基于自动发电机的风车设计
风力涡轮机的制造过程包括两个阶段：
- 首先，您需要制作刀片。这些部件由PVC管制成。 PVC管的直径和尺寸必须符合叶片所需的面积。为了制造叶片，将管道沿长度切割成三个相同的部分。梯形刀片从这些段上切割下来。此外，系统的这些部分固定在例如由退役圆锯制成的底座上。在这种情况下，必须去除锯齿。这样得到的螺旋桨固定在发电机轴上。
- 在第二阶段，需要组装风力发电机组的旋转部分。为此，采用 25 × 20 毫米的方形管。在一侧，在管道上进行了切割，安装了由钢板制成的风向标。在管道的另一侧，安装了带有螺旋桨的发电机，并用夹子固定。
汽车发电机的风电场：优点和缺点
自制风力发电机可以由以下材料构成：
- 从铣床上拆下的电动机；
- 螺丝刀或钻头的旋转部分；
- 踏板车电机轮；
- 电脑散热器；
- 洗衣机的发动机；
- 汽车发电机。
后一种选择最常使用，因为它有很多优点，而且对许多人来说也是最实惠的。
基于汽车发电机的风电场的优势：
- 施工速度；
- 廉价;
- 可维护性；
- 安静的工作；
- 同步（输出稳定电压）；
- 使用标准 12 伏电池的能力。
至于缺点，只有三个：
- 这种类型的风力发电机需要高达 2000 rpm 的高速，因此它不如专用设备可靠。
- 车辆发电机的保修期约为 4,000 小时。鉴于此，很容易猜测风力涡轮机将需要每年维修一次。但是，在这种情况下，您不必花费太多，您可以简单地更换发生故障的设备。
- 许多发电机都有电磁励磁，这会降低效率（大约 15% 的能量落在励磁线圈上）。
风力涡轮机维护
与任何其他设备一样，风力发电机需要技术控制和维护。为了风车的顺利运行，定期进行以下工作。
风力发电机方案
- 集电器最需要关注。发电机刷每两个月需要清洁、润滑和预防性调整。
- 在叶片出现故障（车轮颤抖和不平衡）的第一个迹象时，将风力发电机降低到地面并进行维修。
- 每三年一次，金属部件涂上防腐漆。
- 定期检查电缆的紧固和张力。
现在安装完成了，你可以连接电器和用电了。至少只要有风。
返工过程的分步说明
只需几个简单的步骤即可重建汽车交流发电机
- 第一步。用非磁性材料（如钛）制作与旧轴相似的新轴。
- 第 2 步。将振荡器定子重绕，增加七次圈数，并减小直径。这对于增加低速时的能量产生是必要的。
- 第三步。您可以用铝桶制作新转子，将其分成 4 个叶片，也可以从水管中切出。用螺栓连接到发电机。
- 第 4 步。例如，从管子上安装绷带，然后粘上一对交替磁极的钕磁铁。
制作风轮
需要知道风的强度、发电机的运行速度及其最大阻力。考虑到初始数据，选择风轮的类型、叶片的数量和几何形状及其位置。轴可以垂直或水平放置，根据叶片的类型，设备有叶片、转盘和滚筒。每种类型都有自己的长处和短处。计算复杂，轮面的功将取决于风的动能。
- 风向与轴线重合；
- 最小宽度的叶片，但数量无限大；
- 空气沿着叶片不断循环流动，它们的阻力为零；
- 角速度趋于无穷大，损失流速不变。
理想的指标无法达到，但必须努力争取。建议刀片由轻质、耐用和耐候的材料制成。最好的选择是铝合金钣金。几何形状是根据每个特定情况的计算数据选择的。
如何制作风力发电机？
- 第一阶段是转子的准备。取一个金属容器（锅、桶）。使用标记和卷尺，标记四个相同的部分。用金属剪刀或研磨机将容器切成刀片，不要切割到末端。刀片在边缘略微弯曲，因此转速增加。刀片不能使用薄壁锡材料或镀锌容器 - 这些材料在负载下会变形和发热。
- 确定滑轮旋转的方向。向右和向左旋转它。通常皮带轮顺时针旋转，但也可以逆时针旋转。
- 将转子连接到发电机。使用钻头，在水箱底部和发电机皮带轮上钻孔。它们必须是对称的，以免在叶片运动过程中出现不平衡。用适当直径的螺栓将带有叶片的容器连接到发电机（滑轮）上。
- 由此产生的装置被放置在一个桅杆上，该桅杆由库存的旧管制成。如果距离建筑物 30 m 处有建筑物，则必须增加桅杆的高度。它必须比这些建筑物高1 m，这样风车才能更好地工作，因为风不会有任何障碍。我们用金属夹固定它。
- 然后安装电线并组装闭合电路。所有触点都连接到相应的连接器。接线固定在桅杆上。
- 在最后阶段，连接逆变器、电池、仪表和照明。逆变器和电池应使用电缆（3 平方毫米和 1 米尺寸）连接，其余部分直径为 2 平方毫米就足够了。
自制风力发电机 从汽车发电机 准备好。
可以用什么制作？
任何风电场模型的主要元素都是电动发电机。它像电机一样工作 - 直流电或交流电使安装的转子（以及轴）旋转。反过来工作 - 作为发电机 - 也是可能的。
在用作发电机的电动机中，有集电刷、无刷异步电动机和步进电动机。正是这三种类型的电机深受用自己的双手组装风力涡轮机的业余爱好者的欢迎。
在集电极电机中，转子绕组（电枢）位于定子磁铁的恒定磁场中。当这种电动机的轴与电枢解绞时，从这种电动机的端子上去除的恒定电压通过电刷从电枢的载流触点传输。刷子本身就是这种引擎的弱点——它们很快就会耗尽资源。通常，这种发电机处于恒定负载下；当电枢移动时，电刷会产生火花。这种装置连续运行几天会完全磨损刷子，因此需要更换刷子。
最好的选择是无刷电机。在其中，带有磁铁的转子在定子绕组之间的空间中旋转。绕组本身保持静止，不需要滑动触点
由于这种简单的解决方案，安装可以工作数十年 - 重要的是每个季节或每六个月润滑一次发动机轴承，这些轴承负责理想的、无间隙的转子旋转。几乎每个“自己动手”的家庭都可以使用基于无刷电机（异步或步进电机）的流行解决方案
异步电机用于电动工具——例如，磨床。步进器可以在各种各样的设备中找到——从自行车电机轮到打印机的机械驱动器或磁盘驱动器。
用于打孔机、磨床、螺丝刀、电动拼图和电动刨床的可变刷电机与众不同。它们的缺点是需要移除刷子并在转子上为钕磁铁开槽。结果，现有绕组中仅保留了定子绕组 - 转子绕组被完全移除。
由风扇制成的风力发电机需要将转子加工成钕磁铁。家用风扇电机的设计并非旨在通过旋转转子来接收电流。计算机冷却器（芯片冷却器）属于相同的变化 - 系统单元的风扇 个人电脑或笔记本电脑.
拖拉机或汽车发电机使用由汽车电池供电的附加励磁绕组。例如，为了使发电机产生 135 安培的交流电，电压为 15 伏，励磁的转子绕组在打开点火装置后消耗 3 A 的直流电，电压为 12.6- 14 V. 发电机的主要能源仍然是运行汽油、柴油或甲烷/丙烷的内燃机的曲轴。拖拉机或汽车发电机将需要拆除励磁绕组并安装钕磁铁。
设备维护
要使风车多年不间断地工作，就必须进行定期的技术控制和维护。
- 每 2 个月清洁、润滑和调整集电器一次。
- 如果在旋转过程中出现振动和不平衡，请修复叶片。
- 每 3 年一次，在金属元件上涂上防腐漆。
- 检查和调整桅杆锚和电缆。
设备的效率受安装风力发电机的区域（荒地、有风）的影响。但无论如何，拥有这种独立于固定电源的能源永远不会是多余的。
完成风力涡轮机组装
对于发电机框架的制造，使用型材管，用于尾部 - 镀锌板。旋转轴的设计由一个带有两个轴承的管子组成。发电机安装在桅杆上时，桅杆与叶片之间的距离至少为 25 厘米。为确保安全组装和安装，所有工作都应在平静的天气中进行。强风会使叶片弯曲，它们会在桅杆上折断。
如果计划使用电池为通过 220 伏网络运行的消费者供电，那么在这种情况下，将有必要安装一个执行电压转换的逆变器。电池容量的选择取决于发电机的技术特性。该指标受该地区风速、联网消费者总功率和使用频率的影响。
为了防止电池在过度充电的影响下发生故障，需要使用电压控制器，可以自制或工厂制造。完成的风力发电机必须定期维修和及时的定期维护。
车载逆变器从12到220
电磁发电机
发电机用 ATS
交流发电机：工作原理
特斯拉发电机
发电机装置：工作原理
给电池充电
发电机并不总是对电池充电不足，它经常发生在发生过充电时，即发电机组产生的电压超过规定的规范。通常，过度充电的原因是电压调节器出现故障，它不能正常工作，并且在电池充满电时发电机继续产生电流。
在不从汽车上拆下发电机的情况下，以与充电不足相同的方式检查继电器调节器，只是在这种情况下，万用表显示负载打开时车载网络的电压超过 14.7 V（读数可以更高，例如，甚至超过 17 伏）。持续充电很危险，因为它：
- 电解液开始在电池组中沸腾；
- 电池铅板外露；
- 发生硫酸化（极板破坏），电池无法使用；
- 由于电压升高，灯泡可能会烧坏，电气设备会出现故障，保险丝会烧毁。
仍然存在电池爆炸的危险，这是由于沸腾的电解液堵塞了电池罐塞上的孔而发生的。
在 Classic 系列的许多 VAZ 汽车上（特别是在 VAZ-2106 上），电压继电器很容易改变，因为它单独位于汽车前挡泥板旁边。VAZ-2105 和 2107 型的继电器调节器位于发电机本身，拿起来有点困难，但更换也很容易。
制作风轮
叶片可能是风力涡轮机中最重要的部分。设备其余组件的操作将取决于设计。它们由不同的材料制成。甚至来自塑料下水道。来自管道的叶片易于制造，价格便宜且不受水分的影响。风力发电机的制造过程如下：
- 有必要计算刀片的长度。管道直径应等于总进尺的 1/5。例如，如果刀片有一米长，那么直径为 20 厘米的管道就可以了。
- 我们用拼图将管道切割成 4 部分。
- 我们从一个部分制作一个机翼，它将作为切割后续刀片的模板。
- 我们用磨料磨平边缘的毛刺。
- 刀片固定在铝制圆盘上，带有用于紧固的焊接条。
- 接下来，将发电机拧到这个圆盘上。
组装完成后，需要对风轮进行平衡。它水平固定在三脚架上。手术在一个隔绝风的房间内进行。如果平衡正确，则轮子不应移动。如果刀片自行旋转，则需要将它们磨尖以平衡整个结构。
只有在成功完成此程序后，您才应继续检查叶片的旋转精度，它们应在同一平面上旋转而不会倾斜。允许 2 毫米的误差。
安装合法性
输出功率不超过 75 kW 的装置不被禁止安装在自己的领土上，也不需要批准（俄罗斯内阁法令中规定的事实）。
如果您需要安装工业或商业类型的强大发电机，那么您将需要与场地基础和围栏的创建相关的特殊培训 - 这已经被认为是基本建设。
建议在安装 VEL 之前阅读当地有关能源和公用事业的法律。不同的地区可能有自己的规则。
发电机选择
创建自己制作的发电机需要并非每个人都具备的技能。例如，转动工作。因此，有必要考虑获得可用于风力涡轮机的工厂设备的问题。
类型和特点：
- 交流发电机（异步）很容易找到并适用于风力涡轮机。缺点 - 功率不足，安装过程中需要修改设备。
- 直流发电机在低速下工作得很好，几乎不需要修改。缺点 - 很难找到大功率的发电机。
- 异步发电机花很少的钱购买发电机不是问题，但是这种发电机在高轴速下无效，并且内阻限制了它们的功率。
发电机根据输出的相数分为两种类型。单相发电机设计简单，但在高负载下会产生强烈的振动并且会发出嗡嗡声。三相设备没有这些缺点，并且在某些模式下它们的工作效率更高。
桅杆安装特点
大多数情况下，桅杆由金属坯料制成 - 或者采用复杂框架的形式（用于大型和强大的安装），或者使用一根挖入地下的管道（圆形/方形截面）。在这两种情况下，建议使用 3-4 根拉线加固桅杆。
如何用自己的双手安装风力发电机
当所有组件都准备好后，您应该等待天气平静安装风力发电机。要在房子的屋顶上安装风车，您必须执行一些操作：
自己动手做风力发电机的详细接线图
- 在风向标的基础上，用夹子加固了自动拖拉机发电机。
- 桅杆安装在距地面1.5-2米处，风向标用轴承上的主螺栓固定。
- 直到螺栓完全固定，将电线从发电机穿过螺栓，从管道内部到下出口点。
- 在风向标底部的下方，安装了一个限制器，借助该限制器，风向标可以 360° 旋转。
- 桅杆完全升起并用电缆支架固定。
- 将电缆的末端连接到接收设备（通常通过转换器连接到电池）。
组装好的风力发电机。仍然有很多单独的部件需要改进，以便风力发电机开始用廉价的电力让房子高兴。
自己动手制作风力发电机叶片的原则
通常，主要困难是确定最佳尺寸，因为其性能取决于风力涡轮机叶片的长度和形状。
材料和工具
以下材料构成了基础：
- 胶合板或其他形式的木材；
- 玻璃纤维板；
- 轧制铝材；
- PVC管材，塑料管道用部件。
DIY风力涡轮机叶片
例如，选择一种修复后以残留物形式存在的物质。对于它们的后续处理，您将需要用于绘图的记号笔或铅笔、拼图、砂纸、金属剪刀、钢锯。
绘图和计算
如果我们谈论的是性能不超过50瓦的小功率发电机，则根据下表为它们制造一个螺钉，它能够提供高速。
接下来，计算一个低速三叶螺旋桨，它具有较高的起步率。该部分将全面服务于性能达到100瓦的高速发电机。螺杆与步进电机、低压小功率电机、弱磁汽车发电机配套使用。
从空气动力学的角度来看，螺旋桨图纸应该是这样的：
用塑料管生产
下水道 PVC 管被认为是最方便的材料；最终螺杆直径可达 2 m，适合直径达 160 mm 的工件。该材料易于加工、成本低廉、无处不在且丰富的已开发图纸、图表
选择优质塑料以防止刀片开裂很重要。
最方便的产品，就是一个光滑的天沟，只需要按照图纸切割即可。这种资源不怕暴露在潮湿环境中，而且对护理要求不高，但在低于零的温度下会变脆。
用铝坯制造刀片
这种螺钉的特点是耐用性和可靠性，它们可以抵抗外部影响并且非常耐用。但请记住，结果它们变得更重，与塑料的相比，这种情况下的车轮经过严格的平衡。尽管铝被认为具有很强的延展性，但使用金属需要方便的工具和最低限度的操作技能。
材料供应的形式会使过程复杂化，因为普通的铝板只有在赋予工件特征轮廓后才能变成刀片；为此，必须首先创建一个特殊的模板。许多新手设计师首先沿着心轴弯曲金属，然后他们继续标记和切割毛坯。
由铝坯制成的刀片
铝制叶片对负载具有很高的抵抗力，不会对大气现象和温度变化做出反应。
玻璃纤维螺丝
它是专家的首选，因为材料反复无常且难以加工。测序：
- 剪下一个木制模板，用胶泥或蜡擦拭 - 涂层应该排斥胶水；
- 首先，制作工件的一半 - 模板涂上一层环氧树脂，玻璃纤维铺在上面。快速重复该过程，直到第一层有时间干燥。因此，工件获得所需的厚度；
- 以类似的方式执行下半场；
- 当胶水变硬时，两半都可以用环氧树脂连接，仔细打磨接头。
末端配有套筒，产品通过该套筒连接到轮毂。
如何用木头制作刀片？
由于产品的特定形状，这是一项艰巨的任务，此外，螺杆的所有工作元件最终应该是相同的。该解决方案的缺点还在于需要对工件进行后续的防潮保护，为此它被涂漆、浸渍油或干性油。
木材不宜用作风轮材料，因为它容易开裂、翘曲和腐烂。由于它快速给予和吸收水分，即改变质量，任意调整叶轮的平衡，这对设计效率产生负面影响。
设备类型
迄今为止，有几个迹象表明可以将手工制造或购买的风力发电机分成几组。
不同之处可能在于螺旋桨的叶片数量。制造这些刀片的材料也起着重要作用。它可以根据旋转轴相对于地球表面的位置分为不同的组。最后一个是螺丝的螺距符号。
迄今为止，您可以找到具有一个、两个或三个刀片的型号，并且可能还有多刀片设备。多叶片的一个显着特点是它们即使在微风中也会旋转。但是，值得注意的是，如果转动过程本身比发电更重要，则更经常使用这种用于私人住宅的风力发电机。换句话说，例如，它可以用来从深井中提水。
刀片本身可以有两种类型 - 刚性或帆。区别在于用于组装的材料。帆船不太耐用，通常由金属或玻璃纤维制成。此外，它们比刚性的便宜得多，但同时它们必须经常更换或修理，因为它们不太耐用。
至于旋转轴位置的差异，那么自然只能有两种类型 - 水平和垂直。他们每个人都有其积极的品质。叶片的水平布置提供了更多的功率输出，垂直布置将使它们能够响应几乎任何轻微的风。在一个步骤的基础上，模型可以是固定的或可变的。用自己的双手制作具有可变间距的家用风力发电机非常困难，但在这种情况下，可以调整叶片的旋转速度。在这种情况下，固定结构更简单、更可靠。
家庭风电场如何选择发电机？
从汽车
- 优点：不贵，很容易找到，已经完全组装好了。
- 缺点：运行需要较高的转速，因此需要加装滑轮。非生产性的。
价格：取决于汽车的型号和品牌。
自制发电机
- 优点：整套成本不高，生产率相当好，相对于汽车发电机，只要装配得当，就可以获得大功率，非常坚固且坚不可摧的装配。
- 缺点：对于未经培训的人来说，这是一项非常困难的工作，需要在车床上加工。
价格：取决于您购买的备件和标称的所需功率。
交流，异步
- 优点：成本不高，很容易找到和购买，改装成风车不难，低速时的生产力非常好。
- 缺点：最大功率有限，由于机组有内阻，在叶片高速运转时，发电机不能产生足够的电能安装在风车上，必须在车床上加工。
价格：一千卢布起。
直流电
- 优点：简单明了的设计，已经组装好并可以使用，在低速下工作得很好。
- 缺点：很难找到所需功率的发电机，因为小机组不产生所需的功率，非常好色。
价格：7千卢布起。
带永磁体
- 优点：效率非常高，可以得到很大的功率，设计坚固稳定。
- 缺点：如果你自己做，那么一个非常复杂的项目，它需要在车床上加工。
价格：对于 500 W 的设计，它在 14 - 15,000 卢布左右波动。
低速
- 优点：易于使用，成本低，在低转速下运行良好。
- 缺点：不能高速工作，动力弱。
价格：约一万卢布。
异步
- 优点：便宜，容易找到，不难转换成风车，在低速时效果很好。
- 缺点：内阻限制功率，高速时效率低。
价格：本产品品种非常丰富，价格在5千卢布左右上下浮动，最高可达50万，价格区间以功率为导向。
赋予人类能量的化石很快就会枯竭，我们需要寻找出路。这些输出之一是风力发电机。它的建造和安装成本很高，但是，现在安装它，您就可以为您的孩子提供一个光明的未来。
工作前的准备工作
在开始工作之前，您需要决定要制造哪种设备，因为有几种类型的风力涡轮机：
- 旋转；
- 轴向，在磁铁上等。
有两个轴位置：
- 水平 - 最常见，这种类型的效率是 2 倍；
- 垂直 - 安装在底部，因为它有很多重量。并且下方的风更安静2倍，因此设备的功率降低了8倍，优点是噪音小，使用方便。
无论哪种结构，对于自制风力发电机的制造，您都应该储备：
- 汽车发电机；
- 电压表；
- 电池充电继电器；
- 交流电压调节器；
- 制造叶片的材料；
- 酸或氦电池；
- 一个用于封闭电线的盒子；
- 容量（不锈钢锅或铝桶）；
- 12伏开关；
- 电力三芯电缆（截面不小于 2.5 mm2）；
- 旧水管（直径不小于15 mm，长度7 m）；
- 充电灯；
- 四个带螺母和垫圈的螺栓；
- 用于固定的金属夹。
此外，您需要有专门的工作工具：
- 带圆盘的磨床；
- 标记；
- 螺丝刀;
- 钻和钻；
- 金属剪刀；
- 一套扳手；
- 不同编号的气钥匙；
- 剪线钳；
- 轮盘赌。
从中心制造
所有选项中最广为人知的是通常用于风车的自制磁盘发电机，它是使用钕磁铁制成的。它的主要优点是：易于组装，不需要特殊知识，能够不遵守确切的参数。即使犯了错误，这也不可怕，因为无论如何，电是由风车产生的，随着练习的到来，它可以被带到脑海中。
因此，首先我们需要准备组装风力涡轮机的主要元件：
- 中心;
- 刹车盘；
- 钕磁铁 30x10 毫米；
- 直径为 1.35 毫米的涂漆铜线；
- 胶水;
- 胶合板；
- 玻璃纤维；
- 环氧树脂或聚酯树脂。
自制的盘式发电机是在 VAZ 2108 的轮毂和两个制动盘的基础上制造的。可以肯定地说，几乎所有车主都会在车库里找到汽车的这些部件。
Neomagnets 可以以任何形状使用。尝试以最小的元素之间的间隙完全填充整个轮子。需要缠绕线圈，使总匝数在 1000-1200 范围内。这将使发电机能够在 200 rpm 时产生 30 V 和 6 A 的电流。将它们做成椭圆形而不是圆形也会好得多。得益于此解决方案，风力发电机将变得更加强大。
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至于我们未来的风车发电机的定子，它的厚度一定要小于磁铁的尺寸，例如，如果磁铁是10毫米厚，那么定子最好做成8毫米（留1毫米间隙） .磁盘的尺寸必须大于磁铁的厚度。问题是所有的磁铁都通过铁相互供电，为了让所有的能量都进入有用的工作，必须满足这个条件。如果考虑到这一点，用自己的双手制作发电机，可以稍微提高其效率。
