Ветровой микрогенератор с ротором Савониуса. Часть 2 Дата: 30.11.2010 Раздел: Механика
Вторая часть статьи об изготовлении самодельного ветрогенератора с вертикальной осью ротора.
Электрогенератор
В качестве генератора я использовал двигатель постоянного тока с сильными постоянными магнитами от старых ленточных накопителей компьютера.
Это очень надёжные, хорошо сконструированные двигатели размером со стартер большого автомобиля. Они просты и надежны, и в качестве генераторов являются чрезвычайно эффективными. Подключите к одному из них лампочку от карманного фонаря, и лампочка взорвется при быстром вращении вала!
Ротор надевается прямо на вал двигателя, и фиксируется с помощью нержавеющего стального болта.
В этой конструкции я решил отказаться от использования верхнего подшипника. Подшипники в двигателях привода ленты, оказались такими же, как внутренние подшипники генератора автомобиля, и местный магазин дал мне технические характеристики подобных подшипников. Там сказали, что большинство подобных подшипников выдерживают радиальные нагрузки (ветровая нагрузка на подшипник) до 450 кг, а осевую нагрузку (нагрузка от веса ротора) до 45 кг.
Этого было для меня достаточно, поэтому я решил-таки отказаться от верхнего подшипника и посмотреть, как вращается турбина.
Мачта
Мачта была сделана из водосточной ПВХ трубы диаметром 150 мм и длинной 2200 мм, такой же, как и для ротора. В пределах такой длины, ПВХ трубы довольно прочны.
Труба была помещена в яму, вырытую в земле на глубину 400 мм, и забетонирована.
Если мачту все же сгибает в сильный ветер, и если это окажется проблемой, ее жесткость можно легко увеличить, заполнив бетоном.
Генератор крепится к верхнему концу водосточной трубы.
Двигатель постоянного тока установлен на пластиковой крышке, с помощью которой крепится на мачте.
Лицевая панель генератора имеет четыре резьбовых отверстия для винтов, поэтому соответствующие отверстия были просверлены в крышке, и одно отверстие большего диаметра в центре для вала.
Вид двигателя спереди с резьбовыми отверстиями в лицевой панели.
На задней крышке генератора закреплены три пластмассовых уголка, которые используются для плотной посадки двигателя в мачте.
Само по себе это крепление было не достаточно надежным. Пластмассовая крышка могла бы деформироваться и, в конечном счете, оторваться, поэтому я прикрепил к другому торцу генератора три коротких пластмассовых уголка 25×25×3 мм.
Они были прикреплены к двигателю с помощью винтов с нижней стороны, и отмечу, вдали от центра генератора. Они образовали круг такого же диаметра, как и внутренний диаметр трубы, так что, когда генератор был вставлен внутрь трубы, вся конструкция приобрела жесткость.
Надеюсь, это будет достаточно, но подозреваю, что крышка все же может не выдержать нагрузок, так что, возможно, придется заменить ее на такую же металлическую.
Использован готовый повышающий преобразователь из числа покупных наборов. Он начинает работать всего лишь от четырех вольт, выходное напряжение, которое поступает на аккумулятор, стабилизируется на уровне 14 В.
Согласование напряжений
Выходное напряжение генератора при скорости вращения от вышеописанного ротора Савониуса на самом деле довольно низкое. При 200 об/мин выходное напряжение только около четырех или пяти вольт.
Этого явно недостаточно для заряда 12-вольтового аккумулятора, но очень умная схема помогла решить эту проблему.
Недавно эта схема была опубликована в одном из электронных журналов. Эта схема позволяет заряжать один 12-вольтовый аккумулятор от другого.
Это устройство было использовано для заряда малого герметичного свинцово-кислотного аккумулятора от автомобильного аккумулятора. Схема обеспечивала повышение напряжения автомобильного аккумулятора до стабилизированного уровня примерно 13.8 вольт.
Я опробовал некоторые из них от различных поставщиков, и все они работали достаточно хорошо.
Одно из устройств я использовал от заброшенного проекта. Я проверил и обнаружил, что оно выдает необходимые 13.8 В всего лишь от четырех вольт на входе.
Это был набор, первоначально купленный у Jaycar Electronics. Таких больше не продают, но теперь эта фирма предлагает другой набор. Он называется «Солнечный преобразователь напряжения», на его вход подается напряжение от одного до десяти вольт, а выходного напряжения достаточно для заряда 12-вольтового аккумулятора.
Оказалось, набор идеален для моей турбины, поэтому я подключил его к генератору и проверил. При частоте вращения в 200 об/мин я получил полное зарядное напряжение с зарядным током, увеличивающимся при повышении скорости вращения ротора.
Окончательная сборка
Схема была помещена в корпус и опущена вниз внутрь трубы перед установкой генератора и крышки. Кабель с выхода схемы идет вниз внутри мачты и выходит наружу через отверстие в нижней части мачты, через защитный гибкий трубопровод к корпусу, в котором установлена схема управления воротами.
Мачта и турбина были окрашены в зеленый цвет, чтобы сливались с окружающей средой. На фотографии показана турбина до покраски.
Для предотвращения попадания воды в генератор и подшипники, по периметру нижней части турбины будет прикреплена юбка.
Расходы
Постройка турбины обошлась очень дешево, самая дорогая часть – это бывший в употреблении двигатель ленточного накопителя, который стоит $25. Набор преобразователя напряжения стоил $24 пару лет назад, остальные материалы достались бесплатно.
Бывшие в употреблении водопроводные трубы были найдены на строительной площадке, алюминиевый лист использован от каких-то старых знаков, которые я нашел в мастерской.
Вот другие расходы: доллар или два стоит краска и заклепки, и $5 мешок цемента.
На английском языке:
Перевод: Андрей Гаврилюк по заказу
Реклама:
Это статья с сайта: Всё о мобильной энергии - солнечные батареи и другая электроника для туристов https://www.mobipower.ru
