Magnetgenerator från hdd. Hur man monterar ett vindturbin från tre hårddiskar och en pump från en tvättmaskin. Hur man gör en vindturbin från PET-flaskor med egna händer

Vi fortsätter att återvinna plastflaskor. Jag föreslår att överväga tillverkningen av en vertikal roterande väderkvarn från fyra flaskor. Den använda rotationsenheten kan vara en generator av svaga strömmar eller en utmärkt vindhastighetssensor för en hemmagjord vindmätare. Bilder och videor av väderkvarnen visas. Monteringsschemat är detaljerat nedan.

Hur man gör en vindturbin från PET-flaskor med egna händer

1. Nödvändiga verktyg: termisk pistol, sax, borr, kniv och skruvmejsel. Material som används: fyra identiska PET-flaskor med lock på 0,2 till 2 liter vardera, en hårddiskmotor, en plastburk för vitaminer, en gammal sifon för handfat och en trästolpe av önskad längd.

2. Demontering av datorns hårddisk övervägs. För att fungera behöver du en motor och en overheadplatta för att fixa en skiva pannkaka med fästelement. Fästelementen kan vara för en stjärnskruvmejsel, men oftare för en asterisk.

3. Vi börjar arbetet med den mest mödosamma och kritiska enheten - installation av rotationsenheten i locket på burken från under vitaminerna. För att göra detta skärs ett hål i plastlocket på burken med en kniv under änden av motorn strikt symmetriskt med dina egna händer.

Motor Jar Lock Hål

4. På overheadremsan markerar vi monteringshålen och borrar dem.

5. Installera rotationsenheten i locket.

Hål är markerade Rotationsnoden är fixerad

6. Vi markerar burken i fyra sektorer och limmar fyra lock symmetriskt med en väluppvärmd termisk pistol. Limmet appliceras generöst på locket och locket limmas på rätt plats. Det ska inte finnas några etiketter på burken, och det är lämpligt att rengöra limställena med en smärgelduk.

7. Skruva fast PET-flaskorna i korkarna och markera utskärningarna i burken med en permanent tuschpenna. Skårornas läge bestämmer väderkvarnens rotationsriktning. Utskärningarna ska vara på sidan som visas på bilden, det vill säga när väderkvarnen roterar försöker den dra åt locket.

8. Klipp ut flaskorna i tur och ordning och skruva omedelbart fast dem. Vi skruvar fast burken i locket - den hemgjorda väderkvarnen är klar. Det är användbart att kontrollera och vid behov balansera hjulet med en bit plasticine.

Omslagen är limmade

9. Frågan om att installera vindkraftverket orsakade till en början svårigheter, men löstes oväntat helt enkelt. Tumstandarden för hårddisken och sifonen från diskbänken visade sig vara densamma, och motorn var perfekt fixerad med en unionsmutter på sifonen, om det behövs kan du lägga till en gummibricka. Före installationen kopplades motorn bort från locket, kopplingsmuttern sattes in och burklocket återmonterades. För att bedöma motorns genereringskapacitet löds ledningar till motorlindningarna.

10. Stavens ände sätts in ordentligt i sifonen och hela strukturen är inställd för testning. Väderkvarnen är ganska känslig och började genast sakta rotera i en stilla vind.

Rotationsnoden är fixerad

Det finns ett sätt att få el helt gratis. Det räcker att göra och installera en vindgenerator på din webbplats. Idag kan sådana traditionella elkällor inte ersättas, men det kommer att lägga till några trevliga procentsatser till hushållets stolta självständighet. Det viktigaste är att du kan "koka" en fullfjädrad generator från bokstavligen vilket gammalt skräp och sopor.

Vi behöver

Först och främst måste du få en pump från en automatisk tvättmaskin. Den används för att pumpa vatten från trumman till avloppet och står allra längst ner. Du behöver också fyra defekta hårddiskar, en lång stolpe för att installera strukturen, många bultar, muttrar, brickor. Slutligen behövs ledningar.

Vad är en pump till för?

Pumpen kommer att användas som själva generatorn som ska generera el. Pumpen består av en rörlig permanentmagnetrotor och en rörlig stator med en U-formad magnetkrets, samt en spole som är fäst vid denna struktur. Rotorn kan enkelt dras ut. Tack vare de nämnda permanenta magneterna erhålls en utmärkt generator från en sådan pump, som kan leverera spänningar upp till 250 V.

Generator tillverkningsprocess

Det är bäst att fästa pumpen med en klämma, som är lättast att göra från stålhörn. De kommer sannolikt att behöva trimmas på lämpligt sätt. I pumpens magnetiska krets kan du säkert göra ett extra hål för mer tillförlitlig fixering. Det är i princip allt som behöver göras i detta skede.

Bladtillverkningsprocess och fastsättning

Vindkraftverksblad kan tillverkas av PVC-rör. För att göra detta, skär den i tre lika delar på längden. Mer "graciösa" element kan då tillverkas av sådana ämnen. På de platser där bladen är fästa, glöm inte att göra lämpliga hål för efterföljande fästning. Det är också nödvändigt att göra ett svansblad av ett liknande material, som kommer att styra generatorn.

Vi fixar bladen på två diskar från hårddisken. Hela svårigheten med detta arbetssteg är att göra hål i skivorna på lämpliga ställen och sedan skruva fast bladen med de förberedda bultarna och brickorna.

Svängknut

En liten men väldigt viktig detalj. En hårddiskmotor kan användas för att skapa en svängningsvinkel. Den har mycket bra lager, och därför kommer detta element perfekt att klara av uppgiften. Det är på detta element som skivan med generatorn kommer att bäras.

Generalförsamling

Nu återstår bara att montera vindgeneratorn, fästa ledningarna på vår stolpe, installera svängelementet på den och även höja och placera "kvarnen" på lämplig plats. Efter avslutat arbete kommer det att vara korrekt att genomföra ett litet test. Vindgeneratorn kommer förvisso inte att ge maximalt 250 V, men resultatet av arbetet kommer ändå att bli trevligt! En detaljerad monteringsprocess kan ses i videon nedan.

Vill du ha ännu fler intressanta och användbara tips till din sommarstuga inför nästa säsong? Vad sägs om att lista ut det och förvandla det till en gårdsnyttig sak.

När jag cyklade förbi sommarstugor såg jag en fungerande vindgenerator:

Stora blad roterade sakta men säkert, väderflöjeln orienterade enheten i vindens riktning.
Jag ville implementera en liknande design, om än inte kapabel att generera tillräckligt med ström för att ge "seriösa" konsumenter, men fortfarande arbeta och, till exempel, ladda batterier eller leverera lysdioder.

Stegmotorer

Ett av de mest effektiva alternativen för en liten hemmagjord vindkraft är att använda stegmotor(ШД) (eng. stegmotor (steg, steg).) - i en sådan motor består axelns rotation av små steg. Stegmotorlindningarna är i fas. När ström tillförs en av faserna, rör sig axeln ett steg.
Dessa motorer är låg hastighet och en generator med en sådan motor kan vara växellöst ansluten till en vindturbin, Stirlingmotor eller annan låghastighetskraftkälla. Med en konventionell (kollektor) likströmsmotor som generator skulle en 10-15 gånger högre hastighet krävas för att uppnå samma resultat.
En egenskap hos shagiken är ett tillräckligt högt startmoment (även utan en elektrisk belastning ansluten till generatorn), som når 40 gram kraft per centimeter.
Effektiviteten hos generatorn med stegmotor når 40%.

För att kontrollera funktionaliteten hos stegmotorn kan du ansluta till exempel en röd lysdiod. Genom att rotera motoraxeln kan du observera lysdiodens sken. LED-anslutningens polaritet spelar ingen roll, eftersom motorn genererar växelström.

En skattkammare av tillräckligt kraftfulla motorer är fem-tums diskettenheter, såväl som gamla skrivare och skannrar.

Motor 1

Till exempel har jag en stegmotor från en gammal 5,25-tumsenhet, som fortfarande var i drift ZX Spectrum- kompatibel dator "Byte".
En sådan drivning innehåller två lindningar, från ändarna och i mitten av vilka slutsatser dras - totalt tas bort från motorn sex ledningar:

första lindningen (eng. spole 1) - blå (eng. blå) och gul (eng. gul);
andra lindningen (eng. spole 2) - röd (eng. röd) och vit (eng. vit);
brun (rus. brun) ledningar - ledningar från mitten av varje lindning (eng. mittkranar).

demonterad stegmotor

Till vänster kan du se motorns rotor, på vilken du kan se de "randiga" magnetpolerna - norr och söder. Till höger finns statorlindningen som består av åtta spolar.
Halvlindningsmotståndet är ~70 ohm.

Jag använde den här motorn i originaldesignen av mitt vindturbin.

Motor 2

Mindre kraftfull stegmotor i min ägo T1319635 företag Epoch Electronics Corp. från skannern HP Scanjet 2400 Det har fem slutsatser (unipolär motor):

första lindningen (eng. spole 1) - orange (eng. orange) och svart (eng. svart);
andra lindningen (eng. spole 2) - brun (eng. brun) och gul (eng. gul);
röd (rus. röd) tråd - stift sammankopplade från mitten av varje lindning (eng. mittkranar).

Motståndet för halvlindningen är 58 ohm, vilket indikeras på motorhuset.

Motor 3

I den förbättrade versionen av vindgeneratorn använde jag en stegmotor Robotron SPA 42 / 100-558 tillverkad i Tyska demokratiska republiken och designad för en spänning på 12 V:

Vindturbin

Det finns två alternativ för placeringen av vindgeneratorns impeller (turbin) - horisontell och vertikal.

Fördelen horisontell(mest populär) plats axeln, som ligger i vindens riktning, är en mer effektiv användning av vindenergi, nackdelen är komplexiteten i designen.

jag valde vertikalt arrangemang yxor - VAWT (vindkraftverk med vertikal axel), vilket avsevärt förenklar designen och kräver inte vindorientering ... Detta alternativ är mer lämpligt för takmontering, det är mycket mer effektivt under förhållanden med snabba och frekventa förändringar i vindriktningen.

Jag använde en typ av vindkraftverk som heter Savonius vindkraftverk. Savonius vindkraftverk). Den uppfanns 1922 Sigurd Johannes Savonius) från Finland.

Sigurd Johannes Savonius

Driften av Savonius vindturbin är baserad på det faktum att motståndet (eng. drag) till det infallande luftflödet - vinden på cylinderns (bladets) konkava yta är större än den konvexa.

Aerodynamiska luftmotståndskoefficienter ( engelsk dragkoefficienter) $ C_D $

tvådimensionella kroppar:
konkav halva av cylindern (1) - 2,30
konvex halva av cylindern (2) - 1,20
platt fyrkantig platta - 1,17
tredimensionella kroppar:
konkav ihålig halvklot (3) - 1,42
konvex ihålig halvklot (4) - 0,38
sfär - 0,5
Dessa värden är för Reynolds-tal (eng. Reynolds siffror) i intervallet $ 10 ^ 4 - 10 ^ 6 $. Reynolds-talet kännetecknar beteendet hos en kropp i ett medium.

Kroppens motståndskraft mot luftflödet $ (F_D) = ((1 \ över 2) (C_D) S \ rho (v ^ 2)) $, där $ \ rho $ är luftdensiteten, $ v $ är luftflödeshastighet, $ S $ - kroppens tvärsnittsarea.

En sådan vindturbin roterar i samma riktning, oavsett vindens riktning:

En liknande funktionsprincip används i koppanemometern (eng. kopp vindmätare)- en anordning för att mäta vindhastighet:

En sådan vindmätare uppfanns 1846 av den irländska astronomen John Thomas Romney Robinson ( John Thomas Romney Robinson):

Robinson trodde att kopparna i hans fyrkoppars vindmätare rörde sig med en hastighet lika med en tredjedel av vindhastigheten. I verkligheten varierar detta värde från två till lite mer än tre.

För närvarande, tre-kopps vindmätare utvecklade av den kanadensiske meteorologen John Patterson ( John Patterson) 1926:

Generatorer på borstade DC-motorer med vertikal mikroturbin säljs på eBay för ca $5:

En sådan turbin innehåller fyra blad placerade längs två vinkelräta axlar, med en pumphjulsdiameter på 100 mm, en skovelhöjd på 60 mm, en kordalängd på 30 mm och en segmenthöjd på 11 mm. Fläkthjulet är monterat på axeln till en DC-kollektormikromotor med märkningen JQ24-125H670... Märkspänningen för en sådan motor är 3 ... 12 V.
Energin som genereras av en sådan generator är tillräcklig för att den "vita" lysdioden lyser.

Savonius vindturbin rotationshastighet kan inte överstiga vindhastigheten , men samtidigt kännetecknas en sådan konstruktion av högt vridmoment (eng. vridmoment).

Effektiviteten hos ett vindturbin kan uppskattas genom att jämföra den effekt som genereras av vindturbinen med kraften som finns i vinden som blåser turbinen:
$ P = (1 \ över 2) \ rho S (v ^ 3) $, där $ \ rho $ är luftdensiteten (cirka 1,225 kg/m3 vid havsnivån), $ S $ är det svepande området av turbin (eng. sopat område), $ v $ är vindhastigheten.

Mitt vindkraftverk

Alternativ 1

Ursprungligen använde pumphjulet på min generator fyra blad i form av segment (halvor) av cylindrar skurna från plaströr:

Segmentstorlekar -
segmentlängd - 14 cm;
segmenthöjd - 2 cm;
längden på segmentets ackord är 4 cm;

Jag installerade den monterade strukturen på en ganska hög (6 m 70 cm) trämast från en bar, fäst med självgängande skruvar på en metallram:

Alternativ 2

Nackdelen med generatorn var den ganska höga vindhastigheten som krävdes för att snurra bladen. För att öka ytan använde jag blad skurna från plastflaska:

Segmentstorlekar -
segmentlängd - 18 cm;
segmenthöjd - 5 cm;
segment ackord längd - 7 cm;
avståndet från början av segmentet till centrum av rotationsaxeln är 3 cm.

Alternativ 3

Styrkan hos bladhållarna visade sig vara ett problem. Först använde jag 1 mm perforerade aluminiumlister från en sovjetisk barndesigner. Efter flera dagars drift ledde kraftiga vindbyar till att plankorna gick sönder (1). Efter detta misslyckande bestämde jag mig för att skära ut bladhållarna från foliebelagda PCB (2) 1,8 mm tjocka:

Böjhållfastheten för PCB vinkelrätt mot plattan är 204 MPa och är jämförbar med böjhållfastheten hos aluminium - 275 MPa. Men elasticitetsmodulen för aluminium $ E $ (70 000 MPa) är mycket högre än för textolit (10 000 MPa), dvs. texolit är mycket mer elastisk än aluminium. Detta, enligt min mening, med hänsyn till den större tjockleken på textolithållarna, kommer att ge en mycket större tillförlitlighet för att fästa vindgeneratorns blad.
Vindkraftverket är monterat på en mast:

Provdriften av den nya versionen av vindturbinen har visat sin tillförlitlighet även vid kraftiga vindbyar.

Nackdelen med Savonius-turbinen är låg effektivitet - endast cirka 15 % av vindenergin omvandlas till axelrotationsenergi (detta är mycket mindre än vad som kan uppnås med vindkraftverket Daria(eng. Darrieus vindkraftverk)), med hjälp av hiss (eng. hiss). Denna typ av vindkraftverk uppfanns av den franske flygplansdesignern Georges Darier. (Georges Jean Marie Darrieus) - US patent 1931 nr 1 835 018 .

Georges Darier

Nackdelen med Darrieus-turbinen är att den har väldigt dålig självstart (för att generera vridmoment från vinden måste turbinen redan snurras).

Omvandling av el genererad av en stegmotor

Stegmotorns ledningar kan anslutas till två brygglikriktare, sammansatta av Schottky-dioder för att minska spänningsfallet över dioderna.
Populära Schottky-dioder kan användas 1N5817 med en maximal backspänning på 20 V, 1N5819- 40 V och en maximal framåtmedellikriktad ström på 1 A. Jag kopplade utgångarna på likriktarna i serie för att öka utspänningen.
Det är också möjligt att använda två mittpunktslikriktare. En sådan likriktare kräver hälften så många dioder, men samtidigt halveras utspänningen.
Därefter utjämnas rippelspänningen med hjälp av ett kapacitivt filter - en kondensator på 1000 μF 25 V. För att skydda mot en ökad genererad spänning kopplas en 25 V zenerdiod parallellt med kondensatorn.

diagram över mitt vindkraftverk

elektronisk enhet för min vindgenerator

Applikation för vindkraftverk

Spänningen som genereras av vindgeneratorn beror på vindhastighetens storlek och konstans.

Med vinden som svajar de tunna trädgrenarna når spänningen 2 ... 3 V.

Med vinden som svajar de tjocka grenarna av träd når spänningen 4 ... 5 V (med starka vindbyar - upp till 7 V).

ANSLUTER TILL JOULE TJEF

Den utjämnade spänningen från vindgeneratorns kondensator kan matas till - lågspänning DC-DC omvandlare

Motståndsvärde R väljs experimentellt (beroende på typen av transistor) - det är lämpligt att använda ett variabelt motstånd på 4,7 kOhm och gradvis minska dess motstånd, vilket uppnår stabil drift av omvandlaren.
Jag satte ihop en sådan omvandlare baserad på germanium pnp-transistor GT308V ( VT) och en pulstransformator MIT-4V (spole L1- slutsatser 2-3, L2- slutsatser 5-6):

LADDNING AV JONISTORER (SUPERKONDENSATORER)

Supercapacitor (supercapacitor) superkondensator) är en hybrid av en kondensator och en kemisk strömkälla.
Superkondensator - icke-polär ett element, men en av plintarna kan vara märkt med en "pil" - för att indikera polariteten för restspänningen efter att den har laddats på fabriken.
För den inledande forskningen använde jag en superkondensator med en kapacitet på 0,22 F för en spänning på 5,5 V (diameter 11,5 mm, höjd 3,5 mm):

Jag kopplade den via en diod till utgången genom germaniumdioden D310.

För att begränsa den maximala laddningsspänningen för superkondensatorn kan du använda en zenerdiod eller en kedja av lysdioder - jag använder en kedja av två röda lysdioder:

För att förhindra urladdning av en redan laddad superkondensator genom de begränsande lysdioderna HL1 och HL2 Jag lade till en annan diod - VD2.

Fortsättning följer

Du kommer definitivt att gilla det här materialet, eftersom vi i det kommer att titta på ett sätt att få en enkel generator från en gammal dator CD / DVD-enhet.

Först och främst föreslår vi att du bekantar dig med författarens video

Tänk på vad vi behöver:
- gammal CD/DVD-enhet;
- nypor;
- lödkolv;
- alla plastfodral;
- trådar;
- hexagon;
- bricka.

Enligt författaren till en hemmagjord generator är idén ganska effektiv, eftersom förhållandet mellan växelhastigheten och motorn, som driver växeln som drar ut skivfacket, är ganska stor. Således är det möjligt att vid låga varv av samma växel kommer bra varv på elmotorn att erhållas, och vi kommer att kunna få en generator. Vi kommer att ta reda på om våra planer kommer att fungera eller inte i slutet av granskningen, och nu börjar vi jobba.

Först måste du lossa brädet som motorn är fäst på.

Därefter skär vi av en del av drivenhetens plasthölje, som håller motorn, såväl som växeln vi behöver. Senare från denna växel kommer vi att ta bort handtaget så att vi kan vända det och generera elektricitet.

Vi tar den första tråden och löder den till en av motorkontakterna.

Löd den andra ledningen till den andra kontakten.

För att testa generatorn använder idéförfattaren UBS-ingångar, som är installerade i ett plastfodral. Så han limmar en bit av motorn och växeln i detta hus med hjälp av en limpistol.

För att göra ett handtag behöver du en hexagon och en bricka. Dessa delar måste fästas vid varandra. Författaren gör detta genom att löda.

Vi löder ledningarna till kontakterna på USB-kontakterna.

På den andra halvan av plasthöljet måste du göra ett hål för kugghjulsutsprånget.

Limma slutligen fast det hemgjorda handtaget på kugghjulet. Vår generator är klar.

En enkel vindturbin kan tillverkas av några defekta hårddiskar och en tvättmaskins vattenpump. Alternativ energi är närmare än det verkar, det finns mer än tillräckligt med skräp för att göra sådana nödvändiga prylar. Naturligtvis kommer den här designen inte att driva hela ditt hus med elektricitet, men det kommer att fungera bra för att ladda alla typer av USB-prylar.

Det kommer ta

Pumpa från en automatisk tvättmaskin. Den står längst ner och tjänar till att transportera vatten från trumman till avloppet.
Fyra hårddiskar, tillgängliga från olika tillverkare.
Pole - ett långt rör för att installera vindkraftverket på en höjd.
Bultar, muttrar, brickor.
Ledningar.

Några ord om vattenpumpen

En vattenpump kommer att användas i rollen som en generator som genererar el. Den består av en rörlig permanentmagnetrotor och en rörlig stator med en U-formad magnetkrets och en spole på den.

Rotorn är lätt att dra ut.

Tack vare användningen av permanentmagneter fungerar en sådan pump perfekt som en generator som kan leverera upp till 250 V. Naturligtvis kommer vår vindturbin inte att ge en sådan hastighet och utspänningen kommer att vara flera gånger mindre.

Tillverkning av vindkraftverk

Det beslutades att fixera pumpen med hörn av konstruktionsstål, böja och kapa dem efter behov.

Det blev så här, en slags klämma.

Ett hål gjordes i pumpens magnetiska krets för en säkrare fixering.

Montering montering.

Vindkraftverksblad

Vi gör bladen av PVC-rör.

Vi skär röret i tre jämna delar på längden.

Och så skär vi ut vårt eget blad från varje halva.

Vi gör hål på de platser där bladen är fästa på generatorn.

Fastsättning av bladen

Två hårddiskar användes för att montera vindkraftverkens blad.

Hålet i vilket passar perfekt till pumphjulets diameter.

Vi markerar.

Vi borrar.

Skivorna är fästa på rotorn med bultar, brickor och muttrar.

Vi fäster bladen.

Svängknut

För att väderkvarnen ska rotera i olika riktningar, beroende på vinden, måste den installeras på en skivspelare, i vilken roll motorn från hårddisken kommer att användas, eftersom det finns mycket bra lager.