Ветрогенератор из тракторного генератора с самовозбуждением

Самодельный ветряк из тракторного генератора: использование запчастей от трактора и автомобиля

Самодельный ветряк из тракторного генератора: использование запчастей от трактора и автомобиля

Обновлено: 12 марта 2020

• Генератор для ветряка за один день
• Используем запчасти от трактора
• Ветрогенератор из магнето
• Использование генератора от Еврокамаза
• Рекомендуемые товары

Основная проблема, возникающая при самостоятельном изготовлении ветрогенератора — это устройство, непосредственно генерирующее ток. Самодельный генератор имеет довольно случайные рабочие параметры, так как даже тщательный расчет не позволяет учесть все тонкие эффекты. К тому же, получается слишком много величин, взятых приблизительно, что уменьшает точность расчетов.

Практика показывает, что для наиболее эффективной генерации тока лучше всего использовать готовые устройства, модифицированные для использования на ветряках. Рассмотрим вариант с применением тракторного и автомобильного генератора.

Б. КАЖИНСКИЙ, С. ПЕРЛИ

САМОДЕЛЬНАЯ ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

В этой брошюре подробно описаны способы изготовлении самодельных ветродвигателей нескольких типов с диаметрами ветроколеса 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 м, мощностью от 50 до 1000 Вт.

Получаемая от подобных установок мощность (при условии укомплектования аккумуляторами) достаточна для точечного электроосвещения, зарядки аккумуляторов радиосвязи и т. д.

Брошюра рассчитана на широкий круг читателей, в особенности на молодежь, интересующуюся радиозарядными установками.

Бернард Бернардовнч Кажинскмй

ВВЕДЕНИЕ

В сельских районах, где нет электростанций, радиоприемники обычно питают от сухих элементов и батарей. Такие элементы и батареи стоят дорого и нередко через 3—4 месяца работы выбывают из строя. Поэтому целесообразнее использовать маломощную ветроэлектрозарядную установку с аккумуляторами, которую можно изготовить своими силами.

Например, с помощью наиболее простого ветродвигателя УД-1,6 можно приводить в движение генератор постоянного тока автотракторного типа. Такая ветроэлектростанция позволяет заряжать аккумуляторы для питания радиоприемника и к тому же освещать помещение одной — двумя электрическими лампочками автомобильного типа. Эта же самодельная ветроустановка может быть применена и для обслуживания электроэнергией физического кабинета сельской школы, а также всюду, где необходимо точечное освещение или, например, зарядка аккумуляторов автомашин.

Опыт показал, что даже в периоды самых слабых ветров— с июня по сентябрь — установка УД-1,6 может обеспечить работу одного и даже двух приемников типа БИ-234 или «Родина» по 4—5 часов в сутки.

Чтобы сделать ветродвигатель УД-1,6, достаточно оборудования простой колхозной кузницы и небольшой мастерской со сверлильным станком. Труднее всего сделать пружину, поэтому советуем использовать ее от старой сеялки или приобрести в магазине дверную пружину небольшого сечения.

Если придется изготовлять детали ветродвигателя из случайного материала или металлолома с отверстиями, то, чтобы установка не поломалась, отверстия эти не должны находиться в сильно нагруженных местах конструкции.

В тех сельских районах, где имеются хорошо оборудованные МТС или МТМ, снабженные электросварочными аппаратами, части ветродвигателя УД-1,6 изготовить легко.

Чтобы сделать более мощный ветродвигатель, например, для радиоузла или сельского клуба, нужна механическая мастерская. Для постройки ветродвигателя можно использовать детали от старых автомашин или трактора. Строителям, недостаточно знающим слесарные и электротехнические работы, следует обращаться за консультацией к специалистам МТС, шоферам и автомеханикам.

Ветродвигатель — это силовое устройство, подверженное стихийному воздействию ветра. Он должен быть прочным и безопасным для людей. Поэтому при постройке ветростанции обязательно следует соблюдать указанные в брошюре размеры деталей и, если изменять их, то только в сторону увеличения. Все указанные в брошюре детали и болты проверены расчетами на прочность, размеры их поставлены только после длительной проверки в эксплуатационных условиях на множестве построенных машин. Рекомендуется обязательно ставить боковую лопату, чтобы ветродвигатель во время бури сам уходил в защитное положение и не был разрушен. На ветродвигателях с диаметром ветроколеса более 2 м обязательно должен быть установлен механизм, ограничивающий обороты по одному из указанных в брошюре способов.

На обложке приведен общий вид самодельной ветростанции с двукрылым ветроколесом диаметром 2 м, работающей с 1946 года в с. Огульцы, Харьковской области, Вальковского района.

Читать еще: Ветрогенератор из мотор колеса от велосипеда: фото с описанием

Общие сведения

Простейшая ветроэлектростанция УД-1,6

Ветроустановки большей мощности

Пуск станции в эксплуатацию

Технология сборки ветрогенератора

Оптимальной основой для генератора домашнего ветряка видится модель АТ-700, взятая от трактора серии ДТ. Правда этот тракторный генератор в его изначальном виде рассчитан на частоту вращения ротора до 6000 об/мин. Под конструкцию домашнего ветряка такой параметр явно чрезмерный.

Есть два выхода из положения:

1. Применить какой-нибудь редуктор-мультипликатор, дающий требуемое передаточное отношение.
2. Перемотать существующую обмотку статора АТ-700 под малые обороты.

В принципе, оба варианта модернизации прибора достижимы. Но, судя по отзывам состоявшихся конструкторов, вариант с перемоткой обмотки статора более приемлем. Тем более если учитывать вес самого генератора АТ-700, достигающий 6 кг.

Если прибор дополнить редуктором, вес общего модуля увеличится вдвое. А это важный параметр для конструкции ветряка. Вес всегда стремятся уменьшить.

При использовании в конструкции ветряка генератора К 701 потребуется некоторая модернизация:

Шаг #1. Винт ветряной электростанции

Материалом для изготовления лопастей винта служит поливная алюминиевая труба (d = 200 мм) длиной 0,7 – 1,0 м. Изначально её разрезают вдоль на четыре отрезка, а затем из двух или трёх полученных частей вырезают лопасти требуемой формы.

Так как алюминий – материал, хорошо поддающийся обработке, вырезать из куска трубы нужную форму лопасти не проблема. Главное – правильно рассчитать и нарисовать шаблон.

Изготовленные лопасти будущего винта необходимо как-то скрепить и насадить на вал генератора. Эта работа более сложная, требует точного баланса и особенно при выполнении трехлопастной конструкции. Есть масса вариантов изготовления диска винта. Один из них – создание этой детали из алюминиевых пластин.

Потребуется рассчитать диаметр диска винта с учётом метровой длины лопастей. Для размаха крыла в 2 метра, расчётный диаметр диска может составлять 150-200 мм. На основании рассчитанного диаметра из листового алюминия вырезается необходимое количество круглых пластин (6-7 шт.).

Вырезанные круглые пластины накладывают друг на друга, выравнивают по кромкам и скрепляют. Для скрепления лучше всего использовать качественный эпоксидный клей. Но не исключены также иные методы крепежа.

На готовом склеенном диске необходимо в центральной точке разметить и просверлить отверстие под крепление на валу генератора. Отверстие доработать шпоночным пазом под размер шпонки, установленной на валу ротора генератора.

Приготовленный таким способом пропеллерный диск размечают под крепление лопастей. По намеченным линиям сверлят отверстия для болтов крепления кронштейнов. Эти детали тоже делаются алюминиевыми с подбором по толщине, достаточной для компенсации передаваемых усилий.

Останется приложить изготовленные ранее лопасти к диску в намеченных точках соединения, сбалансировать их на ровной поверхности и закрепить болтами.

Шаг #2. Изготовление мачты из трубы

Тракторный генератор АТ-700, оснащённый самодельным винтом, уже представляет собой реальный ветряк. С целью получения максимального эффекта от конструкции, её желательно поднять метров на 5-7 и к тому же обеспечить круговое перемещение на 360°.

Поэтому флюгер-ветряк ставят на мачту, которую проще всего изготовить на базе металлической трубы.

Мачта высотой 5-7 метров, оснащённая наверху ветрогенератором, будет испытывать значительные нагрузки. Соответственно диаметр металлической трубы нужен достаточно большой – не менее 50 мм по наружному размеру.

Крепление мачты выполняется за счёт четырёх тросовых растяжек, закреплённых сверху ближе к ветряку и растянутых в противовес друг другу.

Под верхний обрез трубы-мачты, во внутреннюю область, запрессовывается пара подходящих подшипников или крепится каким-то иным способом. Это будет опорный крутящийся блок, куда встанет флюгер с генератором и винтом. Остаётся сделать сам флюгер и установить на него всё необходимое оборудование.

Шаг #3. Как сделать алюминиевый флюгер

Флюгерную конструкцию, на одном конце которой место под автомобильный генератор с винтом, а на другом – место под «хвостовик», рекомендуется делать из лёгкого прочного материала.

Читать еще: Солнечный водонагреватель своими руками: фото и подробное описание

Например, алюминиевая труба прямоугольного профиля подошла бы под основание в самый раз. В качестве крепежа генератора к профильной трубе удобнее применить хомуты из мягкой металлической ленты (лучше нержавеющей).

Хвост флюгера можно соорудить из того же алюминиевого листа и закрепить его к профильной трубе уголками. В точке центра тяжести, на профильной трубе, необходимо укрепить металлический штырь из нержавейки.

Эта деталь – в виде длинного болта (250-300 мм), диаметром около 30 мм (рассчитывается), проходит поперёк сквозь тело профильной алюминиевой трубы и закрепляется снизу гайкой. Поверх гайки ставится контргайка.

Диаметр резьбы болта должен быть чуть меньше внутреннего диаметра колец подшипников, запрессованных в трубе-мачте. В центре болта, по его оси, просверливается отверстие 7-10 мм. Сквозь это отверстие будет пропускаться электрический кабель от генератора и по трубе уходить вниз к месту подключения.

Шаг #4. Установка и подключение ветрогенератора

После всех описанных приготовлений (обязательно в условиях безветренной погоды) приступают к установке:

1. На основании флюгера крепят хомутами тракторный генератор.
2. Поднимают мачту от земли на 1,5 – 2 метра и устанавливают флюгер опорным болтом на подшипники.
3. Одновременно пропускают кабель от генератора сквозь тело болта и дальше внутри трубы до нижней точки выхода.
4. Также чуть ниже флюгерного основания жёстко устанавливают ограничитель, позволяющий вращаться флюгеру на 360° в одну или другу сторону, но не более того.
5. Поднимают мачту окончательно и укрепляют тросовыми растяжками.
6. Подключают концы кабеля к приёмному устройству (обычно через контроллер к аккумуляторной батарее).

На этом конструирование ветрового генератора можно считать завершённым. Однако есть ещё масса отдельных деталей процесса, с которыми придётся столкнуться в период применения устройства.

Эти детали связаны уже с автоматикой, регулирующей накопление и распределение энергии. Такие устройства как контроллер заряда, инвертор тока и прочие, являются обязательными компонентами ветровых генераторов.

Ветрогенератор из магнето

Магнето имеет несколько иную конструкцию, чем тракторный генератор. Оно оснащено двумя обмотками, низкого и высокого напряжения. Вторая обмотка не нужна, так как вольтаж, который она способна выдавать, не подойдет для ветряка. Небольшое усиление скорости ветра вызовет резкий скачок напряжения, что может вывести из строя потребители или промежуточное оборудование. Поэтому вторичную обмотку демонтируют, а первичную перематывают на большую мощность, чтобы устройство способно было выдавать результат на низких оборотах.

Кроме этого, понадобится исключить участие прерывателя. Здесь действуют двумя методами:

• физический демонтаж кулачка прерывателя;
• установка между контактами замыкающей перемычки, обеспечивающей постоянное соединение.

Переделка автогенератора

Одна из самых сложных с инженерной точки зрения задач. Генератор возбуждается аккумулятором, для этого надо устанавливать блок управления. Схема имеет низкие эксплуатационные характеристики и не рекомендуется к использованию.

Намного лучше результаты после переделки ротора, на нем устанавливаются постоянные магниты. Работы технически сложные, надо не только прочно зафиксировать элементы, но и сделать их балансировку. В противном случае на больших оборотах появляются критические нагрузки, быстро выходят из строя подшипники, магниты могут выпадать из посадочных мест со всеми негативными последствиями.

Переделывать необходимо статор и ротор.

• Статор. Автомобильные генераторы рассчитаны на большие обороты, таких параметров сложно добиться в самодельных установках. Для их уменьшения надо заменить обмотку, увеличить количество витков каждой катушки в пять раз, а диаметр проволоки одновременно уменьшить.
• Ротор. Металлический надо выбрасывать и точить алюминиевый. Размеры должны учитывать последующую установку бандажа и электромагнитов. Замеры делайте максимально точными, чем ближе магниты к обмотке, тем выше КПД генератора. Неодимовые магниты приклеиваются суперклеем на симметричном расстоянии, полюсы чередуются. Свободное пространство между магнитами заливается эпоксидной смолой, поверхность обтачивается и шлифуется.

Ветрогенератор из магнето

Магнето имеет несколько иную конструкцию, чем тракторный генератор. Оно оснащено двумя обмотками, низкого и высокого напряжения. Вторая обмотка не нужна, так как вольтаж, который она способна выдавать, не подойдет для ветряка. Небольшое усиление скорости ветра вызовет резкий скачок напряжения, что может вывести из строя потребители или промежуточное оборудование. Поэтому вторичную обмотку демонтируют, а первичную перематывают на большую мощность, чтобы устройство способно было выдавать результат на низких оборотах.

Читать еще: Как самому сделать солнечную батарею: фото изготовления

Кроме этого, понадобится исключить участие прерывателя. Здесь действуют двумя методами:

• физический демонтаж кулачка прерывателя;
• установка между контактами замыкающей перемычки, обеспечивающей постоянное соединение.

Сборка и установка ветрогенератора

Установку ветрогенератора следует выполнять на удалении от жилых домов и прочих сооружений. Расстояние должно быть как минимум 20 метров, а, вообще, чем больше, тем лучше. Лучше всего устанавливать ветряную станцию на открытом пространстве или на холмах, где ветер значительно сильнее. При установке следует учесть плотность грунта. От этого будет определяться длина клиньев, которые будут местами крепления растяжек самой мачты.

Если почва в районе установке мягкая, то потребуются клинья большего диаметра и длины. Таких клиньев для крепления растяжек должно быть как минимум три, а ещё лучше 4.

Способы обустройства растяжек выбирают в зависимости от высоты мачты. Сама мачта ветрогенератора ставится в грунт на глубину полметра или ниже. Основание мачты и клинья, к которым крепятся растяжки, бетонируются. Если этого не сделать, то почва может стать рыхлой после дождя, что приведёт к ослаблению растяжек.

О самодельных ветряках для дома

Особый интерес к ветряной энергии проявляется на уровне бытовой сферы. Это понятно, если краем глаза взглянуть на очередной счёт за потреблённую энергию. Поэтому разного рода умельцы активизируются, используя все возможности получения электричества недорого.

Одна из таких возможностей, вполне реальная, тесно связана с ветряком из автомобильного генератора. Уже готовый прибор – автомобильный генератор – достаточно лишь оснастить правильно сделанными лопастями, чтобы иметь возможность снимать с клемм генератора какое-то значение электрической энергии.

Правда эффективно работать он будет лишь при условии наличия ветреной погоды.

Использование фактически любого автомобильного генератора приемлемо для конструирования ветряка. Но подобрать для дела обычно стараются модель мощную, способную выдавать большие токи. Здесь на пике популярности конструкции генераторов от грузовых автомобилей, крупных пассажирских автобусов, тракторов и т.п.

Помимо генератора для изготовления ветряка потребуется ещё ряд комплектующих деталей:

• винт двух- или трёх- лопастной;
• автомобильный аккумулятор;
• электрический кабель;
• мачта, элементы опоры, крепёж.

Конструкция винта на две или три лопасти считается наиболее оптимальной для классического ветряного генератора. Но бытовой проект зачастую далёк от инженерной классики. Поэтому чаще всего на домашнюю конструкцию стараются подобрать уже готовые винты.

Таким, к примеру, может стать крыльчатка от внешнего блока сплит-системы кондиционирования воздуха или от вентилятора того же автомобиля. Но когда есть желание следовать традициям конструирования ветрогенераторов, придётся сооружать пропеллер ветряка от начала до конца своими руками.

Перед принятием решения о сборке и установке ветрогенератора стоит оценить климатические данные участка и рассчитать окупаемость. Существенную помощь в этом окажет информация весьма интересной статьи, рекомендуемой нами к ознакомлению.

Использование генератора от Еврокамаза

Использование генератора от Еврокамаза возможно при внесении небольших изменений. Конструкция такого устройства весьма близка к тракторной, но имеет более высокое напряжение и силу тока. Порядок модернизации узла такой же, перематываются обмотки и устанавливаются мощные магниты, создающие переменное магнитное поле.

Изначальная рабочая скорость вращения ротора слишком высока, поэтому потребуется увеличение количества витков на обмотках, позволяющее реагировать на малые значения скорости. После намотки рекомендуется присоединить генератор к источнику вращения (чаще всего используют электродрель) и замерить величину вырабатываемого тока. Такой предварительный замер позволит получить определенную информацию о параметрах полученного устройства и, по необходимости, внести некоторые изменения в конструкцию.

Ветрогенератор из тракторного генератора с самовозбуждением

Устройство генераторов для МТЗ, схема подключения и ремонт

› Устройство и обслуживание

Генератор трактора преобразовывает механическую вращательную в электрическую энергию и обеспечивает питанием электрооборудование машины, включая подзарядку пусковых аккумуляторных батарей с напряжением 12 или 24 вольт.

Трактора МТЗ 80(82) ранних модификаций укомплектовывались самовозбуждаемыми трёхфазными генераторами переменного тока Г304, Г305 и Г306 советского производства с выдаваемым напряжением 14 вольта мощностью 400 Вт.

Дополнительные буквы в аббревиатуре модификаций, вышеуказанных генераторов, означают различие обмоточных данных статора и имеют аналогичную унифицированную конструкцию с одинаковыми техническими характеристиками.

Г 304 и Г305 в своём составе имели две неподвижные обмотки возбуждения для генерации энергии при левом и правом вращении, Г 306 с одной обмоткой возбуждения только для правого вращения. Более современная версия тракторных генераторов имеет аналогичную конструкцию с маркировкой 46.3701.

Устройство и принцип работы

Конструкция тракторных генераторов отличается высокой надёжностью, простотой конструкции и обслуживанием. Узел не имеет щёток и токосъёмных колец. Ротор 1 состоит из постоянных магнитов без обмотки.

Неподвижная обмотка возбуждения 4 размещена в отдельном цилиндрическом корпусе, прикреплённом с внутренней стороны крышки узла. Электрическое поле возбуждения взаимодействует с магнитами ротора через металлическую втулку 5.

Обмотка статора 2 имеет трёх, четырёх или пяти фазную конструкцию, исходя из мощности узла. Преобразование переменного тока в постоянный осуществляет диодный выпрямительный блок 19, смонтированный на внутренней стороне крышки узла.

Транзисторный реле-регулятор 13 обеспечивает регулировку напряжения в пределах 14 или 28 вольт в зависимости от характеристик генератора и соответствующего напряжения сети машины. Блок регулятора размещён под внешней пластиковой задней крышкой 18.

Ось ротора 1 вращается на двух шарикоподшипниках. Узел заключён металлический цилиндрический корпус и стянут винтами. Рабочий процесс генератора охлаждается крыльчаткой 7 размещённой на оси ротора.

Устройство генератора трактора 46.3701

В МТЗ 80 (82) узел размещён с правой стороны машины. Привод осуществляется одновременно с водяным насосом двигателя от шкива коленчатого вала через клиноременную передачу. Поворотом кронштейнов на оси креплений генератора осуществляют натяжение привода.

Нормальное натяжение проверяют усилием 40 Н на ветвь привода «шкив водяного насоса – шкив генератора». Прогиб ремня должен соответствовать 6-10 мм. Проскальзывание при недостаточном натяжении ремня снижает производительность генератора, чрезмерное натяжение — создаёт дополнительную нагрузку на опорных подшипниках осей узлов и провоцирует преждевременный износ.

Подключение и схема

Электрическая схема генераторной установки состоит из трёх частей: цепи обмоток статора и катушки возбуждения, выпрямительного диодного моста, и подключённого к генератору регулятора с посезонным переключателем напряжения.

Концы фаз статора подключены к диодным парам выпрямителя. Плюс выпрямительного блока выведен контактным болтом наружу, контакт минус подключён к корпусу узла. Дополнительные диоды выпрямителя запитывают обмотку возбуждения генератора. Плюс выпрямителя возбуждающей обмотки соединён с катушкой возбуждения и выводом узла Д.

Плюсовой вывод от диодного моста выпрямителя Б соединяется одноимённым выводом регулятора . Выводом Б подключают нагрузочную сеть машины и плюсовую клемму АКБ. Минусовые выводы выпрямительного блока и регулятора соединены с корпусом генератора на массу машины.

Выводы Д генератора и регулятора соединены и предназначен для подключения реле блокировки стартера. Если трактор запускается без стартера от пускового двигателя вывод Д изолируется колпачком. Вывод регулятора Ш соединён с концом обмотки возбуждения.

Вывод С регулятора подключён посезонному переключателю. Для правильного подключения регулятора на узел, при установке или замене, ориентируются на выступ корпуса.

Неполадки в работе и ремонт

Работу генератора проверяют под нагрузкой, замеряя напряжение в сети. Включая электроприборы, прослеживают динамику изменения напряжения. При максимальной нагрузке значение не должно падать ниже 12,5 В.

Падение зарядного тока в сети при номинальных оборотах двигателя возникает при проскальзывании ремня привода, окислении контактов сети или их обрыве. В случае пробоя выпрямителя или межвиткового замыкания возникает разрядный ток. Большой зарядный ток свидетельствует о выходе из строя АКБ.

Генераторы описанного типа обладают высокой надёжностью и работают в условиях запылённости и повышенной вибрации. Основной причиной выхода из строя электрической части узла является износ подшипников и их посадочных мест на оси ротора. Увеличенные зазоры на опорах вращения приводят к короткому замыканию узла.

При разрушении обойм подшипников металлические обломки механически повреждают обмотку возбуждения или статора, выводя узел из строя. Поэтому при эксплуатации нужно обращать внимание на состояние подшипников узла. Люфт в опорах ротора или появившийся шум при вращении сигнализирует о необходимости срочной замены подшипников.

А также загрязнённость нефтепродуктами и пылью может привести к замыканию и выходу из строя диодного выпрямителя тока.

Плановую очистку генератора производят при ТО2 через каждые 500 часов работы машины.

Для осуществления диагностики цепей генератора демонтируют регулятор и заднюю крышку, отсоединяют выводы обмоток. Наличие короткого замыкания на корпус проверяют контрольной лампой. Целостность цепей обмоток статора и возбуждения, а также состояние выпрямителя и регулятора проверяют контрольной лампой или прозванивают прибором.

Модели тракторных генераторов МТЗ

Эволюция моделей тракторов МТЗ и увеличение оснащённости машин электрооборудованием привела к использованию генераторов аналогичной конструкции с более высокой мощностью и соответствующими техническими характеристиками.

Современные машины МТЗ с напряжением в сети 12 вольт комплектуются узлами следующих серий: Г46.3701 с мощностью 700 Вт; Г96.3701 с выдаваемой мощностью 1000-1150 Вт и Г 97.3701 с мощностью 1400 Вт. Для машин МТЗ с напряжением в сети 24 вольта устанавливаются узлы серии Г99.3701 мощностью 1000-1150 Вт и 98.

3701 мощностью 1500 Вт. Модификации узлов отличаются конструкцией и размером привода.

Марка	Трактор и двигателькомплектации	Мощность Ватт	Напряжение Вольт	Нагрузка тока Ампер	об/мин
Г460.3701(-1)Г4607.3701	МТЗ-50(52) Д-50, 65	700	14	50	5000
Г9635.3701-1	МТЗ-510, 512, 520,522, 532,1021/1025.Д-245	1150	14	80	5000
Г964.3701(-1)Г9647.3701(-1)	МТЗ-80,82.Т-70, 70В,80, 90С.Д- 242,243,244,245,260	1000	14	72	5000
Г968.3701(-1) Г9687.3701(-1) Г9685.3701(-1)	МТЗ-100,102,800В,1021,1022,520,522,592.Д-245	700	14	50
Г9701.3701Г9701.3701.3Г9702.3701.3Г9703.3701.3Г9714.3701.3Г9714.3701Г9721.3701Г9721.3701.3	МТЗ-1221,1222. Д-245,260	1400	14	100	7000
Г9801.3701Г9821.3701	МТЗ-80,82. Т-70,70В,80,90С. Д 242,243,245,260	1500	28	54	6000-7000
Г9802.3701	МТЗ-100,520,522 Д-245	1500	28	54	6000-7000
Г9814.3701	МТЗ-100,520,522 Д-245	1500	28	54	6000-7000
Г9935.3701-1	МТЗ-100,520,522. Д-245	1150	28	40	5000-6000
Г994.3701(-1)Г9945.3701-1Г9947.3701	МТЗ-80,82. Т-70,70В,80,90С. Д-242,243,245,260	1000	28	36	5000-6000
Г998.3701Г9985.3701-1Г9987.3701	МТЗ-100,520,522 Д-245	1000	28	36	5000-6000

Трактора МТЗ комплектуются генераторами производства ПО «ММЗ» Групп «Радиоволна» республика Беларусь г. Гродно. Предприятие выпускает ряд моделей узлов, обеспечивающих работу всего модельного ряда тракторов МТЗ, а также специализированных машин на базе МТЗ.

Устройство генераторов для МТЗ, схема подключения и ремонт Ссылка на основную публикацию

Тракторный генератор с самовозбуждением

Автомобильный генератор самый доступный генератор, и если планируется делать ветрогенератор, то сразу невольно при поиске генератора вспоминается именно автомобильный генератор. Но без переделки на магниты и перемотки статора он не подходит для ветряка так-как рабочие обороты автомобильных генераторов 1200-6000 об/м.

По-этому чтобы избавится от катушки возбуждения ротор переделывают на неодимовые магниты, и чтобы поднять напряжение перематывают статор более тонким проводом. В итоге получается генератор мощностью при 10 м/с 150-300 ватт без использования мультипликатора (редуктора). Винт ставят на такой переделанный генератор диаметром 1.2-1.8 метра.

Сам автомобильный генератор очень доступен и его можно легко купить Б/У или новый в магазине, стоят они не дорого. Но вот чтобы переделать генератор нужны неодимовые магниты, провод для перемотки, а это ещё дополнительные траты денег.

Так-же конечно надо уметь это делать, иначе можно всё испортить и выкинуть в мусор. Без переделки генератор можно использовать если сделать мультипликатор, к примеру если передаточное соотношение сделать 1:10, то при 120 об/м начнётся зарядка аккумулятора 12 вольт.

При этом катушка возбуждения (ротор) будет потреблять около 30-40 ватт, а всё что останется пойдёт в аккумулятор.

Но если делать с мультипликатором, то конечно получится мощный и большой ветрогенератор, но при малом ветре катушка возбуждения будет потреблять свои 30-40 ватт и аккумулятору мало что достанется. Нормальная работа будет наверно на ветре от 5 м/с.

При этом винт для такого ветряка должен быть диаметром около 3 метра. Получится сложная и тяжёлая конструкция. А самое сложное это найти готовый мультипликатор, подходящий с минимальными переделками, или изготовление самодельного.

Мне кажется сделать мультипликатор сложнее и дороже чем переделать генератор на магниты и перемотать статор.

Если авто-генератор использовать без переделки, то он начнёт заряжать АКБ 12 вольт при 1200 об/м. Сам я не проверял при каких оборотах начинается зарядка, но в интернете после долгих поисков нашёл некоторую информацию, которая указывает что при 1200 об/м начинается зарядка АКБ.

Есть упоминания что генератор заряжает при 700-800 об/м, но проверить это не представляется возможным. Я по фотографиям статора определил что обмотка статора современных генераторов ВАЗ состоит из 18 катушек, а каждая катушка имеет по 5 витков.

Посчитал какое должно получится напряжение по формуле из вот этой статьи Расчёт генератора. В результате у меня как-раз получилось что 14 вольт при 1200 об/м.

Конечно генераторы не все одинаковые и я где-то читал про 7 витков в катушках вместо пяти, но в основном 5 витков в катушке, а значит всё-таки 14 вольт достигается при 1200 об/м, от этого будем исходить далее.

Двух-лопастной винт на генератор без переделки

В принципе если на генератор поставить скоростной двух-лопастной винт диаметром 1-1.2 метра, то такие обороты легко достигаются при ветре 7-8м/с. Значит можно сделать ветряк и не переделывая генератор, только работать он будет на ветре от 7м/с. Ниже скриншот с данными двух-лопастного винта. Как видно обороты такого винта при ветре 8м/с составляют 1339 об/м.

Так-как обороты винта растут линейно в зависимости от скорости ветра, то (1339:8*7=1171 об/м) при 7м/с начнётся зарядка АКБ. При 8 м/с ожидаемая мощность опять-же по расчёту должна быть (14:1200*1339=15.6 вольт) (15.6-13=2.6:0.4=6.5 ампер*13=84.5 ватт).

Полезная мощность винта судя по скриншоту 100 ватт, по-этому он свободно потянет генератор и должен недогруженный выдать даже больше оборотов чем указано. В итоге 84 .5 ватт должно быть с генератора при 8 м/с, но катушка возбуждения потребляет около 30-40 ватт, значит в аккумулятор пойдёт всего 40-50 ватт энергии.

Совсем мало конечно так-как переделанный на магниты генератор и перемотанный при этом-же ветре на оборотах 500-600 об/м выдаст в три раза больше мощности.

При ветре 10 м/с обороты будут (1339:8*10=1673 об/м), напряжение в холостую (14:1200*1673=19.5 вольт), а под нагрузкой АКБ (19.5-13=6.5:0.4=16.2 ампер*13=210 ватт).

В итоге получится 210 ватт мощности минус 40 ватт на катушку и полезной мощности останется 170 ватт. При 12 м/с будет примерно так 2008 об/м, напряжение без нагрузки 23.

4 вольта, ток 26 ампер, минус 3 ампер на возбуждение, и того 23 ампер ток зарядки аккумулятора, мощность 300 ватт.

Если сделать винт меньшего диаметра, то обороты ещё возрастут, но тогда винт не потянет генератор когда достигнет порог зарядки акб. Я посчитал разные варианты во время написания этой статьи и дву-лопастной винт оказался самым оптимальным для генератора без переделки.

В принципе если рассчитывать на ветра от 7м/с и выше, то такой ветрогенератор будет хорошо работать и выдавать 300 ватт при 12 м/с.

При этом стоимость ветряка будет совсем небольшой, по сути только цена генератора, а винт и остальное можно сделать из того что есть. Только винт нужно делать обязательно по расчётам.

Переделанный правильно генератор начинает давать заряду уже с 4 м/с, при 5 м/с ток зарядки уже 2 ампера, при этом так-как ротор на магнитах, то весь ток идет в АКБ. При 7 м/с ток зарядки 4-5 ампер, а при 10 м/с уже 8-10 ампер. Получается что только при сильном ветре 10-12 м/с генератор без переделки может сравнится с переделанным, но он ничего не даст на ветре меньше 8 м/с.

Самовозбуждение автомобильного генератора

Чтобы генератор самовозбуждался без аккумулятора в ротор нужно поставить пару маленьких магнитиков.

Если катушку возбуждения запитать от аккумулятора, то она постоянно и не зависимо от того вырабатывает энергию или нет ветрогенератор, будет потреблять свои 3 ампера и заряжать аккумулятор.

Чтобы этого не происходило нужно поставить блокирующий диод, чтобы ток шол только в акб, а обратно не уходил.

Катушку возбуждения можно запитать от самого генератора, минус на от корпуса, а плюс от плюсового болтика. А в зубы ротора нужно поставить пару маленьких магнитиков для самовозбуждения.

Для этого можно просверлить сверлом дырочки и на клей посадить маленькие неодимовые магнитики.

Если нет неодимовых магнитов то можно вставить обычные ферритовые от динамиков, если маленькие, то просверлится и вставить, или проложить между когтей и залить эпоксидной смолой.

Так-же можно использовать так-называемую таблетку, то-есть реле-регулятор как в автомобиле, который будет отключать возбуждение если напряжение АКБ достигло14.2 вольта, чтобы не перезарядить.

Ниже на рисунке схема самовозбуждения генератора. Вообще генератор сам возбуждается так-как ротор имеет остаточную намагниченность, но это происходит на высоких оборотах, лучше для надёжности добавить магниты. В схему включен реле-регулятор, но его можно исключить. Развязывающий диод нужен чтобы аккумулятор не разряжался так-как без диода ток будет течь в обмотку возбуждения (ротор).

Так-как ветрогенератор будет очень маленький с винтом диаметром всего 1 метр, то никакие защиты от сильного ветра не нужны и с ним ничего не случится если будет крепкая мачта и крепкий винт.

Есть генераторы на 28 вольт, но если их использовать для зарядки 12 вольт АКБ, то оборотов нужно в два раза меньше, около 600 об/м.

Но так-как напряжение будет не 28 вольт, а 14, то катушка возбуждения будет давать только половину мощности и напряжение генератора будет меньше, по-этому ничего не получится из этого.

Можно конечно попробовать в генератор, статор которого намотан на 28 вольт, поставить ротор на 12 вольт, тогда должно быть получше и зарядка начнётся раньше, но тогда нужны два одинаковых генератора чтобы заменить ротор, или искать отдельно ротор или статор.

Правильный выбор генератора для ветряка

Конструкция всего агрегата состоит из основных и вспомогательных элементов.

В список главных элементов ветрогенератора входят:

К вспомогательным элементам этого “технологического прорыва” относятся:

1. Батареи, которые в свою очередь состоят из аккумуляторов.
2. Инвертор (его можно еще назвать контроллером).
3. Также к вспомогательным элементам относится автоматический переключатель источника питания.

Устройство:

1. Мачта, пропеллер и генератор. Их назначение всем понятно: На огромной мачте, стоит пропеллер, ветер приводит его в движение, он крутится, образуя энергию. Далее эта полученная энергия направляется к генератору, он в свою очередь генерирует простую энергию ветра в электроэнергию.
2. Контролер. Задача контролера заключается в том, чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, чтобы его можно было накапливать в аккумуляторы.
3. Инвертор. Он работает в обратном режиме, относительно контролера. При выходе постоянного тока из аккумуляторов, инвертор перебазирует его на переменный, который пригоден для работы с бытовыми электроприборами.
4. Аккумулятор. Его предназначение понятно всем – он накапливает в себе полученную энергию и выполняет работу ресивера.
5. Автоматический переключатель источника питания обеспечивает непрерывную доставку электроэнергии, переключаясь между источниками. Например, если пропал ветер и ваш ветряк не может предоставить то количество энергии, которое нужно, то переключатель переформируется на дизельную электростанцию.

На что нужно обратить внимание?

1. При выборе ветрогенератора для домашнего использования, нужно обратить внимание на коэффициент использования ветра и, конечно же, самое главное – это мощность. В хороших вариантах ветрогенераторов для дома, коэффициент достигает до 45%, что является очень продуктивным. Мощность же на домашних приспособлениях начинается от 300 Вт до 10 кВт (второго показателя с головой хватит на то, чтобы в вашем доме работали все электрические приборы).
2. Очень важным аспектом при выборе ветряка для дома является его быстроходность. В стандартных версиях она колеблется от 5 до 7 единиц. К примеру, если вы выбрали ветряк с единицей быстроходности “5”,- то это значит, что при ветре 10 метров в секунду ваш пропеллер будет крутится со скоростью в 5 раз быстрее, то есть 50 метров в секунду.

Создаются как стандартные ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения, так и вертикально-ориентированные, их винт представляет не вертикальную, а горизонтальную крыльчатку.

При выборе второго устройства, не нужно ориентироваться на направление ветра, однако они сложнее в производстве, установке и эксплуатации, поэтому огромной популярностью они не пользуются.

От чего зависит эффективность работы:

1. Конструкции определенного агрегата. От этого зависит многое, ведь у каждого ветряка свои особенности в сборке, поэтому и по производительности каждый из них будет отличатся. Многое зависит от размеров самого ветряка и легкости его лопастей. Не малую роль играет и сам генератор (сердце всей конструкции).
2. Погодных условий местности, на которой установлен ветряк. Как и было сказано ранее, нет смысла устанавливать эту штуку на не ветряной местности. Установив его в условиях низкой ветрености, вы никакой пользы от него не получите.

Установка

Монтаж ветряка очень сложная процедура. Первым делом, следует купить закладные в фундамент, детали крепления. Затем, следует залить бетонную основу, которая будет держать ваш агрегат. При заливке фундамента, нужно сразу установить купленные ранее элементы для крепления. После того, как фундамент залит, он должен простоять 21 день, прежде чем начинать установку мачты.

Далее, идет работа посложнее. Самому вам не справится, нужен специально обученный персонал и тяжелая техника (подъемный кран обязательно). Сборка одного ветрогенератора для дома, займет не менее одного целого дня.

Все работы связанные со сборкой и установкой оборудования (сюда входят и подсоединение к сети, подключение всей проводки, сборка всего агрегата и так далее), должны осуществляется исключительно квалифицированными работниками.

Самодеятельность в этом сложном деле не приветствуется. Монтировка всего оборудования осуществляется в сухом помещении с температурой от 10 до 30 градусов Цельсия. Специальные работники, которые монтировали и устанавливали оборудование, должны предоставить пакет услуг, по которому они обязаны будут в период эксплуатации ремонтировать ветрогенератор.

Плюсы использования ветрогенератора у себя дома:

1. Самым главным преимуществом является бесплатная электроэнергия. Заплатив однажды за все оборудование и установку этого агрегата, вам больше не придется платить за электроэнергию. Теперь вы сами еще вырабатываете.
2. Очень частое явление, когда в сложные времена года, происходят перебои энергоснабжения. Происходит это зачастую из-за порванной линии, либо какие-то проблемы с трансформатором. Установив у себя дома ветрогенератор, на ваши электроприборы больше не повлияет погода. В сложных погодных условиях, ветряк будет работать даже быстрее обычного режима.
3. Эти агрегаты безопасны для окружающей среды и практически не производит шума при работе. Это значительно лучший вариант энергии, нежели тот, из-за которого уничтожается экосистема планеты.
4. Ветряк очень хорош в техническом понимании. Ведь он может работать в сочетании с несколькими источниками энергии, например: дизельная электростанция, солнечные батареи и так далее. Это удобно, если какой-то источник электричества на полную силу не может обеспечить ваш дом энергией.

Минусы ветрогенераторов:

1. Первый значительный минус – это конечно зависимость от погодных условий. Ветряк не станет работать там, где слабые потоки ветра. Устанавливать его разумно лишь на побережье моря и в местах, где повышена ветреность. Установив ветрогенератор у себя дома, на местности, где потоки ветра ниже среднего показателя, вы никогда не добьетесь того, чтобы этот вид добычи электричества был основным.
2. Цена тоже не очень приятна. Стоит такое удовольствие очень и очень дорого. Окупиться этот агрегат сможет, в лучшем случаи спустя лишь 10 лет. Сам генератор, мачта и ветряк – это лишь 30 процентов стоимости всей конструкции, остальную долю берут на себе аккумуляторы и инвертор. К тому же сами аккумуляторы на сегодняшний день не долговечны, и вам придется очень часто производить их замену, что тоже будет сильными ударами бить по вашему карману.
3. Безопасность этого альтернативного добытчика энергии не самая продвинутая. Лопасти при сильном износе попросту могут оторваться и принести значительный ущерб имуществу, или что еще хуже – жизни человека.

по установке ветрогенератора:

1. По закону всех стран бывшего СССР, законодательство по энергоресурсам не сертифицирует ветряки, поэтому при установке ветряка у себя на участке, вам не нужно брать какие-либо сертификаты у должностных учреждений.
2. Если ваш ветряк мощностью до 75 кВт, то он приравнивается к бытовым электроприборам, то есть как дизельный или бензиновый генератор.
3. В том случае, если ваш агрегат не превышает высоту 30 метров и мощность 75 кВт, то при его установке, вам не понадобится никаких документов, связанных с законодательными органами.
4. Вся конструкция ветрогенератора экологически чиста для окружающей среды и для здоровья человека, поэтому никакие экологические фанатики не предъявят вам свои требования.

по установке генератора своими руками:

От автомобиля

1. Достоинства: не дорогой, очень легко отыскать, уже полностью собран.
2. Недостатки: для работы нужна большая скорость вращения, по этому требуется установка дополнительных шкив. Непродуктивен.

Цена: Зависит от модели и марки автомобиля.

Самодельный генератор

1. Достоинства: не высока стоимость всей комплектации, довольно хорошая продуктивность, относительно автомобильного генератора, при правильной сборке, возможно получение большой мощности, очень крепкая и неразрушимая сборка.
2. Недостатки: очень сложная затея для не обученного человека, требует обработки на токарном станке.

Цена: Зависит от купленных вами запчастей и номинальной, желаемой мощности.

Переменного тока, асинхронный

1. Достоинства: не высокая стоимость, очень легко найти и приобрести, не сложно переоборудовать под ветряк, при низких оборотах очень хорошая продуктивность.
2. Недостатки: максимальная мощность ограниченная, так как агрегат имеет внутреннее сопротивление, при высоких оборотах лопасти, генератор не производит достаточное количество электроэнергии для того, чтобы установить на ветряк, нужно обработать на токарном станке.

Цена: можно найти от одной тысячи рублей.

Постоянного тока

1. Достоинства: простая и понятная конструкция, уже собранный и готов к использованию, достаточно хорошо работает на низких оборотах.
2. Недостатки: очень сложно найти генераторы нужной мощности, ведь маленькие агрегаты не выдают нужную мощность, очень похотливый.

Цена: начинается от 7 тысяч рублей.

С постоянными магнитами

1. Достоинства: Очень высокая эффективность, есть возможность получить много мощности, конструкция крепкая и устойчивая.
2. Недостатки: Если делать своими руками, то очень сложный проект, требуется обработка на токарском станке.

Цена: на 500 Вт конструкцию колеблется в районе 14 – 15 тысяч рублей.

Низкооборотный

1. Достоинства: Простой в использовании, не требует больших затрат, хорошо работает на низких оборотах.
2. Недостатки: Не будет работать на высоких оборотах, слабая мощность.

Цена: Около 10 тысяч рублей.

Асинхронный

1. Достоинства: Не дорогой, легко найти, не сложно переоборудовать под ветряк, отлично работает на низких оборотах.
2. Недостатки: Внутреннее сопротивление ограничивает мощность, малая эффективность на высоких скоростях.

Цена: Имеется очень огромный сортимент данного товара, цена колеблется в районе 5 тысяч рублей, до пятиста тысяч, ценовой диапазон ориентируется по мощности.

Ископаемые, которые дают человечеству энергию скоро закончатся, нам нужно искать выход. Одним из таких выходов и является ветрогенератор. Его конструкция и установка дорогая, однако, установив его сейчас, вы обеспечиваете светлое будущее своим детям.

Много-лопастной ветрогенератор на основе автогенератора

Эта ветроустановка продолжение моих экспериментов по использованию энергии ветра.За основу был взят автогенератор (точнее тракторный), мощностью 1Кватт на 24-х вольтовое напряжение.

Выбор пал на этот генератор, так как достаточно сложно сейчас найти готовый двигатель на постоянных магнитах большой мощности, а этот генератор уже имеет встроенные магниты для самовозбуждения обмоток, следовательно у него отсутствуют щётки и электромагнит, что упрощает конструкцию и делает её более надёжной.

Так-же такой генератор значительно просто достать, мне например достался Б/У, который купил у знакомых всего за 50$. Все стольные части генератора сделал из «подножного» материала, который обычно валяется у меня в гараже, в общем из ненужного хлама, что в итоге сделало ветрогенератор очень дешевым.

Повторить такую конструкцию не составляет особого труда, единственное, что может составить трудности, это изготовление лопастей. Я их изготовил из алюминиевого листа толщиной 3мм и прокатал на станке придал им форму желобок, но если такой вариант не доступен, то можно использовать трубы ПВХ, или дерево, здесь я думаю всё зависит от возможностей.

Теперь подробнее о самом ветрогенераторе

За основу был взят генератор Г99.3701 применяемый в тракторной технике и обеспечивающий самовозбуждение от встроенных магнитов. Так как как этот генератор рассчитан на работу от тракторного двигателя где вращается с номинальной чистотой оборотов 4500об/м, то пришлось придумывать мультипликатор.

Так как редуктор при вращении создаёт значительную нагрузку, пришлось брать в расчёт большой диаметр лопастей. Изначально планировал многолопостную конструкцию с размахом около 2,5м, но оказалось что через редуктор генератор очень тяжело вращается и от руки очень трудно проворачивать. Пришлось брать это в расчёт и увеличивать диаметр винта до 3-х метров.

Редуктор рассчитал с передаточным числом примерно 1 к 40-ка. Прикинул номинальное вращение многолопостного ветроколеса, так как многолопостник тихоходен, да ещё таких больших размеров, то средние обороты будут прядка 110об/м, а у генератора номинал 4500обм.

Обычно в заводских ветрогенераторах номинальную мощность пишут при скорости ветра 10-12 м/с., и я взял за основу этот показатель. Ветроколесо решил использовать 12 лопастное, лопатки из 3мм.

алюминия профилированы в желобок с круткой. Ширина лопатки получилась 20см., а длина 120см. Углы установки сечений можно увидеть в прилагаемой таблице.

Для усиления лопастей применил дополнительный обод, изготовленный из тонкостенной стальной трубки диаметром 16мм.

Вал ветроколеса установлен на подшипниках, и через муфту от автомобиля ВАЗ соединен с редуктором у которого коэффициент передачи 1 к 31. Далее через клиноременную передачу вращение передается на генератор.

Передаточный коэффициент шкивов составляет 1,3, в результате чего общий коэффициент передачи составляет округленно 1 к 40.

Можно было выбрать и другую компоновку, но данное решение позволило без больших затрат проверить на практике расчетную часть путем изменения размеров шкивов.

Больше всего меня огорчил редуктор, он был такой тугой, что я его еле проворачивал рукой за вал, но стоило снять с него сальники, он вращался как детская игрушка.

Но отказаться от сальников, не было ни какой возможности, ограничился только тем, что снял с них пружины. Какое то улучшение дало, но незначительное.

Не имея другого редуктора, решил увеличить немного момент и увеличил диаметр ветроколеса до 3,1 метра.

Поворотная часть выполнена на одном коническом и одном шариковом подшипнике. Увод из под ветра для ограничения мощности и буревая защита выполнена путем смещения оси мачты относительно оси ветроколеса. Хвостовая часть изготовлена из тонкостенных труб диаметром 16 мм. шарнирно соединено с поворотной платформой, и уравновешено пружинами.

Усилие пружин также рассчитывается. Ранее применялась только одна пружина и свобода отклонения хвоста только в одну сторону, и это создавало, при резком изменении направления ветра, большие гироскопические моменты из за большой массы ветроколеса.

Сейчас откланяется хвостовое устройство, а затем спокойно подтягивает за собой ветроколесо.На оперение хвоста в разное время использовались разные материалы, но в последнем варианте использование ячеистой поликарбонатной плиты мне кажется предпочтительней всего. Легкий и прочный материал.

Провод от генератора проходит внутри мачты, изначально хотел применить токосьёмный узел, но практика показала, что он не особо нужен.

Подробное описание процесса изготовления и все параметры описывать не буду, так как вряд ли кто-то будет воспроизводить эту конструкцию в таком виде и с такими деталями. Основная задача, поделится решениями и результатами.

А если кого заинтересует данный опыт, то все расчеты которыми я пользуюсь, найдете, и рассчитаете свою конструкцию самостоятельно. Хочу отметить, что производимые работы позволяют уточнять и вносить поправки в расчетные приложения.

Поэтому ветроустановка время от времени совершенствуется, дополняется, и перенастраиваться.

Единственный минус этой ветроустановки, это редуктор, который сильно тормозит крутящий момент. Из-за этого начало вращения происходит только при 3-3,5 м/с., хотя для сравнения, предыдущая моя ветроустановка 6 лопастная 1,6 метровая в тех же условиях начинает вращение при 2 м/с. Но пака нет возможности собрать новый редуктор, хотя я уже с этим фактом смерился.

Опишу немного электрическую часть

Реле регулятор, штатно установленный в генераторе пришлось заменить, так как при наборе оборотов, самовозбуждение происходит лавинообразно, и приложенная мощность начинает тормозить лопасти до срыва генерации, и далее процесс повторяется.

Для устранения этого недостатка, что только я не использовал, и ШИМы применял и контроллеры программировал, пытаясь интеллектуально управлять, но лучший результат оказался более простым. Просто выкинул всё это дело, и поставил 20 ватный резистор на 40 Ом., и генератор стал себя вести подобно мотору на постоянных .

По мере роста напряжения, увеличивался и ток на обмотку возбуждения.

После установки резистора при 3,5 – 4 м/с ветрогенератор стал выдавать первый ампер тока на 24 вольтовые аккумуляторы. Более точно вычислить довольно сложно, так как массивное 20 кг. колесо работает как маховик и сглаживает непостоянство ветра. Через некоторое время произвёл расчёты и снял параметры ветроустановки, которые на таблице ниже.

Ветряк из тракторного генератора: 3 доступных метода создания самодельного ветрогенератора

Основная проблема, возникающая при самостоятельном изготовлении ветрогенератора — это устройство, непосредственно генерирующее ток. Самодельный генератор имеет довольно случайные рабочие параметры, так как даже тщательный расчет не позволяет учесть все тонкие эффекты. К тому же, получается слишком много величин, взятых приблизительно, что уменьшает точность расчетов.

Практика показывает, что для наиболее эффективной генерации тока лучше всего использовать готовые устройства, модифицированные для использования на ветряках. Рассмотрим вариант с применением тракторного и автомобильного генератора.

Генератор для ветряка за один день

Наиболее рациональным решением будет использовать готовый генератор, конструкция которого предназначена для выработки электрического тока.

Единственной задачей в этом случае станет подгонка параметров устройства под условия работы от ротора ветряка, т.е. под определенную скорость вращения.

Чаще всего это занимает совсем немного времени, что позволяет получить готовый генератор буквально за день.

Наиболее удачным и простым решением станет использование тракторного генератора, имеющего наиболее близкие характеристики и доступного для различных модернизаций конструкции.

Используем запчасти от трактора

Для того, чтобы генератор от трактора начал выдавать заявленную мощность, надо, чтобы ротор обеспечил довольно высокую скорость вращения — около 2000 об/мин (некоторые конструкции требуют 5-6 тыс. об.). При работе напрямую от крыльчатки это практически невозможно, требуется редуктор (как минимум, система шкивов).

Пониженная частота вращения требует изменения количества витков на обмотках. Они перематываются на большее число витков более тонким проводом (с обычных 63 витков мотают примерно 80).

Также требует увеличения количества витков катушка возбуждения, которую обычно просто доматывают до большего количества (около 250 витков).

Кроме того, надо отсоединить реле-регулятор напряжения, так как никакой нужды в не больше нет.

Такие изменения корректируют работу генератора и переводят его на меньший номинал скорости вращения. При этом, использование повышающей передачи все равно необходимо, так как простым увеличением числа витков проблема не решается.

Важно! Приведенное количество витков не является точным значением для любой марки генератора. Разные конструкции нуждаются в соответствующих объемах обмоток, которые подсчитываются отдельно. Иногда приходится действовать методом проб и ошибок, так как скорость вращения ветряка не имеет стабильного значения.

Существует еще один вариант использования тракторного генератора, когда на вал устанавливаются мощные постоянные магниты.

В этом случае понадобится только усилить обмотки статора, модернизация обмоток электромагнитов становится не нужна.

Рекомендуется использовать мощные неодимовые магниты, позволяющие создавать довольно высокое напряжение в обмотках статора при относительно низких скоростях вращения.

Ветрогенератор из магнето

Магнето имеет несколько иную конструкцию, чем тракторный генератор. Оно оснащено двумя обмотками, низкого и высокого напряжения. Вторая обмотка не нужна, так как вольтаж, который она способна выдавать, не подойдет для ветряка.

Небольшое усиление скорости ветра вызовет резкий скачок напряжения, что может вывести из строя потребители или промежуточное оборудование.

Поэтому вторичную обмотку демонтируют, а первичную перематывают на большую мощность, чтобы устройство способно было выдавать результат на низких оборотах.

Кроме этого, понадобится исключить участие прерывателя. Здесь действуют двумя методами:

• физический демонтаж кулачка прерывателя;
• установка между контактами замыкающей перемычки, обеспечивающей постоянное соединение.

Использование генератора от Еврокамаза

Использование генератора от Еврокамаза возможно при внесении небольших изменений. Конструкция такого устройства весьма близка к тракторной, но имеет более высокое напряжение и силу тока. Порядок модернизации узла такой же, перематываются обмотки и устанавливаются мощные магниты, создающие переменное магнитное поле.

Изначальная рабочая скорость вращения ротора слишком высока, поэтому потребуется увеличение количества витков на обмотках, позволяющее реагировать на малые значения скорости.

После намотки рекомендуется присоединить генератор к источнику вращения (чаще всего используют электродрель) и замерить величину вырабатываемого тока.

Такой предварительный замер позволит получить определенную информацию о параметрах полученного устройства и, по необходимости, внести некоторые изменения в конструкцию.

Как сделать ветрогенератор своими руками?

Ветряной генератор для выработки электроэнергии – незаменимый источник электричества там, где солнечного света не так много, нет поблизости рек, а централизованные электросети отсутствуют.

Особенности конструкции

Принцип действия ветрогенератора – превращение энергии ветра в электрическую.

В других типах электрогенераторов в качестве источника механической (кинетической) энергии применяют течение воды в реке, силу океанических приливов и отливов.

В системах, где для получения электричества нужна тепловая энергия, используют:

• двигатель, работающий на газе, бензине или солярке;
• тепловыделение от пластин и блоков ядерного реактора, чьё тепло применяют для превращения воды в пар – в паровой турбине;
• различные виды сжигаемого топлива в ТЭЦ, заменяющие тепло, жар от ядерного реактора.

Особняком стоят солнечные батареи, где в качестве исходной энергии используют свет, а не тепло или механическую энергию.

Но вернёмся к «ветрякам», чей принцип работы состоит в следующем. Сила ветра вращает пропеллер, приводящий в движение вал мотора-генератора. Вместе с валом синхронно крутится ротор двигателя, на котором установлены постоянные магниты. Магнитное поле, проходя через обмотку статора, наводит в ней переменный ток за счёт изменения силы магнитного потока, проходящего через витки катушек, из которых и собрана обмотка. Переменное электрическое напряжение подаётся на электронную схему, где оно преобразуется в постоянное. От постоянного тока и работают многочисленные приборы и устройства, которым он и нужен.

Генератор для дачи или походных условий, вырабатывающий переменный ток напряжением 220 В, изготовить сможет каждый. Чем внушительные габариты конструкции, тем большую эффективность отдачи получит конкретный пользователь. Не проблема изготовить генератор, вырабатывающий один или несколько киловатт электроэнергии в час. Электричество, получаемое от такой установки, способно запитать практически все электроприборы в доме, включая и садово-огородную технику.

Ветрогенератор устанавливают как можно выше – на уровне конька крыши. Там сила ветра достигает максимальных значений, указанных в прогнозе погоды.

Установка отдалённо напоминает флюгер с пропеллером, благодаря чему данная конструкция поворачивается туда, куда дует ветер. Это необходимо, чтобы максимально задействовать его силу, скорость.

Горизонтальный пропеллер поворачивается при помощи хвостовика, расположенного на задней части установки. Вертикальному же хвостовик не нужен – его лопасти располагаются таким образом, что сам пропеллер заведётся практически с пол-оборота, с какой бы стороны ни подул ветер.

Чтобы ветряная установка работала с максимальной эффективностью, необходима частота вращения от 3000 оборотов в минуту. Для генераторов, производящих переменный ток, такая частота соответствует значению в 50 герц, характерному для отечественных промышленных энергоустановок. Раскрутив мотор-генератор, весящий порядка 10 кг, не проблема получать 2 кВт ежечасно.

Из чего можно сделать?

Основной элемент любой модели ветряной электростанции – мотор-генератор. Он работает как мотор – постоянный или переменный ток заставляет крутиться ротор (а с ним и вал) установки. Работа наоборот – в качестве генератора – также возможна.

Среди двигателей, использующихся и как генераторы, различают коллекторно-щёточные, бесколлекторные асинхронные и шаговые. Именно эти три типа моторов пользуются популярностью у любителей, собирающих ветроустановки своими руками.

В коллекторном двигателе обмотки ротора (якоря) располагаются в постоянном магнитном поле статорных магнитов. Постоянное напряжение, снимаемое с выводов такого двигателя при раскручивании его вала с якорем, передаётся от токоведущих контактов якоря через щётки. Сами щётки и являются слабым местом такого двигателя – они быстро вырабатывает свой ресурс. Как правило, такой генератор находится под постоянной нагрузкой, при движении якоря щётки искрят. Несколько дней непрерывной работы такой установки способны полностью износить щётки, вследствие чего потребуется замена последних.

Использование щёточных двигателей в качестве генератора при постоянной активной нагрузке нецелесообразно.

Лучшим вариантом является бесщёточный движок. В нём ротор с магнитами вращается в пространстве между статорными обмотками. Сами обмотки остаются неподвижными, им не нужны скользящие контакты. Благодаря такому простому решению установка может работать десятилетиями — важно лишь раз в сезон или в полгода смазывать подшипники двигателя, отвечающие за идеальное, без люфта, вращение ротора. Популярные решения на основе бесколлекторного двигателя – асинхронный или шаговый – доступны практически каждому домашнему «самодельщику».

Асинхронный двигатель применяется в электроинструментах – например, в точильном станке. Шаговый можно встретить в самых разнообразных устройствах – от мотор-колеса велосипеда до механического привода принтера или дисковода.

Особняком стоит переменный щёточный двигатель, используемый в перфораторах, болгарках, шуруповёртах, электролобзиках, электрорубанках. Их недостаток – необходимость удаления щёток и проточка ротора под неодимовые магниты. В результате из действующих обмоток остаётся лишь обмотка статора — роторная же удаляется полностью.

Пропеллер ветряной установки можно изготовить из пластиковых труб для канализации, ПЭТ-бутылок и похожего вторсырья. Чем он легче и прочнее — тем меньшая сила ветра потребуется для его раскручивания.

Ветряной генератор, изготовленный из вентилятора, потребует проточки ротора под неодимовые магниты. Конструкция мотора бытового вентилятора не рассчитана на получение электрического тока путём раскручивания ротора. Под такую же переделку подпадает и компьютерный кулер (охладитель микросхем) — вентилятор системного блока ПК или ноутбука.

Тракторный или автомобильный генератор использует дополнительную обмотку возбуждения, питающуюся от аккумулятора самой машины. Чтобы генератор выдал, например, переменный ток в 135 ампер напряжением 15 вольт, роторная обмотка возбуждения после включения зажигания потребляет постоянный ток от 3 А напряжением 12,6-14 В. Основным источником энергии для генератора по-прежнему является коленвал двигателя внутреннего сгорания, работающего на бензине, дизельном топливе или метане/пропане. Тракторный или автомобильный генератор потребует удаления обмотки возбуждения и установки вместо неё неодимовых магнитов.

Что потребуется?

Наиболее распространённый вариант — использовать для самодельного генератора двигатель стиральной машины. Если в наличии нет старой «стиралки», найти такой движок можно у старьёвщиков на хозяйственном рынке, в ближайшем сервис-центре бытовой техники или специализированном магазине. Не проблема заказать такой двигатель из Китая.

В основном в стиральных машинах используют бесколлекторный асинхронный движок.

И новый, и бывший в употреблении проработают долго. Мощность на 200 ватт легко переделывается под киловатт и более.

Материалы

Для сборки генератора, кроме мотора, нужны:

• неодимовые магниты размером 20, 10 и 5 мм (всего 32);
• выпрямительные диоды или диодный мост с током на десятки ампер (соблюдайте правило двукратного запаса по мощности);
• эпоксидный клей;
• холодная сварка;
• наждачка;
• жесть от боковины консервной банки.

Магниты заказываются по сети из Китая.

Инструменты

Ускорит процесс изготовления следующий инструментарий:

• токарный станок;
• ножницы;
• отвёртка с насадками;
• пассатижи.

При отсутствии токарного станка обратитесь к знакомому, умеющему работать на таком станке.

Схемы и чертежи

Генератор как устройство вырабатывает переменный ток, который необходимо преобразовать в постоянный, довести до требуемой величины напряжения. Если мотор-генератор выдаёт, скажем, 40 В, то вряд ли это будет подходящим значением для большинства бытовой электроники, потребляющей 5 или 12 вольт постоянного тока либо 127/220 вольт переменного.

Проверенная временем и миллионами пользователей схема всей установки включает в себя выпрямитель, контроллер, аккумулятор и инвертор. В качестве буферного накопителя запасаемой энергии применяют автомобильный аккумулятор ёмкостью 55-300 ампер-часов. Его рабочее напряжение — 10,9-14,4 В при циклическом заряде (полный цикл заряда-разряда) и 12,6-13,65 при буферном (порционном, дозированном, когда нужно дозарядить частично разряженную батарею).

Контроллер преобразует, к примеру, те же 40 вольт в 15. Его КПД по вольт-амперажу колеблется в пределах 80-95% — без учёта потерь на выпрямителе.

Наибольшую эффективность имеет трёхфазный генератор — его отдача на 50% больше, чем у однофазного, он не вибрирует при работе (вибрация расшатывает конструкцию, делая её недолговечной).

Катушки в обмотке каждой из фаз чередуются друг с другом и соединены последовательно — как и полюса магнитов, обращённые одной из сторон к катушкам.

Задача инвертора – преобразовать постоянное напряжение порядка 12 вольт, взятое с аккумулятора, в переменное, порядка 220.

Современная бытовая техника и электроника способны работать, начиная со 110 вольт (американский стандарт бытовых сетей) вплоть до 250 – больше давать сетевым приборам и устройствам не рекомендуется. Все преобразователи — импульсные, по сравнению с линейными их потери на тепло значительно меньше.

Этапы изготовления

Для изменения конструкции асинхронного мотора сделайте следующее.

1. Разберите мотор и выньте ротор.
2. Удалите пластины с якоря ротора. Подрежьте их на глубину до 2 мм.
3. Проточите пазы глубиной до 5 мм — под магниты.
4. Разметьте полосу жести под магниты. Они должны одинаково отступать друг от друга — это предотвратит ненужную потерю мощности установки.
5. Прикрепите их к этой полосе жести на суперклей. Зафиксируйте полосу с магнитами на якоре.
6. Заполните пространство между магнитами холодной сваркой или эпоксидным клеем.
7. Заусенцы и неровности на роторе удалите с помощью наждачной бумаги.
8. Проверьте — и при необходимости замените — подшипники и болты двигателя.

Соберите мотор-генератор. Устройство готово к дальнейшему монтажу. Для проверки устройства зажмите его вал в патроне дрели или шуруповёрта и разгоните до 1000 оборотов в минуту.

Напряжение на концах обмотки от 110 вольт можно считать подходящим.

При меньшей величине ошибка кроется в неравномерном чередовании магнитов в любой точке окружности вращения якоря.

Для сборки ветроустановки сделайте следующее.

1. Из трубы ПВХ диаметром в 11-16 см вырежьте одинаковые куски, по длине соответствующие будущим лопастям.
2. На каждом отрезке проведите произвольную линию и отступите от неё с обеих сторон 22 мм. Соответственно, ширина одной лопасти достигнет 44 мм. Повторите это же действие для противоположного торца отрезка.
3. Соедините напрямик крайние точки с одной из сторон центральной линии.
4. Нанесите с другой стороны очертания будущей лопасти.
5. Вырежьте получившуюся лопасть и закруглите её свободный конец путём затачивания. Повторите вышеперечисленные действия для остальных лопастей.
6. Прикрепите лопасти к ступице, используя переходник-втулку. В качестве крепежа подойдут болты с гайками и пружинящими шайбами. Ширина каждой лопасти по всей длине колеблется от 44 до 88 мм.

Этого хватит, чтобы ветер со скоростью от 3 м/с закрутил крыльчатку. Полученная конструкция должна быть отбалансирована — правильная балансировка предотвратит образование мёртвых точек, тормозящих генератор при вращении пропеллера.

Мотор-генератор с установленной крыльчаткой может быть помещён в защитный рукав, предохраняющий его от атмосферных осадков. Оставаясь сухим при любой погоде, защищённый от дождя и снега генератор прослужит долгие годы. Для сборки защитного кожуха сделайте следующее:

1. в трубе диаметром от 7,5 см вырежьте продольную канавку шириной 2 см;
2. обрежьте задний конец разрезанной трубы под углом в 45 градусов;
3. поместите мотор-генератор с пропеллером в эту трубу и зафиксируйте её на нём.

Для свободного поворота двигателя потребуется шарнирное соединение на основе шарикоподшипников, наподобие имеющегося в бытовом вентиляторе. Оно может поворачиваться бесконечно в любую из сторон.

Чтобы кабель, с помощью которого снимаются наведённые в обмотке статора токи, не наматывался и не перекручивался, соединение в шарнире должно быть скользящим, но обеспечивающим надёжный, устойчивый электрический контакт мотора-генератора с далее расположенными функциональными узлами схемы.

Лучший контакт дадут позолоченные клеммы, извлечённые из любой старой техники.

Применение щёточно-графитного контакта неоправданно — графит имеет электрическое сопротивление на порядок выше, чем у алюминия и стали, и мощность установки заметно упадёт. Шарнир устанавливается на основе из куска профильной трубы. После сборки проверяют, не заедает ли получившийся поворотный механизм, не крутится и не перетирается ли кабель.

Обеспечив скользящий контакт и свободный поворот установки по ходу ветра, к дополнительному внешнему корпусу мотора крепят хвостовик, изготовленный, например, из пластиковой водопроводной трубы и куска листового пластика или алюминия.

В качестве опоры используют круглую или профильную трубу, один конец которой забетонирован в земле — не менее чем на метр. Чтобы опора не покосилась со временем от урагана, её дополняют тремя или шестью растяжками, сходящимися в центре под одним и тем же углом и направленными в разные стороны.

Закончив сборку мотор-генераторной части, рядом с мотором при необходимости монтируют диодный выпрямитель. Потери тока в проводах значительно можно снизить, применив повышающий трансформатор, расположенный вблизи генераторной установки — как в линиях, передающих на большие расстояния промышленную электроэнергию.

Контроллер заряда, батарею и инвертор включают далее по схеме. Ветроэлектрическая установка полностью собрана и готова к работе.

Рекомендации

Самодельный ветряк для частного дома вырабатывает постоянное или переменное напряжение от нескольких десятков вольт, представляющее для человека повышенную опасность. Токоведущие контакты и провода должны быть надёжно заизолированы — дождевая вода является подкисленной средой, неплохо проводящей электрический ток.

Работы на токарном станке или болгарке выполняются в защитных очках и перчатках. Запрещается собирать схему при работающем ветряке.

Энергия ветра непостоянна. Лучшим решением окажется тихоходный генератор, имеющий не один десяток магнитов и катушек. Чем больше катушек – тем толще должен быть обмоточный провод. Слишком тонкое сечение из-за суммарного сопротивления в десятки ом снизит полезную мощность генератора ещё в несколько раз. Для серьёзной нагрузки – например, от электроплиты или стиральной машины – при 220 вольтах потребуется ток до 10 А.

Конструкция самодельного генератора – если не используется переделанный под выработку электричества двигатель – должна быть идеально ровной и симметричной. Перед монтажом катушек и магнитов сама «вертушка» должна быть отцентрована. Не имеет значения, что используется – отслужившие своё компакт-диски или самодельная уменьшенная копия ветряной мельницы, малейший дисбаланс уже недопустим.

Старайтесь добиться минимального шума – в идеале он должен отсутствовать. Если на вашу, не смазанную в месте подшипников установку пожалуются из-за постоянного скрипа и стука при вращении, подобная жалоба может повлечь проблемы с законом, особенно ночью. Остальные поводы заявить на вас как на владельца ветроустановки незначительны – ветряки полностью законны, т. к. владелец данного устройства не производит с его помощью электричество в промышленных масштабах, как это делают в Европе и Америке.

Установка не должна оказаться слишком высокой – выше столбов, по которым проходят ЛЭПы. В каждом городе, дачном посёлке или сельском поселении действует ограничение на высоту сооружаемых конструкций.

Например, чтобы поставить 40-метровую башню для сотовой базовой станции, требуется ряд разрешений и проверок со стороны регулирующих госструктур. То же самое относится к ветрякам.

Правильно и крайне ответственно подойдя к решению проблемы с электричеством при помощи ветрогенератора, потребитель избавится от простоев, связанных с перебоями электроснабжения. Всегда лучше сработать на опережение – в рамках закона – чем годами ждать обещанного властями.

Как сделать ветрогенератор своими руками, смотрите далее.

Источник https://xn--80atabmgh.xn--p1ai/alternativnye-istochniki-energii/samodelnyj-vetrogenerator-iz-generatora-ot-traktora.html

Источник https://electricdo.ru/vetrogenerator-iz-traktornogo-generatora-s-samovozbuzhdeniem.html

Источник https://stroy-podskazka.ru/generatory/vetro-svoimi-rukami/