Автогенератор на ветряк без переделки
Содержание страницы:
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).
>
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.
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.
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.
Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора без переделки своими руками
Самым доступным готовым генератором для сборки ветрогенератора является автомобильный.
Его можно купить почти даром на авторазборке. Проблема только в том, что он генерирует энергию только при возбуждении обмотки ротора. По этой причине изготовить из него полноценный ветрогенератор можно переделав немного якорь, или же запитав обмотку возбуждения. Рассмотрим, как это делается вторым способом.
Материалы:
- Автомобильный генератор 24 В;
- стальной квадрат 20х20 мм;
- трубы 50 мм, 20 мм;
- кругляк 20 мм;
- полоса 20 мм;
- листовая сталь 3-5 мм;
- подшипники –2 шт.;
- профильная труба 20х40 мм;
- пластиковая канализационная труба 110 мм;
- винты, гайки, болты.
Процесс изготовления ветрогенератора
Чтобы генератор мог работать без автомобиля, нужно обеспечить питание его обмотки возбуждения напрямую от аккумулятора. Для этого к графитовым щеткам припаиваются провода, которые в дальнейшем нужно будет проложить до батареи.
Затем нужно сварить раму крепления генератора. С ее помощью он будет удерживаться на вехе.
Рама сваривается из квадрата. На ней предусматриваются крепежные кронштейны под штатные проушины генератора.
Чтобы установить раму с генератором на веху, необходимо приварить к ней трубку, и впрессовать в нее два подшипника. На этот узел будет большая нагрузка, поэтому нужно сделать две точки опоры.
К трубке с подшипниками приваривается отрезок полосы с втулкой, на которую будет устанавливать поворотный хвост. Он нужен, чтобы направлять лопасти по ветру. Возможность поворота позволит ему регулировать положение так, чтобы лопасти не раскручивались слишком сильно. Это предохранит генератор и остальное оборудование от поломок.
Для крепления хвоста, из кругляка делается палец, который будет входить во втулку. В нем с торца делается отверстие и нарезается резьба, чтобы он фиксировался болтом с шайбой, и не выпадал из втулки. К пальцу приваривается основание хвоста из отрезка профильной трубы.
На ней просверливаются отверстия для крепления хвостовой лопасти.
Затем нужно заняться каркасом крыльчатки.
Он представляет собой диск из листовой стали. Его нужно просверлить для крепления к валу генератора, а также под кронштейны пяти лопастей. Последние делаются из стальной полосы, и также просверливаются.
Затем делается крепление к вехе. Оно представляет собой диск с приваренным валом, который будет вставляться в подшипники. Диск просверливается в нескольких местах, чтобы прикручивать его к вехе. В валу с торца делается отверстие, и в нем нарезается резьба. Она потребуется, чтобы закручивать болт с шайбой, предотвращающий выпадение крепления с обоймы с подшипниками.
Лопасти крыльчатки и лопасть хвоста вырезаются из пластиковой канализационной трубы.
Чем они будут короче, тем выше обороты генератора получаться. Но если ветер слабый, то вращать его смогут только длинные лопасти. Лучше изначально делать их большими, а потом в результате экспериментов укорачивать до приемлемого размера.
Ветрогенератор собирается и устанавливается на веху как можно выше, там, где воздушные потоки ничего не останавливает.
От аккумулятора необходимо запитать обмотку возбуждения, чтобы запустить генерацию.
В итоге заряд, который пойдет на батарею обратно, будет больше, чем потребляет обмотка. За счет этой разницы аккумулятор и сможет подзаряжаться.
Смотрите видео
Ветрогенератор на 220В полностью своими руками — https://sdelaysam-svoimirukami.ru/7727-vetrogenerator-na-220v-polnostju-svoimi-rukami.html
Преобразование генераторов переменного тока и двигателей переменного/постоянного тока в генераторы ветряных турбин
Это ответ на вопрос «Спросите Стива».
Сегодняшний вопрос от Питера. Он спрашивает, как мне сделать ветряк, который использует генератор для выработки электроэнергии?
Как генератор переменного тока вырабатывает электричество
В 1831–1832 годах Майкл Фарадей обнаружил, что электрический ток создается путем перемещения медного провода через магнитное поле. Вы можете создать непрерывный поток электронов или тока, непрерывно перемещая катушку с проводом через магнитное поле.
Здесь MrTeslonian объясняет больше:
Почему не работает генератор в вашем автомобиле?
В генераторах переменного тока, используемых в турбинах, есть твердотельные магниты (что означает, что они имеют постоянное/статическое магнитное поле), но в генераторах переменного тока в автомобилях есть электромагниты (которые имеют магнитное поле, которое зависит от того, сколько электричества вы подаете в них). Это означает, что автомобильным генераторам нужна энергия для выработки электроэнергии. Производители автомобилей делают это, чтобы при необходимости включать и выключать генератор переменного тока, предотвращать перезарядку аккумулятора и контролировать количество вырабатываемой электроэнергии.
Это делается с помощью регулятора напряжения.
Хотя некоторые современные автомобильные генераторы переменного тока поставляются с внешними регуляторами напряжения, большинство из них имеют внутренние. В любом случае они не будут работать для ветряной турбины без некоторой модификации.
В дополнение к этому, количество оборотов в минуту (RPM), необходимое для создания хорошего тока, выше, чем RPM, которое может создать средняя турбина. Чтобы заставить его работать, вам нужно будет добавить шестерню и шкивы, которые создадут трение и потерю эффективности.
Здесь Дэн Рохас объясняет больше о генераторах
Преобразование автомобильного генератора потребует некоторой модификации. У мистера Теслоняна есть пара информативных видеороликов о том, как он преобразовал автомобильный генератор переменного тока или создал генератор для использования в турбине. К сожалению, он не показал свой готовый продукт или то, насколько хорошо он работал.
MrTeslonian оснастил вращающийся сердечник (ротор) и установил постоянные магниты, затем переоборудовал медные обмотки (сердечник статора) самостоятельно с нуля. Очень круто.
Если вы хотите что-то с меньшим количеством пользовательских инструментов. Здесь Джефф покажет вам, как это сделать с помощью деталей, которые он продает в компании Missouri Wind and Solar. Он продает роторы с предварительно установленными постоянными магнитами.
Ротор можно купить здесь или здесь, а статор можно купить здесь. Но по этим ценам вы можете просто купить один из следующих генераторов: Freedom Hydro, Freedom, Freedom II Hydro или Freedom II.
(Я никоим образом не связан с Missouri Wind and Solar и не получаю от них комиссионных)
Создание собственного генератора Преобразование потолочного вентилятора
В отличие от автомобильных генераторов переменного тока, двигатели потолочных вентиляторов имеют статический центр из проволочных катушек или обмоток. Этот центр называется статором. Когда электроны проходят через эти катушки, они создают магнитное поле. Круглый ротор снаружи реагирует на магнитное поле и вращается вместе с лопастями вентилятора. Этот круглый ротор представляет собой ряд стальных пластин, организованных определенным геометрическим образом, поэтому они будут реагировать на магнитное поле, создаваемое статором, и вращаться.
Двигатели потолочных вентиляторов легче преобразовать, чем автомобильные генераторы, из-за статических катушек. Чтобы преобразовать его в генератор, вы просто заменяете стальной ротор набором постоянных магнитов. Когда у меня будет свободное время, я попробую это.
Здесь Скотт Браун дает довольно хорошую демонстрацию того, как это сделать.
Класс потолочного вентилятора, часть 1
Класс потолочного вентилятора, часть 2
Класс потолочного вентилятора, часть 3
Класс потолочного вентилятора Часть 4 (только для примечаний на выпрямителях в 4:23)
Класс потолочного вентилятора 5
Класс потолочного вентилятора.
Класс потолочного вентилятора Часть 7
Класс потолочного вентилятора Часть 8
Класс потолочного вентилятора Часть
Преобразование моторома AC в генератор
0010
Асинхронные двигатели переменного тока аналогичны двигателям потолочных вентиляторов тем, что в обоих из них используются статические катушки и ротор, состоящий из ряда стальных пластин, расположенных в определенном геометрическом порядке. Однако они разные, потому что катушки в двигателе переменного тока находятся снаружи, а ротор — внутри.
При преобразовании в генератор необходимо демонтировать двигатель, просверлить отверстия или углубления в роторе и приклеить к нему магниты.
Подобно тому, что мистер Теслонян сделал со своим автомобильным генератором. Вот отличное маленькое видео Скотта Брауна, объясняющее и демонстрирующее это. (В качестве отказа от ответственности я не встречался со Скоттом, и руководство по жизни вне сети не имеет каких-либо отношений с ним и с Green Wind и другими зелеными энергиями. Я просто думаю, что он делает хорошую работу. Спасибо, Скотт)
Преобразование двигателя постоянного тока в генератор
Двигатели постоянного тока отличаются от асинхронных двигателей тем, что в них уже установлены постоянные магниты. Поэтому вам не нужно ничего с ними делать, чтобы они генерировали для вас электроэнергию. Однако они будут производить переменный ток, поэтому вам придется использовать диоды для выпрямления или преобразования тока в постоянный. Еще одна проблема с использованием двигателя постоянного тока заключается в том, что щетки изнашиваются, и вам придется проводить техническое обслуживание.
Здесь Дэн Рохас демонстрирует и обсуждает двигатели постоянного тока в качестве генераторов:
Создание генератора постоянного тока с нуля
магниты.
Здесь MrTeslonian демонстрирует:
Создайте свой собственный генератор
Вы можете создать свой собственный генератор, используя конструкцию, аналогичную конструкции потолочного вентилятора. Вместо того, чтобы располагать катушки параллельно оси ротора и магниты снаружи, вы размещаете катушки «плоско» или перпендикулярно оси, а магниты «над» ними. Здесь Aceman307 показывает, как он построил свой:
youtube.com/embed/NKDYeyu0R30″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»> Здесь Aceman307 показывает вам другую сборку от начала до конца с использованием змеевидного статора вместо статора с катушкой.
Самостоятельное изготовление ветряной турбины
У Make TV есть отличное объяснение сборки турбины, а также показано, как создавать лопасти.
На сайте Freenrg.com есть шаблон для блейдов.
Вот другая сборка рамы, созданная Скоттом Брауном.
Я прошу прощения за прерывистость этих видео, но если вы проявите терпение и просмотрите их полностью, вы поймете, в чем суть.
Создание рамки Часть 1
Создание рамки Часть 2
Создание кадров часть 5
Вы также можете создать турбину с вертикальной осью вместо традиционного пропеллерного типа. Эти должны работать тише. Aceman307 демонстрирует, как он построил свой ветряк с вертикальной осью.
Турбина с вертикальной осью
Особая благодарность
Я хотел бы воспользоваться моментом, чтобы поблагодарить Скотта Брауна, Дэна Рохаса, MrTeslonian, Aceman307 и Джеффа за сбор видеороликов Windi в Missour общественности и за всю работу, которую они делают, чтобы сделать эти знания более доступными.
Спасибо.
Я также хотел поблагодарить Питера за вопрос.
Я надеюсь услышать и от вас. Какой у Вас вопрос? Перейдите в раздел «Спросить Стива» и оставьте свой вопрос.
Зарегистрируйтесь здесь, чтобы получить БЕСПЛАТНЫЙ набор инструментов для самостоятельной сборки ветроэнергетики со ссылками на подробные инструкции и расходные материалы!
Ссылки
www.dieselserviceandsupply.com/How_Generators_Work.aspx
in.answers.yahoo.com/question/index?qid=20091102041510AAjQCYE
www.madelectrical.com/electricaltech3html90powers /otherpower_wind_alternators.html
www.autoshop101.com/trainmodules/alternator/alt102.html
auto.howstuffworks.com/alternator3.htm
www.econofix.com/alt.html
www.youtube.com/channel/UCVP1PTBbRGpmTQE1oQx8xNw
www.youtube.com/user/MissouriWindandSolar/videos
www.otherpower.com/otherpower_wind.html
www Генератор против генератора переменного тока
3 .youtube.com/watch?v=4NsAYiUHsho
freernrg.
com/category/wind/
freernrg.com/a-new-vawt-design-for-generating-electricity/
freernrg.com/using-a-car- генератор для генерации большого количества энергии/
freernrg.com/потолочный вентилятор для ветрогенератора-преобразование-демонстрация/
freernrg.com/building-wind-turbine-blades/
freernrg.com/how-to-build-a-wind-turbin-from-recycled-parts/
freernrg.com/ceiling-fan-to-wind-generator -conversion-demo/
Двигатели
www.mpoweruk.com/machines.htm
www.science.smith.edu/~jcardell/Courses/EGR325/Readings/MotorFundam.pdf
www.otherpower.com/otherpower_experiments_motor_convert.html
www.explainthatstuff.com/induction-motors.html
Потолочный вентилятор
//www.lightingcatalog.com/ceilingfanguide.aspx?CeilingFanGuide=Components
альтернативная энергия, генераторы, двигатели, ветряная турбина
Типы и конструкция ветряных турбин для ветроэнергетики
Типы ветряных турбин
Ветряная турбина состоит из двух основных компонентов, один из которых — лопасть ротора.
дизайн в предыдущем уроке, теперь мы можем посмотреть на другой, Генератор ветровой турбины или WTG , который представляет собой электрическую машину, используемую для выработки электроэнергии. Электрический генератор с низкой частотой вращения используется для преобразования механической мощности вращения, производимой энергией ветра, в полезную электроэнергию для снабжения наших домов и является сердцем любой ветровой энергетической системы.
Преобразование вращательной механической энергии, генерируемой лопастями несущего винта (известной как первичный двигатель), в полезную электрическую энергию для использования в бытовых электросетях и осветительных приборах или для зарядки аккумуляторов может осуществляться любым из следующих основных типов вращательных электрические машины, обычно используемые в ветроэнергетических установках:
- 1. Машина постоянного тока (DC), также известная как Dynamo
- 2. Синхронная машина переменного тока (AC), также известная как Dynamo0300 Генератор переменного тока
- 3.
Индукционная машина переменного тока (AC), также известная как генератор переменного тока
Индукционная машина переменного тока (AC), также известная как генератор переменного тока Все эти электрические машины представляют собой электромеханические устройства, работающие по закону электромагнитной индукции Фарадея. То есть они действуют за счет взаимодействия магнитного потока и электрического тока, или потока заряда. Поскольку этот процесс является обратимым, одну и ту же машину можно использовать в качестве обычного электродвигателя для преобразования электрической энергии в механическую или в качестве генератора, преобразующего механическую энергию обратно в электрическую.
Индукционный генератор ветровой турбины
Электрические машины, наиболее часто используемые для ветряных турбин, действуют как генераторы, при этом синхронный генератор и асинхронный генератор (как показано) обычно используются в более крупных системах генератора ветряных турбин. Обычно в небольших или самодельных ветряных турбинах используется низкоскоростной генератор постоянного тока с постоянными магнитами или динамо-машина, поскольку они маленькие, дешевые и их намного проще подключить.
Так имеет ли значение, какой тип электрического генератора мы можем использовать для производства энергии ветра? Что ж, простой ответ — и да, и нет, поскольку все зависит от типа системы и приложения, которое вы хотите. Выход постоянного тока низкого напряжения от генератора или динамо-машины старого типа можно использовать для зарядки аккумуляторов, в то время как синусоидальный выход переменного тока с более высоким напряжением от генератора переменного тока можно подключить непосредственно к местной электросети.
Кроме того, выходное напряжение и потребляемая мощность полностью зависят от имеющихся у вас приборов и от того, как вы хотите их использовать. Кроме того, расположение генератора ветровой турбины, будет ли ветровой ресурс поддерживать его постоянное вращение в течение длительных периодов времени, или скорость генератора и, следовательно, его мощность будут меняться вверх и вниз в зависимости от имеющегося ветра.
Производство электроэнергии
Генератор ветряной турбины — это то, что производит электричество путем преобразования механической энергии в электрическую.
Давайте проясним, они не создают энергии и не производят больше электроэнергии, чем количество механической энергии, используемой для вращения лопастей ротора. Чем больше «нагрузка» или электрическая нагрузка на генератор, тем больше механической силы требуется для вращения ротора. Вот почему генераторы бывают разных размеров и производят разное количество электроэнергии.
В случае «генератора ветровой турбины» ветер давит прямо на лопасти турбины, которая преобразует прямолинейное движение ветра во вращательное движение, необходимое для вращения ротора генератора, и чем сильнее давит ветер, тем сильнее можно получить больше электроэнергии. Затем важно иметь хорошую конструкцию лопастей ветряной турбины, чтобы извлекать как можно больше энергии из ветра.
Все электрические турбинные генераторы работают благодаря эффекту прохождения магнитного поля через электрическую катушку. Когда электроны проходят через электрическую катушку, вокруг нее создается магнитное поле. Точно так же, когда магнитное поле проходит мимо катушки с проволокой, в катушке индуцируется напряжение, определяемое законом магнитной индукции Фарадея, заставляющим течь электроны.
Простой генератор с использованием магнитной индукции
Тогда мы можем видеть, что при перемещении магнита мимо одиночного контура провода в контуре провода индуцируется напряжение, известное как ЭДС (электродвижущая сила), благодаря магнитному полю магнит.
Когда в проводной петле индуцируется напряжение, электрический ток в виде потока электронов начинает течь по петле, генерируя электричество.
Но что, если вместо одной отдельной петли провода, как показано, у нас было бы много петель, намотанных вместе на одном каркасе, чтобы сформировать катушку провода, гораздо большее напряжение и, следовательно, ток можно было бы генерировать для той же величины магнитного потока.
Это связано с тем, что магнитный поток пересекает большее количество проводов, создавая большую ЭДС, и это основной принцип закона электромагнитной индукции Фарадея, и генератор переменного тока использует этот принцип для преобразования механической энергии, такой как вращение от ветряной турбины или гидроэлектростанции.
турбины, в электрическую энергию, производящую синусоидальную форму волны.
Итак, мы видим, что есть три основных требования к производству электроэнергии, а именно:
- Катушка или набор проводников
- Система магнитного поля
- Относительное движение между проводниками и полем
Чем быстрее вращается катушка с проводом, тем больше скорость изменения, с которой магнитный поток отсекается катушкой, и тем больше ЭДС индукции внутри катушки. Точно так же, если магнитное поле сделать сильнее, ЭДС индукции будет увеличиваться при той же скорости вращения. Таким образом: ЭДС индукции ∝ Φ*n. Где: «Φ» — поток магнитного поля, а «n» — скорость вращения. Также полярность генерируемого напряжения зависит от направления магнитных линий потока и направления движения проводника.
Существует два основных типа электрических генераторов и генераторов переменного тока: генератор с постоянными магнитами и генератор магнитного поля , причем оба типа состоят из двух основных частей: статора и ротора .
Статор является «неподвижной» (отсюда и название) частью машины и может иметь в своей конструкции либо набор электрических обмоток, образующих электромагнит, либо набор постоянных магнитов. Ротор – это часть машины, которая «вращается». Опять же, ротор может иметь выходные катушки, которые вращаются, или постоянные магниты. Как правило, генераторы и генераторы переменного тока, используемые для генераторов ветряных турбин, определяются тем, как они генерируют свой магнетизм, будь то электромагниты или постоянные магниты.
Нет реальных преимуществ и недостатков обоих типов. В большинстве бытовых ветряных турбин на рынке используются постоянные магниты в конструкции турбогенератора, которые создают необходимое магнитное поле при вращении машины, хотя в некоторых все же используются электромагнитные катушки.
Уже в продаже
Электродвигатель с постоянными магнитами YaeTek, 24 В постоянного тока, 350 Вт.
..
Эти высокопрочные магниты обычно изготавливаются из редкоземельных материалов , таких как неодимовое железо (NdFe) или самарий-кобальт (SmCo), что устраняет необходимость в обмотках возбуждения для обеспечения постоянное магнитное поле, что приводит к более простой и прочной конструкции.
Преимущество обмотки возбуждения состоит в том, что ее магнетизм (и, следовательно, мощность) согласуется с изменяющейся скоростью ветра, но для создания необходимого магнитного поля требуется внешний источник энергии.
Теперь мы знаем, что электрический генератор обеспечивает преобразование энергии между механическим крутящим моментом, создаваемым лопастями ротора, называемым первичным двигателем, и некоторой электрической нагрузкой, будь то зарядка аккумуляторов или рассеивание энергии при сбросе нагрузки.
Механическое соединение ветрогенератора с лопастями ротора осуществляется через главный вал, который может быть либо простой прямой передачей, либо с помощью редуктора для увеличения или уменьшения скорости генератора относительно скорости вращения лопастей.
Использование редуктора позволяет лучше согласовать скорость генератора со скоростью турбины, но недостатком использования редуктора является то, что как механический компонент он подвержен износу, снижая эффективность системы. Однако прямой привод может быть более простым и эффективным, но вал и подшипники ротора генератора подвергаются полному весу и вращательной силе лопастей ротора.
Кривая мощности генератора ветровой турбины
Таким образом, тип генератора ветровой турбины, необходимый для конкретного места, зависит от энергии, содержащейся в ветре, и характеристик самой электрической машины. Все ветряные турбины имеют определенные характеристики, связанные со скоростью ветра.
Генератор (или генератор переменного тока) не будет производить выходную мощность до тех пор, пока его скорость вращения не превысит скорость его включения, когда сила ветра на лопастях ротора достаточна для преодоления трения, а лопасти ротора разгоняются до такой степени, что генератор может начать производить полезную мощность.
При превышении этой скорости включения генератор должен генерировать мощность, пропорциональную кубу скорости ветра ( K.V 3 ), пока не достигнет максимальной номинальной выходной мощности, как показано на рисунке.
При превышении этой номинальной скорости ветровая нагрузка на лопасти ротора будет приближаться к максимальной силе электрической машины, и генератор будет производить максимальную или номинальную выходную мощность по мере достижения окна номинальной скорости ветра.
Если скорость ветра продолжает увеличиваться, генератор ветряной турбины остановится в точке отключения, чтобы предотвратить механические и электрические повреждения, что приведет к нулевой выработке электроэнергии. Применение тормоза для остановки генератора из-за его повреждения может быть либо механическим регулятором, либо электрическим датчиком скорости.
Купить ветряной генератор, такой как ветряной генератор ECO-WORTHY 400 Вт для зарядки аккумулятора, непросто, и необходимо учитывать множество факторов.
Цена — лишь один из них. Обязательно выберите электрическую машину, соответствующую вашим потребностям. Если вы устанавливаете систему, подключенную к сети, выберите генератор сетевого напряжения переменного тока.
Если вы собираетесь установить систему на основе аккумуляторов, поищите генератор постоянного тока для зарядки аккумуляторов. Также примите во внимание механическую конструкцию генератора, такую как размер и вес, скорость работы и защиту от окружающей среды, так как весь свой срок службы он будет установлен на вершине столба или башни.
В следующем уроке о Генераторах ветряных турбин мы рассмотрим машины постоянного тока и то, как мы можем использовать генератор PMDC для производства электроэнергии из энергии ветра. Чтобы узнать больше о «Генераторах ветряных турбин» или получить дополнительную информацию об энергии ветра о различных доступных системах генерации ветряных турбин, или изучить преимущества и недостатки энергии ветра, щелкните здесь, чтобы получить копию одного из лучших «Ветряные турбины».
