Om de vervaardigde oplaadbare LED-lamp van stroom te voorzien, beschrijving daarvan op de website is een windgenerator op basis van een gelijkstroommotor (24v / 0,7A) met permanente magneten geproduceerd en wordt momenteel gebruikt. De windgenerator levert bij gemiddelde weersomstandigheden, afhankelijk van de windsnelheid, een uitgangsspanning van 0,8 tot 6,0 volt en een stroom tot 200 mA. Vervolgens zet een gestabiliseerde spanningsomvormer deze DC-uitgangsspanning van de windgenerator om in de benodigde DC-spanning, voldoende om de accu op te laden of de benodigde belasting te leveren.
De voorgestelde windgenerator is eenvoudig te vervaardigen, vereist geen nauwkeurige berekeningen en fabricage van complexe onderdelen, de aanschaf van dure componenten. Naast de variant die in het bovenstaande artikel is overwogen, kan een dergelijke windgenerator ook andere toepassingen vinden. We gebruiken het waar een kleine hoeveelheid elektriciteit nodig is om een apparaat met laag vermogen van stroom te voorzien. Bijvoorbeeld voor de bediening van een compact weerstation, bewaking van het waterpeil in een tank, voor noodverlichting en aansturing van de automatisering van een kas. Overdag, in aanwezigheid van wind, ontvangt de batterij van het apparaat met een voeding gratis windenergie en geeft deze op het juiste moment aan de consument indien nodig. Natuurlijk is de windenergie die naar ons toe komt niet geweldig, maar het komt bijna constant naar ons toe. En als je een apparaat maakt voor de accumulatie en het gebruik ervan doe het zelf, van geïmproviseerde materialen, dan is deze energie gratis en zal het apparaat bovendien zuinig, compact, mobiel en niet-vluchtig zijn.
Dit artikel stelt voor om een windgenerator te maken van een gelijkstroommotor.
Een windgenerator maken.
1. De keuze van een elektrische generator.
Voor gebruik als een low-power generator voor het apparaat, kunt u de voltooide stappenmotor zonder aanpassingen gebruiken. Voor maximale prestaties is het, indien mogelijk, raadzaam om een motor te gebruiken met de kleinst mogelijke kleefkracht van de as en met zoveel mogelijk stappen per omwenteling. Een variant van het ombouwen van de elektromotor of starter tot generator is mogelijk. Op internet worden verschillende rework-opties beschreven.
In ons geval is gekozen voor de eenvoudigste optie.Als elektrische generator gebruiken we een gelijkstroommotor (24v / 0,7A) met permanente magneten, die geen aanpassingen behoeft. Het heeft de eigenschap van omkeerbaarheid - wanneer de as roteert, verschijnt er spanning op de motorcontacten. Deze elektromotor is verwijderd uit een moreel verouderde rekenmachine.
2. De keuze van het schroefontwerp.
In de eerste versie van het ontwerp van de windgenerator, om de fabricage te vereenvoudigen, werd een plastic propeller met een geschikte landingsdiameter van een industriële ventilator als basis voor de propeller genomen. Om het koppel op de generatoras te vergroten, werd de lengte van de bladen aangevuld met dunwandige metalen platen met een profiel dat dicht bij het origineel lag.
Dit propellerontwerp is echter mislukt. Bij sterke wind, als gevolg van de lage stijfheid van de plastic propeller, de metalen bekleding van de bladen teruggebogen en raakte de structurele standaard, die uiteindelijk in mislukking eindigde.
Bij het uitwerken van de eerste optie, heb ik beslist over het ontwerp van het technologische profiel van de messen en hun lengte. Deze propellerparameters beïnvloeden de gevoeligheid voor zwakke winden en hebben de overhand. Het is noodzakelijk dat de propeller met een beetje wind het vastzitten van de as (aantrekking van de statormagneten) kan overwinnen en met rotatie kan beginnen.
3. De fabricage van de propeller. We selecteren of vervaardigen een naaf voor het installeren en bevestigen van schroefbladen.
In ons geval is het een aluminium flens (4 mm dik, buitendiameter 50 mm) met een axiale boring langs de diameter van de uitgaande motoras (8 mm - een tandwiel wordt op de as gedrukt, 10 mm lang) en vier gelijkmatig verdeelde M4-gaten voor het monteren van de messen. Om de naaf op de as te bevestigen, installeert u er een of twee M4-schroeven in (zie foto).
4. Productie van propellerbladen.
Van een verzinkte plaat met een dikte van 0,4-0,5 mm snijden we 4 werkstukken in de vorm van een gelijkbenige trapezium: hoogte 250 mm, basis 50 mm, bovenkant 20 mm. We buigen de bladen doormidden langs de hoogte van de trapezium (waardoor een verstijvende rib ontstaat) onder een hoek van 45 graden (zie foto). We maken scherpe randen en hoeken bot (voor onze veiligheid).
5. Installatie en bevestiging van de schroefbladen.
We plaatsen het blad op de naaf zodat het buigpunt op de basis zich boven de as van de naaf bevindt en de aangrenzende helft van de basis zich boven het montagegat van de naaf bevindt (zie foto). We markeren en boren een gat in de messen voor een aangrenzende bevestigingsschroef, 4,2 mm in diameter. We bevestigen de schroefbladen één voor één met de schroeven.
6. Propeller balanceren.
We voeren statische balancering van de propeller uit. Hiervoor installeren en bevestigen we de propeller op een gekalibreerde (gepolijste) staaf met een diameter gelijk aan de diameter van de motoruitgangsas. We leggen de balk met de propeller op twee horizontaal gekalibreerde ter hoogte van de liniaal (patroonoppervlakken) aan de uiteinden van de balk. In dit geval draait de propeller en gaat een van de bladen naar beneden. We draaien de schroef een kwartslag en als hetzelfde mes weer is neergelaten, moet het worden verlicht door een smalle strook metaal van de zijkant van het mes af te snijden. We herhalen een vergelijkbare operatie totdat de balk met de propeller niet stopt met draaien na installatie in een willekeurige positie.
7. Productie van het schoepgedeelte van de windgenerator.
We snijden het aluminium vierkant 20 x 20 mm op een lengte van 250 mm. Aan één kant van het vierkant installeren we voor een of twee schroeven (klinknagels) een verticale stabilisator van de richting naar de wind.
Aan de andere kant van het plein installeren en bevestigen we een klem op twee schroeven om de motor - generator vast te zetten. De klem en stabilisator zijn ook gemaakt van verzinkte plaat met een dikte van 0,4-0,5 mm (anticorrosief materiaal is mogelijk). De lengte van de klem is gelijk aan de lengte van de motor. De lengte van de stabilisator is ongeveer 200 mm, de vorm is naar de smaak van de fabrikant.
Bevestig op de onderste flens van het vierkant, in het midden van de klem, de staaf stevig (het is wenselijk om zijn corrosiebescherming te bieden) om de structuur in de buis van het windturbinerek te installeren. De beste optie voor het bepalen van de locatie van deze stang is het bepalen van het zwaartepunt van een voorgemonteerde en volledig gemonteerde structuur, gevolgd door het boren van gaten om de stang daar te bevestigen.
8. Montage van de windgenerator.
We plaatsen de motor - generator op zijn plaats en maken hem vast met een klem. We bevestigen de propeller aan de uitgaande as van de motor. Om de generator te beschermen tegen atmosferische neerslag, snijden we uit en installeren we een beschermend hek van een geschikte plastic fles. Bevestig het met een schroef.
9. Debuggen van een windgenerator.
Installeer de gemonteerde windgenerator vooraf in een open ruimte in de richting van de wind. We vormen een variabel profiel van de messen. We buigen het gebogen deel van de bladen zodat aan de uiteinden van de bladen (smal deel) de hoeveelheid ledemaat 10 ... 15 graden is (minimale luchtweerstand bij maximale omtreksnelheid op de bladen). In het midden van de propeller varieert de grootte van de ledemaat op het blad tot 30 ... 45 graden. Met een toename van de buighoek neemt de gevoeligheid van de windgenerator voor de wind toe, maar door de toename van de weerstand neemt de generatorsnelheid af, wat leidt tot een afname van de outputkarakteristieken. Daarom selecteren we door de hoek van de ledemaat van de bladen te veranderen het optimale profiel in de wind.
10. Installatie van een windgenerator.
Om een windgenerator te installeren, wordt een standaard van de vereiste hoogte (bij voorkeur boven de omringende bomen) gemaakt van een buis (water) en aan het object bevestigd. De montagestang van de windgenerator moet vrij kunnen draaien in het pijpenrek. Vóór de installatie wordt een sequentiële ring achtereenvolgens op de as van de windgenerator geplaatst - een tussenring om de rotatie te vergemakkelijken, een spiraalveer om de resterende onbalans van de propeller weg te werken, een beschermende ring om het binnendringen van neerslag in de heugelbuis te verminderen (in dit ontwerp is een moer van geschikte maat geïnstalleerd).
De draad van de generator is mechanisch bevestigd vanaf de contactbreuk, daalt langs het rek met een marge in lengte voor mogelijk draaien rond het rek en een verplichte lus voor druppelende druppels van neerslag voordat het de consument binnenkomt.
