Ветрогенератор из мотор-колеса гироскутера
В поисках информации на тему самодельных ветряков перелопатили уйму материалов и были крайне недовольны обрывочностью данных и несостыковками в суждениях. К счастью на зарубежном сайте, посвящённому самоделкам, наткнулись на интересную и подробную инструкцию от автора под ником DIY KING 00. Решили разобрать, как он делал ветрогенератор из мотор-колеса своими руками, дополнив нашими комментариями. Ссылка на источник в конце этой статьи.
Собираем ветрогенератор из мотор-колеса пошагово
Шаг 1: Материалы и инструменты
Следующий список материалов и инструментов — то, что понадобилось автору в работе, но он подчёркивает, что с этим было удобно работать именно ему, а кому-то для достижения цели может понадобиться что-то ещё.
Перечень материалов, использованных в этом проекте:
- Старый гироскутер.
- Труба ПВХ 150 мм.
- Металл 3-7 мм (автор использовал сталь).
- Фанера.
- Гайки, болты и шайбы
- Оцинкованная труба 75 мм.
Список инструментов, используемых в этом проекте:
- Ручная дрель.
- Электролобзик.
- Инструмент для резки металла.
- Углошлифовальная машина.
- Паяльник.
- Плоскогубцы.
- И еще несколько ручных инструментов…
Шаг 2: Генератор
Для ветряка автор решил использовать бесщеточный мотор-колесо, который попался ему в старом гироскутере, найденном на свалке. Причина использования двигателя с постоянным магнитом заключается в том, что не нужно беспокоиться, как минимум об износе щеток, потому что их здесь просто нет.
Двигатели для гироскутеров могут выдавать хорошее напряжение даже при ручном проворачивании. А этот фактор очень важен для ветрогенератора, т.к. даже при небольших порывах ветра можно получить хорошее напряжение.
Автор разобрал гироскутер и извлёк одно из колёс. Обычно в этих транспортных средствах движки хорошо сохраняются. Их работоспособность можно проверить следующим образом: закрепите ось колеса в тисках, подсоедините лампочку к проводам и быстро раскрутите мотор руками. Лампочка должна ярко гореть.
Шина с колеса снимается достаточно просто отвёрткой. Чтобы разобрать колесо, понадобилось снять заднюю пластину и, потянув с усилием за ось, отделить статор от ротора.
Шаг 3: Держатель лопастей
Чтобы двигатель вращался, нам нужно преобразовать энергию ветра в электрическую. Для этого лопасти должны раскрутить двигатель. Для крепления лопастей автор собрал специальную конструкцию.
Основой держателя выступили 2 стальных диска толщиной 3 мм и диаметром 150 мм. Каждая лопасть будет крепиться к стальным полоскам шириной 25 мм, толщиной 5 мм и длинной 200 мм. Оптимальное количество лопастей для ветряка — 5, а значит и держателей нужно столько же. Их необходимо закрепить равными промежутками между круглыми пластинами, и всю полученную конструкцию установить на корпус мотор-колеса.
По шаблону высверливаются отверстия:
- На корпусе двигателя — в 3-х местах по 2 отверстия, чтобы установить держатель.
- На каждой полоске — 2 отверстия под крепления между дисками, а также 3 отверстия на равном расстоянии под лопасти ветряка.
- На дисках — отверстия под крепление к корпусу мотора и для установки 5-ти направляющих.
Все детали готовы к сборке.
Шаг 4: Сборка держателя лопастей
При сборке держателя убедитесь, что всё расположено на равных расстояниях и хорошо закреплено, т.к. в противном случае подшипники прослужат недолго.
Когда конструкция держателя собрана и установлена на роторе, можно собирать двигатель, отрезав 5 тонких проводков, которые в нашем случае не нужны.
Шаг 5: Кронштейн
Важная часть — кронштейн. На него устанавливается двигатель с лопастями и хвост, а снизу крепится поворотный механизм.
Автор использовал стальную полосу шириной 50 мм и толщиной 7 мм.
Отверстия в кронштейне:
- Мотор-колесо будет прикреплено с помощью фиксатора, который удерживает его в гироскутере. Для этого фиксатора с одной стороны кронштейна необходимо просверлить 4 отверстия.
- С другой стороны будет установлен хвост. Из практичных соображений здесь кронштейн лучше заузить, как показано на фото. Понадобится 2 отверстия.
- Под поворотный механизм понадобится 4 отверстия посередине, а между ними отверстие 36 мм под большой болт в механизме.
Шаг 6: Поворотный механизм
Эта часть нужна, чтобы ветряк мог вращаться по направлению ветра. Чтобы сэкономить время и деньги, автор адаптировали шарнирный механизм гироскутера, благодаря которому его платформы поворачиваются вверх и вниз.
Откручиваем две половины корпуса друг от друга, убираем втулку межу ними и отрезаем нужную деталь. Со сторон среза делаем 4 отверстия под крепление к кронштейну.
Для дальнейшей установки поворотного механизма на столб, автор сделал 2 переходника в виде металлических диска толщиной 4 мм и диаметром 100 мм. Один из них будет приварен к столбу, другой — крепится на поворотный механизм.
Втулка, которая была между двумя платформами гироскутера обрезается, чтобы полностью входить в корпус механизма.
Шаг 7: Изготовление хвоста
Для хвоста автор использовал кусок фанеры толщиной 10 мм. С помощью лобзика он вырезал фигуру нужной формы.
К хвосту автор прикрепил шестигранный стержень, закрепив его с помощью 2 металлических пластин. С другой стороны стержень имеет плоский конец с 2 отверстиями, через которые он будет крепиться к кронштейну. Тут можно использовать то, что у вас имеется под рукой, например, небольшой кусок арматуры.
Шаг 8: Лопасти
Лопасти автор изготовил из трубы ПВХ диаметром 150 мм. Расчёты не производились, всё делалось на глаз. Для нарезки использовался лобзик. Каждая лопасть составила 130 мм в самой широкой части и почти 50 мм на вершине. Оба конца были обрезаны, чтобы придать им красивую форму и обеспечить плавное вращение.
Все лопасти получились по 1 м, и очень важно, чтобы они имели абсолютно одинаковую форму и размеры. В местах крепления к металлическому держателю сверлим 3 отверстия на каждой лопасти.
Шаг 9: Покраска
Чтобы защитить металлические части от ржавчины, автор использовал чёрный матовый аэрозоль, что также придало стильный внешний вид. Хвост сделал белым.
Шаг 10: Сборка ветряка
Осталось собрать все детали с помощью гаек, болтов и шайб. В основании поворотного механизма используем большой болт, выступающий сердцевиной.
Шаг 11: Выпрямитель тока
Данный двигатель будет производить трёхфазный переменный ток. Чтобы преобразовать его в напряжение постоянного тока, автор разработал и собрал трехфазный выпрямительный блок.
Заказ платы он делал у китайского производителя JLCPCB. Все файлы проекта выпрямительного блока можно найти здесь.
Хотя вполне можно собрать схему попроще:
Шаг 12: Установка ветряка
Для установки ветряка автор использовал оцинкованную трубу диаметром 75 мм. Нижний конец трубы был закреплён с помощью двух металлических скоб, а к верхнему концу трубы приварена металлическая пластина толщиной 5 мм, которая изготовлена ранее. К пластине крепится уже собранный ветряк.
Результат
Ветрогенератор был установлен на крыше на высоте около 12 метров так, чтобы поблизости ничего не мешало потоку ветра.
Через выпрямительный блок и понижающий преобразователь этот ветряк заряжает свинцово-кислотную батарею 12 В.
Генератор может производить почти 150 Вт мощности при скорости ветра от 5 до 7 м/с. Это первая попытка построить ветрогенератор, поэтому в планах уже есть более крупный проект.
Весь процесс запечатлён на виде:
Источник {value}