Генератор на магнитах своими руками: генератор на неодимовых магнитах своими руками видео + схема

Содержание

Ветрогенератор на неодимовых магнитах своими руками

Аксиальный ветрогенератор, который работает на неодимовых магнитах, впервые начали массово изготавливать в странах Запада. И это были вовсе не заводские изделия, а плод труда местных гаражных мастеров, поставивших себе на службу явление левитации. Серьезной популярности именно такие модели ветряка обязаны массовому распространению и дешевизне неодимовых магнитов. Постепенно комплектующие и схемы изготовления стали распространятся по всему миру и в настоящее время магнитный аксиальный ветрогенератор завоевывает признание на просторах Российской Федерации. Ниже описана последовательность создания одной из самых удачных моделей такого ветряка.

к содержанию ↑

Процесс создания ротора

Основой генератора автор разработки решил сделать ступицу автомобиля с дисками тормоза, поскольку она мощная, надежная и идеально сбалансированная. Начав делать ветряк своими руками, в первую очередь следует подготовить основу для ротора — ступицу, — почистить ее от грязи, краски и смазки. После чего приступить к наклейке постоянных магнитов. Для создания данного ветрогенератора, их было использовано по двадцать штук на диске. Размер неодимовых магнитов составил 25х8 миллиметров. Однако, и их количество, и их размер могут варьировать в зависимости от целей и задач человека, своими собственными руками создающего ветрогенератор. Однако всегда будет правильным, для получения одной фазы, равенство количества полюсов числу неодимовых магнитов, а для трех фаз — выдержка соотношений полюсов и катушек — два к трем или три к четырем.

Магниты следует располагать учитывая чередование полюсов, к тому же максимально точно, но прежде, чем приступить к их наклейке, нужно либо создать бумажный шаблон, либо прочертить линии, делящие диск на сектора. Чтобы не перепутать полюса, делаем отметки на магнитах. Главное — выполняем следующее требование — те магниты, которые стоят напротив друг друга, должны быть повернуты разными полюсами, то есть притягиваться.

Магниты приклеиваются к дискам при помощи супер-клея и заливаются. Также нужно сделать бордюрчики по краям дисков и в их центре, либо намотав скотча, либо вылепив из пластилина для недопущения растекания.

к содержанию ↑

Фазы — что лучше — три или одна?

Многие любители электрической техники идут по пути наименьшего сопротивления и, чтобы не заморачиваться, останавливают свой выбор на однофазном статоре для ветряка. Однако у него имеется одна неприятная особенность, нивелирующая простоту сборки, — это вибрация в нагруженном состоянии, по причине непостоянства отдачи тока. Ведь амплитуда такого статора скачкообразна, — достигая максимума, когда неодимовые магниты располагаются над катушками, а после падая до минимума.

А вот, когда генератор сделан по трехфазной системе, то вибрации отсутствуют, и показатель мощности ветряка имеет постоянное значение. Причина такого отличия заключается в том, что ток, падая в одной фазе, в то же время нарастает в другой. И в итоге, ветрогенератор, работающий в трехфазной системе, может быть более эффективным до 50 %, чем точно такой же, но использующий однофазную систему. И главное, — нагруженный трехфазный генератор не дает вибрации, следовательно, мачта не дает повода для жалоб на ветрогенератор в надзирающие органы недоброжелателям из числа соседей, поскольку не создает надоедливого гула.

к содержанию ↑

Способ намотки катушки статора ветряка

Для того, чтобы сделанный своими руками ветрогенератор на неодимовых магнитах работал с максимальной отдачей, статорные катушки следует рассчитывать. Однако большинство мастеров предпочитают делать их на глаз. К примеру, тихоходный генератор, способный заряжать 12 В аккумулятор, начиная со 100 — 150 оборотов за минуту, должен иметь во всех катушках от 1000 до 1200 витков, поровну разделенное между всеми катушками. Увеличение количества полюсов ведет к росту частоты тока в катушках, благодаря чему генератор, даже при малых оборотах, дает большую мощность.

Намотка катушек должна производиться по возможности более толстыми проводами, с целью снижения сопротивления в них. Делать это можно на оправке, либо на самодельном станке.

Для того чтобы разобраться, какой потенциал мощности имеет генератор, покрутите его с одной катушкой, поскольку, в зависимости от того, в каком количестве будут установлены неодимовые магниты и какова их толщина, данный показатель может существенно отличаться. Измерение проводятся без нагрузки при необходимом числе оборотов. Например, если генератор при 200 оборотах за минуту обеспечивает напряжение в 30 В, имея сопротивление в 3 Ом, то следует из 30 В вычесть 12 В (напряжение питания аккумулятора) и полученный результат — 18 делим на 3 (сопротивление в омах) получаем 6 (сила тока в амперах), которые и пойдут от ветрогенератора на зарядку АКБ. Однако, как показывает практика, по причине потерь в проводах и диодном мосту, реальный показатель, который будет производить магнитный аксиальный генератор, будет поменьше.

Магниты для создания ветрогенератора лучше брать в форме прямоугольника, поскольку их поле распространяется по длине, в отличие от круглых, поле которых сосредотачивается в центре. Катушки, как правило, мотают круглыми, хотя лучше делать их несколько вытянутыми, что обеспечивает больший объем меди в секторе, а также более прямые витки. Отверстие внутри катушек должно быть равно или превышать ширину магнитов.

Толщина статора должна быть такой же что и магниты. Форма для него обычно фанерная, для прочности под катушки и поверх них кладут стеклоткань, и все это заливается эпоксидной смолой. Для того, что бы не допустить прилипания смолы к форме, последнюю смазывают любым жиром либо применяют скотч. Провода предварительно выводят наружу и скрепляют между собой, концы каждой фазы после этого соединяют треугольником либо звездочкой.

к содержанию ↑

Мачта для ветрогенератора

Мачту на которой будет расположен данный генератор, можно делать высотой от 6 и выше метров, чем выше, тем больше скорость ветра. Под нее следует вырыть яму и залить основание из бетона, а трубу укрепить таким образом, чтобы магнитный аксиальный ветрогенератор, сделанный своими руками, можно было опускать и поднимать. Делать это можно при помощи механической тали.

к содержанию ↑

Винт ветряка

Его делают из поливинилхлоридных труб, чей оптимальный для этого диаметр — 160 мм. К примеру, ветрогенератор, работающий на принципе магнитной левитации, с диаметром в два метра и шестью лопастями, при скорости ветра в 8 метров за секунду, способен обеспечить мощность до 300 Вт.

к содержанию ↑

Как повысить мощность ветряка?

Для подъема мощности ветрогенератора можно использовать магниты. Попросту на магниты, которые уже установлены наклеить еще по одному такому же или более тонкому. Другой способ основан на установке в катушки металлических сердечников, — пластин трансформатора. Это обеспечит усиление магнитопотока в катушке, однако вызывает небольшое залипание, которое, впрочем, совершенно не ощущается шестилопастным винтом. Стартует такой ветрогенератор при ветре в 2 м/с. Благодаря применению сердечников генератор получил увеличение мощности с 300 до 500 Вт/ч при ветре в 8 м/с. Также следует уделять внимание форме лопастей, — малейшие неточности снижают мощность.




Самодельный генератор на постоянных магнитах

Магниты у меня были дисковые 25*8 в количестве 12 штук, катушек столько же. Материал магнитов - NdFeB , а какой конкретно (N35, N40, N45) понятия не имею. Промежутки между магнитами 5 мм.  

Диаметр статора 140 мм, внутренний - 90 мм, высота железа статора - 20 мм. Белое под магнитами - пластик. В нем отверстия просверлены под магниты, а под пластиком оцинковка, а под ней фанерка.

Число витков кажется по 50, диаметр провода 1мм. Все соединены последовательно: конец одной с концом другой, начало одной с началом другой. Я сначала не подумал соединил начало с концом. Напряжение на статоре 0. Даже приятно - значит катушки одинаковые получились.

Толщина катушки то ли 6 то ли 7 мм. Можно и до 10 увеличить. Я зазор разным делал. Разница в напряжении есть, но не очень страшная. И еще чего у меня неправильно это то что под магнитами подложен кусок кровельного железа около 0.5 мм толщиной. Надо бы раз в десять толще как я теперь понимаю для нормального замыкания потока.

В качестве железа для статора использовал какую-то стальную ленту шириной сантиметра 2. По-моему, та, которая используется при упаковке оборудования в большие деревянные ящики.

Никаких усилий для страгивания прикладывать не надо. Генератор получился с такими характеристиками: сопротивление обмоток 1 Ом, напряжение 1.5 вольта при 1 об/с.Все тщательно промазал кисточкой эпоксидкой так что по моему никакой дождь не страшен.

Вес всего ветряка килограммов 8 получился вместе с винтом, хвостом и поворотным узлом. Сам генератор 4 кг.   Подшипники в генераторе запрессованы прямо в фанеру.

Поставил на ветряк 1.5 метра диаметром двухлопастный, т.е при 6 мс должен начать аккумулятор заряжать (быстроходность около 6 пытался получить, угол поворота лопасти очень маленький). Не ахти какая стартоваая скорость, но думал, что ветер такой не редкость.

Поставил вечером, ветра не было, но к утру ветер появился и он начал крутиться, но больше вольт 7 я с него не увидел. Понаблюдать больше одного дня выходных за ним не получилось, но приехав через неделю, а потом через две я убедился, что ветер в Подмосковье-редкость (не то что 12м/с как некоторые производители пишут расчетную, а вообще хоть какой-нибудь).

Т.к. аккумулятор щелочной на 110 А*ч зарядился только до 10 Вольт (был разряжен до 8, а может и вовсе прокис от долгих лет стояния в разряженном состоянии). Расчитывать генератор и весь ветряк надо на стартовую скорость метра 3.

Сейчас привез генератор с дачи. Буду проводить более детальные эксперименты. Сегодня вот уже лампочку спалил на 12 Вольт, дрель подключив. Подключал мой генератор к осциллографу - там вроде синус, на мой взгляд, ровный такой.

Из моего опыта постройки такого миниатюрного ветряка сделал несколько выводов (только про мощность ничего сказать не могу и про пропеллер тоже,переделывать буду):

  1. Генератор надо рассчитать, а потом умножить все это на два :-). По крайней мере, у меня с расчетами генератор разошелся почти в два раза.
  2. При изготовлении генератора, катушки должны быть с дыркой по всей ширине статора (или чуть больше ширины магнитов если дисков два). Это очевидно, но в целях уменьшения сопротивления я по незнанию сделал катушки маленькими.
  3. Ничего запихивать в катушки для увеличения магнитного потока через них не надо. Я попробовал наложить металлических обрезков, ничего не поменялосьл, но стронуть стало невозможно, пришлось все выковыривать. А я все эпоксидкой залил.
  4. Система ограничения мощности не нужна в подмосковье. Может у Финского залива это актуально, но у нас ограничивать нечего. Даже на otherpower.com первые ветряки они делали без складывающегося хвоста и ничего у них не ломалось. А в горах ветер посильнее чем у нас бывает.
  5. Никаких скользящих контактов. Ну, не видел я чтобы мой ветряк хоть пару оборотов сделал вокруг своей оси. Ветер на самом деле редко меняет свое направление на диаметрально противоположное. Спустил многожильный провод на землю и привезал к колышку. Хотя я сделал на скользящих контактах, а потом понял, что это не нужно. Даже в Сапсане на весьма мощных ветряках в мачте спрятан перекручивающийся кабель. 
  6. Поворотный узел на подшипниках - долой. Площадь хвоста из фанеры увеличить для компенсации трения возросшего, и все.

Даже легкий ветер поворачивал мой ветряк с небольшим хвостом, хотя мачта была наклонена от вертикали. У меня было с подшипниками, а мачта из плохо закрепленного елового ствола.

Ни на каком импортном самопальном ветряке я такого не видел. Лишние подшипники смазывать - никакого удовольствия, по-моему. Да и хорошие подшипники очень дорогие. А зачем разоряться, когда не очень то и надо?

Автор: Алексей Л. (rosinmn.ru).

Самодельный ветряк с аксиальным генератором на неодимовых магнитах

Живу я в маленьком городке Харьковской обл. частный дом, небольшой участок.
Сам я, как говорит сосед, ходячий генератор идей, так как практически всё в своем
хозяйстве сделано своими руками. Ветер хоть и небольшой, но практически постоянно дует, и тем самым соблазняет использовать свою энергию.

После нескольких неудачных попыток с тракторным самовозбуждающимся генератором идея создания ветрогенератора засела в мозгу еще сильнее.
Начал искать и после двух месяцев поисков в интернете, множества скачанных файлов, прочтенных форумов и советов я окончательно определился с постройкой ветрогенератора.

За основу была взята конструкция Бурлака Виктора Афанасьевича с небольшими конструктивными изменениями.
Основной задачей была постройка ветрогенератора своими руками из того материала, который есть, с минимумом затрат. Поэтому каждый, кто попытается сделать подобную конструкцию должен исходить из того материала, который у него есть, главное желание и понять принцип работы.
Для изготовления ротора использовал листовой кусок метала толщиной 20 мм. (что было) с которого по моим чертежам кум выточил и разметил на 12 частей два диска диаметром 150 мм. и еще один диск под винт который разметил на 6 частей диаметром 170 мм.

Генератор будет на неодимовых магнитах

Купил через Интернет 24 шт. дисковых неодимовых магнита размером 25х8 мм, которые приклеил к дискам, (очень выручила разметка). Осторожно, не подставляете пальцы, неодимовые магниты очень мощные! (Возможно применение в данной схеме магнитных секторов дало бы лучшие результаты. Примечание администрации.)
Перед тем как приклеить неодимовые магниты к стальному диску маркером нанесите на них обозначение полярности, это очень поможет вам избежать ошибок при установке. После размещения неодимовых магнитов (12 шт. на диск и чередуйте полярность), до половины залил их эпоксидной смолой.

Кликните по картинке что бы посмотреть в полном размере.

Для изготовления статора использовал эмаль-провод ПЭТ-155 диаметром 0,95 мм (купил на частном предприятии Хармедь). Намотал 12 катушек по 55 витков каждая, толщина обмоток получилась 7 мм. Для намотки изготовил несложный разборный каркас. Намотку катушек делал на самодельном намоточном станке (делал ещё во времена застоя).

Затем разместил 12 катушек по шаблону и зафиксировал их положение изолентой на тканевой основе. Выводы катушек распаял последовательно начало с началом, конец с концом. Я использовал 1-фазную схему включения.

Для изготовления формы под заливку катушек эпоксидной смолой склеил две прямоугольные заготовки 4-х мм фанеры. После высыхания получилась прочная 8 мм заготовка. С помощью сверлильного станка и приспособления (балерина) вырезал в фанере отверстие диаметром 200 мм, а из вырезанного диска вырезал центральный диск диаметром 60 мм. Заранее заготовленные ДСП заготовки прямоугольной формы обтянул плёнкой и по краях закрепил стиплером, затем по разметке разместил вырезанный центр (обтянутый скотчем), а также вырезанную заготовку, обмотанную скотчем.

Форму до половины залил эпоксидной смолой, на дно положил стеклоткань, затем катушки, сверху стеклоткань, долил эпоксидную смолу, немного выждал и сверху сдавил вторым куском ДСП также обтянутым пленкой. После застывания извлёк диск с катушками, обработал, покрасил, просверлил отверстия.
Ступицу, а также основу поворотного узла изготовил с буровой трубы НКТ с внутренним диаметром 63 мм. Были изготовлены гнёзда под 204 подшипник и приварены к трубе. С задней стороны тремя болтами прикручена крышка с прокладкой из маслостойкой резины, с передней стороны прикручена крышка с сальником. Внутрь, между подшипниками, через специальное отверстие залил автомобильное полусинтетическое масло. На вал надел диск с неодимовыми магнитами, причем поскольку паз под шпонку сделать не было возможности на валу сделал углубления на половину диаметра шарика с 202 подшипника т.е. 3,5 мм, а на дисках высверлил паз 7 мм. сверлом предварительно выточив баночку и запрессовал её в диск. После извлечения баночки в диске получился ровный, красивый паз под шарик.

Далее закрепил статор тремя латунными шпильками, вставил промежуточное кольцо с расчетом чтобы статор не затирало и надел второй диск с неодимовыми магнитами (магниты на дисках должны иметь противоположную полярность, т. е. притягиваться) Здесь очень осторожно с пальцами!

Изготовление турбины и мачты ветрогенератора

Винт изготовил с канализационной трубы диаметром 160 мм.

Кстати неплохой получается винт. Поэтому принципу изготовлена последняя турбина из алюминиевой трубы 1,3 м. (смотрите выше)

Разметил трубу, болгаркой вырезал заготовки, по концах стянул болтами и електро-рубанком обработал пакет. Затем раскрутил пакет и каждую лопасть обработал отдельно, подгоняя вес на электронных весах.

Защита от ураганного ветра выполнена по классической зарубежной схеме, т. е. ось вращения смещена от центра. Вот ссылка на сайт www.otherpower.com/otherpower_wind.html

Желающие узнать больше здесь найдут все интересующие вопросы, причем совершенно бесплатно! Мне этот сайт помог очень здорово особенно с чертежами хвоста. Вот пример чертежей с этого сайта.

Свой хвост ветряка я подгонял методом подпиливания.

Вся конструкция насажена на два 206 подшипника, которые закреплены на оси с внутренним отверстием под кабель и приваренной к двухдюймовой трубе. Подшипники плотно входят в корпус ветроустановки, что позволяет без каких либо усилий и люфтов свободно поворачиваться конструкции. Кабель проходит внутри мачты к диодному мосту.(выше смотрите чертежи)

на фото первоначальный вариант

Для изготовления ветро-головки, не учитывая двух месяцев поиска решений, ушло полтора месяца, сейчас у нас февраль месяц, снег и холод похоже за всю зиму, поэтому основных испытаний еще не проводил, но даже на этом расстоянии от земли автомобильная лампочка 21 ватт перегорела. Жду весны, готовлю трубы под мачту. Эта зима пролетела у меня быстро и интересно.

Видео можно просмотреть здесь:

Небольшая модернизация ветрогенератора

Прошло немного времени с того момента когда разместил на сайте свой ветряк, но весна так толком и не пришла, землю копать чтобы замуровать стол под мачту еще нельзя - земля мёрзлая да и грязь везде, поэтому времени для испытаний на временной 1,5 м. стойке было предостаточно, а теперь подробней.
После первых испытаний винт случайно зацепил трубу, это я пытался зафиксировать хвост, чтобы ветряк не уходил из под ветра и посмотреть какая будет максимальная мощность. В итоге мощность успел зафиксировать примерно ватт 40, после чего винт благополучно разлетелся в щепки. Неприятно, но наверное полезно для мозгов. После этого я решил поэкспериментировать и намотал новый статор, ротор с неодимовыми магнитами оставил без изменений. Для этого изготовил новую форму под заливку катушек. Форму тщательно смазал автомобильным литолом, чтобы лишнее не пристало. Катушки генератора теперь немного уменьшил по длине, благодаря чему в сектор теперь поместилось 60 витков 0,95 мм. толщина намотки 8 мм. (в конечном итоге статор получился 9 мм), причем длина провода осталась прежней.

Винт теперь сделал с более прочной трубы 160 мм. и трехлопастным, длина лопасти 800 мм.
Новые испытания сразу показали результат, теперь ветрогенератор выдавал до 100 ватт, галогенная автомобильная лампочка в 100 ватт горела в полный накал, и чтобы её не спалить на сильных порывах ветра лампочку отключал.

Замеры на автомобильном аккумуляторе 55 А.ч.
Теперь окончательные испытания на мачте, результат опишу позже.

Ну, вот уже середина августа, и как я обещал, попытаюсь закончить эту страничку. Сначала то, что пропустил

Мачта один из ответственных элементов конструкции, требует особого внимания.

Один из стыков (труба меньшего диаметра входит внутрь большей) и поворотный узел

Теперь остальное, турбина ветрогенератора
3-х лопастная турбина (рыжая канализационная труба диаметром 160 мм.)

Начну с того, что сменил несколько турбин и остановился на 6-ти лопастной, сделанной из алюминиевой трубы диаметром 1,3 м. хотя большую мощность давал винт с ПВХ трубы 1,7 м.

Котроллер для генератора

Основная проблема была в том чтобы заставить заряжаться АКБ от малейшего вращения втурбины и вот здесь на помощь пришел блокинг генератор который даже при входном напряжении в 2 v дает заряд АКБ - пускай маленьким током, но лучше чем разряд, а на нормальных ветрах вся энергия на АКБ поступает через VD2 (смотрите по схеме), и идет полноценный заряд.

Конструкция собрана прямо на радиаторе полунавесным монтажом
Контроллер заряда тоже использовал самодельный, схема простая, слепил как всегда с того, что было под рукой, нагрузкой служит два витка нихромового провода (при заряженном АКБ и сильном ветре нагревается до красна) Все транзисторы ставил на радиаторы (с запасом), хотя VT1 и VT2 практически не греются, а вот VT3 на радиатор ставить обязательно! (при продолжительном срабатывании контролёра VT3 греется прилично)

Схема Контроллера генератора

фото готового Контроллера ветрогенератора

Схема подключения ветряка к нагрузке выглядит так:

Фото готового системного блока ветрогенератора

Нагрузкой у меня как и планировалось, является свет в туалете и летнем душе + уличное освещение (4 светодиодные лампы которые включаются автоматически через фотореле и освещают двор целую ночь, с восходом солнца опять срабатывает фотореле которое отключает освещение и идет заряд АКБ. И это на убитой АКБ (в прошлом году снял с авто) на фото снято защитное стекло (в верху фотодатчик).
Фотореле купил готовое для сети 220 V и переделал своими руками на питание от 12 V (перемкнул входной конденсатор и последовательно стабилитрону подпаял резистор в 1К)

Теперь самое ГЛАВНОЕ!

По своему опыту советую для начала сделать небольшой ветряк, набраться опыта и знаний и понаблюдать что можно поиметь с ветров вашей местности, ведь можно потратить кучу денег, сделать мощный ветрогенератор, а силы ветра не хватит чтобы получать те же 50 ватт и будет ваш ветряк типа подводной лодки в гараже.

Характеристика ветра. Шкала Бофорта

Основной характеристикой ветра является его скорость. Единицей измерения принято считать расстояние, пройденное частицами воздушных масс за единицу времени. В системе измерений СИ скорость ветра измеряется метрами, пройденными воздушными массами за 1 секунду - м/с.
Прибор, при помощи которого осуществляется измерение скорости ветра, называется АНЕМОМЕТР. Но оценить скорость ветра приблизительно можно и по внешним сравнительным признакам, приведенным в таблице Бофорта.

Баллы по шкале Бофорта Характеристика силы ветра Скорость ветра м/сек. Скорость ветра км/час Объективное проявление
0 Штиль 0-0,2 0-06,7 Дым поднимается вертикально
1 Тихий 0,3-1,5 1,08-5,4 Дым начинает отклоняться от вертикального положения, флюгеры, даже самые чувствительные, не вращаются
2 Легкий 1,6-3,3 5,76-11,9 Движение ветра ощущается лицом, шелест листьев, приводятся в движение флюгеры, ветрогенераторы входят в рабочий режим
3 Слабый 3,4-5,4 12,24-19,4 Листья и самые тонкие ветки деревьев колышутся, развеваются флаги, установленные на высоте
4 Умеренный 5,5-7,9 19,8-28,4 Ветер поднимает пыль и мелкие бумажки, приводит в движение тонкие ветви деревьев
5 Свежий 8-10,7 28,8-38,5 Качаются тонкие стволы деревьев диаметром 2-4 см, на морских волнах появляются гребешки, ветрогенераторы выходят на максимальную мощность
6 Сильный 10,8-13,8 38,8-49,9 Качаются толстые сучья деревьев диаметром 6-8 см, слышен шум ветра в телеграфных проводах
7 Крепкий 13,9-17,1 50,04-61,6 Качаются стволы деревьев в верхней их части, идти против ветра неприятно
8 Очень крепкий 17,2-20,7 61,92-74,5 Ветер ломает сухие сучья деревьев, идти против ветра очень трудно
9 Шторм 20,8-24,4 74,8-87,8 Небольшие повреждения, ветер срывает незакрепленные дымовые колпаки и ветхую черепицу
10 Сильный шторм 24,5-28,4 88,2-102,2 Разрушения кровельных покрытий и неукрепленных конструкций, ослабленные деревья вырываются с корнем, автоматическое отключение ветрогенераторов
11 Жестокий шторм 24,5-32,6 102,6-117,4 Большие разрушения на значительном пространстве
12 Ураган 32,7 и выше 117,7 и выше Огромные разрушения, серьезно повреждены здания, строения и дома, деревья вырваны с корнями.

Простейший анемометр. Квадрат сторона 12 см. на 12 см. На нитке 25 см. привязан теннисный шарик.

Мы никогда не задумываемся насколько сильным бывает даже маленький ветерок, но стоит посмотреть с какой скоростью иногда раскручивается турбина и сразу понимаешь какая это мощь.

Процесс модернизации ветряка закончен, так он выглядит на данном этапе. На видео его рабочий режим (снимал фотокамерой, поэтому видна дискретность винта, на самом деле он крутится как подорванный). На очень малых ветрах работает блокинг-генератор.

Всем удачи!!!


Яловенко В.Г.

Статья размещена с разрешения автора, оригинал здесь: http://valerayalovencko.narod2.ru/

Ветрогенератор на неодимовых магнитах: чертежи, расчет, своими руками

Неодимовый магнит – это редкоземельный металл, обладающий стойкостью к размагничиванию и способностью намагничивать некоторые материалы. Используется при изготовлении электронных устройств (жесткие диски компьютеров, металлодетекторы и т.д.), медицине и энергетике.

Неодимовые магниты используются при изготовлении генераторов, работающих в различных видах установках, вырабатывающих электрический ток.

В настоящее время генераторы, изготовленные с использованием неодимовых магнитов, широко используются при изготовлении ветровых установок.

Основные характеристики

Содержание статьи

Для того, чтобы определиться в целесообразности изготовления генератора на неодимовых магнитах, нужно рассмотреть основные характеристики данного материала, которыми являются:

  • Магнитная индукция В — силовая характеристика магнитного поля, измеряется в Тесла.
  • Остаточная магнитная индукция Br — намагниченность, которой обладает магнитный материал при напряжённости внешнего магнитного поля, равной нулю, измеряется в Тесла.
  • Коэрцитивная магнитная сила Hc — определяет сопротивляемость магнита к размагничиванию, измеряется в Ампер/метр.
  • Магнитная энергия (BH)max -характеризует, насколько сильным является магнит.
  • Температурный коэффициент остаточной магнитной индукции Tc of Br – определяет зависимость магнитной индукции от температуры окружающего воздуха, измеряется в процентах на градус Цельсия.
  • Максимальная рабочая температура Tmax — определяет предел температуры, при которой магнит временно теряет свои магнитные свойства, измеряется в градусах Цельсия.
  • Температура Кюри Tcur — определяет предел температуры, при которой неодимовый магнит полностью размагничивается, измеряется в градусах Цельсия.

В состав неодимовых магнитов, кроме неодима входит железо и бор и зависимости от и их процентного соотношения, получаемое изделие, готовый магнит, различается по классам, отличающимся по своим характеристикам, приведенным выше. Всего выпускается 42 класса неодимовых магнитов.

Достоинствами неодимовых магнитов, определяющими их востребованность, являются:

  • Неодимовые магниты обладают наиболее высокими магнитными параметрами Br, Нсв, Hcм , ВН.
  • Подобные магниты имеют более низкую стоимость в сравнении с подобными металлами, имеющими в своем составе кобальт.
  • Обладают способностью работать без потерь магнитных характеристик в температурном диапазоне от – 60 до + 240 градусов Цельсия, с точкой Кюри +310 градусов.
  • Из данного материала возможно изготовить магниты из любой формы и размеров (цилиндры, диски, кольца, шары, стержни, кубы и др.).

Ветрогенератор на неодимовых магнитах мощностью 5,0 кВт

В настоящее время отечественные и зарубежные компании все более широко используют неодимовые магниты при изготовлении тихоходных генераторов электрического тока. Так ООО «Сальмабаш», г. Гатчина Ленинградской области, выпускает подобные генераторы на постоянных магнитах мощностью 3,0-5,0 кВт. Внешний вид данного устройства приведен ниже:

Корпус и крышки генератора изготавливаются из стали, в дальнейшим с покрытием лакокрасочными материалами. На корпусе предусмотрены специальные крепления, позволяющие закрепить электрический аппарат на несущей мачте. Внутренняя поверхность обработана защитным покрытием, предотвращающим коррозию металла.

Статор генератора набран из электротехнических пластин стали.

Обмотка статора — выполнена эмаль-проводом, позволяющим устройству работать продолжительное время с максимальной нагрузкой.

Ротор генератора имеет 18 полюсов и установлен в подшипниковых опорах. На ободе ротора размещены неодимовые магниты.

Генератор не требует принудительного охлаждения, которое осуществляется естественным путем.

Технические характеристики генератора мощностью 5,0 кВт:

  • Номинальная мощность – 5,0 кВт;
  • Номинальная частота – 140,0 оборотов/минуту;
  • Рабочий диапазон вращения – 50,0 – 200,0 оборотов/минуту;
  • Максимальная частота – 300,0 оборотов/минуту;
  • КПД – не ниже 94,0 %;
  • Охлаждение – воздушное;
  • Масса – 240,0 кг.

Генератор оснащен клеммной коробкой, посредством которой осуществляется его подключение к электрической сети. Класс защиты соответствует ГОСТ14254 и имеет степень IP 65 (пылезащищенное исполнение с защитой от струй воды).

Конструкция данного генератора приведена на рисунке, приведенном ниже:

где: 1-корпус, 2- крышка нижняя, 3- крышка верхняя, 4- ротор, 5- неодимовые магниты, 6- статор, 7- обмотка, 8- полумуфта, 9- уплотнения, 10,11,12- подшипники, 13- клеммная коробка.

Плюсы и минусы

К достоинствам ветрогенераторов, изготовленных с использование неодимовых магнитов можно отнести следующие характеристики:

  • Высокий КПД устройств, достигаемый за счет минимизации потерь на трение;
  • Продолжительные сроки эксплуатации;
  • Отсутствие шума и вибрации при работе;
  • Снижение затрат на установку и монтаж оборудования;
  • Автономность работы, позволяющая осуществлять эксплуатацию без постоянного обслуживания установки;
  • Возможность самостоятельного изготовления.

К недостаткам подобных устройств можно отнести:

  • Относительно высокая стоимость;
  • Хрупкость. При сильном внешнем воздействии (ударе), неодимовый магнит способен лишиться своих свойств;
  • Низкая коррозийная стойкость, требующая специального покрытия неодимовых магнитов;
  • Зависимость от температурного режима работы – при воздействии высоких температур, неодимовые магниты теряют свои свойства.

Как сделать своим руками

Ветровой генератор на основе неодимовых магнитов отличается от прочих конструкций генераторов тем, что легко может быть изготовлен самостоятельно в домашних условиях.

Как правило за основу берут автомобильную ступицу или шкивы от ременной передачи, которые предварительно очищаются, если это бывшие в употреблении запасные части и подготавливаются к работе.

При наличии возможности изготовить (выточить), специальные диски, лучше остановиться на этом варианте, т.к. в этом случае не придется подгонять геометрические размеры наматываем ых катушек к размерам используемых заготовок.

Неодимовые магниты следует приобрести, для чего можно воспользоваться сетью интернет или услугами специализированных организаций.

Один из вариантов изготовления генератора на неодимовых магнитах, с использованием дисков, специально изготовленных для этих целей, предлагает к рассмотрению Яловенко В.Г. (Украина). Данный генератор изготавливается в следующей последовательности:

  1. Из листовой стали вытачиваются два диска диаметром 170,0 мм с устройством центрального отверстия и шпоночного паза.
  2. Диск делится на 12 сегментов, для на его поверхности выполняется соответствующая разметка.
  3. В размеченные сегменты клеятся магниты, таким образом, чтобы их полярность чередовалась. Для избегания ошибок (по полярности), необходимо перед наклейкой, выполнить их маркировку.
  4. Подобным образом изготавливается и второй диск. В результате получается следующая конструкция:

  1. Поверхность исков заливается эпоксидной смолой.
  2. Из провода (эмаль-провода) марки ПЭТВ или аналога, сечением 0,95 мм2, наматывается 12 катушек по 55 витков в каждой.
  3. На листе фанеры или бумаге, изготавливается шаблон, соответствующий диаметру используемых дисков, на котором также производится разбивка на 12 секторов.

Катушки укладываются в размеченные сегменты, где фиксируются (изолента, скотч и т.д.) и расключаются последовательно между собой (конец первой катушки соединяется с началом второй и т.д.). в результате получается следующая конструкция

 

  1. Из дерева (доска и т.д.) или фанеры, изготавливается матрица, в которой можно залить эпоксидной смолой уложенные по шаблону катушки. Глубина матрицы должна соответствовать высоте катушек.
  2. Катушки укладываются в матрицу и заливаются эпоксидной смолой. В результате получается следующая заготовка:

  1. Из стальной трубы диаметром 63,0 мм изготавливается ступица с узлом крепления вала, изготавливаемого генератора. Вал монтируется на подшипники, устанавливаемые внутри ступицы.
  2. Из такой же трубы изготавливается поворотный механизм, обеспечивающий ориентацию генератора в соответствии с потоками ветра.
  3. На вал одеваются изготовленные запасные части. В результате получается следующая конструкция, плюс поворотный механизм:

  1. Конструкция должна жестко крепить статор (заготовка с обмотками, залитыми эпоксидной смолой), с одной стороны, и не затруднять вращение ротора (диски с недимовыми магнитами).
  2. Из трубы (полиэтилен, пропилеи и т.д.), используемой для прокладки сетей водопровода или канализации, изготавливаются лопасти ветрового генератора. Для этого труба нарезается нужной длины, после чего разрезается и заготовкам придается соответствующая форма.
  3. Изготавливается хвостовок ветровой установки. Для этого может быть использован любой листовой материал (фанера, металл, пластик), после чего хвостовик крепится к собираемой конструкции, со стороны противоположной креплению лопастей. В результате получается следующая конструкция:

  • Собранная установка монтируется в предусмотренном для этого месте.
  • К выводам генератора подключается нагрузка.

Конструкция ветрового генератора на неодимовых магнитах может быть различной, все зависит от имеющихся запасных частей и технический возможностей человека, решившего изготовить подобное устройство самостоятельно.


Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:Супермаховик- альтернативный накопитель энергии


Спасибо, что дочитали до конца! Не забывайте подписываться на канал, Если статья Вам понравилась!

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши комментарии

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:        

ALTER220 Портал о альтернативную энергию

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее!!!

Вечный двигатель на магнитах — блог Мира Магнитов

Со времен обнаружения магнетизма идея создать вечный двигатель на магнитах не покидает самые светлые умы человечества. До сих пор так и не удалось создать механизм с коэффициентом полезного действия больше единицы, для стабильной работы которого не требовалось бы внешнего источника энергии. На самом деле концепция вечного двигателя в современном виде вовсе и не требует нарушения основных постулатов физики. Главная задача изобретателей состоит в том, чтобы максимально приблизится к стопроцентному КПД и обеспечить продолжительную работу устройства при минимальных затратах.

Реальные перспективы создания вечного двигателя на магнитах

Противники теории создания вечного двигателя говорят о невозможности нарушения закона о сохранении энергии. Действительно, нет совершенно никаких предпосылок к тому, чтобы получить энергию из ничего. С другой стороны, магнитное поле – это вовсе не пустота, а особый вид материи, плотность которого может достигать 280 кДж/м³. Именно это значение и является потенциальной энергией, которую теоретически может использовать вечный двигатель на постоянных магнитах. Несмотря на отсутствие готовых образцов в общем доступе, о возможности существования подобных устройств говорят многочисленные патенты, а также факт наличия перспективных разработок, которые остаются засекреченными еще с советских времен.

Норвежский художник Рейдар Финсруд создал свой вариант вечного двигателя на магнитах


К созданию подобных электрогенераторов приложили силы знаменитые физики-ученые: Никола Тесла, Минато, Василий Шкондин, Говард Джонсон и Николай Лазарев. Следует сразу оговориться, что создаваемые с помощью магнитов двигатели называются «вечными» условно — магнит теряет свои свойства через пару сотен лет, а вместе с ним прекратит работу и генератор.
 

Самые известные аналоги вечного двигателя магнитах

Многочисленные энтузиасты стараются создать вечный двигатель на магнитах своими руками по схеме, в которой вращательное движение обеспечивается взаимодействием магнитных полей. Как известно, одноименные полюса отталкиваются друг от друга. Именно этот эффект и лежит в основе практически всех подобных разработок. Грамотное использование энергии отталкивания одинаковых полюсов магнита и притяжения разноименных полюсов в замкнутом контуре позволяет обеспечить длительное безостановочное вращение установки без приложения внешней силы.

Антигравитационный магнитный двигатель Лоренца

Двигатель Лоренца можно сделать самостоятельно с использованием простых материалов

Если вы хотите собрать вечный двигатель на магнитах своими руками, то обратите внимание на разработки Лоренца. Антигравитационный магнитный двигатель его авторства считается наиболее простым в реализации. В основе этого устройства лежит использование двух дисков с разными зарядами. Их наполовину помещают в полусферический магнитный экран из сверхпроводника, который полностью выталкивает из себя магнитные поля. Такое устройство необходимо для изоляции половин дисков от внешнего магнитного поля. Запуск этого двигателя выполняется путем принудительного вращения дисков навстречу друг другу. По сути, диски в получившейся система являются парой полувитков с током, на открытые части которых будут воздействовать силы Лоренца.

Асинхронный магнитный двигатель Николы Тесла


Асинхронный "вечный" двигатель на постоянных магнитах, созданный Никола Тесла, вырабатывает электричество за счет постоянно вращающегося магнитного поля. Конструкция довольно сложная и трудно воспроизводимая в домашних условиях.

Вечный двигатель на постоянных магнитах Николы Тесла

«Тестатика» Пауля Баумана


Одна из самых известных разработок – это «тестатика» Баумана. Устройство напоминает своей конструкцией простейшую электростатическую машину с лейденскими банками. «Тестатик» состоит из пары акриловых дисков (для первых экспериментов использовались обычные музыкальные пластинки), на которые наклеены 36 узких и тонких полосок алюминия.
Кадр из документального фильма: к Тестатике подключили 1000-ваттную лампу. Слева - изобретатель Пауль Бауман

После того, как диски толкали пальцами в противоположные стороны, запущенный двигатель продолжал работать неограниченно долгое время со стабильной скоростью вращения дисков на уровне 50-70 оборотов в минуту. В электроцепи генератора Пауля Баумана удается развить напряжение до 350 вольт с силой тока до 30 Ампер. Из-за небольшой механической мощности это скорее не вечный двигатель, а генератор на магнитах.
 

Вакуумный триодный усилитель Свита Флойда

Сложность воспроизведения устройства Свита Флойда заключается не в его конструкции, а в технологии изготовления магнитов. В основе этого двигателя используются два ферритовых магнита с габаритами 10х15х2,5 см, а также катушки без сердечников, из которых одна является рабочей с несколькими сотнями витков, а еще две – возбуждающие. Для запуска триодного усилителя необходима простая карманная батарейка 9В. После включения устройство может работать очень долго, самостоятельно питая себя по аналогии с автогенератором. По утверждениям Свита Флойда, от работающей установки удалось получить выходное напряжение в 120 вольт с частотой 60 Гц, мощность которого достигала 1 кВт.

Роторный кольцар Лазарева

Большой популярностью пользуется схема вечного двигателя на магнитах на основе проекта Лазарева. На сегодняшний день его роторный кольцар считается устройством, реализация которая максимально близка к концепции вечного двигателя. Важное преимущество разработки Лазарева состоит в том, что даже без профильных знаний и серьезный затрат можно собрать подобный вечный двигатель на неодимовых магнитах своими руками. Такое устройство представляет собой емкость, разделенную пористой перегородкой на две части. Автор разработки использовал в качестве перегородки специальный керамический диск. В него устанавливается трубка, а в емкость заливается жидкость. Для этого оптимально подходят улетучивающиеся растворы (например, бензин), но можно использовать и простую водопроводную воду.
Механизм работы двигателя Лазарева очень просто. Сначала жидкость подается через перегородку вниз емкости. Под давлением раствор начинает подниматься по трубке. Под получившейся капельницей размещают колесо с лопастями, на которых устанавливают магниты. Под силой падающих капель колесо вращается, образуя постоянное магнитное поле. На основе этой разработки успешно создан самовращающийся магнитный электродвигатель, на которой зарегистрировало патент одно отечественное предприятие.

Мотор-колесо Шкондина

Если вы ищете интересные варианты, как сделать вечный двигатель из магнитов, то обязательно обратите внимание на разработку Шкондина. Конструкцию его линейного двигателя можно охарактеризовать как «колесо в колесе». Это простое, но в то же время производительное устройство успешно используется для велосипедов, скутеров и другого транспорта. Импульсно-инерционное мотор-колесо представляет собой объединение магнитных дорожек, параметры которых динамично изменяются путем переключения обмоток электромагнитов.

Общая схема линейного двигателя Василия Шкондина

Ключевыми элементами устройства Шкондина являются внешний ротор и статор особой конструкции: расположение 11 пар неодимовых магнитов в вечном двигателе выполнено по кругу, что образует в общей сложности 22 полюса. На роторе установлены 6 электромагнитов в форме подков, которые установлены попарно и смещены друг к другу на 120°. Между полюсами электромагнитов на роторе и между магнитами на статоре одинаковое расстояние. Изменение положения полюсов магнитов относительно друг друга приводит к созданию градиента напряженности магнитного поля, образуя крутящий момент.

Неодимовый магнит в вечном двигателе на основе конструкции проекта Шкондина имеет ключевое значение. Когда электромагнит проходит через оси неодимовых магнитов, то образуется магнитный полюс, который является одноименным по отношению к преодоленному полюсу и противоположным по отношению к полюсу следующего магнита. Получается, что электромагнит всегда отталкивается от предыдущего магнита и притягивается к следующему. Такие воздействия и обеспечивают вращение обода. Обесточивание элетромагнита при достижении оси магнита на статоре обеспечивается размещением в этой точке токосъемника.

Житель г.Пущино Василий Шкондин изобрел не вечный двигатель, а высокоэффективные мотор-колёса для транспорта и генераторы электроэнергии.


Коэффициент полезного действия двигателя Шкондина составляет 83%. Конечно, это пока еще не полностью энергонезависимый вечный двигатель на неодимовых магнитах, но очень серьезный и убедительный шаг в правильном направлении. Благодаря особенностям конструкции устройства на холостом ходу удается вернуть часть энергии батареям (функция рекуперации).

Вечный двигатель Перендева


Альтернативный движок высокого качества, производящий энергию исключительно за счет магнитов. База — статичный и динамичный круги, на которых в задуманном порядке располагается несколько магнитов. Между ними возникает самооталкивающая сила, из-за которой и возникает вращение подвижного круга. Такой вечный двигатель считают очень выгодным в эксплуатации.
Вечный магнитный двигатель Перендева


Существует и множество других ЭМД, схожих по принципу действия и конструкции. Все они еще несовершенны, поскольку не способны долгое время функционировать без каких-либо внешних импульсов. Поэтому работа над созданием вечных генераторов не прекращается.

Как сделать вечный двигатель с помощью магнитов своими руками

Понадобится:
  •   3 вала
  •   Диск из люцита диаметром 4 дюйма
  •   2 люцитовых диска диаметром 2 дюйма
  •   12 магнитов
  •   Алюминиевый брусок

Валы прочно соединяются между собой. Причем один лежит горизонтально, а два другие расположены по краям. К центральному валу крепится большой диск. Остальные присоединяются к боковым. На дисках располагаются неодимовые магниты — 8 в середине и по 4 по бокам. Алюминиевый брусок служит основанием для конструкции. Он же обеспечивает и ускорение устройства.


Недостатки ЭМД

Планируя активно использовать подобные генераторы, следует соблюдать осторожность. Дело в том, что постоянная близость магнитного поля приводит к ухудшению самочувствия. К тому же для нормального функционирования устройства необходимо обеспечить ему специальные условия работы. Например, защитить от воздействия внешних факторов. Итоговая стоимость готовых конструкций получается высокой, а вырабатываемая энергия слишком мала. Поэтому и выгода от использования подобных конструкций сомнительна.
Экспериментируйте и создавайте собственные версии вечного двигателя. Все варианты разработок вечных двигателей продолжают совершенствоваться энтузиастами, а в сети можно обнаружить множество примеров реально достигнутых успехов. Интернет-магазин «Мир Магнитов» предлагает вам выгодно купить неодимовые магниты и своими руками собрать различные устройства, в которых бы шестеренки безостановочно крутились благодаря воздействиям сил отталкивания и притяжения магнитных полей. Выбирайте в представленном каталоге изделия с подходящими характеристиками (размеры, форма, мощность) и оформляйте заказ.

Аксиальне дисковые ветрогенераторы своими руками

В этом разделе размещены самодельные ветрогенераторы, сделанные на основе дисковых,аксиальных генераторов. Главная особенность и преимущество таких генераторов это полное отсутствие магнитного залипания. Статор не содержит железа, катушки просто залиты эпоксидной или полиэфирной смолой. Но в отличие от классических генераторов с железными статорами, магнитов в такой генератор требуется как минимум в два раза больше - чтобы получить такую-же мощность. Зато ветрогенераторы с такими генераторами стартуют на малой скорости ветра. >

Генератор 24 вольта 500 ватт

В этой статье фото и описание изготовления аксиального генератора для работы на АКБ 24 вольта. Есть данные по оборотам и мощности, также к нему рассчитан винт диаметом 2.1м из ПВХ трубы 315мм >

Изготовление ветрогенератора 1.5 кВт

Описание изготовления ветрогенератора мощностью 1500 ватт 48 вольт. Автор этого ветрогенератора Геннадий Заборовский г. Самара. Конструкция этого генератора отличается от классической, сам генератор закрыт оригинальным корпусом, диски больше статора, и сам статор закреплён внутри, а не снаружи, в общем подробности в статье. >

Ветрогенератор 2кВт для дома

Небольшая история о том как и почему строился ветрогенератор, что нужно учитывать новичкам и как все получилось. В статье нет расчетов и подробных фотографий изготовления, статья немног не об этом, зато есть рассказ автора ветрогенератора о том как сделать ветрогенератор и нужен ли он, насколько это сложно. Так-же есть фото его ветрогенератора >

Аксиальный ветряк из подручных материалов

Еще один ветрогенератор, собранный из подручных материалов поднят на ветер. Раньше у меня уже были попытки делать такие ветрогенераторы. Но в этот раз я хотел сделать более качественный и долговечный ветрогенератор, чтобы он долго служил и выдавал постоянно около 30-50ватт/ч электроэнергии для зарядки аккумулятора. >

Красивый ветрячек получился

Еще немного фотографий изготовления дискового ветрогенератора своими руками. Хоть сам ветрогенератор и не получился из-за банальных ошибок, но зато подход к делу и основательность радует, хорош внешний вид ветрогенератора. Деревянные лопасти, складывающийся хвост, крепкая мачта на растяжках, все это прокрашено. >

Как сделать аксиальный ветрогенератор

В статье на конкретном примере описывается процесс создания аксиального ветрогенератора на автомобильной ступице. Для генератора было сделано несколько статоров, особенностью последнего статора является применение сердечников в катушках статора для увеличения мощности. >

Аксиальный генератор на ферритовых магнитах

В генераторе использовались обычные ферритовые магниты, из-за невысокой мощности магнитов катушки генератора содержат по 325 витков проводом 0,5мм. Генератор трехфазный 20 полюсов и 15 катушек. Мощность небольшая, всего около 30 ватт на больших оборотах. >

Ветрогенератор 20-ти полюсной на магнитах 20*5мм

Фото отчет с кратким описанием процесса создания самодельного ветрогенератора. В основе лежит ступица от прицепа "Зубренок" , поворотная ось так-же сделана из автомобильной ступицы. Генератор трехфазный, 20 полюсов и 15 катушек намотанных проводом 0,7мм по 70 витков. Винт двухлопастной, сделан из ПВХ трубы. >

Маленький ветряк на 30ватт

Небольшой двух-лопастной ветрогенератор был построен как тестовая уменьшенная модель, чтобы выдавала на аккумулятор до 1А. В итоге генератор получился удачным, и в будущем планируется построить большой аксиальный ветрогенератор. >

Мини ветрогенератор 20ватт/ч

Этот небольшой ветрогенератор делался ради опыта, чтобы возможно в дальнейшем сделать большой и мощный ветрогенератор. Мощность генератора сейчас порядка 50ватт/ч, но это после некоторых улучшений, в частности изготовления нового статора, потом были еще эксперименты и модернизация. >

Дешевый мини ветрогенератор для зарядки АКБ

Простейшие мини ветрогенераторы аксиального типа, делать много маленьких проще чем один большой. Каждый такой ветрячек заражает свой аккумулятор напрямую, а слабый ток позволяет не следить за процессом зарядки без контроллера, так-как не вредит АКБ. >

Небольшой много-полюсной генератор 50 ватт

В генераторе использовались магниты от первого ветряка, так-как магниты небольших размеров, было решено поднять мощность за счет увеличения числа полюсов генератора. Для проверки своих расчетов и проверки информации из интернета было изготовлено несколько статоров с разным числом катушек и фаз. >

Аксиальный ветрогенератор на ступице от ВАЗ2108

Классическая конструкция аксиального генератора на автомобильной ступице. Генератор трехфазный, статор имеет 12 катушек, а на дисках ротора по 16 магнитов 25*8мм. Номинальная мощность этого генератора 100ватт/ч, на слабых ветрах на аккумулятор 2-4А. при усилении ветра ток доходит до 12А, максимальная мощность была зафиксирована в районе 240ватт/ч. >

Ветрогенераторы с необычным внешним видом

Аксиальные ветрогенераторы из автомобильных ступиц мы делаем уже давно. В этот раз мы решили придать индивидуальность и красоту нашим ветрякам, чтобы они не только заряжали наши аккумуляторы, но и радовали глаз внешним видом. В конструкции ветрогенераторов ничего особенного кроме внешнего вида нет, классический трехфазный аксиальный генератор. >

Мощный ветрогенератор на основе самодельного аксиального генератора

Конструкция этого ветрогенератора специально проектировалась для работы в местности с преобладанием малых ветров. В основе ветрогенератора мы собрали мощный низко-оборотный генератор аксиального типа с бес-железным статором. Генератор собран на основе ступицы от автоприцепа, пяти-метровый винт был рассчитан и изготовлен из дерева. Подробности с множеством фотографий создания в этой статье. >

Однофазный ветрогенератор аксиальный

Самодельный ветрогенератор с дисковым генератором на неодимовых магнитах. Классическая схема аксиального генератора на постоянных магнитах.

Однофазная схема, 12 катушек и по 12 магнитов на каждом диске, в итоге малыш развивает до 100ватт, а иногда и больше.

>

Фото отчет о строительстве сразу 3-х ветрогенераторов

В этот раз мы вместе с соседями строим сразу три аксиальных ветрогенератора на основе автомобильных ступиц. Генераторы абсолютно идентичны, мощность каждого 500ватт/ч. Эти генераторы мы делаем уже давно, такая компоновка ветрогенератора доступна для повторения каждому, так-как не требует специальных условий и инструментов для изготовления ветряка. Летом мы уже построили подобный ветряк, а сейчас усиливаем батарею ветряков. >

Профессионально сделанный ветряк 2кВт

Самедельная домашняя ветровая турбина мощностью 2кВт от Итальянского мастера. Точнее сказать проффесионально сделанный дисковый аксиальный ветрогенератор приличной мошности. В статье много фото процесса изготовления ветряка с небольшим описанием.

Самодельный генератор из неодимовых магнитов для ветряка: схема, фото и описание

Как сделать низкооборотный генератор для ветряка из неодимовых магнитов. Самодельный генератор для ветряка, схемы, фото, видео.

Для изготовления самодельного ветряка в первую очередь требуется генератор, при чём, предпочтительней низкооборотный. В этом и заключается основная проблема, найти такой генератор достаточно сложно.Первое что приходит в голову, взять стандартный автомобильный генератор, но все автомобильные генераторы рассчитаны на высокие обороты, зарядка аккумулятора начинается от 1000 об/мин. Если установить автогенератор на ветряк, то достичь таких оборотов будет сложно, понадобится делать дополнительный шкив с ременной или цепной передачей, всё это усложняет и утяжеляет конструкцию.

Для ветряка нужен низкооборотный генератор, оптимальный вариант генератор аксиального типа на неодимовых магнитах. Поскольку таких генераторов по доступной цене в продаже практически нет, аксиальный генератор можно изготовить самостоятельно.

Самодельный генератор для ветряка из неодимовых магнитов.

Для изготовления генератора аксиального типа понадобятся:

  • Ступица от авто, тормозные диски.
  • Неодимовые магниты.
  • Медная проволока (0,7мм).
  • Эпоксидная смола.
  • Крепёжные элементы.

Генератор аксиального типа для ветряка представлен на схеме.

В данном случае в роли статора будет диск с катушками, ротором будут два диска с постоянными магнитами. При вращении ротора в катушках статора будет генерироваться ток, который нужен нам для зарядки аккумуляторов.

Самодельный генератор: изготовление статора.

Статор – неподвижная часть генератора состоит из катушек, которые размещаются напротив магнитов ротора. Внутренний размер катушек обычно равен внешнему размеру магнитов, которые используются в роторе.

Для намотки катушек можно изготовить простое приспособление.

Толщина медной проволоки для катушек примерно 0,7 мм, количество витков в катушках нужно подсчитывать индивидуально, общее количество витков во всех катушках должно быть не менее 1200.

Катушки размещаются на статоре, выводы катушек можно подключить двумя способами, в зависимости от того на сколько фаз будет генератор.

Трёхфазный генератор будет более эффективным для ветрогенератора, поэтому рекомендуется соединить катушки по типу звезда.

Чтобы катушки зафиксировать на статоре их заливают эпоксидной смолой. Для этого нужно сделать форму для заливки из куска фанеры, чтобы жидкая смола не растеклась, нужно сделать борта из пластилина или аналогичного материала. На этом этапе нужно предусмотреть проушины для крепления статора.

Важно чтобы получилась идеально ровная плоскость, поэтому перед заливкой матрицу с катушками нужно установить на ровную поверхность. Катушки перед заливкой нужно тщательно проверить мультиметром и выложить на матрицу по кругу с таким расчётом, чтобы потом магниты ротора находились напротив катушек.

В матрицу заливается жидкая эпоксидная смола по уровень края катушек, перед заливкой форму нужно смазать вазелином.

Когда смола полностью застынет, матрицу разбираем и извлекаем готовый статор с катушками.

Статор фиксируется на корпусе генератора с помощью болтов или шпилек с гайками.

Самодельный генератор: изготовление ротора.

В этой конструкции ротор будет двусторонним, статор с катушками будет посредине между вращающимися дисками с магнитами.

На каждом диске ступицы нужно по кругу расположить магниты, в последовательности поочерёдно меняя полюса.

Когда диски ротора будут установлены, магниты должны быть направлены друг к другу разными полюсами.

Магниты нужно приклеить к дискам суперклеем и залить эпоксидной смолой, верхняя часть магнитов должна остаться непокрытой.

Изготовление ротора для самодельного генератора видео.

Чтобы закрепить статор на ветрогенераторе нужно изготовить металлическое основание, статор крепится к нему с помощью болтов или шпилек.

Собираем всю конструкцию, при этом нужно оставить минимальный зазор между статором ротором, чем меньше зазор, тем эффективней генератор будет вырабатывать энергию. На выход из катушек нужно подключить диодный мост.

В итоге у вас получится аксиальный генератор на неодимовых магнитах. Самодельный генератор может работать на низких оборотах и при этом вырабатывать достаточно энергии для зарядки аккумуляторных батарей, что немаловажно при установке ветогенератора в районах, где преобладают слабые ветра.

Генератор для ветряка видео.

Как создать магнитное динамо

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор С. Хуссейн Атер

Точно так же, как электрические генераторы вырабатывают электричество с помощью химических реакций, гидростатических сил, ветра и других форм энергии для энергоснабжения городов, магнитные генераторы могут создавать магнитные силы, а также поставлять электричество. Вы даже можете создать магнитный генератор или магнитное динамо из принадлежностей, которые вы можете купить в магазине или, возможно, валять дома.

Самодельная рама генератора динамо

Вы можете сделать самодельный генератор или динамо-машину из некоторых простых предметов, которые могут валяться у вас дома. Для его изготовления вам понадобится толстый полутолстый картон, четыре небольших керамических магнита, пистолет для горячего клея, около 200 футов магнитной проволоки, небольшая лампочка и большой гвоздь. Генератор лучше всего работает с этими материалами, поэтому старайтесь не заменять их. Этот самодельный динамо-генератор должен быть достаточно мощным, чтобы зажечь несколько маленьких лампочек.

Первое, что вам понадобится, это картонная рамка в виде прямоугольной призмы без верхней и нижней граней. Хороший размер - сделать верхнее и нижнее пустое пространство примерно 8 см x 3 см, при этом стороны будут обращены влево и вправо 8 см x 8 см, а лица будут направлены вперед и назад 8 см x 3 см. Другие размеры могут быть более выгодными в зависимости от размера используемых вами магнитов.

Вместо того, чтобы вырезать лицевые стороны картона и затем склеивать их вместе, может быть более эффективным вырезать длинную полосу картона с шириной рамки и длиной как суммой длин в одном направлении так, чтобы Вы можете сложить его по форме рамы.Это означает вырезание длины

8 \ text {cm} + 3 \ text {cm} + 8 \ text {cm} + 3 \ text {cm} = 22 \ text {cm}

с шириной 8 см, сложив и закрепив лентой. Убедитесь, что рама не качается и не изгибается слишком сильно.

Повернув самую большую грань рамки к себе, сделайте небольшое отверстие посередине и небольшое отверстие в середине грани напротив нее. Это отверстие, через которое вы вставите гвоздь, чтобы обнаружить магнитный ток. Убедитесь, что отверстие достаточно маленькое, чтобы закрепить ноготь, но достаточно большое, чтобы гвоздь мог свободно вращаться в ответ на магнитное поле.Посмотрите, сможете ли вы крутить его самостоятельно, не повредив раму.

Самодельная проводка магнитного поля генератора

Удалите гвоздь из рамы и прикрепите конец провода к коробке. Начните наматывать проволоку на коробку. Вам понадобятся сотни катушек вокруг рамы, чтобы создать значительное магнитное поле, которое вы сможете измерить. Вы можете рассмотреть возможность размещения магнитов в раме, когда вы ее оборачиваете, чтобы сделать раму достаточно прочной и надежной, чтобы выдержать силу наматывания на нее проволоки.

Вставьте гвоздь обратно в два отверстия и прикрепите два магнита внутри рамки к обеим сторонам гвоздя. Используйте горячий клей, чтобы убедиться, что они остаются в отличие от ленты или другого материала, который может не проводить электрический ток. Соедините концы проволоки с двумя концами лампочки и покрутите ноготь, чтобы посмотреть, загорится ли он. Если можете, попробуйте крутить магнитный гвоздь, чтобы вращать его как можно быстрее.

Тестирование самодельного динамо-генератора

Этот хобби-динамо-генератор или генератор «сделай сам» должен работать, преобразовывая магнитное поле, создаваемое движением гвоздя, в ток для питания света.Магнитное поле должно индуцировать напряжение в обмотках проводов. Вы можете создать самодельный динамо-генератор другого типа, используя другие методы, такие как изменение количества обмоток катушки, использование катушки разных размеров и использование различных материалов магнитной катушки.

Лампочки с более высоким напряжением могут работать более эффективно, поскольку они могут загораться при меньшем токе. Светодиодные фонари могут работать даже лучше, потому что они также могут загораться при небольшом токе.Для питания целых цепей лампочек можно использовать более мощные генераторы.

DIY Генератор, преобразующий энергию

Этот DIY генератор является примером генератора переменного тока (переменного тока). Ток на концах двух проводов, которые подключаются к лампочке, чередуется между прямым и обратным направлениями каждый раз, когда вы вращаете магнит. При каждом повороте магнита ток проходит прямой полупериод и обратный полупериод, и ток чередуется между ними, используя форму синусоидальной волны.Переменный ток присутствует в большинстве бытовых приборов.

Этот тип динамо-машины для хобби показывает, как магнитные генераторы преобразуют механическую энергию в электромагнитную энергию. Когда вы используете гальванометр , прибор для измерения электрического тока, для измерения силы тока, проходящего через генератор или провод, вы можете увидеть, что игла инструмента отклонена. Вы можете измерить это изменение магнитного поля на динамо-машине, чтобы проверить, насколько оно сильное. Ученые и инженеры продолжают изучать потенциал магнитных двигателей для повышения эффективности двигателей.

В промышленных условиях коммерческие электрические генераторы плотно наматывают катушки проволоки вокруг кольцевых магнитов. Магнитное поле катушки индуцирует электромагнитную силу в магнитах. Гидроэлектростанции преобразуют механическую энергию через водяную турбину за счет падающей воды. Это преобразование механической энергии генераторами в электрическую отличается от двигателей, которые преобразуют электрическую энергию в механическую.

Magnet Dynamo Physics

Вы можете рассчитать электродвижущую силу ( ЭДС ) , создаваемую количеством катушек в вашем генераторе, используя уравнение V = NBAω sin ωt для напряжения ЭДС. В , количество катушек Н , магнитное поле B , площадь, на которой расположены катушки A , угловая частота ω («омега») и более время т .Угловая частота измеряет частоту, количество электрических волн, которые проходят через одно место за секунду, умноженное на 2π.

С магнитным динамо-машиной можно обращаться как с электрическим генератором, потому что электричество и магнетизм являются частью одной и той же силы. Изменения электрического поля создают магнитное поле, а изменения магнитного поля создают электрическое поле. В то время как этот самодельный генератор показывает, как магнитное поле может создавать электрический ток, другие наблюдения могут показать вам, как электричество может вызывать магнитные явления как часть той же электромагнитной силы.

Если вы поместите магнитный компас рядом с проводом в электрической цепи, вы заметите отклонение стрелки компаса. Это происходит потому, что ток через провода в цепи создает магнитные поля, которые заставляют стрелку компаса менять направление. Компасы созданы, чтобы реагировать на изменения магнитного поля Земли, поэтому присутствие внешнего магнитного поля также может вызвать это отклонение.

Эта фундаментальная связь между электричеством и магнетизмом также означает, что вы можете создать свой собственный электрический генератор так же, как и магнитный.Вращение магнитного объекта вокруг катушки проводов генерирует как электрическое, так и магнитное поле. Другие творческие идеи могут потребовать использования более мощных источников механической энергии, таких как велосипедные машины или ветряные мельницы, для получения электричества таким же образом.

Генераторы и генераторы с постоянными магнитами Руководство по покупке своими руками 2019, чтобы понять, что вы покупаете

Генераторы и генераторы с постоянными магнитами Руководство по покупке на 2019 год, чтобы понять, что покупать.

Привет, Энтони Джонс из компании Hurricane wind power, здесь и сегодня я хотел выделить несколько минут и написать краткое руководство по покупке генераторов и генераторов с постоянными магнитами. Хотя мы сделали много видеороликов на эту тему на YouTube, которые мы вставим в конце этого обсуждения, мы понимаем, что часть нашей аудитории предпочла бы прочитать статью и не любит видео. Поэтому я хотел уделить здесь несколько минут, чтобы прояснить некоторую путаницу и направить наших клиентов к лучшей модели для их приложения.Мы не будем вдаваться в математику генератора переменного тока и глубокие технические вопросы, но сочтем необходимым написать базовое руководство о том, как все работает, для первого покупателя, который никогда не имел опыта работы с генератором с постоянными магнитами.

Первое, о чем мы хотели бы поговорить, это номинальное напряжение на турбинах. Большинство pma и / или pmg в зависимости от того, какую терминологию вы предпочитаете, рассчитаны на напряжение, которое реально для достижения точки включения при оборотах от 150 до 225 об / мин в зависимости от генератора.В отличие от основного автомобильного генератора переменного тока, в котором используются катушки возбуждения, которые возбуждаются электричеством и включаются и выключаются в системе зарядки для регулирования напряжения, генератор переменного тока с постоянным магнитом не имеет возможности включаться и выключаться. Это имеет свои преимущества и недостатки в зависимости от приложения. В то время как генератор с постоянными магнитами имеет способность вырабатывать энергию из мертвого состояния, то есть нет энергии для возбуждения катушки возбуждения, пока есть источник для ввода в вал, он будет вырабатывать энергию.С другой стороны, его нельзя выключить, что означает, что ему нужен контроллер, такой как отводная нагрузка, для отправки мощности на другой источник, когда батарея или источник больше не нуждаются в энергии. Обычно это делается в ветряных турбинах, потому что многие из этих машин с площадью поверхности, достаточной для выработки любого реального количества энергии, полагаются на то, что турбина остается под нагрузкой, чтобы предотвратить повреждение турбины из-за чрезмерной скорости вращения. Обратной стороной этого является то, что генератор остается под нагрузкой постоянно, пока течет ветер или вода в гидроэнергетике.Когда мы говорим о долговечности обмотки, постоянное использование может производить больше тепла, чем в полевых условиях, когда генератор проходит цикл зарядки, а затем отключается после полной зарядки аккумулятора. В приложениях, где pma не используется для защиты от ветра, можно использовать устройство измерения напряжения, и как только батарея будет полностью заряжена, можно настроить нормально замкнутое реле на размыкание. Это решение, которое мы применяем в приложениях, где нагрузка не требуется для предотвращения превышения оборотов в минуту и ​​повреждения ветряных турбин и / или генераторов переменного тока.

Поскольку мы начали обсуждение в предыдущем параграфе, важно отметить, что напряжение в генераторе переменного тока не регулируется. Все наши генераторы переменного тока и, если на то пошло, большинство из тех, что представлены на рынке, имеют трехфазный выход переменного тока, все три ноги находятся в горячем состоянии. В агрегатах Hurricane это выпрямляется извне, чтобы не допустить накопления тепла в выпрямителе от снижения эффективности генератора. Нагрузка на зарядной стороне генератора - это то, что сдерживает напряжение. Важно понимать, что только потому, что у вас есть 48-вольтное приложение, вам не обязательно покупать, например, 48-вольтный генератор переменного тока.Все генераторы имеют разные характеристики выходной мощности, которые в основном определяются обмотками конкретного блока. Поэтому в примере, где потребитель покупает генератор переменного тока с постоянным магнитом для приложения, в котором он приводится в действие двигателем или другой системой привода с высокими оборотами, использующей генератор переменного тока на 48 В, является недостатком. В этом случае при использовании возможной обмотки на 12 или 24 В, которая способна приводить в действие 48 В при более высоких оборотах, также используется более толстая обмотка, которая позволяет протекать большему току.В этом примере, используя формулу VOLTS time AMP's = Watts, легко понять увеличение потенциала мощности от изменения обмотки, способной или выдавшей 40 ампер, по сравнению с 10 в 48-вольтовом приложении. В этом примере 48 x 10 будет производить около 480 Вт, в то время как последний позволит выработать мощность, близкую к 2000. Что еще более важно в этом примере с использованием приложения с более высокой потребляемой мощностью, более толстая обмотка обеспечивает больший ток, более толстый провод для переноса тока. и меньше тепла.

Так что насчет зубцов? Это важно?

Мы являемся оригинальным генератором с низким зубчатым зацеплением или без него, и мы сделали это, правильно обработав наши генераторы с надлежащим воздушным зазором и магнитной насыщенностью, характеризующейся характерными полюсными когтями старой школы, которые обеспечивают превосходную форму волны и эффективность, производя меньше тепла и запуска Полегче. Однако важно отметить, что независимо от того, насколько легко генератор переменного тока запускается, когда он достигает точки включения и / или находится под нагрузкой, становится труднее повернуть.Здесь в игру вступает достаточный крутящий момент в вашем проекте, чтобы приводить в действие генератор для выработки энергии. Это простая концепция, но в большинстве неудачных проектов DIY эта элементарная концепция не учитывается. Я собираюсь опубликовать ссылку на некоторые из наших видеороликов, но здесь это вкратце

1 Определите скорость включения вашего проекта ..... насколько быстро мы движемся с частотой вращения вала, когда мы ожидаем, что устройство будет начать производить мощность.

2. По возможности определите нормальный рабочий диапазон или летучие органические соединения в области применения, соблюдая меры безопасности, поскольку нерегулируемые генераторы переменного тока могут создавать высокое напряжение.

3. Определите, какой крутящий момент может создать водяное колесо ветряной турбины или другое оборудование.

4. Если вы задумались над этой проблемой и сделали все возможное, но не смогли выбрать подходящий генератор для вашего проекта, не просто покупайте и надейтесь! Мы все время разговариваем с людьми, которым стыдно обращаться за помощью. Это то, для чего мы здесь, и, в конце концов, было время, когда мы тоже были новичками. Некоторые из этих вещей немного сложны, и мы любим общаться с людьми и обеспечивать лучшее обслуживание клиентов, чтобы сделать наш бренд предпочтительным брендом во всем мире.

Hurricane - это родина генераторов с постоянными магнитами Cat IV V, White Lightning и Air Boss. Хотя мы называем их собственными именами, потому что они производят переменный ток, нас с точки зрения семантики не волнует, хотите ли вы назвать генераторы с постоянными магнитами или двигатели с постоянными магнитами. Мы все еще понимаем, о чем вы говорите

Генератор переменного тока

, простой проект DIY с пошаговыми инструкциями

Генератор переменного тока, простой проект DIY с пошаговыми инструкциями

Генератор переменного тока, простой проект DIY с пошаговыми инструкциями

Введение

Генератор переменного тока

обсуждает преобразование механической энергии (кинетической энергии) в электрическую с помощью магнитной индукции и ЭДС.Основное внимание в нем уделяется принципам работы и используемым в нем компонентам. Обмен различными энергиями и выработка электроэнергии в процессе индукции полностью объясняется генератором переменного тока.

Необходимый материал:

Для изготовления электрогенератора вам понадобятся следующие вещи и инструменты.

  1. Клей для ужина (Эльфи) 20 мл
  2. Лента бумажная
  3. Железные полосы 2
  4. Труба из ПВХ 1/5 ′ ”
  5. Железный гвоздь длиной 6 дюймов
  6. светодиодов
  7. Медный провод калибра от 30 до 34
  8. 4 магнита
  9. Деревянная деталь 6 дюймов

инструментов:

  1. Пила по металлу
  2. Солдатское железо
  3. Сверлильный станок
  4. Отвертка
  5. плоскогубцы
  6. Ролик Инструменты

Схемы частей генератора переменного тока

1 Статор

Статор состоит из 2-х частей.10 железных полос длиной 5 дюймов соединяются бумажной лентой и имеют медную обмотку.

Обмотка медной катушки

Обмотка медной катушки

2 Ротор:

Ротор изготовлен из отрезка трубы из ПВХ, 4-х магнитов и железного гвоздя.

Переменный ток (переменный ток) Вид сбоку ротора генератора

Переменный ток (переменный ток) Вид сбоку ротора генератора

Переменный ток (переменный ток) Вид сбоку ротора генератора

Переменный ток (переменный ток) Вид ротора генератора спереди


Электрогенератор переменного тока (переменного тока)


Электрогенератор переменного тока в действии

Хабаб Идрис Пакистанский научный клуб Хост

Этапы строительства

Изготовление катушки
  • Отмерьте 2 ½ дюйма железной полосы и вырежьте из нее 10 равных частей.
  • Крепко скрепите и сложите все части вместе бумажной лентой так, чтобы не было промежутков между полосками.
  • Намотайте примерно 300 витков медной проволоки на жгут ленты вертикально. Оберните его бумажной лентой, чтобы он не разматывался.
  • Нам нужны две такие катушки, чтобы сделать генератор переменного тока.
Изготовление ротора
  • Возьмите трубу из ПВХ диаметром полдюйма и отрежьте кусок 2 ½ дюйма
  • Наклейте 4 стержневых магнита на кусок трубы с помощью суперклея
  • Убедитесь, что одинаковые полюса магнитов должны быть альтернативными.Это будет порядок Север-Юг-Север-Юг.
  • Проверьте правильность совмещения полюсов магнитов с помощью другого магнита.
Привод оси
  • Сделайте ось, используя длинный железный гвоздь 6 дюймов.
  • Отступите на полдюйма от кончика гвоздя и отметьте длину магнитного ротора.
  • Оберните гвоздь бумажной лентой так, чтобы магнитный ротор закрепился на нем.
Корпус генератора
  • Возьмите кусок дерева 6 × 6 дюймов и два куска труб из ПВХ (один - 2 дюйма, другой - 1 дюйм).
  • Сделайте вертикальную канавку на 1-дюймовой трубе из ПВХ.
  • Совместите его с 2-дюймовым элементом и проделайте в нем отверстие.
  • Закрепите ось через обе трубы из ПВХ и проверьте, идеально ли она выровнена.
  • Наклеить трубы ПВХ на деревянную основу с помощью суперклея.
  • Сделайте еще 2 катушки, как обсуждалось ранее, оставив оба их вывода вне ленты.
  • Отрежьте 2 куска ПВХ-труб размером полдюйма.
  • Соедините детали перпендикулярно оси (по одной с каждой стороны) у основания.
  • Закрепите змеевик на каждой трубе ПВХ.
  • Прожгите покрытие катушек на клеммах зажигалкой.

Тестирование

  • Соедините светодиод с катушкой и поверните гвоздь, светодиод загорится.
  • Если обе катушки соединены последовательно, светодиод будет светиться ярче.

Примечание: Конструкцию генератора можно увидеть в этом видео (язык урду). Для иностранных посетителей добавлены английские субтитры.


Посмотреть видео


  • Ведущий: Habab Idrees
  • Дизайн проекта: Абдул Рауф
  • Переводчик: Эрум Хабиб

См. Также

Скачать PDF

как сделать генератор переменного тока (281 загрузок)

Абдул Рауф

Учитель, новатор, любит творить, исследует новые способы рассматривать и воображать вещи, а затем воплощать их в реальность

как построить магнитный генератор для питания вашего дома

Мне удалось поцарапать экран и вмятины, пару раз уронив его на пол мастерской, что доставило мне неприятности с женой! Узнайте точную стоимость всех материалов, которые вам понадобятся для эксплуатации дома с помощью магнитного генератора.Когда я впервые увидел веб-сайт Magnets4Energy Generator, я подумал: «Вот и все. Но поскольку целью моего исследования было найти в сети лучшие программы «бесплатной домашней энергии» (которые может создать средний человек), я пошел дальше и загрузил их. Если серия магнитов вокруг внешней стороны колеса противодействующие силы северного и южного полюсов магнитов заставят колесо вращаться, это является движущим принципом в генераторе с постоянными магнитами. Теперь имейте в виду, генератор свободной энергии ... Два решения, в частности, содержали возможные способы снабжения вашего дома достаточным количеством энергии, и, что удивительно, оба они реализуют аналогичную технологию магнитного генератора свободной энергии для этого.В конце концов, суть заключалась в том, чтобы проверить это, как это сделал бы обычный человек. Тем не менее, после 3 дней работы над магнитным генератором мне удалось построить генератор среднего размера, который производил очень хорошее количество электроэнергии. Программа тренировок выглядела великолепно, и я также получил подробные схемы для каждого шага работы. Из 25, которые я изучил, я выделил 7 программ, которые, по моему мнению, действительно могут работать. Для получения дополнительной информации о планах магнитных генераторов щелкните здесь, чтобы ознакомиться с блогом Джона Йегера.Да, может, но вам придется построить довольно большой дом, в зависимости от размера вашего дома. ), вы, вероятно, захотите установить его в своем доме навсегда. Магнитные генераторы можно купить уже изготовленными, но цена зачастую намного выше, чем у тех, которые вы создаете сами. Магнитный генератор демонстрирует принцип, согласно которому магнетизм плюс движение производит электричество [источник: Weidner, Brown]. Все права защищены. Однако мои результаты были не совсем такими, как было заявлено в книге - фактически, они составили около 85% от того, что было предсказано.Top Magnetic Generator © 2020. Если вокруг несколько магнитов… Последние 12 лет я работал над системами возобновляемой энергии. Когда я говорю, что он использует батарею, батарея требуется только для запуска машины, после чего она будет работать почти бесконечно. Большая проблема - знать, кому вы действительно можете доверять. По правде говоря, многие из этих программ не соответствовали основным критериям, а некоторые были просто плохими копиями друг друга. Я только что прочитал их со своего iPad для первой половины своей сборки.Информационное подавление - это настоящие ребята! Каждый из них содержит логические и понятные инструкции, изложенные простым пошаговым способом. Практически любой может построить магнитный генератор или генератор свободной энергии, как их называют многие. Если вы не один из моих постоянных подписчиков, позвольте мне рассказать вам немного о себе, и тогда вы сами убедитесь, почему вам следует подумать о том, чтобы попробовать магнитный генератор свободной энергии для производства ВСЕЙ вашей домашней энергии. Это было намного проще после того, как я попросил друга распечатать их для меня.Если вы хотите построить свой собственный магнитный генератор, вам нужно посмотреть это видео. Если у вас есть возможность купить какие-то планы, убедитесь, что вы делаете это, пока они доступны. Научитесь строить магнитный генератор на вашем… Да, может, но вам придется построить довольно большой, в зависимости от размера вашего дома. Они предоставляют вам подробные схемы, которым необходимо следовать, чтобы построить магнитный генератор. Это то, что я бы порекомендовал квалифицированному электрику. 9 августа 2009 г. - PRLog. Магнитный генератор энергии - это, по сути, генератор свободной энергии.Другими словами, он использует магниты и магнитную силу, чтобы вызвать вечное движение. Прелесть планов магнитных генераторов в том, что они позволяют вам построить генератор ... Теперь, когда вы начали экономить энергию, вы можете построить свой магнитный генератор энергии и обеспечивать всю энергию, необходимую вашему дому, или, по крайней мере, ее часть. Это лучший из 7 продуктов, которые я тестировал, и я рекомендую его. Я продолжил и вопреки всякой логике просто следовал инструкциям. При поиске в Интернете их смущает объем доступной информации и предложений.Вы действительно можете производить электроэнергию бесплатно? Два-три дня, а может, до недели? Джон является поклонником возобновляемых источников энергии и предоставляет много полезной информации в своем блоге. Бесплатные обзоры генераторов энергии, которым можно доверять! https://topm Magneticgenerator.com/videos/Free-Energy-Mintage-Generator-Testimonial.mp4. Это предыдущее утверждение полностью верно, однако планы магнитных генераторов, которые продаются в Интернете, показывают вам, как построить магнитный генератор, который использует батарею. Easy Power Plan Generator - лучший выбор для производства электроэнергии для вашего дома.Хотя я не могу раскрыть здесь всю информацию, я могу вам сказать, что это работает! Я также убедился, что информация о том, где искать материалы для изготовления магнитного генератора, верна. Владельцы домов могут легко научиться строить магнитный генератор энергии, чтобы обеспечивать электричеством свои дома. В этой книге содержится полезная информация, которую вы можете немедленно применить, чтобы сэкономить на счетах за электроэнергию. Обратите внимание: многие люди ответили мне, что на веб-сайт трудно попасть, и много раз он не работает и ломается.Все права защищены. Я инженер-электрик, и в течение последних 30 лет я устанавливал и контролировал крупные промышленные электрические системы. * и обратите внимание на мой вывод в конце. Я работаю в некоторых из крупнейших корпораций, которые строят электростанции, большинство из которых работают в области солнечной и ветровой энергии, а некоторые находятся на ранней стадии, внедряя новаторские технологии бесплатной энергии. Многие скажут вам, что магнитный генератор, производящий бесплатную энергию, невозможен. Может ли магнитный генератор действительно привести в действие весь ваш дом? Не хорошо.Многие люди ищут бесплатный генератор энергии для питания своих домов. Я очень рекомендую вам распечатать свои планы. Это действительно зависит от вас и ваших навыков. Магниты 4 Энергия действительно работают, но вы должны прочитать мой вывод ниже, прежде чем принимать решение о внедрении его в вашем доме. Однако сначала вам придется купить несколько планов. Это не то, что нужно спешить, и если вы хоть немного похожи на меня, вам нужно сначала построить прототип, прежде чем переходить к окончательной сборке. С легкостью снизьте потребление энергии до 100%.Он работает сам по себе бесконечно, не останавливаясь, таким образом вырабатывая полностью бесплатную электрическую энергию, которая может полностью бесплатно обеспечивать полный электропитание вашего дома. Я знаю это, потому что использую некоторые из них в течение многих лет. У обычного человека нет времени, энергии или опыта, чтобы проверить эти решения. Привет, Джон здесь. Ну это все. После того, как вы построите пару таких генераторов свободной энергии (поверьте мне, вы в конечном итоге построите больше двух! Магнитный генератор среднего размера, который я построил, произвел на 50% меньше, чем то, что сделал Easy Power Plan Generator.Это определенно займет больше, чем несколько часов, как то, что я кое-где читал! Их методы действительны, а идеи работают. Кроме того, вы даже получите информацию о том, где можно дешево купить в Интернете материалы для сборки магнитного генератора.

Vermintide Bounty Hunter Build 2020, Стойки для посудомоечной машины Ge Triton Xl, Лучшие места для школьной формы, Светодиодные фонари для жилых гаражей, Кили Ария против рабочей станции тона, Пятнистый фонарь Рутгерса, Дома на продажу от собственника в Mt Olive, Al, Дуа для здоровья и долгой жизни по-арабски, Pokémon Tcg Let's Play Box Card List, Mercedes E350 Coupe 2014 Технические характеристики, Сонный Олег Сурикат Той, Кладбище Арсеууса Лумбриджа, Изменить цвет Uitableviewheaderfooterview, Картина на продажу Себу, Масла-носители оптом, Fs Медицинское сокращение Диабет, Турбо значение на малаялам, Вкладка Asgore Fingerstyle, Темы устойчивой моды, Технические номера менее 10, Цветок часа использования, Совы в звуках Канзаса, Большие мягкие блоки для малышей, Blackbird Тексты песен Значение, Инструмент "Многоугольное лассо", Размер кукушки с выставлением счета, Красный код Photoshop, Pontiac Phoenix 2 Door 1978 года Знаменитые стихи о смерти,

Электромагнетизм - Самодельный электродвигатель без магнитов

Двигатель с двумя катушками

В этом разделе мы построим двигатель без каких-либо постоянные магниты.Вместо магнита мы будем использовать еще один моток проволоки. Эта катушка называется полевой катушка, а катушка, которая движется, называется якорем катушка.

Самый простой способ сделать это - заменить постоянный магнит с катушкой провода, подключенной ко второму аккумулятор. Но мы можем сэкономить вторую батарею и потратить впустую меньше электричества, за счет расположения катушек, как показано на диаграмма ниже:

На схеме показано, как движутся электроны в катушке.Они начинаются там, где отрицательная клемма аккумулятора подключен (отмечен здесь знаком минус). Затем они текут вокруг и вокруг катушки возбуждения, пока они не достигнут первая опорная петля справа. Оттуда они текут в катушку якоря, вращаясь по кругу, пока они выйдите из другого конца и перелейте во вторую опору петля слева. Оттуда они возвращаются в положительный полюс аккумуляторной батареи.

Вы можете видеть, что когда электричество течет в одной катушке, он также течет в другом.Когда якорь переворачивается, а изоляция перекрывает подачу электричества к якорь, он также перекрывает подачу электричества к катушка возбуждения одновременно.

Поскольку обе катушки включаются и выключаются вместе, у нас никогда не было состояние, при котором одна катушка включена, а другая выключена. Это было бы пустой тратой электричества.

На фотографии выше показан собранный двигатель. Я использовал три разные типы проволоки, чтобы было легче показать, как они сочетаются друг с другом.

Жирный зеленый провод - это катушка возбуждения. Он обмотан примерно 50 витков провода вокруг батареи D, затем удалили. Концы провода обернуты вокруг катушки, чтобы она была плотно прилегающей, так же, как мы это делали с якоря всех остальных двигателей.

Один конец провода катушки возбуждения лишен изоляции, и сформировали петлю для первой опоры. Другой конец идет к аккумулятор.

Коричневая проволока образует вторую опору. Один конец зачищен и сформирован в петлю, а другой конец несколько раз намотан на катушку, чтобы сделайте прочную опору, затем он перейдет к другому выводу аккумулятор.

Якорь изготовлен из тонкой зеленой проволоки и сформирован аналогичным образом. мы сделали для других моторов. Пара пластиковых бусинок удерживает арматуру по центру (они необязательны).

Этот мотор отлично работает от ячейки D и быстрее работает от Аккумулятор на 9 вольт.

Далее: Развлечения с высоким напряжением

Очень вкусно

Некоторые из моих других веб-сайтов:


Отправить письмо на Саймон Квеллен Филд через sfield @ scitoys.com > Google

DIY Fidget Spinner Electricity Generator

Электрогенератор - очень распространенная и полезная электрическая машина, которая была открыта Майклом Фарадеем в 1832 году. С тех пор мы используем эти машины на всех наших электростанциях, чтобы обеспечивать электричеством нашу планету. В этом проекте мы собираемся построить простой генератор с использованием электромагнита и прядильщика , чтобы понять концепцию генератора.

Прежде чем мы начнем, важно, чтобы знали о генераторах . Они не производят электричество. Да, вы не ослышались! Фактически, электричество никогда не может быть произведено; по закону сохранения энергия может передаваться только из одного состояния в другое. Итак, в генераторе ротор вращается с использованием любой механической муфты турбины или двигателя, и это механическое вращение преобразуется в электрическую энергию в статоре. Мы собираемся сделать то же самое, мы будем использовать спиннер в качестве ротора и электромагнит в качестве статора для выработки электроэнергии , которая достаточно мала, чтобы зажечь светодиод.Звучит интересно, правда? Приступим ...

Необходимые материалы:
  1. Спиннер Fidget
  2. Электромагнит
  3. Неодимовые магниты

Как работает электромагнит?

Прежде чем приступить к проекту Fidget Spinner Electricity Generator , поскольку мы используем электромагнит, давайте разберемся, как он работает. В нашем проекте мы используем 12V 0.25А (более подробные технические характеристики будут рассмотрены позже) электромагнит. Итак, очевидно, что если мы подадим 12 В, он будет потреблять около 0,25 А и создавать магнитное поле (B) , которое будет притягивать любой металлический предмет в окружающей его области. Это магнитное поле создается потому, что ток течет через катушку, которая находится внутри электромагнита, и, как мы знаем, согласно закону индукции Фарадея , все проводники с током создают вокруг себя магнитное поле. Это магнитное поле сконцентрировано в определенной точке из-за расположения катушек и, следовательно, способно притягивать металл.Но мы не хотим, чтобы это работало здесь.

Помня о том же законе Фарадея, мы должны иметь возможность также генерировать ток, создавая переменное магнитное поле около электромагнита, чтобы он действовал как генератор. Итак, чтобы создать это переменное магнитное поле, мы будем использовать неодимовые магниты со спиннером.

Электрогенератор Организация проекта:

Установка для этого относительно проста, вам просто нужно разместить неодимовые магниты над спиннером (как показано ниже) и поместить его прямо над электромагнитом.

Неодимовые магниты очень мощные и будут пытаться притягиваться к электромагниту, если вы вращаете его свободной рукой. Поэтому используйте какое-нибудь приспособление, чтобы удерживать их обоих нетронутыми. Я использовал гайку и болт, как показано на рисунке ниже. Как только это будет сделано, подключите светодиод к выходной клемме электромагнита (без полярности), и вы готовы к вращению.

Производство электроэнергии с помощью Fidget Spinner для свечения светодиода:

Наш мини-генератор готов к работе.Просто вращайте спиннер рукой, и вы должны заметить, что светодиод светится. То же самое можно найти в видео презентации в конце этой страницы. Чем быстрее вы вращаете, тем ярче он светится. Потратьте немного времени и наслаждайтесь результатами, а позже давайте проанализируем, что здесь происходит.

Хорошо, теперь давайте разберем несколько вещей. Вы должны были заметить, что светодиод светится независимо от того, в каком направлении вы вращаете спиннер или с какой полярностью вы подключаете светодиод.Это потому, что здесь светодиод действительно светится от напряжения переменного тока . Какие....?????

Да, ни один генератор не может вырабатывать постоянное напряжение. Когда напряжение вырабатывается в генераторе, его напряжение по умолчанию будет переменным. Даже в генераторах постоянного тока мгновенное напряжение, создаваемое статором, является переменным, а затем механически преобразуется в постоянный ток с помощью устройства, называемого коммутатором .

Оценка потока, производимого спиннером:

Пока все хорошо, вы можете пойти дальше и дать себе печенье, чтобы понять вещи на данный момент.Но давайте попробуем выяснить еще кое-что, используя некоторые формулы.

Используемый здесь электромагнит имеет номер модели ZYE1-P20 / 16, который имеет следующие характеристики, упомянутые в его техническом описании. (Их больше, я перечислил только необходимые)

Напряжение: 12 В

Ток: 0,25 А

Удерживающая сила: 2,5 кг / см 2 или 25 Н

Диаметр центра: 8 мм

Чтобы найти количество витков внутри катушки, воспользуемся формулой

  F = ((NI) 2 × µ0 × a) / (2 × g2)  

Где,

F = Удерживающая сила в Ньютонах

N = количество витков, которое мы собираемся найти

I = Ток, протекающий через электромагнит, в амперах

µ0 = Магнитная постоянная, которая равна 4π × 10 -7

a = Площадь притяжения, м 2

г = зазор между электромагнитом и металлом в метрах

В них мы знаем силу из таблицы, которая составляет 25 Н, ток равен 0.25A, а площадь притяжения рассчитывается с использованием πr 2 (где r равно 8 мм), что дает 0,125 м 2 . Наконец, зазор составляет 0,01 м, так как 25 Н дано на каждый сантиметр расстояния.

Используя указанное выше значение, мы рассчитали, что количество витков в нашем электромагните составляет примерно 715 витков. Теперь, когда мы знаем количество витков в нашем электромагните, мы можем использовать эту информацию, чтобы найти Магнитодвижущая сила (ммс) , которая создается спиннером, когда он вращается вместе с магнитами.

  MMF = I × N  

Где, I - ток, а N - количество витков.

Ток, протекающий через светодиод, может быть приблизительно 20 мА.

MMF = 0,02 * 715
    = 14.3 При 

Это значение MMF очень и очень мало по сравнению с реальными генераторами, но для спиннера с магнитами это все, что мы могли получить. Также обратите внимание, что эти расчеты мы выполнили только для понимания основы и не предназначены для использования для анализа.

Надеюсь, вы поняли, что проект вам понравился, и вы узнали из него что-то полезное. Если у вас есть какие-либо сомнения, используйте раздел комментариев или форумы, чтобы решить эту проблему.

Эксперименты без нагрузки и нагрузки

В этой статье представлены эксперименты и измерения низкоскоростного генератора с кабельной обмоткой на постоянных магнитах для преобразования энергии морского тока. Измерения проводились в условиях холостого хода и номинальной нагрузки (4,44 Ом / фаза) при номинальной скорости (10 об / мин). Для любого режима нагрузки также измерялись магнитные поля в воздушном зазоре.Измерения на генераторе сравнивались с соответствующими имитационными расчетами методом конечных элементов, использованными при проектировании машины. В статье показано, что измерения и соответствующие имитационные модели показывают хорошее согласие. При номинальной скорости измеренные и смоделированные напряжения нагрузки (номинальная нагрузка) отличаются менее чем на 1% для среднеквадратичных значений и менее чем на 5% для пиковых значений. На холостом ходу измеренные и смоделированные напряжения имели большую разницу, то есть <9% для среднеквадратичных значений и <5% для пиковых значений.Гармонический анализ измеренных и смоделированных фазных напряжений и токов показывает только наличие третьей гармоники. Процент гармоник в измеренных данных был сопоставим с соответствующими прогнозами моделирования. Обсуждения и результаты, представленные в документе, могут быть полезны для будущего проектирования эффективных и надежных морских систем преобразования энергии тока.

1. Введение

Для энергетических ресурсов, таких как энергия ветра, волн и приливов, может быть полезно адаптировать генераторы к характеру ресурса.Что касается энергии ветра и волн, несколько конструкций генераторов были представлены как промышленностью, так и академическими кругами [1–9]. До сих пор опубликованных материалов о генераторах, разработанных специально для работы в режиме приливных течений, было меньше. Однако в последние годы в литературе были предложены интересные топологии генераторов, подходящие для судовых турбин, например [9–12]. Авторы этой статьи ранее обсуждали преимущества наличия генератора с прямым приводом на постоянных магнитах (PM) с регулируемой скоростью для извлечения энергии из приливных и морских течений и представили моделирование, например [13].Некоторые из основных целей проектирования заключались в достижении высокого КПД на низких скоростях, чтобы исключить использование коробки передач и поддерживать низкий угол нагрузки, чтобы обеспечить электрическое управление и отключение турбины при высоких скоростях потока.

Для изучения электрических характеристик такой низкоскоростной машины был разработан и сконструирован прототип генератора с номинальными характеристиками 5 кВт, 150 В, 10 об / мин и 10 Гц для лабораторных испытаний, см. Рисунок 1 и Таблицу 1. Подробное представление электрические и механические конструкции генератора можно найти в [14].Представленные здесь экспериментальные результаты подтверждают моделирование, ранее представленное в [13, 14]. Генератор разработан для системы с вертикально-осевой турбиной с фиксированным шагом лопаток и генератором с прямым приводом [15]. Для этого требуется генератор, который может эффективно работать при различных скоростях и нагрузках.

905 905 905 905 905 905 905 9055

В этом документе представлены результаты работы без нагрузки и при номинальной нагрузке.Измеряются напряжения и токи, а также магнитное поле в воздушном зазоре. Эти измерения служат эталоном для сравнения с соответствующими имитациями метода конечных элементов (МКЭ), использованными для первоначального проектирования генератора [14]. Моделирование работы генератора при работе с переменной скоростью также представлено, чтобы подчеркнуть его способность электрически управлять и тормозить турбину при высоких скоростях потока, которые могут возникать в реках или приливных течениях. Такое управление электрической мощностью предназначено для замены механических систем управления мощностью, таких как механизмы шага лопастей и механические тормоза.

Нагрузочные испытания проводились в первую очередь для оценки производительности машины в условиях номинальной нагрузки. Представлен гармонический анализ измеренных данных и обсуждены возможные причины электромагнитных потерь и гармоник в экспериментальной машине. Результаты и обсуждения, представленные в документе, могут быть полезны для будущего проектирования и строительства генераторов для преобразования энергии морского тока.

2. Генератор конечных элементов Модель

Для электромагнитного анализа и проектирования электрических машин FEM стал более или менее стандартным инструментом.Генератор, представленный в этой статье, был проанализирован в среде конечных элементов ACE (ACE, модифицированная версия 3.1, общая платформа ABB для полевого анализа и моделирования, ABB Corporate Research Center, ABB AB, Corporate Research, 721 78 Västerås, Швеция), на базе на двумерной модели поля осевого сечения генератора.

После того, как геометрия генератора определена, различным подобластям расчетной геометрии присваиваются свойства материала, такие как электрическая проводимость и относительная магнитная проницаемость.Нелинейные ферромагнитные свойства стали статора представлены однозначной кривой BH. Трехмерные концевые эффекты учитываются путем введения импедансов концов катушек в уравнения цепи обмоток статора, а постоянные магниты моделируются с помощью источников поверхностного тока.

Вращающиеся машины обычно имеют условия симметрии, которые позволяют уменьшить необходимую расчетную геометрию. В этом случае используется дробная обмотка с 7/5 пазами на полюс и фазу, и поэтому расчетная геометрия включает сечение из пяти полюсов и 21 паз статора (см. Рисунок 2).


Полная модель генератора описывается комбинированным набором уравнений поля и цепи. Магнитный векторный потенциал внутри генератора описывается формулой 𝜎𝜕𝐴𝑧1𝜕𝑡 + ∇⋅𝜇0𝜇𝑟∇𝐴𝑧 = −𝜎⋅𝜕𝑉𝜕𝑧, (1) где 𝜎 - проводимость, 𝜇 - проницаемость, 𝐴𝑧 - аксиальная составляющая векторного магнитного потенциала, а 𝑉 - приложенный потенциал (таким образом, член справа обозначает приложенную плотность тока).

Уравнения схемы описываются 𝐼𝑎 + 𝐼𝑏 + 𝐼𝑐𝑈 = 0, (2) 𝑎𝑏 = 𝑈𝑎 + 𝑅𝑠𝐼𝑎 + 𝐿end𝑠𝜕𝐼𝑎𝜕𝑡 − 𝑈𝑏 − 𝑅𝑠𝐼𝑏 − 𝐿end𝑠𝜕𝐼𝑏, 𝑈𝜕𝑡 (3) 𝑐𝑏 = 𝑈𝑐 + 𝑅𝑠𝐼𝑐 + 𝐿end𝑠𝜕𝐼𝑐𝜕𝑡 − 𝑈𝑏 −𝑅𝑠𝐼𝑏 − 𝐿end𝑠𝜕𝐼𝑏, 𝜕𝑡 (4) где 𝐼𝑎, 𝐼𝑏 и ​​𝐼𝑐 - токи проводников в трех фазах 𝑎, 𝑏 и 𝑐 соответственно.𝑈𝑎𝑏 и 𝑈𝑐𝑏 - напряжения на клеммах, а 𝑈𝑎, 𝑈𝑏 и 𝑈𝑐 - фазные напряжения, полученные в результате решения уравнения поля. - сопротивление обмотки, а end𝑠 - индуктивность конца катушки. Кроме того, следует отметить, что потери на трение в подшипниках и потери от ветра не учитываются при оценке эффективности из-за низкой скорости вращения и высокого крутящего момента.

3. Параметры генератора

Перед проведением испытаний на машине были измерены некоторые параметры электрической цепи и геометрические параметры экспериментальной машины в условиях простоя.Сопротивление и индуктивность на фазу обмотки составляет 0,475 Ом и 11,5 мГн. Эти значения были измерены с помощью прецизионного моста [16]. Полное описание геометрии генератора см. В [14].

Используется дробная обмотка, и количество пазов на полюс на фазу составляет 1,4, следовательно, угловое смещение между пазами составляет 𝛽 = 42,8∘, а угол разброса по фазе составляет 60 °. Следовательно, коэффициент распределения 𝑘𝑑 = 0,977. В данном случае шаг полюсов составляет 4,2 слота. Разработанная машина укорочена на 35.5 °, а коэффициент шага 𝑘𝑝 = 0,952.

В целях безопасности и во избежание возможных плавающих состояний генератора или нагрузки нейтраль как генератора, так и нагрузки закорочена и заземлена на общее заземление источника питания моторного привода. И генератор, и нагрузки подключены по схеме Y.

4. Производительность генератора
4.1. Эксперименты без нагрузки

Испытание генератора без нагрузки проводилось при номинальной скорости 10 об / мин. Когда генератор достиг постоянной скорости, магнитное поле в воздушном зазоре измерялось на зубце статора с помощью измерителя Гаусса / Тесла 7010 [17], то есть датчик Холла был закреплен на одном зубце статора перпендикулярно магнитному потоку. .Обратите внимание, что в воздушном зазоре есть две составляющие магнитного поля: нормальная 𝐵𝑛 и тангенциальная составляющие. Зондом Холла измерялась только нормальная составляющая. Смоделированное значение-поля берется в точке на 1 мм перед зубом статора, как показано на рисунке 2, чтобы соответствовать положению датчика Холла во время измерений. На рисунке 2 также показаны силовые линии магнитного поля в одной секции машины. Измеренная нормальная составляющая магнитных полей в воздушном зазоре без нагрузки показана на рисунке 3 вместе с магнитным полем, предсказанным в результате моделирования.Моделирование показывает, что максимальная нормальная и тангенциальная составляющие магнитного поля в воздушном зазоре составляют около 0,6 Тл и 0,15 Тл соответственно. Разница в нормальной составляющей пика измеренного и рассчитанного магнитных полей составляет около 6%. Сила на единицу площади в воздушном зазоре без нагрузки рассчитывается как 65 кН / м 2 с помощью инструмента моделирования.


Фазовые напряжения без нагрузки были измерены для всех трех фаз, все они были сбалансированы и сдвинуты по фазе на 120 °.Следовательно, только напряжение для одной фазы показано на рисунке 4 вместе с напряжением, предсказанным моделированием. Различия между среднеквадратичным значением смоделированного и измеренного напряжений показаны в таблице 2. Было обнаружено, что среднеквадратичное значение смоделированных напряжений примерно на 9% выше по сравнению с измерениями. Скорее всего, это связано с неопределенностями измерений и неточностями моделирования, например, в отношении конечных эффектов. Кроме того, небольшие различия в осевой длине ротора и статора из-за конструктивных ошибок не принимаются во внимание при моделировании генератора.Напряжения измерялись с помощью трех пробников напряжения Tektronix P2220 [18].


Параметр Значение

Мощность 5 кВт
Частота 10 Гц
Наружный диаметр 2000 мм
Внутренний диаметр 1835 мм
Воздушный зазор 10.5 мм
Пазов на полюс и фазу 7/5
Кабелей на слот 6
Ширина магнита 32 мм
Толщина магнита Осевая длина статора 294 мм
Фактор суммирования 0,956
Сопротивление на фазу 0,47 Ом
Нагрузка 4,44 Ом на фазу

255

Испытания без нагрузки Моделирование Эксперименты Разница

905 905 905 905 90se553 905 rms напряжение )
Напряжение сети (действующее значение) 176 В 158 В 10%
Фазное напряжение (пиковое) 134 В 128 В 4%
101 В 92 В 9%


4.2. Эксперименты с номинальной нагрузкой

Испытания генератора под нагрузкой проводились при номинальной скорости 10 об / мин и нагрузке, подключенной по схеме Y, равной 4,44 Ом / фаза. Магнитное поле измеряли так же, как и в случае испытания без нагрузки. Измеренная нормальная составляющая магнитного поля показана на рисунке 5. Также на рисунке 5 показаны магнитные поля в воздушном зазоре, спрогнозированные с помощью моделирования при тех же условиях нагрузки на спроектированном генераторе в точке на 1 мм перед статором. зуб.


Установлено, что рассчитанные максимальные нормальная и тангенциальная составляющие магнитного поля в воздушном зазоре составляют около 0,6 Тл и 0,04 Тл соответственно. Что касается различий в магнитных полях без нагрузки и в условиях нагрузки, видно, что нормальная составляющая магнитного поля не подвергается значительному влиянию ни в одном из условий нагрузки при номинальных скоростях. Сила на единицу площади в воздушном зазоре при номинальной нагрузке составляет около 63 кН / м 2 согласно моделированию.

Фазные напряжения и фазные токи, измеренные в условиях нагрузки, показаны на рисунках 6 и 7, соответственно, вместе с соответствующими значениями, предсказанными с помощью моделирования. Различия в среднеквадратичных значениях смоделированных и измеренных напряжений и токов показаны в таблице 3. Из данных на рисунке 6 установлено, что различия между смоделированными и измеренными среднеквадратичными напряжениями при номинальной нагрузке составляют менее 1%. Однако из рисунка 7 видно, что разница между смоделированными и измеренными среднеквадратичными токами составляет около 4%.Для измерения токов использовались универсальные силовые клещи Metrix MX240 [19]. Для всех измерений напряжения и тока использовался четырехканальный осциллограф Lecroy Wavesurfer 424 [20].

% 905 905

Номинальная нагрузка и Моделирование Эксперименты Разница
Тесты пиковой скорости
9062 905 203.1 В 0,1%
Напряжение сети (действ.) 143,5 В 140,6 В 2,0%
Фазное напряжение (пиковое) 109,1 В 114,1 В
Фазное напряжение (среднеквадратичное значение) 82,2 В 81,7 В 0,6%
Фазный ток (пиковый) 26,8 A 25,8 A 4,1%
18.9 A 18,2 A 3,7%



Для количественной оценки содержания гармоник в машине измеренные напряжения и токи были преобразованы по Фурье. Измерения проводились на частотах дискретизации, более чем в десять раз превышающих высшую гармонику (пятая), обнаруженная при моделировании. В измеренных номинальных токах и напряжениях нагрузки видны только составляющие основной гармоники и третьей гармоники.Моделирование также предсказывает незначительную пятую гармонику. В процентном отношении третья гармоника в измеренных токе и напряжении при номинальной нагрузке составляет 2%, в то время как моделирование предсказывает 6%. В таблице 4 показано содержание гармоник в фазном напряжении при номинальной нагрузке и без нагрузки.


Порядок гармоник напряжения Моделирование Эксперимент

3-й 4.5% 2%
5-я 0,7% 0%

Различия в измеренных и смоделированных гармониках могут быть связаны с конструктивными особенностями или неточностями моделирования. Желательно, чтобы гармоники в машине были низкими, поскольку они вызывают дополнительные потери в сердечнике машины и в меди. Более того, в будущем этот тип генератора будет подключаться к выпрямителю.Роль гармоник для работы с регулируемой скоростью синхронного генератора, подключенного к диодному выпрямителю, дополнительно обсуждается в [21].

Мощность, передаваемая на номинальную нагрузку при 10 об / мин, составляет около 4,7 кВт (см. Рисунок 8). Электромагнитные потери в генераторе по результатам моделирования представлены в таблице 5. Потери в меди от измеренных токов и сопротивлений составляют около 0,5 кВт и хорошо согласуются с результатами моделирования. Моделирование предсказывает эффективность около 86% при номинальных условиях для этого генератора.

9055 9055 9055

𝑃Fe Потери в стали 0,25 кВт
𝑃Cu Потери в меди 0,53 кВт

4.3. Моделирование работы с переменной скоростью

Чтобы продемонстрировать способность генератора управлять турбиной и тормозить ее при различных скоростях потока, которые могут возникать в реках или приливных течениях, была смоделирована эффективность генератора с переменной скоростью и показана на рисунке 9 для номинальной нагрузки и нагрузки 0.5 о.е. Видно, что КПД спроектированной машины находится в диапазоне 78–88% в диапазоне скоростей 4–20 об / мин. Поскольку различия в моделировании и измерениях для рассмотренных ранее случаев невелики, можно ожидать, что фактическая эффективность экспериментального генератора будет в том же диапазоне. Это позволило бы электрическое управление турбиной при сохранении хорошей эффективности работы. Для сравнения, моделирование падения напряжения в сети и КПД при номинальной скорости и переменной нагрузке показано на рисунке 10.Видно, что реакция якоря мала и что генератор можно использовать для управления турбиной только с небольшим снижением эффективности.



В реальных морских условиях эффективность всей системы зависит от коэффициента мощности 𝐶𝑝 турбины. Ожидаемый контроль системы заключается в поддержании фиксированного передаточного числа конечных скоростей (TSR), следовательно, поддержание оптимального 𝐶𝑝 для турбины без превышения пределов кавитации путем управления нагрузкой генератора.При более высоких скоростях генератор будет поддерживать турбину на более низком TSR (и, следовательно, на более низком 𝐶𝑝), чтобы ограничить мощность, потребляемую турбиной. Следовательно, генератор будет работать как с изменяющимися скоростями, так и с различными нагрузками, чтобы контролировать TSR турбины. Эта стратегия управления была эффективно реализована в случае ветроэнергетических систем [22, 23].

Другим важным критерием конструкции является способность генератора эффективно тормозить турбину в предполагаемом рабочем диапазоне, чтобы исключить использование шага лопастей и механических тормозов.Чтобы проиллюстрировать это, генератор был смоделирован с резистивной сбросной нагрузкой 1,5 Ом и сравнивался с мощностью, выдаваемой гипотетической турбиной с вертикальной осью (0,35, выдача 5 кВт при 10 об / мин при потоке воды 1,5 м / с). работает с фиксированным TSR при увеличивающихся скоростях воды, см. рисунок 11. Видно, что генератор безопасно тормозит турбину на скоростях, вдвое превышающих номинальную.


5. Выводы

В этой статье представлены электрические испытания генератора прямого привода с кабельной обмоткой на постоянных магнитах мощностью 5 кВт, 10 об / мин для преобразования энергии морского тока.Испытания без нагрузки и при номинальной нагрузке сравнивались с соответствующими расчетами методом конечных элементов с использованием разработанного генератора. В обоих испытаниях также сравнивались распределения магнитного поля в воздушном зазоре. Установлено, что различия между экспериментами и расчетами не превышают 10%. Гармонический анализ показывает наличие 2% третьей гармоники. КПД спроектированной машины составляет 78–88% в диапазоне скоростей 4–20 об / мин по результатам моделирования. Низкая реакция якоря и высокая перегрузочная способность показывают, что генератор можно использовать для электрического управления и торможения турбины в предполагаемом рабочем диапазоне.

Благодарности

Д-р Арне Вольфбрандт и д-р Карл-Эрик Карлссон выражают признательность за разработку инструмента моделирования. Искренняя благодарность Ульфу Рингу за руководство и помощь во время строительных работ. Особая благодарность доктору Нельсону Титайи за интересные обсуждения, поддержку и поддержку во время написания. Экспериментальная установка финансировалась Vattenfall AB и Шведским центром преобразования возобновляемой электроэнергии (финансируется Упсальским университетом, Шведским агентством инновационных систем (VINNOVA) и Шведским энергетическим агентством (STEM)).Авторы также выражают признательность Шведскому исследовательскому совету (грант № 621-2009-4946).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *