Bobinage efficace sur générateurs axiaux. Générateur à aimant permanent à basse vitesse DIY
Beaucoup de gens rêvent de créer de leurs propres mains un générateur pour une éolienne. Il n'est pas toujours possible d'obtenir du ruban électrique en acier anisotrope laminé à froid. Pour cette raison, nous examinerons un moyen de fabriquer un noyau de stator à partir de matériaux de rebut. De tels générateurs sont faciles à fabriquer et assez efficaces.
Voici un exemple de création d'un générateur axial monté en extrémité pour une éolienne. Des plaques provenant d'anciens transformateurs de son de 110 volts peuvent être utilisées pour fabriquer le stator. Il en existe un nombre suffisant sur le marché et leurs plaques se séparent facilement les unes des autres.
Nous utilisons des disques mesurant 19x4 mm comme aimants ; nous calculons les dimensions du stator en fonction de ces dimensions. Nous marquons les contours du stator sur papier. 24 dents (8 bobines pour 3 phases) et, par conséquent, 16 fils de chaque groupe doivent être placés uniformément sur toute la circonférence. En conséquence, le diamètre extérieur du stator est de 145 mm et le diamètre intérieur de 105 mm. Nous remplissons l'espace entre les diamètres extérieur et intérieur avec des plaques que nous connectons les unes aux autres à l'aide de superglue.
Le résultat de notre travail est cette ébauche de stator.
Nous le collons sur du contreplaqué et l'imprégnons de résine époxy. Lorsque la structure est sèche, vous devez retirer toutes les parties inutiles du contreplaqué avec une scie à métaux, en laissant un peu à l'intérieur, ainsi que le bord extérieur. Il servira de plateforme de montage. Nous traitons soigneusement les dents elles-mêmes avec une lime. Pour éviter que les plaques ne se séparent de la structure globale pendant le traitement, nous compressons chaque dent à traiter avec une petite pince. Tout travail doit être effectué avec beaucoup de soin. Après tout, même quelques petites saillies pointues peuvent endommager l'isolation du fil. Si possible, il est préférable de mettre une gaine thermorétractable sur les dents. Tout le monde sait que le processus de remodelage est toujours bien plus difficile que la fabrication.
Il est préférable d'enrouler les bobines directement en place plutôt que séparément puis de les poser sur la dent. Dans ce cas, il s'adaptera plus étroitement aux plaques du stator et l'appareil dans son ensemble aura de meilleures performances électriques. Il est préférable de choisir du fil de 0,7 mm pour les bobines. Il est possible de réaliser les bobinages avec du fil de 0,5 mm, mais alors le générateur produira un courant plus faible lorsque la tension sera suffisante dans les deux cas. Plus les tours du fil sont serrés les uns aux autres, mieux ce sera, il n'est donc pas recommandé de se précipiter et de tout faire rapidement, mais pas tout à fait efficacement.
Nous installons le stator fini sur le moyeu. Une partie d'une pompe d'un UAZ peut lui servir. La conception dans ce cas sera durable et plus légère que l'utilisation de pièces provenant d'autres voitures, par exemple la VAZ 2108. Les enroulements du générateur sont connectés en configuration étoile. Souvent, il n'est pas possible de tester le produit fini à la maison sur un support, mais il existe une méthode plus primitive permettant d'effectuer des mesures approximatives. Une corde est enroulée autour des aiguilles à tricoter. Lorsque vous ne tirez pas très fort, le courant de sortie sera d'environ 6 A. Si vous appliquez plus de force, il est possible d'augmenter le courant à 11,5 A et la tension à 12,4 V.
Lorsque le travail principal est terminé, trois lames de 1,7 m sont fixées au produit et le tout est fixé ensemble dans un espace ouvert. Le poids de la structure fabriquée ne dépasse pas 4 kg. Le produit présente bien entendu certains inconvénients, car il est assemblé à partir de matériaux improvisés. En particulier, la surface de l’aimant est plus grande que la surface des dents. Mais même dans cette option, lorsque la vitesse de rotation par minute atteint 900 tours, la puissance de sortie devient d'au moins 200 watts.
Courant triphasé. Avantages en matière de génération et d'utilisation Comment installer une prise
À notre époque d’informatique et de haute technologie, nombreux sont ceux qui ont commencé à réfléchir à des sources d’énergie alternatives. Après tout, les richesses de l’intérieur de la Terre ne sont pas illimitées. L'idée d'utiliser l'énergie du mouvement des masses d'air en tant que telle source est loin d'être nouvelle, mais ce n'est qu'à notre époque qu'elle commence à prendre des contours plus évidents (du point de vue de l'utilisation pratique). Aujourd'hui, grâce à l'utilisation de nouvelles technologies et de nouveaux matériaux de construction, il est même devenu possible d'acheter (ou de fabriquer) de telles installations pour les particuliers - les foules de badauds ne viennent plus regarder une éolienne installée pour une maison du côté territoire d'un chalet d'été voisin - un tel spectacle commence à devenir presque monnaie courante.
Certains composants et assemblages des éoliennes ont radicalement changé. Si auparavant un générateur d'éolienne était une conception standard avec des collecteurs de courant à balais ou à anneaux, qui étaient assez bruyants pendant le fonctionnement (l'installation d'une telle unité dans le secteur résidentiel était donc considérée comme impossible), aujourd'hui, avec l'avènement des aimants en néodyme robustes,
qui ne perdent qu'environ 1 pour cent de leur puissance en 10 ans, il est devenu possible de fabriquer des générateurs monophasés ou triphasés fonctionnant presque silencieusement et avec des charges de vent minimales (0,5-2,5 m/s). De sérieuses innovations sont également apparues dans le domaine de la conception des éoliennes. Si auparavant la conception d'une éolienne avec une disposition parallèle (par rapport à la Terre) de l'axe de rotation était largement utilisée,
De nos jours, les conceptions utilisant une éolienne verticale axiale deviennent de plus en plus populaires.
L'utilisation de cette conception est due à plusieurs facteurs : les pales d'une éolienne à axe de rotation horizontal, dirigées vers le flux d'air et le coupant, créent un niveau de bruit élevé (environ 70, et dans certains cas plus, décibels ); pour « démarrer » un générateur équipé d'une telle éolienne, il faut un débit d'air assez fort - environ 8-10 m/s (essayez de trouver une zone sur la planète où le vent soufflerait constamment à une telle vitesse !), en conséquence - l'utilisation de mâts hauts pour localiser de telles structures ; pour installer l'éolienne « sous le vent », l'utilisation de mécanismes de « direction » spéciaux est nécessaire ; De plus, un système de freinage est nécessaire en cas de vent fort. La conception d'une éolienne axiale à axe de rotation vertical ne présente pas tous ces inconvénients (voir photo). La structure n'a pas besoin d'être élevée au-dessus du sol - 1 à 4 mètres suffisent (pour un générateur de 1,5 kW) ; la hauteur de la pale de l'éolienne est d'environ 1 mètre (contre 3 pour un générateur de même puissance, mais avec un axe d'hélice horizontal) ; Pour faire tourner une telle unité, dans laquelle elle est capable de fournir suffisamment de puissance à la charge, une légère brise (1,5 m/s) suffit. Tous ces facteurs constituent une condition préalable fiable pour acheter ou fabriquer indépendamment de telles éoliennes pour votre maison.
L'énergie obtenue peut être facilement utilisée directement à des fins domestiques (à l'aide d'un onduleur) et stockée (batteries). La puissance (nombre) des éoliennes et des batteries peut être calculée à l'aide de formules simples : Wtotal = Wload * (1,3 ou 1,5) - cette valeur dépend des « ressources éoliennes » de votre région. Le nombre de batteries nécessaires peut également être calculé approximativement. en multipliant la consommation électrique dont vous avez besoin (W) par jour par le nombre de jours sans vent. De plus, des systèmes de chauffage domestique utilisant des éoliennes sont apparus dans la pratique des travailleurs à domicile, où la charge est constituée de radiateurs basse tension (éléments chauffants) immergés dans un liquide de refroidissement à forte consommation d'énergie. L'utilisation de systèmes d'approvisionnement en énergie alternative hybride, avec l'utilisation combinée d'éoliennes et de panneaux solaires, est également considérée comme recommandée - voir notre article d'annonce « Batteries solaires ». En conclusion, je voudrais faire une petite mais très importante remarque : lorsque vous fabriquez vous-même des éoliennes, suivez les règles de sécurité lorsque vous travaillez avec de puissants aimants en néodyme - un téléviseur endommagé, une porte de réfrigérateur déformée ou votre voiture préférée n'est pas la pire des choses. Bien plus terribles sont les os des doigts écrasés, pris en sandwich entre deux aimants, ou les mains percées par des outils métalliques tranchants - ce n'est pas très agréable lorsqu'un couteau posé sur un établi s'envole soudainement et à une distance d'un demi-mètre vous colle dans la main, dans lequel l'aimant est localisé. Ne chauffez pas et n'appliquez pas de fortes charges de choc aux aimants - le chauffage (à la suite du traitement) entraîne une perte des propriétés magnétiques et un fort chauffage entraîne une inflammation, libérant des substances toxiques. Quoi, on t'a fait peur ? Ne soyez pas triste, le respect de toutes les règles ci-dessus vous permettra d'éviter des blessures et des dommages matériels, et l'appareil fabriqué pour votre maison vous ravira par son fonctionnement sans problème ! Auteur de l'article : Elektrodych.
Éolienne axiale à 20 pôles
Une éolienne de type axial basée sur un moyeu fini et un générateur triphasé, qui contient 15 bobines enroulées avec un fil de 0,7 mm, 70 tours chacune. Le rotor de ce générateur comporte 20 paires d'aimants mesurant 20 x 5 mm et l'épaisseur du stator est de 8 mm. Ce modèle utilise une hélice à deux pales et un puissant système de protection contre le vent.
Matériaux et unités utilisés pour construire cette éolienne :
1) moyeu de voiture
2) résine époxy
3) coins métalliques
4) aimants mesurant 20 x 5 mm, 40 pièces
5) tuyau 20
6) superglue
7) Vaseline
8) moyeu de remorque "encoche"
9) contreplaqué
10) stratifié 8 mm
11) fil de 0,7 mm d'épaisseur
Examinons plus en détail les principales étapes de construction et les caractéristiques de conception de ce modèle d'éolienne.
Pour le réaliser, l'auteur a utilisé un tuyau d'un diamètre de 20 mm, il s'adapte donc juste à la taille des aimants. L'auteur a décidé de réaliser des bobines de 7 mm d'épaisseur.
Une autre image d'une bobineuse faite maison :
L'auteur constate que grâce à cette machine, assemblée à partir de matériaux de récupération, le bobinage des bobines s'est déroulé sans difficultés particulières. L'essentiel est d'enrouler les bobines tour à tour, en donnant une légère tension pour que les tours soient plus serrés les uns contre les autres.
L’auteur a donc commencé à fabriquer des bobines pour le générateur. Pour éviter que les bobines ne s'effondrent après l'enroulement, l'auteur les a enduites de colle pour plastique et les a également enveloppées de ruban adhésif pour fenêtre. Pour enrouler les bobines, l'auteur a utilisé un fil de 0,7 mm d'épaisseur, 70 tours par bobine. Bien qu'après l'assemblage final l'auteur ait décidé qu'il fallait faire 90 tours chacun, cela lui permettrait de gagner en termes de tension.
Ensuite, un moule a été réalisé pour remplir le stator. L'auteur a décidé de réaliser le formulaire sur un support en contreplaqué. Pour ce faire, des marquages ont été appliqués sur le contreplaqué, ce qui permettra de placer les bobines avec plus de précision. La partie médiane du moule est en stratifié de 8 mm d'épaisseur. Pour éviter que la résine époxy ne colle au moule, l'auteur l'a lubrifié avec de la vaseline, cela permettra ensuite de retirer facilement le stator de la pièce une fois la résine époxy durcie.
Des rainures spéciales ont été réalisées pour les fils à l'aide d'une meuleuse.
Les bobines du stator étaient connectées en phases, les six fils des phases étaient acheminés à travers des rainures, après quoi les fils étaient recouverts de pâte à modeler afin que la résine ne s'échappe pas. Par la suite, l'auteur a relié les phases à une étoile.
Le lendemain, le stator a été retiré du moule et l'auteur a légèrement traité les bords pour plus d'uniformité. L'auteur a également décidé de remplir les aimants des disques avec de la résine époxy pour une plus grande fiabilité.
Dans les photographies ci-dessous, vous pouvez voir comment l'axe de rotation de l'éolienne a été réalisé :
La base de la fabrication de l'essieu rotatif était un moyeu de voiture. Afin de protéger la future éolienne des vents trop forts, l'auteur a utilisé une conception standard de déviation du vent en repliant la queue. Il est important de noter que la tête de vent doit être éloignée d'au moins 100 mm, sinon la protection contre le vent ne fonctionnera pas car l'axe du générateur sera situé trop près de l'axe de rotation.
Un axe a également été soudé à la structure selon un angle de 20 degrés et 45 degrés par rapport à la vis ; la queue de l'éolienne est placée sur cet axe.
Regardons la conception du moyeu du générateur.
Le générateur lui-même était basé sur le moyeu de la remorque Zubrenok. L'auteur a utilisé des aimants en néodyme mesurant 20x5 mm. Chaque disque contenait 20 aimants. Le moyeu était vissé à travers une plaque sur laquelle étaient fixées les cornières. Le stator du générateur sera maintenu sur des goujons.
Ensuite, l’auteur a commencé à fabriquer des disques avec des aimants.
Les aimants ont été fixés aux disques à l'aide de superglue. Afin de tout faire le plus précisément possible, l'auteur a réalisé un gabarit en carton. Il est également important de noter que les aimants doivent être collés avec des pôles alternés, afin que les disques avec aimants soient attirés vers le générateur.
Ci-dessous, vous pouvez voir exactement comment la queue de l'éolienne a été sécurisée, ce qui la protégera des vents forts :
Sur la photographie, la tête du vent était placée trop près de l'axe de rotation de l'éolienne, ce qui a ensuite été découvert lors des tests et corrigé. Cependant, le support arrière lui-même et les angles d'inclinaison sont corrects. Après avoir terminé la conception, cela s'est parfaitement montré : lorsque le vent augmente, l'hélice se détourne et la queue se plie et se lève.
Le générateur a ensuite été assemblé et peint. Après peinture, l'auteur a décidé de tester le fonctionnement du générateur. À la main, nous avons réussi à faire tourner le générateur à 30 volts avec un courant de court-circuit de 4,5 A.
Ce générateur fonctionne avec 3 bandes LED de 25 watts chacune, mais à l'avenir, l'auteur envisage d'adopter une approche plus sérieuse pour calculer la vis du générateur et connecter la batterie.
article tiré d'Internet : http://usamodelkina.ru/
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Bonjour, les gens m'écrivent souvent sur la meilleure façon de fabriquer un générateur à disque axial, combien d'aimants il devrait y avoir et combien de bobines. Ils demandent avec quel fil les bobines doivent être enroulées et combien de tours. Ils posent des questions sur le rapport entre les aimants et les bobines et sur la façon de connecter les bobines les unes aux autres. Je vais essayer de répondre à ces questions en les accompagnant de dessins...
Règles générales pour la construction d'un générateur axial
1. La distance entre les aimants dans un cercle sur les disques doit être égale à leur largeur, mais plus elle est dense, mieux c'est, idéalement si les aimants sont presque proches les uns des autres. Ci-dessous, j'ai décrit plus en détail, si vous n'arrivez pas à vous décider, faites en sorte que la distance soit égale à la largeur des aimants, cela fonctionnera comme tout le monde.2. Aimants ronds, carrés ou rectangulaires, peu importe, cela se reflétera ensuite dans la forme des bobines. Pour la première option, les aimants ronds et les bobines sont plus simples.
3. L'épaisseur des disques doit être égale à l'épaisseur des aimants, ou légèrement plus fine.
4. Le nombre de tours dans les bobines pour une batterie 12V est de 60 tours, pour un VCB 24V est de 90 tours.
5. Épaisseur du stator en fonction de l'épaisseur des aimants.
6. Le rapport bobines/aimants est de 4:3, pour 9 bobines il y a 12 aimants, pour 12 bobines il y a 16 aimants.
Les générateurs monophasés ne sont pas fabriqués car il y aura de fortes vibrations du générateur pendant le fonctionnement.
Les aimants doivent avoir au moins 10 mm d'épaisseur, bien que cela puisse être plus fin, mais vous devrez alors réaliser un stator fin en général, le stator doit être approximativement égal à l'épaisseur des aimants ; La forme des aimants, qu'ils soient ronds, carrés ou rectangulaires, n'est pas particulièrement importante, cela affectera alors la forme des bobines, qu'elles soient exactement rondes ou triangulaires de forme allongée. Pour les générateurs grands et puissants à partir de 1,5 kW, des aimants d'une épaisseur de 15 à 20 mm peuvent être installés et un stator plus épais et plus durable peut être fabriqué avec une épaisseur de 15 à 20 mm.
Habituellement, la distance entre les aimants est égale à leur largeur, mais plus la surface des disques remplis d'aimants en cercle est grande, mieux c'est. Plus la distance entre les aimants est proche, mieux c'est. Mais si vous faites en sorte que la distance entre les aimants soit égale à la largeur des aimants eux-mêmes, ou à la moitié de la largeur des aimants, cela fonctionnera également très bien. En raison de l'augmentation du diamètre des disques, la vitesse des aimants par tour augmente et la tension des bobines augmente proportionnellement à l'augmentation de la vitesse de déplacement des aimants.
Mais ces tours de bobines qui fonctionnent sont ceux qui tombent sous les aimants, donc plus les aimants sur le disque sont rares, moins les tours de bobines participent au travail, et ici le gain n'est qu'en diamètre, mais il s'avère être une grosse égratignure et beaucoup de cuivre sont gaspillés. si vous placez les aimants proches les uns des autres, le diamètre des disques devient plus petit, il y a plus de tours dans le travail et il y a moins de cuivre. C'est généralement plus efficace.
Je fais généralement en sorte que la distance entre les aimants soit égale à leur largeur, mais ceux qui ont rendu la disposition des aimants plus dense, et même étroitement avec des diamètres et des tailles de générateurs plus petits, ont obtenu le même résultat. C'est à vous de décider quoi faire ici.
Pour un circuit de 9 bobines avec 12 aimants Les aimants ronds conviennent et il est préférable de les placer sur le disque presque les uns à côté des autres. Le diamètre intérieur des bobines rondes peut être inférieur au diamètre de l’aimant.
Pour 12 bobines avec 16 aimants Vous pouvez également réaliser des bobines rondes et installer des aimants ronds ou mieux carrés. Plus la distance entre les aimants est proche, mieux c'est. Et ainsi, selon la taille, vous pouvez faire une distance d'environ 5 à 10 mm entre les aimants ; s'ils sont carrés, alors à l'endroit le plus étroit, il devrait y avoir une telle distance ;
Pour 18 bobines avec 12 aimants Il est préférable d'utiliser des aimants rectangulaires avec une distance égale à leur largeur. Dans ce cas, le trou intérieur de la bobine doit être presque égal à la taille de l'aimant. Si 24 aimants sont placés sur des disques, la distance entre les aimants sera réduite.
Vous trouverez ci-dessous un dessin pour comparer le chevauchement des bobines avec les aimants si les aimants sont placés presque à proximité et avec une distance entre les aimants égale à leur largeur.
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Il existe également la même option pour recouvrir les aimants du stator avec 18 bobines et 12 bobines.
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Les bobines de phase sont connectées comme ceci : Le début de la première bobine est le début de la phase. La fin de la première bobine est reliée au début de la seconde. La fin de la seconde avec le début de la troisième. La fin du troisième à la sortie si vous avez trois bobines par phase est la fin de la phase. Les deuxième et troisième phases sont connectées de la même manière que la première. Il devrait y avoir un total de six fils à la sortie, deux fils de chaque phase. Ensuite, vous pouvez le connecter avec une étoile ; pour cela, les trois extrémités des phases ou les trois débuts des phases sont connectés en un seul point, et les trois extrémités libres sont déjà connectées à un pont de diodes triphasé. Vous trouverez ci-dessous un dessin d'une connexion monophasée.
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Il est préférable de ne pas connecter les phases du générateur avec une étoile d'un coup, mais de retirer toutes les extrémités des phases du stator afin qu'elles puissent ensuite être connectées de différentes manières. Il se peut qu'avec ta vis le générateur fonctionnera mieux lorsque les phases seront connectées en parallèle.
Il existe deux options pour la conception du générateur lui-même
La première option est la plus courante, les disques tournent ici sur un arbre, le stator a un diamètre plus grand et est fixé avec des goujons sur le côté extérieur, c'est-à-dire le diamètre extérieur. Habituellement, pour la fabrication, un moyeu de voiture est pris comme base et un générateur est construit sur sa base. La deuxième option est lorsque le stator est fixé le long du diamètre intérieur à un arbre fixe. Un disque avec un roulement est placé sur cet arbre et un deuxième disque y est attiré par l'envers.