Jak zrobić generator własnymi rękami?

Energia elektryczna z najbliższej linii elektroenergetycznej nie zawsze jest dostarczana w sposób ciągły. W osiedlach podmiejskich, gdzie przerwy w dostawie prądu trwające jedną lub kilka godzin są częstym zjawiskiem, generatory pomagają wyeliminować przerwy w dostawie prądu. Jeśli masz jakieś umiejętności, możesz je wykonać sam.

Główna cecha, dzięki której wielu użytkowników wszelkiego rodzaju gadżetów decyduje się na taki „domowy produkt” – możliwość doprowadzenia generatora do zasilania, co wystarcza nie tylko do naładowania telefonu komórkowego, ale także do zasilania laptopa, telewizora, a nawet domowej mini-zamrażarki, nie wspominając o kilkunastu lampach LED. Z reguły wybierany jest wariant urządzenia o najwyższej wydajności wyjściowej i najmniejszym nakładzie siły.

Aby wykonać takie urządzenie, użytkownik musi posiadać następującą wiedzę.

• Zrozumieć schematy połączeń, być w stanie je przeczytać... Według jednego z nich montuje się podobne urządzenie.
• Zrozum, jak działa generator elektryczny. Jego działanie opiera się na prawie Faradaya: liczba linii magnetycznych magnesu trwałego przebijającego obwód musi się zmienić, w przeciwnym razie prąd nie zostanie wygenerowany.
• Posiada umiejętności wykonywania prac elektroinstalacyjnych i hydraulicznych, umie posługiwać się elektronarzędziami. Wcześniej, w czasach sowieckich, nie tylko fizyka, ale także wytrzymałość materiałów (część nauki o wytrzymałości materiałów) była obowiązkową częścią programu edukacyjnego. Faktem jest, że niewłaściwie dobrane elementy konstrukcji wsporczych, które nie są ze sobą połączone w wymagany sposób, szybko odkształcają się pod obciążeniem czynnym.

Wykonanie generatora elektrycznego w domu własnymi rękami nie jest trudne. Prosty generator magnetyczny montowany jest na bazie dowolnego z gotowych silników: kolektorowego, krokowego itp. Taki „domowy” można również zmontować od podstaw, mocując magnesy na osi obrotu i umieszczając je w cewce prostokątnej który generuje pole elektrostatyczne podczas rotacji.

Opalany drewnem generator elektryczny to w rzeczywistości piec (w tym kempingowy), na ścianach którego zamocowane są elementy Peltiera, zamknięte grzejnikami. Istotą efektu Peltiera jest to, że płyty z różnych przewodników są z jednej strony podgrzewane, az drugiej chłodzone. Prowadzi to do pojawienia się prądu elektrycznego na biegunach takiej płyty. Co najlepsze, taki piec generatorowy pracuje na mrozie: największa różnica temperatur po każdej stronie płyty prowadzi do wytworzenia maksymalnej mocy.

Wytwornica pary to klasyczna elektrociepłownia w wersji mini... Piec z pętlą wodną wytwarza parę, która jest podawana na łopatki turbiny. Energia cieplna pary wymusza na turbinie obrót silnika-generatora, którego wał jest sztywno połączony z wałem samej turbiny. Taki system jest zamknięty: wymaga okresowego monitorowania z zewnątrz, a także obecności obiegu chłodzącego, w którym para jest ponownie kondensowana do wody.

Generator oparty na silniku asynchronicznym zasilanym napięciem 220 woltów Jest urządzeniem z trzema rozstawionymi uzwojeniami stojana (stała część silnika). Ponieważ sam silnik pracuje od 220 lub 380 (w sieci trójfazowej) woltów, to będzie generował to samo napięcie, wystarczy obrócić jego wał do co najmniej 50 obrotów na sekundę. Nie ma potrzeby jej montażu: aby użyć gotowej jednostki, wystarczy podłączyć dodatkowe kondensatory do uzwojeń.

Jako moduł roboczy generatora elektromagnetycznego (mechanicznego) przyjmuje się odpowiedni silnik. Stosowane są silniki kilku typów: kolektor (szczotka), bezszczotkowy, krokowy (szczotki i pierścienie nie są używane), synchroniczny i asynchroniczny. W zależności od tego, jaki prąd jest generowany, używane są następujące części i zespoły.

• Diody prostownicze. Zamienia prąd przemienny na prąd stały. W sprzedaży dostępne są mostki diodowe dużej mocy, przeznaczone do prądów dziesiątek amperów i napięć do 50 V.
• Kondensatory polarne... Przeznaczony do prądu stałego. Pełnią rolę filtra wygładzającego, który wyrównuje tętnienia napięcia stałego.
• Dodatkowa płytka z portem USB - konwertuje napięcie 1,5-20 woltów na wymagane smartfony, tablety i większość laptopów 5. Zamówione na AliExpress i innych sklepach internetowych.

Korzystanie na przykład z silnika asynchronicznego będzie wymagało podłączenia gadżetów i innych urządzeń jak zwykle - jak z domowego gniazdka.

Materiały pomocnicze mogą być dowolne, ponieważ pełnią rolę konstrukcji nośnej:

• drewniane pręty;
• okucia metalowe;
• profile;
• elementy złączne (śruby z nakrętkami i podkładkami, zaciski, wsporniki, zaciski, wsporniki, śruby);
• rury o dowolnej średnicy itp.

Następujące produkty są używane jako elektronarzędzia.

• bułgarski z kompletem tarcz tnących (do metalu i drewna) oraz tarczą szlifierską (dostarczana w postaci ściernicy lub uniwersalnej twardej tarczy).
• Wiertarka elektryczna z kompletem wierteł do metalu. Jeśli na przykład zainstalowano turbinę wiatrową z podporą na ścianie domu, może być wymagana standardowa wiertarka udarowa z zestawem wierteł udarowych i/lub koronami betonowymi. Wiertarka udarowa może być również wyposażona w adapter do wierteł prostych lub stożkowych oraz koronek drewnianych.
• Śrubokręt. Będzie to wymagane, gdy konstrukcja jest masywna, a trzeba wkręcić wkręty samogwintujące w ilości kilkudziesięciu. Można go uzupełnić o głowice do adaptera-klucza lub uniwersalną głowicę do nakrętek, przypominającą klucz nastawny.

Po przygotowaniu niezbędnego sprzętu przystępujemy do procesu tworzenia agregatu prądotwórczego.

Generator asynchroniczny ma właściwość samosynchronizacji: włączanie uzwojenia wirnika bez zasilania, w którym wzbudzane jest stałe pole magnetyczne. Samowzbudzenie uzwojenia wirnika klatkowego odbywa się w wyniku zjawiska namagnesowania szczątkowego. Aby zmontować generator asynchroniczny, postępuj zgodnie z poniższymi instrukcjami.

1. Umieść silnik i napęd transferowy na jednej konstrukcji nośnej.
2. Podłącz zmienne (niepolarne) kondensatory do uzwojeń... Same uzwojenia są zawarte zgodnie ze schematem „gwiazdy”: niektóre ich końce zbiegają się w środku (na ciele), podczas gdy inne są wyprowadzane osobno.
3. Kondensatory są połączone zgodnie ze schematem „trójkąta”: wolne końce uzwojeń są połączone z jego wierzchołkami... Moc silnika - 2-5 kilowatów, pojemność kondensatora - 28-138 mikrofaradów. Wybierz taką pojemność, aby generowane napięcie nie spadało - w zależności od obciążenia, które planujesz użyć.

Przetestuj generator przed jego uruchomieniem. Test można przeprowadzić przy użyciu konwencjonalnej żarówki o mocy kilkudziesięciu watów. Zadaniem jest zapewnienie nieprzerwanego zasilania generowanego napięcia. Będziesz potrzebować konfiguracji zdolnej dostarczyć 3000 obr./min.Na przykład potężny wiatrak ze skrzynią biegów (lub napędem łańcuchowym), silnik paliwowy z dowolnej jednostki, turbina wodna na rzece itp.

Wykonanie generatora asynchronicznego jest najprostszą zmianą obwodu gotowego silnika tego samego typu. Nie ma potrzeby ponownego ostrzenia wirnika pod magnesy neodymowe, czego nie można powiedzieć o generatorze samochodowym, w którym uzwojenie wirnika jest zasilane z akumulatora. Nawiasem mówiąc, większość nowoczesnych generatorów samochodowych opiera się na silniku synchronicznym, w którym liczba obrotów na minutę jest sztywno powiązana z częstotliwością generowanego prądu. Aby pozbyć się potrzeby zasilania uzwojenia wirnika, można przerobić silnik, usuwając to uzwojenie i przecinając oś wirnika pod płaskimi magnesami.

Aby zmontować generator opalany drewnem, wykonaj następujące czynności.

1. Na ścianie brzuchatego pieca lub pieca do pirolizy umieść grzejnik kolcami do wewnątrz.
2. Uchwyt ma jeden lub więcej elementów Peltiera, skupiając się na obszarze grzejnika.
3. Dołącz do elementu Peltier to kolejny grzejnik.
4. Umieść urządzenie w zacienionej stronie domu w wyznaczonym miejscu. Ściana nie powinna mieć izolacji, a także być w tym miejscu zbyt gruba, ponieważ potrzebny jest dostęp do zimna z zewnątrz. Idealną opcją jest pomieszczenie techniczne na taki piec, w którym znajduje się kanał wentylacyjny ssący do spalania drewna opałowego. Grzejnik jest umieszczony obok niego po zimnej stronie.

Uruchomienie takiego generatora odbywa się po rozpaleniu drewna opałowego. Gdy drewno się pali, element Peltiera zapewni maksymalną moc. Będzie chłodzony zimnym powietrzem pochodzącym z ulicy. Proces ogrzewania zapewni ściana pieca.

Zaleca się stosowanie poniższych instrukcji do montażu generatora kolektora.

1. Umieść szczotkowany silnik na ramie podstawy lub innej konstrukcji.
2. Podłącz kondensator wygładzający DC i płytkę konwertera (inwerter DC) do jego zacisków.
3. Podłącz port USB do wyjścia płyty DC (jeśli nie jest dostarczany z jednym).
4. Umieść generator na ramie roweru lub wykonaj dla niego „turbinę wiatrową” (np. z części wentylatora z niesprawnym silnikiem). W tym drugim przypadku, dla wygody „wiatraka”, umieszcza się łopatkę, obracającą konstrukcję w kierunku, w którym wieje wiatr.

Podłącz swój smartfon, tablet, telefon komórkowy, smartwatch lub inne urządzenie. Na przykład silnik z drukarki generuje do kilku watów mocy: na przykład przy 12 woltach, dla których jest przeznaczony, prąd może osiągnąć 600 miliamperów. Wady silników kolektorów: niska sprawność i częsta wymiana szczotek.

Użyj silnika krokowego zamiast silnika kolektorowego: jego sprawność jest znacznie wyższa, może wytrzymać kilkanaście lat. Sklepy internetowe są pełne modeli, które dają napięcie 12 woltów i prąd 1,8-4,2 ampera. Silnik krokowy może mieć 2, 3 lub 4. uzwojenia, włączając je szeregowo, otrzymujesz 24, 36 lub 48 V. Połączenie równoległe da proporcjonalnie wyższe natężenie prądu. Trudniej będzie „przetaktować” generator do wymaganego napięcia znamionowego.

Generator używany w warunkach zewnętrznych (farma wiatrowa do prywatnego domu, generator rowerowy) zaleca się zabezpieczyć przed deszczem, brudem drogowym i innymi ciałami obcymi poprzez umieszczenie go w osobnej obudowie.

Urządzenie pracujące w warunkach zewnętrznych w trybie wielogodzinnego obciążenia dobowego wymaga regularnego (przynajmniej raz na pół roku) smarowania łożysk. Te z kolei znajdują się w każdym silniko-generatorze.

Nie zwieraj przewodów silnika i elektroniki pomocniczej. Kilkakrotnie trudniej jest obracać zamkniętym silnikiem ze względu na siłę proporcjonalną do obciążenia, która hamuje obrót wirnika.Uzwojenia, które są zwarte podczas obracania się wału, mogą się przepalić. Elektronika półprzewodnikowa (ogniwa słoneczne, elementy Peltiera) również szybko ulegają awarii, ponieważ są zamknięte.

Jak zrobić generator własnymi rękami, patrz poniżej.