Зробити низько оборотний вітрогенератор насправді не так складно як здається, але скрізь є свої нюанси. Так без вивчення основ і маєтки деякого досвіду відразу зробити хороший генератор не у всіх виходить, але я постараюся виділити всі нюанси щоб надалі було менше помилок.
Як завжди це буває, спочатку ми спантеличує пошуком донора для майбутнього генератора. Якщо треба побудувати потужний генератор на 500ватт або 1-3 КВатт, то в якості донора добре підходять асинхронні низько спритні двигуни, а якщо ветрячек невеликої потужності, то наприклад авто-генератор. Ідеальний варіант це 12-ти полюсной асінхроннік, так-як його можна не перемотувати, а всього лише ротор проточити і вклеїти неодимові магніти.
Припустимо ви вирішили робити генератор з асінхроннікі, то першо на першо треба шукати багато-полюсной двигун, якщо ж такої не віднайдуть, то доведеться перемотувати статор двох або чотирьох-полюсного двигуна - найчастіше такі зустрічаються. Але перемотувати не треба поспішати, спочатку треба переробити ротор під постійні магніти, і про це нижче.
Полюса і магніти
Як це зробити, спочатку треба порахувати кількість зубів на статорі де обмотки мідні, якщо зубів наприклад 36 то потрібно робити 24 магнітних полюси на роторі за умови що ви будете мотати трифазну обмотку з котушками на кожен зуб. А якщо 24 зуба, то 18 магнітних полюсів. Загалом співвідношення повинно бути 2/3 де кожні два магнітних полюси на 3 котушки, так-же можна робити співвідношення 4/3, але це залежить від розмірів зубів статора і діаметра.
Якщо вас цікавить отримання потужності. тоді заходите на сайтlenproektstroy.ru. Тут ви знайдете все, що потрібно.
Наприклад у нас статор на 36 зубів, значить нам треба 24 магнітних полюси, для цього виходячи з фінансових можливостей набуваємо неодимові магніти, розміри яких ви визначаєте самі. В принципі підійдуть магніти будь-якої конфігурації. Так наприклад часто в ротор вклеюють багато маленьких магнітів "шайби" зазвичай 5 * 5 або 8 * 8 мм, або прямокутні магніти різних розмірів, або цільні. Але у круглих магнітів є істотний мінус, ними важко заповнити ротор якомога щільніше, але ж чим більше влізе магнітів, тим потужніше генератор, тому для більш щільного заповнення використовують прямокутні магніти, але при цьому часто застосовують саме круглі магніти, так-як їх входить менше і виходить дешевше.
Робимо шубу під магніти
Для початку опишу технологію імплантації круглих магнітів, а потім про прямокутні, і як порахувати кількість і розташування магнітів на роторі. Спочатку ротор у токаря проточується на товщину магнітів, а краще щоб ротор проточили і наділи металеву гільзу, на яку наклеювати магніти, так-як гільза замикає магнітне поле магнітів і вони підживлюють один одного посилюючи магнітні поля. Гільзу зазвичай роблять товщиною рівною товщині магнітів, або трохи тонше. Після того як ротор проточен і гільза надіта і міцно приварена або вклеєна, можна готувати шубу під магніти. Шубу роблять зі звичайного бинта просоченого епоксидною смолою. Ротор спочатку обертається поліетиленовою плівкою щоб смола до нього не пристала, і на нього намотується товстим шаром бинт змочений епоксидною смолою. А потім на верстаті висохла болванка сточується до потрібного діаметру, після цього готову шубу потрібно зняти для подальшої роботи. Шуба акуратно, щоб не тріснула стягується з ротора, і в ній свердлити отвори під магніти.
Тепер про магніти, тож потрібно ротор поділити на кількість полюсів і отримати площа полюса, і в цю площу потрібно вмістити якомога більше наявних магнітів. Наприклад у вас вийшла ширина полюса 15мм, а довжина по довжині статора зазвичай. 15 мм це якщо впритул то три ряди круглих магнітів 5 * 5мм. але в шубі не вийде так щільно на-свердлити отвори, значить два свердлити треба ряду магнітів. Якщо довжина ротора 100 мм. то вийде кожен полюс по два ряди магнітів по 8 шт. в кожному, і того 16 шт. на полюс. У полюсі магніти звернені однаково, тобто 16 магнітів північним полюсом, а наступний полюс клеїться навпаки-південним полюсом, і так чергуються полюса північ південь північ південь. Магніти можна клеїти і супер-клеєм і епоксидкой.
Залипання і скіс
Як відомо мінус генераторів на постійних магнітах це залипання, тяжіння магнітів до зубів статора, яке ускладнює стартовий момент і надалі заважає гвинта стартувати на малому вітрі, а це не є добре. Щоб знизити залипання зазвичай роблять скіс на уявний магніт (полюс), наприклад якщо ширина полюса 10 мм, то скіс робиться на цю величину. Але на схилі втрачається частина потужності генератора, це пов'язано з втратою ефективності магнітів через скоса, і чим більше скіс, тим більше втрати, тому краще робити взагалі без скоса. Краще спочатку зробити шубу без скоса, поставити магніти, щоб переглянути стартовий момент, якщо він вище 0,4Нм, то краще робити скіс і знижувати цим момент страгивания, так-як гвинт, особливо спритний гвинт буде стояти і не зможе стартувати на молом вітрі. А так вам вирішувати що краще. старт і робота на слабкому вітрі, або пізній старт і велика потужність на сильному вітрі.
Переробляємо ротор під прямокутні магніти
Другий спосіб переробки ротора під магніти дещо простіше і ефективніше в плані заповнення магнітами площі ротора. Так-же як в описі вище розраховується кількість полюсів і по ширині полюса підбираються магніти. Найкраще якщо вони будуть цільні, наприклад якщо ширина полюса 15мм, а довжина 100мм, то можна застосувати магніти розмірами 25 * 12 * 5мм, якраз вийде 4 магніту ін довжині і ширина підходить максимально, так-як 15 мм все одно не влізе. Магніти в цьому випадку клеяться на ротор без всякої шуби просто на супер-клей. Потім обклеєний магнітами ротор обмотується скотчем і заливається епоксидною смолою. Такими способами переробляють всі генератори під постійні магніти.
Так-же забув згадати про вклейці круглих магнітів за шаблоном, при наклейці за шаблоном шубу робити не треба. На аркуші паперу розкреслюють позначки під магніти, після по діаметру магнітів в папері пробиваються отвори. Готовий шаблон з дірками обертається на ротор, і магніти притягуються в дірки, а потім папір забирається, а ротор обертається скотчем і заливається епоксидною смолою.
Тепер про обмотку генератора. У асинхронних двигунів зазвичай саме трифазна обмотка статора, яка і без перемотування годиться для вироблення енергії, але в спритних двох чотирьох-полюсних двигунах обмотка занадто тонка і має великий опір, а це значить що вона буде давати мало струму. Наприклад якщо переробити чотирьох-полюсной двигун під постійні магніти, то він буде давати напругу вище 12 вольт вже на 60-100об / м, але опір обмоток з'їсть всю силу струму і на виході буде всього 1-2Ампера. Це зазвичай вважається так, якщо опір обмоток генератора 8 Ом, то наприклад якщо на холостих обертах він дає 50 вольт, то під навантаженням на акумулятор 12 вольт піде 50v-12v = 38v: 8 Ом = 4,75А, це всього 60 ват / ч. а в реалі ще менше, а якщо опір обмотки 2 Ом, то при тих-таки 50 вольт потужність складе близько 230ватт / ч. Тому якщо опір обмоток велике, то потрібно перемотувати генератор, і зазвичай обмотку відразу перемотують під потрібну кількість полюсів і мотають на кожен зуб. Збільшення кількості котушок і полюсів підвищує частоту генератора, в значить і потужність на менших оборотах. Якщо наприклад у вас статор на 36 зубів, і ви переробили ротор під 24 полюса, а рідна обмотка на 6 полюсів, то її потрібно перемотати під на 24 полюси, тобто намотати в співвідношенні 2/3, це 36 котушок.
Тестова котушка перед намотуванням статора
Перед тим як мотати нову обмотку генератора потрібно намотати тестову котушку і покриття генератор щоб з'ясувати яким проводом і скільки витків мотати. Наприклад ви намотали котушку проводом 2мм, покрутили на 300об / м і отримали 1 вольт, то з генератора ви отримаєте при з'єднанні обмоток в зірку близько 18 вольт, а при з'єднанні в трикутник 12 вольт. До речі трикутник від зірки по потужності майже не відрізняється, тільки у зірки напруга вище і отже зарядка почнеться раніше, а у трикутника могутніше струм, але зарядка почнеться на більш високих оборотах. Сдесь потрібно вибрати баланс, що краще, обмотка з малим опором під швидкохідний трьох-гребний гвинт з початком зарядки на 200_300об / м, або мотати більш тонким проводом для зарядки вже зі 100-150об / м, під тихохідний гвинт для отримання енергії навіть на слабкому вітрі.
Якщо ж планується заряджати акумулятори загальною напругою на 24, або 48 вольт, то в більшості випадків можна залишити і рідну обмотку асінхроннікі, але треба шукати як мінімум шести-полюсной двигун.
Після всіх розрахунків можна приступати до перемотуванні, для цього видаляється стара обмотка статора, і перемотано статор одним з двох мені відомих способів, це намотування прямо на зуби, і всипні обмотка. Всипні обмотка робиться так, спочатку на саморобному Намотувальне станочке намотуються котушки, і по одній заправляються в пази статора. В якості ізоляції зазвичай використовують пленкоелектрокартон, але якщо його немає, то підійде і звичайний щільний картон. Другий спосіб намотування, це мотати кожну котушку безпосередньо на зуб. Для мене цей спосіб простіше ніж заправка готових котушок, але він копітка, так-як бажано мотати треба виток до витка і якомога щільніше. Так-же намотування прямо на зуби має ряд переваг, при такій намотуванні значно менше лобові частини обмоток, а значить нижче опір, і при цьому в пази входить більше міді через щільного укладання дроти. А чим більше міді в пазах, тим більше потужності в результаті можна отримати. Навіть зайві 5 витків на котушку в результаті дадуть хороший приріст потужності.
Використання будь-якіх матеріалів, розміщеніх на сайті, дозволяється Виключно за умови посилання на агентство Vinbazar.com. Для Інтернет-видань ПОСИЛАННЯ повинною буті прямим и відкрітім для пошукових систем. Зазначеним джерела информации обов'язково в незалежності від полного або часткового использование матеріалів