Большой ветрогенератор своими руками (часть 1)

Устройство данного ветрогенератора, принципиально ничем не отличается от других аналогов. В статье описан весь процесс изготовления от начала до конца.

На фото ниже отображены все металлические детали (кроме хвоста) используемые в ветряке. Используемые автозапчасти не Б/У.

Начнем с хаба (ступица) и вала. Диаметр каждого ротора 400 мм., выполнены они из 12 мм., стали. Данные роторы были вырезаны на ЧПУ-станке гидроабразивной резки. Вырезаны они качественно и с отверстиями, заплачено за это было около 70 долларов. Механизм поворота ветряка сделан из трехдюймовой трубы длинной 400 мм. Вал для ступицы закрепляем внутри трубы диаметром 100 мм., через 2 стальных кольца. Кронштейн для хвоста из 12 мм., стали и высотой 150 мм., установлен под углом 18°.

На фото – готовый каркас. Если бы я делал его снова, то возможно изменил бы кое-что. А именно:

• некоторые части изготовил бы немного толще
• кронштейн для хвоста сделал бы более массивным, а также увеличил бы диаметр механизма поворота
• увеличил ось и хаб

Хотя, мой самодельный домашний ветрогенератор и так хорошо исполняет свою работу.

Статор будет диаметром 500 мм. Я сделал шаблон диаметром 500 мм., проделал шесть отверстий по краям и одно по центру для вала. Установил этот шаблон на вал и с помощью болтов прикрепил к нему кронштейны и приварил их. Таким образом, кронштейны расположены точно и при сварке они не шевелились.

А это шаблон для размещения магнитов на роторе. Как можно заметить будет использоваться 16 магнитов. Сами магниты размером 40x75x20 мм., мощные и опасные.

А это шаблон приблизительного расположения катушек. В дальнейшем он послужит основанием статора.

Прикрепляем магниты к ротору с помощью супер-клея. В дальнейшем, пространство вокруг магнитов нужно будет залить эпоксидной или полиэфирной смолой.

Делаем из фанеры намоточный станок. Форма сердечника – как на фото. Диаметр кругов 150 мм. Толщина статора будет 15 мм., поэтому изготавливаемые катушки должны быть, немного тоньше.

Чтобы подобрать оптимальные размеры для катушек, была намотана тестовая, содержащая 79 витков проводом 2.5 мм. Она будет установлена между роторами и по ней можно будет определить нужное количество витков при расчетной скорости вращения. Это 5 – метровый ветрогенератор и значит, скорость вращения будет 70 – 80 оборотов в минуту.

Вырезаем форму и прикрепляем к ней катушку. Саму форму прикрепляем к кронштейнам.

Теперь необходимо измерить параметры катушки. Для измерения количества оборотов использовали оптический тахометр, а для замера эл. показателей мультиметр. При 70 оборотах в минуту, катушка дала напряжение 2.4 В.

Уточнение. Расположение магнитов получилось слишком близким друг к другу. Ближе к центру, расстояние между магнитами составляло менее 10 мм. Это приносит потери в катушку, т.к. мы имеем два противоположных полюса.
Было решено оставить все на своих местах, но стоит отметить, можно использовать магниты меньшего размера это и вес ротора уменьшит.

Задняя часть ветряка с тестовой катушкой. Как Вы можете заметить, использовалось еще балластное сопротивление, с помощью которого можно измерить мощность ветряка.

Просверливаем отверстия для соединения роторов. Сила притяжения очень сильная, поэтому нужно быть предельно аккуратным. Устанавливаем фронтальную часть.

С фронтальной частью катушка выдавала 5.4 В, при 70 оборотах в минуту. Я считаю что минимальная скорость вращения будет около 100 оборотов, поэтому катушки буду мотать более толстым проводом и с меньшим количеством витков.
Была намотана новая катушка и протестирована под нагрузкой резистора с сопротивлением 1 Ом. При ~ 100 оборотах катушка выдавала 6 В и ток 6 А (36 Вт). Я не совсем уверен в своих расчетах, но мне кажется, что при использовании 12 катушек, соединенных звездой, они дадут около 400 Вт, при 100 оборотах в минуту.

На эту работу ушло два дня.