Мой второй ветрогенератор (из авто генератора)

К постройке второго ветрогенератора меня подтолкнула будущая перспектива жизни на даче. На даче я планировал строительство домика, в котором хотел жить (впрочем так и случилось), но там нет электричества, и поэтому надо было думать как его добыть, и бороздя просторы интернета я нашел два приемлемых варианта, это солнечные панели или ветрогенераторы, а лучше и то и другое, но это все стоит немалых денег, поэтому я решил все делать сам. Не солнечные панели разумеется, так-как даже элементы для сборки панелей дороговаты,а самостоятельно собрать ветряк.

Мой ветрячек

Фото самодельного ветряка
Подготовка к постройке ветрогенератора началась с поиска подходящего генератора, который сможет давать энергию на небольших оборотах. Первое что пришло на ум, это автомобильный генератор, так-как его легко найти в любом гараже. Я подобный автогенератор взял у знакомого безвозмездно, и принялся за поиск информации о том как его адаптировать под ветрогенератор. Но оказалось что не все так просто. Без перемотки и вживления магнитов этот генератор не годится, так-как в автомобиле он работает на больших оборотах, и без переделки его можно использовать только с мультипликатором. Я решил не городить редукторы, так-как это сложно и получится большой вес ветроголовки и размеры винта, а заказать неодимовые магниты и самостоятельно перемотать статор. Параллельно заведя тему на одном из форумов по ветрогенераторам я начал собирать генератор.

Для переделки ротора под магниты я заказал в интернет магазине неодимовые магниты размером 20*5*5 в количестве 48шт, а пока магниты шли по почте я начал делать новый ротор, для этого решил извлечь родной ротор автогенератора, но пытаясь выбить его из подшипников я сломал посадочное место заднего подшипника, а потом и погнул ротор пытаясь снять крабы с обмоткой возбуждения, в общем все переломал, целым остался только статор. Статор от "классики" на 36зубов, ширина зуба 5мм, толщина статора 25мм, а внутренний диаметр 89мм.

Самодельный генератор

Детали для изготовления генератора для ветряка
Еще один авто-генератор я не стал искать, а решил сварить новый корпус для статора. Корпус сварил из стального листа толщиной 2мм. Сначала вырезал болгаркой два восьми-угольника на 2см больше внешнего диаметра статора, восьми-угольники легче резать болгаркой чем круги. Потом отрезал две полоски шириной 1.5см, и сжав их по статору проволокой приварил к восьми-угольникам, получились пазы для вставки статора, чтобы он не бултыхался и прочно сидел в корпусе.

Далее сделал два фланца из той-же стали 2мм. под 201-е подшипники и с помощью сверла на-сверлил везде где надо отверстий под крепления этих фланцев с подшипниками. Фланцы делал специально, чтобы можно было центровать ротор, а так можно было бы просто колечки приварить под подшипники, но центровать как. На фото для подшипников не фланцы, а колечки, их пришлось срезать так-как невозможно " на коленке" точно от-центровать, и я сделал фланцы.

Самодельный ротор

Фото ротора для самодельного генератора
Ротор делал тоже сам, нашел металлический пруток толщиной 12мм, как-раз под 201-е подшипники, нарезал резьбу на шпильке под крепление винта. Под магниты мне нужна была металлическая гильза толщиной 76мм, так-как внутренний диаметр ротора 89мм, минус толщина магнитов по 5мм со стороны =10мм, и на зазор между статором и ротором по 1,5мм= 3мм. Но под гильзу нашел только отрезок 72-й трубы, поэтому пришлось сделать кольцо из стали 2мм, обжарь хомутами и приварить, чтобы нарастить толщину до нужных 76мм.

Гильзу на шпильку решил залить эпоксидной смолой, так-как сваркой боялся не точно приварить. На шпильке чтобы она не дай бог не покрутилась наварил пластинки. Из жести вырезал ножницами два круга по внешнему диаметру гильзы, а по центру кругов под шпильку. Шпильку вставил в эти отверстия и залил эпоксидкой. Получился такой вот самодельный ротор, который я до блеска отшлифовал на шлифовальном круге. Да, на ротор ушло много времени, и он получился кривоватый и не отцентрован, но зато я без токарей обошелся, и деньги сэкономил.

Генератор

Так выглядит генератор в собранном виде
Когда корпус был готов и даже покрашен, я принялся за статор, удалил старую обмотку и старый лак отскреб с пазов. Потом читая форум я пришел к выводу что надо делать именно трехфазный генератор, то-есть мотать три фазы. У местного, который занимается перемоткой двигателей я хотел купить 200 витков эмаль-провода 0,56мм, но он мне так дал, так-как там грамм двести всего моточек. И радостный я пошел домой мотать статор.

Статор мотал каждую катушку прямо на зуб, так-как всыпные обмотки сложно для меня, там нужно готовую катушку в пазы впихивать, а если прямо на зуб мотать, то получается плотно и ровненько, и витков больше влезает. В качестве изоляции использовал обычный картон от тетради. На каждый зуб получилось по 33_39 витков проводом 0,56мм, мотал пофазно, скачало одну фазу перешагивая через каждые два зуба, потом проверил намотанные фазы не коротят-ли на статор, и обмазал эпоксидкой катушки вместо лака.

Ротор с неодимовыми магнитами

готовый ротор с залитыми эпоксидной смолой магнитами
У меня вышло три фазы по 12катушек, сопротивление фазы 3,3Ом., значит мне надо было на роторе магнитами сделать 24полюса, так-как соотношение магнитов к катушкам в трехфазном 2/3, где два магнита на три катушки, если например катушек 18 то полюсов 12. Сначала я наклеил 24 магнита на ротор через равное расстояние и залил эпоксидкой. Собрал генератор, соединил фазы в звезду и покрутил, крутил рукой считая обороты в секунду, получилось примерно на 200об/м генератор выдавал 13вольт и 2А кз, при 300об/м 20вольт и 1А на АКБ. Результатом обрадовался, но у генератора имелось залипание магнитов к зубцам статора, а это мешает винту стартовать на слабом ветру, и я решил сделать скос магнитов на роторе.

Переделка ротора на магниты со скосом

Отковырял магниты и теперь буду делать со скосом
Отковырял магниты и сделал скос на мнимый магнит, снова залил и покрутил, залипание упало в двойне, и стало еле ощутимым, но генератор потерял в мощности порядка 35%. Я думал все оставить так и уже думал о винте, но у меня еще остались магниты, и я хотел чтобы они тоже работали, и мне на форуме посоветовали поставить по два магнита на полюс, и я снова расковырял ротор и очистил от эпоксидки. С помощью супер клея наклеил магниты по два на полюс и покрутил.

Ротор полностью заполнился магнитами, а мощность возросла в двойне, и залипания не слишком сильные, я измерил и получилось 0,3Нм. Теперь генератор начинал заряжать при 120об/м, при 200об/м напряжение в холостую около 20вольт. Я снова залил магниты эпоксидкой и на этом генератор был закончен, я был доволен, тем более что лучше вроде и не сделать в моем случае. В теории генератор вышел мощностью порядка 100ватт/ч на ветру 12м/с.

Самодельный генератор для ветряка

После переделки ротора снова тестирую генератор на напряжение и ток
Далее я стал собирать ветрогенератор, сначала изготовил поворотную ось. Ее сделал из одного подшипника и отвода 15-й трубы с резьбой и гайками. Трубку с помощью эпоксидки залил внутри подшипника, а подшипник залил на куске пластиковой трубы диаметром 50мм., так получилась поворотная ось. Из профиля 50*25мм длинной 60см. я сделал балку, на которую закрепил генератор, хвост и прорезал отверстие под крепление поворотной оси. Дома нашел пять метров 50-й трубы для мачты. Лопасти поставил от первого мини вертячка. Лопасти делал из жести без всяких расчетов, диаметр трех-лопастного винта 1,6м. Готовый ветряк закрепил на мачте и поднял на ветер, подсоединил небольшой АКБ, и мультиметр. На улице дул небольшой ветер, и ток подскакивает до 1А, ура, пошла зарядка думал я про себя. На следующий день подул ветер по сильнее, ток доходил до 3А, и жестяные лопасти не выдержали и согнулись побившись о мачту.

Самодельный ветрогенератор

Ветряк после переделки, и с новыми лопастями из ПВХ трубы
Далее я думал о новых лопастях ища инфу на форумах и сайтах, оказывается все делают лопасти из ПВХ труб, и я отыскав кусок 110-й трубы вырезал три лопасти по 75см длинной, поставил на ветряк, все стало крутится, но при усилении ветра мощность сильно не росла и максимум доходила до 5А при при 12-15м/с, далее стал разбираться с лопастями и подшънимать мощность ветряка. На форуме нашел расчеты винтов из ПВХ труб, посмотрел как делаются углы атаки ветра и новые лопасти вырезал. Результат стал лучше, но ненамного, при слабом ветре тоже около 2А, а вот на сильном до 7А.

В общем ветряк получился слаб-же чем я ожидал, но зато он работал и давал зарядку сначала на маленький АКБ 9А/ч, а потом я поставил АКБ на 60А/ч. Ветрогенератор стартует примерно на ветре 4м/с, и дает на зарядку около 1А, при небольшом усилении 2-3А, а на сильном ветру до 8А, это до 100ватт/ч, а в среднем 20-30ватт/ч, немного, но и это неплохо для меня. Позже я сделал для него новый трех-лопастной винт диаметром 1,7м из 160-й трубы, с которым он выдавал до 11А на АКБ 12вольт, это до 140ватт/ч. Так-ж пробовал и 24вольта АКБ ставить, ток на сильном ветру доходил до 12А, это до 280ватт/ч., а в среднем те-же 20-30ватт/ч.

Вот таким вышел мой второй, уже более мощный чем первый ветрогенератор. Этот ветрогенератор более двух месяцев обеспечивал мне светодиодное освешение и портативный телевизор с нетбуком и другая мелочь, зарядка телефона и прочее. Но у нас местность маловетренная, среднегодовач всего 2,4м/с, и часто в ьезветренные дни приходилось сильно высаживать АКБ, поэтому мне пришлось строить в помощь этому еще один ветрогенератор, но о нем в следующей статье.