Как да направите стъпков двигател със собствените си ръце. Как работи стъпковият двигател? Как работи стъпковият двигател

Докато карах велосипед покрай летни вили, видях работещ вятърен генератор:

Големите остриета се въртяха бавно, но сигурно, флюгерът ориентираше устройството по посока на вятъра.
Исках да внедря подобен дизайн, макар и неспособен да генерира достатъчно мощност за захранване на "сериозни" консуматори, но все пак работещ и например зареждане на батерии или захранване на светодиоди.

Стъпкови двигатели

Една от най-ефективните опции за малка домашна вятърна турбина е използването стъпков мотор(ШД) (инж. стъпков (стъпков, стъпков) двигател) - в такъв двигател въртенето на вала се състои от малки стъпки. Намотките на стъпковия двигател са във фаза. При подаване на ток към една от фазите, валът се движи с една стъпка.
Тези двигатели са ниска скорости генератор с такъв двигател може да бъде свързан без редуктор към вятърна турбина, двигател на Стърлинг или друг източник на енергия с ниска скорост. Когато се използва като генератор на конвенционален (колекторен) двигател постоянен токза постигане на същите резултати ще е необходима 10-15 пъти по-висока скорост.
Характеристика на shagik е доста висок стартов въртящ момент (дори без електрически товар, свързан към генератора), достигащ 40 грама сила на сантиметър.
Коефициент полезно действиегенератор със стъпков двигател достига 40%.

За да проверите функционалността на стъпковия двигател, например, може да се свърже червен светодиод. Като завъртите вала на двигателя, можете да наблюдавате светенето на светодиода. Поляритетът на свързването на светодиода няма значение, тъй като двигателят генерира променлив ток.

Съкровище от толкова мощни двигатели са петинчовите флопи устройства, както и старите принтери и скенери.

Двигател 1

Например, имам стъпков двигател от старо 5,25 ″ устройство, което все още беше в експлоатация ZX Спектър- съвместим компютър "Байт".
Такова задвижване съдържа две намотки, от краищата и средата на които се правят заключения - общо се отстранява от двигателя шестпроводници:

първа намотка (англ. намотка 1) - синьо (англ. син) и жълто (англ. жълто);
втора намотка (англ. намотка 2) - червено (англ. червен) и бяло (англ. бяло);
кафяв (рус. кафяво) проводници - проводници от средните точки на всяка намотка (инж. централни кранове).

разглобен стъпков двигател

Отляво се вижда ротора на мотора, на който се виждат "райестите" магнитни полюси - северен и южен. Вдясно е намотката на статора, която се състои от осем намотки.
Съпротивлението на половината намотка е ~ 70 ома.

Използвах този двигател в оригиналния дизайн на моята вятърна турбина.

Двигател 2

По-малко мощният на мое разположение стъпков мотор T1319635фирми Epoch Electronics Corp.от скенера HP Scanjet 2400То има петзаключения (униполярен двигател):

първа намотка (англ. намотка 1) - оранжево (англ. оранжево) и черен (англ. черен);
втора намотка (англ. намотка 2) - кафяв (англ. кафяво) и жълто (англ. жълто);
червено (англ. червен) проводник - щифтове, свързани заедно от средата на всяка намотка (инж. централни кранове).

Съпротивлението на полунамотката е 58 ома, което е посочено на корпуса на двигателя.

Двигател 3

В подобрената версия на вятърната турбина използвах стъпков двигател Robotron SPA 42 / 100-558произведени в Германската демократична република и проектирани за напрежение 12 V:

Вятърна турбина

Има два варианта за разположение на оста на работното колело (турбина) на вятърния генератор - хоризонтална и вертикална.

Предимството хоризонтален(най - известен) местоположениеоста, разположена по посока на вятъра, е по-ефективно използване на вятърната енергия, недостатъкът е сложността на дизайна.

аз избирам вертикално разположениебрадви - VAWT (вятърна турбина с вертикална ос), което значително опростява дизайна и не изисква ориентация на вятъра ... Тази опция е по-подходяща за покривен монтаж, много по-ефективна е в условия на бързи и чести промени в посоката на вятъра.

Използвах тип вятърна турбина, наречена вятърна турбина Savonius. Вятърна турбина Savonius). Изобретен е през 1922 г Сигурд Йоханес Савоний) от Финландия.

Сигурд Йоханес Савоний

Работата на вятърната турбина Savonius се основава на факта, че съпротивлението (инж. плъзнете) към падащия въздушен поток - вятърът на вдлъбнатата повърхност на цилиндъра (лопатката) е по-голям от изпъкналия.

Коефициенти на аеродинамично съпротивление (Английски коефициенти на съпротивление) $ C_D $

двуизмерни тела:
вдлъбната половина на цилиндъра (1) - 2,30
изпъкнала половина на цилиндъра (2) - 1,20
плоска квадратна плоча - 1,17
триизмерни тела:
вдлъбната куха полусфера (3) - 1,42
изпъкнала куха полусфера (4) - 0,38
сфера - 0,5
Тези стойности са дадени за числата на Рейнолдс (англ. числа на Рейнолдс) в диапазона $ 10 ^ 4 - 10 ^ 6 $. Числото на Рейнолдс характеризира поведението на тялото в среда.

Силата на съпротивление на тялото спрямо въздушния поток $ (F_D) = ((1 \ над 2) (C_D) S \ rho (v ^ 2)) $, където $ \ rho $ е плътността на въздуха, $ v $ е скорост на въздушния поток, $ S $ - площ на напречното сечение на тялото.

Такава вятърна турбина се върти в една и съща посока, независимо от посоката на вятъра:

Подобен принцип на работа се използва в чашовия анемометър (англ. чаша анемометър)- устройство за измерване на скоростта на вятъра:

Такъв анемометър е изобретен през 1846 г. от ирландския астроном Джон Томас Ромни Робинсън ( Джон Томас Ромни Робинсън):

Робинсън вярвал, че чашите в неговия анемометър с четири чаши се движат със скорост, равна на една трета от скоростта на вятъра. В действителност тази стойност варира от две до малко повече от три.

В момента за измерване на скоростта на вятъра се използват анемометри с три чаши, разработени от канадския метеоролог Джон Патерсън ( Джон Патерсън) през 1926 г.:

Генератори на DC четкови двигатели с вертикална микротурбина се продават на eBayза около $5:

Такава турбина съдържа четири лопатки, разположени по две перпендикулярни оси, с диаметър на работното колело 100 mm, височина на лопатката 60 mm, дължина на хордата 30 mm и височина на сегмента 11 mm. Работното колело е монтирано на вала на DC микромотор с маркировката JQ24-125H670... Номиналното захранващо напрежение на такъв двигател е 3 ... 12 V.
Енергията, генерирана от такъв генератор, е достатъчна за светенето на "бял" светодиод.

Скорост на въртене на вятърната турбина Savonius не може да надвишава скоростта на вятъра , но в същото време такава конструкция се характеризира с висок въртящ момент (англ. въртящ момент).

Ефективността на вятърната турбина може да бъде оценена чрез сравняване на мощността, генерирана от вятърната турбина, с мощността, съдържаща се във вятъра, който духа през турбината:
$ P = (1 \ над 2) \ rho S (v ^ 3) $, където $ \ rho $ е плътността на въздуха (около 1,225 kg / m3 на морското равнище), $ S $ е пометената площ на турбина (англ. пометена площ), $ v $ е скоростта на вятъра.

Моята вятърна турбина

Опция 1

Първоначално работното колело на моя генератор използва четири остриета под формата на сегменти (половинки) от цилиндри, изрязани от пластмасови тръби:

Размери на сегмента -
дължина на сегмента - 14 см;
височина на сегмента - 2 см;
дължината на хордата на сегмента е 4 см;

Монтирах сглобената конструкция върху доста висока (6 м 70 см) дървена мачта от бар, прикрепена с самонарезни винтове към метална рамка:

Вариант 2

Недостатъкът на генератора беше доста високата скорост на вятъра, необходима за въртене на лопатките. За да увелича площта на повърхността, използвах остриета, изрязани от пластмасови шишета:

Размери на сегмента -
дължина на сегмента - 18 см;
височина на сегмента - 5 см;
дължина на акорда на сегмента - 7 см;
разстоянието от началото на сегмента до центъра на оста на въртене е 3 cm.

Вариант 3

Здравината на държачите на остриетата се оказа проблем. Първо използвах 1 мм перфорирани алуминиеви ленти от съветски детски дизайнер. След няколко дни експлоатация силни пориви на вятъра доведоха до счупване на дъските (1). След този провал реших да изрежа държачите на ножчетата от платка с фолио (2) с дебелина 1,8 мм:

Якостта на огъване на печатната платка, перпендикулярна на плочата, е 204 MPa и е сравнима с якостта на огъване на алуминия - 275 MPa. Но модулът на еластичност на алуминия $ E $ (70 000 MPa) е много по-висок от този на текстолита (10 000 MPa), т.е. тексолитът е много по-еластичен от алуминия. Това според мен, като се има предвид по-голямата дебелина на текстолитните държачи, ще осигури много по-голяма надеждност на закрепване на лопатките на вятърния генератор.
Ветрогенераторът е монтиран на мачта:

Пробната експлоатация на новата версия на вятърната турбина показа нейната надеждност дори при силни пориви на вятъра.

Недостатъкът на турбината на Савониус е ниска ефективност - само около 15% от енергията на вятъра се преобразува в енергия на въртене на вала (това е много по-малко, отколкото може да се постигне с вятърна турбина Дария(англ. Вятърна турбина Darrieus)), използвайки лифт (англ. вдигам). Този тип вятърна турбина е изобретен от френския авиоконструктор Жорж Дарие. (Жорж Жан Мари Дарие) -Патент на САЩ от 1931 г. № 1,835,018 .

Жорж Дарие

Недостатъкът на турбината Darrieus е, че има много лош самостарт (за да генерира въртящ момент от вятъра, турбината трябва вече да е завъртяна).

Преобразуване на електричество, генерирано от стъпков двигател

Изводите на стъпковия двигател могат да бъдат свързани към два мостови токоизправителя, сглобени от диоди на Шотки, за да се намали спада на напрежението в диодите.
Могат да се използват популярни Шотки диоди 1N5817с максимално обратно напрежение 20 V, 1N5819- 40 V и максимален преден среден изправителен ток от 1 A. Свързах изходите на токоизправителите последователно, за да увелича изходното напрежение.
Възможно е също да се използват два токоизправителя със средна точка. Такъв токоизправител изисква наполовина по-малко диоди, но в същото време изходно напрежениесе намалява наполовина.
След това напрежението на пулсациите се изглажда с помощта на капацитивен филтър - кондензатор 1000 μF 25 V. За да се предпази от повишено генерирано напрежение, паралелно на кондензатора е свързан ценеров диод от 25 V.

схема на моята вятърна турбина

електронен блок на моя вятърен генератор

Приложение на вятърни турбини

Напрежението, генерирано от вятърния генератор, зависи от величината и постоянството на скоростта на вятъра.

Когато вятърът люлее тънките клони на дърветата, напрежението достига 2 ... 3 V.

С вятъра, люлеещ дебели клони на дървета, напрежението достига 4 ... 5 V (при силни пориви - до 7 V).

СВЪРЗВАНЕ С JOULE КРАДЦА

Изгладеното напрежение от кондензатора на вятърния генератор може да се подава на - ниско напрежение DC-DCконвертор

Стойност на резистора Рсе избира експериментално (в зависимост от вида на транзистора) - препоръчително е да се използва променлив резистор от 4,7 kOhm и постепенно да се намали съпротивлението му, като се постигне стабилна работаконвертор.
Сглобих такъв преобразувател на базата на германий pnp-транзистор GT308V ( VT) и импулсен трансформатор MIT-4V (намотка L1- заключения 2-3, L2- заключения 5-6):

ЗАРЯД НА ЙОНИСТОРИТЕ (СУПЕРКОНДЕНЗАТОРИ)

Суперкондензатор (суперкондензатор) суперкондензатор) е хибрид на кондензатор и химичен източниктекущ.
суперкондензатор - неполярниелемент, но една от клемите може да бъде маркирана със "стрелка" - за да се посочи полярността на остатъчното напрежение, след като е заредено фабрично.
За първоначалното изследване използвах суперкондензатор с капацитет 0,22 F за напрежение 5,5 V (диаметър 11,5 mm, височина 3,5 mm):

Свързах го през диод към изхода през германиевия диод D310.

За да ограничите максималното напрежение на зареждане на суперкондензатора, можете да използвате ценеров диод или верига от светодиоди - аз използвам верига от двечервени светодиоди:

За да се предотврати разреждането на вече зареден суперкондензатор през ограничителните светодиоди HL1и HL2Добавих още един диод - VD2.

Следва продължение

Имах стъпков мотор, който лежеше наоколо и реших да се опитам да го използвам като генератор. Двигателят е свален от стар матричен принтер, надписите върху него са както следва: EPM-142 EPM-4260 7410. Мотора е еднополюсен, което означава, че този мотор има 2 намотки с кран от средата, съпротивлението на намотките бяха 2х6 ома.

Тестът изисква друг двигател за въртене на степера. Конструкцията и монтажа на двигателите са показани на фигурите по-долу:

Загубих ролката от двигателя, така че сложих пастата ...

Плавно стартираме двигателя, така че гумената лента да не излети. Трябва да кажа, че при високи скорости все още лети, така че не вдигна напрежението над 6 волта.

Свързваме волтметър и започваме да тестваме, първо измерваме напрежението.

Настроихме напрежението на PSU на около 6 волта, докато двигателят консумира 0,2 ампера, за сравнение, двигателят изяде 0,09 A на празен ход

Мисля, че няма нужда да обяснявам нищо и всичко е ясно от снимката по-долу. Напрежението беше 16 волта, скоростта на въртящия се двигател не е голяма, мисля, че ако го завъртите по-силно, можете да изстискате всичките 20 волта ...

Свързваме чрез диоден мост (и не забравяйте кондензатора, в противен случай можете да изгорите светодиодите) лента със супер ярки светодиоди, чиято мощност е 0,5 вата.

Настройваме напрежението на малко по-малко от 5 волта, така че стъпковият двигател след моста да издава около 12 волта.

Блести! В същото време напрежението падна от 12 волта на 8 и двигателят започна да се върти малко по-бавно. Ток на късо съединение без led лентабеше 0.08A - да напомня, че мотора за развиване НЕ работеше пълна мощност, и не забравяйте за втората намотка на стъпковия двигател, просто е невъзможно да ги успоредите и не исках да сглобявам веригата.

Мисля, че можете да направите добър генератор от стъпков двигател, да го прикрепите към велосипед или да направите вятърен генератор на негова основа.

Ти изобщо разбираш ли какво пишеш? Или пишеш, за да подкрепиш човек в начинанията му и той, похарчил пари за компоненти за системата си, се оказа с абсолютно неработещо нещо? Отговаряш: "Двигателя, като генератор ще пасне" - да, ще, но откъде взе 1.1-1.5A? При какво напрежение? При каква скорост на въртене на ротора? След това пишете: "Стандартът за мощност на 1m лента, като, 5W ..." - тук няма стандарт за мощност, а лентите са около 5W и около 14W, и около 7W на метър и т.н., и това е много голям спред. Продължаваме: "Тъй като сте се навили толкова много, може да е достатъчно да заредите батерията" - това, като цяло, какво означава това? Фактът, че колкото по-сложна, сложна и сложна е схемата, толкова по-голяма е нейната възвръщаемост и ефективност? Пълни глупости. За да заредите 12V батерия на мотоциклет, имате нужда от около 14-15V при ток от около 0,6-0,7A (за капацитет от около 7A / h). Сигурни ли сте, че системата е в състояние да произвежда такива параметри за дълго време? В крайна сметка, за да заредите разреден акумулатор на мотоциклет, 2-3 часа не са достатъчни. И ти мислиш ли, че можеш да зареждаш от 18V? Да, можете, но електролитът ще изпари след седмица, ако не и по-рано, и плочите ще поръсят. Добра препоръка! Те са непретенциозни при зареждане - това не означава, че могат да се зареждат с всяко напрежение. След това пишете: "Ще бъде много страхотно, защото изведнъж забравих да изключа светлината и батерията седна още преди да има време да се зареди" - кажете, сякаш батерията се зарежда само през дневните часове))) Това е вятърна турбина, а не слънчева батерия. При правилно работеща система, при постоянен вятър, батерията изобщо не трябва да се разрежда, дори ако сте забравили да изключите светлината. Но самата идея за фотоклетка е добра от гледна точка на автоматизацията. Следващо: LED лентата вероятно ще работи, както казвате, а при 30 волта обаче колко време? Съпротивленията ограничават тока, да, но той ще се увеличи пропорционално на увеличаването на напрежението, а не ще остане постоянен! Диодите не обичат много да превишават работния ток. Така че резултатът е известен: прегряване на диодите и в резултат на това рязко намаляване на експлоатационния живот или тяхната повреда е изключително бърза. След това пишете: "Капацитетът също не е критичен, добавете още 1 филмов кондензатор за 1 микрофарад" - за какво? Това филтър за шум ли е? Защо тогава 1mkF? И защо изобщо има филтър? И ако не филтър, а елемент за изглаждане на пулсации, тогава капацитетът му е критичен! Капацитетът всъщност е основният параметър на кондензатора. А 1μF е празно пространство за описана от човек система, няма да изглади нищо. Дори 1000uF, които авторът на въпросите искаше да установи, е много малко за неговата идея. Бих разбрал, ако беше 5000-7000 или дори 10000 μF, или дори повече. Накрая човекът пита дали батерията на мотоциклета е достатъчна, за да свети лентата цяла нощ, а вие отговаряте, че разбира се стига. Учихте ли физика в училище? Или още учиш? Ваше предположение с пръст в небето ли беше или поне някакво елементарно изчисление? Нека преценим много грубо: човек е написал, че иска да инсталира 10-15 м лента. Дори да вземем минималните стойности, т.е. 10m лента с мощност 5W / m, след което чрез прости изчисления получаваме 50W мощност. Разделяйки мощността на лентата на напрежението на батерията (приблизително 12.8V), получаваме тока: 50 / 12.8 = 3.9A. Капацитетът на обикновена мотоциклетна батерия е приблизително 7A / h. Че. можете да прецените колко дълго ще работи лентата от напълно заредена батерия: 7 / 3.9 = 1.79 h = 1 h 47 min., т.е. почти два часа. Това не е цялата нощ. Освен това се вземат предвид минималните параметри и ако дължината на лентата или / и нейната мощност са по-големи, времето за работа от батерията ще намалее пропорционално. Нещо такова.
Не бих написал всичко това, но факт е, че една лента струва пари, батерия и фото реле също... А това са много пари и хора, които са получили одобрение и подкрепа за идеята си в коментарите на хората, които не разбират същността и нюансите на процеса, с радост ще тичат до магазина, ще харчат пари за компоненти и в крайна сметка ще получат система, която първоначално не работи по принцип. Няма нужда да давате съвети, без да разберете въпроса!

Всяка година хората търсят алтернативни източници. Домашна електроцентрала от старата автомобилен генераторще бъде полезен в отдалечени райони, където няма връзка с общата мрежа. Тя ще може да зарежда свободно презареждащи се батерии, а също така ще осигури работата на няколко домакински уредии осветление. Къде да използвате енергията, какво ще се генерира, вие решавате, както и да я сглобите сами или да я закупите от производители, които са в изобилие на пазара. В тази статия ще ви помогнем да разберете схемата за монтаж на вятърен генератор "направи си сам" от тези материали, които всеки собственик винаги има.

Помислете за принципа на работа на вятърна електроцентрала. При бърз поток на вятъра роторът и витлата се активират, след което главният вал се задвижва, завъртайки скоростната кутия и след това настъпва генериране. Получаваме ток на изхода. Следователно, колкото по-висока е скоростта на въртене на механизма, толкова по-голяма е производителността. Съответно, когато поставяте конструкции, вземете предвид терена, релефа и познайте площите на териториите, където скоростта на вихъра е висока.

Инструкции за сглобяване от автомобилен генератор

За да направите това, ще трябва предварително да подготвите всички компоненти. Най-важният елемент е генераторът. Най-добре е да вземете трактор или автобус, той е способен да генерира много повече енергия. Но ако това не е възможно, тогава най-вероятно си струва да направите повече. слаби агрегати... За да сглобите устройството ще ви трябва:
волтметър
реле за зареждане на батерията
стомана за острие
12 волтова батерия
кутия за проводници
4 болта с гайки и шайби
скоби за закрепване

Сглобяване на устройство за 220v дом

Когато всичко, от което се нуждаете, е готово, продължете към монтажа. Всяка от опциите може да има допълнителни детайли, но те са ясно посочени директно в ръководството.
На първо място, сглобете вятърното колело - основният конструктивен елемент, защото именно тази част ще трансформира вятърната енергия в механична. Най-добре е да има 4 остриета. Не забравяйте, че колкото по-малко е числото, толкова по-механични вибрации и толкова по-трудно ще бъде балансирането им. Изработени са от ламарина или желязна цев. Те не трябва да носят същата форма, както сте виждали в старите мелници, а да приличат на типа крило. Аеродинамичното им съпротивление е много по-ниско, а ефективността е по-висока. След като с помощта на мелница изрежете вятърна мелница с остриета с диаметър 1,2-1,8 метра, тя, заедно с ротора, трябва да бъде прикрепена към оста на генератора чрез пробиване на отвори и свързване с болтове.

Сглобяване на електрическата верига

Фиксираме проводниците и ги свързваме директно към батерията и преобразувателя на напрежение. Необходимо е да използвате всичко, което в училище в уроците по физика са ви учили да бърникате при сглобяването електрическа верига... Преди да започнете разработката, помислете какъв kW ви трябва. Важно е да се отбележи, че без последваща промяна и пренавиване на статора, те изобщо не са подходящи, работната скорост е 1,2 хиляди -6 хиляди оборота в минута и това не е достатъчно за производството на енергия. Поради тази причина е необходимо да се отървете от възбуждащата бобина. За да повишите нивото на напрежението, навийте статора с тънък проводник. Обикновено получената мощност ще бъде 150-300 вата при 10 m / s. След сглобяването роторът ще се намагнетизира добре, сякаш към него е свързано захранване.

Ротационните самостоятелно изработени вятърни генератори са много надеждни в експлоатация и икономически изгодни, единственото им несъвършенство е страхът от силни пориви на вятъра. Принципът на действие е прост - вихър през лопатките кара механизма да се върти. В процеса на тези интензивни завъртания се генерира енергията, напрежението, от което се нуждаете. Такава електроцентрала е много добър начин да осигурите електричество на малка къща, разбира се, за да изпомпвате вода от кладенеца, капацитетът й няма да е достатъчен, но е възможно да гледате телевизия или да включите осветлението в всички стаи с негова помощ.

От домашен фен

Самият вентилатор може да не работи, но от него се изискват само няколко части - това е стойката и самият винт. За дизайна ви е необходим малък стъпков мотор, запоен с диоден мост, за да може да се произвежда постоянно налягане, бутилка шампоан, пластмасова водопроводна тръба с дължина приблизително 50 см, капачка за нея и капак за пластмасова кофа.

На машината се прави втулка и се фиксира в конектора от крилата на разглобения вентилатор. Тази втулка ще държи генератора. След като поправите, трябва да започнете да изработвате корпуса. Отрежете дъното на бутилката с шампоан с машина или ръчно. По време на рязане се изисква също така да се остави отвор от 10, за да се вкара в него ос, превърната от алуминиев прът. Прикрепете го с болт и гайка към бутилката. След като всички проводници са запоени, в тялото на бутилката се прави друг отвор за извеждане на същите тези проводници. Разтягаме ги и ги фиксираме в бутилка отгоре на генератора. Те трябва да съвпадат по форма и тялото на бутилката трябва надеждно да крие всичките си части.

Дръжка за нашето устройство

За да може в бъдеще да улавя ветрови потоци от различни посоки, сглобете облицовката с помощта на предварително подготвена тръба. Опашната част ще бъде подсигурена с капачка за шампоан, която се завива. В него също се прави дупка и след като поставят тапа в единия край на тръбата, я разтягат и я фиксират към основното тяло на бутилката. От друга страна, тръбата се изрязва с ножовка и крилото на опашката се изрязва от капака на пластмасовата кофа с ножица, тя трябва да има кръгла форма. Всичко, което трябва да направите, е просто да отрежете ръбовете на кофата, която я е закрепила към основния контейнер.

Прикрепяме USB изхода към задния панел на стойката и слагаме всички получени части в едно. Ще бъде възможно да монтирате радиото или да презаредите телефона чрез този вграден USB порт. Разбира се, няма силна мощност от домакински вентилатор, но все пак може да осигури осветление за една крушка.

Направи си сам вятърен генератор от стъпков двигател

Устройство, направено от стъпков двигател, генерира около 3 вата дори при ниски скорости на въртене. Напрежението може да се повиши над 12 V, което позволява зареждане на малка батерия. Като генератор може да се постави стъпков двигател от принтер. В този режим стъпковият двигател генерира променлив ток и може лесно да се преобразува в постоянен ток с помощта на няколко диодни моста и кондензатора. Можете да сглобите схемата със собствените си ръце. Стабилизаторът е инсталиран зад мостовете, в резултат на което получаваме постоянно изходно напрежение. Може да се инсталира LED за наблюдение на напрежението в очите. За да се намали загубата на 220 V, се използват диоди на Шотки за нейното коригиране.

Остриетата ще бъдат PVC тръба. Заготовката се изтегля върху тръбата и след това се изрязва с режещ диск. Обхватът на винта трябва да бъде около 50 см, а ширината трябва да бъде 10 см. Необходимо е да се шлайфа втулка с фланец до размера на SM вала. Той се натиска върху вала на двигателя и се закрепва с винтове; пластмасовите „винтове“ ще бъдат прикрепени директно към фланците. Също така извършете балансиране - парчета пластмаса се изрязват от краищата на крилата, ъгълът на наклон се променя чрез нагряване и огъване. В самото устройство се вкарва парче тръба, към което също се завинтва. Що се отнася до електрическото табло, по-добре е да го поставите отдолу и да изведете захранването към него. От стъпковия мотор излизат до 6 проводника, които отговарят на двете намотки. Те ще изискват плъзгащи пръстени за прехвърляне на електричество от подвижната част. След като свържем всички части заедно, пристъпваме към тестване на конструкцията, която ще започне обороти с 1 m / s.

Вятърна турбина от моторно колело и магнити

Не всеки знае, че вятърният генератор от моторно колело може да бъде сглобен със собствените си ръце за кратко време, основното е да се запасите с необходимите материали предварително. Роторът Savonius е най-подходящ за него, може да бъде закупен готов или самостоятелно. Състои се от две полуцилиндрични лопатки и припокриване, от което се получават осите на въртене на ротора. Изберете сами материала за техния продукт: дърво, фибростъкло или pvc тръба, което е най-простото и най-добрият вариант... Правим кръстовището на частите, където трябва да направите дупки за закрепване в съответствие с броя на остриетата. Ще ви е необходим стоманен въртящ се механизъм, за да издържите на всякакви метеорологични условия.

От феритни магнити

Вятърен генератор с магнити ще бъде труден за овладяване от неопитни майстори, но все пак можете да опитате. Така че трябва да има четири полюса, всеки ще съдържа два феритни магнита. Те ще бъдат покрити с метални подложки с дебелина малко по-малко от милиметър, за да се разпредели по-равномерен поток. Трябва да има 6 основни намотки, пренавити с дебела жица и да бъдат поставени през всеки магнит, заемайки пространство, съответстващо на дължината на полето. Закрепването на веригите на намотките може да бъде върху главината от мелницата, в средата на която е монтиран предварително обработен болт.

Потокът на подаване на енергия се регулира от височината на фиксиране на статора над ротора, колкото по-висока е тя, толкова по-малко залепване, съответно мощността намалява. За вятърната мелница трябва да заварите опорна стойка и да фиксирате 4 големи остриета върху диска на статора, които можете да изрежете от стара метална цев или капак от пластмасова кофа. При средна скорост на въртене той произвежда около 20 вата.

Дизайн на вятърна турбина върху неодимови магнити

Ако искате да знаете за създаването, трябва да направите основата на автомобилната главина със спирачни дискове, този избор е напълно оправдан, защото е мощен, надежден и добре балансиран. След като почистите главината от боя и мръсотия, преминете към подреждането на неодимовите магнити. Те ще се нуждаят от 20 броя на диск, размерът трябва да бъде 25x8 милиметра.

Магнитите трябва да се поставят, като се вземе предвид редуването на полюсите; преди залепването е по-добре да създадете хартиен шаблон или да начертаете линии, разделящи диска на сектори, за да не объркате полюсите. Много е важно те, изправени един срещу друг, да имат различни полюси, тоест да са привлечени. Залепете ги със супер лепило. Повдигнете бордюрите около краищата на дисковете и увийте лента или пластилин в центъра, за да предотвратите разпространението. За да може продуктът да работи с максимална ефективност, статорните бобини трябва да са правилно оразмерени. Увеличаването на броя на полюсите води до увеличаване на честотата на тока в намотките, поради което устройството, дори при ниска честота на въртене, дава велика сила... Намотките се навиват с по-дебели жици, за да се намали съпротивлението в тях.

Когато основната част е готова, остриетата се изработват, както в предишния случай, и се фиксират към мачтата, която може да бъде направена от обикновена пластмасова тръба с диаметър 160 мм. В крайна сметка нашият генератор, работещ на принципа на магнитна левитация, с диаметър един и половина метър и шест крила, 8m / s, е в състояние да осигури до 300 вата.

Цената на разочарованието или скъпа флюгера

Днес има много опции за това как да направите устройство за преобразуване на вятърна енергия, всеки метод е ефективен по свой собствен начин. Ако сте запознати с метода на производство на оборудване, което генерира енергия, тогава няма да има значение на базата на това какво да го направите, основното е, че отговаря на замислената схема и дава добра мощност на изхода.

Докато карах колело покрай летните вили, видях работещ вятърен генератор. Големите остриета се въртяха бавно, но сигурно, флюгерът ориентираше устройството по посока на вятъра.

Исках да внедря подобен дизайн, макар и неспособен да произведе достатъчно мощност за захранване на "сериозни" потребители, но все пак работещ и, например, зареждащ батерии или захранващ светодиоди.

Тези двигатели са ниска скорости генератор с такъв двигател може да бъде свързан без редуктор към вятърна турбина, двигател на Стърлинг или друг източник на енергия с ниска скорост. При използване на конвенционален (колекторен) DC двигател като генератор, ще е необходима 10-15 пъти по-висока скорост за постигане на същите резултати.

Характеристика на shagik е доста висок стартов въртящ момент (дори без електрически товар, свързан към генератора), достигащ 40 грама сила на сантиметър.

Ефективността на генератора със стъпков двигател достига 40%.

Съкровище от толкова мощни двигатели са петинчовите флопи устройства, както и старите принтери и скенери.

Например, имам стъпков двигател от старо 5,25 ″ устройство, което все още беше в експлоатация ZX Спектър- съвместим компютър “Byte”.

Такова задвижване съдържа две намотки, от краищата и средата на които се правят заключения - общо се отстранява от двигателя шестпроводници:

първа намотка (англ. намотка 1) - синьо (англ. син) и жълто (англ. жълто);

втора намотка (англ. намотка 2) - червено (англ. червен) и бяло (англ. бяло);

кафяв (рус. кафяво) проводници - проводници от средните точки на всяка намотка (инж. централни кранове).

разглобен стъпков двигател

Отляво се вижда ротора на мотора, на който се виждат "райестите" магнитни полюси - северен и южен. Вдясно е намотката на статора, която се състои от осем намотки.

Съпротивлението на половината намотка е

Използвах този двигател в оригиналния дизайн на моята вятърна турбина.

По-малко мощен стъпков двигател, който притежавам T1319635фирми Epoch Electronics Corp.от скенера HP Scanjet 2400То има петзаключения (униполярен двигател):

първа намотка (англ. намотка 1) - оранжево (англ. оранжево) и черен (англ. черен);

втора намотка (англ. намотка 2) - кафяв (англ. кафяво) и жълто (англ. жълто);

червено (англ. червен) проводник - щифтове, свързани заедно от средата на всяка намотка (инж. централни кранове).

Съпротивлението на полунамотката е 58 ома, което е посочено на корпуса на двигателя.

Използвах тип вятърна турбина, наречена вятърна турбина Savonius. Вятърна турбина Savonius). Изобретен е през 1922 г Сигурд Йоханес Савоний) от Финландия.

Сигурд Йоханес Савоний

Коефициенти на аеродинамично съпротивление (Английски коефициенти на съпротивление) $ C_D $

вдлъбната половина на цилиндъра (1) - 2,30

изпъкнала половина на цилиндъра (2) - 1,20

плоска квадратна плоча - 1,17

вдлъбната куха полусфера (3) - 1,42

изпъкнала куха полусфера (4) - 0,38

Тези стойности са дадени за числата на Рейнолдс (англ. числа на Рейнолдс) в диапазона $ 10 ^ 4 - 10 ^ 6 $. Числото на Рейнолдс характеризира поведението на тялото в среда.

Сила на съпротивление на тялото спрямо въздушния поток $ =<<1 \over 2>S\rho > $, където $ \ rho $ е плътността на въздуха, $ v $ е скоростта на въздушния поток, $ S $ е площта на напречното сечение на тялото.

Такава вятърна турбина се върти в една и съща посока, независимо от посоката на вятъра:

Генератори на DC четкови двигатели с вертикална микротурбина се продават на eBayза около $5:

Такава турбина съдържа четири лопатки, разположени по две перпендикулярни оси, с диаметър на работното колело 100 mm, височина на лопатката 60 mm, дължина на хордата 30 mm и височина на сегмента 11 mm. Работното колело е монтирано на вала на DC микромотор с маркировката JQ24-125p70... Номиналното захранващо напрежение на такъв двигател е 3. 12 Б.

Енергията, генерирана от такъв генератор, е достатъчна за светенето на "белия" светодиод.

$ P =<1\over 2>\ ро С $, където $ \ rho $ е плътността на въздуха (около 1,225 kg / m 3 на морското равнище), $ S $ е пометената площ на турбината (инж. пометена площ), $ v $ е скоростта на вятъра.

Първоначално работното колело на моя генератор използва четири остриета под формата на сегменти (половинки) от цилиндри, изрязани от пластмасови тръби:

дължина на сегмента - 14 см;

височина на сегмента - 2 см;

дължината на хордата на сегмента е 4 см;

дължина на сегмента - 18 см;

височина на сегмента - 5 см;

дължина на акорда на сегмента - 7 см;

разстоянието от началото на сегмента до центъра на оста на въртене е 3 cm.

Якостта на огъване на печатната платка, перпендикулярна на плочата, е 204 MPa и е сравнима с якостта на огъване на алуминия - 275 MPa. Но модулът на еластичност на алуминия $ E $ (70 000 MPa) е много по-висок от този на текстолита (10 000 MPa), т.е. тексолитът е много по-еластичен от алуминия. Това според мен, като се има предвид по-голямата дебелина на текстолитните държачи, ще осигури много по-голяма надеждност на закрепване на лопатките на вятърния генератор.

Ветрогенераторът е монтиран на мачта:

Преобразуване на електричество, генерирано от стъпков двигател

Изводите на стъпковия двигател могат да бъдат свързани към два мостови токоизправителя, сглобени от диоди на Шотки, за да се намали спада на напрежението в диодите.

Могат да се използват популярни Шотки диоди 1N5817с максимално обратно напрежение 20 V, 1N5819- 40 V и максимален преден среден изправителен ток от 1 A. Свързах изходите на токоизправителите последователно, за да увелича изходното напрежение.

Възможно е също да се използват два токоизправителя със средна точка. Такъв токоизправител изисква наполовина по-малко диоди, но в същото време изходното напрежение се намалява наполовина.

След това напрежението на пулсациите се изглажда с помощта на капацитивен филтър - 1000 μF кондензатор при 25 V. За предпазване от повишено генерирано напрежение, 25 V ценеров диод е свързан успоредно на кондензатора.

схема на моята вятърна турбина

електронен блок на моя вятърен генератор

При ветровито време напрежението ход на празен ходна изхода електронен блоквятърният генератор достига 10 V, а токът на късо съединение е 10 mA.

СВЪРЗВАНЕ С JOULE КРАДЦА

След това може да се приложи изгладеното напрежение от кондензатора Крадец на джаул- ниско напрежение DC-DCконвертор. Сглобих такъв преобразувател на базата на германий pnp-транзистор GT308V ( VT) и импулсен трансформатор MIT-4V (намотка L1- заключения 2-3, L2- заключения 5-6):

Стойност на резистора Рсе избира експериментално (в зависимост от вида на транзистора) - препоръчително е да се използва променлив резистор от 4,7 kΩ и постепенно да се намали съпротивлението му, като се постига стабилна работа на преобразувателя.

моят конвертор Крадец на джаул

ЗАРЯД НА ЙОНИСТОРИТЕ (СУПЕРКОНДЕНЗАТОРИ)

Суперкондензатор (суперкондензатор) суперкондензатор) е хибрид на кондензатор и химически източник на ток.

суперкондензатор - неполярниклетка, но един от изводите може да бъде маркиран със „стрелка“, за да посочи полярността на остатъчното напрежение, след като е заредено фабрично.

За първоначалното изследване използвах суперкондензатор 5R5D11F22Hс капацитет 0,22 F за напрежение 5,5 V (диаметър 11,5 mm, височина 3,5 mm):

Свързах го през диод към изхода Крадец на джаулпрез германиевия диод D310.

Моята домашна вятърна турбина със стъпков двигател, Моите увлекателни и опасни експерименти

Моята самостоятелно направена вятърна турбина със стъпков двигател Докато минавах с велосипед покрай летни вили, видях работещ вятърен генератор. Големите остриета се въртяха бавно, но сигурно, флюгерът

Стъпков двигател като генератор?

Свързваме волтметър и започваме да тестваме, първо измерваме напрежението.

Мисля, че няма нужда да обяснявам нищо и всичко е ясно от снимката по-долу. Напрежението беше 16 волта, скоростта на въртящия се двигател не е голяма, мисля, че ако го въртиш по-силно може да изстискаш всичките 20 волта.

Блести! В същото време напрежението падна от 12 волта на 8 и двигателят започна да се върти малко по-бавно. Токът на късо съединение без LED лентата беше 0,08A - нека ви напомня, че двигателят за развиване НЕ работи на пълна мощност и не забравяйте за втората намотка на стъпковия двигател, просто не можете да ги паралелирате и аз го направих не искам да сглобявам веригата.

Стъпков двигател като генератор? Меандър - забавна електроника

Стъпков двигател като генератор? Имах стъпков мотор, който лежеше наоколо и реших да се опитам да го използвам като генератор. Двигателят е свален от стар матричен принтер с надпис

Инструкции за сглобяване от автомобилен генератор

Сглобяване на устройство за 220v дом

Сглобяване на електрическата верига

От домашен фен

Дръжка за нашето устройство

Направи си сам вятърен генератор от стъпков двигател

Вятърна турбина от моторно колело и магнити

От феритни магнити

Дизайн на вятърна турбина върху неодимови магнити

Цената на разочарованието или скъпа флюгера

Стъпков двигател като генератор?

Избор на редакторите