Mein selbstgebauter Windgenerator mit Schrittmotor. So bauen Sie einen Windgenerator aus drei Festplatten und einer Pumpe aus einer Waschmaschine zusammen. Generator aus Magneten einer Festplatte

Dieses Material wird Ihnen auf jeden Fall gefallen, denn darin werden wir uns mit einer Möglichkeit befassen, wie man aus einem alten Computer-CD/DVD-Laufwerk einen einfachen Generator erhält.

Zunächst empfehlen wir Ihnen, sich mit dem Video des Autors vertraut zu machen

Schauen wir uns an, was wir brauchen:
- altes CD/DVD-Laufwerk;
- Kabelschneider;
- Lötkolben;
- irgendein Kunststoffgehäuse;
- Drähte;
- Sechseck;
- Waschmaschine.

Laut Autor hausgemachter Generator Die Idee ist recht effektiv, da das Übersetzungsverhältnis zum Motor, der das Zahnrad antreibt, das das Disc-Fach ausfährt, ziemlich groß ist. Somit ist es möglich, dass bei niedrigen Umdrehungen des gleichen Getriebes gute Umdrehungen des Elektromotors erreicht werden und wir einen Generator erhalten können. Ob unsere Pläne aufgehen werden oder nicht, erfahren wir am Ende des Reviews, aber nun geht es an die Arbeit.

Zuerst müssen Sie die Platine, auf der der Motor montiert ist, ablöten.

Als nächstes schneiden wir den Teil des Kunststoff-Antriebsgehäuses ab, der den Motor hält, sowie das benötigte Getriebe. Später werden wir aus diesem Zahnrad einen Griff ableiten, mit dem wir ihn drehen und Strom erzeugen können.

Wir nehmen den ersten Draht und löten ihn an einen der Motorkontakte.

Löten Sie den zweiten Draht an den zweiten Kontakt.

Zum Testen des Generators nutzt der Ideengeber UBS-Eingänge, die in einem Kunststoffgehäuse verbaut sind. Deshalb klebt er mit einer Klebepistole ein Stück des Antriebs mit Motor und Getriebe in diesen Körper.

Um einen Griff herzustellen, benötigen Sie einen Sechskant und eine Unterlegscheibe. Diese Teile müssen miteinander verbunden werden. Der Autor tut dies durch Löten.

Löten Sie die Drähte an die Stifte der USB-Anschlüsse.

In der zweiten Hälfte des Kunststoffgehäuses müssen Sie ein Loch für den Zahnradvorsprung bohren.

Zum Schluss kleben selbstgemachter Stift zur Getriebelasche. Unser Generator ist fertig.

Es gibt eine Möglichkeit, Strom absolut kostenlos zu bekommen. Es reicht aus, einen Windgenerator an Ihrem Standort herzustellen und zu installieren. Heutzutage kann dies herkömmliche Stromquellen nicht ersetzen, aber es wird dem Haushalt ein paar angenehme Prozente stolzer Unabhängigkeit verleihen. Das Wichtigste ist, dass Sie aus buchstäblich jedem alten Müll und Müll einen vollwertigen Generator „basteln“ können.

Wir brauchen

Zunächst benötigen Sie eine automatische Pumpe Waschmaschine. Es dient dazu, Wasser aus der Trommel in den Abwasserkanal zu pumpen und befindet sich ganz unten. Sie benötigen außerdem vier defekte Festplatten, eine lange Stange zur Installation der Struktur sowie zahlreiche Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben. Schließlich brauchen wir Drähte.

Wozu dient eine Pumpe?

Die Pumpe wird als derselbe Generator verwendet, der Strom erzeugt. Die Pumpe besteht aus einem beweglichen Rotor mit Permanentmagneten und einem beweglichen Stator mit U-förmigem Magnetkern sowie einer Spule, die an dieser Struktur befestigt ist. Der Rotor lässt sich leicht herausziehen. Vielen Dank an die genannten Permanentmagnete, eine solche Pumpe ist ein ausgezeichneter Generator, der eine Spannung von bis zu 250 V erzeugen kann.

Herstellungsprozess eines Generators

Am besten befestigen Sie die Pumpe mit einer Schelle, die am einfachsten aus Stahlecken gefertigt wird. Sie müssen wahrscheinlich entsprechend gekürzt werden. Für eine zuverlässigere Befestigung können Sie sicher ein zusätzliches Loch in den Magnetkern der Pumpe bohren. Das ist im Grunde alles, was in dieser Phase getan werden muss.

Der Herstellungsprozess von Klingen und deren Befestigung

Daraus können Rotorblätter für einen Windgenerator hergestellt werden PVC-Rohre. Schneiden Sie es dazu der Länge nach in drei gleiche Teile. Aus solchen Rohlingen lassen sich dann „elegantere“ Elemente herstellen. Vergessen Sie nicht, an den Befestigungsstellen der Klingen geeignete Löcher für die spätere Befestigung zu bohren. Es ist auch notwendig, aus einem ähnlichen Material ein Heckblatt herzustellen, das den Generator führt.

Wir werden die Blades auf zwei Festplatten von der Festplatte befestigen. Die ganze Schwierigkeit dieser Arbeitsphase besteht darin, an geeigneten Stellen Löcher in die Scheiben zu bohren und dann die Klingen mit vorbereiteten Schrauben und Unterlegscheiben daran festzuschrauben.

Schwenkeinheit

Klein, aber sehr wichtiges Detail. Um einen Drehwinkel zu erzeugen, können Sie einen Motor von verwenden Festplatte. Es verfügt über eine sehr gute Lagerung, weshalb dieses Element die Aufgabe bestens meistert. Auf diesem Element wird die Scheibe mit dem Generator montiert.

Generalversammlung

Jetzt müssen wir nur noch sammeln Windgenerator Befestigen Sie die Drähte an unserer Stange, installieren Sie ein rotierendes Element darauf und heben Sie die „Mühle“ an und stellen Sie sie hinein geeigneter Ort. Nach Abschluss der Arbeiten bietet es sich an, kleine Tests durchzuführen. Natürlich liefert der Windgenerator nicht maximal 250 V, aber das Ergebnis der Arbeit wird trotzdem angenehm sein! Detaillierter Prozess Der Zusammenbau ist im Video unten zu sehen.

Ich möchte noch interessanter und nützliche Tipps Für Sommerhütte für die nächste Saison? Wie wäre es, wenn wir es herausfinden und daraus etwas Nützliches für den Haushalt machen?

Vorbei radeln Sommerhäuser, ich habe einen funktionierenden Windgenerator gesehen:

Die großen Rotorblätter drehten sich langsam aber sicher, die Wetterfahne richtete das Gerät in Windrichtung aus.
Ich wollte ein ähnliches Design umsetzen, obwohl es nicht in der Lage ist, ausreichend Strom zu erzeugen, um „ernsthafte“ Verbraucher zu versorgen, aber dennoch funktioniert und beispielsweise Batterien lädt oder LEDs mit Strom versorgt.

Schrittmotoren

Einer der meisten effektive Optionen Zum Einsatz kommt ein kleiner selbstgebauter Windgenerator Schrittmotor(SD) (Englisch) Schrittmotor (Schrittmotor).) - Bei einem solchen Motor besteht die Drehung der Welle aus kleinen Schritten. Die Wicklungen des Schrittmotors werden zu Phasen zusammengefasst. Wenn einer der Phasen Strom zugeführt wird, bewegt sich die Welle um einen Schritt.
Diese Motoren sind langsame Geschwindigkeit und ein Generator mit einem solchen Motor kann angeschlossen werden Windkraftanlage, Stirlingmotor oder andere Energiequelle mit niedriger Drehzahl. Bei Verwendung eines konventionellen (Kommutator-)Motors als Generator Gleichstrom Um die gleichen Ergebnisse zu erzielen, wäre eine 10- bis 15-mal höhere Rotationsgeschwindigkeit erforderlich.
Ein Merkmal des Steppers ist ein relativ hohes Startmoment (auch ohne an den Generator angeschlossene elektrische Last), das 40 Gramm Kraft pro Zentimeter erreicht.
Koeffizient nützliche Aktion Generator mit Schrittmotor erreicht 40 %.

Um die Funktion des Schrittmotors zu überprüfen, können Sie beispielsweise eine rote LED anschließen. Durch Drehen der Motorwelle können Sie das Leuchten der LED beobachten. Die Polarität des LED-Anschlusses spielt keine Rolle, da der Motor Wechselstrom erzeugt.

Fünf-Zoll-Diskettenlaufwerke sowie alte Drucker und Scanner sind eine Fundgrube für solch recht leistungsstarke Motoren.

Motor 1

Ich habe zum Beispiel eine SD von einem alten 5,25″-Diskettenlaufwerk, das noch dabei war ZX-Spektrum- ein kompatibler Computer „Byte“.
Ein solcher Antrieb enthält zwei Wicklungen, aus deren Enden und Mitte Rückschlüsse gezogen werden – insgesamt sechs Drähte:

erste Wicklung Spule 1) - blau (Englisch) Blau) und gelb (dt. Gelb);
zweite Wicklung Spule 2) - rot (Englisch) Rot) und weiß (Englisch) Weiß);
braun braun) Drähte – Leitungen von den Mittelpunkten jeder Wicklung (eng. Mittelhähne).

Zerlegter Schrittmotor

Links sieht man den Rotor des Motors, auf dem die „gestreiften“ Magnetpole sichtbar sind – Nord und Süd. Rechts sieht man die Statorwicklung, bestehend aus acht Spulen.
Der Widerstand der halben Wicklung beträgt ~70 Ohm.

Ich habe diesen Motor im ursprünglichen Design meiner Windkraftanlage verwendet.

Motor 2

Mir steht ein leistungsschwächerer Schrittmotor zur Verfügung T1319635 Firmen Epoch Electronics Corp. vom Scanner HP Scanjet 2400 Es hat fünf Ausgänge (unipolarer Motor):


erste Wicklung Spule 1) - orange (Englisch) orange) und schwarz (Englisch) Schwarz);
zweite Wicklung Spule 2) - braun (Englisch) braun) und gelb (dt. Gelb);
rot (Englisch) Rot) Draht – Anschlüsse, die vom Mittelpunkt jeder Wicklung aus miteinander verbunden sind (eng. Mittelhähne).

Der Widerstand der halben Wicklung beträgt 58 Ohm, was auf dem Motorgehäuse angegeben ist.

Motor 3

In einer verbesserten Version des Windgenerators habe ich einen Schrittmotor verwendet Robotron SPA 42/100-558, hergestellt in der DDR und ausgelegt für 12 V:

Windkraftanlage

Für die Lage der Achse des Laufrads (Turbine) eines Windgenerators gibt es zwei Möglichkeiten – horizontal und vertikal.

Vorteil horizontal(am beliebtesten) Standort Die in Windrichtung liegende Achse ist größer effiziente Nutzung Bei der Windenergie besteht der Nachteil in der Komplexität der Konstruktion.

Ich habe gewählt vertikale AnordnungÄxte - VAWT (Windkraftanlage mit vertikaler Achse), was das Design erheblich vereinfacht und erfordert keine Ausrichtung in Windrichtung . Diese Option eignet sich besser für die Montage auf dem Dach; sie ist bei schnellen und häufigen Windrichtungswechseln wesentlich effektiver.

Ich habe eine Art Windturbine namens Savonius-Windturbine verwendet. Savonius-Windkraftanlage). Es wurde 1922 erfunden Sigurd Johannes Savonius) aus Finnland.

Sigurd Johannes Savonius

Der Betrieb der Savonius-Windkraftanlage basiert auf dem Widerstand ziehen) der entgegenkommende Luftstrom – der Wind der konkaven Oberfläche des Zylinders (Blatts) ist größer als der der konvexen.

Luftwiderstandsbeiwerte ( Englisch Luftwiderstandsbeiwerte) $C_D$

zweidimensionale Körper:
konkave Hälfte des Zylinders (1) - 2,30
konvexe Hälfte des Zylinders (2) - 1,20
flache quadratische Platte - 1.17
3D-Körper:
konkave Hohlhalbkugel (3) - 1,42
konvexe Hohlhalbkugel (4) - 0,38
Kugel - 0,5
Die angegebenen Werte beziehen sich auf Reynolds-Zahlen. Reynolds-Zahlen) im Bereich $10^4 - 10^6$. Die Reynolds-Zahl charakterisiert das Verhalten eines Körpers in einem Medium.

Körperwiderstandskraft gegen Luftströmung $(F_D) = ((1 \over 2) (C_D) S \rho (v^2) ) $, wobei $\rho$ die Luftdichte und $v$ die Geschwindigkeit ist Luftstrom, $S$ ist die Querschnittsfläche des Körpers.

Eine solche Windkraftanlage dreht sich unabhängig von der Windrichtung in die gleiche Richtung:

Ein ähnliches Funktionsprinzip wird beim Schalenstern-Anemometer verwendet. Becheranemometer)- ein Gerät zur Messung der Windgeschwindigkeit:

Ein solches Anemometer wurde 1846 vom irischen Astronomen John Thomas Romney Robinson erfunden ( John Thomas Romney Robinson):

Robinson glaubte, dass sich die Becher in seinem Anemometer mit vier Bechern mit einem Drittel der Windgeschwindigkeit bewegten. In der Realität liegt dieser Wert zwischen zwei und etwas mehr als drei.

Derzeit werden vom kanadischen Meteorologen John Patterson entwickelte Dreibecher-Anemometer zur Messung der Windgeschwindigkeit verwendet. John Patterson) im Jahr 1926:

Generatoren auf Basis von bürstenbehafteten Gleichstrommotoren mit vertikaler Mikroturbine werden bei verkauft Ebay für etwa 5 $:

Eine solche Turbine enthält vier entlang zweier senkrechter Achsen angeordnete Schaufeln mit einem Laufraddurchmesser von 100 mm, einer Schaufelhöhe von 60 mm, einer Sehnenlänge von 30 mm und einer Segmenthöhe von 11 mm. Das Laufrad ist mit Markierungen auf der Welle eines Kommutator-Gleichstrom-Mikromotors montiert JQ24-125H670. Die Nennversorgungsspannung eines solchen Motors beträgt 3 ... 12 V.
Die von einem solchen Generator erzeugte Energie reicht aus, um eine „weiße“ LED zum Leuchten zu bringen.

Drehzahl der Savonius-Windkraftanlage Die Windgeschwindigkeit darf nicht überschritten werden , aber gleichzeitig zeichnet sich dieses Design aus hohes Drehmoment (Englisch) Drehmoment).

Der Wirkungsgrad einer Windkraftanlage lässt sich beurteilen, indem man die vom Windgenerator erzeugte Leistung mit der Leistung des durch die Anlage wehenden Windes vergleicht:
$P = (1\over 2) \rho S (v^3)$, wobei $\rho$ die Luftdichte ist (ca. 1,225 kg/m 3 auf Meereshöhe), $S$ die überstrichene Fläche von die Turbine (dt. gefegte Fläche), $v$ - Windgeschwindigkeit.

Meine Windkraftanlage

Variante 1

Anfänglich verwendete das Laufrad meines Generators vier Schaufeln in Form von ausgeschnittenen Zylindersegmenten (Hälften). Kunststoffrohre:


Segmentgrößen -
Segmentlänge - 14 cm;
Segmenthöhe - 2 cm;
Segmentsehnenlänge - 4 cm;

Ich habe die zusammengebaute Struktur auf einem ziemlich hohen (6 m 70 cm) Holzmast aus Holz installiert, der mit selbstschneidenden Schrauben an einem Metallrahmen befestigt ist:

Option 2

Der Nachteil des Generators war durchaus hohe Geschwindigkeit Wind, der zum Drehen der Rotorblätter erforderlich ist. Um die Oberfläche zu vergrößern, habe ich ausgeschnittene Klingen verwendet Plastikflaschen :

Segmentgrößen -
Segmentlänge - 18 cm;
Segmenthöhe - 5 cm;
Segmentsehnenlänge - 7 cm;
der Abstand vom Segmentanfang bis zur Mitte der Rotationsachse beträgt 3 cm.

Option 3

Es stellte sich heraus, dass das Problem in der Stärke der Klingenhalter lag. Zuerst habe ich perforierte Aluminiumstreifen aus der Sowjetunion verwendet Kinderbaukasten 1 mm dick. Nach mehrtägigem Betrieb führten starke Windböen zum Bruch der Lamellen (1). Nach diesem Misserfolg habe ich beschlossen, die Klingenhalter aus 1,8 mm dicker Folienplatine (2) zu schneiden:

Die Biegefestigkeit der Leiterplatte senkrecht zur Platte beträgt 204 MPa und ist vergleichbar mit der Biegefestigkeit von Aluminium – 275 MPa. Aber der Elastizitätsmodul von Aluminium $E$ (70.000 MPa) ist viel größer als der von PCB (10.000 MPa), d. h. Texolith ist viel elastischer als Aluminium. Dies führt meiner Meinung nach unter Berücksichtigung der größeren Dicke der Textolithalter zu einer wesentlich größeren Zuverlässigkeit der Befestigung der Rotorblätter des Windgenerators.
Der Windgenerator ist auf einem Mast montiert:

Der Probebetrieb der neuen Version des Windgenerators zeigte seine Zuverlässigkeit auch bei starken Windböen.

Der Nachteil der Savonius-Turbine ist geringe Effizienz - nur etwa 15 % der Windenergie werden in Wellenrotationsenergie umgewandelt (das ist viel weniger, als mit erreicht werden kann). Windkraftanlage Daria(Englisch) Darrieus-Windkraftanlage)), mit Hebekraft (eng. Aufzug). Diese Art von Windkraftanlage wurde vom französischen Flugzeugkonstrukteur Georges Darrieux erfunden. (Georges Jean Marie Darrieus) - 1931 US-Patent Nr. 1.835.018 .

Georges Darrieux

Der Nachteil der Daria-Turbine besteht darin, dass sie über einen sehr schlechten Selbststart verfügt (um Drehmoment aus dem Wind zu erzeugen, muss die Turbine bereits hochdrehen).

Umwandlung von durch Schrittmotor erzeugter Elektrizität

Die Schrittmotorleitungen können an zwei Brückengleichrichter aus Schottky-Dioden angeschlossen werden, um den Spannungsabfall an den Dioden zu reduzieren.
Sie können gängige Schottky-Dioden verwenden 1N5817 mit einer maximalen Sperrspannung von 20 V, 1N5819- 40 V und ein maximaler direkter durchschnittlicher gleichgerichteter Strom von 1 A. Ich habe die Ausgänge der Gleichrichter in Reihe geschaltet, um die Ausgangsspannung zu erhöhen.
Sie können auch zwei Mittelpunktgleichrichter verwenden. Ein solcher Gleichrichter benötigt halb so viele Dioden, gleichzeitig halbiert sich aber die Ausgangsspannung.
Anschließend wird die Welligkeitsspannung mithilfe eines kapazitiven Filters geglättet – einem 1000-µF-Kondensator bei 25 V. Zum Schutz vor der erhöhten erzeugten Spannung wird eine 25-V-Zenerdiode parallel zum Kondensator geschaltet.


mein Windgenerator-Diagramm


Elektronikeinheit meines Windgenerators

Windgeneratoranwendung

Die von einem Windgenerator erzeugte Spannung hängt von der Stärke und Konstanz der Windgeschwindigkeit ab.

Wenn der Wind dünne Äste wiegt, erreicht die Spannung 2 ... 3 V.

Wenn der Wind die dicken Äste der Bäume wiegt, erreicht die Spannung 4 ... 5 V (bei starken Böen - bis zu 7 V).

VERBINDUNG MIT JOULE THIEF

Die geglättete Spannung vom Kondensator des Windgenerators kann einer Niederspannung zugeführt werden DC-DC Konverter

Widerstandswert R wird experimentell ausgewählt (abhängig vom Transistortyp) – es empfiehlt sich, einen variablen Widerstand von 4,7 kOhm zu verwenden und seinen Widerstand schrittweise zu reduzieren, um einen stabilen Betrieb des Wandlers zu erreichen.
Ich habe einen solchen Konverter auf Germaniumbasis zusammengebaut pnp-Transistor GT308V ( VT) und Impulstransformator MIT-4V (Spule L1- Schlussfolgerungen 2-3, L2- Schlussfolgerungen 5-6):

LADUNG VON IONISTERN (SUPERKONDENSATOREN)

Ionistor (Superkondensator, Englisch) Superkondensator) ist ein Hybrid aus einem Kondensator und chemische Quelle aktuell
Ionistor - unpolar Element, aber einer der Anschlüsse kann mit einem „Pfeil“ markiert sein, um die Polarität der Restspannung nach dem Laden beim Hersteller anzuzeigen.
Für die erste Forschung habe ich einen Ionistor verwendet mit einer Kapazität von 0,22 F für eine Spannung von 5,5 V (Durchmesser 11,5 mm, Höhe 3,5 mm):

Ich habe es über eine Diode an den Ausgang angeschlossen durch eine Germaniumdiode D310.

Um die maximale Ladespannung des Ionistors zu begrenzen, können Sie eine Zenerdiode oder eine LED-Kette verwenden – ich verwende eine Kette aus zwei rote LEDs:

Um die Entladung eines bereits geladenen Ionistors durch Begrenzungs-LEDs zu verhindern HL1 Und HL2 Ich habe eine weitere Diode hinzugefügt - VD2.

Fortsetzung folgt

In diesem Artikel betrachten wir das Modell leistungsstarker Generator aus Magneten, der Strom mit einer Leistung von 300 Watt erzeugen kann. Der Rahmen besteht aus 10 mm dicken Duraluminiumplatten. Der Generator besteht aus 3 Hauptteilen: Gehäuse, Rotor, Stator. Der Hauptzweck des Gehäuses besteht darin, Rotor und Stator in einer genau definierten Position zu fixieren. Der rotierende Rotor sollte die Statorspulen mit Magneten nicht berühren. Der Aluminiumkörper ist aus 4 Teilen zusammengesetzt. Die Eckanordnung sorgt für eine einfache und stabile Struktur. Die Karosserie wird auf einer CNC-Maschine gefertigt. Dies ist sowohl ein Vorteil als auch ein Nachteil der Entwicklung, da für eine qualitativ hochwertige Wiederholung des Modells Spezialisten und eine CNC-Maschine benötigt werden. Der Durchmesser der Scheiben beträgt 100 mm.

Sie können einen fertigen Stromgenerator auch in einem Online-Shop kaufen.

Rotor des elektrischen Generators I. Belitsky

Rotor ist eine Eisenachse. Daran sind 2 befestigt Eisenscheibe mit darauf befindlichen Neodym-Magneten. Zwischen den Scheiben auf der Achse ist eine Eisenbuchse eingepresst. Seine Länge hängt von der Dicke des Stators ab. Sein Zweck besteht darin, einen minimalen Spalt zwischen den rotierenden Magneten und den Statorspulen sicherzustellen. Jede Scheibe enthält 12 Neodym-Magnete mit einem Durchmesser von 15 und einer Dicke von 5 mm. Für sie werden Sitzplätze auf der Scheibe geschaffen.

Sie müssen geklebt werden Epoxidharz oder anderer Kleber. In diesem Fall ist unbedingt auf die Polarität zu achten. Beim Zusammenbau sollten die Magnete so positioniert werden, dass sich jeweils gegenüber ein weiterer von der gegenüberliegenden Scheibe befindet. In diesem Fall müssen die Pole zueinander unterschiedlich sein. Wie der Autor der Entwicklung (Igor Beletsky) schreibt: „Es wäre richtig, unterschiedliche Pole zu haben, damit.“ Stromleitungen kam aus einem heraus und trat in ein anderes ein, definitiv S = N.“ Neodym-Magnete können Sie in einem chinesischen Online-Shop kaufen.

Statorgerät

Als Grundlage verwendet Blatttextolith 12 m dick. Im Blech sind Löcher für Spulen und Rotorbuchsen angebracht. Außendurchmesser Eisenspulen, die in diesen Löchern installiert sind - 25 mm. Innendurchmesser gleich dem Durchmesser Magnete (15 mm). Die Spulen erfüllen zwei Aufgaben: die Funktion eines magnetisch leitenden Kerns und die Aufgabe, das Festkleben beim Übergang von einer Spule zur anderen zu reduzieren.

Spulen bestehen aus Isolierter Draht 0,5 mm dick. Auf jede Spule sind 130 Windungen gewickelt. Die Wickelrichtung ist bei allen gleich.

Wenn Sie einen leistungsstarken Generator erstellen, müssen Sie wissen, dass die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom des Geräts für freie Energie umso höher sind, je höher die Geschwindigkeit ist, die bereitgestellt werden kann.