Самодельный ветряк из тракторного генератора: использование запчастей от трактора и автомобиля
Основная проблема, возникающая при самостоятельном изготовлении ветрогенератора — это устройство, непосредственно генерирующее ток. Самодельный генератор имеет довольно случайные рабочие параметры, так как даже тщательный расчет не позволяет учесть все тонкие эффекты. К тому же, получается слишком много величин, взятых приблизительно, что уменьшает точность расчетов.
Практика показывает, что для наиболее эффективной генерации тока лучше всего использовать готовые устройства, модифицированные для использования на ветряках. Рассмотрим вариант с применением тракторного и автомобильного генератора.
Генератор для ветряка за один день
Наиболее рациональным решением будет использовать готовый генератор, конструкция которого предназначена для выработки электрического тока. Единственной задачей в этом случае станет подгонка параметров устройства под условия работы от ротора ветряка, т.е. под определенную скорость вращения. Чаще всего это занимает совсем немного времени, что позволяет получить готовый генератор буквально за день.
Наиболее удачным и простым решением станет использование тракторного генератора, имеющего наиболее близкие характеристики и доступного для различных модернизаций конструкции.
Используем запчасти от трактора
Для того, чтобы генератор от трактора начал выдавать заявленную мощность, надо, чтобы ротор обеспечил довольно высокую скорость вращения — около 2000 об/мин (некоторые конструкции требуют 5-6 тыс. об.). При работе напрямую от крыльчатки это практически невозможно, требуется редуктор (как минимум, система шкивов).
Пониженная частота вращения требует изменения количества витков на обмотках. Они перематываются на большее число витков более тонким проводом (с обычных 63 витков мотают примерно 80). Также требует увеличения количества витков катушка возбуждения, которую обычно просто доматывают до большего количества (около 250 витков). Кроме того, надо отсоединить реле-регулятор напряжения, так как никакой нужды в не больше нет.
Такие изменения корректируют работу генератора и переводят его на меньший номинал скорости вращения. При этом, использование повышающей передачи все равно необходимо, так как простым увеличением числа витков проблема не решается.
Важно! Приведенное количество витков не является точным значением для любой марки генератора. Разные конструкции нуждаются в соответствующих объемах обмоток, которые подсчитываются отдельно. Иногда приходится действовать методом проб и ошибок, так как скорость вращения ветряка не имеет стабильного значения.
Существует еще один вариант использования тракторного генератора, когда на вал устанавливаются мощные постоянные магниты. В этом случае понадобится только усилить обмотки статора, модернизация обмоток электромагнитов становится не нужна. Рекомендуется использовать мощные неодимовые магниты, позволяющие создавать довольно высокое напряжение в обмотках статора при относительно низких скоростях вращения.
Ветрогенератор из магнето
Магнето имеет несколько иную конструкцию, чем тракторный генератор. Оно оснащено двумя обмотками, низкого и высокого напряжения. Вторая обмотка не нужна, так как вольтаж, который она способна выдавать, не подойдет для ветряка. Небольшое усиление скорости ветра вызовет резкий скачок напряжения, что может вывести из строя потребители или промежуточное оборудование. Поэтому вторичную обмотку демонтируют, а первичную перематывают на большую мощность, чтобы устройство способно было выдавать результат на низких оборотах.
Кроме этого, понадобится исключить участие прерывателя. Здесь действуют двумя методами:
- физический демонтаж кулачка прерывателя;
- установка между контактами замыкающей перемычки, обеспечивающей постоянное соединение.
Использование генератора от Еврокамаза
Использование генератора от Еврокамаза возможно при внесении небольших изменений. Конструкция такого устройства весьма близка к тракторной, но имеет более высокое напряжение и силу тока. Порядок модернизации узла такой же, перематываются обмотки и устанавливаются мощные магниты, создающие переменное магнитное поле.
Изначальная рабочая скорость вращения ротора слишком высока, поэтому потребуется увеличение количества витков на обмотках, позволяющее реагировать на малые значения скорости. После намотки рекомендуется присоединить генератор к источнику вращения (чаще всего используют электродрель) и замерить величину вырабатываемого тока. Такой предварительный замер позволит получить определенную информацию о параметрах полученного устройства и, по необходимости, внести некоторые изменения в конструкцию.
Ветрогенератор из тракторного генератора Г-700
Этот ветрогенератор сделан на основе генератора Г-700 от трактора. Винт генератора имеет двухлопастную конструкцию, что в комплекте позволяет развивать высокие обороты даже прим алых ветрах. Средняя мощность которую выдает генератор составляет 150 ватт, она достигается уже при ветре в 6 мс. В статье рассмотрены основные моменты модернизации и конструктивных особенностей ветрогенератора данной модели.
Материалы и детали необходимые для постройки ветряка данного типа:
1) тракторный генератор Г-700
2) провод 0.8 мм толщиной около 200 метров.
3) профильная труба
4) дюралюминиевая труба 110 мм
5) болты м10
Рассмотрим более подробно конструкцию ветряка и его основных составляющих.
Основной частью ветряка является генератор, который в данном случае был переделан из стандартного тракторного генератора Г-700. Тракторный генератор Г-700 обладает следующими характеристиками: номинальное напряжение равно 14 В, номинальный ток 50 А, генератор весит 5.4 кг без шкива, а так же имеет ресурс в 10000 часов.
Единственной загвоздкой для использования этого генератора без переделок стали слишком высокие рабочие обороты от 5000 до 6000 оборотов. Поэтому для начала автор занялся модернизацией генератора.
Был полностью перемотан статор генератора при помощи провода толщиной в 0.8 мм по 80 витков. Это было сделано для того, чтобы поднят напряжение на оборотах. Так подверглась переработке и катушка возбуждения электромагнитов. На катушку тем же проводом, что использовался для статора, было намотано 250 витков. С учетом полной перемотки статора и домотки катушки автор затратил около 200 метров провода на подобную модернизацию.
Так как генератору все же требуются достаточно высокие обороты для качественной работы конструкция винта была выбрана двухлопастной. Сам винт получился диаметром около 136 см, а материалом для его создания стала дюралюминиевая труба диаметром в 110 мм. Из этой трубы и были вырезаны обе лопасти винта. Длинна каждой лопасти получилась 63 см. Для того, чтобы уменьшить закрутку и сделать лопасти более плоскими автор раскатал их. В итоге получилось как будто лопасти были сделаны из трубы диаметром 400 мм.
Фотографии готового ветряка:
Благодаря тому, что у использованного генератора нет залипаний, винт стартует даже от самого легкого ветра и развивает высокие обороты. Длинна мачты ветрогенератора составляет 5 метров. Высоту добавляет так же труба самого генератора.
Крепление происходит в трех местах через болты м10. Для удержания мачты ветрогенератора в вертикальном положении она была закреплена при помощи растяжек. провод от ветрогенератора идет внутри трубы, таким образом он надежно защищен от внешних условий. В конструкции автор не использовал токосъемные кольца.
Зарядка аккумулятора начинается уже при ветре в 3.5 мс, а при скорости в 4 мс винт ветрогенератора разгоняется до 300 обм, при 7 мс обороты достигают отметки в 800-900, когда ветер 15 мс то винт выходит на обороты в 1500 обм.
Максимальная мощность генератора, которая была зафиксирована автором составляла 250 ватт. При стандартном ветре в 6 мс ветрогенератор каждый час выдает 150 ватт энергии. Этой мощности вполне хватает для зарядки автомобильного аккумулятора.
Ветрогенератор из тракторного генератора с однолопастным винтом
Умелец сделал из тракторного генератора Г700.04.01 вертикальный ветрогенератор своими руками для зарядки своих аккумуляторов снабдив его винтом с одной лопастью.
По задумке автора, ветрогенератором для зарядки аккумуляторных батарей выступает тракторный генератор.
Характеристики генератора Г700.04.01:
• Номинальное напряжение – 14V.
• Номинальный ток – 50А.
• Номинальная частота вращения – 5000 об/мин.
• Максимальная частота вращения – 6000 об/мин.
• Вес – 5,4 кг.
Тракторный генератор является высокооборотным агрегатом, им выдается зарядка для аккумулятора при больше чем 1000 об/мин, поэтому без переоборудования на ветряк он не подходит. Чтобы генератор был способен заряжать батарею в условиях низких оборотов, его пришлось дорабатывать.
Мастер перемотал статор – 80 витков для каждой катушки, используя провод 0,8 мм. Катушку возбуждения электромагнита автор перемотал и увеличил на 250 витков, применив такой же провод. Он дополнительно использовал 200 м провода, чтобы перемотать статор и домотать катушку.
Затем умелец сварил крепление для генератора, используя профтрубу, изготовил защиту от сильного ветра. Она выполнена в виде складывающегося хвостовика, одевающегося на шкворень.
Выбирая винт, автор решил в первую очередь создать конструкцию с двумя лопастями, диаметр винта – 1360 мм. Для лопастей использована алюминиевая труба с сечением 110 мм, которые были раскатаны. Длина каждой из них – 630 мм.
Мастер установил ветрогенератор на 5-метровую мачту. Он отбросил идею с токосъемными кольцами и пустил провод генератора внутри в трубе мачты.
Для фиксации мачты на высоте 4 м использованы тросовые растяжки.
Ветрогенератор начинает заряжать аккумулятор, если появляется скорость ветра достигает 3,5 м/с.
4 м/с – 300 об/мин.
7 м/с – 900 об/мин, генератор обеспечивает порядка 150 Ватт.
15 м/с – скорость вращения винта достигает 1500 об/мин, ветрогенератор выдает порядка 250 ватт. Эти параметры достаточны для того, чтобы зарядить автомобильный аккумулятор.
Для усовершенствования своей установки автор увеличивает обороты – он переделывает двухлопастный винт в винт с одной лопастью.
Винт с одной лопастью обладает таким преимуществом как высокий коэффициент использования энергии ветра. При одной и той же скорости ветра винт с одной лопастью вращается вдвое быстрее, чем трехлопастный винт.
Однако для изготовления однолопастного винта нужно провести непростую операцию – его балансировку. В противном случае из-за сильных вибраций подшипник генератора разрушится, преждевременно выйдет из строя.
Местом фиксации такого винта выступает трубка, на которой предусмотрен противовес. Работа конструкции заключается в принципе коромысла.
Крепление под балку лопасти автор приварил на генераторный шкив, в балке просверлил отверстие для шпильки М6. В крепление он вставил два ограничителя в виде шпилек, чтобы винт не задевал мачту.
На фото – крепление винта на шпильке М6, отклонение винта от оси может составлять 15 градусов.
Во время вращения однолопастный винт может отклоняться от оси. Таким образом он мягче реагирует на повороты установки.
В случае с ураганным ветром хвостовик происходит поворот хвостовика, он вырывает винт из потока воздуха.
Автор провел испытания конструкции и получил приличные результаты. В случае правильной балансировки винта вал генератора вращается существенно быстрее. В итоге генератором вырабатывается больше электроэнергии, даже если дует слабый ветер.
Источник