Генератор из шагового двигателя своими руками

Содержание

Генератор из шагового двигателя своими руками

Простейший маломощный ветрогенератор можно собрать из старого сканера (или любой другой техники, содержащей шаговый двигатель).

Для создания ветрогенератора потребуюся:

выпрямляющие диоды (в проекте использовано 8 диодов 1N4007);

конденсатор 1000 мкФ;

регулятор напряжения LM7805;

пластиковые детали (см. ниже);

Извлекаем из сканера шаговый двигатель.

Сначала соберём выпрямитель. Для каждой фазы двигателя (он четырёхфазный) нам понадобится 2 диода, т.е. всего 8 диодов. Выходное напряжение будет стабилизировано с помощью конденсатора емкостью в 1000мкФ и регулятора напряжения LM7805.

Наш ветрогенератор может свободно вырабатывать напряжение и более 5 вольт, однако для зарядки мобильных устройств, нам будет достаточно 5В.

Следующий шаг — вырезание лопастей из ПВХ трубы и крепление их к валу ветрогенератора.

Для того, чтобы ветрогенератор сам выстраивался по ветру, сделайте ему хвост из куска пластика (стеклопластика или ему подобных материалов).

Всё. Вы сделали ветрогенератор своими руками.

Ветрогенератор из шагового двигателя

Ветрогенератор в домашних условиях может стать дополнительным источником электроэнергии. Особенно он будет полезен в тех случаях, когда отключили свет, а вам необходимо зарядить какое-либо устройство. Можно такой ветрогенератор подключить и к фонарю уличного освещения во дворе, при этом экономить на электроэнергии. Вообще, найти применение в хозяйстве этому устройству всегда можно. Тем более что сделать его можно практически из подручных материалов.

В этой статье мы расскажем, как сделать простой ветрогенератор из шагового двигателя.

Что понадобится для сборки ветрогенератора?

Для того чтобы собрать ветрогенератор из шагового двигателя, понадобятся следующие детали:

собственно мотор;
листовой металл;
алюминиевая трубка;
фланец (1/4″);
квадратная труба;
диск от пилы;
штифт;
хомуты (можно использовать от автомобиля);
трубы ПВХ разных размеров (например, 8×4, 30×8);
шайбы, болты и прочее для крепления деталей;
диоды.

Из инструментов пригодятся ножовка, разводной и газовый ключ, наждачка, рулетка, дрель, транспортир и рулетка.

Принцип работы ветрогенератора

Детально останавливается на том, как же работает ветрогенератор из шагового двигателя, не стоит. Ведь все такие генераторы имеют одинаковый принцип работы: ветер заставляет вращаться лопасти ветряка, в результате чего начинает работать генератор, который и вырабатывает электричество.

Изготовление ветрогенератора

Первое с чего следует начать – это вырезать лопасти. Для этого мы будем использовать ПВХ-трубы.

Что нужно учесть, вырезая лопасти?

Длину каждой лопасти – чем она больше, тем легче они будут крутиться при слабом ветре, но при этом они будут иметь довольно низкую скорость вращения.
Вращение будет больше на концах лопастей генератора – этот момент необходимо учесть заранее и рассчитать отношение скорости ветра к скорости вращения лопастей.
Помните, что мощность, получаемая из ветра, будет приравниваться к скорости ветра в третьей степени. Хотя не забывайте и о законе Беца, который говорит, что от энергии ветра можно получить приблизительно 59,3 процентов энергии.
Чем выше поднять ветряк от земли, тем более эффективен он будет (энергии будет вырабатываться больше).

Изготовить лопасти не составит больших проблем. Для этого нужно будет разрезать трубу из ПВХ на три части: две по 150 градусов и одна 60, как показано на рисунках.

Заметим, что два отрезка трубы (150 0 ) подойдут для широких лопастей. При желании вы сможете их подрезать до нужной ширины.

Далее необходимо будет скруглить края лопастей, как показано на фотографии.

Следующая задача изготовить хаб – узел крепления лопастей. Для этих целей подойдет диск для пилы со сточенными зубьями. В нем нужно будет сделать шесть отверстий (три группы по 2 в каждой). Отверстия делаются со смещением в 120 0 , а расстояние между ними в одной группе должно быть около дюйма. Размещение отверстий на диске показано на рисунке:

В данном случае мы используем три лопасти, хотя можно установить и шесть: тогда группы отверстий будут смещаться на 60 0 . К заготовленному диску с отверстиями прикручиваем лопасти – крепим их посредством болтов и гаек.

Следующий этап работ – это шарнир для поворота и флюгер. Потребуется и поворотная платформа, на которую мы закрепим генератор. Выглядеть все это будет так:

Для изготовления этой конструкции нужна квадратная труба из ПВХ, кусок листового металла и фланец. «Хвост» ветрогенератора вырезаем из железа. В квадратной трубе делаем разрез 20-25 сантиметровдлиной и вставляем туда наш флюгер – закрепляем эту конструкцию болтами.

Кстати, не мешало бы продумать и защиту генератору от осадков. Например, ее можно сделать из трубы так, как показано на фотографии:

Дальше окрашиваем все детали нашего ветряка и даем им высохнуть. После этого собираем все в одно целое, крепим двигатель, чехол к трубе посредством автомобильных хомутов. Также необходимо установить фланец (его располагают ближе к двигателю) с помощью саморезов.

Читать еще: Оптоволоконные системы освещения Fiber Optic

Теперь остается только сделать матчу для ветрогенератора. Для этих целей подойдет труба из ПВХ и фурнитура, которая используется с пластиковыми трубами. Сделать мачту можно так:

Последним этапом будет непосредственное крепление ветрогенератора к мачте и его установка. Перед этим на вал мотора насаживаем ранее изготовленный хаб с лопастями. Вот и все.

В заключение несколько слов о батарейном отсеке ветряка. Для него могут быть использованы два аккумулятора (например, автомобильные). Между генератором и аккумуляторами нужно будет припаять диоды, чтобы ток поступал именно в аккумуляторы, а не шел в генератор.

Такой домашний ветрогенератор подойдет для зарядки аккумуляторов и других целей. Вы также можете поэкспериментировать и сделать более мощный ветряк: например, добавить лопасти, изменить их размер и пр.

Альтернативная энергия Альтернативная энергетика, возобновляемые источники энергии, энергетические ресурсы планеты.

Самый простой ветрогенератор малой мощности можно легко собрать из любой техники, содержащей шаговый двигатель, например из старого принтера. Чтобы сделать такой ветрогенератор, вам понадобится:
1. старый принтер (или сканер);
2. регулятор напряжения LM7805;
3. конденсатор емкостью 1000 мкФ;
4. выпрямляющие диоды (8 диодов 1N4007 или аналогичные);
5. труба ПВХ;
6. алюминиевые пластины (можно использовать любые другие).
7. пластиковые детали (см. далее);

Извлекаем из принтера шаговый двигатель:

Первым делом необходимо собрать выпрямитель. Двигатель является четырехфазным и для каждой фазы нам понадобится 2 диода, т.е. всего 8 диодов. Напряжение на выходе будем стабилизировать с помощью регулятора напряжения LM7805 и конденсатора емкостью в 1000мкФ:

Впринципе, такой ветрогенератор может вырабатывать напряжение и более 5 вольт, однако для зарядки аккумуляторных батарей мобильных устройств, вполне достаточно и 5В.

Далее вырезаем лопасти из ПВХ трубы, после чего крепим их к валу ветрогенератора:

Чтобы ветрогенератор сам выравнивался по направлению ветра, сделайте ему хвост из куска пластика (стеклопластика или ему подобных материалов).

Вот и все. Конструкция конечно довольно примитивная, но свою функцию такой ветрогенератор успешно выполняет. Можно приступать к тестированию!

Ветряной электрогенератор из старого сканера

В последнее время очень много идет разговоров об энергосберегающих технологиях. Это и тепловые аккумуляторы, и вечные лампочки, и солнечные батареи, и даже использование навоза в качестве источника альтернативной энергии и прочих сельскохозяйственных отходов.

Оказывается, как вариант можно получить бесплатную электроэнергию от двигателя ненужного сканера. О том, как сделать ветрогенератор из шагового двигателя мы и поговорим в этой статье.

Здесь, самым интересным является способ изготовления лопастей. Ниже предоставлена инструкция, с помощью которой вы сможете «переработать» старый сканер во впечатляющий генератор электричества. Нам понадобятся:

Старый сканер;
Выпрямляющие диоды (в проекте использовано 8 диодов 1N4007);
Конденсатор 1000 мкФ;
Стабилизатор LM7805;
Труба ПВХ;
Пластиковые детали (см. ниже);
Алюминиевые пластины (можно использовать любые другие).

Помимо флуоресцентной трубы и электронных компонентов, в сканере есть шаговый двигатель, именно он нам и понадобится. На фото показан четырехфазный шаговый двигатель.

Теперь, когда у нас есть все необходимые компоненты можно приступить к сборке выпрямителя.

Для каждой фазы нам понадобится 2 диода, т.е. всего 8 диодов. Выходное напряжение будет жестко стабилизировано с помощью ИС LM7805 и конденсатора емкостью в 1000 мкФ.

Для зарядки по порту USB необходимо два сопротивления в 15 кОм на обеих шинах передачи данных. Технические подробности смотрите в спецификации шины USB. Собираем лопасти. Это все!

Теперь осталось дождаться ветряного дня и опробовать устройство, как видно на фотографии — устройство стабильно генерирует напряжение 4.95 В.

Таким образом, теперь можно заряжать МР3-плеер или телефон совершенно бесплатно.

Генератор для велосипеда из шагового двигателя

Автору данной самоделки пришла в голову простая, очевидная, но гениальная мысль. Ведь если учесть, что шаговый двигатель является не только моторчиком, который обеспечивает механическую работу абсолютно разных устройств (начиная от принтеров сканеров и другой офисной аппаратуры, заканчивая различными агрегатами, применяемыми в более серьезных устройствах). Шаговый двигатель так же может послужить отличным генератором электричества!

А его самый главный плюс во всем, это то, что ему вовсе не требуются большие обороты, он вполне может исправно работать и при малых нагрузках. То есть даже при минимальном действии силы направленной на него, шаговый двигатель отлично вырабатывает энергию. Самое главное, что этой энергии вполне хватит на различные нужды, вроде освещения дороги велосипедисту с помощью подключенного к шаговому двигателю фонаря.

К сожалению с обычным генератором стандартному велосипеду будут все же необходимы начальные обороты, до того как фонарик начнет испускать лучи достаточно яркого света для четкого освещения пути. Но при использовании шагового двигателя этот недостаток удаляется сам собой, то есть освещение будет подаваться сразу как только начнется вращение колеса.

Но правда у этой чудо конструкции все же будет ряд недочетов. Например наиболее явный из них, это большое магнитное залипание. Но на самом деле это не так страшно для велосипедиста.

Читать еще: Как проверить реле регулятор

Что приступая к работе нам будет необходимо найти некоторые детали:
1) Собственно сам шаговый двигатель.
2) парочка конденсаторов большой емкости.
3) светодиодные фонари
4) стабилизатор напряжения 5-6 вольт.

Найти шаговый двигатель довольно просто в силу того, что он весьма распространен во всех офисных приборах. Единственное что нужно понимать, это то, что чем больше шаговый двигатель — тем соответственно лучше для нас.

Тут будет описано и представлено несколько моделей шаговых двигателей и различные варианты их крепления к железному коню.
Для начала возьмем самый большой двигатель, что удалось раздобыть автору. Он демонтировал его из обычного офисного плоттера для печати( по сути это принтер, только в несколько раз большего размера).

Внешне двигатель довольно велик.

Если взгляните на рисунок, то поймете, что генератор расположен ближе к оси колеса и вращение передается от дополнительного круга.

И все же так как модель велосипеда у каждого своя и кто-то не захочет повреждать раму саморезами, вам будет нужно самому разработать крепление а так же круг вращения, вариантов тут действительно много.

Если же вы не представляете себе как прикрутить большой шаговый двигатель к конструкции, есть вариант поменьше:

Вам остается только выбрать вариант генератора, подходящего под размеры вашего транспортного средства.

Чтож когда с шаговыми двигателями разобрались, можно приступить и к фонарям и цепям питания.

Фонари необходимо взять светодиодные. схема выпрямления будет выглядеть так: блок выпрямительных диодов, несколько конденсаторов большой ёмкости и естественно стабилизатор напряжения. В принципе это стандартная схема питания.

Шаговый двигатель стандартно имеет на выходе четыре проводка, которые соответствуют двум катушкам. именно по этой причине на изображении выпрямительных блока тоже два. Этот самодельный генератор электричества вполне может выдавать аж до 50 вольт напряжения на больших оборотах, так что, конденсаторы лучше взять соответственные( напряжение выше 50). Ну а стабилизатор на напряжение 5-6 вольт.

И так в чем же суть самоделки, и почему она понадобилась?

Все дело в его преимуществе, даже только тронувшись с места- вам путь будет уже ярко освещен фонарем, запитанным от нашего шагового двигателя- он же генератор.

Так же хотелось бы отметить, что в процессе движения фонарь не будет мигать или тухнуть- освещение будет плавным и ровным.

Самодельный ветрогенератор на основе шагового двигателя

В качестве генератора на ветряк подойдет шаговый двигатель (ШД) для принтера. Даже при небольшой скорости вращения он вырабатывает мощность около 3 Вт. Напряжение может подниматься выше 12 В, что дает возможность заряжать небольшой аккумулятор.

Принципы использования
Электрическая часть
Как сделать ветрогенератор
Заключение

Принципы использования

Характерная для российского климата турбулентность ветра в приземных слоях приводит к постоянным изменениям его направления и интенсивности. Ветрогенераторы больших размеров, мощность которых превышает 1 Квт будут инерционными. В результате они не успеют полностью раскрутиться при смене направления ветра. Этому также мешает момент инерции в плоскости вращения. Когда боковой ветер действует на работающий ветряк, он испытывает огромные нагрузки, которые могут привести к его быстрому выходу из строя.

Целесообразно применять ветрогенератор малой мощности, изготовленный своими руками, имеющий незначительную инерционность. С их помощью можно заряжать маломощные аккумуляторы мобильных телефонов или использовать для освещения дачи светодиодами.

В дальнейшем лучше ориентироваться на потребителей, нетребующих преобразования вырабатываемой энергии, например, для подогрева воды. Нескольких десятков ватт энергии вполне может хватить для поддерживания температуры горячей воды или для дополнительного подогрева системы отопления, чтобы она не перемерзала зимой.

Электрическая часть

Генератором в ветряк можно устанавливать шаговый двигатель (ШД) для принтера.

Даже при небольшой скорости вращения он вырабатывает мощность около 3 Вт. Напряжение может подниматься выше 12 В, что дает возможность заряжать небольшой аккумулятор. Остальные генераторы эффективно работают при скорости вращения более 1000 об./мин, но они не подойдут, поскольку ветряк вращается со скоростью 200-300 об./мин. Здесь необходим редуктор, но он создает дополнительное сопротивление и к тому же имеет высокую стоимость.

В генераторном режиме у шагового двигателя вырабатывается переменный ток, который легко преобразовать в постоянный, используя пару диодных мостов и конденсаторы. Схему легко собрать своими руками.

Установив за мостами стабилизатор, получим постоянное выходное напряжение. Для визуального контроля можно еще подключить светодиод. Чтобы уменьшить потери напряжения для его выпрямления применяются диоды Шоттки.

В дальнейшем можно будет создать ветряк с более мощным ШД. Такой ветрогенератор будет обладать большим моментом трогания. Проблему можно устранить, отключая нагрузку во время пуска и при малых оборотах.

Как сделать ветрогенератор

Лопасти можно изготовить своими руками из трубы ПВХ. Нужная кривизна подбирается, если взять ее с определенным диаметром. Заготовку лопасти рисуют на трубе, а затем вырезают отрезным диском. Размах винта составляет около 50 см, а ширина лопастей — 10 см. После следует выточить втулку с фланцем под размер вала ШД.

Читать еще: Схема генератор свободной энергии самозапиткой своими руками

Она насаживается на вал двигателя и крепится дополнительно винтами, а к фланцам крепятся пластиковые лопасти. На фото изображено две лопасти, но можно сделать четыре, прикрутив еще две аналогичные под углом 90º. Для большей жесткости под головки винтов следует установить общую пластину. Она плотней прижмет лопасти к фланцу.

Изделия из пластика долго не служат. Продолжительный ветер со скоростью более 20 м/с такие лопасти не выдержат.

Далее нужно произвести балансировку. Это делается своими руками: от концов лопастей отрезаются кусочки пластика. Угол их наклона можно изменить посредством нагрева и изгиба.

Генератор вставляется в кусок трубы, к которому он крепится болтами.

К трубе с торца крепится флюгер, представляющий собой ажурную и легкую конструкцию из дюралюминия. Ветрогенератор держится на приваренной вертикальной оси, которая вставляется в трубу мачты с возможностью вращения. Под фланец можно установить упорный подшипник или полимерные шайбы, снижающие трение.

У большей части конструкций ветряк содержит выпрямитель, который крепится к подвижной части. Это делать нецелесообразно из-за увеличения инерционности. Электрическую плату вполне можно разместить внизу, а к ней вывести вниз провода от генератора. Обычно с шагового двигателя выходит до 6 проводов, соответствующих двум катушкам. Для них нужны токосъемные кольца для передачи электроэнергии от подвижной части. На них довольно сложно установить щетки. Механизм токосъема может оказаться сложней, чем сам ветрогенератор. Еще было бы лучше разместить ветряк так, чтобы вал генератора располагался вертикально. Тогда провода не будут заплетаться вокруг мачты. Такие ветрогенераторы сложней, но зато уменьшается инерционность. Коническая передача здесь будет в самый раз. При этом можно увеличить обороты вала генератора, подобрав необходимые шестерни своими руками.

Закрепив ветряк на высоте 5-8 м, можно начинать проводить испытания и собирать данные о его возможностях, чтобы в дальнейшем установить более совершенную конструкцию.

В настоящее время становятся популярными вертикально-осевые ветрогенераторы.

Некоторые конструкции хорошо выдерживают даже ураганы. Хорошо себя зарекомендовали комбинированные конструкции, работающие при любом ветре.

Заключение

Маломощный ветрогенератор надежно работает из-за малой инерционности. Его легко изготавливают в домашних условиях и используют преимущественно для подзарядки небольших аккумуляторов. Он может пригодиться в загородном доме, на даче, в походе, когда возникают проблемы с электричеством.

Как сделать генератор для велосипеда из шагового двигателя

Шаговый двигатель можно использовать не только для приведения в действие разных устройств. Из него, после определенных переработок, получается хороший генератор. Причем он не требует для работы высоких оборотов, что востребовано, к примеру, велосипедом для питания фонаря при перемещении ночью или в сумерках.

Двигатель можно «добыть» из плоттера, используемого для печати. Он достаточно крупный, потому устанавливают его вблизи оси заднего колеса велосипеда, а его вращение осуществляется дополнительным кругом. Если двигатель небольшой, то его можно прикрепить к раме велика, а привод выполнить в виде крупного ролика, входящего в контакт с колесом.

При возможности лучше размещать двигатель ближе к колесной оси. Это обеспечит меньшие обороты, снизит до минимума шум, возникающий при работе генератора. Все обернется также меньшим загрязнением деталей. При таком расположении на работу генератора не будет влиять восьмерка на колесе.

Фонарь на велосипед, который будет работать от будущего генератора, лучше делать светодиодным. Выпрямительных блоков устраивают два и присоединяют их двумя входами к двум выходам от каждой из двух катушек, которые имеются в шаговом двигателе.

Другие два входа выпрямительных блоков объединяют попарно и создают из них сеть, которая питает фару. Плюсовой провод проходит через стабилизатор, рассчитанный на напряжение 5…6 В. Между минусовым и плюсовым проводами делают две перемычки с конденсаторами. Еще одна перемычка – провод к минусовому проводнику от стабилизатора напряжения.

Генератор, который получается из шагового электродвигателя может выдавать, если его ротор вращать с большой скоростью, напряжение в полусотню вольт. Чтобы компенсировать такое, в описанной выше сети размещают конденсаторы, рассчитанные на такое или даже выше напряжение. При этом они должны обладать емкостью не менее 4800 мкФ.

Выпрямительный блок делают из четырех диодов, рассчитанных на ток не ниже 100 мА. Их соединяют последовательно. Эти и описанные выше детали в схеме можно заменять на другие, но обладающие указанными характеристиками.

Самодельный генератор, который сделан из шагового электродвигателя, хорош тем, что позволяет получать напряжение достаточной величины даже при малых оборотах ротора. Для велосипеда, оборудованного им, это означает, что осветительный фонарь начнет освещать путь сразу же при трогании с места. При более быстром движении он горит постоянно, не выдавая прерывистый свет.

Ветрогенератор из шагового двигателя своими руками

Что понадобится для сборки ветрогенератора?

Для того чтобы собрать ветрогенератор из шагового двигателя, понадобятся следующие детали:

собственно мотор;
листовой металл;
алюминиевая трубка;
фланец (1/4″);
квадратная труба;
диск от пилы;
штифт;
хомуты (можно использовать от автомобиля);
трубы ПВХ разных размеров (например, 8×4, 30×8);
шайбы, болты и прочее для крепления деталей;
диоды.

Изготовление ветрогенератора

Первое с чего следует начать – это вырезать лопасти. Для этого мы будем использовать ПВХ-трубы.

Что нужно учесть, вырезая лопасти?

Читайте также: Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками

Далее необходимо будет скруглить края лопастей, как показано на фотографии.

Ветряной генератор из старого сканера

Ниже предоставлена инструкция, с помощью которой вы сможете «переработать» старый сканер в впечатляющий генератор электричества.

Старый сканер;
Выпрямляющие диоды (в проекте использовано 8 диодов 1N4007);
Конденсатор 1000 мкФ;
LM7805;
Труба ПВХ;
Пластиковые детали (см. ниже);
Алюминиевые пластины (можно использовать любые другие).

Читайте также: Встраиваемый холодильник – размеры шкафа. Все, что вы хотели знать о встраиваемых холодильниках!

Теперь, когда у нас есть все необходимые компоненты можно приступить к сборке выпрямителя. Для каждой фазы нам понадобится 2 диода, т.е. всего 8 диодов. Выходное напряжение будет стабилизировано с помощью конденсатора емкостью в 1000мкФ и регулятора напряжения LM7805. Заметка 1. Этот генератор может свободно вырабатывать напряжение более 5 вольт, однако в рамках этого проекта, для зарядки мобильных устройств, было достаточно 5 вольт. Заметка 2. Для зарядки по порту USB необходимо два сопротивления в 15 кОм на обеих шинах передачи данных. Более подробно смотрите в спецификации USB или в этой инструкции.

Заметка 3. Было использовано свободное ПО для разработки схемы https://qucs.sourceforge.net/.

Собираем лопасти. Более подробно см. здесь.

К сожалению схемы устройства нет, однако собрать похожее по фотографии не так уж и сложно.

Конец! Теперь осталось дождаться ветряного дня и опробовать устройство, как видно на фотографии — устройство стабильно генерирует напряжение 4.95 В. Теперь вы можете бесплатно заряжать МР3 плеер или телефон!

Перевод: Ale)(ander, по заказу РадиоЛоцман

Создание ветрогенератора

Создание ветрогенератора не обязательно означает изготовление крупного и мощного комплекса, способного обеспечивать электроэнергией целый дом или группу потребителей. Можно изготовить небольшой ветряк, представляющий собой, по сути, действующую модель серьезной установки. Целью такого мероприятия может быть:

Создание такого ветряка не потребует использования большого количества материалов или инструментов, можно обойтись подручными средствами. Рассчитывать на выработку серьезных объемов энергии не приходится, но для питания небольшого светильника на светодиодах может хватить. Основная проблема, существующая при создании небольших ветряков — это генератор. Его сложно создать самостоятельно, поскольку размеры устройства невелики. Проще всего использовать небольшой электродвигатель, позволяющий использовать его в режиме генератора.

Ветряк из мотор-колесо и магнитов

Не каждый знает, что ветрогенератор из мотор-колеса можно собрать своими руками за короткое время, главное заранее запастись нужными материалами. Для него лучше всего подходит ротор Савониуса, его можно приобрести готовый или же самостоятельно. Он состоит из двух полуцилиндрических лопастей и перекрытия, из которых и получаются оси вращения ротора. Материал для их изделия выбирайте самостоятельно: дерево, стеклоткань или пвх-трубу, что является самым простым и оптимальным вариантом. Изготовляем место соединения деталей, на котором нужно проделать отверстия для крепления в соответствии с количеством лопастей. Потребуется стальной поворотный механизм, чтобы устройство могло выдерживать любую погоду.

Ветрогенератор из деталей от принтера

Один из подходящих вариантов — использование шагового двигателя от принтера. Его можно извлечь из вышедшего из строя старого устройства, в каждом принтере как минимум два таких двигателя. Как вариант, можно приобрести новый, не бывший в эксплуатации. Он способен вырабатывать мощность около 3 ватт даже при слабом ветре, типичном для большинства регионов России. Напряжение, которое может быть достигнуто, составляет 12 и более В, что позволяет рассматривать устройство как возможность зарядки аккумуляторов.

Шаговый двигатель выдает переменное напряжение. Для пользователя необходимо прежде всего выпрямить его. Потребуется создать диодный выпрямитель, для чего потребуется по 2 диода на каждую катушку. Можно и напрямую подключить светодиод к выводам катушки, при достаточной скорости вращения этого хватит.

Читайте также: Ремонт фена для волос своими руками: подробная инструкция

Крыльчатку ротора проще всего установить прямо на вал двигателя. Для этого надо изготовить центральную часть, способную плотно усаживаться на вал. Доя усиления фиксации крыльчатки необходимо просверлить отверстие и нарезать в нем резьбу. Впоследствии в него буде завинчиваться стопорный винт.

Для изготовления лопастей обычно используют полипропиленовые канализационные трубы или иные подходящие материалы. Главным условием является малый вес и достаточная прочность, поскольку лопасти иногда набирают вполне приличную скорость. Использование ненадежных материалов может создать нежелательную ситуацию, когда крыльчатка разваливается на ходу.

Лопасти

Обычно изготавливают по 2 лопасти, но можно сделать и большее количество. Необходимо помнить, что большая площадь лопастей повышает КИЭВ ветряка, но параллельно с этим увеличивается фронтальная нагрузка на крыльчатку, передающаяся валу двигателя. Изготовление маленьких лопастей также не рекомендуется, поскольку они не смогут преодолеть залипание вала при старте вращения.

Для возможности вращения ветряка вокруг вертикальной оси надо сделать специальный узел. Сложность в этом заключается в необходимости обеспечить неподвижность кабеля, идущего от генератора. Поскольку устройство имеет, скорее, декоративное назначение, обычно подходят к вопросу проще — устанавливают потребитель прямо на корпусе генератора, исключая присутствие длинного кабеля. В противном случае придется монтировать систему наподобие щеточного коллектора, что нерационально и требует большого количества времени.

Мачта

Собранный ветряк необходимо установить на мачту высотой как минимум 3 метра. Потоки ветра у поверхности земли имеют нестабильное направление, вызванное турбулентностью. Подъем на некоторую высоту поможет получить более равномерные потоки. Для самостоятельной установки на ветер по оси вращения устанавливают хвостовой стабилизатор, играющий роль флюгера. Он делается из любого куска пластмассы, алюминиевой пластинки или иного подручного материала.

Хвостовик для нашего устройства

Чтобы в будущем он улавливал потоки ветра с разных сторон, соберите хвостовик, использовав заранее подготовленную трубку. Хвостовая часть будет крепиться с помощью откручиваемой крышки от шампуня. В ней тоже делают отверстие и, предварительно надев на один конец трубки заглушку, протягивают её и закрепляют к основному корпусу бутылочки. С другой стороны, трубку пропиливают ножовкой и вырезают ножницами из крышки пластикового ведра крыло хвостовика, оно должно иметь круглую форму. Все что вам нужно, это попросту обрезать края ведра, которыми оно прикреплялось к основной ёмкости.

На заднюю панель подставки прикрепляем USB выход и складываем все полученные детали в одну. Крепить радио или подзаряжать телефон можно будет через этот вмонтированный USB порт. Конечно, сильной мощностью он от бытового вентилятора не обладает, но все же освещение одной лампочки может обеспечить.

Ветрогенератор 2 Вт на основе шагового двигателя

Данный ветрогенератор я изготовил ради интереса и познаний в ветроэнергетике, и не ожидал таких результатов. Мощность моего ветряка составляла около 2 Ватт при напряжении 6 Вольт. Решил я его приспособить для уличного освещения, как экологически чистый источник света, так как в поселке где я живу, практически всегда дует слабый ветер. Также я приспособил его для зарядки телефона.

Технические характеристики ветрогенератора : — выходное стабилизированное напряжение 5 вольт, без стабилизатора скачет до 13 вольт — ток КЗ макс. 470 миллиампер — мощность при ветре 3 м/с 2 ватта, от 10 м/с 5 ватт

Конструкция ветряка на неодимовых магнитах

Если вы хотите узнать о создании, нужно сделать основой ступицу автомобиля с дисками тормоза, такой выбор вполне оправдан, ведь она мощная, надёжная и хорошо сбалансированная. После того как вы отчистите ступицу от краски и грязи, переходите к расстановке неодимовых магнитов. Их потребуется по 20 штук на диске, размер должен составлять 25х8 миллиметров.

Магниты нужно размещать, учитывая чередование полюсов, перед склейкой лучше создать бумажный шаблон либо прочертить линии, делящие диск на сектора, чтобы не перепутать полюса. Очень важно, чтобы они, стоящие друг напротив друга, были с разными полюсами, то есть притягивались. Клеят их супер-клеем. Поднимите бордюрчики по краям дисков, и в центре намотайте скотч или залепите пластилином для недопущения растекания. Чтобы изделие работало с максимальной отдачей, катушки статора следует рассчитать правильно. Увеличение количества полюсов приводит к росту частоты тока в катушках, благодаря этому, устройство даже при низкой частоте оборота даёт большую мощность. Намотка катушек осуществляется более толстыми проводами, с целью снижения сопротивления в них.

Когда основная часть готова, изготовляют лопасти, как в предыдущем случае и закрепляют их к мачте, что может быть изготовлена из обыкновенной пластиковой трубы с диаметром- 160 мм. В конце концов наш генератор, работающий на принципе магнитной левитации, с диаметром в полтора метра и шестью крыльями, в 8м/с, способен обеспечить до 300 Вт.

Принципы использования

Сборка устройства для дома на 220в

Когда все потребное готово переходите к сборке. Каждый из вариантов может иметь дополнительные детали, но они чётко оговариваются непосредственно в руководстве. Первым делом соберите ветряное колесо — главный элемент конструкции, ведь именно эта деталь будет преображать энергию ветра в механическую. Лучше всего, чтобы у него было 4 лопасти. Запомните, что чем меньше их количество, тем больше механической вибрации и тем сложней будет его сбалансировать. Делают их из листовой стали или железной бочки. Форму они должны носить не такую, как вы видели в старых мельницах, а напоминающие крыльчатый тип. У них аэродинамическое сопротивление намного ниже, а эффективность выше. После того как вы с помощью болгарки, вырежете ветряк с лопастями диаметром 1.2-1.8 метра, его вместе с ротором требуется прикрепить с осью генератора, просверлив отверстия и соединив болтами.

Электрическая часть

Генератором в ветряк можно устанавливать шаговый двигатель (ШД) для принтера.

Мой самодельный ветрогенератор на шаговом двигателе. Мой самодельный ветрогенератор на шаговом двигателе Процесс изготовления генератора

Хобби-остров

При отсутствии или частых перебоях электричества лучше сделать своими руками мини ветрогенератор или несколько ветроэлектрических установок (ВЭУ) для индивидуального электроснабжения. Самодельное устройство превращает кинетическую энергию ветра в механическую за счет вращения ветроколеса.

Вначале механическая энергия, вращающая ротор, превращается в трехфазный переменный ток. Энергетический поток через контроллер накапливается в аккумуляторной батарее постоянного тока. В заключении инвертор напряжения видоизменяет ток для снабжения электроэнергией приборов и освещения.

Принцип работы ветряка прост и заключается в воздействии трех видов силы на лопасти. Импульсная и подъемная преодолевают систему тормозящей силы и запускают в движение маховик. После формирования ротором магнитного поля на неподвижной части генератора, ток запускается по проводам.

Читайте также: Накидка на плечи своими руками. Как сшить накидку на плечи из ткани и из меха для женщины или девочки: пошаговое руководство с фото

Сферы применения устройства

По сути ветряные установки способны обеспечить энергией объекты разного назначения. ВЭУ больших мощностей подходят для энергоснабжения в промышленных масштабах. Правильно сконструированные самодельные устройства дают собственнику участка бесперебойное электроснабжение. Изготовить ветрогенератор для частного дома своими руками можно с минимальными трудовыми и денежными тратами.

Преимущества аппарата

Главным достоинством домашней ветроустановки считают экономию на платежах за электроэнергию. Затраченные деньги на детали и установку окупаются поставками бесплатного электричества.

Дополнительные плюсы самодельного ВЭУ:

заводская модель обходится в разы дороже;
экологичность конструкции, работающей без топлива;
неограниченный срок службы (при выходе из строя, комплектующие легко заменить);
пригодность в подходящих климатических условиях при среднегодовой скорости метра от 4 м/сек.

Недостатки

К отрицательной стороне индивидуального ветряка относят:

зависимость от погоды;
штормы и ураганы часто выводят механизм из строя;
требуется проведение профилактических мер;
высокие мачты нуждаются в заземлении;
некоторые модели превышают допустимый уровень шума.

Конструкция ветряка на неодимовых магнитах

Классификация ветряных генераторов энергии

Из всего парка самостоятельно сконструированных ВЭУ эксплуатируются 2 основных типа с разной осью вращения:

горизонтальный (крыльчатый);
вертикальный (карусельный).

У каждого есть свои особенности, среди которых встречаются отличия по:

числу лопастей (двух-, трех-, многолопастные);
характеристике материала лопастей (металлические, стеклопластиковые, парусные);
винтовому шагу (фиксируемый, изменяемый).

В домашних условиях предпочтительнее сделать своими руками вертикально-осевой ветрогенератор. Его главным преимуществом считается нечувствительность к ветру. В дополнение конструктивная простота не требует создания механизма ориентации на ветер, поэтому нужда в поворотных устройствах отпадает.

По расположению генератора: горизонтальный или вертикальный

У многих с ветросиловой установкой (ВСУ) ассоциируется схема классического вида—горизонтальная. У такого типа ось вращения идет параллельно земле, а лопасти устроены перпендикулярно. В такой конструкции обязательно требуется флюгер, работающий по принципу хвостового оперения. Это способствует выгодному положению плоскости вращения перпендикулярно потоку ветра.

Советуем почитать: Переработка и утилизация бетонных отходов

Горизонтальная позиция оси соответствует ветровому направлению. Здесь есть сложность с электрическим подключением. Без электронного регулятора слежения за направлением, корпус оборачивается вокруг оси, что вызывает обрыв проводов. Для предотвращения ситуации устанавливается ограничитель полного оборота.

Сделать вертикальный ветрогенератор своими руками намного проще. Расположенная ось вращения не зависит от стороны потока воздуха. Дополнительным преимуществом роторного винта считается то, что узлы для техобслуживания находятся внизу и подниматься наверх не нужно.

По номиналу генерируемого напряжения

Чтобы получить максимальную экономию, мастера устанавливают самодельные ветрогенераторы для дома с наибольшей мощностью. Конструкция, изготовленная на 12—14 вольт, более популярна. Для этого лучше всего подходит старый автомобильный генератор. После его изменения, преобразователь напряжения даст на выходе 12—14 вольт.

Читайте также: Преобразователь частоты для асинхронного двигателя своими руками

Ветрогенератор своими руками на 220 вольт считается установкой прямого применения. Для нее не нужен преобразователь величины напряжения. Но так как работа ветряка подчиняется силе воздушного потока, на выходе требуется стабилизатор. В зависимости от оборотов он выполняет функции регулятора.

Походный ветрогенератор

Иметь походный ветряк

, позволяющий получить максимальный комфорт от пребывания на природе, удобно и полезно для каждого любителя путешествий. Требования к такому ветряку очевидны:

компактность
возможность быстрой сборки или разборки для транспортировки
мощность, обеспечивающая электроэнергией необходимые устройства

Понадобится изготовить крыльчатку с отсоединяющимися лопастями и генератор, выдающий достаточную мощность. Оптимальный вариант — горизонтальный тип, с лопастями на винтах. Генератор лучше всего приспособить от автомобиля, он нуждается в небольшой модернизации (перемотка катушек) и установке магнитов на ротор (используются неодимовые магниты для возбуждения обмоток).

На природе достаточно закрепить устройство на стволе дерева или иной подходящей опоре и навести на ветер. Для компактности можно не делать устройство вращения вокруг вертикальной оси и регулировать положение вручную.

Примеры самодельных генераторов

Каждая ветросиловая установка собрана из трех основных элементов:

Генератор для ветряка снимают со старого автомобиля, приборов. При отсутствии машинных деталей ветрогенератор делают своими руками из асинхронного двигателя.
Мачта, размер которой зависит от мощности ВСУ.
Пропеллер, устанавливаемый сразу на генератор или удерживаемый ременной подачей.

Чтобы сделать эффективный ветрогенератор своими руками, понадобятся вспомогательные части:

Аккумуляторная батарея, исполняющая функцию ресивера— накопителя энергии.
Контроллер и инвертор для преобразования разных видов тока.
Автоматический переключатель источника питания для непрерывной поставки электроэнергии.

Пропеллер

Лопастной движитель предназначен для получения тяги. Это воздушный винт, состоящий из лопастей и втулки, которая соединяет их с валом двигателя.

Для изготовления работоспособного пропеллера учитывается 3 условия:

двигательная мощность;
диаметр крыльчатки;
частота вращения.

Диаметр лопастей для ветряка рассчитывается с учетом требующейся мощности по табличным показателям или в онлайн-калькуляторе.

Генератор

Широкое распространение получили доступные ветрогенераторы из автомобилей. Но они уступают компактным асинхронным двигателям, выполненных своими руками на неодимовых магнитах. Эту конструкцию собирают с нуля с изготовлением обмоток или переделывают ротор.

Машинный электромотор нуждается в обязательной доработке.

Отлично подходят электродвигатели с промышленных установок, вентиляторов, техники. Для маломощного ветрогенератора из шуруповерта понадобится немного дополнительных деталей, главное условия для его работы—диаметр лопастей должен составлять 1,5—3 метра.

Как разновидность миниатюрной альтернативы переносную электроустановку легко сделать из шагового моторчика принтера. Такое устройство станет спасением для подзарядки телефона вдали от дома.

Мачта

Выбор типа зависит от финансовых и технических возможностей владельца. Самодельную электростанцию устанавливают на один из видов мачт:

Читайте также: Костюм снежинки своими руками: построение выкройки, выбор материалов, пошив и украшение

растяжной;
сварной;
конический;
гидравлический.

К трубам небольшого диаметра присоединяют растяжки из стального троса на одном или разных уровнях. Для кольев подойдут уголки, швеллера, закопанные или забетонированные. Тяжелым и высоким опорам требуется надежный фундамент с залитыми анкерами. При малой мощности генератора до 1кВт и легкости конструкции вопрос с прочностью не существенен.

Горизонтальные ветряки нельзя крепить на крыше дома из-за распространения шума и вибрации.

Лопастники

На энергопроизводительность самодельной ветроустановки влияет количество, форма, вес и материал крыльев. Дешевле сделать своими руками лопасти для ветрогенератора из доступных средств. Источником обычно служат пластик, металл, древесина.

Самые простые выполняются из пластиковых бутылок, бытового кулера, но они не долговечны. Для недорогого варианта подойдут ПВХ-трубы, вырезанные по схемам.

Советуем почитать: Основные типы загрязнения подземных вод и борьба с ними

Алюминиевые пластины прослужат дольше. Для придания обтекаемой формы и правильного изгиба металлическую деталь желательно обработать на прокатном стане.

Мастеров возможно заинтересуют лопасти из стекловолокна. Для этого потребуется стеклоткань, эпоксидный клей и деревянная матрица для моделирования. Такая конструкция годится для изготовления своими руками парусного ветрогенератора или парусника.

Законность установки ветрогенератора

Мало кто придает значение правомерности ВСУ на своем земельном участке. На самом деле в действующем законодательстве нет положения, запрещающего индивидуальные ветряки. При мощности 20 кВт электроустановка считается бытовой и не нуждается в сертификации. В дополнение ФНС не облагает налогом владельцев, получающих бесплатную электроэнергию.

Неприятности возможны при несоответствии четырем параметрам:

Высота мачты. При расположении участка вблизи мостов возводить строение выше 15 м запрещено.
Распространение шума. Некоторые модели шумные, поэтому лучше воспользоваться шумомером и зафиксировать данные документально. Если уровень не превышает нормативы, возмущение соседей будет не обосновано.
Помехи для ТВ-эфира. Прибор, устраняющий телепомехи, не допустит проблемы распространения телесигнала.
Претензии орнитологической службы. В крайне редких случаях конструкция расположена на пути миграции перелетных птиц, что вызывает опасения ученых.

Как сделать ветрогенератор своими руками: последовательность действий

Для домашнего горизонтального ветрогенератора подходит мотор от трактора. Тракторный ротор вращается до 6000 об/мин, поэтому обмотку статора перематывают под малые обороты или устанавливают механический редуктор. С учетом моторного веса в 6 кг, лучше использовать метод изменения электрообмотки, что не увеличит общую массу конструкции.

Винтовыми лопастями послужит труба из алюминия Ø 200 мм. По чертежам вырезать 2—3 заготовки.
Из алюминиевого листа собрать диск винта. При размахе крыла в 2 м подойдет круг Ø 150—200 мм.
Вырезать 6 пластин и склеить их эпоксидкой.
В центре диска просверлить отверстие под крепление на валу, установить шпоночный паз.
На диске разметить и сделать отверстия для крепления болтами в намеченных точках лопастей.
На основание флюгерной конструкции сгодится труба прямоугольного профиля, прикрепленная к генератору.
К концу профильной трубы прикрепить хвостовой флюгер.
В точке центра тяжести, поперек тела трубы, закрепить болт (длиной до 300 мм и Ø 30 мм) снизу гайкой, сверху контргайкой. В его середине высверлить отверстие для кабеля.
Прикрепить генератор на основание флюгера.
Закрепить механизм на мачте.
Пропустить провод от генератора сквозь болт внутрь трубы для нижнего вывода.
Конец провода пропустить через контроллер и подключить к АКБ.
Поднять мачту и укрепить на месте растяжками.

Для увеличения срока службы ВСУ обязательным дополнением к конструкции становятся модуль торможения и ограничитель поворота флюгера.

Инструкция сборки из автомобильного генератора

Для конструирования своими руками ветрогенератора из автомобильного генератора подойдет четырехлопастное ветроколесо. У лопастей крыльчатого типа с Ø до 1,8 м аэродинамическое сопротивление улучшено, что повышает производительность энергии. Подготовленный пропеллер крепится к генераторной оси болтами.

Чтобы электрическая схема заработала, требуется предварительная перемотка статора. Для этого избавляются от катушки возбуждения и перематывают статор тонкими медными жилами. После переделки магнитная способность ротора увеличивается и появляется мощность до 300 ватт (при ветре 10 м/с). К механизму подключают провода и соединяют их аккумуляторной батареей и преобразователем напряжения.

Особенности сборки ветрогенераторра из стиральной машины своими руками

Единственным отличием при изготовлении ветрогенератора своими руками из стиральной машины считается невозможность его применения без модернизации. Диаметр ротора, извлеченного из разобранного двигателя, уменьшают на токарном станке для соответствия с магнитами. В дальнейшем процесс сборки ничем не отличается от обычной ветроустановки на неодимовых магнитах.

Советуем почитать: Системы утилизации тепла дымовых и отходящих газов

Ветрогенератор своими руками из шагового двигателя

Для подзарядки небольшого аккумулятора подойдет установка, выполненная из мотора принтера. Вырабатываемый переменный ток легко преобразуется в постоянный с помощью конденсаторов и диодных мостов по схеме.

С целью снижения потери 220 В пользуются диодами Шоттка.

Такому энергоустройству хватит винта до 50 см. Для изготовления лопастей берут ПВХ трубы. Под размер вала вытачивается втулка с фланцем и насаживается на него. Механизм закрепляется винтами. К фланцам крепятся лопасти.

Питание выводится к электроплате внизу. Из шагового двигателя выходят до 6 проводов, для которых требуются токосъемные кольца. Собрав в единую цепь все элементы, приступают к тестированию.

Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками

Мотор каждой машины нуждается в модификации. Для изготовления ветрогенератора своими руками из автомобильного генератора обязательно перематывают катушку проводами с меньшим сечением и увеличенным количеством витков. Если не заниматься обновлением, в схеме электроцепи должен появиться редуктор (мультипликатор). В таком случае двигатель не переделывают.

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели, как и серводвигатели, предназначены для построения машин, требующих точных управления и отслеживания позиционирования.

Оценка характеристик шаговых двигателей

То, как шаговые двигатели позволяют управлять позиционированием, сильно отличается от способа, используемого сервоприводами. Серводвигатели имеют возможности абсолютного позиционирования. В любой момент микроконтроллер может сделать запрос контроллеру сервопривода и получить назад значение угла.

Шаговый двигатель, напротив, использует относительное позиционирование. Шаговые двигатели вращаются не непрерывно (как коллекторные двигатели постоянного тока или бесколлекторные двигатели), а дискретными «шагами»,

Читайте также: Как производится замена цепи на велосипеде?

Типовой шаговый двигатель имеет 200 шагов на полный оборот. Таким образом, каждый раз, когда шаговый двигатель «делает шаг», он поворачивается на 1,8°. Тщательно отслеживая количество шагов, на которое шаговый двигатель повернулся из известного начального положения, микроконтроллер может с высокой степенью точности определять положение двигателя или всего, что к нему прикреплено.

Примеры использования шаговых двигателей в проектах

Лучшие типы проектов для шаговых двигателей

3D принтеры

Шаговые двигатели используются практически во всех настольных 3D принтерах. Эта технология двигателей позволяет контроллерам 3D принтеров отслеживать положение печатающей головки с точностью до минуты (обычно в масштабе микрометров). Кроме того, шаговые двигатели обеспечивают высокий крутящий момент на низких скоростях, что полезно для перемещения тяжелого экструдера вокруг рабочей области.

3D принтеры используют шаговые двигатели для отслеживания положения печатающей головки

Станки ЧПУ

По причинам, аналогичным 3D принтерам, шаговые двигатели широко используются в станках ЧПУ. Станок с ЧПУ запускает задание с известной нулевой позиции. Контроллер подсчитывает количество шагов, на которое перемещаются двигатели, переводя их в расстояния в соответствие с конструкцией ремней, которыми управляют шаговые двигатели. Этот тип отслеживания положения обеспечивает высокий уровень точности размеров обрабатываемых станком ЧПУ деталей.

Большие роботы-манипуляторы

В предыдущем разделе объяснялось, как в более мелких роботах манипуляторах используются серводвигатели. В более крупных роботах манипуляторах часто используются шаговые двигатели. Таким образом, если вы разрабатываете робота-манипулятора, который должен будет перемещать тяжелые грузы, дополнительный крутящий момент больших шаговых двигателей по сравнению с крутящим моментом, обеспечиваемым серводвигателями, позволит вашему роботу-манипулятору поднимать и перемещать гораздо более тяжелые объекты.

Шаговые двигатели хорошо работают в больших роботах-манипуляторах, которые требуют возможности подъема более тяжелых объектов

Scott Hatfield. What Type of Motor is Best for My Project?

Ветроэлектрическая установка роторного типа

Вертикально-осевые конструкции бесшумны, что не мало важно на маленьких участках. Для сбора роторного ветряка своими руками с мощностью 1,5 кВт потребуется:

автогенератор и АКБ на 12 V;
преобразователь напряжения до 1500 W и 12—220 V;
вольтметр;
стальная или алюминиевая емкость;
электромагнитное реле контрольной лампы заряда;
водонепроницаемый выключатель 12 V;
медные провода с сечением 2,5 и 4 мм2;
2 хомута.

По схеме можно собрать своими руками контроллер для ветрогенератора из реле, резистора и силового транзистора.

Емкость разделить на 4 одинаковые части и вырезать не до конца лопасти.
В днище и шкиве высверлить симметричные отверстия для болтов.
Отогнуть лопасти с учетом стороны вращения.
Закрепить заготовку на шкиве.
Устроить на мачту и зафиксировать хомутами.
Присоединить проводку и соединить с мачтой.
Смонтировать медную жилу с аккумулятором.
Установить инвертор.
Подключить к сети электронагрузку.

Источник https://dilmet-pro.ru/generatory/samodelnyj-vetrogenerator-iz-shagovogo-dvigatelya.html

Источник https://crosna-electra.ru/specialistu/shagovyj-generator.html

Источник https://xn—-9sbaf2a7aearjl2a.xn--p1ai/shem/generator-iz-beskollektornogo-dvigatelya.html