Самодельная турбина на авто: для чего нужен, как сделать и установить

Автомобильная электротурбина / Хабр

Наиболее действенным способом увеличения мощности двигателя автомобиля является турбина. Однако она имеет ряд существенных недостатков таких как: наличие турбоямы, оптимальная работа в небольшом диапазоне оборотов двигателя, невысокий ресурс, сложность установки в неподготовленный для этого двигатель.

Многие из этих проблем способна решить электротурбина. С электротурбиной необходимое давление наддува можно создать в любой момент и можно сбавлять обороты не боясь, что давление понизится. В электротурбине нет горячей части разогреваемой до тысячи градусов. Это положительно сказывается на её ресурсе, цене и простоте установки.

Данная статья будет посвящена нашей разработке в этом направлении.

Разработка и конструктивные особенности

На данный момент в Китае можно купить множество электротурбин, которые ставятся прямо на вход перед воздушным фильтром. Однако они оказываются на 100% бесполезны.

Для обеспечения необходимого давления и большого объема подаваемого воздуха мощность электродвигателя должна составлять около 4КВт. У китайских турбин от силы несколько сот ватт.

Для данной задачи нами специально был разработан бесколлекторный электромотор способный выдать до 5КВт мощности и который может раскрутить турбину до 50000RPM. Мотор был специально спроектирован так, чтобы на полной мощности он давал своё максимальный КПД в 93%, тогда он будет выделять 350Вт тепла, которые вполне реально отводить и в теории наш мотор может выдавать полный наддув постоянно. Подробнее с характеристиками нашего мотора можно ознакомиться по ссылке.

Для питания данного мотора нами было решено использовать два автомобильных аккумулятора. Это сильно упростит процесс эксплуатации и цену установки. Один аккумулятор используется штатный, второй подключается к нему последовательно. Для подзарядки второго аккумулятора, он переподключается к первому через высокоточные реле контакторы.

Литиевые аккумуляторы стоили бы на порядок дороже, при этом для них понадобилась бы специальная зарядка и очень бережная эксплуатация с соблюдением правильного температурного режима.

Однако у данного решения есть и минус. Для питания мотора на полной мощности нужен ток в районе 250А, свинцовые аккумуляторы способны выдать такой, но не продолжительно(секунд на 10-30). Затем аккумуляторам нужно будет немного “отдохнуть”. Однако нам кажется этого вполне достаточно, редко от двигателя требуется полная мощность на более длительный срок.

В качестве самой турбины нами использовалась данная турбина (её характеристики также доступны по ссылке).

Мы удалили из неё всё лишнее и расточили под крепление мотора. Все подшипники находятся непосредственно в моторе и крыльчатка одевается на его вал, что автоматически даёт соосность вала мотора и крыльчатки. Поскольку турбина будет вращаться на очень больших оборотах мы подобрали в мотор высокоскоростные подшипники SKF итальянского производства.

Для работы бесколлекторного мотора нужен контроллер и на такой большой ток он достаточно дорогой. Однако мы специально подбирали токи и напряжения так, чтобы для этой задачи подошёл наиболее мощный из дешевых контроллер стоимостью 1500р. Данного контроллера хватает на грани на полную мощность и ему при этом требуется обеспечить очень хорошее охлаждение. Более мощные контроллеры стоят уже дороже 10000р.

Результат

Замеры нашего мотора на мощности до 1000Вт показали, что характеристики нашего мотора (потребление, обороты, Kv) достаточно близки к рассчитанным при моделировании. Большой объем статора и медной проволоки смогли обеспечить высокий КПД и низкий нагрев. При должном питании турбина с ним разгоняется до нужных оборотов. Но к сожалению мы пока не смогли провести полноценные испытания на полной мощности. При питании от двух аккумуляторов, через 2 секунды после набора полных оборотов контроллер сгорел, из-за отсутствия должного охлаждения. Мы заказали новый контроллер и планируем поместить его в ёмкость с трансформаторным маслом, что должно обеспечить его наилучшим охлаждением.

Видео тестов работы турбины с питанием 600 и 1000 ватт

Вывод

В итоге нам удалось создать рабочую электротурбину, которая обладает не высокой стоимостью и достаточно проста в установке. Далее будут проходить испытания уже на реальном автомобиле.

Примерная стоимость необходимых компонентов:

• Мотор -17000р
• Турбина -20000р
• Аккумулятор -3000р
• 4 реле -3000р
• Дополнительная электроника, пайпы, воздуховоды -5000р

Итого стоимость комплекта турбины выйдет в районе 50000р.

P.S.
Автором данной идеи является Frimen3 ([email protected]). Он уже давно занимается проработкой этого вопроса geektimes.ru/post/252076 и он как раз и заказал у нас разработку мотора под данную задачу.

Турбонаддув своими руками — Лада мастер

С тех пор, как появились двигатели внутреннего сгорания, инженеры ночей не спят, думают, как прибавить мощность без увеличения объема камеры сгорания и увеличения расхода топлива. Только физику не обманешь, и всему есть свой предел. Для того чтобы сжечь килограмм топлива, нужно израсходовать 15 кг воздуха, а камера сгорания не резиновая. Поэтому до поры до времени этот вопрос решался только регрессивными методами — наращивание объема мотора и количества цилиндров.

Содержание:

1. Что такое наддув
2. Принцип работы турбонаддува
3. Элементы системы турбонаддува
4.  Установка турбонаддува на ВАЗ своими руками
5. Турбонаддув на дизельных моторах

Что такое наддув

Настал такой момент, когда инженеры поняли, что наращивать объемы моторов дальше уже некуда. Его масса превышала зачастую массу самого автомобиля, а это требовало дополнительных лошадиных сил, и так до бесконечности. Тогда-то и решили, что поднимать мощность нужно не объемом цилиндра, то есть камеры сгорания, а ее наполняемостью горючей топливно-воздушной смесью. Техническая возможность реализовать все это появилась уже в 1910 году, но пути реализации разошлись. Понятно, что для того, чтобы заставить смесь в большем количестве поступать в камеру сгорания, необходимо принудительное давление воздуха. Тогда и стали использовать атмосферный наддув.

Это своеобразная система труб разного сечения, в которую во время движения автомобиля попадает встречный воздух. За счет геометрии и изменения сечений труб, давление повышалось, и наполняемость камеры сгорания смесью воздуха и топлива улучшалась. Как следствие, росла и мощность. Но этого было недостаточно, поэтому, немного позже появился механический наддув. Его конструкция представляла собой воздушный компрессор, приводимый в движение от ДВС, как правило, с помощью шкива и клиноременного ремня.

Система эта используется и сейчас, но еще позже она трансформировалась в совершенно другой нагнетатель типа Рутс. Это совсем другая история и трогать его сегодня мы не станем. Механика механикой, но в 1905 году Альфред Бюхи изобрел и запатентовал совершенно новый вид наддува, который перевернул понятия о мощности ДВС.

С его помощью Бюхи увеличил мощность двигателя на 120%, а устройство называлось турбонаддув.

Принцип работы турбонаддува

Принцип работы турбонаддува заключается в том, что нагнетатель приводится в действие не механическим путем, не под воздействием атмосферного давления, а за счет энергии отработанных газов. И энергии этой достаточно много, поэтому и считалось, что КПД двигателя внутреннего сгорания катастрофически низок. Устройство турбонагнетателя простое — на одном валу жестко закреплены две турбины. Одна из них помещена в зону вывода выхлопных газов, а вторая во впускной коллектор. Получается, что выхлопные газы, приводя в движение первую турбину, вращают вторую, которая поднимает давление на впуске мотора, создавая избыточное нагнетание от 40 до 80%.

В результате наполняемость цилиндров горючей смесью увеличивается вдвое, как следствие, мощность мотора увеличивается на 30-50% в зависимости от оборотов двигателя. КПД двигателя выросло, мощность выросла, но конструкция оставалась непобедимой для технологов. Вплоть до 70-х годов прошлого века турбонагнетатель не мог быть использован на серийных автомобилях. Слишком ненадежный и капризный получился агрегат.

Элементы системы турбонаддува

Любой двигатель, который оборудован  турбонаддувом, имеет очень хороший показатель по литровой мощности и по расходу топлива. То есть, с определенного литража мотора с наддувом, снимается гораздо большая удельная мощность, чем с мотором без наддува. В связи с тем, что через турбину и через впускной коллектор проходит гораздо большее количество воздуха и на большей скорости, сама по себе турбина греется довольно быстро и сильно. Поэтому обязательным компонентом турбонаддува является интеркулер — система охлаждения нагнетаемого воздуха. Чем воздух будет прохладнее при попадании в камеру сгорания, тем эффективнее будет проходить процесс горения. Это, во-первых, а во-вторых, при сильном перегреве головки блока цилиндров есть опасность получить детонацию.

Главными элементами системы турбонаддува остаются:

• турбина и интеркулер;
• клапан контроля давления;
• перепускной клапан, который отводит газы от турбины, если дроссель закрыт;
• балансировочный клапан, который позволяет стравливать избыточное давление;
• корпус турбины;
• воздушные и масляные патрубки.

 Установка турбонаддува на ВАЗ своими руками

В связи с этим, существует непреодолимое желание поднять мощность отечественных автомобилей именно с использованием турбонагнетателя. Больше скажем, это вполне возможно, только рентабельность и целесообразность этой затеи под большим сомнением. Обратимся к цифрам, чтобы не быть голословными.

Нам ведь не нужен двигатель, который будет работать только на высоких оборотах? Мы же хотим получать удовольствие и от вождения не только на гоночном треке на своей шестерке или ВАЗ 2107? Тогда придется в корне переделывать весь двигатель. И вот почему. Турбированные двигатели Subaru WRC или Mitsubishi Evolution начинают работать уже с 2000 оборотов в минуту, то есть их объем таков, что необходимое давление турбины должно обеспечить нормальное сгорание 10-12 кг воздуха в минуту для того, чтобы на выходе получить 210-240 сил. Полуторалитровый мотор ВАЗ, любой конструкции, будь то 2103 или 21093, потребует сумасшедшего давления в камере сгорания, чтобы выдать высокий крутящий момент хотя бы на средних оборотах.

«Сумасшедшее давление», значит примерно 2 бара. Это при условии адекватной подачи топлива, которое обеспечило бы сгорание 12 кг воздуха в минуту. Естественно, что полуторалитровый мотор, тем более с хиленькими ВАЗовскими комплектующими, на такое не способен, а значит, прирост в крутящем моменте будет на уровне 3-7%. На лошадиных силах это скажется примерно в том же диапазоне. Следовательно, турбонаддув на ВАЗ поставить можно. Но толку от этого не будет никакого, или же нужно полностью менять все характеристики двигателя, начиная от степени сжатия, заканчивая объемом двигателя и конструкцией ГРМ и питания.

Турбонаддув на дизельных моторах

Производители дизельных двигателей сразу взяли в оборот турбонаддув совсем не зря. Характеристики работы дизельного двигателя идеально подходят для турбокомпрессора. Дизель имеет высокую степень сжатия, и как следствие, низкую температуру сгорания топлива. Относительно низкую. Поэтому и выхлопные газы у него намного холоднее, чем у бензинового мотора.

Первыми применили турбину на дизельном моторе в серийном автомобиле МВ 300 SD, а вслед за ним появился Фольксваген Турбодизель. Фольксвагеновский турбодизель произвел революцию в двигателестроении, потому что поднял мощность дизеля на уровень бензинового мотора, а расход топлива удалось на несколько процентов понизить.

Поэтому, если планировать устанавливать турбонаддув своими руками, логичнее было бы использовать для этого именно дизельный двигатель, а не бензиновый. Эффективность будет выше, расход топлива меньше и ресурс не так пострадает, как при установке наддува на бензиновый мотор из-за разницы в температурных режимах. Подбирайте наддув правильно, не превышайте допустимого давления, и удачных всем дорог!

Читайте также Как выбрать компрессор автомобильный

17 Самодельные чертежи ветряной турбины для возобновляемой электроэнергии

Ветряная турбина является одним из основных элементов возобновляемой энергии и предоставляется бесплатно. Соберите свой ветряной генератор и сэкономьте до 80 % на счетах за электроэнергию. Знание того, как делать солнечные батареи или ветряные турбины для автономной жизни, является огромным преимуществом для самодостаточного образа жизни. Вы можете собирать его от солнца или ветра или использовать геотермальную энергию, и вам не нужно платить коммунальным службам за услугу — вы используете то, что собрали. Итак, если вы, как и я, ищете чистый, экологичный способ обеспечить электроэнергией свой дом или заработать немного денег, Ветряк своими руками — правильный выбор. Эти чертежи ветряных турбин своими руками отлично подходят для изучения возобновляемых источников энергии и помогают сократить расходы на электроэнергию. Эти планы помогут вам шаг за шагом построить ветряную турбину и начать вырабатывать электроэнергию уже сегодня!

Эти чертежи ветряных турбин своими руками помогут вам сократить счета за электроэнергию за счет производства возобновляемой энергии ветра. Если вы хотите жить вне сети или зарабатывать немного больше денег на выходных, эти планы включают в себя все, что вам нужно для построить небольшой ветряк . Эти планы включают пошаговые инструкции, и их легко создать с нуля. Никакого предыдущего опыта или навыков не требуется, и они отлично подходят как для начинающих, так и для опытных строителей. Вам не нужны какие-либо предварительные знания в области машиностроения, чтобы начать работу с этими чертежами ветряных турбин своими руками . Вы будете производить электроэнергию в кратчайшие сроки!

Сборка ветряной турбины — отличный способ получить практический опыт с системы возобновляемой энергии и узнайте об альтернативных источниках энергии. Вы сможете точно увидеть, как работают ветряные турбины , и получить представление о том, что в них входит, чтобы при покупке вы точно знали, что вам нужно. Это может помочь предотвратить дорогостоящие ошибки в будущем при покупке оборудования коммерческого класса или при выборе между различными типами турбин , доступными на рынке сегодня.

Как сделать ветряной генератор дешевле 150 долларов

У меня есть для вас идеальный проект «сделай сам», если вы хотите обеспечить свой дом энергией ветра. Лучший способ использовать бесплатную энергию ветра — использовать ее для производства электроэнергии. В этом руководстве мы научим вас, как построить дешевый ветрогенератор на заднем дворе, который сэкономит ваши деньги и даст вам экологически чистую энергию. Это отличный способ узнать о магнитах и ​​электричестве. Я надеюсь, вам понравится, это будет позитивный шаг к устойчивой Земле.

thekevdog

Самодельный вертикальный автомобильный генератор ветровой турбины

Превратите старые автомобильные генераторы из груды хлама в великолепный ветрогенератор. Эта ветряная турбина своими руками — забавный и простой проект для всех, кто разбирается в механике. Используйте это руководство, чтобы превратить генератор переменного тока из автомобиля в работающий ветряной генератор. Вы сможете начать получать электроэнергию от вашего нового ветряного генератора менее чем за два дня. Лопасти переработаны из муфты вентилятора старой машины и могут спасти ее от превращения в металлолом. В этом наборе «сделай сам» используются стандартные и легкодоступные детали, что обеспечивает максимальную эффективность и простоту.

motherearthnews

Это отличный проект для тех, кто хочет генерировать электричество с помощью ветра и создавать дома красивые произведения искусства. Он идеально подходит для людей с ветреной территорией заднего двора, такой как гора, холм или даже ветреный городской балкон. Эта турбина может питать свет и другую электронику для вашего кемпинга, если вы любите походы и кемпинг. Самое приятное в создании вертикального ветрогенератора заключается в том, что эта конструкция берет многие из ваших старых бытовых приборов и перерабатывает их во что-то новое и ценное!

инструкции

Схема ветряной турбины своими руками

Ветряные генераторы — отличный способ уменьшить углеродный след, сделав дом самодостаточным. Тем не менее, некоторые беспокоятся о строительстве ветряной турбины, потому что считают, что это будет слишком дорого. С этим руководством по сборке вам не придется об этом беспокоиться! Если у вас дома завалялся какой-нибудь металлолом, возможно, вы сможете построить этот ветряк своими руками бесплатно! Благодаря этому проекту вы сэкономите деньги на строительных материалах, максимально используя доступную энергию ветра и помогая сохранить окружающую среду! Учащиеся с минимальными навыками строительства могут заняться возобновляемыми источниками энергии, соорудив эти ветряные турбины своими руками.

greenterrafirma

Переработка велосипеда Ветряная турбина «сделай сам»

Эта ветряная турбина похожа на парусную лодку, на сборку и ремонт которой не тратятся годы. Для этого требуются небольшие усилия и несколько инструментов. Построенный из выброшенных велосипедных деталей, он может быть собран за выходные и имеет мощность от 100 до 300 Вт. В этой ветряной турбине, сделанной своими руками, используются старые велосипедные детали и выброшенный алюминий, чтобы создать работающую и недорогую альтернативу электричеству от сети. Он использует простые инженерные принципы для создания мощной турбины, которая может обеспечить энергией все, от электронных устройств до небольших бытовых приборов. Это идеальный проект, который поможет вам сэкономить деньги, а также поможет планете. Разработанный, чтобы быть недорогим, простым в сборке и экологически безопасным, вы захотите начать создавать его прямо сейчас!

makezine

Большой ветряной генератор своими руками

Этот большой проект ветряного генератора своими руками содержит подробные пошаговые инструкции по сборке и установке ветряного двигателя. Конкретная модель, описанная ниже, предназначена для использования в общественных местах, где несколько человек хотели бы производить электроэнергию для своих домов или предприятий. Чтобы этот проект увенчался успехом, вы должны разместить его на высокой башне и убедиться, что ваша местная коммунальная компания заинтересована в покупке дополнительной электроэнергии, вырабатываемой вашим проектом домашней ветряной турбины. Эта конструкция отлично подходит для использования на ветряных электростанциях, где население получает электроэнергию от ветряных турбин.

velacreations

Ветряная турбина Easy DIY

Эта ветряная турбина станет отличным вариантом, если вы любите делать вещи своими руками. Этот ветрогенератор своими руками можно легко сделать дома с меньшим количеством источников. Сделайте эту забавную ветряную турбину дома, используя несколько труб из ПВХ и распечатанные на 3D-принтере детали. Ветрогенератор использует магниты и медную проволоку для производства электроэнергии. Наклоните хвост турбины в направлении ветра для выработки электроэнергии — нет необходимости устанавливать какие-либо внешние провода или электронику. Эта ветряная турбина может генерировать электричество за счет механической силы ветра, ее легко построить и обслуживать. Его также можно использовать как игрушку для дома и как источник энергии.

инструкции

Домашняя ветряная турбина 17 футов

Самодельная ветряная турбина позволяет вам построить ветряной генератор, который будет питать ваш автономный дом или бизнес. 17-футовая домашняя ветряная турбина своими руками идеально подходит для тех, кто хочет сделать свои ветряные турбины, потому что в ней есть все необходимое в одной коробке. Это отличное дополнение к вашему дому. Он обеспечит питание ваших бытовых нужд и сократит расходы за счет питания электроприборов и электрических устройств на ходу. Он прочный, долговечный и простой в установке. Сделайте свой сегодня!

otherpowe

Вы также можете посмотреть: Схемы электрических велосипедов своими руками

Как построить ветряную турбину для школьного проекта

Вы ищете способ генерировать энергию? Эта ветряная турбина «Сделай сам» заимствовала дизайн и функции у осы. Небольшой и легкий размер позволяет легко брать эту самодельную ветряную турбину с собой в транспортное средство для отдыха и лодку. Эту мини-ветряную мельницу легко хранить и перевозить в доме на колесах, лодке или в багаже. Это также здорово, если вы хотите добавить солнечные фонари. Отлично подходит для использования в отдаленном кемпинге. Не позволяйте маленькому размеру обмануть вас; эта турбина может генерировать достаточно энергии, чтобы обеспечить вас всем необходимым, когда вы отключаетесь от сети.

инструкции

Вертикальный ветряной двигатель своими руками

Создайте свой собственный вертикальный ветряной двигатель своими руками, чтобы использовать энергию ветра для своего дома, лодки или транспортного средства для отдыха с помощью этого плана. Эту ветряную турбину своими руками легко сделать, и она будет генерировать 50 Вт энергии. Вертикальная форма позволяет ему ловить ветер, что делает его идеальным для вашей хижины или кемпинга. Лопасти турбины созданы из разрезанной пополам трубы ПВХ. Посетите данную ссылку для получения инструкций и советов о том, как завершить этот проект. Такая конструкция легкая и не потребует огромных вложений в материалы. Перерабатывайте старые материалы по всему дому, и вы готовы к работе.

greenterrafirma

Самодельный ветряной генератор

Создание самодельного ветряного двигателя — увлекательный и дешевый способ использовать энергию ветра. Вы можете использовать эти самодельные ветряные турбины для выработки электроэнергии в качестве небольшой части энергоснабжения вашего дома или сада или в качестве забавного проекта. Эта самодельная ветряная турбина — отличный способ обеспечить безопасность и эффективность вашего дома. Этот продукт помогает вам использовать ветер, поэтому его можно использовать в качестве альтернативного источника энергии, когда батарея разряжается. Он функционален, безопасен и экономичен. Это практичный способ сократить счета за электроэнергию, и вам не нужно быть инженером, чтобы сделать это!

mdpub

Как сделать мини-ветряк, вырабатывающий электричество

https://youtu.be/ZNDG7pOhoSEВидео не может быть загружено, так как отключен JavaScript: Как я сделал мини-ветряк HAWT (https://youtu.be /ZNDG7pOhoSE)

Вам не нужно быть экспертом в строительстве, чтобы сделать свой дом или офис более экологичным. Вы можете построить эти ветряные турбины, установить их на своем заднем дворе и посмотреть, как они работают на вас. Он отлично подходит для проверки ваших навыков, прежде чем переходить к более сложным сборкам, но он также достаточно мощный и эффективный, чтобы его можно было использовать для различных небольших проектов. Эта ветряная турбина, сделанная своими руками, — отличный проект для вас, чтобы узнать о возобновляемых источниках энергии. Соберите детали, закрепите двигатель постоянного тока хомутами и подсоедините гребной винт. Убедитесь, что ваша турбина обращена к ветру (направление по вашему выбору), закрепите ее на месте и наслаждайтесь!

Ветряная турбина Теслы

Соберите ветряную турбину Теслы, следуя этой простой идее «сделай сам». Узнайте, как построить самую мощную ветряную турбину менее чем за 20 долларов, используя только переработанные детали. Приложив немного усилий, вы сможете производить мощность около 3000 Вт в течение часа! Этот DIY-проект веселый, познавательный и очень полезный. С помощью этой турбины Тесла, сделанной своими руками, вы можете бесплатно питать свой дом, не покупая электроэнергию из внешнего источника. Приложив немного усилий и несколько долларов, вы можете генерировать достаточно энергии для питания всего дома при использовании в сочетании с фотогальваническими панелями.

инструкции

Ветряная турбина своими руками с потолочным вентилятором

https://youtu.be/R8ykPkzupQYВидео не может быть загружено, так как отключен JavaScript: Обновление ветряной турбины своими руками (https://youtu.be/R8ykPkzupQY)

Узнайте, как построить свой ветряк прямо дома! Этот ветряк, сделанный своими руками, очень эффективен и может работать в течение длительного времени. Он работает с переработанными деталями потолочного вентилятора и может генерировать до 200 Вт электроэнергии. Этот ветряк — отличный способ построить ветряк дома. Вы можете сделать этот проект своими руками, используя переработанный потолочный вентилятор или любые другие лопасти, пропеллер, электродвигатель и материалы корпуса. К лопастям и корпусу должен быть прикреплен электродвигатель (например, лучшие двигатели для ветряных турбин своими руками), заставляющий его вращаться, когда вокруг него дует ветер. В этом проекте мы собрали старые потолочные вентиляторы из магазинов и собрали из них небольшой ветряк своими руками.

hackaday

План ветряной турбины своими руками

Учащиеся с минимальными навыками строительства могут заняться возобновляемыми источниками энергии, построив эти ветряные турбины своими руками. Для взрослых нет лучшего способа узнать о возобновляемых источниках энергии, чем построить эти простые в сборке конструкции ветряных турбин своими руками из переработанных материалов. Ветер — это чистый возобновляемый источник энергии, который может питать дома и предприятия. Но современные ветряные турбины стоят слишком дорого для большинства людей. Он сделан из переработанных материалов, таких как картон и пластиковые бутылки, что делает его дешевым и простым в изготовлении. Экономьте деньги, экономьте энергию и создайте свой источник энергии с помощью этих замечательных ветряных турбин, сделанных своими руками!

engineeringforchange

Проект ветряной турбины мощностью 400 Вт

Энтузиасты-любители могут создавать чистую энергию с помощью этого набора для ветряной турбины. Турбина может питать все, что работает от сети переменного тока 110 В, включая зарядные устройства, фонари и другие мелкие бытовые приборы. С помощью прилагаемого крепежного оборудования вы можете использовать эту ветряную турбину с башней или без нее. Это отличный проект для тех, кто хочет быстро и легко построить дома ветряк. Это весело, но вы можете приобрести ценные навыки по пути — и это может даже начать окупаться!

инструкции

Создание вертикальной ветряной турбины

Если вы хотите взять на себя ответственность за свои счета за электроэнергию, попробуйте эту самодельную конструкцию ветряной турбины с вертикальной осью (VAWT), которая может помочь уменьшить ваши счета за коммунальные услуги. Помогите окружающей среде и создайте свое электричество, используя энергию ветра. Это весело делать в небольших масштабах по сравнению с большими коммерческими ветряными турбинами, но с аналогичными результатами. Эта ветряная турбина, сделанная своими руками, основана на конструкции, используемой в больших мощных ветряных турбинах, построенных профессионалами. Вы можете использовать его для выработки электроэнергии или помочь сократить ежемесячные счета за коммунальные услуги, и вы можете получить или купить все прямо здесь, чтобы сделать это из недорогих деталей.

greenoptimistic

Тормозной диск диаметром 9 футов Ветряная мельница

Эта страница о нашем старом проекте. Мы храним ВСЕ наши проекты в Интернете для всех, кому это интересно… но мы больше не реализуем многие из этих старых идей. Прежде чем начать этот проект, пожалуйста, проверьте нашу главную страницу Wind Power, чтобы найти похожие, более свежие проекты. Они будут вверху списка и помечены тегом «активный проект». Если у вас есть какие-либо вопросы о том, что актуально, а что нет, или почему мы больше не работаем над определенными проектами, сначала ознакомьтесь с нашей страницей «Эволюция ветряных турбин», где вы найдете подробную историю того, как наши проекты изменились за эти годы. Вы также можете написать нам по электронной почте, и мы сообщим вам, насколько позволяет объем нашей электронной почты… сначала проверьте страницу Evolution.

И обязательно ознакомьтесь с нашей книгой Homebrew Wind Power для получения дополнительной информации о малой ветроэнергетике!

Эта страница представляет собой дневник моего последнего эксперимента с ветряной турбиной, проведенного в мае 2003 года. Хотя он немного сложнее, он содержит некоторые значительные улучшения по сравнению с турбинами с тормозными дисками, которые я делал в прошлом.

Para Español, перевод Хулио Андраде.

Это то, с чего я начал. Это передняя стойка, тормоз и колесо в сборе от Volvo 240. Запчасти Volvo хороши, и, поскольку они заднеприводные, этот передний узел прост и недорог, его можно найти на свалке. Они также производили эти автомобили около 20 лет, поэтому запчасти легко найти. Volvo — несколько тяжелые автомобили, поэтому подшипники большие, а тормозные диски больше в диаметре, чем у большинства.

Выше показаны важные детали. Шпиндель и опорная труба составляют основную раму ветряной турбины. Лезвие привинчивается к передней части тормозного диска, где обод крепился к машине. Этот статор, показанный ниже, заменит опорную пластину, которая раньше закрывала заднюю часть тормозного ротора. Конечно машина будет использовать ступицу колеса, и крепкие ступичные подшипники от автомобиля. Я внимательно осматриваю использованный подшипник, очищаю его и снова смазываю. Обычно в прошлом я использовал тот же тормозной диск, который шел в сборе. В этом случае я заметил, что передние тормозные диски от Volvo 740 (более тяжелой машины) были на целый дюйм больше в диаметре (11 дюймов) и подходили к той же ступице колеса, поэтому я приобрел тормозной диск большего размера. 740 для этого проекта. При разборке этих стоек важно учитывать, что пружина находится под некоторым напряжением! Следует сжать и зажать пружину.

Эта ветряная турбина имеет систему закручивания, благодаря которой при сильном ветре генератор переменного тока и лопасти поворачиваются в сторону от ветра и защищают себя от превышения скорости. Для этого хвост должен подняться. Вес хвоста в конечном итоге определяет, когда машина сможет сворачиваться. Кажется, это самая популярная система закрутки на небольших домашних пивоваренных машинах, и идея была усовершенствована Хью Пигготтом из Scoraig Wind Electric. Посетите его сайт или www.windstuffnow.com, чтобы узнать, как работает эта система. В этом случае центр генератора находится примерно на 4 дюйма в сторону от центра мачты. Я сделал это, отрезав трубку стойки примерно в 4 дюймах от оси колеса и приварив ее к стороне оставшейся трубы под некоторым углом. Хвост будет вращаться над трубой диаметром 1 дюйм, которая приварена к узлу под углом около 20 градусов к мачте.

Выше другое изображение той же сборки.

Хвост показан выше. На самом деле, когда я приступил к тестированию, хвост оказался слишком маленьким и слишком легким. В итоге я сделал его немного больше. Конец, который крепится к ветряной турбине, представляет собой короткий отрезок трубы диаметром чуть больше, чем ось диаметром 1 дюйм, которая приваривается к основной раме ветряной мельницы.

Выше показана основная рама с установленным хвостовым оперением. Я покрасил металлический каркас зеленой эпоксидной эмалью, чтобы предотвратить ржавчину и сохранить внешний вид как можно лучше.

Хотя, возможно, это и не обязательно, я люблю немного срезать заднюю часть тормозного диска от внутреннего диаметра, почти полностью до внешнего края, но не совсем. Это оставляет край высотой около 1/16 дюйма, который улавливает магниты, помогая удерживать их. Это также оставляет красивую чистую плоскую поверхность. Так как магниты также будут склеены и удерживаться полиэфирной смолой, важно после резки очистить их и убедиться, что на них нет масла и железа, чтобы смола хорошо держалась.

На фото выше показаны магниты, которые я использовал. Эта машина имеет 12 магнитов, каждый имеет диаметр 1,8 дюйма и толщину 1 дюйм.

Магниты ложатся на тормозной диск таким образом, что противоположный полюс каждого из них обращен вверх, как и полюс рядом с ним. Чередование Северного и Южного полюсов по всему диску. Я вдавливаю магниты до упора в край, который я вырезал, и размещаю их примерно на глаз. Затем я использую прокладки (игральные карты) и хожу по кругу, чтобы они были на идеальном расстоянии друг от друга. Пространство между магнитами здесь составляет около 1/2 дюйма (или точно толщина 49 мм).играя в карты).

Я думаю, что утечка (магнитное поле, которое передается от магнита к магниту, прежде чем оно сможет пройти через катушки) между этими магнитами толщиной 1 дюйм значительна. Большее расстояние между ними уменьшит это, также возможно, что более тонкие магниты (например, 1/2 дюйма) могут работать так же или даже лучше. Когда магниты расположены равномерно, я обернул лентой (клейкой лентой) внутреннюю и внешнюю части тормозного диска так, чтобы край торчал примерно на полдюйма, создавая дамбу или полость, в которую я мог бы налить полиэфирную смолу для клея. магниты вниз и оставить пространство между ними. Хотел бы я сфотографировать это.

Я сделал простую ручную моталку.

Я проверил множество форм и размеров катушек. Многое работало, но после множества тестов и нескольких хороших советов я остановился на этой клиновидной катушке. Катушки намотаны проводом AWG 14, и каждая катушка имеет 60 витков. Их толщина составляет 3/8 дюйма, а ширина (я ее никогда не измерял) такова, что на 4 магнита помещается ровно 3 катушки. В отличие от прошлых машин, которые я делал, которые были однофазными, эта трехфазная. Эта установка, кажется, выжимает немного больше мощности из того же магнитного ротора, а также предлагает некоторые преимущества в снижении потерь в линии. Генератор также будет работать более плавно, как 3-фазный, что означает, в основном, меньшую вибрацию. Поскольку магнитов 12, мне нужно 9.из этих катушек и 3 катушки будут соединены последовательно, чтобы составить каждую фазу.

Внутренняя часть катушки покрыта воском (я использовала мелки), чтобы к ней не прилипал клей. После того, как катушка намотана и верхняя часть снята с намотки, я наношу на катушку тонкий вязкий цианоакрилатный «суперклей» и распыляю на нее ускоритель, который мгновенно затвердевает клей. Это делает очень твердые, прочные катушки, которые нелегко разобрать.

На фото выше катушки и магнитный ротор (магниты еще не приклеены, на самом деле я так и не приклеил их до самого конца и так и не сфотографировал).

Я сделал форму из ДСП. Круг имеет диаметр 14 дюймов, и я разделил его на девять частей и нарисовал линии, чтобы знать, где размещать катушки. Верх формы – это вырез снизу. Форма имеет толщину 1/2 дюйма. Я намазала форму воском, чтобы смола не прилипала к ней. Как только я размещу катушки и залью смолу, верхняя часть будет зажата, а провода от каждой катушки будут торчать из края, так что вся проводка будет сделана позже.

Я вырезал два диска из стекловолокна диаметром около 14 дюймов. Я положил один на дно формы перед размещением катушек. Затем я наношу тонкий слой полиэфирной смолы. Затем я ставлю каждую катушку на свое место. Я позаботился о том, чтобы каждая катушка располагалась одинаково. Другими словами… когда катушка выходит из наматывающего устройства, у нее есть верхняя и нижняя стороны. Я убедился, что они все одинаковые, так что внутренний провод катушки (начало) и внешний провод (конец) выходят одинаковыми для каждой катушки. Хотя это и не является абсолютно необходимым, в дальнейшем это значительно упрощает проводку. После того, как все катушки были размещены, я заполнил форму полиэфирной смолой, смешанной с тальком (детским) порошком. Порошок заставляет смолу идти дальше и делает вещи немного прочнее. Как только форма была заполнена, я положил еще один диск из стекловолокна сверху и залил немного чистой (без порошка талькома) смолы. Я зажал верхнюю часть формы так, чтобы провода торчали наружу.

Причина появления красной и зеленой катушек просто в том, что у меня закончился магнитный провод! Зеленый материал — это сверхвысокотемпературный провод, рассчитанный примерно на 400 градусов по Фаренгейту, а красный — меньше, но он будет работать нормально.

Через пару часов я открыл форму, и статор изображен выше.

На изображении выше видно, как центр статора просверлен так же, как и опорная пластина. Центральное отверстие должно быть немного больше (2,5 дюйма), чтобы в него поместилась нижняя часть ступицы колеса. Форму можно было изменить, чтобы оставить это отверстие в статоре, и это сэкономило бы немного смолы, но было легко использовать кольцевую пилу, а смола дешева. На прошлых машинах, которые я делал, задняя часть статора была из фанеры, и стальные ламинаты (которые помогают проводить магнитное поле через катушки) были вклеены в фанеру. Катушки были приклеены поверх ламината, а фанера прикручена к раме ветряной турбины. Проблема, с которой я столкнулся, заключалась в том, что ламинаты выдергивались из фанеры очень сильными магнитами. В этой машине ламинаты будут отдельной частью, которая просто лежит (застревает только под действием магнитов) позади статора. Или, с меньшим и более быстрым винтом, он, вероятно, будет отлично работать без ламинатов вообще.

На изображении выше показан статор, прикрепленный болтами к машине. У меня также есть ступица колеса здесь. Вы можете видеть, как шпильки (где раньше шли гайки) были заменены более длинными (длиной 7 дюймов) кусками цельной резьбы 1/2 дюйма. Шпильки запрессованы и легко выбиваются молотком. Вся резьба удерживается гайками с каждой стороны, а затем с каждой стороны используется еще одна гайка, чтобы удерживать магнитный ротор на нужном расстоянии, чтобы магниты проходили очень близко (около 1/8 дюйма) к статору.

Наверху вся машина начинает собираться, так что я могу подключить и проверить генератор. Я использовал 6 латунных болтов для крепления столбов, чтобы соединить 3 фазы. Мое намерение с этим генератором состояло в том, чтобы подключить его в дельте.

Здесь видно, как ламинаты просто «прилипают» к статору при включенном магнитном роторе. Это удобно, потому что ламинаты легко снять перед снятием магнитного ротора! В противном случае может быть трудно вытащить магнитный ротор, когда ламинаты встроены в статор. Конечно, эта конструкция с довольно толстыми катушками и съемными ламинатами означает, что у меня довольно большой воздушный зазор (расстояние от магнитов до ламинатов). Прошлые машины, которые я сделал, могли иметь гораздо более тонкие катушки и, вероятно, немного лучше использовать магниты.

Ламинаты, которые я использовал здесь, на самом деле представляют собой рулон очень хорошей кремниевой стали, который я получил от Эда на Windstuffnow.com. Также зайдите туда, чтобы получить много полезной информации обо всех аспектах строительства и проектирования небольших ветряных турбин.

Возможно, не обязательно, но я вклеил стальные ламинаты в фанерное кольцо, чтобы с ними было легче обращаться и чтобы предотвратить коррозию.

Здесь машина довольно закончена, за исключением опоры. На данный момент у меня около 20 часов работы над проектом, если не считать беспорядка, который мне придется убрать позже.

Я сделал лезвия из дерева шириной около 8 дюймов и толщиной 1,5 дюйма. Каждое лезвие начиналось с 5 футов в длину для 10-футовой опоры. Здесь вы можете видеть, что я вырезал форму для одного реквизита. Затем я использовал его в качестве шаблона и вырезал остальные, чтобы соответствовать.

Это простые лезвия (как обычно у меня…). Кончики имеют наклон около 4 градусов, а середина лезвия около 6 градусов. Оттуда он становится все круче и круче, пока угол не достигает толщины доски возле корня опоры. Аэродинамический профиль спроектирован таким образом, чтобы «выглядеть как аэродинамический профиль», и самая толстая часть аэродинамического профиля находится примерно на 1/3 пути назад от передней кромки к задней кромке.

Вероятно, он работал бы лучше, если бы я разработал его «правильно». У Хью Пиггота есть полезная информация об этом на его веб-сайте здесь, а Эд из windstuffnow.com предлагает отличное программное обеспечение, которое вычисляет все это для вас!

Я видел несколько коммерческих станков с очень простыми неконическими, нескрученными (с прямым шагом) лезвиями, которые прекрасно работают, поэтому меня вдохновляет стремление к простоте.

Прежде чем приступить к какой-либо резьбе, я вырезал один паз с помощью торцовочной пилы в точке, где угол лезвия наиболее крут. Это гарантия того, что я не испорчу область втулки лезвия складным ножом, если совершу ошибку или расколю древесину.

После посещения семинара Хью этой весной… складной нож занял первое место в моем списке любимых инструментов. Очень быстро и очень точно. Зубило не понадобилось, для отделки использовались только электроинструменты. Я быстро набросал всю опору, а затем закончил ее с помощью рубанка и ленточной шлифовальной машины.

Верх одного лезвия готов.

Здесь вы можете увидеть аэродинамический профиль и заднюю часть винта.

Я закруглил кончики, чтобы они выглядели красиво, хотя позже, при тестировании, я отрезал их, так как опора была слишком большой и немного медленной.

Лопасти зажаты между двумя фанерными дисками и скреплены тоннами винтов. В прошлом я использовал здесь клей, но решил не делать этого в этот раз, думая, что винтов, наряду с сильным сжатием, которое происходит, когда опора прикручена болтами, будет достаточно. Таким образом, если мне когда-нибудь понадобится заменить одно лезвие, это будет легко.

На фото выше она в значительной степени закончена на носу моего грузовика для тестирования. Когда я делаю это, у меня есть аккумулятор в грузовике на полу, несколько выпрямителей и счетчики, чтобы я мог получить приблизительное представление о том, сколько он заряжается на определенных скоростях. Это также позволило мне протестировать установку закрутки. В первом тесте было ясно, что хвост недостаточно большой или тяжелый, так как он не двигался по ветру и начал закручиваться на скорости около 15 миль в час. На следующее утро я немного увеличил размер хвоста и сделал его из более толстого дерева. Как и сейчас — хвост находится примерно в 36 дюймах от машины, и его площадь составляет около 4 квадратных футов. Он работает достаточно хорошо, хотя немного больше может быть лучше. Я оставляю все как есть, потому что моя башня не такая прочная, и я хочу, чтобы она сворачивалась раньше.

Это большое улучшение по сравнению с прошлыми машинами, главным образом тем, что он вращается практически без ветра, а малейший ветерок быстро и бесшумно раскручивает его до скорости зарядки. Прошлые машины, которые я сделал, не запускались, пока не увидели ветер со скоростью 10 миль в час, а затем им требовалось некоторое время, чтобы раскрутиться, поэтому они были не такими отзывчивыми. Причины этого улучшения: хороший материал ламината, который я получил от Эда, винт с 3 лопастями и плохой (широкий) воздушный зазор (эти ламинаты не видят близко к напряженности магнитного поля, как другие, которые я сделал). Он всегда крутится, даже в безветренный день, и, кажется, делает усилителя или два на скорости 7 миль в час. На скорости 10 миль в час он заряжается 12 вольт на 8-10 ампер. На 15 милях в час я вижу около 15, а на 20 милях в час он потребляет 30 ампер и только начинает сворачиваться. На скорости 25 миль в час он разворачивается почти наполовину и потребляет около 35 ампер, а на скорости 30 миль в час он разворачивается более чем наполовину и заряжается около 45 ампер. Я считаю, что мощность, которую я получу от этого при очень слабом ветре, значительно возрастет и докажет, что он намного лучше производит, чем другие, которые я сделал, некоторые из которых на самом деле имели более мощные генераторы переменного тока.

В одном тесте я немного утяжелил хвост. Хотя он все еще был немного повернут против ветра, он производил около 60 ампер на скорости 30 миль в час. Итак, если я добавлю вес к хвосту, он будет производить гораздо больше, но в этом случае нагрузка на мою башню будет меньше. Я также думаю, что большая часть мощности, которую я увижу от него, будет при ветре ниже 20 миль в час, так что это область, о которой я беспокоюсь.

Выше показано, как мы тестируем их на грузовике. Нажмите здесь, чтобы посмотреть краткий фильм об испытании грузовика!

На этом фото я привязываю его, чтобы нам было легче перемещаться по деревьям на подъездной дорожке к дому.