Последние записи
В контакте

Изготовление измерителя скорости ветра - анемометр



анемометр

Ветрогенераторами я занимаюсь уже давно, а вот анемометра у меня так и не было. Ранее я уже пытался изготовить анемометр из моторчика, но получилось плохо, стартовал поздно и моторчик слишком маленькое напряжение выдавал. Потом я попробовал сделать анемометр из микрофона и программы, работал такой анемометр хорошо. Но нужно было для него отдельное андроид устройство, с которым он должен быть откалиброван, а лишнего смартфона не было чтобы установить чисто для отображения показаний ветра.

И в общем я решил сделать анемометр аналоговый, из того что у меня имелось. Генератор для генерации сигнала я решил делать дисковый аксиальный небольшого размера. Самое первое что я сделал это с помощью маленькой болгарки вырезал два диска диаметром 9 см. Вырезал из Б/У металла толщиной 6 мм. Получилось ровно и точно, у меня на канале есть видео как я вырезал эти диски

диски для аксиального генератора

На фото также видны четыре катушки. Для изготовления катушек статора нужен был тонкий повод, я поискал но толком ничего не нашёл. Потом попался небольшой трансформатор от блока питания, и из него удалось добыть провод диаметром примерно 0.25 мм. Этим проводом получилось намотать только четыре катушки по 250 витков в каждой катушке.

Изначально я хотел сделать трёхфазный генератор девять катушек на 12 магнитов на дисках. Но провода хватило только на четыре катушки и пришлось сделать однофазный статор на четыре катушки. Статор вырезал из МДф панели толщиной 6 мм, решил сделать так чтобы сэкономить на эпоксидной смоле. Под катушки вырезал отверстия, и залил их смолой по месту. Получилось в общем вот так. Ниже вторая часть видео по анемометру, есть ещё и первая, но там по сути тоже самое...



анемометр своими руками, как сделать анемометр

На фото видны также и диски с залитыми смолой магнитами. Магниты я вынул из ненужного генератора, их не хватило на второй диск и я добавил другие. Магнитами набрано по 12 полюсов на каждом диске. Предварительные теоретические расчёты показали что должно получится примерно 1 вольт при 60 об/м. В итоге оно так и получилось, но потом всё переделывать, но я хочу по порядку рассказать всю хронологию изготовления этого анемометра.

Заливка дисков с магнитами эпоксидной смолой

анемометр своими руками, как сделать анемометр



анемометр своими руками

Статор с катушками перед заливкой смолой

анемометр своими руками, как сделать анемометр



анемометр своими руками, как сделать анемометр

Конструкция анемометра изначально планировалась вертикального типа. Основа генератора это болт М12 и два подшипника с внутренним 12 мм, а внешний 32 мм, это подшипники генератора 2101 задние. В общем в итоге получилась вот такая конструкция, которую осталось лишь откалибровать с измерительным прибором и анемометр готов.



Первая попытка калибровки анемометра

Калибровать я собирался с помощью своего мотоцикла с боковым прицепом. Сначало я проверил спидометр мотоцикла по навигатору и оказалось что например 20 км/ч равно 18 км/ч, а 40 км/ч равно 36 км/ч и т.д. Скорость ветра 10 м/с равна вообще 36 км/ч, но по моему спидометру это 40 км/ч, а 5 м/с равно 18 км/ч, но по спидометру моему это ровно 20 км/ч.

Так как предполагалось что обороты вертикального ротора (чашки) будут расти линейно со скоростью ветра то я хотел использовать цифровой вольтметр. Нужно было лишь подогнать вольтаж генератора так регулируя расстояние между дисками, чтобы вольтметр при 5 м/с показывал 5 вольт, и при 10 м/с он сам покажет 10 вольт. Но обороты при увеличении скорости ветра были абсолютно не линейны. До 5 м/с ротор еле крутился, а после 5 м/с обороты резко увеличивались и показания вольтметра были не линейны. Так например при 5 м/с было ровно 5 вольт, но при 7.5 м/с уже 9 вольт, а при 10 м/с уже 15 вольт.

Да и вообще как работал этот вертикальный винт мне не понравилось, слишком маленькие обороты, и не было линейности роста оборотов. И я решил всё переделать, и сделал классический горизонтальный ветряк с шестилопастным винтом диаметром 0.76 м. Ниже на фото сам анемометр закреплён для испытаний на мотоцикле. Также справа на сиденье виден старый вертикальный винт.

как откалибровать анемометр

По этому поводу я снял небольшое видео.



Испытания показали что и в горизонтальном исполнении с шестилопастным винтом линейности оборотов нет судя по росту напряжения в зависимости от оборотов. Винт я обрезал до диаметра 0.5 м., и увеличил углы установки лопастей, но всё равно следующие заезды показали что винт опять нелинейно набирает обороты, ускоряется при более сильном ветре.

Так хотелось подогнать цифровой вольтметр, пробовал резисторами подбирать вольтаж, гасить излишки, но толку было мало. И решил я тогда поставить аналоговый прибор. Нашёл у себя небольшой стрелочный амперметр на 20А и уже на нём откалибровал анемометр. Получилось тоже не с первого раза, но подбором резисторов добился оптимальных показаний прибора. Ниже стоп кадр из видео, качество плохое, но думаю понятно что за амперметр.

как откалибровать анемометр

Откалибровать получилось до 12 м/с, если увеличивать диапазон до 15 или 20 м/с то до 5 м/с показания слишком плотно друг к другу и толком не разобрать где там 2 м/с, где 2.5 м/с, в общем слишком плотно. А чем больше показания тем больше разрыв отметок. В итоге сделал до 12 м/с и думаю это нормально, это как раз рабочий диапазон ветра, порывы сильнее у нас редко бывают.

анемометр

Анемометр сделан и работает

Ниже последнее видео по анемометру где он уже установлен на вышку и работает. В общем пока всё хорошо, мне всё нравится, а там время покажет что и как.



И некоторые фотографии с внешним видом анемометра, ниже фото в моей мастерской.

анемометр

Далее анемометр уже установлен на вышке.

анемометр

Конечно анемометр получился не маленький, но как есть так уже и останется. Самое главное я его хорошо откалибровал и теперь можно снимать показания по мощности ветрогенератора с привязкой к скорости ветра. Сделать анемометр была давняя моя мечта, но всё чего то для этого не хватало. Обычно делают маленькие анемометры типа чашечные с маленькими моторчиками. Или делают на датчиках оборотов, но я решил так по старинке, с аналоговым прибором из амперметра.

Генератор дисковый аксиальный, имеет один диск, в статоре 4 катушки намотаны по 250 витков проводом примерно 0.25 мм. Статор однофазный, а на диске магнитами набраны 12 полюсов. Основа это болт М12 и два подшипника, корпус держатель подшипников самодельный, ну там почти всё самодельное.