Riigivõlakirjadega jalgrattaga sõites nägin ma töötav tuulegeneraatorit:
Stepper mootorid
Üks kõige tõhusamaid võimalusi väikestele omatehtud Tuuleenergia on kasutada samm-mootori (SM) (inglise keeles tihendada (stepper, samm) mootor.) -, et mootori võlli pöörlemise koosneb väikestest sammudest. Stepper-mootori mähised on ühendatud faasides. Kui vool kehtib ühele faasile, liigub võll ühe sammu.
Need mootorid on madala kiirusega ja sellise mootoriga generaatorit saab ilma reduktorita ühendada tuuleturbiiniga, Stirlingi mootoriga või muu madala kiirusega toiteallikaga. Kui kasutatakse tavapärast (kollektor) alalisvoolumootorit kui generaatorit, siis selleks, et saavutada samad tulemused, oleks vaja 10-15 korda suuremat kiirust.
Motiiv shagovika on piisavalt kõrge käivitusmomenti (isegi ilma generaatoriga ühendatud elektriliselt koormata) on 40 grammi jõu sentimeetri kohta.
Generaatori efektiivsus SD-ga ulatub 40% -ni.
Stepper-mootori funktsionaalsuse kontrollimiseks võite ühendada näiteks punase LED-i. Mootori võlli pööramisel saate vaadata LED-i säravat. LED-i polaarsus pole oluline, kuna mootor genereerib vahelduvvoolu.
Selliste võimsate mootorite hulgast on viiekujulised disketiseadmed, samuti vanad printerid ja skannerid.
Näiteks mul on SD-st vana 5.25-tolline ketas, mis oli endiselt ZX Spectrum'iga ühilduva arvuti "Byte" osa.
Selline ajam sisaldab kahte mähist, mille otsad ja mille keskel tehakse järeldusi - mootori kogus on välja arvutatud kuus juhtmed:
lahtivõetud samm-mootor
Vasakul näete mootori rootori, millel on nähtavad "triibulised" magnetpoldid - põhjas ja lõunas. Asturi keerdest paremale, mis koosneb kaheksa rullist.
Pool mähisest on resistentsus
Ma kasutasin seda mootorit minu tuulegeneraatori originaalkujul.
Epoch Electronics Corp. vähem võimsam Stepper Motor T1319635 HP Scanjet 2400 skannerist viis järeldused (unipolaarne mootor):
Pooltäppude takistus on 58 oomi, mis on näidatud mootori korpusel.
Tuulegeneraatori täiustatud versioonis kasutasin Robotron SPA 42 / 100-558 astmelist mootorit, mis on valmistatud GDR-is ja mille nimivõimsus on 12 V:
Tuuleturbiin
Võimalikud on tuuleturbiini tööratta telje (turbiini) asukoha kaks võimalust - horisontaalsed ja vertikaalsed.
Tuule suunas paikneva telje horisontaalse (kõige populaarsema) asukoha eelis on tuuleenergia efektiivsem kasutamine, ebasoodne on disaini keerukus.
Valisin vertikaaltelje paigutuse - VAWT (vertikaaltelje tuuleturbiin), mis oluliselt lihtsustab konstruktsiooni ja ei nõua tuule orienteerumist. See valik sobib katusel paigaldamiseks, see on palju tõhusam tuule suuna kiirete ja sagedaste muutuste korral.
Ma kasutasin tuuleturbiini tüüpi, mida nimetatakse Savonius tuuleturbiiniks (inglise Savonius tuuleturbiin). 1922. aastal leiutati Sigurd Johannes Savonius Soomest.
Sigurd Johannes Savonius
Töö Savonius tuuliku põhineb asjaolul, et resistentsus (Vene drag.) Sissetulevad õhuvoolus - tuule nõgus silindriga pinna (terad) rohkem kui kumer.
Tõmbetakistuse koefitsiendid $ C_D $
kahemõõtmelised kehad:
nõgus pool silindrist (1) - 2,30
silindri (2) kumer pool - 1,20
lame ruutplaat - 1,17
kolmemõõtmelised kehad:
nõgusav õõnsad poolkera (3) - 1,42
kumerne õõnsa poolkera (4) - 0,38
sfäär - 0,5
Need väärtused on antud Reynoldsi numbrite jaoks vahemikus $ 10 ^ 4 - 10 ^ 6 $. Reynoldsi arv iseloomustab keha käitumist keskkonnas.
Keha vastupidavus õhuvoolule $
See tuuleturbiin pöörleb samas suunas, olenemata tuule suunas:
Seda tööpõhimõtet kasutatakse tassi anemomeetril (inglise tassi anemomeetril) - seadet tuulekiiruse mõõtmiseks:
Sellist anemomeetrit leiutati 1846. aastal Iiri astronoom John Thomas Romney Robinson (John Thomas Romney Robinson):
Robinson uskus, et tema neljaosalise anemomeetri tassid liiguvad kiirusega, mis võrdub kolmandiku tuulekiirusega. Tegelikkuses on see väärtus vahemikus kaks kuni veidi rohkem kui kolm.
Praegu kasutatakse tuule kiiruse mõõtmiseks kolmeosalise anemomeetrit, mille on välja töötanud Kanada meteoroloog John Patterson (John Patterson) 1926. aastal.
EBay kaudu müüakse vertikaalse mikroturbiini DC kollektori mootoritega generaatorid umbes $ 5:
See turbiin koosneb neljast terasid piki kahte risti telje tiivikuga.Mõlemad 100 mm läbimõõduga 60 mm kõrguse tera, kõõlu pikkus 30 mm ja 11 mm segmentides. Tööratas on monteeritud DC kollektori mootoriga võllile, mille märgistus on JQ24-125H670. Selle mootori nominaalne toitepinge on 3. 12 V.
Sellise generaatori poolt genereeritud energia on piisavalt "valge" LED-i kuma.
Savoniusa tuuleturbiini pöörlemiskiirus ei saa ületada tuule kiirust, Kuid seda disaini iseloomustab suur pöördemoment (Inglise pöördemoment).
tuuliku tõhusust saab hinnatud võrreldes genereeritud toidet tuulegeneraatori võimsus sisalduv tuult puhutud turbiini:
$ P = <1over 2> rho S
Esialgu kasutati minu generaatori tiivikul neli laba segmentide (poolide) kujul, mis olid lõigatud plasttorud:
Ma paigaldasin kokkupandud struktuuri puidust mastist, mis on valmistatud puidust ja kõrge (6 m 70 cm) puust-mastiga, mis on kinnitatud metallraamile:
Generaatori puuduseks oli piisavalt suur tuulekiirus, mis oli vajalik labade ketramiseks. Pinna suuruse suurendamiseks kasutasin terasid lõigatud plastpudelid:
Segmentide suurused -
segmendi pikkus - 18 cm;
segmendi kõrgus - 5 cm;
segmendi ahela pikkus on 7 cm;
Vahemaa segmendi algusest pöörlemistelje keskkohani on 3 cm.
Probleem oli tera hoidjate tugevus. Alguses kasutasin Nõukogude laste disaineriga perforeeritud alumiiniumvardasid paksusega 1 mm. Pärast mitu operatsiooni päeva põhjustasid tugevate tuulerõivaste libisemine (1). Pärast seda ebaõnnestumist otsustasin lõikekettahoidjaid lõigata fooliumkollasest tekstioliidist (2) paksusega 1,8 mm:
Tuulegeneraatori uue versiooni kogenud töö näitas selle usaldusväärsust isegi tugevate tuulerõivaste korral.
Savoniusi turbiini puuduseks on madal efektiivsus - Ainult umbes 15% tuuleenergiast muudetakse võlli pöörlemisenergiaks (see on palju väiksem, kui seda saab saavutada Darya tuuleturbiin (Inglisekeelne Darjeuse tuuleturbiin)), kasutades lifti (ingliskeelne lift). Seda tüüpi tuuliku leiutas prantsuse õhusõidukite disainer Georges Darrieus (Georges Jean Marie Darrieus) - USA patent 1931 № 1835018.
Daria turbiini tagasilöök on see, et see on väga halb, iseseisvalt käivitades (tuuleturbiinide pöördemomendi tekitamiseks peaks see olema juba lahti keeratud).
Stepper-mootori poolt genereeritud elektrienergia muundamine
Järeldused stepper mootor saab ühendada kaks sildalaldid kogutud Schottky dioodid, et vähendada pingelangus dioodid.
On võimalik kasutada Schottky dioodid 1N5817 populaarne maksimaalne vastupinge 20 V, 1N5819 - 40 V ja maksimaalne keskmine puhastatud alalisvool 1. A. I ühendatud alaldi väljastab järjest suurendada väljundpinge.
Võite kasutada ka kahte alalisvoolu keskmist punkti. Selline alaldi vajab kaks korda vähem dioodi, kuid samal ajal vähendatakse väljundpinget poole võrra.
Siis pulseeriv pinge silutakse mahtuvuslik filter - 1000 uF kondensaatori 25 V. Et kaitsta kõrgepinge genereeritud üle kondensaatori sisaldu tunneldioodStencils 25 V.
Tuuleturbiini rakendus
Tuulegeneraatori poolt tekitatav pinge sõltub tuule kiiruse suurusest ja püsivusest.
Kui tuul, kiikides õhukesi puuharusid, ulatub pinge 2-ni. 3 V.
Pikkade oksade tuule pöördega jõuab pinge 4ni. 5 V (tugeva löögi korral - kuni 7 V).
LIIDU JOONIS
Tuuleturbiini kondensaatori sujuva pinge saab toita Joule Thief - madalpinge DC-DC muundur
Väärtusest takisti R valitakse eksperimentaalselt (sõltuvalt liigist transistori) - kohane kasutada muuttakistiga 4,7 oomi ja järk-järgult vähendada resistentsuse stabiilse talitluse tagamiseks konverteri.
I kiirenenud konverteri põhjal pnp germaaniumi-transistori GT308V (VT) ja impulsstrafot MIT-4B (mähis L1 - järeldusi 2-3, L2 - terminalide 5-6):
JONISTORITE TASUD (SUPERCONDENDORID)
Ionistor (supercapacitor, inglise supercapacitor) on kondensaatori ja keemilise vooluallika hübriid.
Ionistor - mittepolaarne element, kuid üks juhtmeid saab tähistada noolega - et näidata jääkpinge polaarsust pärast selle laadimist tehases.
Suhe Alusõppes I kasutatakse ionistor 5R5D11F22H võimsusega 0,22 F 5,5 V pingega (läbimõõt 11,5 mm, kõrgus 3,5 mm):
Ionistori maksimaalse laadimispinge piiramiseks võite kasutada zeneri dioodi või LED-ketti - ma kasutan ahelat kaks punased valgusdioodid:
Selleks, et vältida juba laetud ionisti tühjenemist piiratud LEDide HL1 ja HL2 kaudu, lisasin ma veel ühe dioodi - VD2.
Jätkatakse
Tuuleturbiin 2W põhjal samm-mootoril
See tuulegeneraator I tegi huvi ja teadmisi tuuleenergias ning ei oodanud selliseid tulemusi. Minu tuuleveski võim oli 6 voldise pingega umbes 2 vatti. Otsustasin kohandada seda tänavavalgustuse kui keskkonnasõbraliku valgusallikana, sest küla, kus ma elan, on peaaegu alati nõrk tuul. Ma kohandasin seda ka telefoni laadimiseks.
Tuulegeneraatori tehnilised omadused:
- väljund stabiliseeritud pinge 5 V, ilma stabilisaatori hüppamata 13 V
- lühisvool max. 470 milliampere
- võimsus tuul 3 m / s 2 vatti, 10 m / s 5 vatti
Vahelduvvoolu generaatori parandatakse poolt dioodsillaga rullid Schottky dioodid (VD1-VD.), Siis praegune voolab läbi tunneldioodStencils (VD9) ja muutub stabiilseks, kondensaator (C1) silub pinge ühenduse lubamiseks tarbija.
Kõik osad on omavahel asendatavad, kuid mu versioonis on Schottky dioodide kasutamisel pingekaotus väiksem. Generaatori jaoks võite kasutada mistahes muud samm-mootorit (seda suurem on selle suurus, seda suurem on vool ja pinge väikese kiirusega)
Kui ahel on õigesti monteeritud, ei pea seda seadistama.
Terade ja ülejäänud tegemine
Terad on valmistatud PVC läbimõõduga torust läbimõõduga 11 cm ja pikkus 70 cm. Me lõigame toru neljaks osaks 90 kraadi võrra, seejärel lõikame mööda ühte osa.
Seejärel pannakse kogu asi lamedasse pesusse ja keeratakse sellele. Terade reguleerimine vähendatakse nende tasakaalustamiseks ja painutusnurga muutmiseks suuremaks küljeks.
Masinasse on keevitatud pähkel, mis on kulunud generaatori rootorile, staator kinnitatakse traadi külge.
Masti laagrite külge kinnitatakse ilmastikukindel. Mul ei ole libiseva kontakti juhtmed ei ole aega teha neid lihtsalt traat on seotud kleeplinti masti (eest pool kuud tööd, ta ei ole kunagi viibinud rohkem kui keerutatud päeva.
Samm-mootoril põhinev iseseisev tuulegeneraator
Selleks sobib printeri tuulegeneraatori stepper mootor (SD). Isegi väikese pöörlemiskiirusega annab see võimsus umbes 3 vatti. Pinge võib tõusta üle 12 V, mis võimaldab laadida väikese aku.
Kasutuspõhimõtted
Tuule turbulents pinnakihtides, mis on tüüpiline Venemaa kliima jaoks, viib selle suunas ja intensiivsuses pidevalt. Suurte suurustega tuuleturbiinid, mille võimsus ületab 1 kW, on inertsiaalne. Selle tulemusena ei ole neil aega tuule suuna muutmisel täielikult lahti keerata. Seda takistab ka inertsi hetk pöörlemiskiirusel. Kui külgne tuul toimib jooksval tuulikul, kogeb see tohutut koormust, mis võib viia selle kiire katkemiseni.
On soovitav kasutada väikese võimsusega tuulegeneraatorit, mis on toodetud oma kätega ja millel on tühine inerts. Nende abiga võite laadida väikese võimsusega mobiiltelefoni akusid või kasutada lastele valgustamiseks LED-sid.
Tulevikus on parem keskenduda tarbijatele, ilma et oleks vaja genereeritud energia muutmist, näiteks vee soojendamiseks. Mõni kümneid vatti võib olla kuuma vee temperatuuri säilitamiseks või küttesüsteemi täiendavaks kuumutamiseks, mistõttu talvel ei külmuta.
Elektriline osa
Tuulegeneraatori generaatorile saab paigaldada printeri samm-mootor (SHD).
Isegi väikese pöörlemiskiirusega annab see võimsus umbes 3 vatti. Pinge võib tõusta üle 12 V, mis võimaldab laadida väikese aku. Ülejäänud generaatorid tegutseda efektiivselt pöörlemiskiirus üle 1000 rev. / Min, kuid nad ei sobi nagu tuuleveski pööratakse kiirusel umbes 200-300. / Min. Siin on vaja reduktorit, kuid see tekitab täiendavat vastupanu ja on ka kõrge hind.
Generaatori režiimis töötab samm-mootor vahelduvvoolu, mida saab hõlpsasti konverteerida konstantseks, kasutades dioodide sildu ja kondensaate. Kava on kerge koostada oma kätega.
Kui sillade taga asetatud stabilisaator on paigaldatud, saame pideva väljundpinge. Visuaalseks kontrollimiseks võite ikkagi LED-i ühendada. Parandamiseks pingekao vähendamiseks kasutatakse Schottky dioode.
Tulevikus saate luua võimsama SD-ga tuuleveski. Sellisel tuulegeneraatoril on suurepärane hetk puudutamata. Probleemi saab kõrvaldada, lülitades koorma käivitamise ajal ja väikese kiirusega.
Kuidas luua tuulegeneraatorit
Terad saab käsitsi valmistada PVC torust. Soovitud kumerus valitakse, kui me võtame selle teatud läbimõõduga. Tera ettevalmistamine tõmmatakse torule ja seejärel lõigatakse lõikekettaga. Kruvide laius on umbes 50 cm ja tera laius 10 cm. Seejärel tuleb pööratava võlli suurusega varustatud äärikuga pistmik.
See on monteeritud mootori võllile ja kinnitatakse lisaks kruvidega, plastist labad kinnitatakse äärikute külge. Foto näitab kahte tera, kuid võite teha neli, kinnitasid veel kaks sarnast 90 ° nurga all. Kruvipea jaoks suurema jäikuse korral tuleks paigaldada tavaline plaat. See tihendab tera ääriku lähedale.
Plastmassist tooted pikka aega ei teeninda. Pidev tuul kiirusega üle 20 m / s selliseid labasid ei saa seista.
Seejärel peate tasakaalustama. Seda teeb üksinda: terade otsadest on lõigatud plastikustükid. Nende kallutamise nurka saab muuta kuumutades ja paindes.
Generaator sisestatakse torustikku, millele see polditakse.
Lõppjoone külge kinnitatakse ilmastikukindel, mis on duralumiiniumist valmistatud aednik ja kerge struktuur. Tuulegeneraatorit hoitakse keevitatud vertikaalteljel, mis sisestatakse mastitorusse pöörlemise võimalusega. Hõõrde vähendamiseks võib ääriku all asetada tõukejõu või polümeerist seibid.
Enamiku disainilahenduste puhul sisaldab tuuleveskis alaldit, mis on liikuva osa külge kinnitatud. See on inertsuse suurenemise tõttu ebasoovitav. Elektrilauda saab kergesti paigutada allapoole ja viia see generaatorist traatidele. Tavaliselt väljastatakse stepper-mootorist kuni 6 juhtmest, mis vastavad kahele rullile. Nad vajavad voolu kogumise rõngaid, et liigutada elektrit liikuvast osast. Neid on pintslite paigaldamine üsna raske. Voolukogumise mehhanism võib olla keerulisem kui tuulegeneraator ise. Samuti oleks parem paigutada tuuleveski selliselt, et generaatori võll paikneb vertikaalselt. Seejärel ei tohi juhtraami mast ümbritseda. Sellised tuulegeneraatorid on keerulisemad, kuid inerts on väiksem. Kooniline ülekanne siin on just õige. Seega on võimalik suurendada generaatori võlli pöördeid, võttes käes vajalikud käetugi.
Kui te olete fikseerinud tuuleveski 5-8 m kõrgusel, on võimalik alustada katsetamist ja koguda andmeid oma võimete kohta, et veelgi paremini kujundada.
Vertikaalselt aksiaalsed tuulegeneraatorid muutuvad nüüd populaarsemaks.
Mõned disainilahendused suudavad taluda isegi orkaane. Hea tõestatud kombineeritud struktuurid, mis töötavad mis tahes tuulega.
Järeldus
Väikese võimsusega tuulegeneraator töötab usaldusväärselt väikese inertsi tõttu. See on kergesti valmistatav kodus ja seda kasutatakse peamiselt väikeste patareide laadimiseks. See võib olla kasulik maamajas, riigis, matkata, kui on probleeme elektrienergiaga.
Stepper mootor vanast printerist generaatorina
Võttes vana printeri lahti, sain siia sellise ilusama mehe:
Mis see on? Stepper mootor, selline mootor on valmis printerites ja CD / DVD'ides ja vanades floppics.
Mida see võib olla kasulik, küsite? Neist väljuvad suurepärased generaatorid (aitäh Tesla) ja ilma probleemideta saab vahelduvvoolu muuta püsivaks. Ja mis kõige huvitavam on see, et praegust parandamise ajal saab korrutada pinge kordistaja abil, millest ChipiDip räägib:
Ühendasin klassikalise skeemi järgi pinge dubleerija ja ühendasin selle ühe mootori faasi:
Kondensaatorid on 10 000 uF ja enam kui piisavalt robot, millel on minu otsik.
Schottky dioodidel on mõnevõrra suurem efektiivsus kui tavalisel räni, nii et ma peatusin neilt. Minu dioodid on hinnatud 5 amprini, nii et ma ei karda neid põletada.
Keeratud mitu korda käsitsi ja...
Proovime sädemeid teha:
Kogunenud energia kondensaatorites oli isegi kaheks.
Tension on läinud üle 20 voldi, kuid ei usu, et enam kui 20 volti on juba palju, kui me näeme salvestatud energiat kondensaatorid veidi edendada arvuti jahedam. Nagu koolis õpetatakse, võimsus (mõõdetakse vattides) on pinge korrutatakse praegune praegune on väike, siis võib näha video allpool:
Võib saadud käsi ja väike võimsus, kuid pöörab veidi kiiremini jahedam kui läbi tavalise sildalaldis ja koguda ka teise doubler ja ühendatud teise tasuta faasi ja ühendatud järjestikku või paralleelselt võib kahekordistada või pinge.
Minu kanal youtube'is, telli, on see hiljem huvitavam.
Stepper mootor kui generaator?
Mul oli samm-mootor, ja ma otsustasin proovida seda generaatorina. Mootor eemaldati vanalt maatriksprinterit järgmine silt on järgmine: EPM-142 EPM-4260 7410. mootor püütud unipolaarne, see tähendab, et see mootorimähisest 2 kraaniga keskelt, mähis resistentsus oli 2h6om.
Katse jaoks on teil vaja sammu võrra keeramiseks teist mootorit. Mootorite konstruktsioon ja paigaldus on näidatud alljärgnevatel joonistel:
Ma arvan, et ma ei pea midagi selgitama ja kõik on allpool toodud pildist selge. Pinge oli 16 volti, ümberlülitamata mootorid ei ole suured, ma arvan, et kui teil on midagi tugevamat, võite kõik 20 volti välja pressida.
Stepper mootorigeneraator
samm-mootori impulssgeneraator 0 hotKeyText.join (''): '' '>
AliExpressi kasutamist jätkates võtate meie kasutusele küpsised (vaadake rohkem meie privaatsuseeskirjadest). Saate kohandada küpsiseeelistusi vasakpoolses menüüs.
- Parim koht
- Hind (madalalt kõrge)
- Hind (kõrge kuni madal)
- Tellimuste arv
- Müüja hinnang
- Lisamise kuupäev (uus kuni vana)
Tooteid pole leitud
Stepper-mootori impulssgeneraatori jaoks pole ühtegi toodet saadaval.
Tooteid pole leitud
Stepper-mootori impulssgeneraatori jaoks pole ühtegi toodet saadaval.
Stepper mootorigeneraator
Arduino mikrokontrollerid tarbivad natuke jõudu: seadme tööks on mitu vatti.
Lihtsaim viis energia saamiseks on kasutada jalgratta ratta, tuule- või jooksva vee abil töötavat generaatorit.
Suurepärased praegused generaatorid on saadud vana printeri või CD-draiviga samm-mootoritest. Neli dioodi parandavad saadud voolu ja elektrolüütiline kondensaator võrdsustab väljundpinge kõikumisi. Vajadusel saate lisada 7805 või LM117 kiibile pingeregulaatori.
Tuulegeneraator või veerepistik võib töötada paralleelselt mitme generaatoriga - see suurendab seadme väljundvõimsust.
Kui lisate aku, laadimisjuhtimissüsteemi ja päikeseenergia aku, ei ole keeruline iseseisev toiteploki koostamine puhkemaja või turistide telgi jaoks.
Tuuleturbiin 2W põhjal samm-mootoril
See tuulegeneraator I tegi huvi ja teadmisi tuuleenergias ning ei oodanud selliseid tulemusi. Minu tuuleveski võim oli 6 voldise pingega umbes 2 vatti. Otsustasin kohandada seda tänavavalgustuse kui keskkonnasõbraliku valgusallikana, sest küla, kus ma elan, on peaaegu alati nõrk tuul. Ma kohandasin seda ka telefoni laadimiseks.
Tuulegeneraatori tehnilised omadused:
- väljund stabiliseeritud pinge 5 V, ilma stabilisaatori hüppamata 13 V
- lühisvool max. 470 milliampere
- võimsus tuul 3 m / s 2 vatti, 10 m / s 5 vatti
Vahelduvvoolu generaatori parandatakse poolt dioodsillaga rullid Schottky dioodid (VD1-VD.), Siis praegune voolab läbi tunneldioodStencils (VD9) ja muutub stabiilseks, kondensaator (C1) silub pinge ühenduse lubamiseks tarbija.
Kõik osad on omavahel asendatavad, kuid mu versioonis on Schottky dioodide kasutamisel pingekaotus väiksem. Generaatori jaoks võite kasutada mistahes muud samm-mootorit (seda suurem on selle suurus, seda suurem on vool ja pinge väikese kiirusega)
Kui ahel on õigesti monteeritud, ei pea seda seadistama.
Terade ja ülejäänud tegemine
Terad on valmistatud PVC läbimõõduga torust läbimõõduga 11 cm ja pikkus 70 cm. Me lõigame toru neljaks osaks 90 kraadi võrra, seejärel lõikame mööda ühte osa.
Seejärel pannakse kogu asi lamedasse pesusse ja keeratakse sellele. Terade reguleerimine vähendatakse nende tasakaalustamiseks ja painutusnurga muutmiseks suuremaks küljeks.
Masinasse on keevitatud pähkel, mis on kulunud generaatori rootorile, staator kinnitatakse traadi külge.
Masti laagrite külge kinnitatakse ilmastikukindel. Mul ei ole libiseva kontakti juhtmed ei ole aega teha neid lihtsalt traat on seotud kleeplinti masti (eest pool kuud tööd, ta ei ole kunagi viibinud rohkem kui keerutatud päeva.
Madal võimsusega tuulegeneraator alates samm-mootorist: omatehtud seade printerist
Tuulegeneraatori loomine
Tuulegeneraatori loomine ei tähenda ilmtingimata suure ja võimsa kompleksi tootmist, mis suudaks tarnida elektrit kogu maja või tarbijarühma jaoks. Võite teha väikese tuuleveski, mis on tõepoolest tõsise käitise praegune mudel. Selle sündmuse eesmärk võib olla:
- Tutvumine tuuleenergia alustega.
- Laste ühised koolitused.
- Katseproov, mis eeldab suure paigalduse ehitamist.
Sellise tuuleveski loomine ei nõua suure hulga materjalide või tööriistade kasutamist, võite kasutada improviseeritud vahendeid. Arvesse raskete energiahulkade tootmine ei ole vajalik, kuid väikeste valgustite võimsus LED -idel võib olla piisav. Peamine väike tuuleturbiinide tekitamisel esinev probleem on generaator. Seda on iseenesest raske luua, kuna seadme mõõtmed on väikesed. Väikse elektrimootori kasutamise lihtsaim viis on kasutada seda generaatori režiimis.
Samm-mootoril põhinev iseseisev tuuleturbiin
Kõige sagedamini kasutatakse väikese võimsusega tuulegeneraatorite tootmisel stepper-mootorit. Nende disainilahendus on mitmete mähiste olemasolu. Tavaliselt sõltuvalt suurusest ja otstarbest tehakse 2, 4 või 8 mähisega (faasid) mootorid. Kui nende pingele pööratakse omakorda, pöörab võll vastavalt teatud nurga (samm).
Stepper-mootorite eeliseks on võime toota väikese pöörlemiskiirusega piisavalt suuri voolu. Stepper-mootori generaatoril on võimalik paigaldada tiivik ilma igasuguste vaheseadmeteta - hammasrattad, reduktorid jne. Elektrienergia tootmine toimub sama efektiivsusega kui teise konstruktsiooniga seadmete puhul, millel on võimendusmehhanismide kasutamine.
Erinevus kiirused on väga oluline - et saada sama tulemuse, nagu kommutaatormootoriga, vajalik pöörlemiskiirus on 10 või 15 korda suurem.
Stepper-mootorite puudused hõlmavad pöörlemise alustamiseks vajalikke jõupingutusi. See asjaolu vähendab kogu tuulepargi tundlikkust nõrkadele tuulele, mida saab pisut korrigeerida, suurendades terade pindala ja ulatust.
Selliste mootorite leidmine võib olla paindlikus meedias vanemates draivides, skannerites või printerites. Teise võimalusena võite osta uue mootori, kui teil pole vajalikku seadet laos. Suurema efekti saavutamiseks tuleb valida suuremad mootorid, nad suudavad tekitada piisavalt kõrgepinge nii, et seda saab kuidagi kasutada.
Tuuleturbiin printeri osadest
Üks sobiv võimalus on kasutada printerist samm-mootorit. Neid võib välja tõrjuda ebaõnnestunud seadmest, igal printeril vähemalt kaks sellist mootorit. Võimalusena võite osta uue, mida ei kasutatud. See suudab genereerida võimsust ligikaudu 3 vatti isegi nõrga tuulega, mis on tüüpiline enamiku Venemaa piirkondade jaoks. Saadaval pinge on 12 või rohkem V, mis võimaldab vaadelda seadet kui patareide laadimist.
Astmelmootor tekitab vahelduvpinge. Kasutaja jaoks on kõigepealt vaja seda sirgendada. On vaja luua dioodlende, mis nõuab 2 dioodi ühe mähise kohta. Samuti on võimalik LED-d otse ühendada spiraaliga, piisava pöörlemiskiirusega piisab.
Rootori tiivik on kõige lihtsam paigaldada otse mootori võllile. Selleks on vaja teha keskset osa, mis suudab tihedalt võllile istuda. Tööratta fikseerimise tugevdamiseks on vaja puurida auk ja lõigata niit sellest. Seejärel keeratakse see lukustuskruvi sisse.
Stepper mootorigeneraator
Minu isehakanud tuulegeneraator astmelisel mootoril
Maastikuprojektidega sõites jalgrattaga nägin ma töötavat tuulegeneraatorit. Suured labad on aeglaselt, kuid kindlalt pööratud, seade vaatas tuule suunas.
Ma tahtsin rakendada sarnast disaini, ehkki see ei suuda toota piisavalt võimsust, et pakkuda "tõsiseid" tarbijaid, kuid töötab ikkagi, näiteks akude või toite LED-de laadimiseks.
Üks väikseimat isetegutsevat tuulegeneraatorit on kõige tõhusamateks võimalusteks astmelise mootori (astmelise mootoriga) kasutamine - sellises mootoris on võlli pöörlemine väikeste astmetega. Stepper-mootori mähised on ühendatud faasides. Kui vool kehtib ühele faasile, liigub võll ühe sammu.
Need mootorid on madala kiirusega ja sellise mootoriga generaatorit saab ilma reduktorita ühendada tuuleturbiiniga, Stirlingi mootoriga või muu madala kiirusega toiteallikaga. Kui kasutatakse tavapärast (kollektor) alalisvoolumootorit kui generaatorit, siis selleks, et saavutada samad tulemused, oleks vaja 10-15 korda suuremat kiirust.
Motiiv shagovika on piisavalt kõrge käivitusmomenti (isegi ilma generaatoriga ühendatud elektriliselt koormata) on 40 grammi jõu sentimeetri kohta.
Generaatori efektiivsus SD-ga ulatub 40% -ni.
Stepper-mootori funktsionaalsuse kontrollimiseks võite ühendada näiteks punase LED-i. Mootori võlli pööramisel saate vaadata LED-i säravat. LED-i polaarsus pole oluline, kuna mootor genereerib vahelduvvoolu.
Selliste võimsate mootorite hulgast on viiekujulised disketiseadmed, samuti vanad printerid ja skannerid.
Näiteks mul on vanast 5,25-tollisest kettast SD, mis töötas ZX Spectrum-ühilduva arvuti "Byte" osana.
Selline ajam sisaldab kahte mähist, mille otsad ja mille keskel tehakse järeldusi - mootori kogus on välja arvutatud kuus juhtmed:
esimene mähis on sinine ja kollane;
teine spiraal 2 on punane ja valge;
pruun traadid - juhib iga mähise keskpunkti (inglise keskpunkti kraanid).
lahtivõetud samm-mootor
Vasakul näete mootori rootori, millel on nähtavad "triibulised" magnetpoldid - põhjas ja lõunas. Asturi keerdest paremale, mis koosneb kaheksa rullist.
Pool mähisest on resistentsus
Ma kasutasin seda mootorit minu tuulegeneraatori originaalkujul.
Epoch Electronics Corp. vähem võimsam Stepper Motor T1319635 HP Scanjet 2400 skannerist viis järeldused (unipolaarne mootor):
esimene spiraal on oranž ja must;
teine spiraal 2 on pruun ja kollane;
punane - juhtmed on ühendatud iga mähise keskpunkti (inglise keskpunkti kraanid).
Pooltäppude takistus on 58 oomi, mis on näidatud mootori korpusel.
Tuulegeneraatori täiustatud versioonis kasutasin Robotron SPA 42 / 100-558 astmelist mootorit, mis on valmistatud GDR-is ja mille nimivõimsus on 12 V:
Võimalikud on tuuleturbiini tööratta telje (turbiini) asukoha kaks võimalust - horisontaalsed ja vertikaalsed.
Tuule suunas paikneva telje horisontaalse (kõige populaarsema) asukoha eelis on tuuleenergia efektiivsem kasutamine, ebasoodne on disaini keerukus.
Valisin vertikaaltelje paigutuse - VAWT (vertikaaltelje tuuleturbiin), mis oluliselt lihtsustab konstruktsiooni ja ei nõua tuule orienteerumist. See valik sobib katusel paigaldamiseks, see on palju tõhusam tuule suuna kiirete ja sagedaste muutuste korral.
Ma kasutasin tuuleturbiini tüüpi, mida nimetatakse Savonius tuuleturbiiniks (inglise Savonius tuuleturbiin). 1922. aastal leiutati Sigurd Johannes Savonius Soomest.
Sigurd Johannes Savonius
Savoniusa tuuleturbiini töö põhineb asjaolul, et vastupidavus (ingliskeelne tõmme) sisenevale õhuvoolule - silindri nõgusa pinna (tera) tuul on suurem kui kumeradest.
Tõmbetakistuse koefitsiendid $ C_D $
nõgus pool silindrist (1) - 2,30
silindri (2) kumer pool - 1,20
lame ruutplaat - 1,17
nõgusav õõnsad poolkera (3) - 1,42
kumerne õõnsa poolkera (4) - 0,38
Need väärtused on antud Reynoldsi numbrite jaoks vahemikus $ 10 ^ 4 - 10 ^ 6 $. Reynoldsi arv iseloomustab keha käitumist keskkonnas.
Kere vastupidavus õhuvoolule $ = S rho> $, kus $ rho $ on õhutihedus, $ v $ on õhuvoolukiirus, $ S $ on keha ristlõikepindala.
See tuuleturbiin pöörleb samas suunas, olenemata tuule suunas:
Seda tööpõhimõtet kasutatakse tassi anemomeetril (inglise tassi anemomeetril) - seadet tuulekiiruse mõõtmiseks:
Sellist anemomeetrit leiutati 1846. aastal Iiri astronoom John Thomas Romney Robinson (John Thomas Romney Robinson):
Robinson uskus, et tema neljaosalise anemomeetri tassid liiguvad kiirusega, mis võrdub kolmandiku tuulekiirusega. Tegelikkuses on see väärtus vahemikus kaks kuni veidi rohkem kui kolm.
Praegu kasutatakse tuule kiiruse mõõtmiseks kolmeosalise anemomeetrit, mille on välja töötanud Kanada meteoroloog John Patterson (John Patterson) 1926. aastal.
EBay kaudu müüakse vertikaalse mikroturbiini DC kollektori mootoritega generaatorid umbes $ 5:
See turbiin koosneb neljast terasid piki kahte risti telje tiivikuga.Mõlemad 100 mm läbimõõduga 60 mm kõrguse tera, kõõlu pikkus 30 mm ja 11 mm segmentides. Töörattaga on paigaldatud DC kollektori mikro mootori võll koos märgisega JQ24-125p70. Selle mootori nominaalne toitepinge on 3. 12 V.
Sellise generaatori poolt genereeritud energia on piisavalt "valge" LED-i kuma.
Savoniusa tuuleturbiini pöörlemiskiirus ei saa ületada tuule kiirust, Kuid seda disaini iseloomustab suur pöördemoment (Inglise pöördemoment).
tuuliku tõhusust saab hinnatud võrreldes genereeritud toidet tuulegeneraatori võimsus sisalduv tuult puhutud turbiini:
$ P = rho S $, kus $ rho $ on õhutihedus (umbes 1 255 kg / m 3 merepinnal), $ S $ on turbiini pühitud ala, $ v $ on tuulekiirus.
Esialgu kasutati minu generaatori tiivikul neli laba segmentide (poolide) kujul, mis olid lõigatud plasttorud:
segment pikkus - 14 cm;
segmendi kõrgus - 2 cm;
segmendi ahela pikkus on 4 cm;
Vahemaa segmendi algusest pöörlemistelje keskkohani on 3 cm.
Ma paigaldasin kokkupandud struktuuri puidust mastist, mis on valmistatud puidust ja kõrge (6 m 70 cm) puust-mastiga, mis on kinnitatud metallraamile:
Generaatori puuduseks oli piisavalt suur tuulekiirus, mis oli vajalik labade ketramiseks. Pinna suuruse suurendamiseks kasutasin terasid lõigatud plastpudelid:
segmendi pikkus - 18 cm;
segmendi kõrgus - 5 cm;
segmendi ahela pikkus on 7 cm;
Vahemaa segmendi algusest pöörlemistelje keskkohani on 3 cm.
Probleem oli tera hoidjate tugevus. Alguses kasutasin Nõukogude laste disaineriga perforeeritud alumiiniumvardasid paksusega 1 mm. Pärast mitu operatsiooni päeva põhjustasid tugevate tuulerõivaste libisemine (1). Pärast seda ebaõnnestumist otsustasin lõikekettahoidjaid lõigata fooliumkollasest tekstioliidist (2) paksusega 1,8 mm:
Tekstoliidi tugevus plaadi suhtes risti on painutatud 204 MPa ja see on võrreldav 275 MPa alumiiniumi paindetugevusega. Kuid alumiiniumi elastsusmoodul $ E $ (70 000 MPa) on palju suurem kui tekstiliit (10 000 MPa), st Teksolit on elastsem kui alumiiniumist. See, minu arvates, võttes arvesse tekstioliitkandjate suuremat paksust, tagab tuulegeneraatori labade kinnitamise palju suurema usaldusväärsuse.
Tuulegeneraator on paigaldatud mastile:
Tuulegeneraatori uue versiooni kogenud töö näitas selle usaldusväärsust isegi tugevate tuulerõivaste korral.
Savoniusi turbiini puuduseks on madal efektiivsus - ainult umbes 15% tuuleenergiast muudetakse võlli pöörlemisenergiaks (see on palju väiksem, kui seda saab saavutada Darya tuuleturbiin (Inglisekeelne Darjeuse tuuleturbiin)), kasutades lifti (ingliskeelne lift). Seda tüüpi tuuliku leiutas prantsuse õhusõidukite disainer Georges Darrieus (Georges Jean Marie Darrieus) - USA patent 1931 № 1835018.
Daria turbiini tagasilöök on see, et see on väga halb, iseseisvalt käivitades (tuuleturbiinide pöördemomendi tekitamiseks peaks see olema juba lahti keeratud).
Stepper-mootori poolt genereeritud elektrienergia muundamine
Järeldused stepper mootor saab ühendada kaks sildalaldid kogutud Schottky dioodid, et vähendada pingelangus dioodid.
On võimalik kasutada Schottky dioodid 1N5817 populaarne maksimaalne vastupinge 20 V, 1N5819 - 40 V ja maksimaalne keskmine puhastatud alalisvool 1. A. I ühendatud alaldi väljastab järjest suurendada väljundpinge.
Võite kasutada ka kahte alalisvoolu keskmist punkti. Selline alaldi vajab kaks korda vähem dioodi, kuid samal ajal vähendatakse väljundpinget poole võrra.
Siis purustatakse pulsatsioonpinge kondensaatori filtri abil - 1000 uF kondensaator temperatuuril 25 V. Suurenenud pinge vastu kaitsmiseks ühendatakse kondensaatoriga paralleelselt 25-voldine zeneri diood.
minu tuulegeneraatoriring
minu tuulegeneraatori elektrooniline plokk
Tuulise ilmaga jõuab tuulegeneraatori elektroonilise seadme väljundvõimsus tühikäigule 10 V ja lühisevool 10 mA.
LIIDU JOONIS
Siis saab kondensaatorilt sujuvat pinget toita Joule Thief - madalpinge DC-DC muundur. I kiirenenud konverteri põhjal pnp germaaniumi-transistori GT308V (VT) ja impulsstrafot MIT-4B (mähis L1 - järeldusi 2-3, L2 - terminalide 5-6):
Resistori R takistuse väärtus valitakse katseliselt (sõltuvalt transistori tüübist) - soovitav on kasutada 4,7 kΩ muutuvat takistust ja vähendada järk-järgult takistust, saavutades konverteri stabiilse töö.
minu muundur Joule Thief
JONISTORITE TASUD (SUPERCONDENDORID)
Ionistor (supercapacitor, inglise supercapacitor) on kondensaatori ja keemilise vooluallika hübriid.
Ionistor - mittepolaarne element, kuid üks juhtmeid saab tähistada noolega - et näidata jääkpinge polaarsust pärast selle laadimist tehases.
Suhe Alusõppes I kasutatakse ionistor 5R5D11F22H võimsusega 0,22 F 5,5 V pingega (läbimõõt 11,5 mm, kõrgus 3,5 mm):
Ma ühendasin selle dioodi kaudu Joule Thiefi väljundiga läbi germaniumi dioodi D310.
Ionistori maksimaalse laadimispinge piiramiseks võite kasutada zeneri dioodi või LED-ketti - ma kasutan ahelat kaks punased valgusdioodid:
Selleks, et vältida juba laetud ionisti tühjenemist piiratud LEDide HL1 ja HL2 kaudu, lisasin ma veel ühe dioodi - VD2.
Stepper mootor kui generaator?
Mul oli samm-mootor, ja ma otsustasin proovida seda generaatorina. Mootor eemaldati vanalt maatriksprinterit järgmine silt on järgmine: EPM-142 EPM-4260 7410. mootor püütud unipolaarne, see tähendab, et see mootorimähisest 2 kraaniga keskelt, mähis resistentsus oli 2h6om.
Katse jaoks on teil vaja sammu võrra keeramiseks teist mootorit. Mootorite konstruktsioon ja paigaldus on näidatud alljärgnevatel joonistel:
Käivitage mootor ühtlaselt nii, et kumm ei lendaks välja. Pean ütlema, et suurel kiirusel sõidab see endiselt, nii et pinge üle 6 volti ei tõuseks.
Me ühendame voltmeeter ja alustame katsetamist, alustades me mõõdame pinget.
Ma arvan, et ma ei pea midagi selgitama ja kõik on allpool toodud pildist selge. Pinge oli 16 volti, ümberlülitamata mootorid ei ole suured, ma arvan, et kui teil on midagi tugevamat, võite kõik 20 volti välja pressida.
Me seadisime pinge veidi alla 5 voldi, nii et samm mootor pärast silda umbes 12 volti.
See on särav! Pinge samal ajal 12 voldiga sagged kuni 8 ja mootor hakkas lõõgastuma veidi aeglasemalt. Lühisvool ilma LED riba oli 0.08A - tuletavad meelde, et ajab mootor ei tööta täisvõimsusel, ja ärge unustage teise mootori mähise, nad ei saa lihtsalt paralleele ja koguda circuit ma ei tahtnud.
Ma arvan, et on võimalik teha sammimootorist hea generaator, kinnitada see jalgrattaga või luua tuulegeneraator selle baasil.
Stepper mootorigeneraator
Arduino mikrokontrollerid tarbivad natuke jõudu: seadme tööks on mitu vatti.
Lihtsaim viis energia saamiseks on kasutada jalgratta ratta, tuule- või jooksva vee abil töötavat generaatorit.
Suurepärased praegused generaatorid on saadud vana printeri või CD-draiviga samm-mootoritest. Neli dioodi parandavad saadud voolu ja elektrolüütiline kondensaator võrdsustab väljundpinge kõikumisi. Vajadusel saate lisada 7805 või LM117 kiibile pingeregulaatori.
Tuulegeneraator või veerepistik võib töötada paralleelselt mitme generaatoriga - see suurendab seadme väljundvõimsust.
Kui lisate aku, laadimisjuhtimissüsteemi ja päikeseenergia aku, ei ole keeruline iseseisev toiteploki koostamine puhkemaja või turistide telgi jaoks.
Noorte tehnik
Sait neile, kes soovivad leiutada
Tuulegeneraator oma kätega
Tere kõigile! Täna ma ütlen teile, kuidas ma tegin kodus tuuleveski. Kõigepealt hakkasin otsima mootorit, mis oleks generaator. Valik on langenud stepper-mootorile, mille võib näiteks jõuda näiteks printerist või 5-tollise sõidusuunas. Ja te ei saa higistada ja lihtsalt minna lähimasse raadiokomponentide poodi. Ma valisin selle, sest väikestel kiirustel toodab ta piisavalt elektrit.
Aga mootori foto:
Ma tegin terad leitud pvc torust. Tera pikkuse arvutamiseks on vaja toru läbimõõdu korrutada viiega. Siis sain toru kaheks pooleks ja lõiganud selle joonise jaoks terad siia.
Ja siin on see, mis juhtus:
Siis hakkasin pärast ehitustööde alustamist koguma alaldi vastavalt sellele skeemile.
Ja kui ühendate alalisvoolu stabilisaatori alaldi väljundiga, võite laadida kõike, mida teie süda soovib: akud, kaasaskantavad seadmed ja palju muud.
Stepper mootor ei ole mitte ainult mootor, mis aktiveerib igasuguseid seadmeid (printer, skanner jne), vaid ka hea generaator! Sellise generaatori peamine eelis on see, et see ei vaja suurt kiirust. Teisisõnu, isegi madalatel kiirustel annab stepper mootor palju energiat. See tähendab, et tavaline jalgrattageneraator vajab esialgset kiirust, kuni latern hakkab särama ereda valgusega. See puudus kaob samm-mootori kasutamisel.
Omakorda on astmelisel mootoril mitmeid puudusi. Peamine on suur magnetilist kleepumist.
Noh, kõik korras. Kõigepealt peame leidma samm-mootorit. Siin reegel töötab: mida rohkem mootor seda parem.
Siin tutvustan teile paar paigaldamise võimalust ja sammu mootorile paar võimalust.
Alustame kõige suuremast. Ma purustasin plotterilt printimiseks, see on nii suurepärane printer. Mootor näeb välja üsna suur.
Enne kui ma näitan sulle stabiliseerimise ja toiteploki skeemi, tahaksin näidata teile jalgratta ratta külge kinnitamise meetodit.
Joonisel võib näha, et meie generaator on ratta telje lähemale keeratud ja pöörleb täiendavalt ringilt. Siin on vaja igaühele mõtteid ja teadmisi, et teil on vaja kinnitada ja pöörlemisringi, sest seal on palju võimalusi.
Siin on veel üks variant väiksema mootoriga.
Ma arvan, et igaüks valib hoone jaoks kõige sobivama võimaluse.
Noh, nüüd on aeg rääkida laternatest ja vooluahelatest. Loomulikult on kõik tuled LED.
Paranduste skeem on tavaline: alaldi dioodide plokk, suure võimsusega kondensaatorite paar ja pingeregulaator.
Tavaliselt väljuvad 4 sammu mootorist kaks juhtmest, mis vastavad kahele rullile. Seetõttu on joonisel kaks alaldi.
Meie generaator suudab toota kuni 50 volti pinget suurel kiirusel, nii et kondensaatorit tuleks võtta vähemalt 50 pingel.
Stabilisaator 5-6 volti pingele.
Mis on hea meie koduse töö puhul? - Fakt on see, et isegi siis, kui alustame kohapeal, on meie latern särava valgusega! Ja liikumisprotsessis ei vilgu ega lähe välja.