Πώς να φτιάξετε μια γεννήτρια με τα χέρια σας;

Η ηλεκτρική ενέργεια από την πλησιέστερη γραμμή μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας δεν παρέχεται πάντα αδιάκοπα. Σε προαστιακούς οικισμούς, όπου οι διακοπές ρεύματος για μία ή πολλές ώρες είναι συχνό φαινόμενο, οι γεννήτριες βοηθούν στην εξάλειψη των διακοπών στην παροχή ρεύματος. Εάν έχετε κάποιες δεξιότητες, μπορείτε να τις κάνετε μόνοι σας.

Το κύριο χαρακτηριστικό λόγω του οποίου πολλοί χρήστες όλων των ειδών gadget αποφασίζουν για ένα τέτοιο "σπιτικό προϊόν" - τη δυνατότητα να φέρετε τη γεννήτρια στην τροφοδοσία, η οποία αρκεί όχι μόνο για την επαναφόρτιση ενός κινητού τηλεφώνου, αλλά και για την παροχή φορητού υπολογιστή, τηλεόρασης και ακόμη και ενός σπιτικού μίνι καταψύκτη, για να μην αναφέρουμε μια ντουζίνα λαμπτήρες LED. Κατά κανόνα, επιλέγεται η παραλλαγή της συσκευής με την υψηλότερη απόδοση εξόδου και τη λιγότερο εφαρμοσμένη προσπάθεια.

Για την κατασκευή μιας τέτοιας συσκευής, ο χρήστης πρέπει να έχει τις ακόλουθες γνώσεις.

• Κατανοήστε τα διαγράμματα καλωδίωσης, μπορείτε να τα διαβάσετε... Σύμφωνα με ένα από αυτά, μια παρόμοια συσκευή συναρμολογείται.
• Κατανοήστε πώς λειτουργεί μια ηλεκτρική γεννήτρια. Το έργο του βασίζεται στο νόμο του Faraday: ο αριθμός των μαγνητικών γραμμών ενός μόνιμου μαγνήτη που διαπερνά το κύκλωμα πρέπει να αλλάξει, διαφορετικά δεν θα παραχθεί ηλεκτρισμός.
• Να διαθέτει δεξιότητες ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων και υδραυλικών εργασιών, να μπορεί να χειρίζεται ηλεκτρικά εργαλεία. Νωρίτερα, στη σοβιετική εποχή, όχι μόνο η φυσική, αλλά και η αντοχή των υλικών (ένα τμήμα της επιστήμης για την αντοχή των υλικών) ήταν υποχρεωτικό μέρος του εκπαιδευτικού προγράμματος. Το γεγονός είναι ότι τα εσφαλμένα επιλεγμένα στοιχεία των δομών στήριξης, τα οποία δεν συνδέονται μεταξύ τους με τον απαιτούμενο τρόπο, παραμορφώνονται γρήγορα υπό ενεργό φορτίο.

Δεν είναι δύσκολο να φτιάξετε μια ηλεκτρική γεννήτρια στο σπίτι με τα χέρια σας. Μια απλή μαγνητική γεννήτρια συναρμολογείται με βάση οποιονδήποτε από τους έτοιμους κινητήρες: συλλέκτης, stepper κ.λπ. Μπορείτε επίσης να συναρμολογήσετε μια τέτοια "σπιτική" από την αρχή στερεώνοντας τους μαγνήτες σε έναν περιστρεφόμενο άξονα και τοποθετώντας τους σε ένα ορθογώνιο πηνίο που δημιουργεί ηλεκτροστατικό πεδίο καθώς περιστρέφονται.

Μια ηλεκτρική γεννήτρια με καύση ξύλου είναι, στην πραγματικότητα, μια σόμπα (συμπεριλαμβανομένης μιας κάμπινγκ), στους τοίχους της οποίας είναι στερεωμένα στοιχεία Peltier, κλειστά με καλοριφέρ. Η ουσία του φαινομένου Peltier είναι ότι πλάκες από διαφορετικούς αγωγούς θερμαίνονται στη μία πλευρά και ψύχονται από την άλλη. Αυτό οδηγεί στην εμφάνιση ηλεκτρικού ρεύματος στους πόλους μιας τέτοιας πλάκας. Το καλύτερο από όλα, ένας τέτοιος φούρνος γεννήτριας λειτουργεί σε παγετό: η μεγαλύτερη διαφορά θερμοκρασίας σε κάθε πλευρά της πλάκας οδηγεί στην ανάπτυξη της μέγιστης ισχύος.

Η ατμογεννήτρια είναι μια κλασική θερμοηλεκτρική μονάδα σε μίνι έκδοση... Ένας φούρνος βρόχου νερού παράγει ατμό που τροφοδοτείται στα πτερύγια του στροβίλου. Η θερμική ενέργεια του ατμού αναγκάζει τον στρόβιλο να γυρίσει τον κινητήρα-γεννήτρια, του οποίου ο άξονας είναι άκαμπτα συνδεδεμένος με τον άξονα του ίδιου του στροβίλου. Ένα τέτοιο σύστημα είναι κλειστό: απαιτεί περιοδική παρακολούθηση από το εξωτερικό, καθώς και την παρουσία ενός κυκλώματος ψύξης στο οποίο ο ατμός επανασυμπυκνώνεται στο νερό.

Γεννήτρια που βασίζεται σε ασύγχρονο κινητήρα που τροφοδοτείται από 220 βολτ Είναι μια συσκευή με τρεις σε απόσταση περιελίξεις στάτορα (σταθερό μέρος του κινητήρα). Δεδομένου ότι ο ίδιος ο κινητήρας λειτουργεί από 220 ή 380 (σε ένα τριφασικό δίκτυο) βολτ, τότε θα παράγει την ίδια τάση, αρκεί να περιστρέψετε τον άξονά του μέχρι τουλάχιστον 50 στροφές ανά δευτερόλεπτο. Δεν χρειάζεται να το συναρμολογήσετε: για να χρησιμοποιήσετε την τελική μονάδα, πρέπει απλώς να συνδέσετε πρόσθετους πυκνωτές στις περιελίξεις.

Ένας κατάλληλος κινητήρας λαμβάνεται ως μονάδα εργασίας της ηλεκτρομαγνητικής (μηχανικής) γεννήτριας. Χρησιμοποιούνται κινητήρες πολλών τύπων: συλλέκτης (βούρτσα), χωρίς ψήκτρες, βηματιστικοί (δεν χρησιμοποιούνται βούρτσες και δακτύλιοι), σύγχρονοι και ασύγχρονοι. Ανάλογα με το ρεύμα που παράγεται, χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα εξαρτήματα και συγκροτήματα.

• Ανορθωτικές δίοδοι. Μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές. Πωλούνται διοδικές γέφυρες υψηλής ισχύος, σχεδιασμένες για ρεύματα δεκάδων αμπέρ και τάσεις έως 50 V.
• Πολικοί πυκνωτές... Σχεδιασμένο για συνεχές ρεύμα. Παίζουν το ρόλο ενός φίλτρου εξομάλυνσης που εξομαλύνει τους κυματισμούς της τάσης DC.
• Πρόσθετη πλακέτα με θύρα USB - μετατρέπει την τάση 1,5-20 βολτ στα απαιτούμενα smartphone, tablet και τους περισσότερους φορητούς υπολογιστές 5. Παραγγελία στο AliExpress και σε άλλα ηλεκτρονικά καταστήματα.

Η χρήση, για παράδειγμα, ενός ασύγχρονου κινητήρα απαιτεί τη σύνδεση των gadget και άλλων συσκευών σας ως συνήθως - όπως από μια οικιακή πρίζα.

Τα βοηθητικά υλικά μπορούν να είναι οποιαδήποτε, καθώς παίζουν το ρόλο μιας δομής στήριξης:

• ξύλινα μπλοκ?
• μεταλλικά εξαρτήματα?
• προφίλ?
• συνδετήρες (μπουλόνια με παξιμάδια και ροδέλες, σφιγκτήρες, βραχίονες, σφιγκτήρες, βραχίονες, βίδες).
• σωλήνες οποιασδήποτε διαμέτρου κ.λπ.

Τα παρακάτω προϊόντα χρησιμοποιούνται ως ηλεκτρικά εργαλεία.

• Βούλγαρος με ένα σετ δίσκων κοπής (για μέταλλο και ξύλο) και δίσκο λείανσης (παρέχεται σε μορφή σμύριδας ή σκληρού δίσκου γενικής χρήσης).
• Ηλεκτρικό τρυπάνι με ένα σετ τρυπάνια για μέταλλο. Εάν, για παράδειγμα, εγκατασταθεί μια ανεμογεννήτρια με στήριγμα στον τοίχο ενός σπιτιού, τότε μπορεί να απαιτηθεί ένα τυπικό τρυπάνι με σφυρί με ένα σετ κρουστικών τρυπανιών ή/και κορώνες από σκυρόδεμα. Το σφυροδράπανο μπορεί επίσης να εξοπλιστεί με έναν προσαρμογέα για απλά ή κωνικά τρυπάνια και κορώνες ξύλου.
• Κατσαβίδι. Θα χρειαστεί όταν η δομή είναι τεράστια και πρέπει να βιδώσετε βίδες με αυτοκόλλητη ποσότητα σε ποσότητα αρκετών δεκάδων. Μπορεί να συμπληρωθεί με κεφαλές για κλειδί προσαρμογέα ή γενική κεφαλή για παξιμάδια, που θυμίζει ρυθμιζόμενο κλειδί.

Έχοντας προετοιμάσει τον απαραίτητο εξοπλισμό, ας προχωρήσουμε στη διαδικασία κατασκευής ενός σετ γεννήτριας.

Μια ασύγχρονη γεννήτρια έχει την ιδιότητα του αυτοσυγχρονισμού: ενεργοποίηση της περιέλιξης του ρότορα χωρίς παροχή ρεύματος, στην οποία διεγείρεται ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο. Η αυτοδιέγερση της περιέλιξης του ρότορα του κλωβού σκίουρου πραγματοποιείται λόγω του φαινομένου της υπολειπόμενης μαγνήτισης. Για να συναρμολογήσετε μια ασύγχρονη γεννήτρια, ακολουθήστε τις παρακάτω οδηγίες.

1. Τοποθετήστε τον κινητήρα και τη μονάδα μεταφοράς σε μία δομή στήριξης.
2. Συνδέστε μεταβλητούς (μη πολικούς) πυκνωτές στις περιελίξεις... Οι ίδιες οι περιελίξεις περιλαμβάνονται σύμφωνα με το σχήμα "αστέρι": μερικά από τα άκρα τους συγκλίνουν στο κέντρο (στο σώμα), ενώ άλλα βγαίνουν ξεχωριστά.
3. Οι πυκνωτές συνδέονται σύμφωνα με το σχήμα "τρίγωνο": τα ελεύθερα άκρα των περιελίξεων συνδέονται στις κορυφές του... Ισχύς κινητήρα - 2-5 κιλοβάτ, χωρητικότητα πυκνωτή - 28-138 microfarads. Επιλέξτε μια τέτοια χωρητικότητα ώστε να μην μειωθεί η παραγόμενη τάση - ανάλογα με το φορτίο που σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε.

Δοκιμάστε τη γεννήτρια πριν την εκκινήσετε. Η δοκιμή μπορεί να πραγματοποιηθεί με χρήση συμβατικού λαμπτήρα πυρακτώσεως αρκετών δεκάδων watt. Το καθήκον είναι να διασφαλιστεί η αδιάλειπτη παροχή της παραγόμενης τάσης. Θα χρειαστείτε μια ρύθμιση ικανή να αποδίδει 3000 rpm.Για παράδειγμα, μια ισχυρή ανεμογεννήτρια με κιβώτιο ταχυτήτων (ή κίνηση αλυσίδας), μια μηχανή καυσίμου από οποιαδήποτε μονάδα, μια ανεμογεννήτρια σε ένα ποτάμι κ.λπ.

Η κατασκευή μιας ασύγχρονης γεννήτριας είναι η απλούστερη αλλαγή του κυκλώματος ενός έτοιμου κινητήρα του ίδιου τύπου. Δεν χρειάζεται να ακονίσετε ξανά τον ρότορα για μαγνήτες νεοδυμίου, κάτι που δεν μπορεί να ειπωθεί για μια γεννήτρια αυτοκινήτου, στην οποία η περιέλιξη του ρότορα τροφοδοτείται από μπαταρία. Παρεμπιπτόντως, οι περισσότερες σύγχρονες γεννήτριες αυτοκινήτων βασίζονται σε έναν σύγχρονο κινητήρα, στον οποίο ο αριθμός των στροφών ανά λεπτό σχετίζεται αυστηρά με τη συχνότητα του παραγόμενου ρεύματος. Για να απαλλαγείτε από την ανάγκη τροφοδοσίας της περιέλιξης του ρότορα, μπορείτε να ξαναφτιάξετε τον κινητήρα αφαιρώντας αυτό το τύλιγμα και κόβοντας τον άξονα του ρότορα κάτω από τους επίπεδους μαγνήτες.

Για να συναρμολογήσετε μια γεννήτρια με καύση ξύλου, κάντε τα εξής.

1. Στον τοίχο μιας σόμπας ή φούρνου πυρόλυσης τοποθετήστε το ψυγείο με τις αιχμές προς τα μέσα.
2. Βουνό έχει ένα ή περισσότερα στοιχεία Peltier, εστιάζοντας στην περιοχή του ψυγείου.
3. Προσάρτηση στο στοιχείο Ο Peltier είναι ένα άλλο καλοριφέρ.
4. Τοποθετήστε τη μονάδα στη σκιερή πλευρά του σπιτιού σε μια καθορισμένη περιοχή. Ο τοίχος δεν πρέπει να έχει μόνωση, και επίσης να είναι πολύ χοντρός σε αυτό το σημείο, αφού χρειάζεται πρόσβαση στο εξωτερικό κρύο. Μια ιδανική επιλογή είναι ένα τεχνικό δωμάτιο-διαμέρισμα για μια τέτοια σόμπα, στο οποίο υπάρχει ένας αγωγός εξαερισμού αναρρόφησης για την καύση καυσόξυλων. Το ψυγείο τοποθετείται δίπλα του στην κρύα πλευρά.

Η εκκίνηση μιας τέτοιας γεννήτριας πραγματοποιείται όταν τα καυσόξυλα αναφλέγονται. Όταν το ξύλο καίγεται, το στοιχείο Peltier θα προσφέρει μέγιστη ισχύ. Θα ψύχεται από κρύο αέρα που προέρχεται από το δρόμο. Η διαδικασία θέρμανσης θα παρέχεται από τον τοίχο της σόμπας.

Συνιστάται η χρήση των παρακάτω οδηγιών για τη συναρμολόγηση της γεννήτριας συλλέκτη.

1. Τοποθετήστε τον βουρτσισμένο κινητήρα σε πλαίσιο βάσης ή άλλη κατασκευή.
2. Συνδέστε έναν πυκνωτή εξομάλυνσης DC και μια πλακέτα μετατροπέα (inverter DC) στους ακροδέκτες του.
3. Συνδέστε τη θύρα USB στην έξοδο της πλακέτας DC (αν δεν παρέχεται).
4. Τοποθετήστε τη γεννήτρια στο πλαίσιο του ποδηλάτου ή φτιάξτε μια "ανεμογεννήτρια" για αυτήν (για παράδειγμα, από εξαρτήματα από ανεμιστήρα με χαλασμένο κινητήρα). Στην τελευταία περίπτωση, για τη διευκόλυνση του «ανεμόμυλου», τοποθετείται ένα πτερύγιο, στρέφοντας τη δομή προς την κατεύθυνση που φυσάει ο άνεμος.

Συνδέστε το smartphone, το tablet, το κινητό τηλέφωνο, το έξυπνο ρολόι ή άλλη συσκευή. Ένας κινητήρας από έναν εκτυπωτή, για παράδειγμα, παράγει έως και αρκετά watt ισχύος: για παράδειγμα, στα 12 volt για τα οποία έχει σχεδιαστεί, το ρεύμα μπορεί να φτάσει τα 600 milliamperes. Μειονεκτήματα των κινητήρων συλλεκτών: χαμηλή απόδοση και συχνή αντικατάσταση βουρτσών.

Χρησιμοποιήστε έναν βηματικό κινητήρα αντί για έναν κινητήρα συλλέκτη: η απόδοσή του είναι πολύ υψηλότερη, μπορεί να διαρκέσει για περισσότερα από δώδεκα χρόνια. Τα ηλεκτρονικά καταστήματα είναι γεμάτα μοντέλα που δίνουν τάση 12 βολτ και ρεύμα 1,8-4,2 αμπέρ. Ο βηματικός κινητήρας μπορεί να έχει 2, 3 ή 4 περιελίξεις. Ενεργοποιώντας τα σε σειρά, παίρνετε 24, 36 ή 48 V. Η παράλληλη σύνδεση θα δώσει αναλογικά υψηλότερη ένταση ρεύματος. Θα είναι πιο δύσκολο να "υπερχρονιστεί" η γεννήτρια στην απαιτούμενη ονομαστική τάση.

Μια γεννήτρια που χρησιμοποιείται σε εξωτερικές συνθήκες (αιολικό πάρκο για ιδιωτική κατοικία, γεννήτρια ποδηλάτων) συνιστάται να προστατεύεται από τη βροχή, τη βρωμιά του δρόμου και άλλα ξένα σωματίδια τοποθετώντας την σε ξεχωριστό περίβλημα.

Η συσκευή, που λειτουργεί σε εξωτερικές συνθήκες σε λειτουργία πολλών ωρών καθημερινής φόρτισης, χρειάζεται τακτική (τουλάχιστον μία φορά κάθε έξι μήνες) λίπανση των ρουλεμάν. Αυτοί, με τη σειρά τους, βρίσκονται σε κάθε κινητήρα-γεννήτρια.

Μην βραχυκυκλώνετε τα καλώδια του κινητήρα και τα βοηθητικά ηλεκτρονικά. Είναι αρκετές φορές πιο δύσκολο να περιστρέφεται ένας κλειστός κινητήρας λόγω μιας δύναμης που είναι ανάλογη με το φορτίο που αναστέλλει την περιστροφή του ρότορα.Τα τυλίγματα που βραχυκυκλώνονται ενώ ο άξονας περιστρέφεται μπορεί να καούν. Τα ηλεκτρονικά ημιαγωγών (ηλιακά στοιχεία, στοιχεία Peltier) επίσης αποτυγχάνουν γρήγορα, κλείνοντας.

Πώς να φτιάξετε μια γεννήτρια με τα χέρια σας, δείτε παρακάτω.