Автомобильный генератор для ветряка: Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками

Содержание

Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками

Ветряки – перспективная альтернатива для традиционной энергетики. Энергия ветра, преобразованная в электричество, обещает стать дешёвой, просто добываемой и малозатратной. А если брать во внимание счета, которые приходят сейчас за электричество, то в целях экономии стоит попытаться собрать собственный ветрогенератор, согласны?

Есть реальные примеры создания установок, вырабатывающих приличный объем энергии. Тем не менее возможности ветряков пока существенно опережают конкурентов, способных противостоять традиционному способу добычи электричества.

Мы представили руководство, следуя которому вы сможете собрать ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками. В предложенной к ознакомлению статье подробно разобраны распространенные ошибки, которые допускают при конструировании ветряков. Для наглядности статья сопровождается тематическими фото- и видеоматериалами.

Содержание статьи:

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 , чтобы иметь возможность снимать с клемм генератора какое-то значение электрической энергии.

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

Пример из практики бытового применения ветряных генераторов. Удачно разработанная и вполне эффективная практическая конструкция ветряка. Установлен трёхлопастной винт, что редкость для бытовых аппаратов

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.

Крыльчатка от вентилятора легкового автомобиля, которая будет использована в качестве винта ветряной домашней установки. Лёгкость и большая полезная площадь для воздушной силы позволяют применять такие варианты

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 , рекомендуемой нами к ознакомлению.

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:

Применить какой-нибудь редуктор-мультипликатор, дающий требуемое передаточное отношение.
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.

Тракторный генератор АТ-700. Многочисленные проекты в бытовой сфере разрабатывались на базе именно этого устройства, обладающего высокой отдачей по току. Но требуется небольшая модернизация

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:

Галерея изображений

Фото из

Разборка автогенератора для переделки

Переделка соединений автогенератора

Установка магнитов в выступы ротора

Ротор и статор подготовлены к установке

Перемотка катушки статора по мере необходимости

Подготовка к соединению деталей

Сборка усовершенствованного генератора

Тестирование доработанного генератора

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.).

Пример изготовления винта ветряного генератора из двухсотмиллиметровой алюминиевой трубы, применяемой на сельскохозяйственных полях для полива урожая. Получается лёгкая и эффективная конструкция

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.

Установленная мачта из металлической трубы диаметром 50 мм с ветряным генератором наверху. Для обеспечения устойчивости мачты применяются растяжки из металлического троса

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.

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).

Пример возможного крепления корпуса генератора на профильной трубе флюгера. Здесь используется металлическая рама с передним и задним кронштейнами под болтовое соединение

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:

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

Структурная схема полноценной ветряной установки: 1 – ветряк, 2 – конвертер заряда АКБ; 3 – аккумулятор автомобильный; 4 – инвертор 24/220; 5,6 – выходы напряжений 220В и 24В

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.

Фото-пример сборки ветряка по шагам

Рассмотрим пример сооружения ветряка на 24 В, собранного на базе автомобильного генератора. Самоделка начинает стабильно работать при силе ветра 5 м/с. В средне-ветреную погоду с порывами от 15 м/с установка поставляет от 8 до 11 А, в дни с сильными ветрами КПД увеличивается. Мощность не более 300 Вт.

Галерея изображений

Фото из

На каждый полюс ротора ( их 24 штуки) устанавливаем и заливаем эпоксидной смолой по два магнита размером 20×5×5мм

Старый автомобильный генератор перед сборкой самоделки надо очистить от ржавчины. Желательно покрасить краской по металлу, исключающей дальнейшее ржавление

Статор перед последующей сборкой перематываем. Для перемотки используем провод сечением 0,56 мм. Наматываем в зависимости от числа катушек, число витков от 33 до 39

Закрепляем подготовленный к работе генератор на выполненной из профиля металлической раме. Ее тоже нужно покрасить

По размеру генератора вырезаем треугольную алюминиевую деталь, к которой будут крепиться лопасти. В примере их вырезали из остатков канализационной ПВХ трубы

Для защиты деталей генератора от воздействия внешней среды заливаем перемотанный статор эпоксидной смолой. После застывания окрашен краской, оберегающей от появления ржавчины

Традиционное для автогенераторов соединение, выполненное в форме треугольника, переделываем в звезду. От нее отводим три проводника к диодному мосту

Собираем самодельный ветрогенератор. К его валу, выполненному из металлической трубы, крепим подшипники и деталь, на которой болтами зафиксированы лопасти

Шаг 1: Заливка магнитов на роторе эпоксидкой

Шаг 2: Чистка ротора от ржавчины и окислов

Шаг 3: Перемотка статора автомобильного генератора

Шаг 4: Фиксация генератора на металлической раме

Шаг 5: Подготовка лопастей с крепежной деталью

Шаг 6: Обработка деталей генератора

Шаг 7: Соединение проводки звездой

Шаг 8: Установка лопастей самодельного ветряка

Фактически вся работа выполнена, остается соединить разрозненные компоненты полезной в быту установки:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 9: Установка контроллера ветрогенератора

Шаг 10: Устройство хвостовой части ветряка

Шаг 11: Крепление лопасти к хвосту

Шаг 12: Проверка работоспособности ветряка

Сооруженная своими руками установка развивает 24 В, применять ее можно для зарядки аккумуляторов мобильной техники и для поставки энергии в линии освещения с энергосберегающими светильниками.

Разбор ошибок конструирования

Сборка ветрогенератора в бытовых условиях собственными руками – дело, конечно же, не безошибочное. Даже в конструкциях промышленных ветряков инженерами допускаются ошибки. Но на ошибках учатся, о чём подтверждают вполне состоявшиеся бытовые конструкции.

Итак, среди ошибок при устройстве бытовых ветряных генераторов часто фигурирует такая деталь, как отсутствие в конструкции генератора модуля торможения. Стандартное исполнение таких приборов (автомобильных или тракторных) такой детали не предусматривает. Значит, генератор необходимо дорабатывать.

Однако не каждому «конструктору» хочется заниматься этим тонким делом. Многие игнорируют эту деталь, надеясь на «авось». Как результат – при сильном ветре винт раскручивается до неимоверно высоких скоростей. Подшипники генератора не выдерживают, разбивают посадочные места алюминиевых крышек. Происходит клин ротора.

Разрушенный ветрогенератор по причине недоработок в конструкции. Ошибки конструирования и монтажа подобных конструкций приводят к тяжёлым последствиям

К этой же теме относится недоработка, связанная с отсутствием ограничителя поворота флюгера. Нередко этот компонент попросту забывают установить и вспоминают только тогда, когда потоки ветра начинают раскручивать «петушка» вокруг своей оси, как юлу в передаче «Что? Где? Когда?». Результат плачевный.

Минимум ущерба – перекручивание и обрыв электрического кабеля, а в тяжёлых случаях – разнос всей конструкции.

Другая примечательная ошибка сборки – неправильный расчёт точки центра тяжести на основании флюгера. В этом случае устройство какое-то время может функционировать нормально. Но со временем образуется перекос на подшипниковом узле, свобода вращения ограничивается, эффективность конструкции по отдаче энергии резко снижается.

О том, как , узнаете из предложенной нами статьи.

Нередко током, полученным от генератора, пытаются напрямую питать аккумуляторную батарею. Совсем скоро начинают удивляться – почему аккумулятор не держит заряд или обнаруживают пробой 2-3 банок.

Это банальная и естественная ошибка, так как в любом случае заряд АКБ должен проходить в условиях определённых токов и напряжений. Здесь нужен контроль этого процесса.

Домашним мастерам, заинтересованным темой , предлагаем ознакомиться еще с одним оригинальным вариантом. В предложенной статье описано изготовление генерирующей установки из бросовых деталей стиралки.

Выводы и полезное видео по теме

Даже обычный электрический шуруповёрт может стать ветряком, если знать основы устройства ветрогенератора.

Интерес к ветрогенераторам не снижается. Напротив, этот вариант добычи электрической энергии всё чаще рассматривается на уровне владельцев загородной недвижимостью.

Очевидно, если совмещать сразу несколько видов энергии – ветра, солнца, гидротурбин или атомных станций, такое совмещение может дать экономический эффект. При этом риски пользователя остаться без электричества сводятся к нулю.

Хотите рассказать о том, как собственноручно собрали ветряк для обеспечения электричеством дачи? Желаете поделиться полезными сведениями, не упомянутыми в статье? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, делитесь впечатлениями, только вам известными техническими нюансами и фото по теме статьи.

Изготовление ветрогенератора в домашних условиях используя автомобильный генератор — ALTENEX.RU

Исследования в области ветроэнергетики, а именно разработка новых способов преобразования ветряной энергии в электрическую, ведется уже довольно давно. Существуют серийно выпускаемые промышленные ветрогенераторы, которые способны обеспечивать электроэнергией целые поселки. В связи с этим многие домовладельцы с интересом изучают это направление получения альтернативной энергии и задаются вопросом приобретения либо интересуются как сделать ветрогенератор в домашних условиях. Можно сделать ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора, надо только выполнить определенную переделку.

Вариант, который мы рассмотрим в этой статье — это сборка ветрогенератора из автомобильного генератора. В этом случае используется уже готовый узел (хотя он и требует некоторой модификации). Также потребуется винт, аккумулятор, преобразователь, мачта и элементы крепления. При выборе конструкции ветрового генератора традиционно отдают предпочтение ветрякам с горизонтальной ориентацией пропеллера ввиду более высокого КПД и менее сложной конструктивной части.

Переделка автомобильного генератора

Процесс сборки ветряка из автомобильного генератора начинается c выбора самого генератора. Можно использовать любой автомобильный генератор, однако предпочтение отдается наиболее мощным устройствам с грузовых машин, сельскохозяйственной техники. Многие умельцы используют тракторные генераторы АТ700, Г700, Г.964. Мощность генератора этого класса позволяет вырабатывать достаточное количество энергии.

Принимая за основу конструкции ветряка автомобильный генератор, нужно помнить, что он рассчитан на работу при частототах вращения ротора 1200 — 6000 об/м. Домашний ветрогенератор таких оборотов просто не требует, поэтому автогенератор нуждается в некоторой переделке и доработке: требуется установить понижающий редуктор либо произвести перемотку статора. Делается это более тонким проводом с увеличением количества витков в 5-7 раз. Смысл этой процедуры заключается в увеличении генерации энергии при низких оборотах.

Флюгер

Эта деталь является неотъемлемой частью ветрогенератора и обеспечивает вращение лопастей по ходу ветра. Она должна быть собрана из прочного материала. Как вариант — это может быть алюминиевый квадратный профиль. На одном из его концов устанавливают генератор в сборе, на другом — хвостовик. Также его можно изготовить и из оцинкованной жести. Обычно генератор крепят при помощи хомутов, лучше, если они будут выполнены из нержавеющей стали.

Для изготовления хвостовой части можно использовать тот же алюминиевый лист, его достаточно зафиксировать на несущем профиле с помощью уголков.

Заметим, что нужно так же рассчитать местонахождение центра тяжести, через который должен пройти стержень из нержавеющей стали. Эта деталь должна быть выполнена в виде болта, длиной порядка 300 мм и диаметром около 30 мм. В середине стержня должно быть высверлено отверстие, через которое будет пропущен провод.

Делаем ветровое колесо

Для изготовления лопастей винта можно использовать алюминиевую трубу с поперечным сечением в 200 мм и длиной от 0,7 до 1 метра. Ее разрезают вдоль оси на четыре равных куска, из которых изготавливают необходимое количество лопастей. На самом деле, алюминий довольно легко подвергается обработке, поэтому вырезать эти детали не так и сложно. Куда как сложнее подготовить необходимые расчеты и создать шаблон.

Заметим, что для изготовления лопастей можно также использовать:
— листовое железо, в этом случае вырезать придется болгаркой;
— обычную цилиндрическую емкость (бочку), 3 либо 4 лопасти вырезаются в боковой части, однако не отделяются, а отгибаются (такой вариант применяется для ветряков с вертикальной осью).

Либо, в качестве готового винта для бытовой установки вполне может подойти крыльчатое колесо, которое устанавливают в домашних сплит-системах или автомобильный вентилятор системы охлаждения.

Итак, лопасти, которые были получены из трубы, или какого-либо другого материала, необходимо скруглить, обработать на предмет заусенцев и, скрепив между собой, установить на вал генератора. При выполнении этой работы необходимо четко соблюсти баланс, иначе пропеллер может пойти в разнос.

Для создания центра (выполняется, как правило, в форме диска), на котором будут установлены лопасти, можно нарезать круглых алюминиевых пластин и спрессовать друг с другом (к примеру, эпоксидным клеем). После того, как клей схватиться, диск необходимо просверлить по центру и выработать место под шпонку, которая установлена на генераторном валу.

Сборка ветряка

Установка ветрогенератора должна выполняться в безветренную погоду. Сборку домашней ветряной электростанции начинают с соединения генератора и флюгера. Генератор закрепляют к основанию флюгера при помощи хомутов. После этого, флюгер необходимо установить в подшипники, которые обеспечат его вращение. На этом узле должен стоять ограничитель, который не даст вращаться на угол больший, чем 360 градусов.

При выборе места установки необходимо учитывать, что ветрогенератор должен находиться не ближе 20 м к жилым домам. При монтаже конструкции ветряка необходимо проложить силовой кабель. Поднятый на мачте флюгер (высота порядка 5 — 6-ти метров) закрепляют при помощи тросовых растяжек, надежность установки которых надо регулярно проверять.

Нижняя часть мачты крепится болтами к металлическому основанию, которое готовится заблаговременно (желательно, чтобы это была забетонированная конструкция, т.к. при сильных ветрах возможны значительные напряжения). В качестве мачты удобно брать обычную металлическую трубу (диаметром 50 мм).
По окончании работ, подготовленные концы кабеля можно подключить к приемнику электроэнергии, как правило, для этого используют аккумуляторы. Но подключение аккумуляторов напрямую приведет к их выходу из строя (при высоких оборотах большая величина зарядного тока), поэтому в схеме подключения ветряка должен быть предусмотрен контроллер напряжения. Также необходим инвертор, преобразующий энергию.

Некоторые особенности проектирования

Заметим, что минимальная скорость ветра, при которой начинает крутиться винт ветрогенератора составляет 2 м/сек, а оптимальная скорость ветра — это 10-12 м/сек. При проектировании и сборке генератора могут быть допущены ошибки, которые могут привести его к разрушению. Одна из самых распространенных ошибок, которую допускают мастера, это пренебрежение таким узлом, как модуль торможения. В стандартном исполнении большинство автомобильных генераторов им не оснащено. В этом случае генератор необходимо «доводить до ума». Этот модуль, своего рода предохранитель, который не дает ротору раскрутиться до больших скоростей. Подшипники, которые не рассчитаны на высокие обороты, могут просто не выдержать.

К такой же недоработке можно отнести и отсутствие ограничителя на флюгере. В случае возникновения сильного ветра генератор может начать вращаться вокруг оси флюгера. В лучшем случае произойдет разрыв проводов, в худшем разрушение всей конструкции.

В качестве заключения отметим, что без определённого опыта сделать эффективный ветрогенератор своими руками довольно сложно, и если позволяет финансовая сторона вопроса – лучше купить надежный серийный агрегат.

Самодельный ветряк из автомобильного генератора

Автора уже давно интересовала идея использования альтернативной энергии.

Поискав информацию о различных устройствах на эту тему, автор нашел для себя модель ветряка, которая легка в исполнении и не сильно затратная по деньгам.

Материалы использованные автором для создания ветряка:

1)провода 3\8-16
2)электронный контроллер зарядки
3) генератор GM 7127 от компании AutoZone
4) набор для усовершенствования статора — MTM cientific,
5) углеволоконные лопасти и ступица — Picou Builders Supply, Co Inc.,
6) трубы водопроводные
7) лентопротяжный мотор DC Ametek мощностью 38 В

Рассмотрим этапы создания ветрогенератора.
Для начала автор приобрел все необходимые комплектующие. В строительном магазине были куплены трубы и несколько метров проводов. Через интернет магазины были заказаны высоковольтные катушки статора и трансмиссия. Для индикации зарядки аккумулятора был приобретен электронный контроллер.

После этого автор приступил к сборке основной конструкции ветрогенератора.
Генератор был установлен на стойку, и на верхушку стойки турбины был установлен небольшой диод, который был присоединен проводами к катушке генератора.

Так как это не генератор с постоянным магнитом, то лампочка позволяет катушке самовозбуждаться и покажет момент, когда генератор не выдает заряд, а следовательно может быть отключен от аккумулятора.

Затем были изготовлены лопасти из углеволокна. После чего автор приступил к покрасочным работам. сам генератор автор покрасил в красный цвет, а ступицу и крепежи лопастей в белый.

После сборки и покраски автору осталось лишь ждать безветренного дня для установки конструкции ветрогенератора.

Перед началом монтажа автор решил снять лопасти, для облегчения процесса установки генератора на верхушку вышки.

Проведя еще раз расчеты длины флагштока, автор обнаружил погрешность из-за которой не получиться установить механизм идеально. Поэтому согласно новых расчетов автор отрезал 16″ трубы, но она оказалась немного толще чем необходимо. Поэтому вооружившись напильников автор начал устранять все огрехи расчетов вручную.

Для удобства поднятия ветротурбины и ее установки автором был собран трехног-подъемник и при помощи помощника и самодельного подъемника вся конструкция была поднята на платформу стойки, где она была укреплена и сбалансирована.

Как видно на фотографии от генератора отходят три кабеля, которые автор будет подсоединять к системе накопления энергии от ветроустановки.

Первые тесты показали надежность конструкции. При сильном ветре около 35 миль\час генератор начинал шуметь, но крепления выдерживали. Однако в ходе испытаний был выявлен главный недостаток данного генератора, который упустил автор. дело в том, что автомобильный генератор не начинает вырабатывать ток пока ветер не достигнет 12 миль\час

Прошлой ночью дул достаточно сильный ветер, но турбина “была на высоте”. Временами порыв ветра достигал 35 — 40 миль/час. При таком ветре турбина создавала шум, но главное, что она выдержала такое испытание. Из-за заводского ограничения автомобильный генератор не начинает вырабатывать ток, пока сила ветра не достигнет 12 миль/час, а при нулевых оборотах он не вырабатывает энергию и не показывает напряжение. При ветре меньше 12 миль\час и низких оборотах генератора, он до момента начала выработки тока сам потребляет энергию аккумулятора, что практически испортило его.

Поэтому для того чтобы исправить систему, и сберечь аккумуляторы автор решил модернизировать генератор таким образом, чтобы сделать из него генератор переменного тока с постоянным магнитом.

Обмотка статора была перемотана. Первоначально на статоре было 4 витка провода №14, они были заменены на 10 витков провода №18. Уложить последние 4 провода в последнем слое оказалось сложной задачей, автор даже попробовал при помощи пресса сделать углубления в статоре, однако это не принесло результатов.

Поэтому автор просто выточил карман глубиной в палец для нового магнита.

По итогу вся затея с перемоткой статора провалилась, так как некоторые кольца обмотки соприкасались с металлическим сердечником и создавали короткое замыкание. Поэтому автор отбросил эту затею и приобрел лентопротяжный мотор DC Ametek мощностью 38 В. Автор пометил капы и развел их для большего удобства. Купленный ротор со скошенными пазами давал довольно неплохой пусковой момент, при испытаниях на ручной тяге вольтметр показывал чуть более 9 В.

Для того, чтобы присоединить генератор на то же крепление, которое использовалось для старого автомобильного генератора переменного тока, автор выточил фланец.

Новый статор относительно меньше своего предшественника в размерах, но зато начинает работать уже при самом слабом ветре. Для того, чтобы преодолеть сопротивление аккумулятора и начать зарядку достаточно силы ветра в 7-8 миль\час. При этом установленный диод не дает генератору перейти в режим мотора.

А вот фотография аккумуляторного блока системы.

Для того, чтобы ветряк мог поворачиваться относительно ветра автор сделал поворотный механизм. Генератор монтируется справа, а хвост крепиться на изогнутую часть трубы сзади.

Для наглядности результатов тестирования новой конструкции автор установил амперметр и вольтметр на доске приборов. Благодаря этому ему стало легче контролировать показания, а следовательно рассчитать получаемую мощность ветрогенератора.

Лентопротяжный двигатель был соединен с механизмом вращения.

Перед этим в самом двигателе были заменены подшипники, а так же автор решил его покрыть краской для защиты от коррозии.

По итогу при скорости ветра около 13 миль\час генератор способен выдавать более 200 Вт.
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Ветрогенератор из автомобильного генератора: фото с описанием

Самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора от автомобиля МАЗ, фото самоделки с описанием.

Автор решил обеспечить свой дом электроэнергией, для осуществления задумки было решено соорудить парусный ветряк на автомобильных генераторах с автомобиля МАЗ.

Для сборки самоделки автору понадобились такие материалы:

Генераторы от автомобиля МАЗ – 2 шт.
Автомобильные аккумуляторы 12V 160 А/ч – 4 шт.
Трубы сечением 48 мм.
Труба сечением 210 мм, длиной 1200 мм толщиной стенки 9 мм.
Трубы диаметром 160 мм толщина стенки 4 мм.
Провод ПВС 4 на 4 мм.
Ремень 6Р – 2 шт.
Баннерное полотно.
Трос диаметром толщиной 6 мм.

Конструкция самодельного ветрогенератора предоставленная автором, состоит из ветроколеса диаметром 5 метров. Ветроколесо изготовлено из 6 труб диаметром 48 мм, между трубами натянуты куски баннерного полотна.

На фото: автор самодельного ветряка.

Мачта выполнена из трубы диаметром 160 мм, и усилена боковыми растяжками из 6 миллиметрового троса.

Передача крутящего момента от ветроколеса, осуществляется с помощью мультипликатора с передаточным отношением 1:45.

Мультипликатор — преобразует и передаёт крутящий момент, при этом понижает вращающий момент выходного вала, но повышает его угловую скорость.

На выходной вал мультипликатора одет шкив на два ручья под ременную передачу на два ремня передающих крутящий момент на автомобильные генераторы.

Натяжка ремней здесь выполнена с помощью стандартных креплений как и на автомобиле.

Схема зарядки аккумуляторов довольно проста, к генераторам подключены стандартные автомобильные реле регуляторы, управляющие катушками возбуждения генераторов. Каждый генератор выдаёт напряжение около 28V.

К генераторам подключены четыре аккумулятора по 12 В 160 А/ч. На каждый генератор подключены последовательно по два аккумулятора (12+12 =24V), на выходе пары аккумуляторов подключены также последовательно чтобы на выходе получить 48 V.

К выходам аккумуляторов подключен инвертор преобразующий постоянный ток в переменный, на входе инвертора напряжение 48V, на выходе 220 V, что позволяет подключать к нему бытовые электроприборы.

На данный момент производительности ветроустановки вполне хватает для зарядки аккумуляторов.

Ветряк из автомобильного генератора

Самодельное ветровое устройство, как основной источник электроэнергии в доме

Перед тем как начать строить самодельную ветряную электростанцию, на базе автогенератора, необходимо выполнить очень важную и кропотливую работу, суть которой состоит в переделке самого автомобильного генератора. Сам процесс изменения этого устройства нужно разбить на несколько шагов.

1-й шаг. Состоит из изготовления нового вала из немагнитного материала по образцу старого (например из титана).
2-й шаг. Заключается в перемотке статора автогенератора, где увеличивают количество витков в 5-7 раз, а диаметр провода уменьшают. Это делается для увеличения генерации энергии на малых оборотах. Автогенератор при работе в автомобиле развивает обороты до 6000, ветряк же выдает не более 600.
3-й шаг. На этом шаге необходимо изготовить новый ротор из алюминиевой болванки и напрессовать ее на новый вал. На самом ново-изготовленном роторном устройстве нужно сделать выборку под бандажные кольца и постоянные магниты.
4-й шаг. Это последний шаг, где устанавливаются бандаж, который можно сделать из обычной водопроводной трубы, и садят на эпоксидный клей парное число неодимовых магнитов. Их можно найти и купить в интернете. Магниты устанавливаются с небольшим смещением, чередуя полюса.

Следующим этапом изготовления ветряка из автомобильного генератора, станет определение мощности ветровой установки.

Экономический расчет по сбережению электричества в частном доме

Чтобы выполнить расчет, в первую очередь, нужно определить саму мощность самодельной ветровой установки. Для этого необходимо суммарное значение площади лопастей умножить на коэффициент ветроиспользования 0,6 (при вращении винта перед ним создается воздушная подушка, которая не позволяет полностью использовать энергию ветра). Дальше полученное число еще раз умножаем, но уже на скорость ветра в третьей степени (средняя скорость ветра составляет 5 м/с). Идеальным вариантом значения мощности, которое будет иметь проектируемый ветряк из автомобильного генератора, является 3 кВт/ч.

Устройство с такой мощностью спокойно обеспечит на 100% необходимой электрической энергией потребителя, нагрузка которого составляет в среднем 3кВт. Но это идеальный вариант, при наличии ветра с необходимой высокой скоростью, идеального генератора с минимальными потерями. Поэтому для исключения неблагоприятных погодных условий для выработки собственной электроэнергии необходимо построить целую собственную сеть, способную компенсировать киловатты за счет их накопления.

Принцип действия

самодельного ветрового устройства на базе автомобильного генератора.

Принцип работы этого устройства очень прост. Ветер нужной скорости воздействует через лопасти на автомобильный генератор, заставляя его крутится. В процессе вращения генерирующего устройства вырабатывается электрический ток, поступающий к нагрузке потребителя через инверторное устройство.

Стоить отметить очень важную деталь в работе ветрового устройства – это наличие флюгера, который обеспечивает вращение лопастей по ходу ветра.

Конструкция ветровой установки на базе автомобильного генератора.

Для того чтобы сделать ветряк из автомобильного генератора в конечном его виде, необходимо набраться немного терпения и разбить сам процесс на два этапа:

1-й этап – изготовление лопастей. Этот элемент можно изготовить из ПВХ трубы, диаметр и размер которой должен соответствовать рассчитанной необходимой площади лопастей исходя из выше указанной формулы. Саму трубу необходимо разрезать на три равных частей по ее длине. Из полученных частей вырезаются лопасти, по форме которые должны быть трапецеидальными. Полученные элементы вращения крепим на основание. Само основание можно сделать из старой циркуляционной пилы, сточив для этого дела ее зубья. Полученный пропеллер необходимо закрепить на вал генератора.
2-й этап – сборка полной конструкции поворотной части ветровой установки. На этом этапе нужно взять квадратную трубу 20*25мм, которую с одной стороны необходимо разрезать вдоль и в полученный прорез вставить флюгер, сделанный из листового металла, любой формы. На другую сторону трубы, с помощью хомутов крепится генератор с пропеллером.

Стоит запомнить, что автомобильный генератор, для достижения нужных результатов, должен быть с мощного авто или трактора, в комплекте с аккумулятором и его релейными устройствами. Поднимать ветряк нужно как можно выше. Скорость ветра линейно зависит от высоты подъема. Постарайтесь устанавливать ветрогенератор на возвышенности или в степных районах с минимальной застройкой.

В принципе ветровая установка готова. Остался контроллер, аккумуляторы, инвертор и вперед, но это тема для отдельной статьи.

Автомобильный генератор для ветряка без переделки

Ветрогенератор, изготовленный из автомобильного генератора, может помочь в ситуации, когда в частном доме нет возможности подключения к линии электропередачи. Либо послужит вспомогательным источником альтернативной энергии. Такое устройство можно сделать своими руками из подручных материалов, используя наработки народных умельцев. Фото и видео продемонстрируют процесс создания самодельной ветровой установки.

Конструкция ветрогенератора

Существует огромное видовое разнообразие ветрогенераторов и чертежей их изготовления. Но любая конструкция включает в себя следующие обязательные элементы:

генератор;
лопасти;
накопительная батарея;
мачта;
электронный блок.

Обладая некоторыми навыками, можно смастерить ветрогенератор своими руками

Кроме этого, необходимо заранее продумать систему управления и распределения электроэнергии, начертить схему монтажа.

Ветровое колесо

Лопасти, пожалуй, самая важная часть ветрогенератора. От конструкции будет зависеть работа остальных узлов устройства. Изготавливают их из разных материалов. Даже из пластиковой канализационной трубы. Лопасти из трубы просты в изготовлении, стоят дёшево и не подвержены воздействию влаги. Порядок изготовления ветроколеса следующий:

Необходимо рассчитать длину лопасти. Диаметр трубы должен быть равен 1/5 от общего метража. К примеру, если лопасть будет метровая, то подойдёт труба диаметром 20 см.
Разрезаем трубу лобзиком вдоль на 4 части.
Из одной части изготавливаем крыло, которое послужит шаблоном для вырезания последующих лопастников.
Заусенца на краях сглаживаем абразивом.
Лопасти фиксируют к алюминиевому диску с приваренными полосами для крепления.
Далее к этому диску прикручивается генератор.

Лопасти для ветрового колеса

После сборки ветроколесо нуждается в балансировке. Его закрепляют на штативе горизонтально. Операцию проводят в закрытом от ветра помещении. В случае правильно проведённой балансировки колесо не должно двигаться. Если же лопасти вращаются сами, то их требуется подточить до придания равновесия всей конструкции.

Только после успешного завершения данной процедуры следует перейти к проверке точности вращения лопастей, они должны крутиться в одной плоскости без перекоса. Допускается погрешность в 2 мм.

Схема сборки генератора

Мачта

Для изготовления мачты подойдёт старая водопроводная труба диаметром не менее 15 см, длиной около 7 м. Если в пределах 30 м от предполагаемого места монтажа есть постройки, то высоту конструкции корректируют в сторону увеличения. Для эффективной работы ветроустановки лопастник поднимают выше препятствия минимум на 1 м.

Основание мачты и колышки для закрепления растяжек бетонируют. К кольям приваривают хомуты с болтами. Для растяжек применяют оцинкованный 6 мм трос.

Совет. Собранная мачта обладает немалым весом, при ручной установке понадобится противовес из трубы с грузом.

Переделка генератора

Для изготовления генератора ветряка подойдёт генератор от любого автомобиля. Их конструкции схожи между собой, а переделка сводится к перемотке провода статора и изготовлению ротора на неодимовых магнитах. В полюсах ротора высверливаются отверстия для фиксации магнитов. Устанавливают их, чередуя полюса. Ротор оборачивают бумагой, а пустоты между магнитами заливают эпоксидной смолой.

Автомобильный генератор

Таким же способом можно переделать двигатель от старой стиральной машины. Только магниты в этом случае во избежание залипания наклеивают под углом.

Новую обмотку перематывают по катушке на зуб статора. Можно сделать всыпную обмотку, это как кому удобно. Чем больше количество витков, тем эффективнее получится генератор. Мотают катушки в одном направлении по трёхфазной схеме.

Готовый генератор стоит опробовать и измерить данные. Если при 300 оборотах генератор выдаёт порядка 30 вольт, это хороший результат.

Генератор для ветряка из автомобильного генератора

Финальная сборка

Раму генератора сваривают из профильной трубы. Хвост изготавливают из оцинкованной жести. Поворотная ось представляет собой трубку с двумя подшипниками. Генератор крепят к мачте таким образом, чтобы расстояние от лопасти до мачты было не менее 25 см. В целях безопасности для финальной сборки и монтажа мачты стоит выбрать безветренный день. Лопасти под действием сильного ветра могут изогнуться и разбиться о мачту.

Чтобы использовать аккумуляторы для питания техники, которая работает от сети 220 В, потребуется установить инвертор преобразования напряжения. Ёмкость батареи подбирается индивидуально к ветрогенератору. Этот показатель зависит от скорости ветра на местности, мощности подключаемой техники и частоты пользования ею.

Устройство ветрогенератора

Чтобы батарея не вышла из строя от чрезмерной зарядки, понадобится контроллер напряжения. Его можно изготовить самостоятельно, если обладаете достаточными знаниями в электронике, или купить готовый. В продаже имеется множество контролеров для механизмов получения альтернативной энергии.

Совет. Чтобы лопастник не сломался при сильном ветре, устанавливают простое устройство – защитный флюгер.

Обслуживание ветрогенератора

Ветрогенератор, как и любое другое устройство, нуждается в техническом контроле и обслуживании. Для бесперебойной работы ветряка периодически проводят следующие работы.

Схема работы ветрогенератора

Наибольшего внимания требует токосъёмник. Щётки генератора нуждаются в чистке, смазке и профилактической регулировке раз в два месяца.
При первых признаках неисправности лопастника (дрожание и разбалансировка колеса) ветрогенератор опускают на землю и ремонтируют.
Раз в три года металлические детали покрывают антикоррозийной краской.
Регулярно проверяют крепления и натяжение тросов.

Теперь, когда установка окончена, можно подключать приборы и пользоваться электроэнергией. По крайней мере, пока ветрено.

Генератор для ветряка своими руками: видео

Вы используете устаревший браузер. Этот и другие сайты могут отображаться в нём некорректно.
Необходимо обновить браузер или попробовать использовать другой.

Нам важно ваше мнение! Приглашаем вас поучаствовать в интервью крупнейшему гипермаркету России. Если вы использовали дерево в отделке – поделитесь своим опытом. Интервью будет длиться 1 час. Если вы готовы – ждём ваши контакты на почту adv@forumhouse. Приятные бонусы за прохождение интервью – гарантированы!

Задумались ли вы зачем делать Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками? Бесперебойное снабжение электричества – проблема с которой все чаще сталкиваются владельцы частных домов и дач.

Использую источники ветра и солнца можно создать бесперебойное электроснабжение. Либо ветрогенератор может стать дополнительным источником электроэнергии.

В этой статье опишем для чего используются ветрогенераторы сделанные из автомобильных генераторов, какие типы конструкции могут быть, их достоинства и недостатки. Пропишем пошаговую инструкцию как переделать автомобильный генератор в ветрогенератор и конечно приведем советы специалистов в изготовлении ветрогенераторов.

Что это и в чем преимущества использования

Ветрогенератор – это устройство, с помощью которого преобразуется кинетическая энергия ветра в электричество. Если не брать в расчет промышленные ветрогенераторы, то эти устройства необходимы там, где отсутствует бесперебойная подача электричества.

Преимущество использования ветрогенератора в том, что они не наносят вред окружающей среде, так как не имеет отходов.

Принцип работы самодельного ветрогенератора заключается в том, что при воздействии ветра на лопасти, и заставляя крутиться автомобильный генератор, вращаясь устройство вырабатывает электрический ток, который поступает через инверторное устройство к нагрузке.

Выбор конструкции

Конструкций много, в статье будет рассмотрено два типа: конструкция роторного типа и аксиальная конструкция на магнитах.

Ветрогенератор с роторной турбиной делается из двух, в иногда из четырех лопастей. Эта конструкция проста за счет того, что используются подручные материалы. Двухэтажный дом таким ветрогенератором, конечно, не удастся обеспечить.

Подойдет для освещения прихозяйственной постройки, фонарей и для подачи энергии небольшой бытовой технике. Такие генераторы прослужат долго и не создадут проблем. К достоинствам можно отнести низкую исходную цену на изготовление и ремонт. По уровню шума данная конструкция относится к малошумным.

Аксиальная конструкция ветрогенераторов делаются при помощи неодимовых магнитов. Основной элемент конструкции – ступица колеса автомобиля вместе с тормозными дисками. Так как в последнее время магниты стали дешевле, то эту конструкцию тоже можно отнести к бюджетным. Отличается от роторного типа тем, что вырабатывает большее количество электроэнергии.

Пошаговое описание процесса переделки

Переделывает автомобильный генератор за несколько доступных шагов:

1-й шаг. Изготовить новый вал из немагнитного материала, например, титана на подобии старого.
2-й шаг. Перемотать статор автогенератора, увеличив количество витков в семь раз, а диаметр уменьшить. Это нужно, чтобы увеличить генерацию энергии на малых оборотах.
3-й шаг. Изготовить новый ротор можно или из алюминиевого ведра, разделив на 4 лопасти, или вырезать из водопроводной трубы. Прикрепить к генератору болтами.
4-й шаг. Установить бандаж, например, из трубы, и приклеить парное число неодимовых магнитов, чередуя полюса.

Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками

О самодельных ветряках для дома

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.

Помимо генератора для изготовления ветряка потребуется ещё ряд комплектующих деталей:

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

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.

Технология сборки ветрогенератора

Есть два выхода из положения:

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

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

Шаг #1. Винт ветряной электростанции

Шаг #2. Изготовление мачты из трубы

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

Шаг #3. Как сделать алюминиевый флюгер

Шаг #4. Установка и подключение ветрогенератора

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

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

Фото-пример сборки ветряка по шагам

Фактически вся работа выполнена, остается соединить разрозненные компоненты полезной в быту установки:

Разбор ошибок конструирования

О том, как правильно рассчитать ветрогенератор, узнаете из предложенной нами статьи.

Домашним мастерам, заинтересованным темой сборки ветрогенератора, предлагаем ознакомиться еще с одним оригинальным вариантом. В предложенной статье описано изготовление генерирующей установки из бросовых деталей стиралки.

Выводы и полезное видео по теме

Даже обычный электрический шуруповёрт может стать ветряком, если знать основы устройства ветрогенератора.

Способ 1

В Интернете нашел статью о том, как переделать генератор автомобиля на генератор с постоянными магнитами. Можно ли использовать этот принцип и переделать генератор своими руками из асинхронного электродвигателя? Возможно, что будут большие потери энергии, не такое расположение катушек.

Двигатель асинхронного типа у меня на напряжение 110 вольт, обороты – 1450, 2,2 ампера, однофазный. При помощи емкостей я не берусь делать самодельный генератор, так как будут большие потери.

Предлагается пользоваться простыми двигателями по такой схеме.

Если изменять двигатель или генератор с магнитами округлой формы от динамиков, то надо их устанавливать в крабы? Крабы – это две металлические детали, стоят на якоре снаружи катушек возбуждения.

Если магниты надевать на вал, то вал будет шунтировать магнитные силовые линии. Как тогда будет возбуждение? Катушка тоже расположена на валу из металла.

Если поменять подсоединение обмоток и сделать параллельное соединение, разогнать до оборотов выше нормальных значений, то получается 70 вольт. Где взять механизм для таких оборотов? Если перематывать его на уменьшение оборотов и ниже питание, то слишком упадет мощность.

Двигатель асинхронного типа с замкнутым ротором – это железо, которое залито алюминием. Можно взять самодельный генератор от автомобиля, у которого напряжение 14 вольт, сила тока 80 ампер. Это неплохие данные. Двигатель с коллектором на переменный ток от пылесоса или стиральной машины можно применить для генератора. На статор установить подмагничивание, напряжение постоянного тока снимать со щеток. По наибольшему ЭДС поменять угол щеток. Коэффициент полезного действия стремится к нулю. Но, лучше, чем генератор синхронного типа, не изобрели.

Решил испытать самодельный генератор. Однофазный асинхронный мотор от стиралки малютки крутил дрелью. Подключил к нему емкость 4 мкФ, получилось 5 вольт 30 герц и ток 1,5 миллиампера на короткое замыкание.

Не каждый электромотор можно использовать в качестве генератора таким методом. Есть моторы со стальным ротором, имеющие малую степень намагниченности на остатке.

Необходимо знать разницу между преобразованием электрической энергии и генерацией энергии. Преобразовать 1 фазу в 3 можно несколькими способами. Один из них – это механическая энергия. Если электростанцию отсоединить от розетки, то пропадает все преобразование.

Откуда возьмется движение провода с повышением скорости, ясно. Откуда магнитное поле будет для получения ЭДС в проводе – не понятно.

Объяснить это просто. Из-за механизма магнетизма, который остался, образуется ЭДС в якоре. Возникает ток в статорной обмотке, который замкнут на емкости.

Ток возник, значит, дает усиление на электродвижущую силу на катушках роторного вала. Появившийся ток дает усиление электродвижущей силы. Электроток статорный образует электродвижущую силу намного больше. Это идет до установления равновесия статорных магнитных потоков и ротора, а также дополнительные потери.

Размер конденсаторов рассчитывают так, что на выводах напряжение достигает номинального значения. Если оно маленькое, то снижают емкость, то повышают. Были сомнения по поводу старых моторов, которые якобы не возбуждаются. После разгона ротора мотора или генератора надо ткнуть быстро в любую фазу малым количеством вольт. Все придет в нормальное состояние. Зарядить конденсатор до напряжения равному половину емкости. Включение производить выключателем с тремя полюсами. Это относится с 3-фазному мотору. Такая схема используется для генераторов вагонов пассажирского транспорта, так как у них ротор короткозамкнутый.

Способ 2

Самодельный генератор сделать можно и по-другому. Статор имеет хитрую конструкцию (имеет специальное конструкторское решение), имеется возможность регулировки напряжения выхода. Я сделал генератор своими руками такого вида на строительстве. Двигатель брал мощностью 7 кВт на 900 оборотов. Обмотку возбуждения я подключил по схеме треугольника на 220 В. Запустил его на 1600 оборотов, конденсаторы были на 3 на 120 мкФ. Включались они контактором с тремя полюсами. Генератор действовал как выпрямитель с тремя фазами. С этого выпрямителя питалась электрическая дрель с коллектором на 1000 ватт, и пила дисковая на 2200 ватт, 220 В, болгарка 2000 ватт.

Приходилось изготавливать систему мягкого пуска, другой резистор с закороченной фазой через 3 секунды.

Для моторов с коллекторами это неправильно. Если в два раза повысить вращающую частоту, то уменьшится и емкость.

Также повысится и частота. Схема емкостей отключалась в автоматическом режиме, чтобы не использовать тор реактивности, не расходовать горючее.

Во время работы надо нажать на статор контактора. Три фазы разобрал их по ненужности. Причина кроется в высоком зазоре и увеличенном рассеивании поля полюсов.

Специальные механизмы с двойной клеткой для белки и косыми глазами для белки. Все-таки я получил с моторчика стиралки 100 вольт и частоту 30 герц, лампа на 15 ватт не хочет гореть. Очень слабая мощность. Надо мотор брать сильнее, или конденсаторов больше ставить.

Под вагонами используется генератор с ротором короткозамкнутым. Его механизм приходит от редуктора и на ременную передачу. Обороты вращения 300 оборотов. Он находится как дополнительный генератор нагрузки.

Способ 3

Можно сконструировать самодельный генератор, электростанцию на бензине.

Вместо генератора использовать 3-фазный асинхронный мотор на 1,5 кВт на 900 оборотов. Электродвигатель итальянский, подключаться может треугольником и звездой. Сначала я поставил мотор на основание с мотором постоянного тока, присоединил к муфте. Стал крутить двигатель на 1100 оборотов. Появилось напряжение 250 вольт на фазах. Подключил лампочку на 1000 ватт, напряжение сразу упало до 150 вольт. Наверное, это от фазного перекоса. На каждую фазу надо включать отдельную нагрузку. Три лампочки по 300 ватт не смогут снизить напряжение до 200 вольт, теоретически. Можно конденсатор поставить больше.

Обороты двигателя надо делать больше, при нагрузке не снижать, тогда питание сети будет постоянным.

Необходима значительная мощность, автогенератор такую мощность не даст. Если перемотать большой камазовский, то с него не выйдет 220 В, так как магнитопровод будет перенасыщен. Он был сконструирован на 24 вольта.

Сегодня собирался пробовать подсоединить нагрузку через 3-фазный блок питания (выпрямитель). В гаражах свет отключили, не получилось. В городе энергетиков систематически отключают свет, поэтому надо делать источник постоянного питания электричеством. Для электросварки есть навеска, подцепляется к трактору. Для подключения электрического инструмента нужен постоянный источник напряжения на 220 В. Была мысль сконструировать самодельный генератор своими руками, и инвертор к нему, но, на аккумуляторных батареях не долго можно проработать.

Недавно включили электричество. Подключал двигатель асинхронный из Италии. Поставил его с мотором бензопилы на раму, скрутил вместе валы, поставил муфту резиновую. Катушки соединил по схеме звезды, конденсаторы треугольником, по 15 мкФ. Когда запустил моторы, то на выходе питания не получилось. Присоединял конденсатор, заряженный к фазам, напряжение появилось. Свою мощность в 1,5 кВт двигатель выдал. При этом питающее напряжение снизилось до 240 вольт, на холостых оборотах было 255 вольт. Шлифмашинка от него нормально работала на 950 ватт.

Пробовал повысить обороты двигателя, но не получается возбуждение. После контакта конденсатора с фазой напряжение возникает сразу. Буду пробовать ставить другой двигатель.

Какие конструкции систем за границей производятся для электростанций? На 1-фазных понятно, что ротор владеет обмоткой, перекоса фаз нет, потому что одна фаза. В 3-фазных имеется система, которая дает регулировку мощности при подсоединении к ней моторов с наибольшей нагрузкой. Еще можно подсоединить инвертор для сварки.

В выходные хотел сделать самодельный генератор своими руками с подключением асинхронного двигателя. Удачной попыткой сделать самодельный генератор оказалось подключение старого двигателя с корпусом из чугуна на 1 кВт и на 950 оборотов. Мотор возбуждается нормально, с одной емкостью на 40 мкФ. А я установил три емкости и подключил их звездой. Этого хватило для запуска электродрели, болгарки. Хотел, чтобы получилась выдача напряжения на одной фазе. Для этого подключал три диода, полумост. Сгорели лампы люминесцентные для освещения, и подгорели пакетники в гараже. Буду наматывать трансформатор на три фазы.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Ответ на вопрос, как сделать самостоятельно электрогенератор из электродвигателя, основывается на знании устройства этих механизмов. Основная задача заключается в преобразовании двигателя в машину, выполняющую функции генератора. При этом следует продумать способ, как весь этот узел будет приводиться в движение.

Сфера применения данного оборудования
Генератор и существующие его виды
Делаем оборудование без узла привода
Работы поэтапно
Советы специалиста

Где используется генератор

Оборудование данного вида находит применение в совершенно разных областях. Это может быть промышленный объект, частное или загородное жилье, стройплощадка, причем любых масштабов, гражданские здания разного целевого использования.

Одним словом, совокупность таких узлов, как электрогенератор любого типа и электродвигатель, позволяют реализовать следующие задачи:

Резервное электроснабжение;
Автономная подача электроэнергии на постоянной основе.

В первом случае речь идет о страховочном варианте на случай возникновения опасных ситуаций, таких, как перегрузка сети, аварии, отключения и прочее. Во втором случае электрогенератор разнотипный и электродвигатель позволяют получить электричество в местности, где отсутствует централизованная сеть. Наряду с этими факторами присутствует еще одна причина, по которой рекомендуется использование автономного источника электроэнергии – это необходимость подачи стабильного напряжения на вход потребителя. Подобные меры нередко принимаются, когда необходимо ввести в работу оборудование с особо чувствительной автоматикой.

Особенности устройства и существующие виды

Чтобы определиться с тем, какой электрогенератор и электродвигатель выбрать для реализации поставленных задач, следует представлять себе, в чем заключается разница между существующими видами автономного источника энергоснабжения.

Основное отличие – тип топлива. С этой позиции различают:

Бензиновый генератор.
Дизельный механизм.
Устройство на газу.

В первом случае электрогенератор и содержащийся в конструкции электродвигатель по большей части используется для обеспечения электроэнергией на короткие сроки, что обусловлено экономической стороной вопроса ввиду высокой стоимости бензина.

Преимущество дизельного механизма заключается в том, что на его обслуживание и эксплуатацию потребуется значительно меньшее количество топлива. Дополнительно дизельный электрогенератор автономного типа и электродвигатель в нем будут работать длительный период времени без отключений благодаря большим ресурсам двигателя.

Устройство на газу является отличным вариантом на случай организации постоянного источника электроэнергии, так как топливо в данном случае всегда под рукой: подключение к газовой магистрали, использование баллонов. Поэтому стоимость эксплуатации такого агрегата будет ниже ввиду доступности топлива.

Основные конструктивные узлы такой машины тоже отличаются по исполнению. Двигатели бывают:

Двухтактные;
Четырехтактные.

Первый вариант устанавливается на устройства меньшей мощности и габаритов, тогда как второй – используется на более функциональных аппаратах. В генераторе имеется узел – альтернатор, другое его название «генератор в генераторе». Существует два его исполнения: синхронный и асинхронный.

По роду тока различают:

Однофазный электрогенератор и, соответственно, электродвигатель в нем;
Трехфазное исполнение.

Последний из названных вариантов рекомендуется приобретать в случае, когда пользователь планирует подключать к нему трехфазные потребители. Их преимущество заключается в возможности питать также и однофазную технику.

Чтобы понять, как сделать электрогенератор из асинхронного электродвигателя, важно понимать принцип действия этого оборудования. Так, основа функционирования заключается в преобразовании разных видов энергий. В первую очередь происходит переход кинетической энергии расширения газов, возникающих при сгорании топлива, в механическую. Это происходит с непосредственным участием кривошипно-шатунного механизма при вращении вала двигателя.

Преобразование механической энергии в электрическую составляющую происходит посредством вращения ротора альтернатора, в результате чего образуется электромагнитное поле и ЭДС. На выходе после стабилизации выходное напряжение попадает к потребителю.

Делаем источник электроэнергии без узла привода

Наиболее распространенным способом для реализации такой задачи является попытка организовать энергоснабжение посредством асинхронного генератора. Особенностью данного метода является приложение минимума усилий в плане монтажа дополнительных узлов для корректной работы такого устройства. Это обусловлено тем, что данный механизм функционирует по принципу асинхронного двигателя и продуцирует электроэнергию.

Смотрим видео, безтопливный генератор своими силами:

При этом ротор вращается с намного большей скоростью, чем смог бы выдавать синхронный аналог. Сделать электрогенератор из асинхронного электродвигателя своими руками вполне можно, не используя при этом дополнительных узлов или особых настроек.

В результате принципиальная схема устройства останется практически нетронутой, но появится возможность обеспечить электроэнергией небольшой объект: частный или загородный дом, квартиру. Применение таких устройств довольно обширно:

В качестве двигателя для ветровых электрогенераторов;
В виде небольших ГЭС.

Чтобы организовать действительно автономный источник энергоснабжения, электрогенератор без приводящего в работу двигателя должен функционировать на самовозбуждении. А это реализуется посредством подключения конденсаторов в последовательном порядке.

Смотрим видео, генератор своими руками, этапы работ:

Другая возможность выполнить задуманное – использовать двигатель Стирлинга. Его особенностью является преобразование тепловой энергии в механическую работу. Другое название такого узла – двигатель внешнего сгорания, а если говорить точнее, исходя из принципа работы, то, скорее, двигатель внешнего нагрева.

Это обусловлено тем, что для эффективного функционирования устройства требуется значительный перепад температур. В результате роста этой величины повышается и мощность. Электрогенератор на двигателе внешнего нагрева Стирлинга может работать от любого источника тепла.

Последовательность действий при самостоятельном изготовлении

Чтобы превратить двигатель в автономный источник электроснабжения, следует несколько изменить схему, подключив конденсаторы к обмотке статора:

При этом будет протекать опережающий емкостной ток (намагничивающий). В результате образуется процесс самовозбуждения узла, а величина ЭДС соответственно изменяется. На этот параметр в большей мере влияет емкость подключенных конденсаторов, но нельзя забывать и о параметрах самого генератора.

Чтобы устройство не грелось, что обычно является прямым следствием неправильно подобранных параметров конденсаторов, нужно руководствоваться специальными таблицами при их выборе:

Эффективность и целесообразность

Прежде, чем решать вопрос, где купить автономный электрогенератор без двигателя, нужно определить, действительно ли хватит мощности такого устройства для обеспечения потребностей пользователя. Чаще всего самодельные аппараты этого рода обслуживают маломощных потребителей. Если решено сделать своими руками электрогенератор автономный без двигателя, купить необходимые элементы можно в любом сервисном центре или магазине.

Но преимуществом их является сравнительно небольшая себестоимость, учитывая, что достаточно лишь немного изменить схему, подключив несколько конденсаторов подходящей емкости. Таким образом, при наличии некоторых знаний можно соорудить компактный и маломощный генератор, который будет обеспечивать достаточным количеством электроэнергии для питания потребителей.

Источник Источник http://sovet-ingenera.com/eco-energy/generators/vetrogenerator-iz-avtomobilnogo-generatora-svoimi-rukami.html
Источник Источник Источник Источник http://elektronchic.ru/domashnij-elektrik/samodelnyj-generator.html
Источник http://generatorvolt.ru/ehlektrogenerator/kak-sdelat-pravilno-ehlektrogenerator-iz-ehlektrodvigatelya.html

Самодельный ветрогенератор

с генератором 1-Wire GM

Во время одного из наших недавних путешествий по сети мы наткнулись на статью, в которой обсуждалось, как сделать свою собственную ветряную мельницу с использованием однопроводного генератора переменного тока GM. Ссылку можно найти здесь:

Ветрогенератор своими руками. Фото с сайта www.diybullseye.com

Почти сразу мы заподозрили неладное. Любой с разряженной батареей, пытающейся восстановить ее заряд, может сказать вам, что на низких оборотах, например на холостом ходу двигателя, ничего не заряжается.

Мы немного обыскали информационную супермагистраль, чтобы узнать правду о ветряных генераторах, сделанных с генераторами переменного тока Delco. Как оказалось, автомобильные генераторы переменного тока нового назначения стали чрезвычайно популярными и относительно экономически эффективными для использования в небольших ветряных генераторах. Кто знал?

Еще немного покопавшись, и мы обнаружили еще несколько истин, например, статор генератора переменного тока Delco работает на очень высоких оборотах, потому что он предназначен для работы от мощного двигателя с относительно высокими оборотами.Рабочая частота вращения автомобильного генератора переменного тока Delco примерно в три раза больше частоты вращения коленчатого вала двигателя.

В Интернете есть несколько бесплатных проектов для создания собственных ветряных генераторов. Фото с сайта theselfsufficientliving.com

Поскольку коленчатый вал автомобиля обычно работает со скоростью около 1 000–4 000 об / мин, генератор автомобиля спроектирован таким образом, чтобы обеспечивать хорошее зарядное напряжение и силу тока около 3 000–12 000 об / мин. Ветер ураганной силы повернул небольшую ветряную турбину достаточно быстро, чтобы даже начать заряжать батарею.

Мы также обнаружили, что есть модификации, которые могут быть внесены в генератор переменного тока Delco, чтобы сделать его подходящим для небольшого ветряного генератора. Во-первых, штатную проводку статора генератора Delco необходимо заменить на статор, который имеет больше витков провода меньшего калибра, а мощные неодимовые магниты заменяют стандартные магниты, чтобы обеспечить большую выходную мощность.

Фото с сайта theselfsufficientliving.com

Если все это кажется слишком сложным, есть еще один способ построить свой собственный ветрогенератор.Купите в WindBlue Power генератор переменного тока, в котором уже установлены постоянные магниты, чтобы завершить проект. Мы нашли несколько полезных советов и дизайнов на сайте theselfsufficientliving.com.

Превращение автомобильного генератора в ветряную турбину, производящую энергию — Off Grid Living для начинающих

OFF GRID LIVING — SOLAR POWER PREMIUM PACK

ОТКЛЮЧЕНИЕ СЕТКИ — ГЕНЕРАТОР ВЕТРОВОЙ ТУРБИНЫ 500 Вт

Большинство водителей автомобилей имеют базовые знания об электрической системе своего автомобиля; они знают, например, что электричество, потребляемое при неработающем двигателе, поступает от аккумулятора, а аккумулятор также обеспечивает энергию, необходимую для запуска транспортного средства.Они также знают, что в свою очередь стартер будет вращать двигатель, вызывая первую искру в свечах и последующий взрыв топлива, после чего машина начинает нормально работать. Во время работы двигателя все электрические компоненты получают энергию, вырабатываемую генератором переменного тока. Пока автомобиль движется, генератор также питает аккумулятор, поддерживая его в заряженном состоянии, чтобы обеспечить питание автомобиля, когда двигатель снова заглушен.

Генератор переменного тока обычно работает в транспортном средстве очень просто.Генератор можно легко приобрести; что делает конструкцию небольшого ветряного генератора идеальным выбором. Ветер будет поставлять энергию либо для немедленного использования, либо для хранения в батареях для использования в отсутствие ветра.

Однако автомобильный генератор переменного тока не может быть идеальным выбором для этого типа проекта; требуется много энергии для вращения вала генератора переменного тока, чтобы достичь достаточных оборотов в минуту (об / мин) для выработки энергии.

Прямое соединение турбины с генератором переменного тока могло бы избежать трения, вызываемого ремнями в трансмиссии, если бы не необходимость умножать скорость генератора переменного тока, что еще больше усугубляет проблему усилия, поскольку для достижения минимальных оборотов, необходимых для производство электричества генератором переменного тока требует умножения.

Просто представьте себя едущим на велосипеде, чтобы понять, как увеличивается сопротивление — когда мы переключаем передачи так, чтобы меньшее количество оборотов цепи приводило к большей скорости.

Шаг 2: Машина должна быть прочной, чтобы выдерживать ветер

OFF GRID LIVING — SOLAR POWER PREMIUM PACK

ОТКЛЮЧЕНИЕ СЕТКИ — ГЕНЕРАТОР ВЕТРОВОЙ ТУРБИНЫ 500 Вт

Одним из наиболее важных факторов, которые следует учитывать при создании самодельного ветряного генератора, без сомнения, является его надежность и способность противостоять штормам и сильным ветрам.Никто не станет устанавливать такое устройство в защищенном месте, это было бы парадоксом — ветряк должен быть максимально открыт для ветра. Однако мы не можем разобрать турбину и собрать ее при сильном ветре, что естественно в определенное время года. Поэтому необходимо построить машину так, чтобы она выдерживала не только сильные сезонные ветры, но и возможные штормовые явления, которые могут произойти.

По правде говоря, нашей машине шесть лет, в месте, которое часто дует сильный ветер, кажется, что его только что поставили туда.

Это означает, что с точки зрения прочности и безопасности машины конструкция была успешной. По общему признанию, он был построен очень своеобразно и, возможно, очень надежно. Это не означает, что вы должны принимать наши как Евангелие или что нет других, более эффективных способов создания такого устройства. Следует отметить, что сидеть рядом с небезопасным устройством может быть очень опасно. Мы считаем, что вы должны смотреть не только на самую техническую часть проекта (успешное достижение энергии), но и на прочность системы.

В случае с нашим генератором мы полагаем, что могли бы сделать турбину немного большего диаметра, с более широкими и длинными лопастями из-за ее прочной конструкции. Преимущество более крупной турбины в том, что она генерирует больше мощности и легче работает в условиях слабого ветра из-за меньшего сопротивления. Мы считаем это ошибкой дизайна, которую легко исправить.

Шаг 3: Детали конструкции нашего ветрогенератора

OFF GRID LIVING — SOLAR POWER PREMIUM PACK

ОТКЛЮЧЕНИЕ СЕТКИ — ГЕНЕРАТОР ВЕТРОВОЙ ТУРБИНЫ 500 Вт

Сила нашего ветрогенератора начинается прямо у основания.Он идеально построен на небольшом фундаменте из бетона, а столб, поддерживающий генератор (не слишком высокий!), Состоит из трубы диаметром 20 см. Эта труба была заполнена бетоном.

Сверху к этой шесте мы прикрепили кусок железной трубы. Этот кусок трубы длиной около 30 см с подшипником внизу будет вмещать другой кусок трубы, а именно охватываемую трубу с отверстиями для болтов. Эта узкая трубка продевается внутрь более широкой трубки, которая затем присоединяется к переработанному генератору переменного тока.

Турбина имеет диаметр 1,35 м и состоит из десяти лопаток длиной 0,45 м и шириной 0,15 м. Эти лезвия сделаны из нержавеющего металла внутри посудомоечной машины. Большим преимуществом является то, что его не нужно красить, потому что он не ржавеет. Рама, поддерживающая систему, состоит из трубчатых металлических стержней, встроенных в кусок круглой трубы, которая, в свою очередь, прикреплена к валу генератора. Эти металлические стержни проходят у основания лопастей посредством круглой металлической детали.Этот храповик образует металлический обод стержней, удерживающих лезвия, и все это дополнительно усилено проволокой из оцинкованной стали, расположенной по кругу посередине и на концах лезвий.

Генератор был прикреплен к верхней трубе посредством приложения к натяжению ремня и имеет небольшую металлическую крышку, чтобы укрыться от солнца или дождя. С помощью рукоятки, куска дерева и нескольких металлических скоб была импровизирована система щеток, чтобы позволить току проходить через кабель в дом.

Напоследок расскажу о задней части турбины — советнике турбины. Изготовлен этот элемент из листового металла той же посудомоечной машины. Он привинчивается к квадратному железному элементу, опирающемуся на кусок круглой трубы, что позволяет размещать его под углом 90 градусов к турбине. Это позволяет турбине принимать ветер спереди или сбоку, поворачиваясь под наилучший угол.

OFF GRID LIVING — SOLAR POWER PREMIUM PACK

ОТКЛЮЧЕНИЕ СЕТКИ — ГЕНЕРАТОР ВЕТРОВОЙ ТУРБИНЫ 500 Вт

Все материалы, использованные при строительстве ветрогенератора, за исключением цемента, были утилизированы в отходы.

Сравнение генератора и генератора

| Otherpower

Генераторы автомобильные

Преимущества: дешево, легко найти, предварительно смонтировано.
Недостатки: требуется высоких оборотов в минуту, требуются шестерни или шкивы, низкая выходная мощность, контактные кольца требуют технического обслуживания.
Пригодность для ветроэнергетики: ПЛОХО

Самая большая проблема с использованием автомобильных генераторов для ветроэнергетики заключается в том, что они предназначены для вращения со слишком высокой скоростью, чтобы их можно было использовать в ветроэнергетических установках без значительных модификаций. Даже небольшая, казалось бы, быстрая ветряная мельница может выполнять большую часть своей работы при 600 об / мин, что недостаточно для генератора переменного тока легкового или грузового автомобиля. Это означает, что необходима передача с помощью шкивов или других методов, поэтому большая часть мощности теряется из-за трения — большая проблема для энергии ветра или воды, но не проблема для бензинового двигателя.Узнайте, насколько автомобильные генераторы могут быть полезны для создания небольшого газового зарядного устройства ЗДЕСЬ.

Стандартный генератор легкового или грузового автомобиля является электромагнитным — это означает, что часть электроэнергии, производимой устройством, должна использоваться внутри и отправляться на якорь через щетки и контактные кольца для создания магнитного поля. Генераторы переменного тока, которые используют электричество для генерации тока возбуждения, менее эффективны и более сложны. Однако их довольно легко регулировать, поскольку магнитный поток внутри можно изменять, регулируя мощность поля.

Кроме того, изнашиваются щетки и контактные кольца, что требует более тщательного обслуживания. Генераторы легковых и грузовых автомобилей также могут быть перемотаны для выработки мощности на более низких скоростях. Это достигается заменой существующих обмоток статора большим количеством витков провода меньшего сечения. Этот проект не для слабонервных, но если вам интересно, посетите нашу страницу ПРОДУКТЫ, чтобы найти недорогой буклет Alternator Secrets от Thomas Lindsay. Буклет бесценен для любого экспериментатора генератора переменного тока! Кроме того, некоторые магазины генераторов / электродвигателей могут сделать это за вас.

Самодельные генераторы с постоянными магнитами

Преимущества: Низкая стоимость ватт выходной мощности, очень эффективный, возможна большая выходная мощность, чрезвычайно прочная конструкция
Недостатки: Проект трудоемкий, довольно сложный, требуется механическая обработка.
Пригодность для ветроэнергетики: ХОРОШО

Самодельный генератор переменного тока с тормозным диском Volvo PM, 800 Вт, 150 долларов США!

Хью Пигготт из Шотландии был пионером в создании генераторов с постоянными магнитами с нуля.Во многом мы вдохновлялись его проектами. Спасибо, Хью!

Наши эксперименты последовательно показали, что самодельные генераторы с постоянными магнитами являются наиболее мощным и экономичным решением для создания ветряных генераторов. Их характеристики на низких оборотах превосходны, а на высоких скоростях они действительно могут раскрутить усилители благодаря своей эффективности. Наши новейшие генераторы с постоянным магнитом основаны на узлах дисковых тормозов Volvo, которые очень прочные и имеют упорные подшипники, встроенные в агрегат. Наши более крупные блоки имеют «дисковую» или «осевую» конструкцию…плоская пластина магнитов вращается рядом с плоской пластиной катушек. Наши генераторы с постоянными магнитами меньшего размера представляют собой «радиальные» конструкции, в которых магниты прикреплены к внешнему радиусу якоря. Поскольку все генераторы переменного тока вырабатывают переменный ток, выход должен быть преобразован в постоянный ток с помощью мостовых выпрямителей для зарядки аккумулятора.

На сегодняшний день наши конструкции были однофазными для простоты строительства. Трехфазные генераторы переменного тока имеют некоторые преимущества (они несколько более эффективны и лучше используют доступное пространство), но их сложнее построить.

С опорой диаметром 7 футов наши тормозные конструкции Volvo могут потреблять более 60 ампер в 12-вольтовой батарее при скорости ветра 30 миль в час — это около 700 Вт. Мы наблюдали пик конструкции Volvo, превышающий 100 ампер во время сильного ветра! Это дает этим самодельным конструкциям большое преимущество перед преобразованными асинхронными двигателями аналогичного размера, которые быстро становятся неэффективными и достигают максимальной выходной мощности 20-25 А с опорой диаметром 7 футов.

Ознакомьтесь со всеми нашими проектами генераторов с постоянными магнитами на нашей странице ЭКСПЕРИМЕНТЫ!

Преобразователи с асинхронными двигателями

Преимущества: дешев, легко найти, довольно легко переоборудовать, хорошие характеристики на низких оборотах.
Недостатки: выходная мощность ограничена внутренним сопротивлением, неэффективна на высоких скоростях, требуется механическая обработка.
Пригодность для ветроэнергетики: OK

Якорь с постоянными магнитами

Обычный асинхронный двигатель переменного тока может быть преобразован в генератор с постоянными магнитами по очень низкой цене. Наши эксперименты показали, что эти преобразования производят значительную мощность на очень низких скоростях, но быстро становятся неэффективными на более высоких уровнях мощности.

Асинхронный двигатель имеет центральный сердечник без проводов в нем, только чередующиеся пластины из алюминия и стали (снаружи он будет выглядеть гладким). Если вы проделаете канавку в этом центральном сердечнике для размещения постоянных магнитов, устройство станет генератором переменного тока с постоянными магнитами! Мы продаем сверхмощные неодимовые магниты, форма и поляризация которых идеально подходят для этого применения — ознакомьтесь с нашей страницей продуктов.

На практике наши ветряные генераторы, сделанные из них, работают достаточно хорошо, пока не достигают выходной мощности 10-20 ампер.В этот момент они быстро становятся неэффективными — требуется значительное увеличение скорости ветра, чтобы выработать лишь немного больше мощности, а остальная часть тратится впустую в виде тепла внутри устройства. Асинхронные двигатели намотаны проволокой, которая слишком тонкая для выработки большого количества энергии. В наших тестах преобразователь ветряной мельницы с асинхронным двигателем с постоянными магнитами DanB достигает пикового значения около 25 ампер при скорости ветра 30 миль в час с опорой диаметром 7 футов. Для сравнения: 7-футовая опора на эффективном генераторе с постоянными магнитами, сделанном с нуля, дает пики в 50-60 ампер при аналогичном ветре! Модернизированные двигатели также имеют тенденцию к «зубчатой передаче» при запуске…Вы можете почувствовать сопротивление, когда поворачиваете вал. Это несколько влияет на запуск на низкой скорости.

Если вам подходит меньшая мощность при сильном ветре, эти устройства могут стать довольно простым проектом ветряного генератора. Ищите асинхронные двигатели переменного тока с минимально возможной скоростью вращения. Трехфазные двигатели будут работать лучше, чем однофазные. Поскольку генераторы вырабатывают переменный ток (AC), мощность необходимо преобразовывать в постоянный ток с помощью мостовых выпрямителей.

Советы и фотографии — преобразование асинхронного двигателя переменного тока в генератор с постоянными магнитами.

Генераторы постоянного тока

Преимущества: Простой и предварительно собранный, некоторые из них хороши на низких оборотах.
Недостатки: Требуются большие затраты на обслуживание, большинство из них плохо работают на низких оборотах, большие размеры очень трудно найти, маленькие имеют ограниченную выходную мощность.
Пригодность для ветроэнергетики: От плохого до нормального

Генераторы вырабатывают постоянный ток, а аккумуляторные батареи нуждаются в постоянном токе для зарядки. Генераторы использовались в автомобилях примерно до 1970 года, когда генераторы стали более практичными (из-за доступности дешевых небольших диодов).Даже старые автомобильные генераторы должны вращаться слишком быстро, чтобы их можно было использовать в ветроэнергетике, но было много хороших планов по их модификации. Ознакомьтесь с нашей страницей ПРОДУКТОВ для LeJay Manual , которое содержит много полезных, хотя и сложных, планов для этого. Генераторы довольно сложны по сравнению с генераторами. У них должны быть щетки и сложные коммутаторы. Щетки требуют обслуживания, а коммутаторы могут изнашиваться. В большинстве случаев генераторы сегодня более практичны, хотя иногда генераторы действительно имеют определенные преимущества.Некоторые двигатели постоянного тока с низкой частотой вращения могут быть приобретены в качестве излишка и очень хорошо работают в качестве 12-вольтных генераторов с низкой частотой вращения. Это старые ленточные накопители для мэйнфреймов, которые иногда можно приобрести в местных магазинах электроники и в магазинах электроники, а также на Ebay. Ознакомьтесь с нашей страницей с двигателем для ленточного накопителя ЗДЕСЬ. Они не производят много энергии … вы можете рассчитывать на выходную мощность всего 100-200 Вт … но эти двигатели — это почти научный проект в коробке! Наденьте раму и опору 3-4 фута, и у вас будет небольшой работающий ветрогенератор.

Излишки ленточных приводов могут стать быстрым и легким генератором для небольших ветряных мельниц

Бесщеточные серводвигатели постоянного тока с постоянным током Бесщеточный двигатель постоянного тока с постоянными магнитами — это просто генератор переменного тока с постоянными магнитами! Специальная схема драйвера обеспечивает питание переменного тока, синфазное с вращением. Если вам удастся найти большой из этих излишков, возможно, у вас будет отличный старт для ветроэнергетического проекта. Они используются в робототехнике и точном управлении, а в некоторых используются магниты из Nd-Fe-B для достижения высокого крутящего момента в небольшом пространстве.Как и в случае с излишками двигателей с ленточным приводом, мы бы не стали доверять подшипникам, чтобы выдержать их в ветроэнергетике … добавьте больше подшипников, чтобы не повредить оригинальный передний подшипник двигателя. Нам пока не удалось найти ни один из этих излишков для экспериментов. Если вы пробовали это сделать или у вас есть дополнительная информация об источниках, напишите нам! Однако у нас есть небольшая версия … в нашем самодельном анемометре используется небольшой избыточный бесщеточный двигатель постоянного тока с постоянными магнитами, который можно дешево купить на страницах наших продуктов.

Внешний вид нашего крошечного бесщеточного двигателя постоянного тока с постоянными магнитами выглядит так же, как генератор переменного тока Wood 103!

Асинхронные двигатели в качестве генераторов переменного тока Можно заставить трехфазный асинхронный двигатель вырабатывать электроэнергию, как трехфазную, так и однофазную.Для этого требуется контроллер и конденсатор. Генератор должен работать с довольно постоянной скоростью. По этой причине этот тип генератора больше подходит для гидроэлектростанций с постоянной скоростью, чем для ветра, где скорость меняется, хотя это возможно. Мы еще не экспериментировали с этой техникой, так как у нас нет подходящего источника гидроэнергии. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с книгой Найджела Смита Motors as Generators for Micro-Hydro Power . Двигатель

— Может ли ветряная турбина работать на автомобиле?

Вопрос был несколько неясным, сначала я предполагал, что речь идет об установке ветряной турбины на автомобиль для создания движущей силы.Да, как это ни парадоксально, но такая ветряная машина при правильной конструкции будет работать, даже если у вас встречный ветер! Никакой закон физики не будет нарушен: соблюдение закона сохранения энергии и сохранение количества движения (вы используете колеса для передачи импульса ветра, чтобы он стал добавленным импульсом планеты Земля). Однако производительность такого ветроэнергетического автомобиля была бы ужасно низкой (я ожидаю, что любая ветряная турбина, вес которой способен выдержать автомобиль, будет иметь скорость не более 1 км / ч, возможно, намного ниже этой).

Однако, если я правильно понял вопрос, вместо этого речь шла об использовании какого-то волшебного вентилятора, чтобы помочь генератору переменного тока, избавляя двигатель от напряженной работы, чтобы привести его в действие.

Есть очень хорошо установленные законы, первый и второй законы термодинамики.

Первый закон термодинамики — это сохранение энергии. Вы не можете создать или уничтожить какую-либо энергию, вы можете просто изменить ее форму (примечание: масса — это одна из форм энергии по Эйнштейну). Если вы устанавливаете вентилятор, вам нужно как-то его запитать, например.г. с электричеством. Любая энергия, которую вы используете для приведения в движение вентилятора, может уменьшить энергию для работы генератора, но эта энергия должна откуда-то поступать. Он исходит от аккумулятора, заряжаемого генератором переменного тока, приводимым в действие двигателем внутреннего сгорания. Значит, именно тот двигатель, нагрузку которого вы собираетесь уменьшить, должен управлять увеличенной нагрузкой вентилятора.

Как правило, КПД далеко не 100%. Я предполагаю, что в этой самой настройке «помощь» генератору переменного тока будет настолько минимальной, что> 99% вашей энергии будет потрачено впустую, и менее 1% ее действительно поможет генератору.

Второй закон термодинамики гласит, что беспорядок (энтропия) только увеличивается и никогда не уменьшается. Это дает максимальную эффективность для тепловых двигателей и холодильников / систем кондиционирования. Для кондиционера и холодильника оно может быть более 100%, но для эквивалентного теплового двигателя оно меньше 100% на ту же величину, так что коэффициент полезного действия кондиционера / холодильника, умноженный на эквивалентный КПД теплового двигателя, всегда составляет не более 100% — так что бесплатного обеда там тоже нет.

Оба эти закона очень хорошо проверены.Любое нарушение этих законов может быть использовано для демонстрации работающего вечного двигателя.

Работающий вечный двигатель пока никто не продемонстрировал, несмотря на многочисленные попытки. Судя по огромному количеству людей, пытающихся это сделать, я бы сказал, что эти законы являются наиболее проверенными законами физики.

Тем не менее, есть несколько способов получить в автомобиле потерянную энергию, превратив ее в полезную энергию:

Турбокомпрессоры используют энергию выхлопных газов и используют ее для втягивания большего количества воздуха в двигатель, создавая большую мощность и лучшую экономию топлива
Теоретически вы можете использовать устройство, подобное турбонагнетателю, для выработки электричества и зарядки аккумулятора.
Турбокомпрессор должен показать, что выхлопные газы содержат много потерянной энергии. Лучший цикл, такой как имитированный цикл Аткинсона вместо цикла Отто, может помочь превратить больше этой энергии в движущую силу (и используется, по крайней мере, в гибридах Toyota).
Эффективность генератора на самом деле довольно низкая. В современных гибридах вместо них используются мотор-генераторы, которые имеют более высокий КПД.
Рекуперативное торможение может заряжать аккумулятор, превращая энергию торможения в полезную энергию.

Между прочим, если вы думаете, что можете не использовать вентилятор и приводить ветряную турбину в движение встречным ветром, который обычно испытывает автомобиль при быстрой езде, это увеличило бы сопротивление ветру, тем самым увеличив нагрузку на двигатель внутреннего сгорания.

Патент США на ветряную турбину для электромобилей (Патент № 10,358,038, выданный 23 июля 2019 г.)

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СООТВЕТСТВУЮЩУЮ ЗАЯВКУ НА ПАТЕНТ

Эта заявка является продолжением части ранее поданных совместных заявок под названием «Ветряная турбина для электромобиля» Питера У.Рипли, единственный владелец и изобретатель приложения Ser. № 13 / 506,733, поданной 14 мая 2012 г. и выданной в качестве патента США. № 8,513,828 и сер. № 13/986,792, поданной 5 июня 2013 г. и выданной в качестве патента США. № 9,428,061, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ Область изобретения

Это изобретение в целом относится к устройствам для зарядки электрической батареи моторизованного транспортного средства, а более конкретно к устройствам для использования энергии ветра для зарядки электрической батареи электромобиля.

Уровень техники

Используемые здесь термины «электромобиль», «гибридный электрический», «гибридный газ / электрический», «полностью электрический двигатель», «полностью электрический автомобиль» и «гибридное моторное транспортное средство» относятся к любое транспортное средство, которое приводится в движение в основном, частично и / или исключительно от электропривода. Гибридные автомобили с трансмиссией, приводимой в действие двигателем внутреннего сгорания в сочетании с одним или несколькими электродвигателями, теперь распространены на наших улицах и шоссе, но общественное признание полностью электрических транспортных средств было относительно медленным.Медленное распространение полностью электрических транспортных средств в значительной степени связано с ограниченным запасом хода, на который такие автомобили в настоящее время способны на одной зарядке своих электрических аккумуляторных батарей.

Кроме того, в настоящее время существует относительно немного мест, доступных для населения для подзарядки аккумуляторов полностью электрического транспортного средства, по сравнению с количеством бензозаправочных станций и дизельных заправок. Кроме того, время, необходимое для зарядки аккумуляторов, значительно больше, чем время, необходимое для заполнения топливного бака транспортного средства, работающего на бензине или дизельном топливе.Поездка на полностью электрическом транспортном средстве за пределы его номинального пробега и в место, где нет подходящих устройств для зарядки аккумуляторов, вероятно, потребует затрат времени и средств на помощь эвакуатора, прежде чем водитель сможет снова отправиться в путь.

Для решения этих проблем, связанных с электрическими и гибридными моторными автомобилями, и для содействия общественному признанию гибридных и полностью электрических автомобилей и транспортных средств с батарейным питанием, было бы желательно использовать энергию ветра, чтобы поддерживать часть заряда в электрическом аккумуляторе. аккумулятор всех типов транспортных средств, имеющих одну или несколько аккумуляторов, включая, например, гибридные газовые / электрические транспортные средства, электромобили и полностью электрические транспортные средства, когда транспортное средство находится в движении, а также для зарядки аккумулятора за счет использования энергии ветра во время автомобиль припаркован.

Патент США. В US 7,886,669 В2 раскрыт способ использования энергии ветра для зарядки системного аккумулятора, который питает ограниченное количество электронных компонентов стационарного локомотива после выключения двигателя или во время движения локомотива под действием силы тяжести с выключенным двигателем. Эти компоненты могут включать в себя фонари и бортовые системы мониторинга и отображения локомотива.

Этот метод также описывает электрическое устройство, такое как двигатель, который может работать в режиме электрического генератора.Двигатель может быть соединен с устройством воздушного потока, вращаемым потоком окружающего воздуха. Контроллер также включен для активации устройства воздушного потока и генератора, когда возникает некоторая минимальная скорость вращения устройства воздушного потока. Например, устройство воздушного потока может представлять собой лопасти вентилятора, приводимые в движение электрическим устройством для обеспечения охлаждения. Устройство воздушного потока также может использовать энергию окружающего ветра для приведения в действие электрического устройства для выработки электричества для электронных компонентов или зарядки аккумулятора.

Патент США.В US 7,828,091 В2 раскрыто полностью электрическое транспортное средство, имеющее внутренний ветрогенератор, установленный в носовой части транспортного средства. Генератор использует сжатый воздух и высоковольтную батарею для выработки электроэнергии для двигателей постоянного тока, которые приводили в движение транспортное средство. Когда доступная энергия ветра была недостаточной, сжатый воздух, хранящийся в одном или нескольких резервуарах с воздухом, необходим для приведения в действие пневмодвигателя, соединенного с электрическим генератором, для выработки электроэнергии, которая заряжает электрическую батарею и / или приводит в действие двигатели постоянного тока.

Устройства, известные в этой области техники, были ограничены для использования в специализированных электромобилях и не могли эффективно собирать энергию ветра для использования с более общедоступными электромобилями, такими как электромобили. Например, в устройстве, используемом с локомотивами, используются ветровые устройства, которые не подходят для использования с электромобилями из-за необходимости встраиваться в существующие нагнетатели или которые должны выступать за пределы локомотива.

Вариант ветряного генератора разработан для установки на передней части того, что кажется электродвигателем автомобиля, и не подходит для эффективного сбора энергии ветра, проходящей вокруг транспортного средства. Любой из этих типов систем требует высокого уровня технических знаний и знаний основного транспортного средства для включения, обслуживания, ремонта и / или обновления мощности по выработке электроэнергии.

Новые методы и устройства необходимы для более эффективного сбора энергии из воздушного потока для выработки электроэнергии для использования в электромобилях.Также необходимы менее сложные устройства, которые не ограничиваются использованием в специализированных приложениях. Что необходимо, так это устройства, которые можно адаптировать для использования с более широким спектром электромобилей, особенно с потребительскими автомобилями. Было бы также полезно, если бы были доступны методы и системы сбора энергии ветра, которые могли бы использоваться пользователями, которые могут не иметь очень продвинутой технической подготовки и знаний о том, как устанавливать, поддерживать и эксплуатировать такие методы и устройства.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение обеспечивает систему для зарядки электрической аккумуляторной батареи электромоторного транспортного средства, такого как автомобиль.В одной конфигурации система эффективно собирает энергию ветра из воздушного потока, движущегося по крыше транспортного средства во время движения вперед. В других случаях система использует навесное оборудование для сбора энергии ветра, когда транспортное средство неподвижно. Во всех вариантах система приспособлена для конформного монтажа на крыше транспортного средства без существенных изменений в ней.

Кроме того, система включает в себя легко обслуживаемые конфигурации, позволяющие операторам электромобилей обслуживать, модернизировать и эксплуатировать систему без необходимости в высоких технических знаниях, обучении и опыте.

Система зарядки включает в себя первую ветряную турбину, размещенную внутри корпуса, который установлен на крыше транспортного средства. Внутренняя ветряная турбина предназначена для обеспечения электрического заряда аккумуляторной батареи транспортного средства во время движения.

Изобретение, кроме того, включает в себя вторую внешнюю ветряную турбину, которая также крепится к внутреннему первому узлу турбины и / или к внешней стороне крыши. Вторая ветряная турбина позволяет заряжать электрическую аккумуляторную батарею транспортного средства электрическим током, когда транспортное средство неподвижно или припарковано.Термин «внешний» здесь означает, что вторая, внешняя ветряная турбина, является внешней как по отношению к транспортному средству, так и по отношению к корпусу первой внутренней ветряной турбины.

Внутренний корпус ветряной турбины включает нижнюю панель, которая проходит поперек и прикрепляется к крыше транспортного средства от переднего конца до противоположного заднего конца. Нижняя панель имеет такие размеры и форму, чтобы конформно перекрывать крышу транспортного средства, и включает сквозное отверстие, которое совпадает с отверстием в крыше транспортного средства. В других конструкциях внутренняя ветряная турбина может быть установлена на крыше транспортного средства без нижней панели, при этом крыша транспортного средства служит нижней панелью.

Корпус также включает отверстие для впуска воздуха, которое перекрывает передний конец нижней панели (или крышу транспортного средства, используемую вместо нижней панели), отверстие для выпуска воздуха, которое перекрывает задний конец нижней панели, и воздуховыпускное отверстие. коридор потока, прикрепленный к нижней панели, который проходит между входными и выходными отверстиями для воздуха и соединяется с ними. Коридор воздушного потока содержит входную часть, сообщающуюся с входным отверстием для воздуха, выпускную часть, сообщающуюся с выходным отверстием для воздуха, и центральную часть, которая сообщается с входной и выпускной частями.

Входная часть имеет такую форму, чтобы пропускать воздух, поступающий во входное отверстие, когда транспортное средство движется вперед по направлению к центральной части. Центральная часть имеет такую форму, чтобы воздух проходил вокруг внутренней ветряной турбины. Выпускная часть принимает воздух из центральной части и направляет или передает воздух к выпускному отверстию для воздуха.

Внутренняя ветряная турбина дополнительно включает в себя узел лопастей турбины, расположенный в центральной части коридора воздушного потока.Узел лопаток турбины включает в себя ступицу, которая проходит в осевом направлении вдоль оси вала турбины от первого нижнего конца до второго верхнего конца и может вращаться вокруг оси. Множество лопаток турбины распределено по периферии ступицы, проходя радиально от ступицы перпендикулярно оси вала турбины. Каждая турбинная лопатка также предпочтительно имеет утяжеленный кончик лопатки.

Во время работы внутренней ветряной турбины утяжеленные наконечники увеличивают угловой момент инерции ветряной турбины.Увеличенный момент инерции стабилизирует или управляет угловым моментом вращающейся внутренней ветряной турбины, чтобы противодействовать вибрации и турбулентности, возникающим в результате изменений в воздухе, движущемся через турбину.

Внутренняя ветряная турбина также включает средства электрогенератора, который включает электрогенератор; средство для крепления электрического генератора к внутренней поверхности крыши транспортного средства; и средство для соединения вала электрогенератора со ступицей узла лопаток турбины.Первая ветряная турбина дополнительно включает крышку, которая проходит в продольном направлении от ее переднего конца к противоположному заднему концу. Электрический генератор может представлять собой или включать в себя один или несколько или по меньшей мере один генератор, генератор переменного тока, динамо-машину и / или магнето, которые могут использоваться по отдельности и в любой комбинации.

Передний конец крышки шарнирно прикреплен к передней части корпуса, так что крышка может поворачиваться между опущенным положением закрытия корпуса и поднятым открытым положением. В опущенном положении крышка в сочетании с коридором, нижней панелью и уплотнительными средствами образует закрытый отсек, окружающий узел лопаток турбины, за исключением отверстий для впуска и выпуска воздуха.

Внутренняя ветряная турбина дополнительно включает в себя средства блокировки, прикрепляемые к заднему концу крышки и к задней части транспортного средства, для попеременного закрепления крышки в опущенном, закрытом положении и освобождения крышки в поднятое положение. Узел лопаток турбины может быть извлечен из корпуса для замены поврежденных лопаток, для очистки корпуса и для удаления, замены, обслуживания и модернизации любых компонентов электрического генератора, включая один или несколько генераторов переменного тока, динамо-машины и / или магнето.

Для облегчения извлечения узла турбинной лопатки из корпуса средство для соединения вала электрогенератора со ступицей узла турбинной лопатки предпочтительно включает в себя адаптер с радиально направленными шлицами, который крепится к валу электрического генератора. вал с помощью установочных винтов. В комплект входит вал ступицы, который проходит в осевом направлении через ступицу и имеет нижнюю выемку, имеющую форму и размеры, позволяющие принимать шлицы адаптера в сопряженном зацеплении. Съемный штифт проходит через совмещенные отверстия в ступице и валу ступицы, соединяя их таким образом, чтобы они вращались вместе.

Лопасти предпочтительно крепятся к ступице с помощью резьбовых соединений. Такое расположение позволяет заменять поврежденные лезвия. Лезвия легче заменить после снятия узла со шлицевого адаптера и автомобиля.

Изобретение также включает внешний ветряк. Внешняя ветряная турбина также позволяет собирать энергию ветра, преобразовывая ее в электрический ток для зарядки аккумулятора транспортного средства, когда транспортное средство неподвижно и / или припарковано. Для установки второй ветряной турбины в крышке есть отверстие, через которое ось вала турбины (A-A) проходит через крышку.

Корпус включает средства защиты от влаги и утечек воздуха. Средство уплотнения может включать в себя дискообразную втулку ступицы, расположенную выше и закрывающую верхнюю часть ступицы. Втулка имеет выступающую горловину, которая проходит через отверстие в крышке. Шайба установлена на горловине рядом с верхней поверхностью крышки, а уплотнение крышки устанавливается на горловине поверх шайбы.

Внешняя ветряная турбина включает в себя внешний вал, который проходит от верхнего конца до противоположного нижнего конца вдоль внешней оси вала, причем этот вал может вращаться вокруг оси.Внешний вал является «внешним» при установке в рабочем режиме на припаркованном автомобиле. При такой установке вал выступает вверх и наружу от корпуса, так что только нижняя концевая часть вала проходит внутрь корпуса и внутри него. Внешняя ветряная турбина дополнительно включает в себя множество направленных радиально или наружу рычагов, разнесенных по окружности вокруг внешнего вала, при этом каждый рычаг имеет внутренний конец, прикрепленный к валу, и противоположный внешний конец.

Для «улавливания» движений окружающего ветра к внешнему концу каждого плеча прикреплен элемент турбины, такой как лопасть или чашка анемометрического типа.Каждый элемент турбины, лопатка или чашка имеет вогнутую внутреннюю поверхность и выпуклую внешнюю поверхность, которые имеют общую периферийную кромку, определяющую отверстие чашки. Отверстие каждой чашки обычно ортогонально и направлено по существу по касательной к траектории вращения чашек, движущихся вместе с рычагами вокруг внешней оси вала. Чашки расположены таким образом, чтобы вращаться вокруг внешней оси вала и определять круговую траекторию во время вращения.

Количество рычагов и чашек может меняться, но хорошо известным в данной области техники является трехплечий вариант, в котором каждая чашка и соответствующая ручка разнесены друг от друга с интервалами 120 ° вокруг оси вала.Таким образом, внешний ветряк по внешнему виду и механическому принципу напоминает чашечный анемометр.

Изобретение дополнительно включает средства для соединения нижнего конца внешнего вала со ступицей для совместного вращения с ней, при этом внешний вал находится в соосном совмещении с осью вала турбины. В первом варианте осуществления средства для соединения внешнего вала со ступицей выполняются следующим образом. Верхний конец вала ступицы имеет цилиндрическую верхнюю выемку, которая проходит вниз вдоль оси вала турбины от верхнего конца вала ступицы до нижнего конца нижней выемки вала ступицы.

Верхняя выемка определяется верхней стенкой выемки, размер которой рассчитан на прием в окружающее зацепление нижней концевой части внешнего вала. Верхняя стенка выемки имеет пару канавок или шпоночных канавок, расположенных в диаметрально противоположных местах на стенке выемки. Каждый канал или шпоночный паз последовательно включает в себя первую ножку, которая проходит от верхнего конца вала ступицы к нижнему концу выемки. Вторая опора включена и проходит по окружной дуге перпендикулярно оси вала турбины.Также имеется третья ножка, проходящая в обратном направлении и частично назад к верхнему концу вала ступицы , 70, , тем самым образуя глухой конец канала.

Пара противоположно расположенных, противоположно направленных или выступающих проушин или шпонок прикреплена к нижней концевой части внешнего вала и проходит от нее, причем проушины или шпонки имеют форму и размеры для приема в скользящем зацеплении внутри желобчатые дорожки или шпоночные пазы. Дискообразная буферная пластина расположена внутри верхней промежуточной выемки и между ее нижним концом и канавками.

Буферная пластина рассчитана на скользящее зацепление с внутренней поверхностью верхней стенки выемки и вдоль оси вала турбины. Пружина расположена между нижней стенкой верхней выемки и буферной пластиной и находится между ними. Пружина отталкивает буферную пластину от нижнего конца выемки к канавкам.

Для установки внешней ветряной турбины на припаркованном, полностью электрическом или гибридном электромобиле она будет использоваться с внутренней ветровой турбиной, оставшейся на месте, установленной на внешней стороне крыши, и с опущенной и заблокированной крышкой.Нижний конец внешнего вала внешней ветряной турбины вставляется вниз через отверстие в крышке и совмещается соосно с внутренней осью вала ветряной турбины. Во время установки проушины или шпонки внешнего ветряного двигателя совмещаются с первыми ножками канавок или шпоночных пазов.

Вал внешнего ветряного двигателя прижимается вниз к буферной пластине, когда шпонки или проушины скользят вниз через первые ножки шпоночных пазов или канавок, тем самым сжимая пружину.Затем внешний вал частично вращается вокруг оси вала турбины для скручивания и перемещения ушек во вторые ножки канавок и через них. Затем внешний вал частично втягивается, так что проушины или шпонки скользят вверх по третьим опорам, чтобы вставить шпонки или проушины в глухие концы канавок или шпоночных пазов. Чтобы отсоединить внешний ветряк от транспортного средства, этот процесс выполняется в обратном порядке.

Во втором альтернативном варианте осуществления изобретения соединение вала внешней ветряной турбины со ступицей внутренней ветровой турбины выполняется следующим образом.Верхняя концевая часть вала ступицы ветряной турбины внутреннего сгорания образована с верхней выемкой, проходящей вниз вдоль оси внутреннего вала ветряной турбины, между (10 верхним концом вала ступицы и (2) нижним концом выемки. Верхняя выемка определяется верхней стенкой выемки, которая имеет такую форму и размеры, чтобы она могла принимать и окружать нижнюю концевую часть внешнего вала.

Один или несколько узлов шариков и пружин прикреплены к внутренней поверхности ниши в нише.Каждый шаровой и пружинный узел содержит пружину, первый конец которой прикреплен к верхней стенке выемки, а второй, противоположный конец, к которому прикреплен шарик, так что шарик может перемещаться между выдвинутым, закрывающим углубление положением и втянутым. , незакрывающееся положение в нише.

Нижняя концевая часть внешнего вала имеет по меньшей мере одну скошенную выемку, форма и размеры которой позволяют принимать в скользящем зацеплении шарик узла шарика и пружины, тем самым вызывая перемещение внешнего вала в верхнюю выемку. , следующая последовательность событий: скользящее зацепление с шариками, постепенное сжатие пружин, втягивание шариков в соответствующие ниши, а затем захват шариков внутри скошенной выемки внешнего вала.Соответственно, движение вниз нижнего конца внешнего вала вдоль оси вала турбины будет устанавливать внешний вал для совместного вращения со ступицей. И наоборот, сильное рывок вверх на внешнем валу отсоединяет вал от верхней выемки, чтобы можно было снять внешнюю ветряную турбину с транспортного средства, когда она не нужна, и для хранения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 представляет собой вид спереди в перспективе электрического транспортного средства, такого как полностью электрическое транспортное средство, оборудованное установленной на крыше системой ветряной турбины, сконфигурированной для зарядки электрической аккумуляторной батареи транспортного средства от ветрового потока, движущегося по крыше, когда транспортное средство находится в движение и / или в неподвижном состоянии временами, когда дует ветер;

РИС.2 — вид сверху в перспективе ветряной турбины, показанной на фиг. 1, с крышкой, снятой с системы в целях иллюстрации;

РИС. 3 — вид спереди в перспективе ветряной турбины, показанной на фиг. 1, показывающий крышку, откидывающуюся вокруг системы и частично поднятую, чтобы показать лопатки узла турбинных лопаток;

РИС. 4 — вид сзади системы, показанной на фиг. 1 с закрытой крышкой;

РИС. 5 — вид спереди в перспективе системы, показанной на предыдущих фигурах, с внешней ветровой турбиной, установленной на транспортном средстве, для зарядки электрической аккумуляторной батареи системы, когда транспортное средство припарковано;

РИС.6 — увеличенный вид сбоку в перспективе с пространственным разделением деталей на систему, показанную на предыдущих фигурах, показывающий внутренний узел ветряной турбины системы;

РИС. 7 — вид сбоку в перспективе с пространственным разделением деталей системы, показанной на предыдущих фигурах, иллюстрирующий узел ступицы турбины и верхнюю концевую часть вала электрогенератора, имеющего нижний шлицевой переходник;

РИС. 8 — увеличенный вид сбоку узла ступицы, показанного на фиг. 7, показывающий вал ступицы, который проходит вдоль оси A-A (фиг.7) ступицы и которая выступает над ступицей. Также изображены лопатки турбины, установленные в радиально направленные манжеты;

РИС. 9 — вид в вертикальном разрезе по линии 9 — 9 на фиг. 8, с удаленными различными конструкциями для целей иллюстрации;

РИС. 10 — вид сбоку в перспективе одиночной лопатки турбины, показанной на фиг. 7, 8 и 9 с различными конструкциями, удаленными для ясности иллюстрации, показывая лезвие, вставленное в воротник, и имеющее пару грузов, прикрепленных к входящей вогнутой стороне лезвия на его конце;

РИС.11 — увеличенный вид сбоку в перспективе вала ступицы, показанного на фиг. 6, 7, 8 и 9 , при этом верхняя концевая часть вала ступицы имеет цилиндрическую верхнюю выемку, размер которой позволяет принимать нижнюю концевую часть внешнего вала внешней ветряной турбины, показанной на фиг. 5 в положении до установки;

РИС. 12 — увеличенный вертикальный вид в разрезе нижней концевой части внешнего вала турбины, показанного на фиг. 5 и 11 после установки, показывающие отверстие в крышке;

РИС.13 — увеличенный вид сбоку в перспективе альтернативного вала ступицы, показанного на фиг. 5, 11, & 12 показаны в положении до установки;

РИС. 14 — увеличенное поперечное сечение узла, показанного на фиг. 13, показывающий альтернативный вал ступицы после установки;

РИС. 15 — увеличенный вид сверху с различными конструкциями, удаленными для ясности, и показывающий внешний ветряк, показанный на фиг. 5, 11, 12, 13, & 14 во время работы;

РИС.16 — увеличенный вид в перспективе ветряной турбины, показанной на фиг. 2, с различными дополнительными компонентами системы, изображенными в целях иллюстрации; и

РИС. 16А — увеличенный вид системы ветряной турбины, показанной на фиг. 16, со схематически проиллюстрированными некоторыми компонентами; и

фиг. 17 — вид сбоку одной лопатки турбины, показанной на фиг. 7, 8, 9 и 10 с различными дополнительными элементами, изображенными для дополнительной иллюстрации.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Обратимся теперь к фиг.1, 2, 3 и 4, внутренняя ветряная турбина 10 настоящего изобретения показана установленной на крыше 14 полностью электрического или гибридного моторного транспортного средства 12 . Изображенный автомобиль представляет собой 2-дверный седан, но изобретение может быть установлено на крыше других типов транспортных средств, таких как гибридные и полностью электрические 4-дверные седаны, родстеры, фургоны, пикапы, грузовые автомобили и т. Д. другие виды транспортных средств. Предполагается, что ветряная турбина устанавливается либо как оригинальное оборудование производителем транспортного средства, либо как дополнение на вторичном рынке, либо как их комбинация.

Хотя это и не изображено на чертежах, следует понимать, что транспортное средство 12 оборудовано одной или несколькими электрическими аккумуляторными батареями, которые обеспечивают электроэнергией различные компоненты транспортного средства, включая один или несколько приводных двигателей, которые находятся в зацеплении с приводом. с колесами 18 транспортного средства, когда транспортное средство движется.

Перед установкой внутренней ветряной турбины 10 на крыше 14 транспортного средства 12 , вертикальное сквозное отверстие 16 может быть сформировано или просверлено через крышу 14 , как показано на Фиг.6, 12 и 14, для конфигураций, в которых турбина приводит в действие генератор или другие компоненты внутри транспортного средства 12 . Внутренняя ветряная турбина 10 заключена в корпус 20 , который включает в себя нижнюю панель 22 , проходящую продольно от переднего конца 22 F к противоположному заднему концу 22 R, и которая также проходит в поперечном направлении. между первой стороной 26 и противоположной второй стороной 28 . Нижняя панель , 22, может быть независимым компонентом или также может быть крышей , 14, транспортного средства.

Для простоты установки, повышения эффективности работы и эстетического внешнего вида, а также, в частности, для минимизации сопротивления ветра и шума во время работы, когда транспортное средство находится в движении, при использовании нижняя панель 22 предпочтительно имеет такие размеры и форму, чтобы она плотно прилегала к поверхности. внешняя поверхность по меньшей мере части крыши 14 транспортного средства, которая включает сквозное отверстие 16 . Более предпочтительно, нижняя панель 22, сформирована так, чтобы она могла регулироваться конформно с крышей 14 транспортного средства, чтобы минимизировать любые зазоры передних кромок между нижней панелью 22 и крышей 14 .В других вариантах нижняя панель 22 не используется, и вместо нее крыша 14 транспортного средства служит нижней панелью 22 . Например, зазор между нижней панелью 22 и передней кромкой и внешней поверхностью крыши 14 предпочтительно должен быть меньше примерно 5 мм. В качестве альтернативы, зазор отсутствует, когда крыша 14 транспортного средства используется в качестве нижней панели 22 .

Теперь со ссылкой на фиг.2 и 6, нижняя панель 22, изображена сформированной или крыша 14 транспортного средства определена как имеющая центрально расположенную область обычно плоской верхней поверхности 30 . Для приложений, где турбина 10 приводит в движение компоненты внутри транспортного средства 12 , верхняя поверхность может включать в себя и определять вертикально направленное отверстие вала 32 , проходящее через нижнюю панель 22 к противоположной нижней поверхности нижняя панель 22 , или через крышу 14 .Передний конец 22 F нижней панели 22 или крыши транспортного средства 14 определяет отверстие для впуска воздуха 34 , которое расположено так, чтобы воздух мог поступать во внутреннюю ветряную турбину 10 , в то время как транспортное средство 12 движется вперед.

Крыша транспортного средства 14 или нижняя панель 22 также включает отверстие для выпуска воздуха 36 , определяемое задним концом 22 R нижней панели 22 или крышей транспортного средства 14 , что позволяет воздух для выхода из внутреннего ветряка 10 .Коридор 38 воздушного потока образован вокруг крыши транспортного средства или нижней панели 22 и проходит между входным отверстием 34 для впуска воздуха и выпускным отверстием 36 для воздуха и соединяется с ним.

РИС. 2 показан коридор для воздушного потока , 38, , дополнительно включающий входную часть 38 E, сообщающуюся с входным отверстием для воздуха 34 , выпускную часть 38 D, сообщающуюся с выходным отверстием для воздуха 36 и центральную часть. часть 38 C, сообщающаяся с входом 38 E и разгрузкой 38 D частей.Входная часть , 38, E предпочтительно имеет такую форму, чтобы направлять или проводить воздух, текущий во входное отверстие 34 , по направлению ко второй стороне 28 нижней панели 22 .

Центральная часть 38, C также имеет форму для отвода воздуха из входной части 38 E по существу с возможностью вращения вокруг отверстия 32 вала. Центральная часть , 38, C также ограничена первой и второй, вертикальными, полуцилиндрическими внутренними стенками, которые расположены сбоку и обычно симметрично разнесены друг от друга на противоположных сторонах оси A-A вала турбины.

Хотя термин «полуцилиндрический» обычно относится к разделенной пополам половине цилиндра, здесь предполагается, что он не ограничивается этим и вместо этого описывает дугообразную форму, которая может быть несколько меньше, чем полная полукруглая или полуцилиндрическая дуга 180 °. отмеченная пополам половина цилиндра. В целях примера, поперечное сечение описанной контурной центральной части , 38, C предполагало поперечное сечение, имеющее дугообразную форму, определяющую дугу в любом месте в диапазоне от примерно 120 ° до примерно 180 °.Выпускная часть , 38, D имеет аналогичный контур для отвода воздуха от центральной части 38 C к выпускному отверстию для воздуха 36 .

Соответственно, когда транспортное средство 12 движется вперед, воздух поступает во внутреннюю ветряную турбину 10 через коридор потока воздуха 38 и передает свою кинетическую энергию для вращения узла лопаток турбины 40 вокруг оси вала турбины. AA (фиг. 6 и 7) в направлении против часовой стрелки, поскольку коридор 38, изображен на фиг.2. Внутренняя ветряная турбина 10 может быть дополнительно адаптирована, в которой коридор 38 воздушного потока дополнительно включает в себя язычок 38 T (фиг. 2), который проходит сбоку от первого шарнирного крепления 81 (фиг. 6). частично поперек и над передним концом 22 F нижней панели 22 , тем самым дополнительно ограничивая отверстие для впуска воздуха 34 .

При таком расположении язычок 38 T отклоняет встречный поток воздуха от первой стороны 26 и ко второй стороне 28 нижней панели 22 .Это, в свою очередь, дополнительно улучшает управление направлением потока воздуха через внутреннюю ветряную турбину 10 , что предназначено для улучшения передачи энергии от движущегося воздуха к узлу 40 лопаток турбины.

Обратимся теперь также к фиг. 6-12, можно понять, что конфигурация узла 40 турбинных лопаток расположена в центральной части 38 C коридора 38 воздушного потока. Узел 40 турбинной лопатки включает в себя ступицу 42 , которая вращается вокруг оси вала турбины AA и проходит в осевом направлении вдоль оси AA между первым нижним концом 42 L и вторым верхним концом 42 U. .

Множество лопаток 44 турбины распределено по периферии ступицы 42 и проходит радиально от ступицы 42 , как правило, перпендикулярно оси A-A вала турбины. Ступица , 42, имеет буртик 41 для каждой лопасти 44 , расположенный внутри отверстия в ступице 42 , причем буртик 41 может быть приварен или запрессован в отверстие ступицы.

Первый конец каждого лезвия 44 прикреплен с помощью резьбовых креплений 45 (например,g., болты с шестигранной головкой) с буртиком 41 и имеет противоположный конец 46 . Предпочтительно каждый конец , 46, лезвия утяжеляется, например, как показано на фиг. 10, одним или двумя грузами, которые могут быть металлическими бортами 47, , приваренными к входной вогнутой стороне конца лопасти. Предпочтительно, каждая вершина лопатки включает в себя грузы, составляющие приблизительно по меньшей мере 10% веса всей лопатки 44 , причем вес выбирается для оптимизации баланса вращения и / или углового момента узла 40 лопатки турбины.Поврежденное лезвие 44 можно снять для замены, ослабив его резьбовые крепления 45 и сняв лезвие с его воротника 41 .

Обратимся теперь к фиг. 6, внутренняя ветряная турбина 10 дополнительно изображена, чтобы включать в себя электрический генератор 48 , узел крепления 50 для прикрепления электрического генератора 48 в любом месте узла ветряной турбины 10 , включая, например: ( a) внутри коридора 38 или около него, и (b) к внутренней поверхности крыши 14 транспортного средства 12 , а значит 52 (ФИГ.6 и 7, более подробно описанные ниже) для соединения вала 54 электрогенератора 48 со ступицей 42 . Хотя фраза «электрический генератор 48 » используется во всем этом описании, электрический генератор 48, может быть любым одним или несколькими устройствами и компонентами, вырабатывающими электричество, которые могут включать, без ограничения, и в целях примера, один или несколько узлов магнето. , генератор переменного тока (AC), генератор постоянного тока или динамо-машина, а также соответствующие компоненты и их комбинации.

Средство 50 для крепления электрогенератора 48 вокруг коридора воздушного потока 38 и / или на внутренней поверхности крыши 14 может быть любым из различных средств, известных обычным специалистам в данной области. искусство установки электрических компонентов транспортного средства, таких как пара кронштейнов 56 и резьбовые крепежные детали 58 , изображенные на фиг. 6. Чтобы минимизировать внешний профиль ветряной турбины в сборе 10 и уменьшить свободное пространство внутри пассажирского салона транспортного средства 12 , электрогенератор 48 должен быть компактным и иметь форму блинов или узкую сторону. профиль.В качестве альтернативы, электрический генератор , 48, можно переносить снаружи транспортного средства и внутри корпуса внутренней ветряной турбины 10 , как более подробно описано в другом месте настоящего документа. Внешний вид электрического генератора 48 устраняет необходимость создания сквозного отверстия в крыше 14 .

Средства 52 (фиг.6 и 7) для соединения вала 54 электрогенератора 48 со ступицей 42 предпочтительно прикреплены к валу 54 для вращения вокруг оси вала турбины. AA.Средство 52 включает в себя, как показано на фиг. 7, переходник 60 , который прикрепляется к валу генератора 54 , например, с помощью установочных винтов 62 , которые ввинчиваются в резьбовые отверстия в переходнике 60 .

Адаптер 60 включает в себя множество радиально направленных шлицев или лопаток 60 S, разнесенных по окружности вокруг адаптера. Имеется сквозное отверстие 60 B, диаметр которого рассчитан на прием вала генератора 54 .Хотя адаптер 60 , изображенный на ФИГ. 7 имеет четыре шлицы 60, S, количество шлицев также может варьироваться от одного до 12 или по иным причинам. Ступица 42 имеет осевое сквозное отверстие 42 B, которое проходит от нижнего конца 42 L до его верхнего конца 42 U.

Вал ступицы 70 , имеющий внешний диаметр несколько меньше, чем внутренний диаметр сквозного отверстия 42 B, может вставляться с возможностью скольжения в сквозное отверстие и из него.Необязательно, когда полностью вставлен в сквозное отверстие 42 B ступицы 42 , вал ступицы 70 может иметь верхнюю концевую часть 74 , которая выступает над верхним концом 42 U ступицы 42 , как показано на фиг. 6. Этот выступ ограничен, чтобы не мешать опусканию крышки 80 в полностью закрытое и заблокированное положение.

Нижняя концевая часть вала ступицы 70 включает нижнюю выемку 72 (показана скрытыми линиями с фантомным контуром на ФИГ.7), который имеет форму и размеры, позволяющие принимать шлицы 60 S переходника 60 при сопряжении. Когда шлицы 60 S переходника 60 вставляются в нижнюю выемку 72 вала ступицы 70 , вал генератора 54 соединяется для совместного вращения с валом ступицы 70 .

Штифт 76 вставляется через горизонтальное отверстие 78 в вал ступицы 70 , а также через совмещенное отверстие 73 в ступице 42 рядом с верхним концом 42 U ступицы концентратор 42 .Пока штифт 76 вставлен как через ступицу 42 , так и через вал ступицы 70 , вал генератора 54 , переходник 60 , вал ступицы 70 и ступица 42 механически соединены и будут вращаться как единое целое вокруг оси вала турбины AA.

Кроме того, в случае, если транспортное средство 12 толкается при движении по неровной поверхности, штифт 76 предотвращает относительное вертикальное перемещение между ступицей 42 и валом ступицы 70 .Поднимая или снимая крышку 80 и вытаскивая штифт 76 из ступицы 42 и вала ступицы 70 , ступицу 42 и прикрепленные лопасти 44 можно поднять вверх и от адаптера . 60 и вал ступицы 70 . Такая конфигурация позволяет заменять поврежденное лезвие 44 и / или очищать корпус 20 от скопившейся грязи и мусора.

Чтобы минимизировать трение вращения узла лопаток турбины 40 и выдержать его осевую нагрузку, концентрическая пара дорожек 33 шарикоподшипников, содержащая множество шарикоподшипников (не показаны), расположена между нижним концом. 42 L ступицы 42 и верхней поверхности 30 нижней пластины 22 .Находясь по центру оси вала турбины A-A, дорожки качения 33 шарикоподшипника прикреплены к верхней поверхности 30 . Нижний конец 42 L ступицы 42 опирается на шариковые подшипники 33 , как показано на ФИГ. 6. Внутренняя ветряная турбина 10 дополнительно включает в себя крышку 80 , которая проходит в продольном направлении от переднего конца 80 F до противоположного заднего конца 80 R. Крышка 80 имеет форму и размеры, покрывающие всю поверхность. корпуса 20 .Корпус 20, имеет пару разнесенных по бокам, вертикальных, перфорированных, шарнирных опор 81 , прикрепленных к нижней панели 22 , на или рядом с передним концом 22 F панели. Передний конец 80 F крышки 80 имеет направленное вбок отверстие для приема штифтов 85 , которое шарнирно прикреплено к шарнирным опорам 81 с помощью пары шарнирных штифтов 83 , которые вставляются в проемы. Это позволяет крышке поворачиваться между опущенным положением крышки корпуса (РИС.1) и поднятом открытом положении (фиг. 3).

Для облегчения ремонта и обслуживания внутренней ветряной турбины 10 шарнирные пальцы 83 могут быть извлечены из шарнирных опор 81 , что позволяет полностью снять крышку 80 с корпуса 20 . Крышка 80 имеет отверстие 82 , совмещенное с осью вала турбины A-A, когда крышка находится в опущенном положении. В опущенном положении крышка 80 в сочетании с коридором 38 , нижней панелью 22 и средством уплотнения 90 образует замкнутый отсек, окружающий узел лопаток турбины 40 .

Ссылаясь на фиг. 6, уплотнительное средство , 90, для герметизации корпуса 20, от проникновения влаги и воздуха включает в себя втулку ступицы 92 , такую как кольцевая шайба. Втулка 92 соединяется с вертикальной полой цилиндрической горловиной или трубкой, которая проходит через отверстие 82 в крышке 80 . Горловина втулки 92 ступицы выступает над верхней поверхностью крышки 80 , например, на 3–10 мм.Съемный колпачок 96 входит в комплект и имеет направленную вниз полую цилиндрическую шейку или трубные крепления на этой верхней удлиненной части шейки втулки втулки 92 .

Предпочтительно уплотнительное средство , 90, дополнительно включает в себя кольцевую шайбу 97 , которая также устанавливается на шейку втулки ступицы 92 между верхней поверхностью крышки 80 и колпачком 96 . Уплотнительное средство , 90, обычно остается на месте, прикрепленным к крышке , 80, , в то время как крышка поворачивается вверх и вниз между ее опущенным и поднятым положениями.

Когда транспортное средство 12 припарковано с опущенной крышкой и желательно использовать энергию ветра для зарядки аккумуляторной батареи, крышка 96 снимается и внешний вал 202 внешнего, Вторая ветряная турбина 200 вставляется через отверстие в крышке 82 и втулку ступицы 92 . Отверстие в крышке , 82, и втулка ступицы 92 рассчитаны на установку внешнего вала 202 .Втулка ступицы 92 , колпачок 96 и кольцевая шайба 97 могут предпочтительно быть выполнены из бутилкаучука, гибких силиконовых материалов или любого другого подходящего гибкого материала.

Внутренняя ветряная турбина 10 также имеет средства блокировки крышки, обычно обозначаемые цифрой 100 , состоящие из пары разнесенных сбоку верхних полузажимов 102 , которые прикрепляются с помощью петель к заднему концу 80 R крышка 80 и сопряженная, разнесенная по бокам пара полузажимов 104 , которые прикрепляются к задней части транспортного средства 12 с помощью резьбовых креплений 106 , например, к задней части 14 R крыша 14 он же .Для этой цели можно использовать любой из множества видов стыковочных пар полузажимов, например, стыковочные пары полузажимов на стволах пароварки, а также стыковочные пары полузажимов на ящиках для инструментов механиков.

Для преобразования энергии окружающего ветра в электрический ток для зарядки аккумуляторной батареи гибридного и / или полностью электрического транспортного средства 12 , когда транспортное средство припарковано, изобретение дополнительно включает в себя внешнюю вторую ветряную турбину 200 (фиг. .5 и 15). Внешняя вторая ветряная турбина , 200, может храниться в багажнике , 13, или другом безопасном месте в транспортном средстве , 12, до тех пор, пока это не понадобится.

Как видно на фиг. 5 и 15, внешняя ветряная турбина , 200, включает в себя внешний вал 202 , который проходит от верхнего конца 202 U к противоположному нижнему концу 202 L вдоль оси вращения внешнего вала. Внешняя ветряная турбина , 200, дополнительно включает в себя множество радиально направленных рычагов 204 , разнесенных по окружности вокруг верхнего конца 202 U внешнего вала 202 .Каждый рычаг 204 имеет внутренний конец 2041 , прикрепленный к внешнему валу 202 , и противоположный внешний конец 204 J. Для улавливания токов окружающего ветра чаша 206 прикреплена к внешнему концу 204 Дж каждого плеча 204 .

Каждая чашка 206 имеет вогнутую внутреннюю поверхность 208 (показана на фиг.5 и пунктирными линиями на фиг.15) и выпуклую внешнюю поверхность 210 , которые встречаются в отверстии 212 чашки. .Отверстие 212 каждой чашки 206 направлено по существу по касательной к траектории вращения (стрелки, 232 ) чашек вокруг внешней оси вала (линейно с осью вала турбины AA), и все чашки ориентированы в том же направлении вращения вокруг внешней оси вала, как показано, например, на фиг. 5 и 15.

Количество рычагов и чашек может варьироваться, но по три каждой, которые могут быть разнесены с интервалами в 120 градусов вокруг внешней оси вала, является предпочтительным числом.Таким образом, внешний ветряк , 200, напоминает чашечный анемометр по внешнему виду и механическим функциям. Чашки 206 используются во внешней ветряной турбине вместо лопастей турбины как лучший способ использовать энергию окружающего переменного ветра с низкой скоростью, когда транспортное средство 12 находится на стоянке.

Внешняя ветряная турбина 200 включает в себя средства для соединения нижней концевой части 202 L внешнего вала 202 со ступицей 42 , поддерживая при этом внешний вал соосно с осью вала турбины A-A.С этой целью верхняя концевая часть 70 U вала ступицы 70 имеет стенку выемки 230 W, которая определяет цилиндрическую выемку 230 , которая проходит вниз вдоль оси АА вала турбины от верхнего конца вала турбины. вал ступицы к нижнему концу 230 B выемки.

Углубление 230 имеет форму и размеры, позволяющие принимать цилиндрическую нижнюю концевую часть 202 L внешнего вала 202 , когда вал вставляется через отверстие 82 крышки 80 .В первом варианте осуществления изобретения стенка выемки , 230, W имеет пару канавок , 270, , расположенных в диаметрально противоположных местах на стенке выемки.

Как показано на фиг. 11 и 12, каждый канал , 270, включает первую ногу 270 A, которая проходит от верхнего конца вала ступицы 70 к нижнему концу 230 B углубления 230 . Также имеется вторая опора , 270, B, которая проходит по окружной дуге перпендикулярно оси вала турбины A-A.Затем включенная третья ножка , 270, C проходит частично назад в обратном направлении к верхнему концу вала втулки 70 , тем самым образуя глухой конец канала , 270, .

К нижней концевой части 202 L внешнего вала 202 прикреплена пара противоположно расположенных, противоположно направленных ушей 220 . Ушки , 220, имеют такую форму и размеры, чтобы они могли входить в скользящее зацепление в канавках 270 , когда нижняя концевая часть 202 L внешнего вала вставлена в выемку 230 .

Предпочтительно нижняя концевая часть 202 L внешнего вала 202 соединена со ступицей 42 и дополнительно включает дискообразную буферную пластину 260 , расположенную рядом с нижним концом 230 B выемка 230 . Диаметр буферной пластины 260 немного меньше внутреннего диаметра выемки 230 , так что буферная пластина 260 может скользить в осевом направлении вверх и вниз вдоль стенки выемки 230 W.Пружина 262 (например, винтовая пружина) толкает буферную пластину 260 в осевом направлении вверх по направлению к дорожкам 270 и располагается между буферной пластиной 260 и дном углубления 230 B.

Чтобы соедините внешний вал 202 с валом ступицы 70 , нижний конец 202 L внешнего вала вставляется через отверстие 82 опускающейся крышки 80 . Затем уши , 220, совмещаются с первыми ножками 270 A дорожек 270 .Затем вал 202 прижимается к буферной пластине 260 , когда проушины скользят вниз по первым ножкам 270 A (стрелка 240 A), тем самым сжимая пружину 262 .

Внешний вал 202 затем вращается вокруг оси вала турбины A-A для прохождения проушин 220 через окружные ножки 270 B (стрелка 240 B). Наконец, внешний вал 202 втягивается в осевом направлении, чтобы позволить ушкам 220 скользить по ножкам 270 C (стрелка 240 C) и ложиться в глухие концы проходов 270 .Пружина 262 помогает надежно удерживать уши 220 в глухих концах проходов 270 .

Для правильной работы расстояние H между ушками , 220, и нижним концом внешнего вала 202 должно быть примерно равно расстоянию между буферной пластиной , 260, и глухими концами проходов. 270 , когда внешний вал соединен с валом ступицы. Другими словами, когда пружина , 262, , по меньшей мере, частично разжата, чтобы прижать буферную пластину , 260, к ушам , 220, , которая подталкивает и прижимает уши , 220, к глухим концам дорожек , 270, .Чтобы отсоединить внешний вал 202 от вала ступицы 70 , этот процесс просто меняется в обратном порядке.

Во втором альтернативном устройстве, показанном на фиг. 13 и 14, вал , 70, ступицы также имеет направленную в осевом направлении цилиндрическую выемку 230 , которая проходит от верхнего конца вала ступицы до нижнего конца , 2308, выемки. Выемка имеет размеры, позволяющие принимать в зацеплении с окружающей средой нижнюю концевую часть 202 L внешнего вала 202 .

Как показано на фиг. 13 и 14, противоположно расположенная пара узлов шарика и пружины, обычно обозначенная цифрой 250 , прикреплена к стенке углубления 230 W. Каждый такой узел 250 содержит пружину 254 , имеющую первый конец прикреплен к нише 256 в стене углубления 230 W, а противоположный конец прикреплен к шару 252 . Для каждого узла 250 , когда его пружина 254 не сжата, его шарик 252 выступает, по меньшей мере, частично из ниши 256 и частично перекрывает выемку 230 .

Нижняя концевая часть 202 L внешнего вала 202 имеет пару противоположно расположенных зубчатых выемок 258 . Каждая выемка , 258, содержит верхнюю краевую поверхность со скошенной внутрь фаской, которая соединена с нижней, скошенной наружу краевой поверхностью. Расстояние H ‘между нижней частью 202 B внешнего вала 202 и выемками 258 соответствует расстоянию H’ между нижней частью выемки 230 B и шаровидно-пружинными узлами 250 .

Соответственно, чтобы соединить внешний вал 202 с валом ступицы 70 , когда автомобиль 12 припаркован и крышка 80 находится в опущенном положении, крышка 96 снимается, а нижняя концевая часть 202 L внешнего вала проходит через отверстие в крышке 82 и в выемку вала ступицы 230 . Сначала при движении вниз внешнего вала 202 шарики 252 попадают в ниши 256 , и пружины 254 сжимаются; но по достижении углублений 258 в нишах 256 шарики под действием пружин 254 перемещаются в углубления.

Таким образом, для правильной работы ниши 256 должны быть достаточно большими, чтобы вмещать как шарики 252 , так и пружины 254 . Чтобы отсоединить внешний вал 202 от вала ступицы 70 , внешний вал захватывается и дергается вверх, тем самым сдвигая нижние скошенные поверхности выемок 258 мимо шариков 252 , заставляя шарики возвращаться в гнездо. ниши, пока внешний вал не будет полностью поднят над ними, после чего шары снова выходят из ниш в выемку.Хотя была проиллюстрирована и описана только одна пара выемок 258 и одна пара шаровых и пружинных узлов 250 , дополнительные пары каждой из них для соединения внешнего вала 202 с валом ступицы 70 в пределах объема и цели настоящего изобретения.

Таким образом, должно быть очевидно, что система для использования энергии ветра для зарядки электрической аккумуляторной батареи любого типа транспортного средства, включая полностью электромоторное транспортное средство, была показана и описана достаточно подробно, чтобы дать возможность специалисту с обычной квалификацией в данной области. искусство на практике изобретения.Хотя это не проиллюстрировано и не описано выше, следует понимать, что для практического использования изобретения требуется прокладка электрических кабелей от электрических выходных клемм генератора 48 через транспортное средство 12 к его электрической аккумуляторной батарее и системе зарядки.

Продолжая ссылаться на различные фигуры, а теперь конкретно на фиг. 16 и 17, другие типы электрических генераторов изображены в других конфигурациях, включающих в себя один или несколько или, по меньшей мере, один генератор переменного тока, динамо-машину и / или магнито, размещенные вокруг ветряной турбины 10, .На фиг. 16 генератор , 300, показан в виде блинчика или генератора тонкого профиля или генератора переменного тока, который расположен как часть или внутри ступицы 42 . В этом варианте генератор , 300, является частью или соединен со ступицей 42, и может включать в себя зубчатые механизмы для регулировки скорости вращения генератора , 300, , чтобы приспособиться к различным скоростям вращения соединенного узла турбины 40 внутренней ветряной турбины 10 , а также внешней турбины 200 .

РИС. 16 также изображены магнето и / или узлы , 310, магнето, расположенные вокруг центральной части 38, C, в непосредственной близости от вращающихся внутри кончиков лопаток 46 лопаток 44 турбины. Теперь со ссылкой на фиг. 17, один или несколько или каждый из наконечников 46, лопатки могут быть дополнительно модифицированы для включения магнитных элементов 320 , которые генерируют динамический магнитный поток относительно магнето или магнитных узлов , 310, во время вращения наконечников , 46, лопастей.В других альтернативных конфигурациях бусинки из металла 47, могут быть заменены магнитными элементами , 330, или включать их. В вариантах магнитных элементов , 320, могут использоваться двухполюсные магниты, в которых передняя кромка и задняя кромка магнитных элементов , 320, являются противоположными полюсами.

В другом варианте один конец лезвия 46 может иметь однополюсный магнитный элемент 320 , а последующий или ведомый конец лезвия 46 , который следует во время вращения, может иметь магнитный элемент 320 противоположного полюса, чтобы установить схему чередования противоположных полюсов от одного конца лопасти 46 к другому.Рисунок чередующихся полюсных магнитных элементов , 320, в концах лезвия , 46, может быть, в целях иллюстрации, любым другим концом лезвия , 46, , или может пропускать один или несколько наконечников лезвия, таких как каждый второй или третий конец лезвия 46 и так далее. Схема может быть оптимизирована в соответствии с выбранным размером внутренней ветряной турбины 10, и лопастей , 44, , а также выбранными характеристиками магнето и / или узлов , 310, магнето.

Во время вращения кончиков лопастей 46 в любой из этих конфигураций однополюсных, двухполюсных и чередующихся магнитных элементов 320 в концах лопастей изменяющиеся поля магнитного потока позволяют работать магнето или узлам магнето 310 . Различные устройства генератора , 300, могут включать в себя один или несколько или все такие, рассматриваемые вместе или в комбинациях, в которых генератор, генератор переменного тока и / или узлы магнето и магнето могут использоваться для генерации энергии во время вращения внутренних и внешних ветряных турбин. 10 , 200 .

Поскольку различные модификации в деталях, материалы, расположение частей и их эквиваленты находятся в пределах сущности раскрытого и описанного здесь изобретения, объем изобретения должен быть ограничен исключительно объемом прилагаемой формулы изобретения.

Могу ли я самостоятельно вырабатывать электроэнергию для своего электромобиля?

Если вождение экологически чистого электромобиля является приоритетом. Электромобиль , скорее всего, вы будете менее чем довольны, если будете приводить его в действие с помощью сока, полученного при сжигании ископаемого топлива.

Справедливо сказать, что использование возобновляемых источников энергии, в том числе энергии ветра и солнца, увеличивается, и что сеть становится экологичнее с каждым годом. Вы также можете переключиться на поставщика энергии, который максимально использует возобновляемые источники энергии, но этого все еще недостаточно для некоторых эко-воинов, которые хотят подать лучший пример.

Есть несколько способов использовать возможности возобновляемых источников энергии, включая использование ветряной турбины для производства электроэнергии в домашних условиях или установку солнечных батарей.Ни то, ни другое не является особенно простым процессом, даже для тех, кому посчастливилось иметь место или ресурсы для его рассмотрения. В этом случае мы настоятельно рекомендуем поговорить с различными специалистами по установке, чтобы взвесить ваши варианты. А пока мы изложили некоторые основы ниже.

Установите солнечные батареи и зарядное устройство

Самый простой способ запитать ваш электромобиль дома — это установить солнечные панели на крыше вашего дома . Чем больше у вас панелей, тем больше электроэнергии вы сможете производить в солнечные дни и недели.

Текущие оценки в Великобритании показывают, что небольшая система мощностью 1 кВт может вырабатывать 850 кВт · ч электроэнергии в год, чего достаточно для полной зарядки электромобиля, такого как Honda e, почти в 24 раза. Это соответствует более чем 3000 миль вождения в год, что идеально, если вы время от времени участвуете в дорожном движении, и по-прежнему очень полезно, если вы путешествуете более регулярно.

Увеличьте размер или количество солнечных панелей, и вы получите больше энергии и даже больше дальности полета .

Важно отметить, что солнечные панели не могут накапливать энергию. Таким образом, ваш электромобиль можно заряжать от панелей только в солнечную погоду. Чтобы накапливать энергию от панелей, вам придется вложить средства в домашнюю аккумуляторную систему, такую как Tesla Powerwall или xStorage от Nissan. Это литий-ионные аккумуляторные системы , которые могут накапливать энергию, генерируемую солнечными или другими средствами, для дальнейшего использования.

Однако вырабатываемая вами энергия не будет потрачена впустую, так как она будет возвращаться в национальную сеть — и вам за это тоже будут платить.

При этом вся система стоит недешево, даже с учетом государственных тарифов и субсидий.

Установить ветряную турбину

Этот вариант используется гораздо реже и редко встречается в Великобритании, но он возможен. Как и солнечная энергия, энергию ветра можно использовать для питания вашего дома и электромобиля. Ветровые турбины тоже имеют смысл, учитывая, что 40% энергии ветра в Европе проходит через Великобританию.

Если ваш дом расположен в нужном районе, домашняя турбина может принести большую экономию, но очень важно, чтобы вы поговорили с местными властями, поскольку вам может потребоваться разрешение на строительство.Ветровые турбины также получают выгоду от тех же льготных тарифов, которые применяются к солнечным панелям — за каждый киловатт-час энергии, произведенной солнечной или ветровой энергией, ваш поставщик энергии возвращает вам определенную сумму.

Однако, как и солнечные батареи, энергия ветра не может храниться в турбине. Для этого вам придется приобрести отдельную домашнюю аккумуляторную систему.

Ветряной электромобиль. Когда-то назад мы были в поездке… | Пранав Дулепет

Когда мы как-то назад были в поездке, мы ехали с опущенными окнами, я заметил, что ветер дует в противоположном направлении.Несколько дней спустя я читал об электромобилях и некоторых их недостатках. Одним из недостатков был ограниченный запас хода. Затем меня осенило, что я могу ловить ветер вокруг машины, пока она движется, чтобы зарядить автомобильные аккумуляторы.

Изобретены различные способы зарядки электромобилей. Такие вещи, как обычные зарядные станции и рекуперативное торможение — вот лишь некоторые из них. Обычная зарядная станция заряжает электромобиль в среднем от 30 минут до нескольких часов.Это требует, чтобы автомобиль был неподвижен. Более того, 30 минут значительно больше, чем время, необходимое для заправки бензинового автомобиля. Похоже, что рекуперативное торможение частично решило эту проблему. Однако многое еще предстоит сделать. Рекуперативное торможение может производить только ограниченное количество электроэнергии. И это электричество будет производиться только в том случае, если тормоз будет включен, когда транспортное средство движется с определенной скоростью. Теперь, когда транспортное средство движется, вокруг поверхности создается ветер.Если транспортное средство движется с разумной скоростью, достаточно повернуть лопасти небольшого ветряка. И на этом основана моя идея.

Автомобиль будет иметь несколько небольших ветряных турбин, подключенных к аккумуляторной батарее транспортного средства. Пока автомобиль находится в движении, ветер, создаваемый вокруг него, будет вращать лопасти, генерируя электричество, которое будет непрерывно заряжать аккумулятор.

Это было поверхностное объяснение. Этот проект основан на законах термодинамики.Первый закон термодинамики или закон сохранения энергии гласит:

Энергия не может быть создана или уничтожена, ее можно только преобразовать из одной формы в другую.

Для этого проекта энергия ветра преобразуется в электричество для зарядки аккумулятора. Принципиальная схема

(вид изнутри) Принципиальная схема (вид сверху)

Теперь позвольте мне уточнить немного больше. Для создания прототипа я использовал радиоуправляемую машину. Ветер улавливается мини-ветряными генераторами, как показано на рисунке слева.Чтобы построить генераторы, я использовал четыре двигателя для дрона и четыре лезвия для дрона. Моторы — полная противоположность генераторам. Двигатели преобразуют электричество в механическую энергию, а генераторы — наоборот. Теперь мне нужно было включить мини-ветряные генераторы. Для этого мне требовалось примерно 20 миль в час ветра. Теперь мне нужен был способ измерить скорость ветра. После некоторого просмотра в Интернете я обнаружил, что устройство, называемое анемометром, используется для измерения скорости ветра. Я перепробовал множество домашних вентиляторов, и ни один из них не работал.Их средняя скорость составляла от 5 до 10 миль в час. Я наконец обнаружил, что фен может генерировать ветер около 20 миль в час, что является примерно минимальной скоростью ветра, которая мне нужна. Каждый мини-ветрогенератор может генерировать определенное количество вольт, которое составляет около 0,8 В. Чтобы измерить напряжение, я использовал мультиметр, устройство, используемое для измерения различных измерений электричества. Чтобы зарядить литий-ионную батарею 3,7 В в машине с дистанционным управлением через USB-кабель, мне нужно выработать 5 В стабильного электричества. Для этого я добавил четыре мини-ветрогенератора и соединил их последовательно.В последовательной конфигурации напряжения складываются. Чтобы понять это, я перепробовал множество различных подключений. Чтобы попробовать разные соединения, я использовал макетную плату. Когда я последовательно подключал мини-ветряные генераторы, я все еще не мог генерировать более 0,8 В. Затем я понял, что лопасти дрона имеют немного другую форму. Некоторые вращались по часовой стрелке, а некоторые — против часовой стрелки. Генератор, вращающийся по часовой стрелке, был противоположностью генератора, вращающегося против часовой стрелки. После того, как я принял во внимание эту разницу, я смог успешно подключить генераторы в серию.

Передняя / задняя кромка лезвий. Типы лезвий Макетная плата с окончательным соединением

Было бы близко к , невозможно было бы отследить сотни вариантов, которые я пробовал, если бы не макетная плата. Но у меня все еще была проблема. Я смог генерировать только около 2,1 В. Я исследовал, как повысить напряжение, и случайно нашел повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный. Когда вводятся 0,9-5 В и определенный ток, он будет выдавать стабильное напряжение 5 и стабильный ток 600 мА.После того, как я включил повышающий преобразователь, я смог зарядить машину.

Tesla Model S со 100 мини-ветряными генераторами

Когда я закончил создание прототипа, я подумал о том, как я могу использовать его в будущем на реальном электромобиле.

Сотни мини-ветряных турбин, подключенных для генерации постоянного тока от 50 до 100 В
Преобразованы в ~ 400 В с преобразователем постоянного тока в постоянный
Непрерывно заряжает литий-ионные батареи во время движения автомобиля
Мини-ветряные турбины будут быть эстетически скрытым, чтобы не мешать аэродинамике автомобиля

В целом, это был интересный проект.Создание прототипа было, пожалуй, самым интригующим. Но на этом дело не закончилось. В процессе работы над проектом я выучил множество новых концепций, словарный запас и идеи.

Энергия не может быть создана или уничтожена.
No related posts.

Разное