомобильная ступица. Для того, чтобы защитить будущий ветрогенератор от слишком сильного ветра автор использовал стандартную конструкцию увода от ветра путем складывания хвоста. Важно заметить, что ветроголовку необходимо вынести минимум на 100 мм, иначе защита от ветра не будет работать так как ось генератора будет расположена слишком близко к поворотной оси.
Так же к конструкции был приварен штырь под углом в 20 градусов и на 45 градусов относительно винта, на этот штырь одевается хвост ветрогенератора.
Рассмотрим конструкцию ступицы генератора.
За основу самого генератора была взята ступица от прицепа «Зубренок». Автор использовал неодимовые магниты размером 20х5 мм.
На каждый диск ушло по 20 магнитов. Ступица была закручена через пластину, на которую прикреплены уголки. Статор генератора будет держаться на шпильках.
Далее автор приступил к изготовлению дисков с магнитами.
Магниты были прикреплены на диски при помощи суперклея. Для того, чтобы сделать все максимально точно автор изготовил шаблон из картона. Так же важно заметить, что магниты должны клеиться с чередованием полюсов, таким образом, чтобы на генераторе диски с магнитами притягивались.
Ниже можно рассмотреть, как именно был закреплен хвост ветрогенератора, который будет защищать его от сильного ветра:
На фотографии ветроголовка была размещена слишком близко к поворотной оси ветрогенератора, что в последующем было выявлено на испытаниях и устранено. Однако само крепление хвоста и углы наклона верные. После доведения конструкции до ума, она отлично себя проявила: при усилении ветра винт отворачивается, а хвост складывается и поднимается вверх.
Автор решил сделать для начала двухлопастной вариант винта для своего генератора. Лопасти были изготовлены из ПВХ трубы. Так же был сооружен кожух, который будет закрывать генератор от дождя.
Затем генератор был собран и покрашен. После покраски автор решил испытать работу генератора. От руки удалось раскрутить генератор до 30 вольт с силой тока кз 4.5 А.
Данный генератора работает на 3 светодиодные ленты по 25 ватт каждая, но в будущем автор планирует более серьезно подойти к расчету винта для генератора и подключить аккумулятор.
статья взята с сети интернет: http://usamodelkina.ru/
Следите за новостями!
Собери свой собственный ветряк
Назад
- Вы здесь:
org/ListItem»>
Проекты клиентовХотели бы вы построить свой собственный ветряк? Мы познакомим вас с двумя проектами клиентов, которые использовали наши неодимовые магниты для создания ветрогенераторов. Первый проект принадлежит человеку, который создал ветряк своими руками для личного пользования. Второй проект исходит от студента, который построил собственный ветрогенератор в рамках дипломного проекта.
Содержание
Соберите свой собственный недорогой ветрогенератор
Я построил небольшой ветрогенератор, поставив перед собой следующие цели: легкий вес, относительно простая сборка и небольшие материальные затраты. Подробности конструкции можно найти в видеоролике на YouTube внизу страницы (только на французском языке, но его легко понять и носителям других языков). Из-за ваших текущих настроек файлов cookie вы не можете запустить видео.
При согласии с заявлением о конфиденциальности данных вы можете просматривать этот контент.
Я согласен с тем, что внешний контент будет отображаться для меня. Это позволяет передавать личные данные на сторонние платформы. Узнайте больше в нашем Положении о конфиденциальности данных.
Здесь вы видите девять катушек, каждая из которых состоит из 70 витков эмалированным проводом диаметром 1 мм. Я расположил их в форме звезды внутри деревянной формы (диаметр: 21 см), а затем залил полиэфирной смолой (см. видео на 1-минутной отметке).
Далее я вырезал диск диаметром 18 см из большого листа стали толщиной 5 мм. Этот диск будет ротором. Роликовый подшипник был установлен в отверстии посередине, чтобы ротор мог вращаться.
Теперь пришло время использовать сильные магниты.
Раньше я пытался использовать более слабые магниты, но с менее чем удовлетворительными результатами.
Кроме того, ваши магниты имеют справедливую цену, поэтому они не угрожают моему бюджету :-).
Склеил 12 ваших дисковых магнитов типа С-20-10-Н на металлический диск через равные промежутки времени с помощью сильного клея. Все магниты должны быть ориентированы одинаково.
Ротор с установленным роликовым подшипником
Затем я также покрыл магниты полиэфирной смолой. Я должен был быть осторожным, чтобы не полностью закрыть магниты, вместо этого позволив им немного выступать.
Добавлен второй ротор. Диаметром 16,5 см он немного меньше первого, но сделан из того же материала. Как и прежде, были приклеены 12 дисковых магнитов. Однако эти магниты должны быть ориентированы противоположно магнитам на первом роторе, иначе это не сработает.
Генератор успешно прошел пробный запуск на верстаке. Мне нужно было только слегка подтолкнуть его, и он начал генерировать более 12 вольт. Полученный переменный ток с помощью трех диодов преобразовывался в постоянный ток.
Теперь мне нужен был только сам ветряк.
У него три лопасти ротора из акрилового стекла, которые я сужал и придавал им скос в 20 градусов.
Весь ветряк имеет диаметр 1,5 метра.
- Общий вес: около 8 кг
- Напряжение: 18 вольт при скорости ветра 30 км/ч, при 8 км/ч уже 12 вольт
- Общая стоимость: менее 100 евро благодаря недорогим материалам
Вот видео на YouTube с пояснительными выносками.
Из-за ваших текущих настроек файлов cookie вы не можете запустить видео. При согласии с заявлением о конфиденциальности данных вы можете просматривать этот контент.
Я согласен с тем, что внешний контент будет отображаться для меня. Это позволяет передавать личные данные на сторонние платформы. Узнайте больше в нашем Положении о конфиденциальности данных.
Строительство ветрогенератора как дипломный проект
Дополнение от нашего заказчика Томми Олликайнена из Куопио (Финляндия):
Я хотел построить генератор для своего ветряка.
Ветряк имеет ротор впечатляющего диаметра 3,72 метра.
Я разместил 16 блочных магнитов Q-40-20-10-N на каждой из двух круглых стальных пластин. Магниты располагались на внешнем крае с чередованием полюсов (север-юг-север). Направление магнитов на первой пластине должно точно отражать расположение магнитов на другой пластине, чтобы магниты притягивались друг к другу.
Затем я намотал 12 бобин медной проволоки и скрепил их прочной лентой.
Затем пластины и медные катушки были смонтированы в корпусе, который также удерживает приводной вал.
Ветер, который вызывает вращение роторов, также заставляет двигаться магнитные пластины. Переменный ток, генерируемый этим движением, преобразуется в постоянный с помощью 6 выпрямителей.
Генератор производит максимум 900 ватт, когда генератор и ветряк вращаются примерно со скоростью 450 оборотов в минуту. Всего при 57 оборотах в минуту аккумуляторы начинают заряжаться.
Томми выполнил этот проект в рамках своей дипломной работы по электротехнике.
В его диссертации изучались возможности и ветровые условия, необходимые для использования ветряных генераторов в Финляндии.
Генератор должен иметь минимальные инвестиционные затраты (максимум 1000 евро).
Нынешний прототип вырабатывает достаточно энергии для питания охотничьего домика в Кортемяки, Виеремя, Финляндия.
5,6″ x 0,9″ x 0,8″, сторона измерения 1/2″ x 1/2″ 
Просмотрите наш сайт для наиболее полного выбора керамических магнитов в Интернете. Просмотрите нашу фотогалерею, чтобы найти товар, который вы ищете, и мы доставим его вам.
Этот тип магнита традиционно был дорогим как из-за стоимости сырья, так и из-за лицензирования соответствующих патентов. Эта высокая стоимость ограничивала их использование приложениями, где критически важна такая высокая сила компактного магнита. Использование защитной обработки поверхности, такой как покрытие золотом, никелем, цинком и оловом, а также покрытие эпоксидной смолой, может обеспечить защиту от коррозии там, где это необходимо. Начало в 19В 80-х годах магниты NIB становились все дешевле. Даже крошечные неодимовые магниты очень мощные и имеют важные соображения безопасности. В Applied Magnets вы получите наилучшую цену на эти неодимовые магниты. Все, что вам нужно сделать, это просто просмотреть и выбрать из нашего огромного выбора, а мы сделаем все остальное. Кроме того, совершая покупки в Интернете, вы получаете современное удобство покупки из дома или с места работы. Тем не менее, наши неодимовые магниты бывают разных форм и размеров. От блоков, кубов, сфер, цилиндров до дуг и колец; мы здесь, на нашем сайте, предлагаем все это.
Мы можем предоставить вам наши неодимовые магниты лучше, чем другие поставщики.
Мы являемся штаб-квартирой редкоземельных неодимовых магнитов N52. Если вам нужны промышленные редкоземельные неодимовые магниты, обращайтесь к нам. Редкоземельные неодимовые магниты N52 очень сильные. Хотите редкоземельные неодимовые магниты? У нас есть все промышленные редкоземельные магниты из неодима, железа и бора, которые вам нужны. Мы упоминали промышленные редкоземельные неодимовые магниты? В нашем каталоге есть редкоземельные неодимовые магниты. Наша специализация — редкоземельные неодимовые магниты. Редкоземельный неодим — еще один вариант магнита для продажи. У нас также есть редкоземельные неодимовые железо-боровые магнитные сферы. Также, промышленный редкоземельный неодимовый магнит для продажи дисков. Не говоря уже о блоках редкоземельных промышленных неодимовых магнитов N52. Это постоянные редкоземельные магниты из неодима, железа и бора. Ищите наш редкоземельный неодимовый магнит для продажи колец. Также широко распространены промышленные магниты из редкоземельного неодима.
