Na napájanie vyrobenej nabíjateľnej LED žiarovky ich opis na webovej stránke sa vyrába a v súčasnosti sa používa veterný generátor na báze jednosmerného motora (24 V / 0,7 A) s permanentnými magnetmi. Generátor vetra za priemerných poveternostných podmienok v závislosti od rýchlosti vetra poskytuje výstupné napätie 0,8 až 6,0 voltov a prúd až 200 mA. Stabilizovaný menič napätia následne prevádza toto jednosmerné výstupné napätie z veterného generátora na požadované jednosmerné napätie, ktoré je dostatočné na nabitie batérie alebo poskytnutie požadovanej záťaže.
Navrhovaný veterný generátor je jednoduchý na výrobu, nevyžaduje presné výpočty a výrobu zložitých častí, získanie drahých komponentov. Okrem variantu uvažovaného vo vyššie uvedenom článku môže taký veterný generátor nájsť aj ďalšie aplikácie. Používame ho tam, kde je potrebné malé množstvo elektriny na napájanie nízkoenergetického zariadenia. Napríklad na prevádzku kompaktnej meteorologickej stanice, monitorovanie hladiny vody v nádrži, núdzové osvetlenie a riadenie automatizácie skleníka. Počas dňa, za prítomnosti vetra, batéria zariadenia so zdrojom dostane bezplatnú energiu vetra a v pravý čas ju podľa potreby poskytne spotrebiteľovi. Veterná energia, ktorá k nám prichádza, samozrejme nie je veľká, ale prichádza k nám takmer neustále. A ak vytvoríte zariadenie na jeho akumuláciu a použitie Urob to sámZ improvizovaných materiálov je potom táto energia bezplatná a zariadenie bude navyše ekonomické, kompaktné, mobilné a neprchavé.
Tento článok navrhuje výrobu veterného generátora z jednosmerného motora.
Výroba veterného generátora.
1. Výber elektrického generátora.
Na použitie ako generátor s nízkym výkonom pre zariadenie môžete použiť hotový krokový motor bez úprav. Ak je to možné, pre maximálny výkon sa odporúča používať motor s čo najmenším zlepením hriadeľa a s čo najväčším počtom krokov na otáčku. Je možný variant zmeny elektrického motora alebo štartéra na generátor. Na internete sú opísané rôzne možnosti prepracovania.
V našom prípade bola zvolená najjednoduchšia možnosť.Ako elektrický generátor používame jednosmerný motor (24 V / 0,7 A) s permanentnými magnetmi, ktorý nevyžaduje úpravy. Má vlastnosť reverzibilnosti - keď sa jeho hriadeľ otáča, objaví sa na kontaktoch motora napätie. Tento elektrický motor bol odstránený z morálne zastaralého počítacieho stroja.
2. Výber konštrukcie vrtule.
V prvej verzii konštrukcie veterného generátora sa za účelom zjednodušenia výroby ako základ vrtule použila plastová vrtuľa s vhodným priemerom pristátia od priemyselného ventilátora. Aby sa zvýšil krútiaci moment na hriadeli generátora, pridala sa dĺžka jeho lopatiek s tenkostennými kovovými doskami s profilom podobným originálu.
Tento návrh vrtule však zlyhal. Pri silnom vetre sa kovová vrstva lopatiek kvôli nízkej tuhosti plastovej vrtule odklonila dozadu a zasiahla konštrukčný stojan, ktorý nakoniec skončil zlyhaním.
Pri vypracovaní prvej možnosti som sa rozhodol pre návrh technologického profilu lopatiek a ich dĺžky. Tieto parametre vrtule ovplyvňujú jeho citlivosť na slabé vetry a prevládajú. Je potrebné, aby vrtuľa mohla pri slabom vetre prekonať prilepenie hriadeľa (príťažlivosť statorových magnetov) a začať rotáciu.
3. Výroba vrtule. Vyberáme alebo vyrábame náboj pre inštaláciu a pripevnenie vrtuľových listov.
V našom prípade ide o hliníkovú prírubu (4 mm hrubá, vonkajší priemer 50 mm) s axiálnym otvorom pozdĺž priemeru výstupného hriadeľa motora (8 mm - ozubené koleso je pritlačené na hriadeľ, dlhé 10 mm) a štyri rovnomerne rozmiestnené otvory M4 na namontovanie čepelí. Na pripevnenie náboja na hriadeľ namontujte do neho jednu alebo dve skrutky M4 (pozri fotografiu).
4. Výroba listov vrtule.
Z pozinkovaného plechu s hrúbkou 0,4 - 0,5 mm sme rezali 4 obrobky vo forme lichobežníka s rovnoramennou výškou: výška 250 mm, základňa 50 mm, horná strana 20 mm. Čepele ohýbame na polovicu pozdĺž výšky lichobežníka (vytvárajúc výstužné rebro) pod uhlom 45 stupňov (pozri fotografiu). Zarovnávame ostré hrany a rohy (pre našu bezpečnosť).
5. Inštalácia a upevnenie listov vrtule.
Čepeľ umiestnime na náboj tak, aby bod ohybu na základni bol nad osou náboja a susedná polovica základne bola nad montážnym otvorom náboja (pozri fotografiu). Do čepelí označíme a vyvŕtame otvor pre susednú upevňovaciu skrutku s priemerom 4,2 mm. Listy vrtule upevňujeme jeden po druhom pomocou skrutiek.
6. Vyrovnávanie vrtule.
Vykonávame statické vyváženie vrtule. Za týmto účelom inštalujeme a pripevňujeme vrtuľu na kalibrovanú (leštenú) tyč s priemerom rovným priemeru výstupného hriadeľa motora. Tyč kladieme s vrtuľou na dve vodorovne kalibrované na úrovni pravítka (povrchy vzorov) umiestnené na koncoch tyče. V tomto prípade sa vrtuľa otočí a jedna z čepelí klesne. Vrtuľu otáčame o štvrtinu otáčky a ak sa rovnaká čepeľ opäť znížila, musí sa odľahčiť odrezaním úzkeho kovového pásu zo strany čepele. Podobnú operáciu opakujeme, až kým sa tyč s vrtúľou nezastaví po inštalácii v ľubovoľnej polohe.
7. Výroba lopatkovej časti veterného generátora.
Hliníkový štvorec sme rozrezali na 20 x 20 mm na dĺžku 250 mm. Na jednu stranu štvorca pre jednu alebo dve skrutky (nity) inštalujeme vertikálny stabilizátor smeru vetra.
Na druhú stranu štvorca namontujeme a pripevníme svorku na dve skrutky, aby sme zaistili motor - generátor. Svorka a stabilizátor sú tiež vyrobené z pozinkovaného plechu s hrúbkou 0,4 až 0,5 mm (je možné použiť antikorózny materiál). Dĺžka svorky sa rovná dĺžke motora. Dĺžka stabilizátora je približne 200 mm, tvar je podľa chuti výrobcu.
Na spodnej polici štvorca v strede svorky pevne pripevnite tyč (je potrebné zabezpečiť jej ochranu proti korózii), aby sa štruktúra namontovala do rúrky vzpery veterného generátora. Najlepšia voľba na určenie polohy tejto tyče je určiť ťažisko vopred zmontovanej a kompletne zostavenej konštrukcie, po ktorej nasledujú vrtné otvory na upevnenie tyče.
8. Zostavenie veterného generátora.
Nainštalujeme motor - generátor na miesto a pripevníme ho svorkou. Vrtuľu upevňujeme na výstupný hriadeľ motora. Aby sme ochránili generátor pred atmosférickými zrážkami, vyrežeme a namontujeme ochranný plot z vhodnej plastovej fľaše. Upevnite ho skrutkou.
9. Ladenie veterného generátora.
Namontujte zostavený veterný generátor na otvorené miesto v smere vetra. Vytvárame variabilný profil lopatiek. Zahnutú časť lopatiek ohýbame tak, aby na koncoch lopatiek (úzka časť) bola hodnota končatiny 10 ... 15 stupňov (minimálny odpor vzduchu pri maximálnej obvodovej rýchlosti lopatiek). Do stredu vrtule sa veľkosť končatiny na čepeli mení na 30 ... 45 stupňov. S rastúcim uhlom ohybu sa zvyšuje citlivosť veterného generátora na vietor, ale v dôsledku zvýšenia odporu klesá rýchlosť generátora, čo vedie k zníženiu výstupných charakteristík. Preto zmenou uhla končatiny lopatiek vyberieme optimálny profil vo vetre.
10. Inštalácia veterného generátora.
Na inštaláciu veterného generátora sa z potrubia (voda) pripevní stojan požadovanej výšky (najlepšie nad okolité stromy) a pripevní sa k objektu. Montážna tyč veterného generátora sa musí voľne otáčať v rúrkovom stojane. Pred inštaláciou sa na hriadeľ generátora vetra postupne umiestni sekvenčná podložka - medziľahlá podložka na uľahčenie otáčania, špirálová pružina na vyrovnanie zvyškovej nevyváženosti vrtule, ochranná podložka na zníženie vnikania zrážok do rúrky stojana (v tomto návrhu je nainštalovaná matica vhodnej veľkosti).
Drôt z generátora je mechanicky pripevnený od zlomenia kontaktu, zostupuje pozdĺž stojanu s okrajom v dĺžke pre možné krútenie okolo stojana a povinnou slučkou na odkvapkávanie kvapiek zo zrážok pred vstupom do spotrebiteľa.
