Использование автомобиля как генератора

Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками?

На возобновляемые источники энергии обращается большое внимание, подписаны и ратифицированы международные соглашения о приоритетном развитии таких систем. Есть несколько типов электростанций, каждый имеет свои сильные и слабые стороны. В этой статье рассмотрим рекомендации по изготовлению дешевого и доступного вида – ветрогенератор из автомобильного генератора .

Немного теории

Ветровая эклектическая станция состоит из нескольких элементов:

• ветрогенератор (ветроустановка);
• автоматический контролер заряда;
• блок аккумуляторных батарей;
• инвертор для потребителей переменного тока;

Каждый элемент играет критическую роль в работоспособности ветровой станции, но в этой статье мы остановимся лишь на ветрогенераторе.

Технические требования к устройству

Параметры ветрогенератора должны соответствовать его назначению – вырабатывать электрический ток, пригодный к дальнейшему использованию. Если вы планируете во время сильного ветра к своему генератору подключать лампочку от фонарика, то никаких технических параметров соблюдать нет необходимости. Если ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора делается для подключения бытовых приборов – он должен соответствовать строгим требованиям.

• Напряжение на выходе больше 12 В. При таком напряжении заражаются аккумуляторные батареи.
• Количество оборотов. Автомобильный или тракторный генератор такое напряжение дают при 4–6 тыс. оборотов в минуту. Конкретные значения зависят от марки. В промышленных устройствах используются специальные редукторы (кстати, именно они создают шум), добиться нужных значений без них даже теоретически невозможно. Надо знать, что чем больше вырабатывают генераторы электрической энергии – тем значительнее требуются усилия для раскручивания, в автомобилях на эти потребности уходит более 1,5% мощности двигателя. Отсюда, чем меньше скорость вращения ветряка – тем больше усилие он может создавать при одинаковой скорости ветра. Все ветряки вращаются медленно, за счет этого создается максимальный крутящий момент ветровыми нагрузками.
• Скорость ветра. Среднегодовая скорость ветра должна быть более 4,5 м/с, при меньшей строить ветрогенератор нецелесообразно. Узнать параметры на предполагаемой высоте установки ветрогенератора можно при помощи анемометров. Информацию о скорости и направлении ветра рекомендуется собирать не менее двух лет, обычные метрологические сведения непригодны, они снимаются на уровне земли.

Если вы уверены в правильности принятого решения, имеете достаточные навыки выполнения слесарных и сварочных работ, можете самостоятельно сделать расчет на ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора, схема должна отвечать техническому заданию, то можете приступать к работе.

Особенности использования автомобильных генераторов

Автомобильные генераторы используются в готовом виде или переделываются для улучшения характеристик. Ветряк из автомобильного генератора имеет сильные и слабые стороны.

Готовый автомобильный или тракторный генератор

• Достоинства. Легко купить, собран, имеет небольшой вес и стоимость.
• Недостатки. Необходима большая скорость вращения, что усложняет схему ветряка. Токосъемники требуют обслуживания, небольшой выход энергии, низкий ресурс работы, для запуска необходима подача энергии на катушку.

Вывод. Ветряк из автомобильного генератора без переделки малопригоден для ветровых электростанций.

Принципиальной разницы между автомобильными и тракторными генераторами нет, существуют небольшие отличия в оборотах ротора и мощности. Почему нет разницы? Все просто – на тракторах и автомобилях одинаковые аккумуляторы, требующие идентичных параметров тока, а генераторы устанавливаются для их обслуживания. Это значит, что их технические характеристики почти не отличаются. Единственное отличие – некоторые тракторные могут самовозбуждаться.

Самодельный с постоянными магнитами

Практика показала, что такое устройство превосходит вышеперечисленные по всем параметрам. Недостаток – довольно сложные и трудоемкие работы. Для изготовления такого генератора лучше использовать асинхронный двигатель, переделка заключается в установке на ротор постоянных магнитов.

Инструкция по сборке и установке ветрогенератора

Все работы следует разбить на несколько этапов и строго придерживаться рекомендованной технологии. Это позволит избежать многих ошибок, уменьшить время монтажа установки и снизить затраты.

Выбор конструкции ветряка

Есть два типа конструкционных решений: горизонтальный и вертикальный ветряк своими руками из автомобильного генератора . Классификация зависит только от расположения ротора ветрогенераторов. На конкретный выбор оказывают влияние следующие факторы:

• Габаритные размеры и масса генератора. Горизонтальное расположение выбирается для небольших агрегатов, их можно зафиксировать в непосредственной близости к валу ветряка. За счет этого минимизируется число передаточных ступеней, увеличивается КПД и уменьшается стартовая скорость ветра. Вертикальное размещение вала генератора применяется для тяжелых устройств, требующих отдельной прочной и устойчивой площадки для фиксации. Преобразование горизонтального крутящего момента в вертикальное выполняется за счет дополнительной передачи.
• Сила ветра. Горизонтальные ветряки можно располагать на большей высоте, где показатели скорости ветра выше. Это важное преимущество для всех зон, но в особенности для неблагоприятных с точки зрения средних показателей ветровых нагрузок.

Важно знать. Промышленные ветровые электростанции в зависимости от мощности могут быть двух типов. Для домашнего пользования чаще используются вертикальные: установка ветрогенератора на земле, а привод длинным металлическим валом на специальной мачте – компоновка упрощает процесс периодических технических обслуживаний.

Переделка автогенератора

Одна из самых сложных с инженерной точки зрения задач. Генератор возбуждается аккумулятором, для этого надо устанавливать блок управления. Схема имеет низкие эксплуатационные характеристики и не рекомендуется к использованию.

Намного лучше результаты после переделки ротора, на нем устанавливаются постоянные магниты. Работы технически сложные, надо не только прочно зафиксировать элементы, но и сделать их балансировку. В противном случае на больших оборотах появляются критические нагрузки, быстро выходят из строя подшипники, магниты могут выпадать из посадочных мест со всеми негативными последствиями.

Переделывать необходимо статор и ротор.

• Статор. Автомобильные генераторы рассчитаны на большие обороты, таких параметров сложно добиться в самодельных установках. Для их уменьшения надо заменить обмотку, увеличить количество витков каждой катушки в пять раз, а диаметр проволоки одновременно уменьшить.
• Ротор. Металлический надо выбрасывать и точить алюминиевый. Размеры должны учитывать последующую установку бандажа и электромагнитов. Замеры делайте максимально точными, чем ближе магниты к обмотке, тем выше КПД генератора. Неодимовые магниты приклеиваются суперклеем на симметричном расстоянии, полюсы чередуются. Свободное пространство между магнитами заливается эпоксидной смолой, поверхность обтачивается и шлифуется.

Изготовление ветрового колеса

Важно. Определитесь, что именно вы делаете. Если шумный ветряк для отпугивания с грядок птиц – подойдет любое колесо, оно будет при порывах ветра вращаться и издавать неприятные звуки. Если для ветрогенератора, то надо выполнить предварительные расчеты.

Требуется знать силу ветра, рабочие обороты генератора и его максимальное сопротивление. С учетом исходных данных выбирается тип ветрового колеса, количество и геометрия лопастей и их расположение. Ось может располагаться вертикально или горизонтально, по типу лопастей устройства бывают крыльчатыми, карусельными и барабанными. Каждый тип имеет свои сильные и слабые характеристики. Расчеты сложные, определятся работа поверхности колеса в зависимости от кинетической энергии ветра.

Интересно знать. Конструкторы разработали критерии идеального колеса для всех типов. Идеальным ветряком считается устройство, у которого:

• направление ветра и оси совпадают;
• лопасти минимальной ширины, но бесконечно большого количества;
• постоянная циркуляция воздушных потоков вдоль лопасти, а их сопротивление равняется нулю;
• угловая скорость стремится к бесконечности, а потерянная скорость потока постоянная.

Идеальных показателей невозможно достичь, но к ним надо стремиться. Лопасти рекомендуется делать из легких, прочных и устойчивых к негативному воздействию атмосферных факторов материалов. Оптимальный вариант – листовой прокат из алюминиевых сплавов. Геометрия подбирается на основании расчетных данных для каждого конкретного случая.

Сборка ветряка

Вал ветряка рекомендуется делать из трубы, диаметр подбирается в зависимости от установленных подшипников и размеров вала ротора. Если они неодинаковые, то надо пользоваться переходными муфтами. Ветровое колесо должно свободно поворачиваться вокруг вертикальной оси с учетом изменения направления ветра, момент вращения создает специальный хвостовик (флюгер). Размеры флюгера должны обеспечивать максимально быструю и точную корректировку устройства при изменении направления ветра и выбираются в зависимости от момента инерции колеса. Переделка автомобильного генератора для ветряка уменьшает рабочую скорость вращения, ток нужного напряжения вырабатывается уже при 600 об/мин.

Важно. Все подшипники должны быть закрытыми, места вращения смазаны и максимально защищены от окислительных процессов.

Кроме того, надо принимать комплекс мер по предупреждению заклинивания конструкции во время замерзания/размерзания.

Видео – Ветрогенератор своими руками из автомобильного

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/ecoenergetics/kak-sdelat-vetrogenerator-iz-avtomobilnogo-generatora-svoimi-rukami-5cd060198b758300b4f82a3b

Как работает автомобильный генератор

Автомобильный генератор – один из ключевых элементов технической начинки автомобиля, от исправности и четкости работы которого напрямую зависит сама возможность движения машины. При движении он подзаряжает аккумулятор, а также генерирует энергию, питающую различное электрооборудование. Автовладельцу важно понимать особенности конструкции и принцип работы автогенератора, его возможные неисправности, а также способы его проверки – в противном случае есть риск остаться без машины в самый неподходящий момент.

Для чего нужен генератор в автомобиле

Прежде всего, остановимся подробнее на функциях автомобильного генератора. Все современные машины оснащаются обширным перечнем электрооборудования, для которого требуется источник питания. Нужен он и для моделей, не имеющих никакой дополнительной периферии, электричество требуется, как минимум, для запуска двигателя стартером, создания искры на свечах для воспламенения топливовоздушной смеси и т.д. Чтобы обеспечить все эти потребители в автомобиле используются 2 источника – аккумуляторная батарея и генератор.

Аккумулятор накапливает энергию и может ее отдавать потребляющим устройствам, когда это необходимо. В то время как генератор, производит энергию, питает устройства и подзаряжает аккумулятор. Таким образом, если убрать из конструкции автомобиля генератор, то он сможет завестись и даже проехать некоторое время, однако после того, как заряд АКБ исчерпается, автомобиль заглохнет. Повторно завести его без «прикуривания» от другого автомобиля не удастся.

Таким образом, основными функциями автомобильного генератора являются:

• подзарядка аккумулятора;
• питание электрооборудования, установленного в автомобиле.

Принцип работы автомобильного генератора

По характеру работы автогенератор напоминает обыкновенный электродвигатель, однако принцип его действия диаметрально противоположен: если обычный мотор преобразует энергию в механическое движение, то генератор, получая вращающий импульс от ДВС, преобразует его в электроэнергию.

Принцип работы генератора автомобиля примерно следующий. После поворота ключа в замке зажигания на обмотку ротора поступает напряжение, оно проходит через контактные кольца и блок щеток. В результате, вокруг обмотки возникает магнитное поле. Данное поле постоянно вращается вместе с ротором двигателя, при этом взаимодейсвуя со статорными обмотками. На статорных обмотка появляется ток, который подается на диодный мост. На выходе диодного моста ток уже имеет стабильную величину. Далее ток подается на регулятор напряжения, после чего он используется для питания потребителей и аккумуляторной батареи.

Важным элементом в работе генератора автомобиля является реле-регулятор напряжения. Оно необходимо для поддержания требуемых значений тока, подаваемого на аккумулятор. Без использования регулятора при повышении оборотов двигателя генератор создавал бы избыточное напряжение, которое могло бы вывести батарею из строя. Также это реле обеспечивает термокомпенсацию – при низких температурах на аккумулятор подается повышенное напряжение, при повышении рабочих температур величина напряжения будет снижаться.

Читайте также: Для чего нужна обгонная муфта генератора.

Признаки неисправности генератора

В ходе эксплуатации автомобиля в генераторе могут возникнуть различные неполадки – механические либо электрические. К первой группе относятся износ и поломка компонентов устройства, вторую группу составляют различные проблемы с обмоткой, щетками, выход из строя выпрямителя напряжения, реле-регулятора и т.д.

Своевременно выявить приближающуюся или уже случившуюся поломку генератора можно по следующим симптомам:

1. Затрудненный запуск мотора. Если генератор работает не в штатном режиме, то нередко нарушается эффективность подзарядки аккумулятора. В результате он получает недостаточный либо избыточный заряд, в результате чего завести двигатель становится очень проблематично.
2. Тусклый либо мигающий свет. Если при езде в темное время суток становится заметно, что фары светят недостаточно ярко либо сила создаваемого ими света меняется в зависимости от уровня оборотов в двигателе, то это свидетельствует о том, что генератор не может обеспечить требуемого количества энергии и напряжения.
3. На приборной панели загорелся индикатор «Аккумулятор». Этот значок всегда подсвечивается перед запуском двигателя, после чего он должен погаснуть. Однако если он продолжает гореть и при работающем двигателе, то это свидетельствует о том, что батарея не заряжается должным образом.
4. Шумит ременной привод генератора. Многие автомобилисты слышали неприятный свист, идущий из двигателя, пока он еще не прогрелся. Он может свидетельствовать о слабом натяжении приводного ремня, который передает вращение от двигателя на ротор генератора. Эксплуатация автомобиля в таком режиме может привести у уменьшенной эффективности работы генератора.
5. Звон или неприятный свист от корпуса генератора. Такие посторонние звуки свидетельствуют об износе подшипников. В результате ротор может начать подклинивать.

Читайте также: Что такое система «старт-стоп» на автомобиле.

Как проверить автомобильный генератор

Если ремонт генератора лучше все-таки доверять профессионалам, то проверку можно выполнить и самостоятельно. Первый способ диагностики – с использованием мультиметра:

1. Замеряем прибором напряжение на клеммах АКБ при выключенном двигателе – должно быть примерно 12.7В;
2. Заводим двигатель, не поддавая газу, отключаем все электроприборы (кондиционер, аудиосистему и т.д.);
3. Повторно меряем напряжение аккумулятора – при работающем двигателе оно должно составлять от 13.8 до 14.5 В (на отдельных двигателях до 14.8 В);
4. Даем нагрузку – фары, кондиционер, аудиосистема, противотуманные фары и т.д.;
5. Опять замеряем напряжение – оно должно опуститься до 13.7-14 В. Если показания мультиметра ниже, то это свидетельствует о неработающем генераторе.

Можно проверить и «дедовским» методом. Для этого запускаем двигатель, включаем небольшую нагрузку (например, фары) – и, не выключая зажигания, снимаем минусовую клемму с аккумулятора. Если мотор не заглохнет, фары не погаснут, то это значит, что генератор обеспечивает двигатель достаточным количеством энергии. Если же машина после съема клеммы глохнет, то это свидетельствует о нерабочем генераторе.

Читайте также: Что делать если сел аккумулятор в автомобиле.

Источник статьи: http://avtonov.com/%D0%BA%D0%B0%D0%BA-%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B0%D0%B5%D1%82-%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80/