Генератор из двигателя постоянного тока своими руками

Генератор из двигателя постоянного тока своими руками — Все об электричестве

Генератор из двигателя постоянного тока своими руками

Изготовление ветрогенератора своими руками не ограничивается созданием одного ротора и мачты. Рабочее колесо с лопастями — это лишь устройство, принимающее энергию ветра и передающее вращательный момент на следующие в конструкционной цепочке элементы.

Для того, чтобы устройство дало электрический ток, нужен целый комплект оборудования, последовательно выполняющего задачи по приему, переработке, накоплению и преобразованию энергии. Помимо механических частей имеется довольно обширный список электроники различного назначения, коммутационных устройств.

Электроника самодельного ветрогенератора

Самодельные ветряки обычно используют электронику, которую удалось собрать самостоятельно или приспособить из имеющихся готовых приборов. Исключением являются аккумуляторы, которые проще и дешевле приобрести, чем собирать своими руками. Обычный состав электроники включает:

  • генератор
  • аккумулятор
  • контроллер заряда
  • инвертор

В большинстве случаев этот список используется полностью, хотя имеются и более простые комплекты, иногда вообще ветряк напрямую подключается к потребляющему устройству (насосу, осветительному или подобному прибору, не требовательному к стабильности напряжения). Для бытовой техники, освещения дома, радио-и телевизионных приборов требуется наличие стабильного напряжения с определенными параметрами, что обеспечивается только использованием полного набора устройств.

Ветряк из подручных материалов

Самодельные ветряки обычно изготавливают из тех материалов, которые удалось найти в гараже, сарае или иных доступных местах.

Приобретение материалов или оборудования производится редко, так как зачастую весь процесс создания ветряка является экспериментом с неясным результатом, поэтому нести какие-либо расходы нецелесообразно.

В целом, такой подход себя оправдывает, так как он дает возможность оценить перспективы и сделать выводы относительно параметров установки, необходимой для полноценного решения вопроса.

Любой результат таких исследований дает возможность создать ветряк с нужными качествами. При этом, даже изготавливая третью или четвертую модель, умельцы практически не приобретают каких-либо материалов, обходясь старыми запасами или переделывая имеющиеся предметы. Так, в качестве лопастей для вертикальных роторов часто используются металлические бочки, разрезанные вдоль. Применяются и другие способы, не требующие почти никаких расходов, но приносящие вполне ощутимые плоды.

Единственное, без чего никак нельзя обойтись — это определенные познания в области электротехники, опыт и навыки работы со слесарным инструментом.

Усовершенствования и доработка

При изготовлении ветрогенератора чаще всего применяются различные готовые устройства или узлы, определенным образом переделанные и усовершенствованные для максимального соответствия задуманным параметрам. Наиболее часто таким изменениям подвергаются двигатели или генераторы, поскольку они довольно легко доводятся до нужного состояния.

Большинство электродвигателей способны работать в режиме генератора, и переделывать их необходимо только для оптимизации работы в тихоходном режиме, так как частота вращения ветряка низка, и даже с повышающим редуктором высоких скоростей не добиться. Поэтому производят доработку, повышающую чувствительность устройства до необходимых пределов.

Готовые ветрогенераторы также подвергаются различным изменениям, исправляются обнаруженные в ходе испытаний недостатки, увеличиваются определенные параметры и показатели.

Самодельный ветрогенератор на основе шагового двигателя

Шаговые двигатели используются в принтерах, сканерах и прочих устройствах. Их можно использовать практически без всяких переделок, понадобится лишь выпрямить переменный ток, который они выдают. Для этого собирается выпрямитель по определенной схеме на 8 диодах (нужно 2, но так как двигатель 4-фазный, то используются 8 шт).

После подключения к выпрямителю можно получить ток с напряжением, зависящим от марки двигателя (существуют образцы с напряжением 5 В, есть модели по 12 В и выше). Такого напряжения может хватить для зарядки батареи мобильного телефона, подключения местного освещения и т.п. Дополнительных устройств не требуется.

Ветрогенератор на шаговом двигателе способен выполнять довольно ограниченную работу, но как наглядное пособие или пробный экземпляр он вполне годится. Если же объединить в одну систему несколько таких устройств, можно получить более мощный комплекс, имеющий возможность питать большее число приборов, обеспечивать освещение или иные бытовые устройства.

Читайте также  Как правильно подключить генератор к сети дома?

Ветряк из мотор-колеса

Мотор-колесо от старого скутера вполне может сыграть роль генератора для ветряка. Особенным достоинством такого решения является возможность установить лопасти непосредственно на обод колеса, что значительно упрощает процесс изготовления ветряка и позволяет применить довольно большой размер крыльчатки, чувствительный к ветру с небольшой скоростью. К недостаткам устройства относится ощутимое залипание, затрудняющее запуск вращения, особенно на слабых ветрах.

Мотор-колесо представляет собой практически готовый трехфазный генератор. Он имеет хорошие показатели даже на низких оборотах, а если использовать повышающую передачу, то можно добиться весьма неплохих результатов, в частности — для зарядки АКБ. Примечательно, что из мотор-колеса изготавливают как горизонтальные, так и вертикальные конструкции ветряков, причем, вторые по своим характеристикам часто оказываются удачнее.

Дело в том, что на вертикальных роторах (типа Савониуса) стартовый момент намного больше из-за большой площади лопасти, что увеличивает возможности запуска ветряка на слабых ветрах.

Еще одним удобным моментом становится возможность установки вертикального ветряка на относительно низкую мачту. Поскольку мотор-колесо крепится непосредственно на крыльчатку, возможностей для его обслуживания при монтаже на высокие мачты, весьма немного.

Доступ к генератору — большое достоинство устройства, продлевающее службу и облегчающее уход.

Генератор из коллекторного двигателя

Коллекторные двигатели имеют один слабый в эксплуатационном отношении узел — собственно коллекторно-щеточный. Вследствие постоянного трения графитовые щетки быстро изнашиваются и требуют замены, поскольку при вышедших из строя щетках двигатель работать не будет. Ресурс коллекторных двигателей от установки одного комплекта щеток до другого не так уж велик, что является причиной постоянного внимания за состоянием устройства и необходимости держать наготове запасной набор щеток.

При этом, возможности такой конструкции весьма велики, при определенных условиях коллекторные двигатели способны выдавать достаточно высокие показатели. Кроме того, они не нуждаются в высоких скоростях вращения, что является еще одним большим плюсом в климатических условиях России, не отличающихся обилием сильных и ровных ветров.

Особенности коллекторных двигателей позволяют использовать их без повышающей передачи, что снижает потери. При этом, размеры лопастей должны быть достаточными, чтобы создавать нужное пусковое усилие, так как ротор коллекторного двигателя постоянно находится под притормаживающим давлением щеток. По характеристикам наиболее подойдет вертикальная конструкция ветряка с большими лопастями, способными к созданию значительного усилия при вращении.

Ветрогенератор из ферритовых магнитов

Этот вариант для подготовленных людей, обладающих достаточными познаниями как в электротехнике, так и в слесарном деле. Генератор из ферритовых магнитов придется практически с нуля создавать самостоятельно, что является интереснейшей технической задачей для одних, но и неразрешимой проблемой для других. Решение вопроса возможно только при полном понимании принципа работы и устройства генератора.

Устройство генератора на ферритовых магнитах включает неподвижный статор, состоящий из обмоток, числом кратным трем. Вращающийся ротор состоит из площадки с разнонаправленными магнитами, которые создают переменное магнитное поле и возбуждают в обмотках статора ЭДС.

На первый взгляд все просто, но проблема состоит в том, чтобы все сделать аккуратно, точно и с минимальными зазорами или отклонениями. Кроме того, надо обеспечить соосность статора и ротора, защитить их от проникновения воды, пыли, устранить прочие внешние воздействия.

Вариантов конструкции таких генераторов довольно много, лучшие образцы изготовлены на довольно солидной производственной базе. При этом, имеются и совсем кустарные изделия, собранные на кусках фанеры, залитые эпоксидной смолой, которые способны демонстрировать вполне приемлемые результаты.

В настоящее время для изготовления таких устройств активно используются неодимовые магниты, обладающие магнитным полем, многократно превосходящим ферритовые образцы. Возможности генератора на таких магнитах гораздо выше, что сразу же было высоко оценено конструкторами.

Практически все перешли на использование неодимовых магнитов, хоть это и потребовало некоторого изменения конструкции — количества витков обмоток, расстояние между ними и т.д. Результаты, которые показывают такие генераторы, высоки, они делают ветрогенераторы более перспективными устройствами.

Испытания самодельного устройства

Испытания готового ветрогенератора следует производить при полностью собранной, установленной и надежно закрепленной конструкции. Искушение попробовать ветряк в деле велико, часто заставляет людей совершать непродуманные действия, в результате чего возникают поломки, разрушения, травмы.

Проверку на работоспособность отдельных узлов (например, генератора) можно произвести при помощи электродрели с регулируемой скоростью вращения. Возможности ветряка также могут испытываться отдельно, без присоединения генератора, чтобы получить данные о его рабочих качествах без нагрузки. Все остальные испытания или пробы требуют качественной сборки или подключения по всем правилам.

Читайте также  Высокое напряжение генератора автомобиля

Источник: https://contur-sb.com/generator-iz-dvigatelya-postoyannogo-toka-svoimi-rukami/

Генератор из двигателя постоянного тока своими руками — Металлы, оборудование, инструкции

Генератор из двигателя постоянного тока своими руками

Сейчас у всех, когда что-то надо, первый позыв — пойди и купи! Все же есть в магазинах. Однако, если кто-то задумывается, а откуда же берутся цены? — то может быть удивлен. На самом деле все стоить должно раз в десять дешевле. Чтобы проверить это, лучше всего взять какую-нибудь незамысловатую вещицу и попробовать сделать самому. Например, генератор электричества.

Когда-то в школе на уроках труда одним из захватывающих занятий было сделать электродвигатель из двух магнитов и консервной банки.

Консервную банку резали, гнули и получали из нее все, что надо: и корпусные детальки, и катушки сгибали, чтобы потом провода на них намотать, и коллектор со щетками.

Движок был постоянного тока от батарейки, и когда замыкали контакты батарейки К-Б-С-Лочки, он крутился к нашему полному восхищению.

А кто не знает, скажу маленький секрет: движок и генератор — одно и то же. Только один работает от батарейки — крутится. А другой, наоборот, если его крутить, сам начинает вырабатывать на те же клеммы вольтаж, соответствующий усилию и КПД.

Сейчас уж не те времена. И выкидываем мы гораздо больше, чем раньше. Если когда-то в мусор шли практически одни пустые консервные банки, то теперь на мусорке встречается все что угодно. Целые бытовые приборы. Или их части. Поэтому найти нечто такое, из чего можно сделать генератор, достаточно легко. Для чего именно генератор?

Хороший хозяин всегда бывает не прочь иметь что-то про запас. А электроэнергию? Вот на всякий случай хорошо иметь в хозяйстве генератор. А крутить его можно каким-то двигателем, ветром…  да хоть собственными ногами. Важно, что это будет источник энергии. Генератор можно сделать самому из старого двигателя, например, от стиральной машины.

Изготовление генератора из двигателя

Итак, берем асинхронный двигатель от старой стиральной машины. Его большое преимущество — простота. Следовательно, в нем ломаться почти нечему. На статоре накручены обмотки, вот они-то и могут быть испорчены.

Если сгорела, то, скорее всего, одна, так как «рвется там, где тонко», то есть, обычно, в одном месте.

Разумеется, этот принцип не распространяется на случай, когда произошло катастрофическое для стиральной машины КЗ и сгорело и расплавилось сразу все, что могло гореть или плавиться.

Пробником или тестером устанавливаем обмотку, которая сгорела (разрыв) или замкнула (~0 сопротивления). Смотрим по маркировке количество витков в обмотке и перематываем проводом такого же сечения. Концы выводим на клеммник или соединяем с концами других катушек, чтобы было «как было». Двигатель пробуем, должен крутить.

Схема соединения обмоток генератора, сделанного из двигателя

Мощность такого генератора можно задать емкостью подключенных «треугольником» конденсаторов.

Генератор будет вращаться каким-то источником механической энергии: ветродвигателем, паровой турбиной, работающей на дровах или газе, бензиновым или дизельным двигателем.

Скорость вращения ротора генератора должна быть отрегулирована так, чтобы она не превышала номинальной скорости вращения двигателя, увеличенной на 10%.

В таблице ниже приведены примерные значения емкостей конденсаторов с расчетом на разные вырабатываемые мощности генератора.

Таблица зависимости мощностей генератора от емкости конденсаторов

Подключение самодельного генератора

Самодельный генератор дает на выходе трехфазное напряжение 380 вольт. Для нормальной его работы необходимо добавить нейтраль в схему соединения с потребителем.

Схема подключения генератора с заземленной нейтралью

Нейтраль дает сбалансированную работу трехфазной сети, без нее может происходить перекос фаз, работа с перегрузкой и быстрый выход из строя одной или нескольких обмоток.

У генератора должно быть защитное заземление корпуса, которое вполне логично соединить с нейтралью.

В качестве потребителя хорошо использовать устройства, некритичные к особой стабильности мощности. Наилучшим вариантом было бы использовать генератор в схеме получения ветровой энергии.

Ветер, как мы знаем, не всегда дует так, как мы о нем думаем, поэтому соединенный с крыльчаткой генератор будет работать тогда, когда это захочется не нам, а ветру.

Но на этот случай мы должны запастись аккумуляторной батареей — а лучше не одной, а несколькими — и заряжать их от генератора через простейший трехфазный выпрямитель на трех диодах.

Схема зарядки аккумуляторов от трехфазного напряжения

Построить систему генерации и использования даровой энергии ветра для своих целей вполне возможно. Желательно использовать автоматику для предохранения аккумуляторов от перезарядки, а генератора — от перегрева. При этом всегда надлежит помнить, что напряжение 380 вольт опасно для жизни, и защитить всю конструкцию защитным заземлением.

Читайте также  Стабилизатор напряжения для генератора как выбрать?

Источник: https://domelectrik.ru/oborudovanie/dvigatel/generator

Пошаговая инструкция сборки ветрогенератора 12В своими руками

Сделать ветряк самостоятельно кажется непосильной задачей, которая отнимает много времени и сил. Но следуя пошаговой инструкции можно легко и быстро достичь желаемого результата за небольшие деньги.

Задавшись целью обзавестись ветрогенератором, многие хотят его сделать самостоятельно. Как показали исследования в интернете — большинство так и делает, но такое решение отняло у них очень много времени и усилий (по крайней мере, самая первая сборка).

Чаще всего применяется схема сборки на магнитах постоянного тока. Этот путь является значительно проще, чем самостоятельное создание самого генератора.

По этой причине рекомендуется запастись терпением и начинать поиски двигателя, который бы отлично подходил по параметрам, чтобы сделать ветрогенератор своими руками.

Подбор генератора

Как оказалось, большинство использует в виде генератора старый мотор из компьютеров. Такой мотор является раритетом и применялся еще во времена, когда у вычислительных машин использовались большие ленточные катушечные накопители.

Среди всех возможных вариантов самым лучшим можно считать двигатель постоянного тока от производителя Ametekна 30 вольт. Это самый подходящий вариант, чтобы сделать ветрогенератор, так как даже легкое вращение его вала может свободно генерировать 12 В. Данный двигатель довольно тяжело найти, но на торговых площадках ebay и Amazon полно его аналогов.

Дополнительно в описании знающие люди указывают возможность их использования в качестве генератора для ветряка.

Подбор двигателя нужно делать с учетом следующих параметров:

  • постоянный ток;
  • низкие обороты;
  • высокое напряжение;
  • высокая сила тока.

Все дело в том, что двигатель, рассчитанный на 7200 оборотов и напряжением в 24 В, при низких оборотах вряд ли сможет дать требуемые значения. Но если взять 30-вольтовый мотор с номинальным значением в 325 об/мин, то вполне реально ожидать от него напряжение в 12 вольт даже при характерных ветряку низких оборотах.

Примерная стоимость того же Ametek примерно 26 $. Можно найти и немного дешевле двигатель, но это не столь важно. При обычном легком толчке он зажигает без проблем лампу на 12 вольт, что нам и требовалось. Итак, двигатель-генератор мы нашли. Приступаем к следующему шагу — расчету лопастей.

Лопасти

В качестве лопастей, создавая ветрогенератор, можно без проблем использовать обычную сантехническую трубу из ПВХ длиной 60 см и диаметром 15 см. Разрежьте ее на 4 части. Это будут заготовки лопастей.

Затем вырежьте квадрат 5х5 у основания для создания крепежа в дальнейшем. Чтобы сохранить точную форму и не срезать лишнего рекомендуется просверлить изначально небольшое отверстие в нужном месте.

Далее просто обрезаете лишний пластик вдоль заготовки по диагонали. Все, первая лопасть готова.

Используйте вырезанный элемент как шаблон для создания остальных трех лопастей. Также он будет играть роль запасной детали, если что-то пойдет не так. Двигатель на наш ветрогенератор мы выбрали и изготовили лопасти. Теперь нужно их сделать одним единым.

Сборка генератора с лопастями

Для объединения лопастей с генератором можно применять обычный шкив как основу и алюминиевый диск диаметром 13 см.

Скрепив их вместе с использованием болтового соединения, вы получите отличную легкую и практичную основу, которая будет являться промежуточным звеном, передающим силу ветра с лопастей, вращая ветрогенератор. Сами лопасти крепятся также при помощи болтов.

В магазине сантехники можно приобрести колпак, чтобы скрыть все металлические детали и придать ветряку большей обтекаемости. Практика показала, что все эти параметры позволяют даже легкому ветерку создавать вращения и при этом ветрогенератор вырабатывает положенные ему 12 В.

Установка турбины

Для установки турбины своими руками можно использовать обычную деревянную подставку из бруска длиной 84 см. Также желательно использовать кусок пластиковой трубы диаметром 10 см для защиты двигателя от разного рода осадков.

В качестве хвоста для ветряка на 12 вольт рекомендуется применять алюминиевую пластину размером 21х35 см и толщиной 20-30 мм. Она идеально подойдет как противовес и как элемент для поворота установки по ветру.

Все размеры не критичны и могут быть немного изменены под особенности конструкции.

Источник: https://spb-metalloobrabotka.com/generator-iz-dvigatelya-postoyannogo-toka-svoimi-rukami/