Как сделать генератор?

Вот классический пример дискового генератора, собранного на деталях от автомобиля.



В основе конструкции ступица и два тормозных диска. Ничего не надо вытачивать, детали уже так-сказать готовые к употреблению. И плюс к тому-же в том, что их всегда можно найти, наверное у каждого в гараже такой маталлолом отыщится, или в ближайшем автосервисе.

На тормозных дисках размещаются магниты, обычно по 12+12, 16+16 штук на каждом диске. Магниты распологаются с чередованием полюсов, а когда диски ставятся на ступицу, магниты друг на против друга должны притягиваться. Статор с медными катушками обычно отливается в форме, выпеленной из фанеры, заливается с применением стеклоткани эпоксидной или полеэфирной смолой. Два круга из стеклоткани, один внизу, второй сверху, это для большей прочности статора.

Магниты обычно применяют круглые, размерами в среднем 30*10мм. Но лучше применять прямоугольные магниты и между магнитами не должно быть больших расстояний, площадь по кругу должна быть как можно плотнее заполнена магнитами. Катушки тоже обычно мотают просто круглые не особо соблюдая внутренний диаметр и не заполняют полностью все свободное место. Правильнее и эффективнее делать катушки вытянутой формы и рассчитывать катушки так, чтобы они касались друг друга, так влезет больше меди и выростет эффективность.

Толщина статора должна быть не толще толщины используемых магнитов, например если толщина магнитов 10мм, то и статор не толще 10мм, а правильнее его делать 8мм, и останется по 1мм на зазоры с обойх сторон. Толщина дисков должна быть не менее толшины магнитов, железо это магнитопровод который проводит магнитное поле и магниты подпитывают через него друг друга. Проверить достаточна ли толщина дисков можно с помощью иголки, ее нужно поднести к обратной стороне и если она не магнитится к обратной стороне диска, значит магнитное поле не вырывается наружу и идет все в дело.

Многие сначала хотят делать однофазный генератор, но у однофазного есть минусы, это сильная вибрация под нагрузкой, когда он заряжает аккумулятор. Из-за этой вибрации на генераторе раскручиваются гайки и прочее, а так-же гудение передается по мачте, и если мачта будет прислонена к какой либо постройке, то внутри будет слышин звук "пролетающего кукурузника". Но если вам все равно, то катушки однофазного соединяются так, конец первой катушки с концом второй, начало втой с началом третьей, конец третьей с концом четвертой, и так далее по кругу. Если перепутать хоть одну катушку, то генератор работать не будет.



Трехвазный генератор под нагрузкой не дает вибраций, а так-же из-за того что фазы нахрдятся под электрическим углом 120градусов, мощность генератора может быть в определенных режимах значительно выше однофазного. Катушки трехвазного генератора соединяются немного иначе. К примеру у вас 12 катушек, значит по 4 катушки на фазу. Первая фаза это катушки 1_4_7_10. Вторая фаза это катушки 2_5_8_11. Третья фаза это катушки 3_6_9_12. Катушки в каждой фазе соедниняются последовательно, то-есть конец первой с началом второй катушки, конец второй катушки с началом третьей, конец третьей с началом четвертой. Все шесть проводов от катушек нужно вывести наружу из статора. Потом фазы можно соединять звездой для большего напряжения, или треунольником чтобы был больше ток.

Так-же дисковые генераторы можно собирать и на других деталях. Часто для таких генераторов заказывают диски и ступицу у токарей. Тормозные диски слишком объемные получаются, из-за этого приходится ставить длинные шпильки и статор крепится дальше от основания. Для качественного генератора лучше заказывать детали и вытачивать у токаря. И еще один момент, чем больше диаметр, тем эффективнее и тихоходнее генератор, так-как чем больше диаметр, тем выше радиальная скорость магнитов при тех-же оборотах.

Приимущество дисковых генераторов это полное отсутствие залипания магнитов, так-как катушки не имеют сердечников, но из-за этого эффективность магнитов в два раза ниже чем в классических генераторах, поэтому магнитов нужно в два раза больше для той-же мощности.

Генератор из асинхронного двигателя.

Так-как статор из электротехнической стали, то неизбежно будет залипание магнитов к зубам статора. Чтобы снизить залипание магниты клеют со скосом. Скос делают обычно зуб+паз, это существенно снижает залипание и облегчает старт винта на слабом ветре.

Катушки статора асинхронного двигателя обычно перематывают, так-как обмотка тонкая и рассчитана на большое напряжение и всего несколько ампер тока. Без перемотки можно применять низкооборотистые двигатели на 8_12 полюсов, но такие не часто можно встретить. Когда перематывают то часто делают полюсов на роторе и статоре больше. Например если статор имеет 24 зуба, то ротор делают на 16 полюсов, обмотку мотают так-же трехфазную, но на 16 полюсов, то-есть по 8 катушек на фазу.

Самостоятельно перемотать асинхронный двигатель не сложно. Перемотчики двигателей делают так. Сначало нужной длинны наматыаают необходимое количество катушек, потом в пазы вставляют изоляцию ( пленкоэлектрокартон) и заправляют каждую катушку в пазы. Потом все катушки соединяют между собой и статор пропитывают лаком и отправляют в печку чтобы лак прожарился и затвердел. В домашних условиях не обязательно статор нагревать, лак и так через пару суток затвердеет, вместо лака можно пропитать статор например той-же эпоксидной смолой.

Разные другие варианты генераторов

Велосипедные мотор-колеса это практически готовые тихоходные генераторы для ветряков. Можно использовать как есть, это готовый генератор на неодимовых магнитах. Так-же можно разобрать и перепаять катушки под нужное напряжение и ток, или перемотать заново как надо.

Подойдут в качестве генератора и почти любые низковольтовые коллекторные двигатели постоянного тока. Нааример лентопротяжные, или от беговых дорожек, некоторые автомобильные на 12 вольт и прочее, тут нужно рассматривать каждый отдельно.

Для мини и микро ветрогенераторов часто используют шаговые элекиродаигатели, они встречаются в копировальной технике, принтеры, сканеры и прочее. Могут быть в низковольтовых различных приводах, в станках и т.д.