如何用自己的双手制作风力发电机？

在阳光不多、附近没有河流、没有集中式电网的地方，发电用的风力发电机是不可缺少的电力来源。

风力发电机的工作原理是将风能转化为电能。

在需要热能发电的系统中，使用：

• 以汽油、汽油或柴油为燃料的发动机；
• 从核反应堆的板和块释放的热量，其热量用于将水转化为蒸汽 - 在蒸汽轮机中；
• 各种类型的燃料在火力发电厂中燃烧，代替核反应堆产生的热量。

太阳能电池板分开，其中光用作初始能量，而不是热能或机械能。

但回到“风车”，其工作原理如下。 风力使螺旋桨旋转，从而驱动电动发电机的轴。安装有永磁体的电机转子与轴一起同步旋转。由于穿过线圈匝的磁通量强度的变化，穿过定子绕组的磁场在其中感应出交流电，绕组由这些线圈组装而成。将交流电压施加到电子电路上，然后将其转换为直流。从直流电，许多需要它工作的设备和设备。

任何人都可以为夏季小屋或露营条件制造一台发电机，该发电机可产生电压为 220 V 的交流电。 结构的尺寸越令人印象深刻，特定用户将获得的回报效率就越高。制造每小时产生一千瓦或更多千瓦电力的发电机不是问题。从这种装置中获得的电力能够为房子里几乎所有的电器供电，包括园艺设备。

该装置隐约类似于带有螺旋桨的风向标，因此这种设计会转向风吹的方向。这是必要的，以最大限度地利用其力量和速度。

水平螺旋桨由位于钻机背面的柄旋转。 不需要垂直柄 - 其叶​​片的排列方式使得螺旋桨本身几乎可以转动半圈，无论风向何方。

为了使风力涡轮机以最大效率运行，需要 3000 rpm 的转速。 对于产生交流电的发电机，该频率对应于 50 赫兹的值，这是国内工业发电厂的典型值。解开重约 10 kg 的电动发电机后，每小时获得 2 kW 的功率不是问题。

任何风电场模型的主要元素都是电动发电机。它像电机一样工作 - 直流电或交流电使安装的转子（以及轴）旋转。反过来工作 - 作为发电机 - 也是可能的。

在用作发电机的电动机中，有集电刷、无刷异步电动机和步进电动机。 正是这三种类型的电机受到了亲手组装风力涡轮机的业余爱好者的欢迎。

在集电极电机中，转子绕组（电枢）位于定子磁铁的恒定磁场中。 当这种电动机的轴与电枢解绞时，从这种电动机的端子上去除的恒定电压通过电刷从电枢的载流触点传输。刷子本身就是这种引擎的弱点——它们很快就会耗尽资源。通常，这种发电机处于恒定负载下，当电枢移动时，电刷会产生火花。这种装置连续运行几天会完全磨损刷子，因此需要更换刷子。

最好的选择是无刷电机。 在其中，带有磁铁的转子在定子绕组之间的空间中旋转。绕组本身保持静止，不需要滑动触点。由于这种简单的解决方案，安装可以工作数十年 - 重要的是每个季节或每六个月润滑一次发动机轴承，这些轴承负责转子的完美、无间隙旋转。几乎每个家庭 DIY 者都可以使用基于无刷电机（异步或步进电机）的流行解决方案。

异步电机用于电动工具——例如，磨床。 步进器可以在各种各样的设备中找到——从自行车电机轮到打印机的机械驱动器或磁盘驱动器。

用于打孔机、磨床、螺丝刀、电动拼图和电动刨床的可变刷电机与众不同。 它们的缺点是需要移除刷子并在转子上为钕磁铁开槽。结果，现有绕组中仅保留了定子绕组 - 转子绕组被完全移除。

由风扇制成的风力发电机需要将转子加工成钕磁铁。 家用风扇电机的设计并非旨在通过旋转转子来接收电流。计算机冷却器（芯片冷却器）属于相同的变化 - PC 或笔记本电脑系统单元的风扇。

拖拉机或汽车发电机使用由汽车电池供电的附加励磁绕组。 例如，为了使发电机产生 135 安培的交流电，电压为 15 伏，励磁的转子绕组在打开点火装置后，消耗 3 A 的直流电，电压为 12.6- 14 V. 发电机的主要能源仍然是运行汽油、柴油或甲烷/丙烷的内燃机的曲轴。拖拉机或汽车发电机将需要拆除励磁绕组并安装钕磁铁。

最常见的选择是将洗衣机发动机用于自制发电机。 如果没有旧的“洗衣机”，你可以在家居市场的旧货商、最近的家电服务中心或专卖店找到这样的发动机。从中国订购这样的发动机不是问题。

新的和二手的都可以使用很长时间。 200 瓦的功率很容易转换为一千瓦或更多。

要组装发电机，除了电机之外，您还需要：

• 尺寸为 20、10 和 5 毫米的钕磁铁（共 32 个）；
• 整流二极管或电流为几十安培的二极管桥（遵循双倍功率裕度的规则）；
• 环氧粘合剂；
• 冷焊；
• 砂纸;
• 罐子侧面的锡。

磁铁从中国在线订购。

以下工具将加快制造过程：

• 车床;
• 剪刀;
• 带喷嘴的螺丝刀；
• 钳。

发电机作为设备产生交流电，必须将其转换为直流电，使其达到所需的电压。如果电动发电机输出 40 伏电压，那么对于大多数消耗 5 或 12 伏直流电或 127/220 伏交流电的消费电子产品来说，这不太可能是一个合适的值。

经过时间和数百万用户的验证，整个安装方案包括整流器、控制器、电池和逆变器。 容量为 55-300 安培小时的汽车电池用作储存能量的缓冲存储。其工作电压为 10.9-14.4 V，循环充电（完全充电-放电循环）和 12.6-13.65 V（当您需要为部分放电的电池充电时）。

例如，控制器将相同的 40 伏转换为 15 伏。它的伏安效率在 80-95% 之间 - 不考虑整流器的损耗。

三相发电机效率最高。 - 它的回报比单相的大50%，它在运行过程中不会振动（振动会使结构松动，使其寿命短）。

每相绕组中的线圈相互交替并串联连接 - 就像磁铁的磁极一样，面向线圈的一侧。

现代家用电器和电子产品能够从 110 伏特开始工作。 （家庭网络的美国标准）高达 250 - 不建议给网络设备和设备更多。所有转换器都是脉冲的，与线性转换器相比，它们的热损失要少得多。

要更改异步电机的设计，请执行以下操作。

1. 拆卸电机并拆下转子。
2. 从转子电枢上拆下板。将它们切成 2 毫米的深度。
3. 在磁铁下方制作最深 5 毫米的凹槽。
4. 标记一条锡条作为磁铁。他们应该同样相互撤退 - 这将防止设备不必要的电力损失。
5. 用强力胶将它们粘在这条锡条上。用磁铁将条带固定在锚上。
6. 用冷焊或环氧树脂填充磁铁之间的空间。
7. 用砂纸去除转子上的毛刺和凸起。
8. 检查并在必要时更换发动机轴承和螺栓。

组装电动发电机。该设备已准备好进行进一步安装。要检查设备，请将其轴夹在钻头或螺丝刀夹头中并加速至 1000 rpm。

对于较小的值，误差在于电枢旋转圈中任一点的磁体交替不均匀。

要组装风力涡轮机，请执行以下操作。

1. 从直径为 11-16 厘米的 PVC 管中剪下相同的部分，长度与未来的刀片相对应。
2. 在每一段上，画一条任意线，并在 22 mm 的两侧从它向后退一步。因此，一个刀片的宽度将达到 44 毫米。对段的另一端重复相同的操作。
3. 将极值点直接连接到中心线的一侧。
4. 在另一侧画出未来刀片的轮廓。
5. 切出产生的刀片并通过锐化将其自由端修圆。对其余刀片重复上述步骤。
6. 使用轮毂适配器将刀片连接到轮毂。带螺母和弹簧垫圈的螺栓适合作为紧固件。每个叶片沿整个长度的宽度范围为 44 至 88 毫米。

这足以让风速为 3 m/s 的风旋转叶轮。由此产生的设计必须是平衡的——适当的平衡将防止在螺旋桨旋转时形成使发电机减速的死点。

安装有叶轮的电动发电机可以放置在保护套中，以保护其免受大气降水的影响。发电机在任何天气下都保持干燥，不受雨雪影响，可使用多年。 要组装保护盖，请执行以下操作：

1. 在直径7.5厘米以上的管子上，切出2厘米宽的纵向槽；
2. 以45度角切割切割管的后端；
3. 将带有螺旋桨的电动发电机放在此管道中并将其固定在其上。

要自由旋转电机，您将需要一个基于滚珠轴承的旋转装置，类似于家用风扇中的旋转装置。 它可以向任何方向无限旋转。

因此，用于消除定子绕组中感应电流的电缆不会缠绕或扭曲，铰链中的连接必须是滑动的，但要为电动发电机提供可靠、稳定的电接触，并具有进一步的功能电路的单位。

使用刷状石墨接触是不合理的——石墨的电阻比铝和钢高一个数量级，安装功率会明显下降。铰链安装在一段型材管的基础上。 组装后，他们检查最终的旋转机构是否粘住、旋转或磨损电缆。

在确保装置在风向的滑动接触和自由旋转后，将一个柄连接到附加的电机外壳，例如，由塑料水管和一块塑料板或铝制成。

圆形或异形管用作支撑，其一端混凝土在地下 - 至少一米。为了使支架不会因飓风而随着时间的推移而斜视，它补充了三个或六个拉伸标记，以相同的角度在中心会聚并指向不同的方向。

完成电动发电机部件的组装后，如有必要，在电机旁边安装一个二极管整流器。 通过使用位于发电机组附近的升压变压器，可以显着降低电线中的电流损耗 - 就像在长距离传输工业电力的线路中一样。

充电控制器、电池和逆变器进一步包含在图中。风力涡轮机已完全组装好并准备就绪。

用于私人住宅的自制风车会产生数十伏的恒定或交流电压，这对人类来说是一个更大的危险。 载流触点和电线必须可靠绝缘 - 雨水是一种可良好导电的酸化介质。

风能不是恒定的。最好的解决方案是配备数十个磁铁和线圈的低速发电机。 线圈越多，绕组线应该越粗。 由于总电阻为几十欧姆而导致的部分太薄会使发电机的有用功率降低数倍。对于 220 伏的严重负载（例如，来自电炉或洗衣机的负载），将需要高达 10 A 的电流。

自制发电机的设计——如果不使用转换为发电的发动机——应该是完全均匀和对称的。 在安装线圈和磁铁之前，“转盘”本身必须居中。不管用什么——过时的CD或自制的风车小副本，稍有不平衡就已经无法接受。

尽量减少噪音 - 理想情况下，它应该不存在。 如果您的未润滑轴承因旋转过程中不断发出吱吱声和敲击声而受到投诉，这种投诉可能会导致法律问题，尤其是在夜间。宣布您为风力涡轮机所有者的其他理由微不足道 - 风力涡轮机是完全合法的，因为该设备的所有者不会像欧洲和美国那样以工业规模发电。

安装不应太高 - 高于电线穿过的电线杆。 在每个城市、度假村或农村聚居地，在建建筑物的高度都有限制。

在风力发电机的帮助下正确且极其负责任地解决电力问题，消费者将摆脱与停电相关的停机时间。 在法律范围内，提前工作总是比等待当局承诺多年要好。

如何用自己的双手制作风力发电机，见下文。