ژنراتور بادی DIY: نحوه ساخت ژنراتور باد خانگی از ماشین لباسشویی ، از بطری های پلاستیکی و از موتور چرخ

2024 نویسنده: Beatrice Philips | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 05:36

یک مولد باد برای تولید برق منبع غیر قابل تعویض الکتریسیته است که در آن نور زیاد خورشید وجود ندارد ، هیچ رودخانه ای در این نزدیکی وجود ندارد و هیچ شبکه برق متمرکز وجود ندارد.

ویژگی های طراحی

اصل عملکرد ژنراتور باد تبدیل انرژی باد به انرژی الکتریکی است.

در سایر انواع ژنراتورهای الکتریکی ، جریان آب در رودخانه ، نیروی جزر و مد اقیانوسی و جزر و مد جزر و مد به عنوان منبع انرژی مکانیکی (جنبشی) استفاده می شود.

در سیستم هایی که انرژی گرمایی برای تولید برق مورد نیاز است ، از موارد زیر استفاده می کنند:

• موتور با سوخت گازوئیل ، بنزین یا دیزل ؛
• انتشار گرما از صفحات و بلوک های یک راکتور هسته ای ، که از حرارت آنها برای تبدیل آب به بخار - در توربین بخار استفاده می شود.
• انواع مختلف سوخت در یک نیروگاه CHP سوزانده می شود و جایگزین گرما و گرمای راکتور هسته ای می شود.

صفحات خورشیدی از هم جدا هستند ، جایی که نور به عنوان منبع انرژی استفاده می شود و نه حرارت یا انرژی مکانیکی.

اما بازگشت به "توربین های بادی" ، که اصل عملکرد آنها به شرح زیر است . نیروی باد ملخ را می چرخاند ، که محور ژنراتور موتور را به حرکت در می آورد. همراه با محور ، روتور موتور ، که آهنرباهای دائمی روی آن نصب شده است ، به طور همزمان می چرخد. میدان مغناطیسی ، از سیم پیچ استاتور عبور می کند ، به دلیل تغییر در قدرت شار مغناطیسی که از پیچ های سیم پیچ عبور می کند ، که سیم پیچ از آن جمع می شود ، یک جریان متناوب در آن ایجاد می کند. یک ولتاژ الکتریکی متناوب به یک مدار الکترونیکی تغذیه می شود و در آنجا به ولتاژ مستقیم تبدیل می شود. دستگاهها و دستگاههای متعددی که به آن نیاز دارند از جریان مستقیم کار می کنند.

هر کس می تواند ژنراتوری برای کلبه های تابستانی یا شرایط مزرعه ای بسازد که جریان متناوب با ولتاژ 220 ولت ایجاد کند . هرچه ابعاد ساختار چشمگیرتر باشد ، بازدهی عقب نشینی بیشتر توسط کاربر خاصی دریافت می شود. ساخت ژنراتوری که یک یا چند کیلووات برق در ساعت تولید کند ، مشکلی نیست. برق دریافتی از چنین تاسیساتی قادر است تقریباً تمام لوازم برقی خانه ، از جمله تجهیزات باغبانی را تغذیه کند.

ژنراتور باد تا آنجا که ممکن است نصب شده است - در سطح خط الراس سقف. در آنجا نیروی باد به حداکثر مقادیر نشان داده شده در پیش بینی آب و هوا می رسد.

نصب از راه دور شبیه پره آب و هوا با پروانه است ، به همین دلیل این ساختار در جایی که باد می وزد می چرخد. این امر برای به حداکثر رساندن استفاده از قدرت ، سرعت لازم است.

ملخ افقی توسط یک ساقه واقع در قسمت پشتی دستگاه چرخانده می شود . ساقه عمودی مورد نیاز نیست - تیغه های آن به گونه ای قرار گرفته اند که پروانه خود تقریباً از نیم دور شروع می کند ، مهم نیست که باد از کدام طرف می وزد.

برای اینکه توربین بادی با حداکثر کارایی کار کند ، سرعت 3000 دور در دقیقه یا بیشتر مورد نیاز است . برای ژنراتورهایی که جریان متناوب تولید می کنند ، این فرکانس با مقدار 50 هرتز مطابقت دارد که برای نیروگاه های صنعتی داخلی معمولی است. پس از چرخاندن موتور ژنراتور با وزن حدود 10 کیلوگرم ، دریافت هر کیلو وات در هر ساعت مشکلی ایجاد نمی کند.

از چه چیزی می توان ساخت؟

عنصر اصلی هر مدل از مزرعه بادی یک ژنراتور موتور است. این موتور مانند یک موتور عمل می کند - جریان مستقیم یا متناوب باعث می شود روتور (و با آن شفت) بچرخد. کار برعکس - به عنوان ژنراتور - نیز ممکن است.

در بین موتورهای مورد استفاده به عنوان ژنراتور ، موتورهای ناهمزمان برس دار ، برس دار و پله ای وجود دارد . این سه نوع موتور است که در بین آماتورهایی که توربین های بادی را با دست خود مونتاژ می کنند بسیار محبوب است.

در موتور جمع کننده ، سیم پیچ های روتور (آرمیچرها) در یک میدان مغناطیسی ثابت آهنرباهای استاتور قرار دارند . ولتاژ ثابت حذف شده از پایانه های چنین موتوری هنگامی که محور آن با آرمیچر پیچ خورده نیست ، از طریق تماس های جریان انتقال آرماتور از طریق برس ها منتقل می شود. برس ها نقطه ضعف چنین موتوری هستند - آنها به سرعت منابع خود را تخلیه می کنند. به عنوان یک قاعده ، چنین ژنراتوری تحت بار ثابت است ؛ هنگامی که آرمیچر حرکت می کند ، برس ها جرقه می زنند. چندین روز کار مداوم چنین نصب و راه اندازی می تواند برس ها را کاملاً فرسوده کند ، در نتیجه لازم است دومی تعویض شود.

استفاده از موتورهای برس به عنوان ژنراتور با بار فعال ثابت غیر عملی است.

بهترین گزینه موتور بدون برس است .در آن ، یک روتور با آهن ربا در فضای بین سیم پیچ های استاتور می چرخد. سیم پیچ ها خود ثابت می مانند ، آنها نیازی به تماس های کشویی ندارند. با تشکر از چنین راه حل ساده ، نصب می تواند برای چندین دهه کار کند - فقط یک بار در فصل یا هر شش ماه یک بار روغن کاری بلبرینگ های موتور ، که مسئول چرخش کامل و بدون واکنش روتور هستند ، مهم است. راه حل های متداول مبتنی بر موتور بدون برس - ناهمزمان یا پله ای - تقریباً در هر خانه "DIYer" در دسترس است.

یک موتور ناهمزمان در ابزارهای برقی - به عنوان مثال ، در یک ماشین سنگ زنی استفاده می شود . استپر را می توان در دستگاه های مختلف پیدا کرد - از موتور دوچرخه گرفته تا درایو مکانیکی چاپگر یا درایو دیسک.

موتور برس متغیر مورد استفاده در چکش های دوار ، آسیاب ، پیچ گوشتی ، اره منبت کاری اره مویی و پلان های برقی از هم جدا است . نقطه ضعف آنها نیاز به برداشتن برس ها و سوراخ روتور برای آهنرباهای نئودیمیوم است. در نتیجه ، فقط سیم پیچ استاتور از سیم پیچ های فعال باقی می ماند - سیم پیچ روتور به طور کامل برداشته می شود.

ملخ توربین بادی را می توان از لوله های پلاستیکی فاضلاب ، بطری های PET و مواد قابل بازیافت مشابه ساخت. هرچه سبک تر و قوی تر باشد ، نیروی باد کمتری برای باز کردن آن لازم است.

یک ژنراتور باد ساخته شده از فن به سوراخ روتور برای آهنرباهای نئودیمیوم نیاز دارد .طراحی موتور فن خانگی برای دریافت جریان الکتریکی با چرخاندن روتور طراحی نشده است. کولر کامپیوتری (خنک کننده تراشه) - طرفدار واحد سیستم رایانه شخصی یا لپ تاپ - تحت همان تغییر قرار می گیرد.

تراکتور یا ژنراتور اتومبیل از سیم پیچ میدان اضافی استفاده می کند که توسط باتری خود دستگاه تغذیه می شود .برای اینکه ژنراتور مثلاً یک جریان متناوب 135 آمپر با ولتاژ 15 ولت تولید کند ، سیم پیچ تحریک روتور پس از روشن شدن احتراق جریان مستقیم 3 آمپر را با ولتاژ 12 ، 6-14 ولت مصرف می کند. منبع اصلی انرژی برای ژنراتور هنوز میل لنگ موتور احتراق داخلی است که روی بنزین ، دیزل یا متان / پروپان کار می کند. یک تراکتور یا ژنراتور ماشین نیاز به حذف سیم پیچ و نصب آهنرباهای نئودیمیوم دارد.

چه چیزی لازمه؟

رایج ترین گزینه استفاده از موتور ماشین لباسشویی برای ژنراتور خانگی است . اگر "ماشین لباسشویی" قدیمی در دسترس نیست ، می توانید چنین موتوری را در مغازه های آشغال موجود در بازار خانوار ، در نزدیکترین مرکز خدمات لوازم خانگی یا یک فروشگاه تخصصی پیدا کنید. سفارش چنین موتوری از چین مشکلی ندارد.

اساساً در ماشین های لباسشویی از موتور ناهمزمان بدون برس استفاده می شود.

هر دو نوع جدید و استفاده شده برای مدت طولانی کار خواهند کرد. قدرت 200 وات را می توان به راحتی به کیلووات یا بیشتر تبدیل کرد.

مواد (ویرایش)

برای مونتاژ ژنراتور ، علاوه بر موتور ، شما نیاز دارید:

• آهنرباهای نئودیمیوم در اندازه های 20 ، 10 و 5 میلی متر (در مجموع 32 عدد) ؛
• دیودهای یکسو کننده یا یک پل دیودی با جریان دهها آمپر (قانون ذخیره دو برابر قدرت را رعایت کنید) ؛
• چسب اپوکسی ؛
• جوشکاری سرد ؛
• سمباده؛
• قلع از کنار قوطی قلع.

آهن ربا به صورت آنلاین از چین سفارش داده می شود.

ابزارها

ابزارهای زیر روند تولید را تسریع می کند:

• تراش ؛
• قیچی
• پیچ گوشتی با نازل ؛
• انبر.

در صورت عدم وجود تراش ، با دوستی که می داند چگونه روی چنین تراش کار کند ، تماس بگیرید.

طرح ها و نقشه ها

ژنراتور به عنوان یک دستگاه جریان متناوب تولید می کند ، که باید به جریان مستقیم تبدیل شود و به مقدار ولتاژ مورد نیاز برسد. اگر یک موتور ژنراتور مثلاً 40 ولت تولید کند ، بعید است که این مقدار برای اکثر لوازم الکترونیکی مصرفی که از 5 یا 12 ولت DC یا 127/220 ولت AC استفاده می کنند ، مقدار مناسبی باشد.

شماتیک کل نصب ، که توسط زمان و میلیون ها کاربر ثابت شده است ، شامل یکسو کننده ، کنترل کننده ، باتری و اینورتر است .یک باتری ماشین با ظرفیت 55-300 آمپر ساعت به عنوان ذخیره کننده بافر انرژی ذخیره شده استفاده می شود. ولتاژ کارکرد آن 10 ، 9-14 ، 4 ولت با شارژ چرخه ای (چرخه تخلیه کامل شارژ) و 12 ، 6-13 ، 65 با بافر است (زمانی که نیاز به شارژ باتری تا حدی تخلیه شده دارید ، به صورت دوز خورده).

به عنوان مثال ، کنترل کننده همان 40 ولت را به 15 تبدیل می کند. کارایی آن در ولتاژ 80-95 ranges متغیر است-بدون احتساب تلفات در یکسو کننده.

ژنراتور سه فاز بیشترین کارایی را دارد . -خروجی آن 50 more بیشتر از یک فاز تک است ، در حین کار ارتعاشی نمی کند (ارتعاش ساختار را شل می کند و باعث کوتاه مدت شدن آن می شود).

سیم پیچ های سیم پیچ هر یک از مراحل با یکدیگر متناوب هستند و به صورت سری به هم متصل می شوند - مانند قطب آهنرباها ، یکی از طرفین رو به سیم پیچ ها.

وظیفه اینورتر تبدیل ولتاژ ثابت حدود 12 ولت گرفته شده از باتری به ولتاژ متناوب حدود 220 است.

لوازم خانگی و لوازم الکترونیکی مدرن قادر به کار از 110 ولت هستند (استاندارد آمریکایی برای شبکه های خانگی) تا 250 - توصیه نمی شود بیشتر به لوازم و دستگاه های شبکه بدهید. همه مبدل ها ضربه ای هستند ، در مقایسه با خطی ، تلفات حرارتی آنها بسیار کمتر است.

مراحل ساخت

برای اصلاح طراحی موتور القایی ، موارد زیر را انجام دهید

1. موتور را جدا کرده و روتور را خارج کنید.
2. صفحات را از آرمیچر روتور جدا کنید. آنها را به عمق 2 میلی متر برش دهید.
3. برای آهن ربا شیارهایی تا عمق 5 میلی متر ایجاد کنید.
4. یک نوار ورق قلع برای آهن ربا علامت گذاری کنید. آنها باید به طور مساوی از یکدیگر فاصله داشته باشند - این از از دست دادن غیر ضروری قدرت نصب جلوگیری می کند.
5. آنها را با چسب فوق العاده به این نوار قلع وصل کنید. نوار را با آهنربا روی لنگر ثابت کنید.
6. فضای بین آهن ربا را با جوش سرد یا چسب اپوکسی پر کنید.
7. سوراخ ها و ناهمواری های روی روتور را با کاغذ سنباده بردارید.
8. یاتاقان ها و پیچ های موتور را بررسی و در صورت لزوم تعویض کنید.

مولد موتور را مونتاژ کنید. دستگاه برای نصب بیشتر آماده است. برای بررسی دستگاه ، شفت آن را در گیره مته یا پیچ گوشتی محکم کرده و تا 1000 دور در دقیقه سرعت دهید.

ولتاژ انتهای سیم پیچ از 110 ولت را می توان مناسب در نظر گرفت.

در مقدار کمتر ، خطا در تناوب ناهموار آهن ربا در هر نقطه از دایره چرخش آرمیچر نهفته است.

برای مونتاژ توربین بادی موارد زیر را انجام دهید

1. قطعات یکسان را از یک لوله PVC با قطر 11-16 سانتی متر برش دهید ، طول آنها به تیغه های آینده مربوط می شود.
2. در هر بخش ، یک خط دلخواه بکشید و 22 میلی متر از آن در هر دو طرف عقب نشینی کنید. بر این اساس ، عرض یک تیغه به 44 میلی متر می رسد. این عمل را برای انتهای مخالف بخش خط تکرار کنید.
3. مستقیم نقاط شدید را در یک طرف خط مرکزی متصل کنید.
4. در طرف دیگر خطوط تیغه آینده را ترسیم کنید.
5. تیغه حاصل را بریده و با تیز کردن قسمت انتهایی آزاد آن را گرد کنید. مراحل بالا را برای بقیه تیغه ها تکرار کنید.
6. با استفاده از آداپتور بوش ، تیغه ها را به هاب وصل کنید. پیچ و مهره با مهره و واشر فنری به عنوان بست مناسب هستند. عرض هر تیغه در تمام طول آن از 44 تا 88 میلی متر متغیر است.

این مقدار کافی است تا باد با سرعت 3 متر بر ثانیه پروانه را بچرخاند.ساختار حاصله باید متعادل باشد - تعادل صحیح مانع از ایجاد نقاط کوری می شود که هنگام چرخاندن پروانه باعث کاهش سرعت ژنراتور می شود.

یک موتور ژنراتور با پروانه نصب شده می تواند در یک آستین محافظ قرار گیرد که از آن در برابر بارش جوی محافظت می کند. خشک ماندن در همه شرایط آب و هوایی ، محافظت شده از باران و برف ، ژنراتور سالها دوام می آورد. برای جمع آوری محافظ ، موارد زیر را انجام دهید:

1. در یک لوله با قطر 7.5 سانتی متر ، یک شیار طولی به عرض 2 سانتی متر برش دهید.
2. انتهای پشتی لوله برش را با زاویه 45 درجه برش دهید.
3. ژنراتور موتور را با پروانه در این لوله قرار دهید و آن را به آن ثابت کنید.

برای چرخش آزاد موتور به مفصل گردان بلبرینگ نیاز است ، مشابه آنچه در پنکه داخلی وجود دارد . می تواند بی وقفه به هر دو طرف بچرخد.

به طوری که کابل ، که با کمک آن جریانهای ایجاد شده در سیم پیچ استاتور برداشته می شود ، پیچیده نشود یا نچرخد ، اتصال در لولا باید کشویی باشد ، اما یک اتصال الکتریکی قابل اعتماد و پایدار موتور ژنراتور را با واحدهای عملکردی مدار بیشتر واقع شده است.

بهترین تماس با پایانه های روکش طلا که از هر فناوری قدیمی گرفته شده اند ، ارائه می شود.

استفاده از تماس قلم مو - گرافیت غیر قابل توجیه است - گرافیت دارای مقاومت الکتریکی نسبت به آلومینیوم و فولاد است و قدرت نصب به طور قابل توجهی کاهش می یابد. لولا بر روی پایه ای ساخته شده از یک قطعه لوله شکل نصب شده است. پس از مونتاژ ، آنها بررسی می کنند که آیا مکانیزم گردان حاصله گیر کرده است ، نمی چرخد و آیا کابل خراب شده است یا خیر.

با ایجاد یک تماس کشویی و چرخش رایگان نصب در جهت باد ، یک ساقه ، ساخته شده ، به عنوان مثال ، از یک لوله پلاستیکی آب و یک تکه ورق پلاستیکی یا آلومینیومی ، به بدنه خارجی اضافی موتور متصل می شود.

یک لوله گرد یا پروفیل به عنوان تکیه گاه استفاده می شود که یک سر آن در زمین بتن ریزی می شود - حداقل یک متر. به طوری که حمایت با گذشت زمان از طوفان دور نمی شود ، با سه یا شش خط کشش تکمیل می شود ، در مرکز با زاویه یکسان همگرا شده و در جهات مختلف هدایت می شود.

پس از اتمام مونتاژ قسمت موتور ژنراتور ، در صورت لزوم یک یکسو کننده دیود در کنار موتور نصب می شود . تلفات جاری در سیمها را می توان با استفاده از ترانسفورماتور تقویتی واقع در نزدیکی مجموعه ژنراتور - مانند خطوطی که برق صنعتی را در مسافتهای طولانی منتقل می کنند - بطور قابل توجهی کاهش داد.

مطابق نمودار ، کنترل کننده شارژ ، باتری و اینورتر گنجانده شده است. توربین بادی کاملاً مونتاژ شده و آماده حرکت است.

توصیه ها

یک آسیاب بادی خانگی برای یک خانه خصوصی ولتاژ ثابت یا متناوب چند ده ولت ایجاد می کند ، که خطر بیشتری برای فرد ایجاد می کند. مخاطبین و سیمهای زنده باید به طور قابل اطمینان عایق بندی شوند - آب باران یک محیط اسیدی است که جریان الکتریکی را به خوبی هدایت می کند.

کار بر روی ماشین تراش یا چرخ در عینک و دستکش محافظ انجام می شود. مونتاژ مدار هنگام کار توربین بادی ممنوع است.

انرژی باد متزلزل است. بهترین راه حل ، یک ژنراتور با سرعت پایین با بیش از دوازده آهن ربا و سیم پیچ است. هرچه تعداد سیم پیچ ها بیشتر باشد سیم سیم پیچ ضخیم تر باید باشد . بسیار نازک بودن یک بخش به دلیل مقاومت کلی دهها اهم ، قدرت مفید ژنراتور را چندین برابر بیشتر کاهش می دهد. برای بارهای جدی - به عنوان مثال ، از اجاق برقی یا ماشین لباسشویی - در 220 ولت ، جریان تا 10 آمپر.

طراحی ژنراتور خانگی - مگر اینکه از موتور تبدیل شده برای تولید برق استفاده شود - باید کاملاً صاف و متقارن باشد . قبل از نصب سیم پیچ و آهن ربا ، خود "چرخان" باید در مرکز قرار گیرد. مهم نیست که از چه چیزی استفاده می شود - یک سی دی دور ریخته شده یا یک نسخه کوچک مینیاتوری از آسیاب بادی ، کوچکترین عدم تعادل در حال حاضر غیرقابل قبول است.

سعی کنید به حداقل سر و صدا برسید - در حالت ایده آل ، باید وجود داشته باشد . اگر از نصب شما که در محل بلبرینگ روغن کاری نمی شود ، به دلیل جیغ زدن و ضربه زدن دائمی هنگام چرخش ، شکایت شود ، چنین شکایتی می تواند به مشکلاتی در قانون منجر شود ، به ویژه در شب. بقیه دلایل ادعای شما به عنوان مالک توربین بادی ناچیز است - توربین های بادی کاملاً قانونی هستند ، زیرا صاحب این دستگاه با آن در مقیاس صنعتی برق تولید نمی کند ، همانطور که در اروپا و آمریکا انجام می شود.

نصب نباید خیلی زیاد باشد - بالای ستون هایی که خطوط برق از کنار آنها عبور می کنند . در هر شهر ، شهرک کلبه ای یا شهرک روستایی ، محدودیتی در ارتفاع سازه های ساخته شده وجود دارد.

به عنوان مثال ، تأمین برج 40 متری برای یک ایستگاه پایه سلولی نیاز به یک سری مجوزها و ممیزی از مقررات دولتی دارد. همین امر در مورد توربین های بادی نیز صدق می کند.

با رویکرد صحیح و فوق العاده مسئولانه به حل مشکل برق با استفاده از ژنراتور باد ، مصرف کننده از خرابی های ناشی از قطع برق رهایی می یابد. همیشه بهتر است پیشقدم - در چارچوب قانون - باشیم تا اینکه سالها منتظر وعده مقامات باشیم.