Wir bauen einen Generator mit unseren eigenen Händen. Wir stellen zu Hause selbst einen Generator aus einem asynchronen Elektromotor her. Windmühle aus einem Autogenerator mit Doppelstator

Das Problem der Stromnetze in unserem Land besteht nicht nur darin, dass Energie immer teurer wird, sondern auch in einigen Bereichen. Und in einigen abgelegenen Dörfern und Städten ist eine zentrale Stromversorgung so selten, dass ein Generator benötigt wird.

Wie sein?

Natürlich bietet der moderne Markt Hunderte solcher Modelle an, die selbst ein kleines Dorf mit Energie versorgen können. Die einzige Schwierigkeit besteht darin, dass ihre Kosten manchmal übersteigen Durchschnittsgehalt für ein paar Monate. Ist es möglich, einen elektrischen Generator mit eigenen Händen herzustellen?

Generator basierend auf einer alten Kettensäge

Wir werden sofort reservieren, dass wir nur Optionen mit maximaler „Rendite“ in Betracht ziehen, da es sich nicht lohnt, einen selbstgebauten Generator zu bauen, um ein Paar Glühbirnen mit Strom zu versorgen. Es ist am besten, ein Gerät auf Basis eines Kettensägenmotors zu konstruieren, da es problemlos Energie liefert. Landhaus mittlere Größen. Bevor Sie einen Stromgenerator bauen, berechnen Sie den Stromverbrauch aller Ihrer Geräte.

Welches Modell nehmen?

Angesichts der Verbreitung alter Sägemodelle ist es am besten, die alte Druschba oder Ural zu besorgen.

Wo bekommt man einen Generator

Wenn Sie sich wie ein Nachkomme des legendären Lefty fühlen, dann können Sie alle Details selbst gießen und die Wicklung selbst vornehmen. Aber all dies ist so kompliziert, dass ein elektrischer Generator zum Selbermachen einfach unrentabel ist. Also am besten einen Generator von KAMAZ oder eine Art Landmaschine nehmen.

Anforderungen

Wenn Sie eine alte Haushaltssäge nehmen, dann kann ihr Motor durchaus auch 2-3 kW ziehen. Aber optimal - nicht mehr als 1,5 kW. Die Wahl eines Autogenerators ist gut, da er auch bei einer Motordrehzahldifferenz von 1-5.000 pro Minute die optimale Spannung aufrechterhält.

Konverter

Da es aus den oben genannten Gründen (Wenden) unmöglich ist, einen normalen 220-V-Stromgenerator zu verwenden, müssen Sie einen Konverter mit Ihren eigenen Händen an Ihrem Design anbringen. Achten Sie auf den MAP Energy Wechselrichter, der im freien Verkauf leicht zu finden ist.

Wie verbinden?

Die beste Lösung ist die Herstellung eines speziellen Wechselblocks, der schnell an die Säge angeschlossen und ebenso schnell wieder abgebaut werden kann. In diesem Fall lässt sich ein solches Gerät leicht auf eine Wanderung mitnehmen, da Sie seine Vielseitigkeit benötigen. Zur Befestigung wird entweder ein altes Sägeschwert oder eine selbstgebaute Halterung verwendet. Die optimale Verbindung ist eine Riemenverbindung, da der Kettenantrieb zu laut ist und sogar geschmiert werden muss. Der Riemen muss so gewählt werden, dass sich der Generator (es ist leicht mit den eigenen Händen herzustellen) so nah wie möglich an der Säge selbst befindet.

Andere Eigenschaften

Wir verbinden den Ausgang des Generators (mit einem 30-40-Ampere-Amperemeter) und den Schalter mit einer Batterie geeigneter Kapazität und schließen sie an den Spannungswandler an. Es ist sehr wünschenswert, in diesem Stromkreis ein Voltmeter vorzusehen, da Sie sonst aufgrund einer Fehlfunktion leicht wertvolle Geräte verbrennen können.

Wie benutzt man

Da Sie keinen Drehzahlregler haben, müssen Sie diese anheben, damit der Motor leicht „knurrt“. Dadurch erhöht sich natürlich der Spritverbrauch etwas. Um den Betrieb des Mechanismus zu erleichtern, benötigen Sie lediglich einen Akku mit hoher Kapazität, der in Spitzenzeiten den größten Teil der Last übernimmt. Diese Stabilität wirkt sich nicht nur positiv auf die Ausgangsspannung aus, sondern auf den gesamten Mechanismus.

Somit ist es durchaus möglich, selbst einen Stromgenerator zu bauen.

Der elektrische Generator ist das Hauptelement eines autonomen Kraftwerks. Wenn es in Ihrem Privathaus oder Ihrer Hütte keinen Strom gibt, fragen Sie sich, wie Sie dieses Problem selbst beheben können?

Könnte sein, tolle lösung wird der Kauf eines Stromgenerators im Handelsnetz sein. Aber auch Modelle mit geringem Stromverbrauch beginnen bei 15.000 Rubel, sodass Sie nach einem anderen Ausweg suchen müssen. Es stellt sich heraus, dass er es ist. Es ist durchaus möglich, einen elektrischen Generator mit eigenen Händen zusammenzubauen und anzuschließen.

Dies wird ein wenig dauern. Kenntnisse im Umgang mit Werkzeugen und Kenntnisse der Grundlagen der Elektrotechnik. Der Hauptmotor des Prozesses wird Ihr Wunsch sein, was ein zeitaufwendiges und verantwortungsvolles Verfahren ist. Ein zusätzlicher Anreiz wird die Möglichkeit des Sparens sein eine große Anzahl Geld.

Do-it-yourself-Stromgeneratoren für zu Hause: Wege zur Umsetzung

Ein bisschen Theorie. Die Grundlage für das Auftreten eines elektrischen Stroms in einem Leiter ist die elektromotorische Kraft. Sein Aussehen tritt als Folge der Exposition gegenüber dem Leiter auf und ändert sich Magnetfeld. Die Größe der elektromotorischen Kraft hängt von der Änderungsrate des Flusses magnetischer Wellen ab. Dieser Effekt liegt der Schaffung von synchronen und asynchronen elektrischen Maschinen zugrunde. Daher ist es nicht schwierig, einen Stromgenerator in einen Elektromotor umzuwandeln und umgekehrt.

Für ein Landhaus oder ein Sommerhaus wird ein Gleichstromgenerator äußerst selten verwendet. Es kann in einer speziellen Ausführung für das Schweißgerät verwendet werden. Grundsätzlich erstreckt sich der Geltungsbereich auf die Industrie. Die Lichtmaschine ist darauf ausgelegt, Strom in großen Mengen zu erzeugen, also auf dem Land oder im Inland Landhaus Es wird eine hervorragende Alternative zur zentralen Stromversorgung sein. Um zu Hause eine Lichtmaschine zu bauen, werden wir daher einen asynchronen Elektromotor mit unseren eigenen Händen umbauen. Das Funktionsprinzip einer Lichtmaschine besteht darin, mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Ein Beispiel für einen elementaren elektrischen Generator ist im Video zu sehen.

Eine solche einzigartiger Weg Licht zu empfangen ist sehr interessant. Nachdem wir es leicht verbessert haben, haben wir die Möglichkeit, uns auf einer Wanderung oder in der Natur mit Beleuchtung zu versorgen. Die einzige Bedingung ist, dass Sie Fahrrad fahren und ein kleines, aber notwendiges Gerät mitnehmen müssen.

In diesem Fall starten wir den Motor, um ein rotierendes elektromagnetisches Feld des Leiters zu erhalten. Häufig wird ein Verbrennungsmotor verwendet. Der in der Brennkammer verbrennende Kraftstoff versetzt den Kolben in eine hin- und hergehende Bewegung, die ihn durch die Pleuelstange in Drehung versetzt Kurbelwelle. Er wiederum überträgt eine Drehbewegung auf den Rotor des Generators, der sich im Magnetfeld des Stators bewegt und am Ausgang einen elektrischen Strom erzeugt.

Die Lichtmaschine besteht aus folgenden Teilen:

• ein Gehäuseteil aus Stahl oder Gusseisen, das als Rahmen zum Montieren der Stator- und Rotorlagerbaugruppen dient, ein Gehäuse zum Schutz der gesamten Innenfüllung vor mechanischer Beschädigung;
• ferromagnetischer Stator mit Magnetfluss-Erregerwicklung;
• beweglicher Teil (Rotor) mit einer selbsterregten Wicklung, deren Welle durch eine äußere Kraft angetrieben wird;
• eine Schalteinheit, die dazu dient, Strom von einem sich bewegenden Rotor unter Verwendung von Stromsammelkontakten aus Graphit zu entfernen.

Die grundlegenden Komponenten einer Lichtmaschine, unabhängig von der verbrauchten Kraftstoffmenge und der Motorleistung, sind der Rotor und der Stator. Der erste erzeugt ein Magnetfeld, der zweite erzeugt es.

Im Gegensatz zu Synchrongeneratoren, die haben Komplexe Struktur und geringerer Produktivität hat das asynchrone Analog eine ganze Liste bedeutender Vorteile:

1. Höherer Wirkungsgrad, Verluste sind 2-mal geringer als bei Synchrongeneratoren.
2. Die Einfachheit des Gehäuses mindert seine Funktionalität nicht. Es schützt Stator und Rotor zuverlässig vor Feuchtigkeit und Altöl, was die Überholungszeit verlängert.
3. Resistent gegen Spannungsabfälle, zusätzlich schützt der am Ausgang eingebaute Gleichrichter Elektrogeräte vor Beschädigung.
4. Kann Geräte mit Strom versorgen Überempfindlichkeit eine ohmsche Last haben.
5. Dauerhaft. Die Lebensdauer wird in zehn Jahren berechnet.

Die Hauptkomponenten eines elektrischen Generators sind ein Spulensystem und ein Elektromagnetsystem (oder ein anderes magnetisches System).

Das Funktionsprinzip eines elektrischen Generators besteht darin, mechanische Rotationsenergie in elektrische Energie umzuwandeln.

Das Magnetsystem erzeugt ein Magnetfeld, und das Spulensystem dreht sich darin und wandelt es in ein elektrisches Feld um.

Außerdem enthält das Generatorsystem ein Spannungsabgriffssystem, das den Generator selbst mit Stromverbrauchern verbindet.

Einer der meisten einfache Wege ist die Verwendung eines Asynchrongenerators.

Um einen elektrischen Generator zu erstellen, benötigen wir zwei Hauptelemente: asynchroner Generator und ein 2-Zylinder-Benzinmotor.

Der Benzinmotor muss luftgekühlt sein, 8 PS und 3000 U / min.

Als Asynchrongenerator dient ein gewöhnlicher Elektromotor mit einer Leistung von bis zu 15 kW und einer Drehzahl von 750 bis 1500 U/min.

Asynchrone Rotationsfrequenz für normale Operation muss 10 Prozent höher sein als die Synchrondrehzahl des verwendeten Elektromotors.

Daher muss ein Asynchronmotor auf eine Drehzahl von 5-10 Prozent über der Nenndrehzahl aufgedreht werden. Wie kann dies geschehen?

Wir gehen wie folgt vor: Wir schalten den Elektromotor im Netzwerk ein und messen anschließend die Leerlaufdrehzahl mit einem Drehzahlmesser.

Was ist gemeint? Betrachten Sie das Beispiel eines Motors, dessen Nenndrehzahl ist 900 U/min.

Ein solcher Motor produziert im Leerlauf 1230 U/min.

Der Riementrieb muss also bei den gegebenen Daten auf die Generatordrehzahl ausgelegt und gleich sein 1353 U/min.

Die Wicklungen unseres Asynchrons sind durch einen "Stern" verbunden. Sie erzeugen eine dreiphasige Spannung mit einer Leistung von 380 V.

Um die Nennspannung im Asynchronkreis aufrechtzuerhalten, muss die Kapazität der Kondensatoren zwischen den Phasen richtig gewählt werden.

Die Container, es gibt nur drei davon, sind gleich.

Ist eine Erwärmung zu spüren, bedeutet dies, dass die angeschlossene Kapazität zu groß ist.

Um die erforderliche Kapazität für jede Phase auszuwählen, können Sie die folgenden Daten verwenden, basierend auf der Leistung des Generators:

• 2 kW - Kapazität 60 uF
• 3,5 kW - Kapazität 100 uF
• 5 kW - 138 uF
• 7 kW - 182 uF
• 10 kW - 245 uF
• 15 kW - 342 µF

Zum Betrieb können Kondensatoren mit einer Betriebsspannung von mindestens 400 V verwendet werden, auf deren Kondensatoren beim Abschalten des Generators eine elektrische Ladung verbleibt.

Dies bedeutet natürlich eine gewisse Gefährdung der auszuführenden Arbeiten. Achten Sie darauf, Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, um einen Stromschlag zu vermeiden.

Der Generator ermöglicht Ihnen das Arbeiten mit handbetriebenen Elektrowerkzeugen.

Dazu benötigen Sie einen Transformator von 380 V auf 220 V. Beim Anschluss eines 3-Phasen-Motors an ein Kraftwerk kann es vorkommen, dass der Generator ihn beim ersten Mal nicht starten kann.

Das ist nicht beängstigend - es reicht aus, um eine Reihe kurzfristiger Motorstarts durchzuführen.

Sie müssen produziert werden, bis der Motor Fahrt aufnimmt.

Eine andere Möglichkeit ist das manuelle Aufrollen.

Die zweite Möglichkeit, selbst einen 220 \ 380 V-Stromgenerator herzustellen, besteht darin, einen handgeführten Traktor als Basis zu verwenden.

Der handgeführte Traktor wird sehr häufig zum Pflügen und Reinigen von Sommerhäusern verwendet - aber dies ist noch lange nicht die Grenze seiner nützlichen Verwendung.

Wie sich herausstellte und durch Erfahrung bestätigt wurde riesige Menge Menschen, es hilft, das Problem mit Strom in Häusern und Nebengebäuden zu lösen, wo es keinen Anschluss gibt.

Wir brauchen einen handgeführten Traktor und einen Asynchron-Elektromotor, dessen Geschwindigkeit abnimmt 800 bis 1600 U/min und Leistung - bis zu 15 kW.

Der Motoblock-Motor und der Asynchronmotor müssen angeschlossen sein. Dies geschieht durch die Verwendung von 2 Riemenscheiben und einem Antriebsriemen.

Riemenscheibendurchmesser ist wichtig. Sie muss nämlich so beschaffen sein, dass die Generatordrehzahl um 10-15 % des Nenndrehzahlwertes im Elektromotor überschritten wird.

Parallel zu jedem Wicklungspaar schalten wir die Kondensatoren ein. Somit bilden sie ein Dreieck.

Die Spannung muss zwischen dem Ende der Wicklung und ihrem Mittelpunkt entfernt werden. Als Ergebnis erhalten wir eine Spannung von 380 V zwischen den Wicklungen und eine Spannung von 220 V zwischen Mitte und Ende der Wicklung.

Danach müssen Sie Kondensatoren auswählen, die den korrekten Start und Betrieb des Generators gewährleisten.

Denken Sie daran, dass alle drei Generatoren die gleiche Kapazität haben.

Die Beziehung zwischen Generatorleistung und erforderlicher Kapazität ist wie folgt:

• 2 kW - Kapazität 60 uF
• 3,5 kW - Kapazität 100 uF
• 5 kW - 140 uF
• 7 kW - 180 uF
• 10 kW - 250 uF
• 15 kW - 350 uF

Es kann für Sie ausreichen, nur einen Kondensator für die erforderlichen Lasten zu verwenden. Andere Bedingungen müssen in der Praxis selbstständig gewählt werden.

Ein elektrischer Generator zum Selbermachen kann unter anderem zum Heizen eines Privathauses oder einer Hütte verwendet werden.

In diesem Fall benötigen Sie einen stärkeren Benzinmotor, beispielsweise von einem Auto, das auf einem Schrottplatz gekauft werden kann.

Anschließen eines Stromgenerators an ein Privathaus wie produzieren?

1. den Strom im Haus abschalten;
2. den Generator starten und aufwärmen;
3. verbinden Sie den Generator mit dem Netzwerk;
4. achten Sie auf das Aussehen einer normalen Stromversorgung;
5. Trennen Sie den Generator vom Backup-Netzwerk und schalten Sie ihn aus (schalten Sie vorher alle funktionierenden Elektrogeräte im Haus aus).

Seien Sie vorsichtig: Wenn Sie diese Schritte in der falschen Reihenfolge ausführen, kann sich der Generator im Gegenteil einschalten, was zu einem Ausfall führt.

Auswahl eines Generators für zu Hause

Um zu bestimmen, welche Generatorleistung Sie wählen sollten, müssen Sie den gesamten aktiven Lasttyp bewerten.

Es berücksichtigt alle Glühbirnen, Wasserkocher, Mikrowelle, Heizungen, Elektrowerkzeuge. Das heißt, alle Geräte, die Sie verwenden möchten.

Wenn Sie beispielsweise ein paar Geräte und ein paar Glühbirnen mehr verwenden, sollten Sie den Gesamtstromverbrauch addieren.

Für eine Situation, in der Sie 6 Glühbirnen mit einer Leistung von 100 W zum Leuchten bringen müssen, eine Ölheizung mit einer Leistung von 1,5 Kilowatt und einen Mikrowellenherd mit derselben Leistung zum Laufen bringen, lautet die Berechnung wie folgt: 1,5 x 2 + 600 (100 W für 6 Lampen) \u003d 3,6 Kilowatt.

Es ist diese Leistung (oder etwas mehr) des Generators, die Sie benötigen.

Und Sie können sich das Video des elektrischen Generators auch mit Ihren eigenen Händen ansehen

Maßgeschneidert für Sie:

Russland hat eine doppelte Position in Bezug auf Windenergieressourcen. Einerseits herrscht durch die riesige Gesamtfläche und die Fülle an flachen Flächen generell viel Wind, und das auch hauptsächlich glatt. Andererseits sind unsere Winde überwiegend schwach, langsam, siehe Abb. Am dritten, in dünn besiedelten Gebieten, sind die Winde heftig. Ausgehend davon ist die Aufgabe, einen Windgenerator auf dem Bauernhof zu starten, durchaus relevant. Aber um zu entscheiden, ob Sie ein ziemlich teures Gerät kaufen oder es selbst herstellen möchten, müssen Sie sorgfältig überlegen, welchen Typ (und es gibt viele davon) für welchen Zweck Sie wählen.

Grundlegendes Konzept

1. KIEV - Windenergienutzungsfaktor. Wird ein mechanistisches flaches Windmodell zur Berechnung verwendet (siehe unten), entspricht es dem Wirkungsgrad des Rotors einer Windkraftanlage (APU).
2. Effizienz - End-to-End-Effizienz der APU, vom entgegenkommenden Wind bis zu den Anschlüssen des Stromgenerators oder bis zur in den Tank gepumpten Wassermenge.
3. Die minimale Betriebswindgeschwindigkeit (MPS) ist die Geschwindigkeit, bei der die Windmühle beginnt, der Last Strom zuzuführen.
4. Die maximal zulässige Windgeschwindigkeit (MPS) ist die Geschwindigkeit, bei der die Energieproduktion stoppt: Die Automatisierung schaltet entweder den Generator aus oder steckt den Rotor in eine Wetterfahne oder faltet ihn und versteckt ihn oder der Rotor stoppt sich selbst oder die APU bricht einfach zusammen.
5. Startwindgeschwindigkeit (CWS) - Bei dieser Geschwindigkeit kann sich der Rotor ohne Last drehen, hochdrehen und in den Betriebsmodus wechseln, wonach der Generator eingeschaltet werden kann.
6. Negative Startgeschwindigkeit (OSS) - dies bedeutet, dass die APU (oder Windturbine - Windkraftanlage oder WEA, Windkrafteinheit) ein obligatorisches Hochdrehen von einer externen Energiequelle benötigt, um bei jeder Windgeschwindigkeit zu starten.
7. Startmoment (Anfangsmoment) - die Fähigkeit des Rotors, der im Luftstrom zwangsweise verlangsamt wird, ein Drehmoment auf die Welle zu erzeugen.
8. Windkraftanlage (VD) - Teil der APU vom Rotor bis zur Welle des Generators oder der Pumpe oder eines anderen Energieverbrauchers.
9. Rotationswindgenerator - APU, bei dem Windenergie durch Drehen des Rotors im Luftstrom in Drehmoment an der Zapfwelle umgewandelt wird.
10. Der Betriebsdrehzahlbereich des Rotors ist die Differenz zwischen MDS und MRS bei Betrieb mit Nennlast.
11. Windmühle mit langsamer Geschwindigkeit - darin überschreitet die lineare Geschwindigkeit der Teile des Rotors in der Strömung die Windgeschwindigkeit nicht wesentlich oder unterschreitet sie. Die dynamische Fallhöhe der Strömung wird direkt in Schaufelschub umgesetzt.
12. Hochgeschwindigkeits-Windmühle - die lineare Geschwindigkeit der Blätter ist deutlich (bis zu 20-mal oder mehr) höher als die Windgeschwindigkeit, und der Rotor bildet seine eigene Luftzirkulation. Der Kreislauf der Umwandlung von Strömungsenergie in Schub ist komplex.

Anmerkungen:

1. Low-Speed-APUs haben in der Regel einen niedrigeren CIEV als High-Speed-APUs, aber sie haben ein ausreichendes Startdrehmoment, um den Generator hochzudrehen, ohne die Last zu trennen, und null TCO, d.h. absolut selbststartend und bei leichtesten Winden einsetzbar.
2. Langsamkeit und Geschwindigkeit sind relative Konzepte. Eine Haushaltswindmühle mit 300 U / min kann eine langsame und leistungsstarke APU vom Typ EuroWind sein, aus der die Felder von Windparks, Windparks (siehe Abb.) Gewinnen und deren Rotoren etwa 10 U / min machen - hoch- Geschwindigkeit, weil. Bei einem solchen Durchmesser sind die lineare Geschwindigkeit der Blätter und ihre Aerodynamik über den größten Teil der Spannweite ziemlich „Flugzeug“, siehe unten.

Welcher Generator wird benötigt?

Elektrischer Generator für Windmühle Haushaltszweck müssen in einem weiten Drehzahlbereich Strom erzeugen und ohne Automatisierung und externe Energiequellen selbststartfähig sein. Bei Verwendung einer APU mit OSS (Windmills with Spin-up), die in der Regel eine hohe KIEV und Effizienz aufweisen, muss diese auch reversibel sein, d.h. als Motor arbeiten können. Bei Leistungen bis 5 kW wird diese Bedingung von elektrischen Maschinen mit Permanentmagneten auf Basis von Niob (Supermagneten) erfüllt; Bei Stahl- oder Ferritmagneten können Sie mit nicht mehr als 0,5-0,7 kW rechnen.

Notiz: Asynchrongeneratoren oder Kollektorgeneratoren mit nicht magnetisiertem Stator sind überhaupt nicht geeignet. Bei abnehmender Windstärke „gehen“ sie aus, lange bevor ihre Geschwindigkeit auf MRS abfällt, und starten dann nicht mehr von selbst.

Ein hervorragendes "Herz" der APU mit einer Leistung von 0,3 bis 1-2 kW wird von einer Lichtmaschine mit eingebautem Gleichrichter erhalten; die meisten sind es jetzt. Erstens halten sie die Ausgangsspannung von 11,6-14,7 V in einem ziemlich weiten Geschwindigkeitsbereich ohne externe elektronische Stabilisatoren. Zweitens öffnen sich die Silizium-Gates, wenn die Spannung an der Wicklung etwa 1,4 V erreicht, und davor "sieht" der Generator die Last nicht. Dazu muss der Generator schon recht gut aufgedreht sein.

In den meisten Fällen kann der Oszillator direkt, ohne Zahnrad- oder Riemenantrieb, mit der schnelllaufenden HD-Welle verbunden werden, indem die Drehzahl durch die Wahl der Schaufelanzahl gewählt wird, siehe unten. "Schnellläufer" haben ein geringes oder kein Anlaufdrehmoment, aber der Rotor hat genug Zeit, um hochzudrehen, ohne die Last zu trennen, bevor sich die Ventile öffnen und der Generator Strom liefert.

Wahl im Wind

Bevor wir uns für einen Windgenerator entscheiden, sollten wir uns über die lokale Aerologie entscheiden. in graugrün(Windstille) Bereiche der Windkarte, zumindest einigermaßen sinnvoll, wird nur von einer segelnden Windkraftanlage ausgehen(und wir werden später darüber sprechen). Wenn Sie eine konstante Stromversorgung benötigen, müssen Sie einen Booster (Gleichrichter mit Spannungsstabilisator) hinzufügen. Ladegerät, leistungsstarker Akku, Wechselrichter 12/24/36/48 V DC auf 220/380 V 50 Hz AC. Eine solche Wirtschaft kostet nicht weniger als 20.000 US-Dollar, und es ist unwahrscheinlich, dass es möglich sein wird, eine langfristige Leistung von mehr als 3-4 kW zu entfernen. Im Allgemeinen ist es bei einem unaufhaltsamen Wunsch nach alternativer Energie besser, nach einer anderen Quelle dafür zu suchen.

An gelbgrünen, leicht windigen Orten, wenn Sie Strom bis 2-3 kW benötigen, können Sie selbst eine niedrige Geschwindigkeit übernehmen vertikaler Windgenerator . Sie wurden unzählige Male entwickelt, und es gibt Designs, die in KIEV und Effizienz den industriell gefertigten „Klingen“ kaum nachstehen.

Wenn Sie eine Windkraftanlage für Ihr Zuhause kaufen, sollten Sie sich besser auf eine Windmühle mit Segelrotor konzentrieren. Es gibt viele Streitigkeiten, und theoretisch ist noch nicht alles klar, aber sie funktionieren. In der Russischen Föderation werden in Taganrog "Segelboote" mit einer Leistung von 1-100 kW hergestellt.

In roten, windigen Regionen hängt die Wahl von der erforderlichen Leistung ab. Im Bereich von 0,5-1,5 kW sind selbstgebaute "Vertikalen" gerechtfertigt; 1,5-5 kW - gekaufte "Segelboote". "Vertikal" kann auch gekauft werden, kostet aber mehr als die APU des horizontalen Schemas. Und schließlich, wenn Sie eine Windmühle mit einer Leistung von 5 kW oder mehr benötigen, müssen Sie zwischen horizontal gekauften „Blättern“ oder „Segelbooten“ wählen.

Notiz: Viele Hersteller, insbesondere der zweiten Reihe, bieten Teilesätze an, aus denen Sie einen Windgenerator mit einer Leistung von bis zu 10 kW selbst zusammenbauen können. Ein solches Set kostet 20-50% weniger als ein fertiges mit Installation. Vor dem Kauf müssen Sie jedoch die Aerologie des vorgesehenen Installationsorts sorgfältig studieren und dann den geeigneten Typ und das geeignete Modell gemäß den Spezifikationen auswählen.

Über Sicherheit

Teile einer Windkraftanlage für den Hausgebrauch können im Betrieb eine lineare Geschwindigkeit von mehr als 120 und sogar 150 m/s haben, und ein Stück eines festen Materials mit einem Gewicht von 20 g, das mit einer Geschwindigkeit von 100 m/s fliegt, mit einem „erfolgreichen“ getroffen, tötet einen gesunden Mann auf der Stelle. Eine 2 mm dicke Stahl- oder Hartplastikplatte, die sich mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s bewegt, halbiert ihn.

Außerdem sind die meisten Windmühlen über 100 Watt ziemlich laut. Viele erzeugen ultraniedrige (weniger als 16 Hz) Luftdruckschwankungen – Infraschall. Infraschall ist nicht hörbar, aber gesundheitsschädlich und breitet sich sehr weit aus.

Notiz: Ende der 80er Jahre kam es in den USA zu einem Skandal – der damals größte Windpark des Landes musste geschlossen werden. Die Indianer aus dem Reservat, 200 km vom Feld ihrer APU entfernt, bewiesen vor Gericht, dass die bei ihnen nach Inbetriebnahme des Windparks stark zunehmenden Gesundheitsstörungen auf dessen Infraschall zurückzuführen waren.

Aus den oben genannten Gründen ist die Installation der APU in einem Abstand von mindestens 5 ihrer Höhe von den nächsten Wohngebäuden zulässig. In den Höfen privater Haushalte können entsprechend zertifizierte Windmühlen aus industrieller Produktion installiert werden. APUs können generell nicht auf Dächern installiert werden – im Betrieb treten selbst bei kleinen Leistungen mechanische Wechselbelastungen auf, die zu Resonanzen führen können Gebäudestruktur und seine Zerstörung.

Notiz: Die Höhe der APU ist der höchste Punkt der gekehrten Scheibe (bei Blattrotoren) oder der geometrischen Figur (bei vertikalen APUs mit einem Rotor am Pol). Wenn der APU-Mast oder die Rotorachse noch höher herausragen, wird die Höhe nach ihrer Spitze berechnet - der Spitze.

Wind, Aerodynamik, KIEW

Ein selbstgebauter Windgenerator gehorcht den gleichen Naturgesetzen wie ein am Computer berechneter Fabrikbau. Und der Heimwerker muss die Grundlagen seiner Arbeit sehr gut verstehen - meistens verfügt er nicht über teure hochmoderne Materialien und technologische Ausstattung. Die Aerodynamik der APU ist ach so schwierig ...

Wind und Kiew

Um Serien-Werks-APUs zu berechnen, werden die sog. flaches mechanistisches Windmodell. Es basiert auf folgenden Annahmen:

• Windgeschwindigkeit und -richtung sind innerhalb der wirksamen Rotorfläche konstant.
• Luft ist ein kontinuierliches Medium.
• Die wirksame Oberfläche des Rotors ist gleich der überstrichenen Fläche.
• Die Energie des Luftstroms ist rein kinetisch.

Unter solchen Bedingungen wird die maximale Energie einer Luftvolumeneinheit nach der Schulformel berechnet, wobei angenommen wird, dass die Luftdichte unter normalen Bedingungen 1,29 kg * cu beträgt. m. Bei einer Windgeschwindigkeit von 10 m / s trägt ein Luftwürfel 65 J, und von einem Quadrat der wirksamen Oberfläche des Rotors können bei 100% Wirkungsgrad der gesamten APU 650 W entfernt werden. Dies ist ein sehr vereinfachter Ansatz – jeder weiß, dass der Wind nicht perfekt gleichmäßig ist. Dies ist jedoch erforderlich, um die Wiederholbarkeit von Produkten zu gewährleisten - eine in der Technik übliche Sache.

Das flache Modell sollte nicht ignoriert werden, es gibt ein klares Minimum an verfügbarer Windenergie. Aber Luft ist erstens komprimierbar und zweitens sehr flüssig (dynamische Viskosität beträgt nur 17,2 μPa * s). Dies bedeutet, dass die Strömung um die überstrichene Fläche herum fließen kann, wodurch die wirksame Oberfläche und die am häufigsten beobachtete KIEV verringert werden. Aber im Prinzip ist auch die umgekehrte Situation möglich: Der Wind strömt zum Rotor und die Fläche der wirksamen Fläche fällt dann größer aus als die überstrichene, und KIEV ist größer als 1 relativ zu der für einen flachen Wind .

Lassen Sie uns zwei Beispiele geben. Die erste ist eine Vergnügungsyacht, ziemlich schwer, die Yacht kann nicht nur gegen den Wind fahren, sondern auch schneller als er. Der Wind ist äußerlich gemeint; der scheinbare Wind muss noch schneller sein, wie soll er sonst das Schiff ziehen?

Der zweite ist ein Klassiker der Luftfahrtgeschichte. Bei Tests der MIG-19 stellte sich heraus, dass der Abfangjäger, der eine Tonne schwerer als ein Frontkämpfer war, schneller beschleunigt. Mit den gleichen Triebwerken in der gleichen Flugzeugzelle.

Theoretiker wussten nicht, was sie denken sollten, und bezweifelten ernsthaft das Energieerhaltungsgesetz. Am Ende stellte sich heraus, dass der Punkt der Kegel der Radarverkleidung war, der aus dem Lufteinlass ragte. Von der Spitze bis zur Schale erschien eine Luftdichtung, als würde sie von den Seiten zu den Motorkompressoren harken. Seitdem haben sich Stoßwellen in der Theorie als nützlich etabliert, und die fantastischen Flugleistungen moderner Flugzeuge sind nicht zuletzt ihrem geschickten Einsatz zu verdanken.

Aerodynamik

Die Entwicklung der Aerodynamik wird normalerweise in zwei Epochen unterteilt - vor N. G. Zhukovsky und danach. Sein Bericht „Über befestigte Wirbel“ vom 15. November 1905 markierte den Beginn einer neuen Ära in der Luftfahrt.

Vor Schukowski flogen sie auf flachen Segeln: Es wurde angenommen, dass die Partikel der entgegenkommenden Strömung ihren ganzen Schwung auf die Vorderkante des Flügels übertragen. Dies ermöglichte es, die Vektorgröße - den Drehimpuls -, die wütende und meist nicht analytische Mathematik erzeugte, sofort loszuwerden, zu viel bequemeren skalaren reinen Energiebeziehungen überzugehen und schließlich das berechnete Druckfeld auf der Trägerebene zu erhalten. dem jetzigen mehr oder weniger ähnlich.

Ein solcher mechanistischer Ansatz ermöglichte es, Geräte zu entwickeln, die zumindest in die Luft fliegen und von einem Ort zum anderen fliegen konnten, ohne dabei unbedingt irgendwo auf den Boden zu stürzen. Aber der Wunsch, Geschwindigkeit, Tragfähigkeit und andere Flugeigenschaften zu erhöhen, offenbarte immer mehr die Unvollkommenheit der ursprünglichen aerodynamischen Theorie.

Schukowskis Idee war wie folgt: Luft passiert einen anderen Weg entlang der Ober- und Unterseite des Flügels. Aus der Bedingung der mittleren Kontinuität (Vakuumblasen bilden sich nicht von selbst in der Luft) folgt, dass die Geschwindigkeiten der oberen und unteren Strömungen, die von der Hinterkante absteigen, unterschiedlich sein müssen. Aufgrund der zwar geringen, aber endlichen Zähigkeit der Luft sollte sich dort aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeiten ein Wirbel bilden.

Der Wirbel dreht sich, und der Impulserhaltungssatz, ebenso unveränderlich wie der Energieerhaltungssatz, gilt auch für vektorielle Größen, d.h. muss die Bewegungsrichtung berücksichtigen. Daher sollte sich sofort an der Hinterkante ein gegenläufiger Wirbel mit gleichem Drehmoment bilden. Wofür? Aufgrund der vom Motor erzeugten Energie.

Für die Luftfahrtpraxis bedeutete dies eine Revolution: Durch die Wahl eines geeigneten Flügelprofils war es möglich, einen anhängenden Wirbel in Form einer Zirkulation Г um den Flügel zu legen und dessen Auftrieb zu erhöhen. Das heißt, indem Sie einen Teil und für hohe Geschwindigkeiten und Flächenbelastungen einen großen Teil der Motorleistung aufwenden, können Sie einen Luftstrom um das Gerät herum erzeugen, wodurch Sie bessere Flugeigenschaften erzielen können.

Dies machte die Luftfahrt zur Luftfahrt und nicht zur Luftfahrt: jetzt Flugzeug er konnte sich die zum Fliegen notwendige Umgebung schaffen und nicht länger ein Spielzeug der Luftströmungen sein. Alles, was Sie brauchen, ist ein stärkerer Motor, und immer stärker ...

Wieder Kiew

Aber die Windmühle hat keinen Motor. Er hingegen muss dem Wind Energie entnehmen und an die Verbraucher weitergeben. Und hier kommt es heraus - er zog seine Beine aus, sein Schwanz blieb stecken. Sie lassen zu wenig Windenergie in den eigenen Kreislauf des Rotors ein - sie wird schwach sein, der Blattschub wird gering sein und KIEV und die Leistung werden gering sein. Lassen Sie uns viel für die Zirkulation geben - der Rotor dreht sich im Leerlauf bei leichtem Wind wie verrückt, aber die Verbraucher bekommen wieder wenig: Sie haben ein wenig belastet, der Rotor wurde langsamer, der Wind hat die Zirkulation abgeblasen und der Rotor hat angehalten.

Das Energieerhaltungsgesetz gibt den "goldenen Mittelwert" genau in der Mitte an: Wir geben 50 % der Energie an die Last ab, und für die restlichen 50 % drehen wir den Strom optimal. Die Praxis bestätigt die Annahmen: Wenn der Wirkungsgrad eines gut ziehenden Propellers 75-80 % beträgt, dann erreicht der KIEV eines ebenfalls sorgfältig berechneten und im Windkanal angeblasenen Blattrotors 38-40 %, d.h. bis zur Hälfte dessen, was mit einem Überschuss an Energie erreicht werden kann.

Modernität

Heute bewegt sich die mit moderner Mathematik und Computern bewaffnete Aerodynamik zunehmend weg von zwangsläufig vereinfachenden Modellen hin zu einer genauen Beschreibung des Verhaltens eines realen Körpers in einer realen Strömung. Und hier, zusätzlich zur allgemeinen Linie - Macht, Macht und noch einmal Macht! – Nebenwege werden entdeckt, sind aber nur vielversprechend, wenn nur eine begrenzte Menge an Energie in das System gelangt.

Der berühmte alternative Flieger Paul McCready hat in den 80er Jahren ein Flugzeug mit zwei Motoren aus einer 16-PS-Kettensäge gebaut. zeigt 360 km / h. Außerdem war sein Fahrgestell ein nicht einziehbares Dreirad, und die Räder waren ohne Verkleidungen. Keines von McCreadys Fahrzeugen ging ans Netz und ging in den Kampfeinsatz, aber zwei – eines mit Kolbenmotoren und Propellern und das andere als Jet – umrundeten zum ersten Mal in der Geschichte den Globus, ohne an einer Tankstelle zu landen.

Auch die Segel, aus denen der ursprüngliche Flügel hervorging, waren von der Entwicklung der Theorie maßgeblich betroffen. "Live"-Aerodynamik erlaubte den Yachten einen Wind von 8 Knoten. auf Tragflügelbooten stehen (siehe Abb.); Um einen solchen Koloss mit einem Propeller auf die gewünschte Geschwindigkeit zu bringen, ist ein Motor von mindestens 100 PS erforderlich. Rennkatamarane mit gleichem Wind fahren mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 Knoten. (55 km/h).

Es gibt auch Funde, die völlig nicht trivial sind. Fans der seltensten und extremsten Sportart Base Jumping tragen einen speziellen Wingsuit, Wingsuit, fliegen ohne Motor, manövrieren mit einer Geschwindigkeit von über 200 km/h (Abb. rechts) und landen dann sanft in einem vorausgewählter Ort. In welchem ​​Märchen fliegen Menschen alleine?

Auch viele Rätsel der Natur wurden gelöst; insbesondere der Flug eines Käfers. Nach klassischer Aerodynamik ist es nicht flugfähig. Genau wie der Vorfahre der „Stealth“ F-117 mit seinem rautenförmigen Flügel ist auch er nicht in der Lage, in die Luft zu gehen. Und die MIG-29 und Su-27, die einige Zeit mit dem Heck zuerst fliegen können, passen überhaupt nicht in irgendwelche Ideen.

Und warum dann, wenn es um Windkraftanlagen geht, kein Spaß und kein Werkzeug zur Zerstörung ihrer eigenen Art, sondern eine Quelle einer lebenswichtigen Ressource, ist es unerlässlich, aus der Theorie der schwachen Strömungen mit ihrem Modell einer zu tanzen flacher Wind? Gibt es wirklich keinen Weg weiter?

Was kann man von einem Klassiker erwarten?

Auf die Klassiker sollte man aber auf keinen Fall verzichten. Es bietet eine Grundlage, ohne sich darauf zu stützen, auf der man nicht höher steigen kann. So wie die Mengenlehre das Einmaleins nicht aufhebt und die Quantenchromodynamik keine Äpfel von Bäumen fliegen lässt.

Was können Sie also vom klassischen Ansatz erwarten? Schauen wir uns das Bild an. Links - Arten von Rotoren; sie werden bedingt dargestellt. 1 - vertikales Karussell, 2 - vertikale orthogonale (Windkraftanlage); 2-5-Blatt-Rotoren mit unterschiedlicher Blattanzahl mit optimierten Profilen.

Rechts von der horizontalen Achse befindet sich die Relativgeschwindigkeit des Rotors, d. h. das Verhältnis der linearen Geschwindigkeit des Blattes zur Windgeschwindigkeit. Senkrecht nach oben - KIEW. Und runter - wieder das relative Drehmoment. Als einzelnes (100%) Drehmoment wird ein Drehmoment angesehen, das einen Rotor erzeugt, der in der Strömung zwangsweise mit 100% KIEV verzögert wird, d.h. wenn die gesamte Energie der Strömung in Rotationskraft umgewandelt wird.

Dieser Ansatz erlaubt es uns, weitreichende Schlussfolgerungen zu ziehen. Beispielsweise muss die Anzahl der Blätter nicht nur und nicht so sehr nach der gewünschten Drehzahl gewählt werden: 3- und 4-Blätter verlieren im Vergleich zu 2- und 6-Blättern, die gut funktionieren, sofort viel an KIEV und Drehmoment in ungefähr dem gleichen Drehzahlbereich. Und äußerlich ähnliches Karussell und Orthogonal haben grundlegend unterschiedliche Eigenschaften.

Im Allgemeinen sollten Blattrotoren bevorzugt werden, außer in Fällen, in denen äußerste Kostengünstigkeit, Einfachheit, wartungsfreier Selbststart ohne Automatisierung erforderlich sind und es unmöglich ist, den Mast zu besteigen.

Notiz: Wir werden insbesondere über Segelrotoren sprechen - sie scheinen nicht in die Klassiker zu passen.

Vertikale Linien

APUs mit vertikaler Drehachse haben einen unbestreitbaren Vorteil für den Alltag: Ihre zu wartenden Komponenten sind unten konzentriert und müssen nicht angehoben werden. Es bleibt, und selbst dann nicht immer, ein selbstausrichtendes Axiallager, aber es ist stark und langlebig. Daher muss beim Entwerfen eines einfachen Windgenerators die Auswahl der Optionen mit Vertikalen beginnen. Ihre Haupttypen sind in Abb. 1 dargestellt.

Sonne

In der ersten Position - der einfachste, am häufigsten als Savonius-Rotor bezeichnet. Tatsächlich wurde es 1924 in der UdSSR von Ya. A. und A. A. Voronin erfunden, und der finnische Industrielle Sigurd Savonius eignete sich die Erfindung schamlos an, ignorierte das sowjetische Urheberrechtszertifikat und begann mit der Massenproduktion. Aber die Einführung der Erfindung in das Schicksal bedeutet viel, also werden wir, um die Vergangenheit nicht aufzuwühlen und die Asche der Toten nicht zu stören, diese Windmühle den Voronin-Savonius-Rotor oder kurz die nennen Sonne.

VS für einen Heimwerker ist für alle gut, mit Ausnahme der "Lokomotive" KIEV in 10-18%. In der UdSSR wurde jedoch viel daran gearbeitet, und es gibt Entwicklungen. Im Folgenden betrachten wir ein verbessertes Design, das nicht viel komplizierter ist, aber laut KIEV den Klingen Vorteile verleiht.

Hinweis: Ein Zweiblatt-BC dreht nicht, sondern ruckelt; Der 4-Blatt ist nur geringfügig glatter, verliert aber in KIEV stark. Um den 4-"Trog" zu verbessern, wird er meistens über zwei Stockwerke verteilt - ein Paar Klingen darunter und ein weiteres Paar, das um 90 Grad horizontal gedreht ist, darüber. Kiew bleibt erhalten, und die seitlichen Belastungen auf die Mechanik werden schwächer, aber die Biegelasten nehmen etwas zu, und bei einem Wind von mehr als 25 m/s hat eine solche APU eine Welle, d.h. ohne Lager, das von den Jungs über dem Rotor gespannt wird, „bricht der Turm“.

Darja

Der nächste ist der Daria-Rotor; KIEW - bis zu 20%. Es geht noch einfacher: Die Klingen bestehen aus einem einfachen Gummiband ohne jegliches Profil. Die Theorie des Darrieus-Rotors ist noch nicht weit entwickelt. Es ist nur klar, dass es aufgrund des unterschiedlichen aerodynamischen Widerstands von Höcker und Gürteltasche beginnt, sich abzuwickeln, und dann wird es wie ein Hochgeschwindigkeits, das einen eigenen Kreislauf bildet.

Das Drehmoment ist klein, und in den Ausgangsstellungen des Rotors parallel und senkrecht zum Wind gibt es so etwas überhaupt nicht, also ist eine Eigenförderung nur mit einer ungeraden Anzahl von Blättern (Flügeln?) möglich.

Der Darrieus-Rotor hat zwei weitere schlechte Eigenschaften. Erstens beschreibt der Schubvektor des Blattes während der Drehung eine vollständige Umdrehung relativ zu seinem aerodynamischen Schwerpunkt, und zwar nicht glatt, sondern ruckartig. Daher bricht der Darrieus-Rotor auch bei flachem Wind schnell seine Mechanik.

Zweitens macht Daria nicht nur Lärm, sondern schreit und quietscht, bis das Band reißt. Das liegt an seiner Vibration. Und je mehr Klingen, desto stärker das Gebrüll. Wenn also Darya hergestellt wird, ist es zweiblättrig, besteht aus teuren hochfesten schallabsorbierenden Materialien (Carbon, Mylar), und ein kleines Flugzeug wird zum Drehen in der Mitte des Mastmastes verwendet.

senkrecht

An Pos. 3 - orthogonaler vertikaler Rotor mit profilierten Blättern. Orthogonal, weil die Flügel senkrecht abstehen. Der Übergang von der BC zur Orthogonalen ist in Abb. links.

Der Einbauwinkel der Blätter relativ zur Kreistangente, die die aerodynamischen Brennpunkte der Flügel berührt, kann je nach Windstärke entweder positiv (in der Abbildung) oder negativ sein. Manchmal werden die Klingen schwenkbar gemacht und Windhähne darauf platziert, die das Alpha automatisch halten, aber solche Strukturen brechen oft.

Der zentrale Körper (blau in der Abbildung) ermöglicht es, die KIEV auf fast 50% zu bringen.In einem dreiflügeligen Orthogonal sollte er im Schnitt die Form eines Dreiecks mit leicht konvexen Seiten und abgerundeten Ecken haben, und mit a Bei größerer Schaufelzahl genügt ein einfacher Zylinder. Aber die Theorie für die Orthogonale gibt eindeutig die optimale Anzahl von Klingen an: Es müssen genau 3 davon sein.

Orthogonal bezieht sich auf Hochgeschwindigkeitswindmühlen mit OSS, d.h. erfordert unbedingt Förderung während der Inbetriebnahme und nach Ruhe. Nach dem orthogonalen Schema werden serienmäßig wartungsfreie APUs mit einer Leistung von bis zu 20 kW produziert.

Helikoid

Helikoidrotor oder Gorlov-Rotor (Pos. 4) - eine Art Orthogonal, das eine gleichmäßige Rotation ermöglicht; ein Orthogonal mit geraden Flügeln "reißt" nur geringfügig schwächer als ein Flugzeug mit zwei Flügeln. Das Biegen der Klingen entlang der Spirale vermeidet den Verlust von KIEV aufgrund ihrer Krümmung. Obwohl die gekrümmte Schaufel einen Teil der Strömung ungenutzt abweist, harkt sie auch einen Teil in die Zone der höchsten linearen Geschwindigkeit und kompensiert Verluste. Helikoide werden seltener verwendet als andere Windmühlen, weil. Aufgrund der Komplexität der Herstellung fallen sie teurer aus als gleichwertige Pendants.

Fass-Fass

Für 5 Pos. – Rotor vom Typ BC umgeben von einem Leitrad; sein Schema ist in Abb. 1 gezeigt. rechts. v industrielles Design ist selten, tk. Teure Landakquisition kompensiert die Kapazitätserweiterung nicht, der Materialverbrauch und die Komplexität der Produktion sind hoch. Aber ein Heimwerker, der Angst vor der Arbeit hat, ist kein Meister mehr, sondern ein Verbraucher, und wenn nicht mehr als 0,5-1,5 kW benötigt werden, ist für ihn ein „Fass-Fass“ ein Leckerbissen:

• Dieser Rotortyp ist absolut sicher, leise, erzeugt keine Vibrationen und kann überall installiert werden, sogar auf einem Spielplatz.
• Biegen Sie den "Trog" aus verzinktem und schweißen Sie den Rahmen der Rohre - die Arbeit ist Unsinn.
• Die Rotation ist absolut gleichmäßig, mechanische Teile können aus dem billigsten oder aus dem Müll genommen werden.
• Keine Angst vor Hurrikanen - zu starker Wind kann nicht in das "Fass" drücken; Um ihn herum erscheint ein stromlinienförmiger Wirbelkokon (diesen Effekt werden wir noch erleben).
• Und was am wichtigsten ist, da die Oberfläche des "Greifers" um ein Vielfaches größer ist als die des Rotors im Inneren, kann KIEV auch eine Supereinheit sein, und das Drehmoment bei 3 m / s bei einem "Fass" von drei Metern Durchmesser ist so groß ein 1-kW-Generator mit maximaler Last, da es heißt, dass es besser ist, nicht zu zucken.

Video: Lenz Windgenerator

In den 60er Jahren patentierte E. S. Biryukov in der UdSSR eine Karussell-APU mit KIEV 46%. Wenig später erreichte V. Blinov 58% des Designs nach dem gleichen Prinzip von KIEV, aber es gibt keine Daten zu seinen Tests. Und umfassende Tests der Streitkräfte von Biryukov wurden von den Mitarbeitern des Magazins Inventor and Rationalizer durchgeführt. Doppeldeckerrotor mit einem Durchmesser von 0,75 m und einer Höhe von 2 m mit frischer Wind hat einen Asynchrongenerator von 1,2 kW bei voller Leistung aufgedreht und 30 m / s ohne Ausfall überstanden. Zeichnungen der APU Biryukov sind in Abb. 1 dargestellt.

1. Dach verzinkter Rotor;
2. selbstausrichtendes zweireihiges Kugellager;
3. Abdeckungen - 5 mm Stahlkabel;
4. Achswelle - Stahlrohr mit einer Wandstärke von 1,5-2,5 mm;
5. aerodynamische Geschwindigkeitssteuerhebel;
6. Geschwindigkeitsregelblätter - 3-4 mm Sperrholz oder Kunststofffolie;
7. Stangen zur Geschwindigkeitsregelung;
8. Fahrtreglerlast, sein Gewicht bestimmt die Drehzahl;
9. Antriebsriemenscheibe - ein Fahrradrad ohne Reifen mit einer Kammer;
10. Axiallager - Axiallager;
11. angetriebene Riemenscheibe - normale Generatorriemenscheibe;
12. Generator.

Biryukov erhielt mehrere Copyright-Zertifikate für seine APU. Achten Sie zunächst auf den Abschnitt des Rotors. Beim Beschleunigen funktioniert es wie eine Sonne und erzeugt ein großes Anlaufdrehmoment. Beim Drehen entsteht in den Außentaschen der Schaufeln ein Wirbelkissen. Aus Sicht des Windes werden die Blätter profiliert und der Rotor verwandelt sich in einen schnellen Orthogonalen, wobei sich das virtuelle Profil je nach Windstärke ändert.

Zum anderen wirkt der Profilkanal zwischen den Schaufeln im Drehzahlbereich als Zentralkörper. Wenn der Wind zunimmt, entsteht darin auch ein Wirbelkissen, das über den Rotor hinausgeht. Es gibt den gleichen Wirbelkokon wie um die APU mit Leitschaufel. Die Energie für seine Entstehung wird dem Wind entnommen, und es reicht nicht mehr aus, die Windmühle zu zerbrechen.

Drittens ist der Drehzahlregler primär für die Turbine ausgelegt. Er hält ihre Geschwindigkeit aus Sicht von KIEV optimal. Und die optimale Drehfrequenz des Generators ergibt sich aus der Wahl der Übersetzung der Mechanik.

Hinweis: Nach Veröffentlichungen im IR für 1965 verschwanden die Streitkräfte von Biryukov in Vergessenheit. Der Autor wartete nicht auf eine Antwort der Behörden. Das Schicksal vieler sowjetischer Erfindungen. Sie sagen, dass einige Japaner Milliardäre wurden, indem sie regelmäßig sowjetische populäre technische Zeitschriften lasen und alles Patentierten, das der Aufmerksamkeit würdig war.

Lopatniki

Wie Sie sagten, ist nach den Klassikern eine horizontale Windkraftanlage mit Blattrotor die beste. Aber erstens braucht er einen stabilen, zumindest mittelstarken Wind. Zweitens ist die Gestaltung für den Heimwerker mit vielen Tücken behaftet, weshalb die Früchte langer harter Arbeit oft bestenfalls Toilette, Flur oder Veranda erhellen oder sich sogar als nur von selbst entfaltbar erweisen.

Nach den Diagrammen in Abb. genauer betrachten; Positionen:

• Feige. EIN:

1. Rotorblätter;
2. Generator;
3. Generatorrahmen;
4. schützende Wetterfahne (Sturmschaufel);
5. Stromabnehmer;
6. Chassis;
7. Drehknoten;
8. funktionierende Wetterfahne;
9. Mast;
10. Klemme für Wanten.

• Feige. B, Draufsicht:

1. schützende Wetterfahne;
2. funktionierende Wetterfahne;
3. schützender Windfahnen-Federspannungsregler.

• Feige. G, Stromabnehmer:

1. Kollektor mit Kupfer-Dauerringreifen;
2. gefederte Kupfer-Graphit-Bürsten.

Notiz: Orkanschutz für ein horizontales Blatt mit einem Durchmesser von mehr als 1 m ist unbedingt erforderlich, weil. er ist nicht in der Lage, einen Wirbelkokon um sich herum zu erschaffen. Bei kleineren Baugrößen kann mit Propylenblättern eine Rotorstandzeit von bis zu 30 m/s erreicht werden.

Also, wo warten wir auf „Stolpern“?

Klingen

Aus einem dickwandigen Kunststoffrohr geschnittene Leistung auf der Generatorwelle von mehr als 150-200 W an Schaufeln beliebiger Spannweite zu erwarten, wie es oft empfohlen wird, ist die Hoffnung eines hoffnungslosen Amateurs. Eine Klinge aus einem Rohr (es sei denn, sie ist so dick, dass sie einfach als Rohling verwendet wird) hat ein Segmentprofil, d.h. seine Oberseite oder beide Oberflächen sind Kreisbögen.

Segmentprofile eignen sich für inkompressible Medien wie Hydrofoils oder Propellerblätter. Für Gase wird eine Schaufel mit variablem Profil und Steigung benötigt, als Beispiel siehe Abb.; Spannweite - 2 m. Dies wird ein komplexes und zeitaufwändiges Produkt sein, das sorgfältige Berechnungen in voller Theorie, Einblasen des Rohrs und Feldversuche erfordert.

Generator

Wenn der Rotor direkt auf seiner Welle montiert wird, bricht das Standardlager schnell - es gibt keine gleichmäßige Belastung aller Blätter in Windmühlen. Wir brauchen eine Zwischenwelle mit einem speziellen Stützlager und einer mechanischen Übertragung davon zum Generator. Für große Windmühlen wird ein selbstausrichtendes zweireihiges Lager genommen; v beste Modelle- dreistufig, Abb. D in Abb. Oben. Dadurch kann sich die Rotorwelle nicht nur leicht biegen, sondern auch leicht von Seite zu Seite oder auf und ab bewegen.

Notiz: Rund 30 Jahre hat es gedauert, ein Drucklager für die APU vom Typ EuroWind zu entwickeln.

Notfall-Wetterfahne

Das Funktionsprinzip ist in Abb. B. Der stärker werdende Wind drückt auf die Schaufel, die Feder dehnt sich, der Rotor verwindet sich, seine Geschwindigkeit sinkt und am Ende wird er parallel zur Strömung. Alles scheint in Ordnung zu sein, aber - auf dem Papier war es glatt ...

Versuchen Sie an einem windigen Tag, den Deckel mit kochendem Wasser oder einen großen Topf am Griff parallel zum Wind zu halten. Seien Sie vorsichtig - das zappelnde Eisenstück kann die Physiognomie treffen, so dass es die Nase bricht, die Lippe schneidet und sogar das Auge ausschlägt.

Flachwind tritt nur in theoretischen Berechnungen und mit ausreichender Genauigkeit für die Praxis in Windkanälen auf. In Wirklichkeit verzerrt ein Orkan Windmühlen mit einer Orkanschaufel mehr als völlig wehrlose. Trotzdem ist es besser, verzogene Klingen zu wechseln, als alles noch einmal zu machen. In industriellen Umgebungen ist es eine andere Geschichte. Dort überwacht und regelt die Blattsteigung für jeden einzeln die Automatisierung unter der Kontrolle des Bordcomputers. Und sie bestehen aus hochbelastbaren Verbundwerkstoffen, nicht aus Wasserrohren.

Stromabnehmer

Dies ist ein regelmäßig gewarteter Knoten. Jeder Energietechniker weiß, dass der Kollektor mit Bürsten gereinigt, geschmiert und eingestellt werden muss. Und der Mast ist von Wasserrohr. Sie werden nicht hineinklettern, ein oder zwei Monate müssen Sie die gesamte Windmühle auf den Boden werfen und dann wieder aufrichten. Wie lange wird er von einer solchen "Prävention" aushalten?

Video: Blattwindgenerator + Solarpanel zur Stromversorgung der Datscha

Mini und Mikro

Aber wenn die Größe der Klinge abnimmt, nimmt die Schwierigkeit mit dem Quadrat des Raddurchmessers ab. Es ist bereits möglich, eine Horizontal-Blade-APU für eine Leistung von bis zu 100 W allein herzustellen. 6-Blatt ist optimal. Bei mehr Blättern wird der Durchmesser des Rotors, der für die gleiche Leistung ausgelegt ist, kleiner, aber es wird schwierig sein, sie fest an der Nabe zu befestigen. Rotoren mit weniger als 6 Blättern können vernachlässigt werden: Ein 2-Blatt 100 W benötigt einen Rotor mit einem Durchmesser von 6,34 m und ein 4-Blatt mit der gleichen Leistung - 4,5 m. Für ein 6-Blatt-Leistungs-Durchmesser-Verhältnis wird ausgedrückt wie folgt:

• 10 W - 1,16 m.
• 20 W - 1,64 m.
• 30 W - 2 m.
• 40 W - 2,32 m.
• 50 W - 2,6 m.
• 60 W - 2,84 m.
• 70 W - 3,08 m.
• 80 W - 3,28 m.
• 90 W - 3,48 m.
• 100 W - 3,68 m.
• 300 W - 6,34 m.

Optimal ist es, mit einer Leistung von 10-20 Watt zu rechnen. Zum einen hält ein Kunststoffflügel mit einer Spannweite von mehr als 0,8 m ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen Windgeschwindigkeiten von mehr als 20 m/s nicht stand. Zweitens wird bei einer Blattspannweite von bis zu denselben 0,8 m die lineare Geschwindigkeit seiner Enden die Windgeschwindigkeit nicht um mehr als das Dreifache überschreiten, und die Anforderungen an die Profilierung mit Verdrehung werden um Größenordnungen reduziert; hier funktioniert der „trog“ mit einem segmentierten profil aus einem rohr bereits recht zufriedenstellend, pos. B in Abb. Und 10-20 W versorgen das Tablet mit Strom, laden das Smartphone auf oder bringen die Haushälterin zum Leuchten.

Wählen Sie als Nächstes einen Generator aus. Ein chinesischer Motor ist perfekt - eine Radnabe für Elektrofahrräder, Pos. 1 in Abb. Seine Leistung als Motor beträgt 200-300 Watt, im Generatorbetrieb gibt er aber bis zu 100 Watt ab. Aber passt es vom Umsatz her zu uns?

Der Geschwindigkeitsfaktor z für 6 Blätter beträgt 3. Die Formel zur Berechnung der Drehzahl unter Last lautet N = v / l * z * 60, wobei N die Drehzahl, 1 / min, v die Windgeschwindigkeit und ist l ist der Umfang des Rotors. Bei einer Blattspannweite von 0,8 m und einem Wind von 5 m/s erhalten wir 72 U/min; bei 20 m/s - 288 U/min. Ein Fahrradrad dreht sich auch mit ungefähr der gleichen Geschwindigkeit, also werden wir unsere 10-20 Watt von einem Generator entfernen, der 100 geben kann. Sie können den Rotor direkt auf seine Welle setzen.

Aber hier kommt nächstes Problem: Nachdem wir viel Arbeit und Geld ausgegeben haben, zumindest für einen Motor, haben wir ... ein Spielzeug bekommen! Was sind 10-20, na ja, 50 Watt? Und eine Windmühle mit Flügeln, die mindestens ein Fernsehgerät mit Strom versorgen kann, kann nicht zu Hause hergestellt werden. Ist es möglich, einen fertigen Mini-Windgenerator zu kaufen, und kostet er nicht weniger? Möglichst noch, und auch so billiger, siehe Pos. 4 und 5. Außerdem soll es mobil sein. Legen Sie es auf einen Baumstumpf - und verwenden Sie es.

Die zweite Möglichkeit ist, wenn irgendwo ein Schrittmotor von einem alten 5- oder 8-Zoll-Laufwerk oder von einem Papierlaufwerk oder Schlitten eines unbrauchbaren Tintenstrahl- oder Nadeldruckers herumliegt. Es kann als Generator arbeiten, und das Anbringen eines Karussellrotors aus Dosen (Pos. 6) daran ist einfacher als das Zusammenbauen einer Struktur wie der in Pos. 6 gezeigten. 3.

Generell ist laut „Blades“ das Fazit eindeutig: hausgemacht – eher um nach Herzenslust zu machen, aber nicht für echte Energieeffizienz auf Dauer.

Video: der einfachste Windgenerator für Datscha-Beleuchtung

Segelboote

Der Segelwindgenerator ist seit langem bekannt, aber die weichen Platten seiner Blätter (siehe Abb.) wurden mit dem Aufkommen von hochfesten, verschleißfesten synthetischen Stoffen und Folien hergestellt. Als Antrieb für leistungsschwache Automatikpumpen sind mehrflügelige Windräder mit starren Segeln weltweit weit verbreitet, ihre technischen Daten liegen aber noch unter denen von Karussells.

Ein weiches Segel wie der Flügel einer Windmühle war jedoch anscheinend nicht so einfach. Es ist keine Frage des Windwiderstands (Hersteller begrenzen die maximal zulässige Windgeschwindigkeit nicht): Segler-Segelboote wissen bereits, dass es für den Wind fast unmöglich ist, das Segel eines Bermuda-Segels zu zerbrechen. Vielmehr reißt die Schot aus, oder der Mast bricht, oder das ganze Schiff macht eine „Overkill-Wende“. Es geht um Energie.

Genaue Testdaten sind leider nicht zu finden. Basierend auf dem Feedback der Benutzer konnten "synthetische" Abhängigkeiten für die in Taganrog hergestellte Windkraftanlage VEU-4.380/220.50 mit einem Windraddurchmesser von 5 m, einem Windkopfgewicht von 160 kg und einer Drehzahl von bis zu 40 erstellt werden 1 Minute; sie sind in Abb.

Natürlich kann es keine Garantie für 100%ige Zuverlässigkeit geben, aber trotzdem ist klar, dass hier kein plattmechanisches Modell riecht. Auf keinen Fall kann ein 5-Meter-Rad bei einem flachen Wind von 3 m / s etwa 1 kW abgeben, bei 7 m / s ein Leistungsplateau erreichen und es dann bis zu einem schweren Sturm halten. Die Hersteller erklären übrigens, dass die nominalen 4 kW bei 3 m / s erreicht werden können, aber wenn sie von ihnen gemäß den Ergebnissen lokaler aerologischer Studien installiert werden.

Quantitative Theorie wird auch nicht gefunden; Die Erklärungen der Entwickler sind unverständlich. Da die Menschen jedoch Taganrog-Windkraftanlagen kaufen und sie funktionieren, bleibt davon auszugehen, dass die deklarierte konische Zirkulation und Antriebswirkung keine Fiktion sind. Möglich sind sie in jedem Fall.

Dann stellt sich heraus, dass vor dem Rotor nach dem Gesetz der Impulserhaltung ebenfalls ein konischer Wirbel entstehen sollte, aber sich ausdehnend und langsam. Und ein solcher Trichter wird den Wind zum Rotor treiben, es ist wirksame Oberfläche es wird sich als mehr fegen herausstellen, und KIEW - über die Einheit.

Feldmessungen des Druckfeldes vor dem Rotor, zumindest mit einem Haushalts-Aneroid, könnten Licht in diese Frage bringen. Wenn es höher ausfällt als von den Seiten zur Seite, dann funktionieren Segel-APUs tatsächlich wie ein Käfer.

Hausgemachter Generator

Aus dem Vorhergehenden ist klar, dass es für Heimwerker besser ist, sich entweder mit Vertikalen oder Segelbooten zu befassen. Aber beide sind sehr langsam, und die Übertragung auf einen Hochgeschwindigkeitsgenerator ist zusätzliche Arbeit, zusätzliche Kosten und Verlust. Ist es möglich, selbst einen effizienten Stromgenerator mit niedriger Drehzahl herzustellen?

Ja, bei Magneten aus Nioblegierungen, den sogenannten. Supermagnete. Der Herstellungsprozess der Hauptteile ist in Abb. Spulen - jeweils 55 Windungen aus 1 mm Kupferdraht in hitzebeständiger hochfester Lackisolierung, PEMM, PETV usw. Die Höhe der Windungen beträgt 9 mm.

Beachten Sie die Keilnuten in den Rotorhälften. Sie sollten so angeordnet werden, dass die Magnete (sie werden mit Epoxid oder Acryl auf den Magnetkreis geklebt) nach der Montage mit entgegengesetzten Polen zusammenlaufen. "Pfannkuchen" (Magnetkreise) müssen aus einem magnetisch weichen Ferromagneten bestehen; Normaler Baustahl reicht aus. Die Dicke der „Pfannkuchen“ beträgt mindestens 6 mm.

Es ist tatsächlich besser, Magnete mit einem Achsloch zu kaufen und sie mit Schrauben festzuziehen; Supermagnete werden mit schrecklicher Kraft angezogen. Aus dem gleichen Grund wird zwischen den "Pfannkuchen" ein zylindrischer Abstandshalter mit einer Höhe von 12 mm auf die Welle gesteckt.

Die Wicklungen, die die Statorabschnitte bilden, sind gemäß den Schemata verbunden, die auch in Fig. 1 gezeigt sind. Die Lötenden sollten nicht gedehnt werden, sondern sollten Schlaufen bilden, da sonst das Epoxidharz, das mit dem Stator gefüllt wird, beim Aushärten die Drähte brechen kann.

Der Stator wird in der Form auf eine Dicke von 10 mm gegossen. Ein Zentrieren und Auswuchten ist nicht erforderlich, der Stator dreht sich nicht. Der Spalt zwischen Rotor und Stator beträgt auf jeder Seite 1 mm. Der Stator im Generatorgehäuse muss nicht nur gegen Verschieben entlang der Achse, sondern auch gegen Verdrehen sicher fixiert werden; Ein starkes Magnetfeld mit einem Strom in der Last zieht sie mit.

Video: Windmühlengenerator zum Selbermachen

Fazit

Und was haben wir am Ende? Das Interesse an "Klingen" ist eher auf ihre Spektakulärität zurückzuführen das Auftreten als gültig operative Qualitäten v hausgemachte Leistung und bei geringer Leistung. Eine selbstgebaute Karussell-APU liefert „Standby“-Strom zum Laden einer Autobatterie oder zum Betreiben eines kleinen Hauses.

Aber bei segelnden APUs sollten Meister mit kreativer Ader experimentieren, besonders in einer Mini-Version mit einem Rad von 1-2 m Durchmesser. Wenn die Annahmen der Entwickler stimmen, wird es möglich sein, alle seine 200-300 Watt mit dem oben beschriebenen chinesischen Generatormotor daraus zu entfernen.

Andrei sagte:

Vielen Dank für Ihre kostenlose Beratung ... Und die Preise "von Firmen" sind nicht wirklich teuer, und ich denke, dass Handwerker aus dem Outback Generatoren wie Ihren herstellen können. Und Li-Po-Batterien können aus China bestellt werden, Wechselrichter in Tscheljabinsk sind sehr gut (mit glattem Sinus) Und Segel, Blätter oder Rotoren sind ein weiterer Grund für den Gedankenflug unserer geschickten russischen Männer.

Ivan sagte:

Frage:
Bei Windmühlen mit vertikaler Achse (Position 1) und der Version „Lenz“ ist es möglich, ein zusätzliches Detail hinzuzufügen - ein Flügelrad, das dem Wind ausgesetzt ist und die nutzlose Seite davon abdeckt (in Richtung des Windes). Das heißt, der Wind bremst nicht die Klinge, sondern diesen „Bildschirm“. Einstellung gegen den Wind mit einem „Schwanz“, der sich hinter der Windmühle selbst unter und über den Blättern (Kanten) befindet. Ich las den Artikel und eine Idee war geboren.

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Um einen mächtigen zu montieren hausgemachter Generator Strom, wir brauchen einen alten ohne Achter am Hinterrad. Je höher die maximale Übersetzung, desto besser. Wegen der Passform werden Frauenräder bevorzugt, sind aber schwerer zu finden. Ein 28-Zoll-Laufrad und ein 52-Zahn-Kettenrad reichen aus gute Wahl, aber mein erster selbstgebauter elektrischer Tretgenerator hatte ein 26-Zoll-Rad und ein 46-Zähne-Ritzel und es funktionierte ohne Probleme. Es wird nur der höchste Gang eingelegt, sodass Sie den Umwerfer loswerden können. Entfernen Sie alle anderen unnötigen Teile davon - Bremsen, Vorderrad usw. können gespeichert werden, damit Sie etwas festhalten können und wo der Schalter und ein Voltmeter befestigt werden können. Da wir das Vorderrad losgeworden sind, müssen Sie zur Installation des Fahrrads einen Ständer aus Metall, Holz oder etwas anderem herstellen, damit das Hinterrad den Boden nicht berührt.

Wenn Sie eine K1-Lichtmaschine verwenden (verwendet in Autos wie Ford Fiesta, Escort, Granada, Vauxhall, Opel), wird diese häufig mit einer zweidimensionalen Riemenscheibe geliefert. Lucas-Generatoren sollten vermieden werden, da sie nicht so effizient sind wie Bosch- und Motorola-Generatoren. Achten Sie auf Fahrzeuge mit großen Motoren, bei denen die Lichtmaschinen für niedrige Drehzahlen ausgelegt sind. Ford/Bosch N1-Generatoren sind in Sierra- und Volvo-Fahrzeugen zu finden. Sie sind von guter Qualität, aber etwas größer und schwerer als die K1. Stellen Sie sicher, dass Sie kaufen autonomer Generator, der kein externes Steuergerät benötigt, da einige japanische Generatoren ohne dieses geliefert werden. Es ist besser, einen Generator mit zwei großen Anschlüssen und einem kleinen zu kaufen. Die beiden großen Klemmen sind miteinander verbunden und dienen als Plus, die kleine wird mit der Kontrollleuchte verbunden und die 5-mm-Masseklemme wird mit der Karosserie verbunden und dient als Minus. Nach dem Kauf empfiehlt es sich, einen Basistest des Generators durchzuführen. Um zu überprüfen, ob der Generator funktioniert, können Sie eine kleine Glühbirne verwenden, die wir weiterhin als Ladeanzeige verwenden. Wenn eine Lichtmaschine den Test besteht, bedeutet das nicht, dass sie Strom erzeugen kann. Aber auf diese Weise können die häufigsten Mängel identifiziert werden: Probleme mit der Sicherung, Diodenblock, abgenutzte Bürsten. Diese Fehler können behoben werden, indem Teile von anderen defekten Lichtmaschinen mit intakten Dioden- und Treiberblöcken usw. ausgeliehen werden. Werfen Sie rostige oder schmutzige Lichtmaschinen nicht weg. Wenn sie die Tests bestehen, werden sie wahrscheinlich arbeiten.

Reinigen Sie den Generator, indem Sie zuerst den Lüfter entfernen (er ist laut und wird nicht benötigt). Befestigen Sie die Lichtmaschine an der Halterung an der Rückseite des Sitzes, so dass ihre Achse 10–12 cm von der Felge entfernt ist, wie in der Abbildung unten gezeigt.

Messen Sie mit einem Maßband oder Kabel den erforderlichen Riemenumfang. Es ist ungefähr 82 Zoll. Kaufen Sie einen A82-Keilriemen in einem Autohaus. Sie werden in Schritten von einem Zoll hergestellt, kosten etwa 500 Rubel und werden auch in Landmaschinen eingesetzt. A78-Riemen können auf 26-Zoll-Rädern und A80-Riemen auf 27-Zoll-Rädern verwendet werden. Besser noch, kaufen Sie einen Zahnriemen wie den Goodyear Extraflex.

Solche Riemen biegen sich leichter um kleine Riemenscheiben, was die mechanischen Verluste im Vergleich zu einem massiven Riemen erheblich reduziert. Die Einstellung der Spannung der im Fahrzeug installierten Lichtmaschine erfolgt über eine spezielle Platte mit Schlitz. Stattdessen verwenden wir einen Federspanner, der dazu dient, Radunregelmäßigkeiten auszugleichen. Da ein sehr geringes Drehmoment erforderlich ist, muss der Riemen nicht zu stark gespannt werden. Ein stark gespannter Riemen erhöht die Reibungsverluste. Wenn Sie eine Riemenscheibe von K1 haben, zählen Sie nach dem Stabilisieren ihrer Bewegung die Anzahl der Umdrehungen des Generators für eine Umdrehung des Rads - mehr als 45 sind gut und 60 sind im Allgemeinen ideal. Wenn Sie eine geteilte K1-Riemenscheibe gekauft haben, nehmen Sie sie auseinander und legen Sie ein Distanzstück zwischen die beiden Platten, damit der Riemen weiter nach innen geht. Dadurch wird Ihre Geschwindigkeit erhöht.

Nach Abschluss der mechanischen Arbeiten, sofern der Generator an öffentlichen Orten verwendet wird, ist es erforderlich, alle beweglichen Teile zu schützen. Kleine Kinder werden von glänzenden, sich bewegenden Objekten angezogen - einem Rad und einer Felge, und die Person, die hinter dem Generator sitzt, sieht nicht, was dahinter passiert! Auch wenn keine Zahnräder erforderlich sind, beeilen Sie sich nicht, den Umwerfer loszuwerden. Er zieht an der Kette und wenn ein Finger zwischen Kette und Ritzel kommt, kommt man nur mit einer leichten Prellung davon, während es ohne Schalter bis zur Amputation gehen kann.

Die oben beschriebene „aufrechtes Fahrrad auf einem Bücherregal“-Version des leistungsstarken Pedalgenerators ist die einfachste und naheliegendste Art, einen selbstgebauten Generator herzustellen, aber es ist auch einfach, eine stuhlbasierte Version herzustellen. Außerdem braucht man nur einen billigen Plastikstuhl, eine Art Fußstütze, ein Teil des alten Gestänges vom Zelt, zwei Rohre großer Durchmesser(ineinander gesteckt) oder eine Höhenverstellung von einem Drehstuhl. Wenn du schneidest Bürostuhl, dann nehmen Sie nur alte mechanische Stühle ohne Luftfeder, die beim Schneiden und Bohren gefährlich sein können! Generatoren lassen sich leichter transportieren, wenn sie in der Mitte zusammenklappbar sind. Sie können die Riemenspannfeder auch beseitigen, indem Sie die Lichtmaschine so anbringen, dass der Riemen durch sein eigenes Gewicht gespannt wird.

Gegenüber dem Heimtrainer-Generator hat der Rennrad-Generator den Nachteil einer schwachen Schwungradwirkung. Dieses Problem wird mit Hilfe eines Zusatzgewichts gelöst, das mit Schrauben mit einem Durchmesser von 4 mm an der Felge befestigt wird. Geben Sie der Ladung eine U-Form (Wölbung nach außen). Stellen Sie sicher, dass die Last keine Möglichkeit hat, sich zu lösen. Übertreiben Sie es nicht mit der Ladung! Ich habe einmal gesehen, wie eine mit Blei beladene Felge auseinandergefallen ist!

In der Fortsetzung des Artikels werden wir darüber nachdenken.

In unserer Zeit ist die Produktion unseres eigenen Stroms nicht so ungewöhnliche Sache. Stromnetze sind intermittierend, insbesondere außerhalb von Großstädten. Und um dieses Problem zu vermeiden, greifen viele auf den Einsatz von Stromgeneratoren zurück. Um einen zu kaufen oder herzustellen, müssen Sie sich über die besten Stromgeneratoren informieren, die Sie selbst herstellen können.

Was ist das

Ein elektrischer Generator ist ein spezielles Gerät, das dazu dient, Elektrizität umzuwandeln und zu speichern. Und es wird normalerweise aus ungewöhnlichen Quellen gewonnen - von Benzin und Gas bis hin zu umweltfreundlichen Quellen wie Wind, Sonne und Wasser. Ein solcher Generator kann teuer sein. Selbst der leistungsschwächste kann ab 15.000 Rubel kosten.

Um mehrere Zehntausend zu retten, erstellen viele sie daher selbst. Es ist gut, dass es bereits viele Ideen gibt, wie man mit eigenen Händen einen elektrischen Generator baut.

Arbeitsprinzip

Elektromagnetische Induktion liegt dem Funktionsprinzip eines elektrischen Generators zugrunde.

Es entsteht ein künstliches Magnetfeld. Ein Leiter geht hindurch und erzeugt einen Impuls. Der Impuls wird währenddessen zu einem Gleichstrom.

Der Generator selbst hat einen Motor, der Strom erzeugen kann, indem er eine bestimmte Art von Brennstoff verbrennt. Es kann Dieselkraftstoff, Benzin, Gas sein.

Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der in die Verbrennungsstelle eintretende Brennstoff im Verbrennungsprozess Gas. Und das Gas bringt die Kurbelwelle zum Drehen. Er wiederum gibt der angetriebenen Welle einen Impuls. Letztere stellt am Ausgang in bestimmten Mengen Energie bereit.

Elektrische Generatoren haben grundsätzlich zwei obligatorische Mechanismen - einen Rotor und einen Stator. Ihre Anwesenheit hängt nicht von Kraftstoff und Leistung ab.

Der Rotor wird benötigt, um das gleiche elektromagnetische Feld zu erzeugen. Es basiert auf Magneten, die den gleichen Abstand zum Kern haben.

Der Stator bewegt sich nicht. Dadurch kann sich der Rotor bewegen, während der Stator das elektromagnetische Feld reguliert. Dies wird durch die Stahlblöcke in seinem Gerät erreicht.

Asynchron

Die Arten von Stromerzeugungsgeräten enden nicht mit der Unterteilung nach Kraftstoffverbrauch. Je nach Rotationstyp des Rotors können Generatoren auch sein:

• Synchron - schwieriger im Design. Spannungsschwankungen führen zu Fehlfunktionen. Dies wirkt sich auf Arbeit und Produktivität aus.
• Asynchron - mit einem einfachen Funktionsprinzip, anderen technischen Eigenschaften.

Magnetspulen auf dem Rotor eines Synchrongenerators behindern die Bewegung des Rotors. Der Rotor in einem Asynchrongenerator ähnelt eher einem Schwungrad.

Konstruktionsmerkmale haben einen großen Einfluss auf die Effizienz. Synchron haben einen Verlust von bis zu 11%. Im asynchronen Modus erreicht der Verlust maximal 5 %. Solche Indikatoren machen asynchrone Geräte nicht nur im Alltag, sondern auch in der Produktion beliebt.

Asynchrongeneratoren haben weitere Vorteile:

• Häufige Reparaturen sind nicht erforderlich, da ein einfaches Gehäuse den Motor zuverlässig vor verbrauchtem Kraftstoff und übermäßiger Feuchtigkeit schützt.
• Der Ausgangsgleichrichter schützt vom Generator gespeiste elektrische Geräte.
• Beständig gegen Spannungsabfälle.
• Alle Teile im Design sind sehr zuverlässig und langlebig, sodass der Betrieb ohne Reparaturen mehr als 15 Jahre dauern kann.
• Aufgrund der Widerstandsfähigkeit gegen Überspannungen und der Möglichkeit, Geräte mit ohmscher Last zu versorgen, wächst die Zahl der verschiedenen Anschlussgeräte – vom Computer über Schweißgeräte bis hin zu Lampen.
• Hohe Effizienz.

Welche Materialien werden benötigt

Um einen kleinen Asynchrongenerator zusammenzubauen, werden Teile wie:

• Motor. Es ist am einfachsten, von ausgefallenen Elektrogeräten zu nehmen, da das Selbermachen schwierig und zeitaufwändig ist. Waschmaschinenmotoren funktionieren besonders gut.
• Stator. Sie müssen es fertig machen, mit einer Wicklung.
• Transformator oder Gleichrichter. Es ist sinnvoll, wenn die Ausgangsleistung eine andere Leistung hat.
• Elektrische Kabel.
• Isolierband.

Um Wind- und Solarstromgeneratoren mit eigenen Händen herzustellen, benötigen Sie natürlich komplexere Schaltungen und große Menge Materialien, aber falls gewünscht, können sowohl diese als auch Anweisungen dafür gefunden werden.

Beachten Sie!

Montage

Der Montageprozess kann aus verschiedenen Gründen kompliziert sein. Beispielsweise gibt es keine bestimmte Fähigkeit für einen Job. Es gibt keine Erfahrung mit der Erstellung solcher Geräte. Es gibt keine benötigten Teile und Ersatzteile. Wenn jedoch all dies und eine große Lust vorhanden sind, dann können Sie es versuchen.

Bevor Sie jedoch mit der Arbeit beginnen, müssen Sie mehrere Bedingungen erfüllen - um Materialien und Anweisungen für die Herstellung eines Stromgenerators zu erhalten. Und lies sie. Und achten Sie auch auf die Sicherheit.

Vor Beginn der Arbeiten ist es sinnvoll, sich um die Montagepläne und Zeichnungen zu kümmern. Dies wird den Prozess erheblich erleichtern und beschleunigen.

Gas- und Benzinstromgeneratoren werden am häufigsten von Hand zusammengebaut. Aber sowohl beim Zusammenbau als auch beim Zusammenbau anderer müssen Vorbereitungen und einige Berechnungen getroffen werden. Beispielsweise ist es wichtig, die Leistung des gewünschten Generators zu kennen.

Um die Drehzahl zu ermitteln, muss der Motor mit dem Netzwerk verbunden sein. Um die Notwendigkeit eines Drehzahlmessers festzustellen. Der aus den Messungen ermittelte Wert ist zum Ausgleichswert von 10 % zu addieren. Mit diesem Wert können Sie eine Überhitzung des Motors verhindern.

Beachten Sie!

In Anbetracht der Leistung müssen Sie Kondensatoren auswählen.

Es ist wichtig, sich an die Erdung zu erinnern, da wir über die Arbeit mit Elektrizität sprechen. Und das ist nicht nur eine Frage des Geräteverschleißes, sondern auch ein Sicherheitsaspekt.

Die Montage selbst ist einfach - Kondensatoren werden nach dem Schema (im Internet zu finden) wiederum an den Motor angeschlossen. Dies ist alles, was benötigt wird, um einen Generator mit geringer Leistung zu erstellen.

Diese Option ist die bequemste und einfachste. Auf folgende Punkte sollten Sie jedoch achten:

• Es ist notwendig, die Temperatur des Motors zu überwachen, damit er nicht überhitzt.
• Manchmal muss der Generator auf 40 Grad abkühlen.
• Die Effizienz kann je nach Betriebsdauer abnehmen. Es ist in Ordnung.
• Der Benutzer muss den Zustand des Generators unabhängig überwachen und Messgeräte daran anschließen.

Nach dem Zusammenbau des mechanischen Teils sollten Sie sich mit der elektrischen Seite befassen. Es lohnt sich, nach der Installation der durch einen Riemen verbundenen Riemenscheiben zu beginnen.

• Die Wicklungen des Elektromotors sind nach dem Sternschema geschaltet.
• An die Wicklung angeschlossene Kondensatoren müssen ein Dreieck bilden.
• Die Spannung wird zwischen dem Ende der Wicklung und dem Mittelpunkt entfernt. Dann wird ein Strom mit einer Spannung von 220 Volt und zwischen den Wicklungen - 380 Volt erhalten.

Beachten Sie!

Experten geben weitere nützliche Tipps, die beim Zusammenbau des Generators helfen:

• Der Elektromotor kann sehr heiß werden. Um dies zu vermeiden, müssen Sie die Kondensatoren durch solche mit geringerer Kapazität ersetzen.
• Bei selbstgebauten Stromgeneratoren handelt es sich normalerweise um Kondensatoren mit einer Spannung von 400 Volt oder mehr. Einer reicht aus, um richtig zu arbeiten.
• Das Netz benötigt einen dreiphasigen Transformator, wenn alle Phasen des Motors benötigt werden, um das Haus mit Strom zu versorgen.

Höchstwahrscheinlich sogar gemacht, wie auf schöne Fotos, ein selbstgebauter Stromgenerator, wird nicht mit gekauften Modellen konkurrieren können.

Wenn wir es jedoch als zusätzliche, sparsame Stromquelle wahrnehmen, dann ist es durchaus möglich, es herzustellen und zu nutzen. Darüber hinaus ist es, wie die Praxis zeigt, nicht so schwierig, einen Generator selbst herzustellen. Man muss sich nur anstrengen und gut ist.

DIY Fotogeneratoren