Ветрогенератор своими руками асинхронный двигатель

Как сделать ветрогенератор 💨 на 220В своими руками: самодельный ветряк

Сложно не заметить, насколько стабильность поставок электроэнергии загородным объектам отличается от обеспечения городских зданий и предприятий электроэнергией. Признайтесь, что вы как владелец частного дома или дачи не раз сталкивались с перебоями, связанными с ними неудобствами и порчей техники.

Перечисленные негативные ситуации вместе с последствиями перестанут осложнять жизнь любителей природных просторов. Причем с минимальными трудовыми и финансовыми затратами. Для этого нужно всего лишь сделать ветряной генератор электроэнергии, о чем мы детально рассказываем в статье.

Здесь подробно описаны варианты изготовления полезной в хозяйстве системы, избавляющей от энергетической зависимости. К тому же ветрогенератор, своими руками сооруженный согласно нашим советам, поможет существенно сократить ежедневные расходы.

• Законность установки ветрогенератора
• Принцип работы ветряной установки
• Классификация видов генераторов энергии
• Ветроэлектрическая установка роторного типа
  • Стартовый этап изготовления установки
  • Преимущества и недостатки роторной модели ветряка
• Аксиальная ВЭУ на неодимовых магнитах
  • Распределение и закрепление магнитов
  • Генераторы однофазного и трехфазного вида
  • Правила наматывания катушки
  • Окончательная сборка устройства
• Выводы и полезное видео по теме

Законность установки ветрогенератора

Альтернативные источники энергии – мечта любого дачника или домовладельца, участок которого находится вдали от центральных сетей. Впрочем, получая счета за электроэнергию, израсходованную в городской квартире, и глядя на возросшие тарифы, мы осознаём, что ветрогенератор, созданный для бытовых нужд, нам бы не помешал.

Прочитав эту статью, возможно, вы воплотите свою мечту в реальность.

Чтобы не потратить зря деньги, силы и время, давайте определимся: есть ли какие-либо внешние обстоятельства, которые создадут нам препятствия в процессе эксплуатации ветрогенератора?

Для обеспечения электроэнергией дачи или небольшого коттеджа достаточно малой ветроэнергетической установки, мощность которой не превысит 1 кВт. Такие устройства в России приравнены к бытовым изделиям. Их установка не требует сертификатов, разрешений или каких-либо дополнительных согласований.

Никакого налогообложения производства электроэнергии, которая расходуется на обеспечение собственных бытовых нужд, не предусмотрено. Поэтому маломощный ветряк можно смело устанавливать, вырабатывать с его помощью бесплатную электроэнергию, не уплачивая при этом государству никаких налогов.

Впрочем, на всякий случай следует поинтересоваться, нет ли каких-либо местных нормативных актов, касающиеся индивидуального энергоснабжения, которые могли бы создать препятствия в установке и эксплуатации этого устройства.

Претензии могут возникнуть у ваших соседей, если они будут испытывать неудобства, связанные с эксплуатацией ветряка. Не забывайте, что наши права заканчиваются там, где начинаются права других людей.

Поэтому при покупке или самостоятельном изготовлении ветрогенератора для дома нужно обратить серьёзное внимание на следующие параметры:

• Высота мачты. При сборке ветрогенератора нужно учитывать ограничения на высоту индивидуальных построек, которые существуют в ряде стран мира, а также местонахождение собственного участка. Знайте, что поблизости от мостов, аэропортов и тоннелей строения, высота которых превышает 15 метров, запрещены.
• Шум от редуктора и лопастей. Параметры создаваемого шума можно установить при помощи специального прибора, после чего зафиксировать результаты замеров документально. Важно, чтобы они не превышали установленные шумовые нормы.
• Эфирные помехи. В идеале при создании ветряка должна быть предусмотрена защита от создания телепомех там, где ваше устройство может такие неприятности обеспечить.
• Претензии экологических служб. Эта организация может препятствовать вам в эксплуатации установки только в том случае, если она мешает миграции перелетных птиц. Но это маловероятно.

При самостоятельном создании и монтаже устройства учите эти моменты, а при покупке готового изделия обратите внимание на параметры, которые стоят в его паспорте. Лучше заранее обезопасит себя, чем впоследствии расстраиваться.

Ветрогенератор для дома из стиральной машины

Ветрогенератор — это отличная альтернатива электрическим источникам энергии. Его используют для частных домов, удаленных от линий электропередачи и как дополнительный источник питания. В этой статье мы расскажем, как сделать мини-ветряк из подручных средств (стиральной машинки, металлолома, поломанных бытовых приборов) своими руками.

Что представляет собой ветрогенератор

Ветрогенератор — это комплекс механических устройств, относящиеся к альтернативному источнику электроэнергии, которые преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую при помощи лопастей, а потом в электрическую.

Ветрогенератор — альтернативный источник энергии для частного дома

Современные модели имеют три лопасти, это обеспечивает больший КПД установки. Минимальная скорость ветра, при которой запускается ветряк – 2-3 м/с. Также в технических характеристиках всегда указывается номинальная скорость – показатель ветра, при котором установка дает максимальный показатель КПД, обычно это 9-10 м/с. При скорости ветра ближе к 25 м/с, лопасти приобретают перпендикулярное положение относительно ветра, за счет чего выработка энергии значительно падает.

Для того чтобы обеспечить частный дом электроэнергией, при скорости ветра 4 м/с, достаточно:

• 0,15-0,2 кВт для основных потребностей: освещение комнат, телевизор;
• 1-5 кВт для обеспечения работы основных электроприборов (холодильник, стиральная машинка, компьютер, утюг и др.) и освещения;
• 20 кВт обеспечит энергией весь дом, включая отопление.

Т.к. ветер может в любое время прекратится, ветряк не подключают напрямую к электроприборам, а к аккумуляторным батареям с контроллером заряда. Т.к. аккумуляторные батареи производят переменный ток, а для бытовых приборов нужен постоянный в 220В, устанавливают инвертор, к которому и подключают все электроприборы. К недостаткам ветрогенераторов можно отнести производимый от них шум и вибрацию, особенно это касается мощных установок, более 100 кВт.

Виды лопастей ветрогенератора

Основные детали ветрогенератора

Чтобы смастерить самодельный ветряк, нужно знать из каких основных частей он состоит и на что их можно заменить:

• Ротор — вращающаяся часть установки, работающая от силы ветра. Его можно купить в магазине или извлечь из неработающего агрегата (двигателя или из генератора дрели).
• Лопасти. Обычно их изготавливают из дерева, легкого металла (алюминия) или пластмассы. Они могут быть парусного типа (как у ветряной мельницы) и крыльчатые.

Совет! Лопасти крыльчатого профиля обладают большей эффективностью.

• Генератор — устройство, преобразующее силу ветра в электрическую энергию. Его можно сделать самому из магнитных катушек или переделать готовый генератор стиральной машинки или автомобильный.
• Хвост – элемент, который помогает ориентировать ветряк по отношению к ветру. Его делают из дерева, легкого метала, оргстекла или пластика.

Схема: устройство ветрогенератора

• Горизонтальная рея для поддержания генератора, ветряной турбины и хвоста.
• Мачта, на которую подвижно крепится рея с генератором. Она достигает длины от 5 м до 20 м и изготавливается из прочного дерева или пластмассовой/железной трубы полой внутри с коробом для отвода электрического провода. Ее фиксируют стальными тросами для дополнительной надежности.

• Провод, соединяющий генератор и щиток. А сам распределительный щит состоит из:

1. аккумулятора. Лучше всего использовать специальные устройства для систем альтернативной энергии;
2. контроллера заряда аккумулятора;
3. инвертора.

Как сделать генератор для ветряка из стиральной машинки

В качестве генератора для ветряка лучше всего использовать асинхронный двигатель, который применяется в стиральных машинках старого типа.

Для начала нужно приобрести неодимовые магниты. Чтобы их установить, нужно переделать ротор двигателя в котором при помощи токарного станка делается углубление. Чтобы правильно разместить магниты, нужно сделать шаблон. На магниты наносят метки, для удобства размещения.

Основой самодельного ветрогенератора может стать мотор от стиральной машины

Внимание! Главная проблема самодельных генераторов — залипание магнитов. Чтобы этого избежать, их устанавливают под небольшим уклоном.

Делаем держатель, ось и лопасти

1. Поворотную ось лучше заказать у токаря. Это простая полая конструкция, внутри которой есть отверстие для кабеля.
2. Держатель основных деталей делаем из железного прута. Для этого отрезаем его болгаркой до нужной длины и привариваем две трубки, на которые будет крепиться генератор. С другого конца привариваем хвост.

Изготовление лопастей

Как установить ветрогенератор

• На несущую рейку устанавливаем генератор, лопасти, ротор и хвост. При этом необходимо
  закрыть генератор и ротор ветряка специальным кожухом для защиты от атмосферных воздействий.

• Силовая установка крепится на рейку подвижным шарнирным механизмом.
• Мачта крепится на бетонное основание при помощи 4-х болтов.
• По мачте проводится провод от генератора до распределительного щитка.

Установку ветрогенератора проводят в безветренную погоду

• После этого подключаются контроллер напряжения, аккумулятор и инвертор.
• Установка подключается к тестовым приборам, при нормальной работе ее переподключают к сети.

Внимание! Прежде чем подключать к сети сложные бытовые приборы, проверьте работу элементарных, например, зарядки для телефона.

Ветрогенератор – это экологически безопасный вариант получения электроэнергии. Небольшие ветрогенераторы отлично подойдут для дачных хозяйств или как дополнительный источник питания в частных домах при отсутствии света. Для того чтобы сделать его самостоятельно, нужно иметь элементарные знания в электрике и электронике. Желательно ознакомиться с видео инструкцией, для получения дополнительной информации.

Ветрогенератор из мотора стиральной машины: видео

Генератор из асинхронного двигателя

Электротехника существует и действует по собственным законам и принципам. Среди них существует так называемый принцип обратимости, позволяющий изготовить генератор своими руками из асинхронного двигателя. Для решения этой задачи требуется знание и четкое понимание принципов работы данного оборудования.

1. Переход асинхронного двигателя в режим генератора
2. Как сделать генератор
3. Электрогенератор своими руками

Переход асинхронного двигателя в режим генератора

Прежде всего нужно рассмотреть принцип работы асинхронного двигателя, поскольку именно этот агрегат служит основой при создании генератора.

Электродвигатель асинхронного типа представляет собой устройство, превращающее электрическую энергию в механическую и тепловую. Возможность такого превращения обеспечивается электромагнитной индукцией, возникающей между обмотками статора и ротора. Главная особенность асинхронных двигателей заключается в разнице частоты вращения этих элементов.

Сами статор и ротор являются соосными деталями круглого сечения, изготовленные из стальных пластин с пазами внутри кольца. В целом наборе образуются продольные канавки, где располагается обмотка из медной проволоки. В роторе функцию обмотки выполняют прутки из алюминия, находящиеся в пазах сердечника и замкнутые с обеих сторон стопорными пластинами. Когда на обмотки статора подается напряжение, возникает вращающееся магнитное поле. В связи с разницей частоты вращения, между обмотками происходит наведение ЭДС, что приводит к вращению центрального вала.

В отличие от асинхронного электродвигателя, генератор, наоборот, осуществляет превращение тепловой и механической энергии в электрическую. Наибольшее распространение получили индукционные устройства, характеризующиеся наведением межобмоточной электродвижущей силы. Как и в случае с асинхронным двигателем, причиной наведения ЭДС становится разность оборотов магнитных полей статора и ротора. Отсюда вполне закономерно следует, исходя из принципа обратимости, что превратить асинхронный двигатель в генератор вполне возможно, за счет определенных технических реконструкций.

Каждый асинхронный электрогенератор представляет собой своего рода трансформатор, преобразующий механическую энергию вала электродвигателя в переменный ток. Это происходит, когда скорость вала начинает превышать синхронную и достигает 1500 об/мин и выше. Такая частота вращения достигается за счет приложения высокого крутящего момента. Его источником может стать двигатель внутреннего сгорания бензогенератора или крыльчатка ветряка.

При достижении синхронной частоты вращения, в работу включается конденсаторная батарея, в которой создается емкостный ток. Под его действием обмотки статора самовозбуждаются и в режиме генерирования начинает вырабатываться электрический ток. Надежная и устойчивая работа такого генератора, способного выдавать промышленную частоту 50 Гц, при соблюдении определенных условий:

• Скорость вращения должна быть выше частоты работы самого электродвигателя на величину процента скольжения, составляющего 2-10%.
• Скорость вращения генератора должна совпадать с синхронной скоростью.

Как сделать генератор

Имея определенную информацию, практические навыки работы в электротехнике, вполне возможно собрать работоспособный генератор своими руками из асинхронного двигателя. В первую очередь нужно вычислить реальную, то есть асинхронную частоту вращения электродвигателя, который будет использоваться в качестве генератора. Данную операцию можно выполнить с помощью тахометра.

Далее необходимо определить синхронную частоту электродвигателя, которая для генератора будет асинхронной. Как уже говорилось, здесь нужно учитывать величину скольжения, составляющую 2-10%. Например, в результате измерений была получена скорость вращения 1450 об/мин., следовательно, необходимая частота работы генератора составит 1479-1595 об/мин.

Емкость конденсатора выбирается по стандартным сравнительным таблицам. В некоторых случаях может потребоваться стандартное напряжение 220 В, как в однофазных сетях. Для решения этой проблемы в схему должен быть включен понижающий трансформатор.

Таким образом, самостоятельная сборка генератора вполне осуществима. Существует несколько вариантов использования этих устройств, в том числе генератор из асинхронного двигателя с самозапиткой своими руками. Данный агрегат частично отдает свою мощность электродвигателю, используемому для его раскрутки. Остальная часть энергии, поступает на выполнение полезной работы. За счет этого на объекте обеспечивается автономное питание в течение длительного времени. Самодельный генератор позволяет сэкономить значительные денежные средства при отказе от приобретения готового заводского электрогенератора.

Электрогенератор своими руками

В первую очередь необходимо определиться со схемой генератора. Желательно выбирать наиболее простой вариант, не требующий особых знаний и практических навыков. В таких схемах агрегат запускается без подключения к сети. После того как синхронная частота выйдет на нужный уровень, обмотка статора начнет выдавать электроэнергию.

К зажимам обмотки прикрепляется батарея с несколькими конденсаторами, для получения опережающего емкостного тока, создающего намагничивание. В результате, происходит самостоятельный пуск, после чего на обмотке статора устанавливается система, обеспечивающая симметричное трехфазное напряжение. Показатели вырабатываемого тока зависят от конденсаторной емкости и технических характеристик агрегата.

Для преобразования асинхронного электродвигателя в генератор, следует воспользоваться неполярными конденсаторными батареями. В связи с этим, не рекомендуется пользоваться электролитическими конденсаторами. В трехфазном двигателе подключение конденсаторов происходит по следующим схемам:

• Звезда. В этом случае нормальная генерация возможна при незначительных оборотах, однако выходное напряжение будет низким.
• Треугольник. Работа происходит при более высоких оборотах, поэтому в данном случае вырабатывается большее количество напряжения.

Для работы понадобятся следующие материалы и инструменты:

• Асинхронный двигатель,
• Тахометр или тахогенератор,
• Конденсаторы с емкостью под них,
• Отвертки ключи и другие приспособления.

Как уже отмечалось, генератор требуется настроить так, чтобы скорость его вращения была выше оборотов электродвигателя. Поэтому генератор подключается к сети и запускается. Скорость вращения определяется тахометром. После этого по таблицам подбирается емкость конденсатора. Следует учитывать, что при большой емкости конденсатора, генератор будет перегреваться.

Выбирать емкость нужно таким образом, чтобы обеспечивалась требуемая скорость вращения. В целях безопасности конденсаторы изолируются с помощью специального покрытия. Собранное и проверенное устройство готово к работе.

Самодельный вертикальный ветрогенератор для дома

Привет всем читателям блога. Вот не успел я написать статью о ветре, как альтернативном источнике энергии, как ко мне обратился мой давний подписчик и предложил свой вариант роторного ветряка.

По понятным причинам я не буду озвучивать его имя и фамилию, скажу лишь, что сам он из Екатеринбурга, города известного всем своими печальными событиями 1918 года. Ну, да бог с ними, речь в принципе не о них. С его позволения я хочу представить конструкцию роторной ВЭУ (ветроэлектрическая установка), достоинства которой заключаются в использовании легкого ротора с поворотно закрепленными лопастями.

Самодельный роторный ветряк

Принцип работы роторного ветряка заключается в том, что каждая из его лопастей, под влиянием воздушных потоков, автоматически приобретает такое положение, которое необходимо для вращения ротора. Все это происходит благодаря грамотно смещенной оси к краю лопасти, и ограничителя вращения.

Во время разработки представляемой бытовой самодельной вертикальной установки учитывались:

• упрощенная технология изготовления установки;
• минимальные размеры и масса установки при немалой мощности;
• незначительные затраты на возведение установки.

Роторный ветрогенератор своими руками

Бытовой ветрогенератор собирается из дюралевых либо металлических труб небольшого сечения, соединенными болтами М6-М12 сквозь поперечные сквозные отверстия.

Учитывая условия повышенной вибрации, вызванной вращением ротора, соединения должны быть стойкими и прочными. Ротор изготавливается из труб, скрепленных крест накрест и формирующих крестовину. Растяжки придают этому сооружению нужную жесткость.

Каркасом для лопастей ротора, покрытых плотной тканью, служат поворотливые части (2 на рис. ниже) крестовины ротора и ребра жесткости (1). Ограничители вращения (3) лопастей монтируются к крестовине ротора намертво. Блок подшипников (4) устанавливается на опорную мачту (5) с помощью кронштейна (6) из металлической полосы. Опорная мачта гарантирует оси ротора (7) вспомогательную жесткость.

Положение подшипников (8 и 9 на рисунке ниже) на оси ротора фиксируется муфтами (10, 11, 12). Тогда как муфта (11) служит еще и для соединения комбинированных частей оси ротора.

Использование в блоке (4) двух подшипников вызвано необходимой жесткостью крепления оси в блоке, с малым трением во время работы. Растяжки, прицепленные к блоку, удерживают вертикальное положение оси ротора и обеспечивают жесткость роторному ветряку. Жестяной выступ (13) защищает подшипник блока от попадания влаги.

Подшипник (14) принимает вибрацию оси ротора в блоке (15) и снижает нагрузку на опорный подшипник (16). Стержень 17 играет роль основного крепления установки и заодно заземление ротора. В качестве повышающего редуктора используется система из шестеренок от цепного велосипеда. От выбора диаметра шестерен этот редуктор передает вращение с коэффициентами от 1 : 5 до 1 : 12.

Генератор для роторного ветряка

В качестве роторного генератора используется переделанный асинхронный двигатель переменного тока (это может быть например двигатель от стиральной машины, или другой, что есть под рукой). В блоке подшипников (18 на картинке выше) с поворотливой внутренней втулкой (19) предусмотрен отвод оси малой шестеренки (20) из зоны действия привода роторной оси. Это позволяет в безветренную погоду рычагом (21) отключать ротор от системы привода генератора с последующим подключением к ней посредством шкива (22) ДВС (двигателя внутреннего сгорания). Шкив может также быть использован для привода от оси ротора инородных механизмов, например, насоса для полива.

С применением в блоке (18) электромагнитного реле, питание которого осуществляет вело-генератор с приводом от оси ротора, возможно автоматическое отключение ротора от системы привода генератора при полном отсутствием либо недостаточном ветре и подключении к ней ДВС, а также отключение ДВС и вновь подключения ротора при появлении ветра.

Видео ветряка с лопастями из канализационной трубы

Посмотрите также это видео, где человек-кудесник упростил задачу сборки своими руками неплохого вертикального ветряка, сделав лопасти из канализационной трубы.

А в этом видео уже испытание ветрогенератора с лопастями из канализационной трубы:

Вот и все. Всё не так уж сложно. Осталось только установить правильно роторный ветряк на даче и наслаждаться его работой. А если вы его уже установили, то обязательно поделитесь с другими о своем опыте и впечатлении, в комментариях ниже. А я на этом закончу, до свежих статей.