Motori stepper si një diagram qarku gjenerator. Mini-gjenerator i besueshëm i erës: duke bërë një mulli me erë me duart tuaja nga një ftohës i vjetër i kompjuterit

Krijimi i një gjeneratori të erës nuk do të thotë domosdoshmërisht prodhimin e një kompleksi të madh dhe të fuqishëm të aftë për të siguruar energji elektrike për një shtëpi të tërë ose një grup konsumatorësh. Mund të bëhet, e cila është, në fakt, një model pune i një instalimi serioz. Qëllimi i një ngjarje të tillë mund të jetë:

• Njohja me bazat e energjisë së erës.
• Aktivitete të përbashkëta edukative me fëmijët.
• Një prototip eksperimental para ndërtimit të një objekti të madh.

Krijimi i një mulli të tillë me erë nuk kërkon përdorimin e një numri të madh të materialeve ose mjeteve; ju mund të bëni me mjete të improvizuara. Nuk është e nevojshme të mbështeteni në prodhimin e sasive serioze të energjisë, por mund të jetë e mjaftueshme për të ndezur një llambë të vogël LED. Problemi kryesor me krijimin është gjeneratori. Difficultshtë e vështirë ta krijosh vetë, pasi dimensionet e pajisjes janë të vogla. Më e lehtë për t'u përdorur, duke ju lejuar ta përdorni atë në modalitetin e gjeneratorit.

Mulli i erës i bërë në shtëpi i bazuar në një motor stepper

Më shpesh, me prodhimin e turbinave me erë me fuqi të ulët përdorni motorë stepper. Veçantia e dizajnit të tyre konsiston në praninë e disa mbështjelljeve. Zakonisht, në varësi të madhësisë dhe qëllimit, motorët bëhen me 2, 4 ose 8 dredha -dredha (faza). Kur tensioni zbatohet mbi ta, nga ana tjetër, boshti rrotullohet në përputhje me rrethanat me një kënd (hap) të caktuar.

Avantazhi i motorëve stepper është aftësia për të prodhuar një rrymë mjaft të madhe me shpejtësi të ulët. Një shtytës mund të instalohet në një gjenerator nga një motor stepper pa asnjë pajisje të ndërmjetme - ingranazhe, kuti ingranazhesh, etj. Prodhimi i energjisë elektrike do të prodhohet me të njëjtën efikasitet si në pajisjet e dizajnit të tjerë që përdorin ingranazhe të mbingarkesës.

Dallimi në shpejtësitë është mjaft domethënës - për të marrë të njëjtin rezultat, për shembull, në një motor të krehur, kërkohet një shpejtësi rrotullimi prej 10 ose 15 herë.

Besohet se me ndihmën e një gjeneratori me motor stepper është e mundur të ngarkoni bateri ose bateri të telefonit celular, por në praktikë, rezultatet pozitive janë jashtëzakonisht të rralla. Në thelb, merren furnizime me energji për ndriçuesit e vegjël.

Disavantazhet e motorëve stepper përfshijnë përpjekjen e konsiderueshme të kërkuar për të filluar rrotullimin. Kjo rrethanë zvogëlon ndjeshmërinë e tërësisë, e cila mund të korrigjohet disi duke rritur zonën dhe hapësirën e teheve.

Këta motorë mund t'i gjeni në disketat e vjetra, skanerët ose printerët. Përndryshe, mund të blini një motor të ri nëse pajisja e kërkuar nuk është në magazinë. Për efekt më të madh, duhet të zgjidhen motorë më të mëdhenj, ata janë të aftë të japin një tension mjaft të lartë në mënyrë që të mund të përdoret disi.

Gjenerator i erës nga pjesë nga printeri

Një opsion i përshtatshëm është të përdorni një motor stepper nga një printer. Mund të hiqet nga një pajisje e vjetër e prishur, secili printer ka të paktën dy motorë të tillë. Përndryshe, mund të blini një të re, të papërdorur. Ai është i aftë të prodhojë një fuqi prej rreth 3 vat edhe në erërat e lehta, të cilat janë tipike për shumicën e rajoneve të Rusisë. Tensioni që mund të arrihet është 12 V ose më shumë, gjë që bën të mundur që pajisja të konsiderohet si aftësia për të ngarkuar bateritë.

Motor stepper jep tension alternativ. Për përdoruesin, para së gjithash, është e nevojshme ta rregulloni atë. Ju do të duhet të krijoni një ndreqës diodë, i cili do të kërkojë 2 dioda për spirale. Ju gjithashtu mund ta lidhni drejtpërdrejt LED me terminalet e spirales, nëse shpejtësia e rrotullimit është e mjaftueshme, kjo do të jetë e mjaftueshme.

Shtytësi i rotorit është më i lehtë për t'u instaluar drejtpërdrejt në boshtin e motorit. Për ta bërë këtë, është e nevojshme të bëni një pjesë qendrore që mund të përshtatet fort në bosht. Për të forcuar fiksimin e shtytësit, është e nevojshme të shponi një vrimë dhe të prerë një fije në të. Më pas, një vidë mbyllëse do të vidhet në të.

Për prodhimin e teheve, zakonisht përdoren tuba kanalizimesh polipropileni ose materiale të tjera të përshtatshme. Kushti kryesor është pesha e ulët dhe forca e mjaftueshme, pasi tehet ndonjëherë marrin një shpejtësi mjaft të mirë. Përdorimi i materialeve jo të besueshme mund të krijojë situatën e padëshirueshme të shtytjes që prishet në lëvizje.

Blades

Zakonisht bëhen 2 tehe, por më shumë mund të bëhen. Duhet mbajtur mend se një zonë e madhe e teheve rrit KIEV -in e turbinës me erë, por paralelisht me këtë, ngarkesa ballore në shtytës, e cila transferohet në boshtin e motorit, rritet. Bërja e teheve të vogla gjithashtu nuk rekomandohet, pasi ato nuk do të jenë në gjendje të kapërcejnë ngjitjen e boshtit kur fillojnë rrotullimin.

Për të qenë në gjendje të rrotulloni mullinjtë e erës rreth boshtit vertikal, duhet të bëni një nyjë të veçantë. Vështirësia në këtë qëndron në nevojën për të siguruar palëvizshmërinë e kabllit që vjen nga gjeneratori. Meqenëse pajisja ka një qëllim dekorativ, ata zakonisht i qasen çështjes më thjesht - ata e instalojnë konsumatorin direkt në kutinë e gjeneratorit, duke përjashtuar praninë e një kablli të gjatë. Përndryshe, do të duhet të montoni sistemin si një koleksionues furçash, i cili është iracional dhe kërkon kohë.

Direk

Mulli i mbledhur i erës duhet të instalohet në një lartësi prej të paktën 3 metra. Rrymat e erës pranë sipërfaqes së tokës janë të paqëndrueshme për shkak të trazirave. Ngjitja në një lartësi të caktuar do të ndihmojë në marrjen e rrjedhave më uniforme. Për vetë-instalim në erë, një stabilizues i bishtit është instaluar përgjatë boshtit të rrotullimit, i cili luan rolin e një korsie moti. Shtë bërë nga çdo copë plastike, pllakë alumini ose material tjetër i disponueshëm.

E listuar në sit, një gjenerator i erës i bazuar në një motor DC (24v / 0.7A) me magnete të përhershëm është prodhuar dhe aktualisht është në përdorim. Gjeneratori i erës, në kushtet mesatare të motit, në varësi të shpejtësisë së erës, siguron një tension dalës prej 0.8 deri në 6.0 volt dhe një rrymë deri në 200 mA. Më pas, një konvertues i stabilizuar i tensionit e konverton këtë tension dalës DC nga gjeneratori i erës në tensionin e kërkuar DC të mjaftueshëm për të ngarkuar baterinë ose për të furnizuar ngarkesën e kërkuar.

Gjeneratori i propozuar i erës është i lehtë për t'u prodhuar, nuk kërkon llogaritjet e sakta dhe prodhimin e pjesëve komplekse, blerjen e përbërësve të shtrenjtë. Një gjenerator i tillë i erës, përveç opsionit të konsideruar në artikullin e mësipërm, mund të përdoret në mënyra të tjera. Ne e përdorim atë kur një sasi e vogël e energjisë elektrike mund të jetë e nevojshme për të fuqizuar një pajisje me fuqi të ulët. Për shembull, për funksionimin e një stacioni kompakt të motit, kontrollin e nivelit të ujit në rezervuar, për ndriçimin emergjent dhe kontrollin e automatizimit të serrës. Gjatë ditës, në prani të erës, bateria e pajisjes me një rezervë merr energjinë falas të erës, dhe në kohën e duhur ia jep atë konsumatorit sipas nevojës. Sigurisht, energjia e erës që na vjen nuk është e madhe, por na vjen pothuajse vazhdimisht. Dhe nëse bëni një pajisje për grumbullimin dhe përdorimin e saj me duart tuaja, nga materiale të improvizuara, atëherë kjo energji është falas, dhe pajisja, për më tepër, do të jetë ekonomike, kompakte, e lëvizshme dhe jo e paqëndrueshme.

Ky artikull sugjeron të bëni një gjenerator të erës nga një motor DC.

Prodhimi i një gjeneratori të erës.

1. Zgjedhja e një gjeneratori elektrik.
Për përdorim si një gjenerator elektrik me fuqi të ulët për pajisjen, mund të përdorni një motor stepper të gatshëm pa ndryshime. Për efikasitet maksimal, nëse është e mundur, këshillohet të përdorni një motor me ngjitjen më të vogël të mundshme të boshtit dhe me numrin më të madh të hapave për rrotullim. Mundësia e konvertimit të motorit elektrik ose motorit në gjenerator është i mundur. Ndryshime të ndryshme përshkruhen në internet.

Në rastin tonë, u zgjodh opsioni më i thjeshtë. Si një gjenerator elektrik, ne përdorim një motor DC (24v / 0.7A) me magnete të përhershëm, i cili nuk kërkon modifikime. Ajo ka vetinë e kthyeshmërisë - kur boshti i saj rrotullohet, tensioni shfaqet në kontaktet e motorit. Ky motor elektrik u hoq nga një makinë llogaritëse e vjetëruar.

2. Zgjedhja e modelit të helikës.
Në versionin e parë të modelit të gjeneratorit të erës, për të thjeshtuar prodhimin, një helikë plastike me një diametër të përshtatshëm uljeje nga një tifoz industrial u mor si bazë e helikës. Për të rritur çift rrotullues në boshtin e gjeneratorit, gjatësia e teheve të tij u shtua me pllaka metalike me mure të hollë me një profil afër origjinalit.

Sidoqoftë, ky model i helikës dështoi. Në erërat e forta, për shkak të ngurtësisë së ulët të helikës plastike, tehet metalike të teheve devijuan prapa dhe goditën raftin e strukturës, e cila përfundimisht përfundoi në thyerje.

3. Prodhimi i helikës. Ne zgjedhim ose prodhojmë një qendër për instalimin dhe bashkimin e teheve të helikës.
Në rastin tonë, është një fllanxhë alumini (4 mm e trashë, diametri i jashtëm 50 mm) me një vrimë boshtore përgjatë diametrit të boshtit të daljes së motorit (8 mm - një ingranazh i dhëmbëzuar shtypet në bosht, 10 mm i gjatë) dhe katër Vrima M4 të vendosura në mënyrë të barabartë për bashkimin e teheve. Për të rregulluar shpërndarësin në bosht, instaloni një ose dy vida M4 në të (shiko foton).

4. Prodhimi i teheve të helikës.
Ne prerë 4 boshllëqe në formën e një trapezi isosceles nga një fletë e galvanizuar me një trashësi prej 0.4-0.5 mm: lartësia 250 mm, baza 50 mm, ana e sipërme 20 mm. Përgjatë lartësisë së trapezoidit, ne i përkulim tehet në gjysmë (duke krijuar një ngurtësues) në një kënd prej 45 gradë (shiko foton). Ne mprehim skajet dhe qoshet e mprehta (për sigurinë tonë).

5. Instalimi dhe fiksimi i teheve të helikës.
Vendoseni tehun në shpërndarës në mënyrë që pika e përkuljes në bazë të jetë mbi boshtin e shpërndarësit, dhe gjysma ngjitur e bazës është mbi vrimën e montimit të shpërndarësit (shiko foton). Ne shënojmë dhe shpojmë një vrimë në teh për vidën e fiksimit ngjitur, 4.2 mm në diametër. Ne i rregullojmë telat e helikës një nga një me vida.

6. Balancimi i helikës.
Ne kryejmë balancimin statik të helikës. Për këtë, ne instalojmë dhe fiksojmë helikën në një shirit të kalibruar (të lëmuar) me një diametër të barabartë me diametrin e boshtit të daljes së motorit. Ne e vendosim shiritin me helikë në dy vizore (sipërfaqe të lakuara) të vendosura horizontalisht në nivel, të vendosura në skajet e shiritit. Kjo do të kthejë helikën dhe njëra teh do të bjerë poshtë. Ne e kthejmë helikën një çerek kthesë dhe nëse e njëjta teh ka rënë përsëri poshtë, ajo duhet të ndriçohet duke prerë një rrip të ngushtë prej metali nga ana e tehut. Ne përsërisim një operacion të ngjashëm derisa shiriti me helikë të ndalojë të kthehet pasi të jetë instaluar në çdo pozicion arbitrar.

7. Prodhimi i pjesës së xhamit të erës.
Pritini një shesh alumini 20 x 20 mm në një gjatësi prej 250 mm. Në njërën anë të sheshit, në një ose dy vida (thumba), ne instalojmë një stabilizues vertikal për drejtimin drejt erës.

Në anën tjetër të sheshit, ne instalojmë dhe fiksojmë kapësen për lidhjen e gjeneratorit të motorit në dy vida. Kapësja dhe stabilizuesi janë bërë gjithashtu nga fletë e galvanizuar me trashësi 0.4-0.5 mm (variantet e materialit të përdorur kundër korrozionit janë të mundshme). Gjatësia e kapëses është e barabartë me gjatësinë e motorit. Gjatësia e stabilizatorit është rreth 200 mm, forma është sipas shijes së prodhuesit.

Në raftin e poshtëm të sheshit, në mes të vendndodhjes së kapëses, rregulloni me ngurtësi shufrën (është e dëshirueshme të sigurohet mbrojtja e saj kundër korrozionit) për të instaluar strukturën në tubin e stendës së turbinës me erë. Opsioni më i mirë për përcaktimin e vendndodhjes së kësaj shufre është përcaktimi i qendrës së gravitetit të një strukture të para-montuar dhe të montuar plotësisht, e ndjekur nga shpimi i një vrime atje për fiksimin e shufrës.

8. Montimi i turbinës me erë.
Ne e instalojmë motorin - gjeneratorin në vend dhe e sigurojmë atë me një pirg. Ne e lidhim helikën në boshtin dalës të motorit. Për të mbrojtur gjeneratorin nga reshjet atmosferike, ne prerë një gardh mbrojtës nga një shishe plastike të një madhësie të përshtatshme dhe e instalojmë në vend. Ne e rregullojmë atë me një vidë.

Unë shikova modelin e mullinjve të erës në një vend jashtë shtetit dhe vendosa ta përsëris atë, dhe ky fëmijë lindi. Si gjenerator, kam përdorur një motor stepper nga një printer inkjet që ishte jo funksional dhe i pluhurosur për një kohë të gjatë. Pasi e çmontova, e zhvidhosa matorchikun. Pastaj ai shikoi, u kthye, përdredhi duart, mati sa dha, dha shumë pak, por voltat u ngritën mbi 12, që do të thotë se ai teorikisht mund të ngarkonte baterinë.

Tjetra, bëra një montim për tehet nga transistori. Transistori u shpua përgjatë diametrit të boshtit në të cilin u shkri hunda e dhëmbëzuar, në përgjithësi, për dimensionet e tij. Vendosa një tranzistor në bosht, pikova zam dhe e shtrembërova duke u siguruar që gjithçka ishte e qetë. Pastaj u fiksua më në fund me epoksi. E përhap pak dhe mbusha vrimën e tranzistorit, mbroj motorin nga moti i keq duke mbuluar vrimat në motor. Më poshtë është një fotografi e këtij gjeneratori.

>

Pastaj, nga një copë tub PVC me një diametër prej 110 mm, unë preva tehe, në tub vizatova një bosh, të cilin e preva me një makinë prerëse. Dimensionet morën gjerësinë e përafërt, doli të ishte 9cm, dhe hapësira e helikës ishte 48cm. Unë shpova vrima dhe vidhosa vidën në gjeneratorin e motorit duke përdorur bulona të vogla.

>

Zo përdori një copë tub PVC 55 për bazën, pastaj preu bishtin nga kompensatë dhe shtoi një copë nga ajo e 110 -ta. Pas montimit, ne morëm një fermë të tillë me erë. Unë mblodha menjëherë një ndreqës. Meqenëse ky motor nuk donte të jepte shumë volt me ​​shpejtësi të ulët, e mblodha atë sipas skemës së dyfishimit dhe e ndezi në seri.

Diodat morën HER307, kondensatorët - 3300μF

Unë e mbështolla qarkun në polietileni dhe futa një ndreqës në tub, pastaj motorin dhe e lidha me një tel përmes vrimave të shpuara, mbulova hapësirën me silikon. Unë gjithashtu i mbulova të gjitha vrimat me silikon nga lart, dhe shpova një vrimë nga fundi, për çdo rast, në mënyrë që nëse do të kishte diçka, uji do të ishte xhami, dhe kondensati do të avullonte.

Bishti ishte i fiksuar me një rrufe në qiell, bishti gjysmërrethor u fut dhe u lidh me një tel, ai tashmë mbahet fort. Gjetur qendrën e gravitetit, të shpuar (diametër. 9mm.) Akoma diametër të shpuar. 6 mm dy bulona M10, përmes dhe përmes, nën bosht. (Bulonat M10 këtu shërbejnë si "mbajtësja" e boshtit) Unë i vidhosa bulonat M10 në tub nga lart dhe poshtë, lubrifikova bulonin e gjatë M6 me yndyrë dhe përdredha gjithçka, doli mjaft e vështirë. Boshti i rrufe në qiell (M6) i dehur në qoshe, dhe ai në shkop. Në krye të rrufe në qiell M10, unë vendos një tape në silikoni, tani boshti i ujit nuk ka frikë. E gjithë turbina me erë është bërë.

>

>

>

>

Mora disa blloqe për direkun. të cilën ai e shtrembëroi me vida vetë-përgjimi, e siguroi mullirin e erës dhe e ngriti mbi verer. I lidhur me baterinë, karikimi është në progres, por shumë i dobët, e mbështet baterinë nga shkarkimi natyral. Meqenëse era po rrotullohet, unë u kënaqa, të paktën do të di se ku fryn era. Ky opsion - siç thuhet në atë faqe - është një projekt i vogël i fundjavës, domethënë një projekt i vogël për fundjavën, për argëtim diçka për të zgjedhur një fije, veçanërisht pasi nuk kam shpenzuar asnjë monedhë ... zam nuk llogaritet. Pra, në teori, mund të ndezë disa LED të vegjël, ose të karikojë një celular në dy ditë, por ka shumë të ngjarë që telefoni të marrë një rrymë kaq të dobët për një kontakt të keq dhe ta fik atë duke shkruar një lidhje të keqe në ekran.

Në të ardhmen, nëse ka kohë dhe dëshirë, mund ta bëj për të ndriçuar oborrin, por do të mbledh vetëm të dytën dhe do të vendos një bateri të vogël, ose disa bateri të rimbushshme. Për këtë, ekziston një hap më shumë, vetëm ky jep nën 2x20 volt nga rrotullimi me dorë, por rryma është e vogël. Dhe e dyta - në furça, menjëherë konstante. Me dorë 10 volt, qark i shkurtër - 0.5 amper. Dhe akoma do të mundoj autogjeneruesin, por mund të pres magnet.

Ndërsa ngasja një biçikletë nëpër vilat verore, pashë një gjenerator të erës që punonte. Fletët e mëdha u rrotulluan ngadalë, por me siguri, korsia e motit e orientoi pajisjen në drejtim të erës.

Doja të zbatoja një dizajn të ngjashëm, megjithëse nuk ishte i aftë të gjeneronte energji të mjaftueshme për të siguruar konsumatorë "seriozë", por ende punonte dhe, për shembull, duke karikuar bateri ose duke ndezur LED.

Një nga opsionet më efektive për një turbinë të vogël shtëpie me erë është përdorimi motor stepper(ШД) (eng. motor me hap (hap, hap)) - në një motor të tillë, rrotullimi i boshtit përbëhet nga hapa të vegjël. Mbështjelljet e motorit stepper janë në fazë. Kur rryma aplikohet në njërën nga fazat, boshti lëviz një hap.

Këta motorë janë me shpejtësi të ulët dhe një gjenerator me një motor të tillë mund të jetë i lidhur pa ndërprerje me një turbinë me erë, motor Stirling ose burim tjetër të energjisë me shpejtësi të ulët. Nëse një motor konvencional (kolektor) DC do të përdorej si gjenerator, do të kërkohej një shpejtësi 10-15 herë më e lartë për të arritur të njëjtat rezultate.

Një tipar i shagik është një çift rrotullues mjaft i lartë fillestar (edhe pa një ngarkesë elektrike të lidhur me gjeneratorin), duke arritur 40 gram forcë për centimetër.

Efikasiteti i gjeneratorit me motor stepper arrin 40%.

Për të kontrolluar funksionalitetin e motorit stepper, për shembull, mund të lidhet një LED i kuq. Duke rrotulluar boshtin e motorit, mund të vëzhgoni shkëlqimin e LED. Polariteti i lidhjes LED nuk ka rëndësi, pasi motori gjeneron rrymë alternative.

Një thesar i motorëve të tillë mjaft të fuqishëm janë disketat pesë inç, si dhe printerët dhe skanerët e vjetër.

Për shembull, unë kam një motor stepper nga një makinë e vjetër 5.25 ", e cila ishte ende në punë Spektri ZX- kompjuter i pajtueshëm "Byte".

Një makinë e tillë përmban dy dredha -dredha, nga skajet dhe mesi i të cilave nxirren përfundime - totali hiqet nga motori gjashtë telat:

dredha -dredha e parë (eng. spirale 1) - blu (eng. blu) dhe të verdhë (eng. e verdhe);

dredha -dredha e dytë (eng. spirale 2) - e kuqe (eng. e kuqe) dhe e bardhë (eng. e bardhe);

kafe (rus ngjyrë kafe tela - drejton nga pikat e mesit të secilës dredha -dredha (eng. çezmat qendrore).

motor stepper i çmontuar

Në të majtë mund të shihni rotorin e motorit, në të cilin mund të shihni polet magnetike "me shirita" - në veri dhe jug. Në të djathtë është dredha -dredha e statorit, e cila përbëhet nga tetë spirale.

Rezistenca gjysmë e mbështjelljes është

Unë e përdor këtë motor në modelin origjinal të turbinës sime të erës.

Motori stepper më pak i fuqishëm në zotërimin tim T1319635 firmat Epoka Elektronikë Corp. nga skaneri HP Scanjet 2400 Ajo ka pesë përfundimet (motori njëpolar):

dredha -dredha e parë (eng. spirale 1) - portokalli (eng. portokalli) dhe e zezë (eng. e zezë);

dredha -dredha e dytë (eng. spirale 2) - kafe (eng. ngjyrë kafe) dhe të verdhë (eng. e verdhe);

e kuqe (rus e kuqe tela - kunjat e lidhura së bashku nga mesi i secilës dredha -dredha (eng. çezmat qendrore).

Rezistenca e gjysmës së mbështjelljes është 58 ohm, e cila tregohet në strehimin e motorit.

Në versionin e përmirësuar të turbinës me erë, kam përdorur një motor stepper Robotron SPA 42 / 100-558 prodhuar në Republikën Demokratike Gjermane dhe të projektuar për një tension prej 12 V:

Ekzistojnë dy mundësi për vendndodhjen e boshtit të shtytësit (turbinës) të gjeneratorit të erës - horizontale dhe vertikale.

Avantazhi horizontale(më e popullarizuara) vendndodhjen boshti, i vendosur në drejtim të erës, është një përdorim më efikas i energjisë së erës, disavantazhi është kompleksiteti i dizajnit.

une zgjodha rregullimi vertikal akset - VAWT (turbina me erë e boshtit vertikal), e cila thjeshton shumë modelin dhe nuk kërkon orientim nga era ... Ky opsion është më i përshtatshëm për montimin e çatisë, është shumë më efektiv në kushtet e ndryshimeve të shpejta dhe të shpeshta në drejtimin e erës.

Kam përdorur një lloj turbine me erë të quajtur turbina me erë Savonius. Turbina me erë Savonius) Ajo u shpik në 1922 Sigurd Johannes Savonius) nga Finlanda.

Sigurd Johannes Savonius

Funksionimi i turbinës me erë Savonius bazohet në faktin se rezistenca (eng. terhiq) në rrjedhën e ajrit të incidentit - era e sipërfaqes konkave të cilindrit (tehut) është më e madhe se ajo konveks.

Koeficientët zvarritës aerodinamikë ( Anglisht koeficientët e tërheqjes) $ C_D $

gjysma konkave e cilindrit (1) - 2.30

gjysma konveks e cilindrit (2) - 1.20

pjatë katrore e sheshtë - 1.17

hemisfera konkave e zbrazët (3) - 1.42

hemisfera konveks e uritur (4) - 0.38

Këto vlera janë për numrat e Reynolds (eng. Numrat Reynolds) në rangun $ 10 ^ 4 - 10 ^ 6 $. Numri Reynolds karakterizon sjelljen e një trupi në një medium.

Forca e rezistencës së trupit ndaj rrjedhës së ajrit $ =<<1 \over 2>S \ rho > $, ku $ \ rho $ është dendësia e ajrit, $ v $ është shpejtësia e rrjedhës së ajrit, $ S $ është zona e seksionit kryq të trupit.

Një turbinë e tillë me erë rrotullohet në të njëjtin drejtim, pavarësisht nga drejtimi i erës:

Një parim i ngjashëm i funksionimit përdoret në anemometrin e kupës (eng. anemometër filxhan)- një pajisje për matjen e shpejtësisë së erës:

Një anemometër i tillë u shpik në 1846 nga astronomi irlandez John Thomas Romney Robinson ( John Thomas Romney Robinson):

Robinson besonte se kupat në anemometrin e tij me katër gota lëviznin me një shpejtësi të barabartë me një të tretën e shpejtësisë së erës. Në realitet, kjo vlerë varion nga dy në pak më shumë se tre.

Aktualisht, anemometra me tre filxhanë të zhvilluar nga meteorologu kanadez John Patterson ( John Patterson) në 1926:

Gjeneratorët në motorët me furçë DC me mikroturbinë vertikale shiten në eBay për rreth 5 dollarë:

Një turbinë e tillë përmban katër tehe të vendosura përgjatë dy akseve pingul, me një diametër shtytës 100 mm, një lartësi teh prej 60 mm, një gjatësi akordi 30 mm dhe një lartësi segmenti 11 mm. Shtytësi është montuar në boshtin e një mikromotori DC të kolektorit me shenjën JQ24-125p70... Tensioni i vlerësuar i furnizimit të një motori të tillë është 3. 12 B.

Energjia e gjeneruar nga një gjenerator i tillë është i mjaftueshëm për shkëlqimin e LED "të bardhë".

Shpejtësia e rrotullimit të turbinës me erë Savonius nuk mund të tejkalojë shpejtësinë e erës , por në të njëjtën kohë një ndërtim i tillë karakterizohet nga çift ​​rrotullues i lartë (eng. çift ​​rrotullues).

Efikasiteti i një turbine me erë mund të vlerësohet duke krahasuar fuqinë e gjeneruar nga turbina me erë me fuqinë që përmban era që fryn në turbinë:

$ P =<1\over 2>\ rho S $, ku $ \ rho $ është dendësia e ajrit (rreth 1.225 kg / m3 në nivelin e detit), $ S $ është zona e spastruar e turbinës (eng. zonë e përfshirë), $ v $ është shpejtësia e erës.

Fillimisht, shtytësi i gjeneratorit tim përdori katër tehe në formën e segmenteve (gjysmave) të cilindrave të prerë nga tuba plastike:

gjatësia e segmentit - 14 cm;

lartësia e segmentit - 2 cm;

gjatësia e akordit të segmentit - 4 cm;

Instalova strukturën e mbledhur në një direk prej druri mjaft të lartë (6 m 70 cm) nga një shirit, i bashkangjitur me vida vetë-përgjimi në një kornizë metalike:

Disavantazhi i gjeneratorit ishte shpejtësia mjaft e lartë e erës e kërkuar për të rrotulluar tehet. Për të rritur sipërfaqen, kam përdorur tehe të prera nga shishe plastike:

gjatësia e segmentit - 18 cm;

lartësia e segmentit - 5 cm;

gjatësia e akordit të segmentit - 7 cm;

distanca nga fillimi i segmentit në qendrën e boshtit të rrotullimit është 3 cm.

Forca e mbajtësve të tehut doli të ishte një çështje. Në fillim kam përdorur shirita alumini të shpuar 1 mm nga një stilist i fëmijëve sovjetikë. Pas disa ditëve të funksionimit, shpërthimet e forta të erës çuan në thyerjen e dërrasave (1). Pas këtij dështimi, vendosa të prerë mbajtëset e tehut nga PCB të veshura me fletë metalike (2) 1.8 mm të trasha:

Forca përkulëse e PCB pingul me pllakën është 204 MPa dhe është e krahasueshme me forcën përkulëse të aluminit - 275 MPa. Por moduli i elasticitetit të aluminit $ E $ (70,000 MPa) është shumë më i lartë se ai i tekstolitit (10,000 MPa), d.m.th. teksoliti është shumë më elastik se alumini. Kjo, sipas mendimit tim, duke marrë parasysh trashësinë më të madhe të mbajtësve të tekstolitit, do të sigurojë një besueshmëri shumë më të madhe të fiksimit të teheve të gjeneratorit të erës.

Turbina me erë është montuar në një direk:

Funksionimi i provës i versionit të ri të turbinës me erë ka treguar besueshmërinë e saj edhe me goditje të forta të erës.

Disavantazhi i turbinës Savonius është efikasitet i ulët - vetëm rreth 15% e energjisë së erës shndërrohet në energji të rrotullimit të boshtit (kjo është shumë më pak sesa mund të arrihet me të turbina me erë Daria(eng. Turbinë me erë Darrieus)), duke përdorur ashensor (eng. heq) Ky lloj turbine me erë u shpik nga projektuesi francez i avionëve Georges Darier. (Georges Jean Marie Darrieus) - Patenta amerikane e vitit 1931 Nr 1,835,018 .

Disavantazhi i turbinës Darrieus është se ajo ka një vetë-nisje shumë të dobët (për të gjeneruar çift rrotullues nga era, turbina tashmë duhet të rrotullohet).

Konvertimi i energjisë elektrike të prodhuar nga një motor stepper

Drejtuesit e motorit stepper mund të lidhen me dy ndreqës të urës, të mbledhur nga diodat Schottky për të zvogëluar rënien e tensionit nëpër diodat.

Diodat e njohura Schottky mund të përdoren 1N5817 me një tension maksimal të kundërt prej 20 V, 1N5819- 40 V dhe një rrymë maksimale e korrigjuar mesatare maksimale përpara 1 A. I lidha daljet e ndreqësve në seri për të rritur tensionin e daljes.

Alsoshtë gjithashtu e mundur të përdoren dy ndreqës të pikës së mesme. Një ndreqës i tillë kërkon gjysmë dioda, por në të njëjtën kohë tensioni i daljes zvogëlohet përgjysmë.

Pastaj tensioni i valëzimit zbutet duke përdorur një filtër kapacitiv - një kondensator 1000 μF 25 V. Për të mbrojtur nga një rritje e shtuar e tensionit, një diodë zener 25 V lidhet paralelisht me kondensatorin.

diagrami i turbinës sime të erës

njësia elektronike e gjeneratorit tim të erës

Në mot me erë, tensioni i qarkut të hapur në daljen e njësisë elektronike të gjeneratorit të erës arrin 10 V, dhe rryma e qarkut të shkurtër-10 mA.

LIDHUR ME VJEDHIN JOULE

Pastaj mund të aplikohet tensioni i zbutur nga kondensatori Hajdut Xhul- tension i ulët DC-DC konvertues. Unë mblodha një konvertues të tillë të bazuar në germanium pnp-transistor GT308V ( VT) dhe një transformator pulsi MIT-4V (spirale L1- përfundimet 2-3, L2- përfundimet 5-6):

Vlera e rezistencës R zgjidhet në mënyrë eksperimentale (në varësi të llojit të tranzistorit) - këshillohet të përdorni një rezistencë të ndryshueshme prej 4.7 kOhm dhe gradualisht të zvogëloni rezistencën e tij, duke arritur funksionimin e qëndrueshëm të konvertuesit.

konvertuesi im Hajdut Xhul

NGarkesa e jonistorëve (SUPERKONDENSUES)

Superkondensator (superkapacitues) superkondensator) është një hibrid i një kondensatori dhe një burimi aktual kimik.

Superkondensator - jo polare qelizë, por një nga terminalet mund të shënohet me një "shigjetë" për të treguar polaritetin e tensionit të mbetur pasi të jetë ngarkuar në fabrikë.

Për hulumtimin fillestar, kam përdorur një superkondensator 5R5D11F22H me një kapacitet prej 0.22 F për një tension prej 5.5 V (diametri 11.5 mm, lartësia 3.5 mm):

Unë e lidha atë përmes një diodë në dalje Hajdut Xhul përmes diodës së germaniumit D310.

Për të kufizuar tensionin maksimal të ngarkimit të superkondensatorit, mund të përdorni një diodë zener ose një zinxhir LED - unë përdor një zinxhir dy LED të kuq:

Për të parandaluar shkarkimin e një superkondensatori të ngarkuar tashmë përmes LED -ve kufizuese HL1 dhe HL2 Shtova një diodë tjetër - VD2.

Turbina ime e erës e bërë me një motor stepper, Eksperimentet e mia interesante dhe të rrezikshme

Një motor stepper si gjenerator?

Kisha një motor stepper të shtrirë përreth dhe vendosa të përpiqem ta përdor atë si gjenerator. Motori u hoq nga një printer i vjetër me matricë pikë, mbishkrimet në të janë si më poshtë: EPM-142 EPM-4260 7410. Motori është njëpolar, që do të thotë se ky motor ka 2 dredha-dredha me një trokitje nga mesi, rezistenca e mbështjelljet ishin 2x6 ohms.

Testi kërkon një motor tjetër për të rrotulluar hapin. Dizajni dhe montimi i motorëve tregohen në figurat më poshtë:

Ne e fillojmë pa probleme motorin në mënyrë që brezi i gomës të mos fluturojë. Duhet të them që me shpejtësi të mëdha ai ende fluturon, kështu që nuk e ngriti tensionin mbi 6 volt.

Ne lidhim një voltmetër dhe fillojmë testimin, së pari ne matim tensionin.

Unë mendoj se nuk ka nevojë të shpjegohet asgjë dhe gjithçka është e qartë nga fotografia më poshtë. Tensioni ishte 16 volt, shpejtësia e motorit rrotullues nuk është e madhe, mendoj se nëse e rrotulloni më fort, mund të shtrydhni të gjitha 20 volt.

Ne e vendosëm tensionin në pak më pak se 5 volt, në mënyrë që motori stepper pas urës të japë rreth 12 volt.

Shkëlqen! Në të njëjtën kohë, tensioni ra nga 12 volt në 8 dhe motori filloi të rrotullohet pak më ngadalë. Rryma e qarkut të shkurtër pa shiritin LED ishte 0.08A - më lejoni t'ju kujtoj se motori rrotullues NUK punoi me fuqi të plotë, dhe mos harroni për dredha -dredha të dytë të motorit stepper, thjesht nuk mund t'i paralelizoni ato, dhe unë nuk duan të montojnë qarkun.

Unë mendoj se ju mund të bëni një gjenerator të mirë nga një motor stepper, ta lidhni atë në një biçikletë, ose të bëni një gjenerator të erës bazuar në të.

Një motor stepper si gjenerator? Meander - elektronikë argëtuese

Një motor stepper (SM) për një printer është i përshtatshëm si një gjenerator për një turbinë me erë. Edhe me shpejtësi të ulët rrotulluese, gjeneron një fuqi prej rreth 3 vat. Tensioni mund të rritet mbi 12 V, gjë që bën të mundur ngarkimin e një baterie të vogël.

Parimet e përdorimit

Turbullirat e erës në shtresat sipërfaqësore karakteristike të klimës ruse çojnë në ndryshime të vazhdueshme në drejtimin dhe intensitetin e saj. Gjeneratorët e mëdhenj të erës, fuqia e të cilëve tejkalon 1 kW, do të jenë inerciale. Si rezultat, ata nuk do të kenë kohë të qetësohen plotësisht kur era të ndryshojë drejtim. Kjo pengohet edhe nga momenti i inercisë në rrafshin e rrotullimit. Kur një erë anësore vepron në një turbinë me erë, ajo përjeton ngarkesa të mëdha që mund të çojnë në dështimin e saj të shpejtë.

Këshillohet të përdorni një gjenerator të erës me fuqi të ulët të bërë me dorë, i cili ka një inerci të lehtë. Me ndihmën e tyre, ju mund të ngarkoni bateri të telefonit celular me fuqi të ulët ose të përdorni LED për të ndriçuar vilën.

Në të ardhmen, është më mirë të përqendroheni tek konsumatorët të cilët nuk kërkojnë konvertim të energjisë së gjeneruar, për shembull, për ngrohjen e ujit. Disa dhjetëra vat energji mund të jenë të mjaftueshme për të ruajtur temperaturën e ujit të nxehtë ose për ngrohje shtesë të sistemit të ngrohjes në mënyrë që të mos ngrijë në dimër.

Pjesë elektrike

Një motor stepper (SM) për një printer mund të instalohet me një gjenerator në një turbinë me erë.

Edhe me shpejtësi të ulët rrotulluese, gjeneron një fuqi prej rreth 3 vat. Tensioni mund të rritet mbi 12 V, gjë që bën të mundur ngarkimin e një baterie të vogël. Pjesa tjetër e gjeneratorëve punojnë në mënyrë efikase me një shpejtësi rrotullimi më shumë se 1000 rpm, por ato nuk do të funksionojnë, pasi turbina e erës rrotullohet me një shpejtësi prej 200-300 rpm. Këtu nevojitet një zvogëlues, por krijon rezistencë shtesë dhe, për më tepër, ka një kosto të lartë.

Në modalitetin e gjeneratorit, motori stepper prodhon një rrymë alternative që mund të shndërrohet lehtësisht në rrymë direkte duke përdorur një palë ura diodë dhe kondensatorë. Qarku është i lehtë për tu mbledhur me duart tuaja.

Duke instaluar një stabilizues prapa urave, ne marrim një tension konstant të daljes. Një LED mund të lidhet gjithashtu për kontroll vizual. Për të zvogëluar humbjet e tensionit, diodat Schottky përdoren për ta korrigjuar atë.

Në të ardhmen, do të jetë e mundur të krijohet një turbinë me erë me një motor stepper më të fuqishëm. Një turbinë e tillë me erë do të ketë një moment fillestar të madh. Problemi mund të eliminohet duke shkëputur ngarkesën gjatë fillimit dhe me shpejtësi të ulët.

Si të bëni një gjenerator të erës

Thikat mund të bëhen me duart tuaja nga një tub PVC. Lakimi i kërkuar zgjidhet nëse e merrni me një diametër të caktuar. Boshja e tehut tërhiqet në tub dhe më pas pritet me një disk prerës. Hapësira e helikës është rreth 50 cm, dhe gjerësia e teheve është 10 cm. Pas kësaj, një tufë me një fllanxhë duhet të kthehet që të përputhet me madhësinë e boshtit SM.

Shtë montuar në boshtin e motorit dhe është i lidhur shtesë me vida, dhe tehet plastike janë bashkangjitur në fllanxhat. Fotografia tregon dy tehe, por ju mund të bëni katër duke vidhosur dy të tjera të ngjashme në një kënd prej 90º. Për ngurtësi më të madhe, një pllakë e zakonshme duhet të instalohet nën kokat e vidhave. Do t'i shtypë tehet më fort në fllanxhë.

Produktet plastike nuk zgjasin shumë. Fletë të tilla nuk do t'i rezistojnë erës së zgjatur me një shpejtësi prej më shumë se 20 m / s.

Gjeneratori futet në një copë tubi në të cilën është ngjitur.

Një korsi moti është ngjitur në tub nga fundi, i cili është një strukturë e hapur dhe e lehtë e bërë nga duralumin. Turbina me erë mbështetet në një bosht vertikal të salduar, i cili futet me rrotullim në tubin e direkut. Nje fllanxhe mund te vendosen nje rondele polimer me presion ose reduktues te fërkimit.

Në shumicën e strukturave, turbina me erë përmban një ndreqës, i cili është ngjitur në pjesën lëvizëse. Impshtë jopraktike ta bësh këtë për shkak të rritjes së inercisë. Bordi elektrik mund të vendoset në pjesën e poshtme, dhe telat nga gjeneratori mund të ulen poshtë në të. Zakonisht, deri në 6 tela dalin nga një motor stepper, që korrespondojnë me dy spirale. Ata kanë nevojë për unaza rrëshqitëse për të transferuar energji elektrike nga pjesa lëvizëse. Quiteshtë mjaft e vështirë të instalosh furça mbi to. Mekanizmi aktual i grumbullimit mund të jetë më i ndërlikuar sesa vetë gjeneratori i erës. Gjithashtu do të ishte më mirë të vendosni mullinjtë e erës në mënyrë që boshti i gjeneratorit të jetë vertikal. Kjo do të parandalojë lidhjen e telave rreth direkut. Gjeneratorë të tillë të erës janë më të ndërlikuar, por inercia zvogëlohet. Pajisja me pjerrësi do të jetë pikërisht këtu. Në këtë rast, mund të rrisni shpejtësinë e boshtit të gjeneratorit duke marrë ingranazhet e nevojshme me duart tuaja.

Pasi të keni fiksuar turbinën e erës në një lartësi prej 5-8 m, mund të filloni të bëni teste dhe të mblidhni të dhëna për aftësitë e saj në mënyrë që të krijoni një strukturë më të përsosur në të ardhmen.

Aktualisht, turbinat me erë të boshtit vertikal po bëhen të njohura.

Disa struktura madje i përballojnë mirë uraganet. Modelet e kombinuara që funksionojnë në çdo erë e kanë dëshmuar veten mirë.

Përfundim

Një gjenerator i erës me fuqi të ulët punon me besueshmëri për shkak të inercisë së ulët. Bëhet lehtë në shtëpi dhe përdoret kryesisht për rimbushjen e baterive të vogla. Mund të jetë e dobishme në një shtëpi të vendit, në vend, në një rritje, kur ka probleme me energjinë elektrike.