Jak działa silnik krokowy? Jak uruchomić silnik krokowy bez elektroniki Domowy silnik krokowy.

Do działania dowolnego urządzenia elektrycznego wymagany jest specjalny mechanizm napędowy. Jednym z takich urządzeń jest silnik krokowy. Dziś jest duży wybór różne silniki elektryczne, podzielone według typu i według schematu sterownika, którym steruje sterownik.

Co to jest silnik krokowy?

Silnik krokowy jest synchroniczny urządzenie elektromechaniczne, który przekazuje sygnał sterujący do mechanicznego ruchu wirnika. Obrót odbywa się w krokach, które są ustalone w określonej pozycji.

Jak działa silnik krokowy

Po przyłożeniu napięcia do zacisków szczotki silnika elektrycznego uruchamiają się i zaczynają się obracać w sposób ciągły. Silnik na biegu jałowym ma szczególną właściwość, jest to przekształcenie przychodzących impulsów prostokątnych w zadaną pozycję zastosowanego wału napędowego.

Wał porusza się pod stały kąt z każdym impulsem. Jeśli wokół centralnego kawałka żelaza zębatego znajduje się kilka elektromagnesów zębatych, to urządzenia z taką przekładnią są całkiem skuteczne. Mikrokontroler zasila elektromagnesy. Pojedynczy elektromagnes zębaty pod wpływem energii przyciąga zęby koła zębatego do swojej powierzchni, dzięki czemu wał silnika wykonuje obrót. Kiedy zęby są wyrównane z elektromagnesem, przesuwają się nieznacznie w kierunku sąsiedniego elementu magnetycznego.

Do biegu zaczął się kręcić i wyrównał przy poprzednim kole pierwszy elektromagnes jest wyłączony, a następny jest włączony. Następnie cały proces powtarza się tyle razy, ile jest to konieczne. Ten obrót nazywa się stałym skokiem. Licząc liczbę kroków przy pełnym obrocie silnika, określa się prędkość jego obrotu.

Modele silników krokowych

Zgodnie z konstrukcją wirnika silniki krokowe dzielą się na trzy typy: reaktywne, z magnesami trwałymi i hybrydowe.

1. Silniki synchroniczne reluktancyjne są dziś rzadko używane. Stosuje się je, gdy potrzebny jest mały moment, a kąt obrotu kroku jest zbyt duży. Wirnik wykonany jest z miękkiego materiału magnetycznego o wyraźnych biegunach, ma duży kąt skoku, przy braku prądu nie ma momentu trzymającego. To najprostszy i najtańszy silnik. Stojan ma sześć biegunów i trzy fazy, natomiast wirnik ma cztery bieguny. W tym przypadku stopień urządzenia wynosi 30 stopni. Wirujące pole magnetyczne powstaje przez sekwencyjne włączanie faz stojana. Wirnik obraca się o jeden krok pod kątem mniejszym niż kąt stojana, wynika to z mniejszej liczby biegunów.
2. Silnik z magnesami trwałymi składa się z wirnika z magnesami trwałymi i dwufazowego stojana. W przeciwieństwie do urządzeń biernych, w silnikach z magnesami trwałymi, po usunięciu sygnału sterującego, wirnik jest nieruchomy. Wynika to z dużych momentów obrotowych. Ponieważ procesowi wytwarzania wirnika towarzyszą duże trudności technologiczne (duża liczba biegunów + magnesy trwałe), uzyskuje się duży skok kątowy do 90 stopni. To ich jedyna wada. Podczas pracy z jednobiegunowym obwodem sterującym uzwojenia w środku mogą być gwintowane. Uzwojenia bez środkowego odczepu są zasilane przez dwubiegunowy obwód sterujący. Na tej podstawie urządzenie z silnikiem krokowym dzieli się na dwa typy w zależności od rodzaju uzwojeń, jednobiegunowe i dwubiegunowe.

Jednobiegunowy. Możesz zmienić położenie biegunów magnetycznych bez zmiany kierunku prądu. Wystarczy osobno włączyć każdą fazę uzwojenia. Urządzenie składa się z jednego uzwojenia na fazę z odpływem umieszczonym pośrodku.

Dwubiegunowy . Takie silniki mają jedno uzwojenie na fazę, nie ma wspólnego zacisku, ale są dwa na fazę. Z tego powodu urządzenia bipolarne są mocniejsze niż jednobiegunowe. Aby zmienić bieguny magnetyczne biegunów, zmienia się kierunek prądu w uzwojeniu.

Silnik hybrydowy

Aby zmniejszyć kąt kroku, a hybrydowy silnik krokowy... W swojej konstrukcji łączy najlepsze właściwości silnika z magnesami trwałymi i silnika odrzutowego. Wirnik przedstawiony jest w postaci cylindrycznego magnesu namagnesowanego wzdłuż osi podłużnej. Stojan składa się z dwóch lub czterech faz, które są umieszczone między parami wyraźnych biegunów.

Jak uruchomić silnik krokowy, jego sterowanie

Praca przy połączeniu a sterowanie silnikiem krokowym będzie zależało od tego, jak chcesz uruchomić urządzenie i ile przewodów jest na dysku. Silniki krokowe mogą mieć od 4 do 8 przewodów, więc do ich połączenia używany jest określony obwód.

• Z czterema przewodami. Każde uzwojenie fazowe ma dwa przewody. Aby podłączyć sterownik krok po kroku, musisz znaleźć sparowane przewody z ciągłym połączeniem między nimi. Ten silnik jest używany tylko z urządzeniem bipolarnym.
• Z pięcioma przewodami. Centralne zaciski silnika są wewnętrznie połączone w solidny kabel i wyprowadzone na jeden przewód. Nie można oddzielić od siebie uzwojeń, ponieważ pojawi się wiele przerw. Możesz wyjść z sytuacji, jeśli ustalisz, gdzie znajduje się środek drutu i spróbujesz połączyć go z innymi przewodami. To najskuteczniejszy i najbezpieczniejszy tryb. Następnie urządzenie jest podłączone i testowane pod kątem działania.
• Z sześcioma przewodami. Każde uzwojenie ma kilka przewodów i odczep środkowy. Do oddzielenia przewodu służy urządzenie pomiarowe. Silnik można podłączyć do urządzeń jednobiegunowych i bipolarnych. Po podłączeniu do urządzenia jednobiegunowego używane są wszystkie przewody. W przypadku urządzenia bipolarnego jeden koniec drutu i jeden środkowy zaczep każdego uzwojenia.

Do sterowania silnikiem krokowym wymagany jest sterownik. Sterownik to obwód, który dostarcza napięcie do jednej z cewek stojana. Sterownik wykonany jest w oparciu o układ scalony typu ULN 2003, w skład którego wchodzi zestaw kluczy kompozytowych. Każdy przełącznik posiada na wyjściu diody ochronne, które umożliwiają podłączenie obciążeń indukcyjnych bez konieczności dodatkowego zabezpieczenia.

Jak działa silnik krokowy?

Urządzenie może pracować w trzech trybach:

• Tryb mikrokroków. Urządzenia do mikrokroków są najnowszymi rozwiązaniami kilku producentów i są stosowane głównie w mikroelektronice lub przenośnikach przemysłowych. Specjalny chip wytwarza takie napięcie, że wałek znajduje się w pozycji jednej setnej kroku, na przykład 20 tysięcy ruchów przypada na 1 obrót. Sterownik może wytworzyć ponad 50 tysięcy cykli napięcia sterującego na obrót.
• Tryb połowy. Ze względu na obniżony poziom drgań w trybie półkrokowym takie urządzenia są często stosowane w przemyśle. Po aktywacji jednej fazy zawiesza się w tej pozycji, aż włączy się następna. Okazuje się, że pozycja pośrednia i dwa bieguny działają jednocześnie na ząb. Gdy pierwsza faza jest wyłączona, wirnik porusza się do przodu o pół kroku.
• Tryb pełny. Napięcie sterujące jest przekazywane kolejno przez wszystkie fazy i uzyskuje się pełny krok (200 ruchów na obrót).

Dane techniczne silnika krokowego

W dziedzinie inżynierii elektrycznej i mechanicznej silnik krokowy jest uważany za złożone urządzenie, które zawiera wiele możliwości mechanicznych i elektrycznych. W praktyce obowiązują następujące parametry techniczne:

1. Prąd znamionowy i napięcie. Maksymalny dopuszczalny prąd jest podany w danych mechanicznych silnika. Prąd znamionowy jest głównym parametrem elektrycznym, przy którym silnik może pracować tak długo, jak to konieczne. Napięcie znamionowe jest rzadko wskazywane, jest obliczane zgodnie z prawem Ohma. Pokazuje stałe maksymalne napięcie na uzwojeniu silnika, gdy jest on w trybie statycznym.
2. Rezystancja fazowa. Parametr pokazuje, jakie maksymalne napięcie można przyłożyć do uzwojenia fazowego.
3. Indukcyjność fazowa. Ten parametr pokazuje, jak szybko prąd w uzwojeniu wzrośnie. Aby prąd rósł szybciej podczas przełączania faz przy wysokich częstotliwościach, napięcie musi być wykonane więcej.
4. Liczba pełnych kroków w 1 obrocie. Parametr pokazuje, jak dokładny jest silnik elektryczny, jego płynność i dopuszczalną zdolność.
5. Moment obrotowy. Dane mechaniczne pokazują prędkość, która zależy od momentu obrotowego. Parametr wskazuje maksymalny czas obrotów silnika elektrycznego.
6. Faza utrzymywania. Ta faza pokazuje moment obrotowy, gdy urządzenie jest zatrzymane. Dwie fazy urządzenia muszą być zasilane prądem znamionowym.
7. Chwila odrętwienia. W przypadku braku napięcia zasilania konieczne jest, aby wał silnika można było obracać.
8. Czas energii wirnika. Wskazuje, jak szybko silnik przyspiesza. Im niższy wskaźnik, tym większa prędkość przyspieszania.
9. Napięcie przebicia. Parametr odnosi się do sekcji bezpieczeństwa elektrycznego i pokazuje najniższe napięcie, które przebija izolację między obudową a uzwojeniami urządzenia.

W tym artykule opiszę cały cykl wytwarzania sterownika silnika krokowego do eksperymentów. Nie jest to wersja ostateczna, jest przeznaczona do sterowania jednym silnikiem elektrycznym i jest potrzebna tylko do prac badawczych, ostateczny układ sterownika silnika krokowego zostanie przedstawiony w osobnym artykule.

Aby wykonać sterownik silnika krokowego, konieczne jest zrozumienie zasady działania samych elektrycznych maszyn krokowych oraz tego, czym różnią się one od innych typów silników elektrycznych. Istnieje ogromna różnorodność maszyn elektrycznych: prąd stały, prąd przemienny. Silniki prądu przemiennego dzielą się na synchroniczne i asynchroniczne. Nie będę opisywał każdego typu silników elektrycznych, ponieważ wykracza to poza zakres tego artykułu, powiem tylko, że każdy typ silnika ma swoje zalety i wady. Co to jest silnik krokowy i jak nim sterować?

Silnik krokowy to synchroniczny silnik bezszczotkowy z wieloma uzwojeniami (zwykle czterema), w którym prąd przyłożony do jednego z uzwojeń stojana powoduje zablokowanie wirnika. Sekwencyjne uruchamianie uzwojeń silnika powoduje dyskretne ruchy kątowe (kroki) wirnika. Schemat ideowy silnika krokowego daje wyobrażenie o jego budowie.

Jako klawisze zasilania użyłemtranzystory IRF634B maksymalne napięcie drenu źródła 250V, prąd drenu 8,1A, to w moim przypadku więcej niż wystarczające.Mając mniej więcej uporządkowany obwód, narysujemy płytkę drukowaną. Narysowałem wbudowany edytor Windows Paint, powiem, że to nie jest najlepszy pomysł, następnym razem użyję jakiegoś specjalistycznego i prostego edytora PCB. Poniżej rysunek gotowej płytki drukowanej.

Następnie drukujemy ten obraz w odbiciu lustrzanym na papierze za pomocą drukarki laserowej. Najlepiej jest zmaksymalizować jasność druku i musisz używać papieru błyszczącego, a nie zwykłego papieru biurowego, wystarczy zwykłe błyszczące czasopisma. Bierzemy arkusz i drukujemy na istniejącym obrazie. Następnie nanosimy powstały obraz na wcześniej przygotowany kawałek włókna szklanego pokrytego folią i dokładnie prasujemy żelazkiem przez 20 minut. Żelazko musi być podgrzane do maksymalnej temperatury.
Jak przygotować tekstolit? Po pierwsze należy go przyciąć do rozmiaru obrazu płytki drukowanej (używając nożyczek do metalu lub piły do ​​metalu), a po drugie oszlifować krawędzie drobnym papierem ściernym, aby nie pozostały zadziory. Trzeba też przeszlifować powierzchnię folii, usunąć tlenki, folia nabierze równomiernego czerwonawego odcienia. Następnie powierzchnię pokrytą papierem ściernym należy przetrzeć wacikiem zamoczonym w rozpuszczalniku (użyć rozpuszczalnika 646, mniej śmierdzi).
Po podgrzaniu żelazkiem toner z papieru wypala się na powierzchni pokrytego folią włókna szklanego w postaci obrazu ścieżek stykowych. Po tej operacji deskę z papierem należy schłodzić do temperatury pokojowej i włożyć do kąpieli wodnej na około 30 minut. W tym czasie papier stanie się wiotki i trzeba go ostrożnie zrolować opuszkami palców z powierzchni PCB. Na powierzchni pozostaną nawet czarne ślady w postaci śladów stykowych. Jeśli nie udało Ci się przenieść obrazu z papieru i masz wady, to zmyj toner z powierzchni PCB rozpuszczalnikiem i powtórz wszystko od nowa. Za pierwszym razem zrobiłem to dobrze.
Po uzyskaniu wysokiej jakości obrazu torów konieczne jest wytrawienie nadmiaru miedzi, do tego potrzebujemy roztworu trawiącego, który sami przygotujemy. Wcześniej do wytrawiania płytek drukowanych używałem siarczanu miedzi i zwykłej soli kuchennej w proporcji 0,5 litra gorącej wody, po 2 łyżki stołowe ze szkiełkiem siarczanu miedzi i soli kuchennej. Wszystko to zostało dokładnie wymieszane z wodą i roztwór jest gotowy. Ale tym razem spróbowałam innego przepisu, bardzo taniego i przystępnego.
Zalecany sposób przygotowania roztworu trawiącego:
W 100 ml apteki rozpuszcza się 3% nadtlenek wodoru, 30 g kwasu cytrynowego i 2 łyżeczki chlorku sodu. Takie rozwiązanie powinno wystarczyć do wytrawienia powierzchni 100 cm2. Przygotowując rozwiązanie, nie możesz żałować soli. Ponieważ pełni rolę katalizatora i praktycznie nie jest zużywany w procesie trawienia.
Po przygotowaniu roztworu płytkę drukowaną należy opuścić do pojemnika z roztworem i obserwować proces trawienia, najważniejsze jest, aby nie prześwietlić. Roztwór zje miedzianą powierzchnię niepokrytą tonerem, jak tylko to nastąpi, płytkę należy usunąć i umyć zimną wodą, następnie wysuszyć, a toner usunąć z powierzchni torów wacikiem i rozpuszczalnikiem. Jeśli twoja deska ma otwory do mocowania elementów radiowych lub elementów złącznych, czas je wywiercić. Pominąłem tę operację ze względu na to, że jest to po prostu płytkowy sterownik silnika krokowego zaprojektowany do opanowania dla mnie nowych technologii.
Przechodzimy do cynowania torów. Należy to zrobić, aby ułatwić sobie pracę podczas lutowania. Kiedyś majstrowałem przy lutowiu i kalafonii, ale powiem, że to „brudny” sposób. Na desce jest dużo dymu i żużla z kalafonii, które należy zmyć rozpuszczalnikiem. Użyłem innej metody, cynowania gliceryną. Gliceryna jest sprzedawana w aptekach i kosztuje grosz. Powierzchnię płytki należy przetrzeć wacikiem zamoczonym w glicerynie i nałożyć lutowiem za pomocą lutownicy precyzyjnymi pociągnięciami. Powierzchnia torów pokryta jest cienką warstwą lutowia i pozostaje czysta, nadmiar gliceryny można usunąć wacikiem lub płytę umyć wodą z mydłem. Niestety nie mam zdjęcia wyniku uzyskanego po cynowaniu, ale uzyskana jakość jest imponująca.
Następnie trzeba przylutować do płytki wszystkie elementy radiowe, ja użyłem pęsety do wlutowania elementów SMD. Użyłem gliceryny jako topnika. Wyszło bardzo ładnie.
Wynik jest oczywisty. Oczywiście po wyprodukowaniu deska wyglądała lepiej, na zdjęciu jest już po licznych eksperymentach (do tego została stworzona).

Ten program sterujący wykonuje jeden pełny obrót wału silnika krokowego, po przerwie jednej sekundy powtarza się w nieskończoność. Możesz eksperymentować z prędkością obrotową, kierunkiem obrotu i kątami pokonywania zakrętów.

Czy w ogóle rozumiesz, co piszesz? A może piszesz, aby wesprzeć człowieka w jego wysiłkach, a on, po wydaniu pieniędzy na komponenty do swojego systemu, skończył z absolutnie niedziałającą rzeczą? Odpowiadasz: „Silnik, jak generator zmieści się” – tak, będzie, ale skąd wziąłeś 1,1-1,5A? Przy jakim napięciu? Przy jakiej prędkości obrotowej wirnika? Potem piszesz: "Standard mocy taśmy 1m, np. 5W..." - tutaj nie ma standardu mocy, a taśmy mają około 5W i około 14W, a na metr około 7W itd., a to jest bardzo duży spread. Kontynuujemy: „Skoro tak bardzo się nakręciłeś, może wystarczyć naładowanie baterii” - to ogólnie, co to znaczy? Fakt, że im bardziej złożony, wyrafinowany i zawiły schemat, tym większy jego zwrot i skuteczność? Kompletna bzdura. Do naładowania akumulatora motocyklowego 12V potrzeba około 14-15V przy prądzie około 0,6-0,7A (dla wydajności około 7A/h). Czy jesteś pewien, że system przez długi czas będzie w stanie generować takie parametry? W końcu do naładowania rozładowanego akumulatora motocykla nie wystarczą 2-3 godziny. Czy myślisz też, że możesz ładować od 18V? Tak, możesz, ale elektrolit wygotuje się za tydzień, jeśli nie wcześniej, a płytki będą się posypywać. Dobra rekomendacja! Są bezpretensjonalne w ładowaniu - nie oznacza to, że można je ładować dowolnym napięciem. Potem piszesz: „Będzie bardzo fajnie, bo nagle zapomniałem zgasić światło i bateria usiadła jeszcze zanim zdąży się doładować” – powiedz tak, jakby bateria była ładowana tylko w godzinach dziennych))) To jest turbina wiatrowa, a nie bateria słoneczna. Przy prawidłowo działającym systemie, przy stałym wietrze, bateria nie powinna się w ogóle rozładowywać, nawet jeśli zapomniało się zgasić światło. Ale sam pomysł na fotokomórkę jest dobry z punktu widzenia automatyzacji. Dalej: taśma LED prawdopodobnie będzie działać, jak mówisz, a przy 30 woltach jednak przez jak długo? Rezystancje ograniczają prąd, tak, ale będą one wzrastać proporcjonalnie do wzrostu napięcia i nie pozostaną stałe! Diody nie lubią zbytnio przekraczać prądu roboczego. Wynik jest więc znany: przegrzanie diod iw rezultacie gwałtowny spadek żywotności lub ich awaria jest niezwykle szybka. Następnie napisz: "Pojemność również nie jest krytyczna, dodaj jeszcze 1 kondensator foliowy na 1 mikrofarad" - po co? Czy to filtr szumów? Dlaczego więc 1mkF? A dlaczego w ogóle jest filtr? A jeśli nie filtr, ale element wygładzający pulsacje, to jego pojemność jest krytyczna! Pojemność jest właściwie głównym parametrem kondensatora. A 1μF to pusta przestrzeń dla opisywanego przez człowieka systemu, niczego nie wygładzi. Nawet 1000uF, które autor pytań chciał ustalić, to bardzo mało jak na jego pomysł. Zrozumiałbym, gdyby to było 5000-7000 lub nawet 10000 μF, a nawet więcej. Na koniec osoba pyta, czy wystarczy akumulator motocykla, aby taśma świeciła całą noc, a ty odpowiadasz, że oczywiście wystarczy. Czy studiowałeś fizykę w szkole? A może nadal się uczysz? Czy to twoje zgadywanie z palcem w niebie, czy przynajmniej elementarne obliczenia? Oszacujmy bardzo z grubsza: osoba napisała, że ​​chce zainstalować 10-15m taśmy. Nawet jeśli przyjmiemy wartości minimalne, tj. 10m taśmy o mocy 5W/m, następnie prostymi obliczeniami otrzymujemy 50W mocy. Dzieląc moc taśmy przez napięcie akumulatora (około 12,8V), otrzymujemy prąd: 50/12,8 = 3,9A. Wydajność konwencjonalnego akumulatora motocyklowego wynosi około 7A/h. To. można oszacować, jak długo taśma będzie pracować przy w pełni naładowanym akumulatorze: 7/3,9 = 1,79 h = 1 h 47 min. prawie dwie godziny. To nie jest cała noc. Dodatkowo brane są pod uwagę parametry minimalne, a jeśli długość taśmy lub/i jej moc są większe, czas pracy z akumulatora proporcjonalnie się zmniejszy. Coś w tym stylu.
Nie pisałbym tego wszystkiego, ale faktem jest, że taśma kosztuje pieniądze, bateria i fotoprzekaźnik też... A to dużo pieniędzy, a ludzie, którzy otrzymali aprobatę i poparcie dla swojego pomysłu w komentarzach ludzie, którzy nie rozumieją istoty i niuansów procesu, z radością pobiegną do sklepu, wydadzą pieniądze na komponenty, a na koniec otrzymają system, który początkowo jest w zasadzie niesprawny. Nie musisz udzielać porad bez zrozumienia problemu!

Przyszedł mi do głowy prosty, oczywisty, ale genialny pomysł. W końcu, jeśli weźmiemy pod uwagę, że silnik krokowy to nie tylko silnik, który zapewnia mechaniczną pracę zupełnie różnych urządzeń (od drukarek, skanerów i innego sprzętu biurowego, po różne jednostki stosowane w poważniejszych urządzeniach). Silnik krokowy może być też świetnym generatorem prądu!

A jego najważniejszym plusem we wszystkim jest to, że w ogóle nie wymaga wysokich obrotów, może pracować poprawnie nawet przy niskich obciążeniach. Oznacza to, że nawet przy minimalnym działaniu skierowanej na niego siły silnik krokowy wytwarza doskonałą energię. Co najważniejsze, ta energia wystarcza na różne potrzeby, np. oświetlenie drogi dla rowerzysty za pomocą latarki połączonej z silnikiem krokowym.

Niestety, w przypadku konwencjonalnego generatora, standardowy rower nadal będzie potrzebował pewnych początkowych obrotów, zanim latarka wyemituje wystarczająco jasne światło, aby wyraźnie oświetlić ścieżkę. Ale przy użyciu silnika krokowego ta wada jest usuwana sama, to znaczy, że oświetlenie zostanie dostarczone, gdy tylko koło zacznie się obracać.

Ale prawda jest taka, że ​​ten cud projektowania nadal będzie miał szereg niedociągnięć. Na przykład najbardziej oczywistym z nich jest duże przyklejenie magnetyczne. Ale tak naprawdę nie jest to straszne dla rowerzysty.

Że przystępując do pracy będziemy musieli poznać kilka szczegółów:
1) Właściwie sam silnik krokowy.
2) kilka dużych kondensatorów.
3) światła LED
4) regulator napięcia 5-6 woltów.

Znalezienie silnika krokowego jest dość łatwe ze względu na to, że jest on bardzo powszechny we wszystkich urządzeniach biurowych. Jedyną rzeczą do zrozumienia jest to, że im większy silnik krokowy, tym lepiej dla nas.

W tym miejscu zostanie opisanych i zaprezentowanych kilka modeli silników krokowych i różne opcje ich mocowania do żelaznego konia.
Na początek weźmy największy silnik, jaki udało się autorowi zdobyć. Zdemontował go ze zwykłego plotera biurowego do druku (w rzeczywistości jest to drukarka, tylko kilka razy większa).

Zewnętrznie silnik jest dość duży.

Ale zanim zaczniesz studiować obwód stabilizacji, a także obwód zasilania, powinieneś zwrócić uwagę na sposób mocowania tego urządzenia do roweru.

Jeśli spojrzysz na zdjęcie, zrozumiesz, że generator znajduje się bliżej osi koła, a obrót jest przekazywany z dodatkowego koła.

A jednak, ponieważ każdy ma swój model roweru i ktoś nie chce uszkadzać ramy śrubami samogwintującymi, trzeba będzie samodzielnie opracować mocowanie i koło obrotu, opcji jest tu naprawdę wiele.

Jeśli nie masz pojęcia, jak przykręcić duży silnik krokowy do konstrukcji, istnieje mniejsza opcja:

Cóż, kiedy odkryłeś silniki krokowe, możesz zacząć od świateł i obwodów zasilania.

Silnik krokowy standardowo posiada cztery wyprowadzenia, które odpowiadają dwóm cewkom. z tego powodu na obrazie są również dwie jednostki prostownikowe. Ten domowy generator prądu może wytwarzać napięcie do 50 woltów przy dużych prędkościach, dlatego lepiej jest wziąć odpowiednie kondensatory (napięcie powyżej 50). Cóż, stabilizator na napięcie 5-6 woltów.

A więc na czym polega esencja domowych produktów i dlaczego była potrzebna?

Chodzi o jego zaletę, nawet zaraz po ruszeniem - Twoją ścieżkę będzie już jasno oświetlała latarnia napędzana naszym silnikiem krokowym - to też generator.

Pragnę również zauważyć, że podczas ruchu latarnia nie będzie mrugać ani gaśnie – oświetlenie będzie płynne i równomierne.

Każdego roku ludzie szukają alternatywnych źródeł. Domowa elektrownia ze starego generatora samochodowego przyda się na odległych obszarach, gdzie nie ma połączenia z ogólną siecią. Będzie mógł swobodnie ładować akumulatory, a także zapewniać działanie kilku sprzętów AGD i oświetlenia. Ty decydujesz, gdzie wykorzystać energię, jaka będzie generowana, a także sam ją montujesz lub kupujesz od producentów, których na rynku nie brakuje. W tym artykule pomożemy Ci opracować schemat montażu generatora wiatrowego „zrób to sam” z materiałów, które zawsze ma każdy właściciel.

Rozważmy zasadę działania elektrowni wiatrowej. Przy szybkim wietrze uruchamiany jest wirnik i śmigła, po czym wał główny wprawia się w ruch, obracając skrzynię biegów, a następnie następuje generacja. Na wyjściu dostajemy prąd. W konsekwencji im wyższa prędkość obrotowa mechanizmu, tym większa wydajność. W związku z tym, umieszczając konstrukcje, weź pod uwagę ukształtowanie terenu, ukształtowanie terenu, poznaj obszary terytoriów, w których prędkość wiru jest wysoka.

Instrukcja montażu z generatora samochodowego

Aby to zrobić, musisz wcześniej przygotować wszystkie składniki. Najważniejszym elementem jest generator. Najlepiej wziąć traktor lub autobus, jest w stanie generować znacznie więcej energii. Ale jeśli nie jest to możliwe, to jest bardziej prawdopodobne, że dotyczy to słabszych jednostek. Do montażu urządzenia potrzebne będą:
woltomierz
przekaźnik ładowania akumulatora
stal ostrza
Akumulator 12 V
pudełko na przewody
4 śruby z nakrętkami i podkładkami
zaciski do mocowania

Montaż urządzenia do domu 220v

Gdy wszystko, czego potrzebujesz, będzie gotowe, przystąp do montażu. Każda z opcji może mieć dodatkowe szczegóły, ale są one wyraźnie określone bezpośrednio w instrukcji.
Przede wszystkim zmontuj koło wiatrowe - główny element konstrukcyjny, ponieważ to właśnie ta część zamieni energię wiatru na mechaniczną. Najlepiej, jeśli ma 4 ostrza. Pamiętaj, że im mniejsza liczba, tym więcej drgań mechanicznych i trudniej będzie ją zrównoważyć. Wykonane są z blachy stalowej lub żelaznej beczki. Nie powinny nosić tego samego kształtu, co w starych młynach, ale przypominać typ skrzydła. Ich opór aerodynamiczny jest znacznie niższy, a wydajność wyższa. Po tym, jak za pomocą szlifierki wyciąć wiatrak z ostrzami o średnicy 1,2-1,8 metra, konieczne jest przymocowanie go wraz z wirnikiem do osi generatora poprzez wywiercenie otworów i połączenie śrubami.

Montaż obwodu elektrycznego

Naprawiamy przewody i podłączamy je bezpośrednio do akumulatora i konwertera napięcia. Wymagane jest użycie wszystkiego, co w szkole na lekcjach fizyki uczono cię majstrować przy montażu obwodu elektrycznego. Przed rozpoczęciem rozwoju zastanów się, jakiego kW potrzebujesz. Należy zauważyć, że bez późniejszej zmiany i przewijania stojana nie są one w ogóle odpowiednie, prędkość robocza wynosi 1,2 tys. -6 tys. obr./min, a to nie wystarcza do produkcji energii. Z tego powodu konieczne jest pozbycie się cewki wzbudzającej. Aby podnieść poziom napięcia, przewiń stojan cienkim drutem. Zazwyczaj uzyskana moc wyniesie 150-300 watów przy 10 m / s. Po zmontowaniu wirnik będzie się dobrze namagnesowywał, jakby podłączono do niego prąd.

Obrotowe generatory wiatrowe własnej produkcji są bardzo niezawodne w działaniu i opłacalne ekonomicznie, ich jedyną niedoskonałością jest strach przed silnymi podmuchami wiatru. Zasada działania jest prosta – wir przechodzący przez ostrza sprawia, że ​​mechanizm się kręci. W trakcie tych intensywnych obrotów wytwarzana jest energia, potrzebne napięcie. Taka elektrownia to bardzo udany sposób na dostarczenie prądu do małego domu, oczywiście w celu wypompowania wody ze studni, jej pojemność nie wystarczy, ale można oglądać telewizję lub włączać światła w wszystkie pokoje z jego pomocą.

Od domowego fana

Sam wentylator może nie działać, ale wymaga tylko kilku części - jest to podstawka i sama śruba. Do projektu potrzebny jest mały silnik krokowy lutowany mostkiem diodowym, aby wyprowadzał stałe napięcie, butelka szamponu, plastikowa rura wodna o długości około 50 cm, zatyczka do niego i plastikowa pokrywka wiadra.

Na maszynie wykonywana jest tuleja i mocowana w złączu ze skrzydeł zdemontowanego wentylatora. Ta tuleja utrzyma generator. Po naprawie musisz zacząć tworzyć sprawę. Odetnij dno butelki szamponu za pomocą maszyny lub ręcznie. Podczas cięcia wymagane jest również pozostawienie otworu 10 w celu włożenia do niego osi wykonanej z aluminiowego pręta. Przymocuj go śrubą i nakrętką do butelki. Po przylutowaniu wszystkich przewodów, w korpusie butelki wykonuje się kolejny otwór, aby wyprowadzić te same przewody. Rozciągamy je i mocujemy w butelce na górze generatora. Muszą pasować kształtem, a korpus butelki musi niezawodnie ukrywać wszystkie jej części.

Cholewka do naszego urządzenia

Aby w przyszłości łapała wiatry z różnych kierunków, liner należy zmontować za pomocą przygotowanej wcześniej rury. Ogon będzie zabezpieczony nakrętką do szamponu twist-off. Robi się w nim również otwór i po założeniu zatyczki na jeden koniec rurki rozciągają ją i mocują do korpusu butelki. Z drugiej strony rurę wycina się piłą do metalu, a skrzydło trzonka wycina się nożyczkami z wieczka plastikowego wiadra, powinno mieć okrągły kształt. Wszystko, co musisz zrobić, to po prostu przyciąć krawędzie wiadra, które mocowało je do głównego pojemnika.

Wyjście USB podłączamy z tyłu stojaka i wszystkie otrzymane części łączymy w jeden. Dzięki wbudowanemu portowi USB będzie można zamontować radio lub naładować telefon. Oczywiście nie ma dużej mocy z domowego wentylatora, ale mimo to może zapewnić oświetlenie dla jednej żarówki.

DIY generator wiatrowy z silnika krokowego

Urządzenie wykonane z silnika krokowego generuje około 3 watów nawet przy niskich prędkościach obrotowych. Napięcie może wzrosnąć powyżej 12 V, a to pozwala naładować mały akumulator. Jako generator można włożyć silnik krokowy z drukarki. W tym trybie silnik krokowy generuje prąd przemienny i można go łatwo przekształcić w prąd stały za pomocą kilku mostków diodowych i kondensatorów. Możesz złożyć schemat własnymi rękami. Stabilizator montowany jest za mostkami, dzięki czemu otrzymujemy stałe napięcie wyjściowe. Można zainstalować diodę LED do monitorowania napięcia oczu. Aby zmniejszyć straty 220 V, do jego prostowania stosuje się diody Schottky'ego.

Ostrza będą rurą PVC. Obrabiany przedmiot jest ciągnięty na rurze, a następnie wycinany tarczą tnącą. Rozstaw śruby powinien wynosić około 50 cm, a szerokość 10 cm, tuleję z kołnierzem należy zeszlifować do rozmiaru wału SM. Jest nasunięty na wał silnika i zabezpieczony śrubami, plastikowe „śruby” zostaną przymocowane bezpośrednio do kołnierzy. Przeprowadź również wyważanie - z końców skrzydeł odcinane są kawałki plastiku, zmieniany jest kąt pochylenia przez ogrzewanie i zginanie. Kawałek rury jest wkładany do samego urządzenia, do którego jest również przykręcony. Jeśli chodzi o tablicę elektryczną, lepiej umieścić ją na dole i doprowadzić do niej zasilanie. Z silnika krokowego wychodzi do 6 przewodów, które odpowiadają dwóm cewkom. Będą wymagały pierścieni ślizgowych do przesyłania energii elektrycznej z części ruchomej. Po połączeniu wszystkich części ze sobą przystępujemy do testowania konstrukcji, która rozpocznie obroty z prędkością 1 m/s.

Turbina wiatrowa wykonana z koła silnikowego i magnesów

Nie wszyscy wiedzą, że generator wiatrowy z koła silnikowego można zmontować własnymi rękami w krótkim czasie, najważniejsze jest wcześniejsze zaopatrzenie się w niezbędne materiały. Najlepiej nadaje się do tego rotor Savonius, można go kupić w postaci gotowej lub samodzielnie. Składa się z dwóch półcylindrycznych łopatek oraz zakładki, z której uzyskuje się osie obrotu wirnika. Sam wybierz materiał dla swojego produktu: drewno, włókno szklane lub rurę pcv, co jest najprostszą i najlepszą opcją. Wykonujemy połączenie części, na których należy wykonać otwory do mocowania zgodnie z liczbą ostrzy. Wymagany będzie stalowy mechanizm obrotowy, aby urządzenie wytrzymało każdą pogodę.

Z magnesów ferrytowych

Generator wiatrowy z magnesami będzie trudny do opanowania dla niedoświadczonych rzemieślników, ale nadal możesz spróbować. Tak więc powinny być cztery bieguny, każdy będzie zawierał dwa magnesy ferrytowe. Zostaną pokryte metalowymi podkładkami o grubości nieco mniejszej niż milimetr, aby rozprowadzić bardziej równomierny przepływ. Powinno być 6 cewek głównych, nawiniętych grubym drutem i przełożonych przez każdy magnes, zajmując przestrzeń odpowiadającą długości pola. Mocowanie obwodów uzwojenia może znajdować się na piaście od szlifierki, w środku której zainstalowana jest wstępnie obrobiona śruba.

Przepływ dopływu energii regulowany jest wysokością zamocowania stojana nad wirnikiem, im wyższy tym słabiej klei się odpowiednio moc maleje. W przypadku wiatraka należy przyspawać podpórkę i zamocować 4 duże ostrza na tarczy stojana, które można wyciąć ze starej metalowej beczki lub pokrywkę z plastikowego wiadra. Przy średniej prędkości obrotowej wytwarza około 20 watów.

Konstrukcja turbiny wiatrowej na magnesach neodymowych

Jeśli chcesz wiedzieć o stworzeniu, musisz stworzyć podstawę piasty samochodu z tarczami hamulcowymi, ten wybór jest całkiem uzasadniony, ponieważ jest mocny, niezawodny i dobrze wyważony. Po oczyszczeniu piasty z farby i brudu przejdź do umieszczenia magnesów neodymowych. Będą potrzebować 20 sztuk na dysk, rozmiar powinien wynosić 25x8 milimetrów.

Magnesy należy umieszczać z uwzględnieniem naprzemiennych biegunów, lepiej przed sklejeniem wykonać papierowy szablon lub narysować linie dzielące dysk na sektory, aby nie pomylić biegunów. Bardzo ważne jest, aby naprzeciw siebie mieli różne bieguny, to znaczy byli przyciągani. Przyklej je super klejem. Podnieś krawężniki wokół krawędzi dysków i owiń środek taśmą lub plasteliną, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się. Aby produkt działał z maksymalną wydajnością, cewki stojana muszą być odpowiednio zwymiarowane. Wzrost liczby biegunów prowadzi do wzrostu częstotliwości prądu w cewkach, dzięki czemu urządzenie daje większą moc nawet przy niskiej częstotliwości obrotów. Cewki nawinięte są grubszymi drutami w celu zmniejszenia ich oporu.

Gdy główna część jest gotowa, ostrza są wykonane, tak jak w poprzednim przypadku, i są przymocowane do masztu, który można wykonać ze zwykłej plastikowej rury o średnicy 160 mm. W końcu nasz generator działający na zasadzie lewitacji magnetycznej, o średnicy półtora metra i sześciu skrzydłach, 8m/s, jest w stanie dostarczyć do 300 watów.

Cena rozczarowania lub drogiego wiatrowskazu

Obecnie istnieje wiele opcji, jak zrobić urządzenie do konwersji energii wiatrowej, każda metoda jest skuteczna na swój sposób. Jeśli znasz technikę wytwarzania sprzętu wytwarzającego energię, nie będzie miało znaczenia, co to zrobić, najważniejsze jest to, że odpowiada on wymyślonemu schematowi i daje dobrą moc na wyjściu.