Myšlenka výroby větrného generátoru se objevila během časných podzimních nocí. Rozhodl jsem se zkusit použít větrnou energii pro domácí potřeby. Nechte vítr nabíjet baterii, která osvětlí zahradní záchod, stojící na okraji místa.
Natahování napájecího kabelu k tomuto objektu je drahé, výměna baterií v čínské lucerně je unavená a poté bezplatná periodicky obnovitelná energie zmizí. Protože u tohoto objektu není zapotřebí jasné osvětlení, čtení knih a tisk není plánován, postačují k vyřešení tohoto problému malé kapacity. V praxi se jedná o generátor s výkonem několika wattů a malou kapacitou baterie. Během dne je baterie uložena ve větrné energii a ve tmě ji podle potřeby dodává. U takových větrných generátorů nemá prakticky žádný smysl provádět složité výpočty a vyrábět speciální lopatky. Nejjednodušší návrhy budou fungovat perfektně. To vše výrazně zjednodušuje a snižuje náklady na generátor větru, existuje smysl pro jeho výrobu a použití.
Pro použití jako nízkoenergetický větrný generátor můžete použít připravený krokový motor. Pro maximální výkon, je-li to možné, se doporučuje použít motor s co nejmenším přilepením hřídele (mají takový nepříjemný účinek) as co největším počtem kroků na otáčku.
Je možná varianta změny elektrického motoru na generátor. Na internetu jsou popsány různé možnosti přepracování.
V našem případě byla vybrána možnost remake použitého startéru 923.3708 z legendární Oky.
Použití tohoto startéru je způsobeno následujícími faktory:
• malé rozměry a hmotnost startéru;
• startér je poháněn permanentními magnety;
• jednoduchost změny při neexistenci investic do výroby generátoru.
Proces přeměny startéru na generátor
1. Demontujte spouštěč: Odpojte napájecí kabel a vyjměte části trakčního relé. Uvolňujeme a odstraňujeme kryt a hřídel volnoběhu, vestavěný planetový soukolí.
2. Opatrně sejměte kryt sestavy kartáče. Současně sledujeme bezpečnost opěrné koule v krycím ložisku.
Demontáž a demontáž sestavy kartáče. Demontujeme rotor. Tři uzly zůstanou pro budoucí použití.
3. Pomocí kleští a kleští odstraníme staré vinutí startovacího rotoru. Mechanicky demontujte rozdělovač rotoru.Hřídel a drážky na rotorových deskách očistíme od zbytků laku. Na fotografii vpravo od nového rotoru jsou zbytky starého vinutí.
4. Provádíme mechanické zpracování rotoru
a. Na soustruhu nebo ručně odstraňte drážky pro připojení k planetové převodovce a získejte průměr otvoru pro druhé kluzné ložisko.
b. Mezi sadou rotorových desek a obrobenou oblastí, polovinou průměru, vyvrtáme radiální otvor o průměru 4 mm. Tvrdost hřídele je zanedbatelná a je k dispozici pro zpracování vysokorychlostním nářadím.
c. Na soustruhu nebo ručně s vrtákem na části ošetřované oblasti vyvrtáme axiální otvor o průměru 4 mm, dokud neodpovídá radiálu. Dostaneme otvor pro výstup vinutí rotoru. Tento výstupní obvod umožňuje opustit posuvné kontakty pro odstranění proudu a zvýšit spolehlivost generátoru.
Pro přehlednost je na hotovém rotoru znázorněno umístění otvorů a výstup vinutí.
5. Navíjíme vinutí cívky do drážek rotoru, dokud není plný. Uspořádání šesti permanentních magnetů se střídavými póly ve statoru určovalo umístění navíjecích cívek.
Šířka každé cívky (5 drážek) byla určena vzdáleností mezi sousedními magnety. Otáčky každé z cívek umístěné proti sobě v sousedních drážkách, když se rotor otáčí, protínají současně magnetické pole dvou magnetů s různými póly. V tomto případě se přidá indukční proud do cívky. Tři podobné skupiny (každá po 5 cívkách), cívka - magnety, pracují současně. Všechny cívky jsou zapojeny do série a vzájemně se doplňují. Výměna pólu magnetu vzhledem k cívce během otáčení dává střídavý proud. Protože rotor má 31 drážek, 1 drážka zůstává volná.
Aby se zabránilo poškození izolace drátu během navíjení a provozu, byl použit vícejádrový drát MGTF s průměrem jádra 0,30 mm. Je možné použít jiný izolovaný vodič.
6. Vzhledem k nepřítomnosti použité části startéru druhého ložiska pro rotor (jeden je v krytu sestavy kartáče a druhý zůstává v odstraněném planetovém soukolí), vyrobíme nové bronzové kluzné ložisko. Vnější průměr ložiska je určen průměrem otvoru v přepážce pouzdra (foto níže) a vnitřním průměrem ložiska a délkou vnějších stupňů - skutečným průměrem a délkou obrobené části hřídele rotoru (str. 4a).
7. Namontujte vyrobené ložisko do pouzdra a uloženou kouli na spodní část ložiska do krytu.
8. Namontujte obrobenou část rotoru do vyrobeného ložiska a sestavte rotor s pouzdrem. Před montáží namažte všechny třecí části.
9. Nasaďte kryt sestavy kartáče zarovnáním druhé podpory hřídele rotoru s ložiskem krytu a nosnou koulí. Spojíme otvory těla a krytu, namontujeme montážní kolíky ze sady.
10. Sestavíme generátor. Volný konec hřídele rotoru (s výstupem vinutí) se používá k instalaci a zajištění generátoru. Na volnou část čepů (nad krytem) namontujeme větrné kolo rotoru.
11. Chcete-li chránit vnitřek generátoru před prachem a vlhkostí, uzavřete všechny otevřené otvory lepidlem na taveninu. Pro testování dodatečně utěsněte spoje elektrickou páskou.
12. Podporujeme instalaci generátoru na objekt.
13. Měříme výstup generátoru střední rychlostí (ruční rotace). Generátor dává napětí 1 ... 5 V a proud 0,2 ... 1,1 A.
14. Pro testování větrného generátoru se vyrábí rotorová turbína.
Výhody rotační větrné turbíny:
• Při nárazovém větru mají větrné mlýny rotoru větší stabilitu než šroubové vrtule.
• Tichý a funkční, bez ohledu na to, kde fouká vítr.
• Rotace hřídele je stabilnější, bez prudkých skoků v rychlosti.
• snadnost konstrukce;
• snadná výroba a instalace.
15. Vzhled generátoru větru.