如何用自己的雙手製作迷你風力發電機？

風車不需要燃料或太陽能來發電。這個特性讓很多人開始思考如何用自己的雙手建造風力渦輪機，因為成品設備的購買和安裝成本很高。

風力發電機的工作原理和種類

只有了解其設備，您才能自己製作風車。這個單元的原型是一台舊風車。隨著氣流在其機翼上的壓力，軸開始運動，將扭矩傳遞到磨機設備。

在用於發電的風力渦輪機中，應用了利用風能旋轉轉子的相同原理：

1. 當暴露在風中時，葉片的運動會導致帶有變速箱的輸入軸旋轉。扭矩被傳遞到配備 12 個磁鐵的發電機的副軸（轉子）。由於其旋轉，定子環中會產生交流電。
2. 如果沒有特殊設備 - 控制器（整流器），這種電無法為電池充電。該設備將交流電轉換為直流電，使其可以存儲起來，以便家用電器可以不間斷地工作。控制器還執行另一個功能：它會及時停止對電池充電，並將風車產生的多餘能量轉移到消耗大量能量的單元（例如，用於加熱房屋的加熱元件）
3. 為了提供 220 V 的電壓供應，電流從電池提供給逆變器，然後流向用電點。

為確保葉片始終處於與風相互作用的最佳位置，葉輪裝置上安裝了一個尾翼，可讓您將螺旋槳轉向風向。工廠模型的風車具有製動裝置或附加電路，用於在惡劣天氣下折疊尾部或將葉片從風中移除。

風力渦輪機有幾種類型，根據葉片的數量和材料或螺旋槳的螺距對其進行分類。但主要根據軸或輸入軸的位置進行劃分：

1. 水平型意味著軸的位置與地面平行。這種發電機稱為葉片發電機。
2. 在垂直風車中，軸垂直於地平線，平面圍繞它定位。垂直生成器可以稱為正交或輪播。

無論旋轉軸的位置如何，該單元的操作原理都保持不變。

風車模型可以有一個螺旋槳或一個由 2 個、3 個或幾個葉片組成的風輪。人們認為，多葉片裝置能夠在小風中產生電流，而具有 2-3 個機翼的螺旋槳則需要更大的氣流。在選擇模型時，必須考慮到每個葉片對風流產生阻力並降低轉速的重要規則，因此將多葉片輪旋轉到運行速度是相當困難的。

在風車的品種中有帆船和剛性的。這些名稱是指製造機翼的材料。採用自組裝方式，帆型會更簡單、更經濟，但塑料材質（織物、薄膜等）製成的葉片不耐用、不耐磨。

垂直選項

製造立式風力發電機比製造臥式風力發電機更容易。該設計不需要葉片裝置，它位於較低的高度（最高 2 m）。使用垂直風力渦輪機（風力發電廠）的人的評論表明，在旋轉過程中會產生輕微的噪音，並且易於維護單元的工作單元。發電機位於結構的底部，無需在高處工作或將桅杆降低到地面即可進行維護。

軸承安裝在軸的上端，同時用作桅杆。該零件幾乎不需要維護，並且可以使用數年而無需維修。

與葉片式風車不同，垂直風力渦輪機不需要安裝高桅杆。無論風向如何，它們都可以工作，從而簡化了運動部件的設計。對於緊湊型風力渦輪機的葉片，可以使用大直徑的 PVC 管（例如，下水道管道），薄鍍鋅鋼適合更大功率的風力渦輪機。這些材料可供任何家庭工匠使用，並且相對便宜。

風輪的設計可以從許多可用選項中獨立選擇：

• Dornier 設計，帶 2 個扁平刀片；
• Savonius 系統帶有 4 個半圓柱形機翼；
• 2排平面正交多葉風車；
• 具有彎曲葉片輪廓的螺旋形風力渦輪機。

所有垂直風車都使用 Savonius 聚合原理。在家裡，刀片可以由鋼或塑料桶製成，縱向切成兩半。設計特點是當葉片速度比風速低 2 倍時，機組效率達到最大值。因此，您不應該嘗試提高垂直風力渦輪機的速度。

臥式模型

與立式發電機不同，帶有螺旋槳的自製風力渦輪機具有更高的效率，同時葉片速度的增加。但是螺桿的眾多和狹窄的元件無助於更好的工作：在強大的風壓下，由於螺桿前面形成的氣墊，它們沒有時間旋轉軸。

家庭自製多葉片風力渦輪機最好在風力不太強的地區進行。如果該地區的風力經常超過每秒 10-15 m，則建造 2-3 個葉片的風車是有意義的。兩種類型都能夠以每秒約2-3 m的氣流速度開始工作。

水平型號需要安裝高桅杆（6-12 m）。為避免維護期間的高空作業，工匠在桅杆底部安裝了最簡單的折疊機構——軸。為了結構在強風荷載下的穩定性，需要使用斜拉支架將機架保持在垂直位置。

帶有發電機和螺旋槳的機艙必須安裝在軸承上並配備有葉片羽毛，以便螺旋槳始終佔據相對於風的有利位置。載流電纜的位置應使其在機艙旋轉、干擾或斷裂時不會扭曲。因此，它們是在管狀桅杆內進行的。

如何製作220V的風力發電機？

創建風力渦輪機的工作應從確定機組所需的功率開始：

• 要照亮幾個房間，一台功率小於 1 kW 的發電機就足夠了；它將為白熾燈或節能燈供電，此外還可以將筆記本電腦或電視打開到網絡；
• 一台容量為 5 kW 的自製風力發電機將為家用電器（冰箱、洗衣機、爐灶等）供電；
• 為了將房屋完全轉移到自主供電，您需要一台容量超過 20 kW 的強大發電機。

您可以自己製造發電機或改裝從舊車上拆下的相應組件。這樣，可以確保產生高達 2-3 kW 的電流。要製作更強大的 220V DIY 風力發電機，您需要準確計算線圈和導線的匝數、轉子上磁鐵的尺寸和數量以及葉片翼的參數。

簡單的設計

對於功率約為 1-1.5 kW 的最簡單設計，您將需要：

• 汽車發電機（12 V）；
• 酸電池（12 V）；
• 開關按鈕 (12 V);
• 電流轉換器 700-1500 V 和 12-220 V；
• 金屬大容量；
• 螺栓、墊圈、螺母；
• 用於固定發電機的夾子（2 個）。

在汽車發電機的皮帶輪中，您需要為螺栓製作對稱的孔。將容器的圓周分成 4 等份。切割刀片：

• 在容器的側面，根據劃分圓的標記標記矩形；
• 找到每個元素的垂直中間；
• 用 3-5 厘米寬的實心邊緣標記容器的頂部和底部；
• 將各個矩形之間的金屬切割到輪輞線；
• 沿著標記的上下邊界進行切割，使矩形的中間保持完整併連接到邊緣；
• 相對於中心軸展開每個刀片；
• 確定圓底的中心，根據螺栓孔在發電機皮帶輪上的位置標記螺栓孔的位置。

展開機翼時，有必要確定風輪的旋轉方向，以便帶出飛機的必要部分。為確保所有葉片上的負載相同，應測量其旋轉角度。

該結構的組裝包括用螺栓固定發電機皮帶輪和水箱底部。之後，準備安裝風力發電機的底座（由大約 2 m 高的粗管製成的桅杆）。使用適當直徑的夾子將發電機連接到它是最簡單的。為了給電池充電，來自發電機的電流必須通過整流器，必須使用汽車的電路進行連接。

用於葉片式風力渦輪機的自製發電機

用於水平風力發電機的單元可以由汽車的輪轂組裝，也可以使用洗衣機的電動機。要工作，您需要購買由釹（鈮合金）製成的磁鐵。最好採用矩形元素。

如果使用發動機，您可以通過線圈數確定它們的數量。對於三相發電機，磁鐵數量應為線圈數量的2/3，對於單相發電機，應與之相對應。大師級從業者建議選擇三相發電機。

使用洗衣機的電機時，必須將磁鐵粘在電機轉子上。如果使用輪轂，則將磁鐵放置在大約 5 毫米厚的圓形鋼板上。組裝轉子時，請遵循以下規則：

1. 磁鐵之間的距離必須相同。輪轂上的矩形元件沿圓的半徑有長邊，在電機軸上 - 沿其縱軸。
2. 在工作之前，您需要確定並標記磁鐵的磁極。它們的安裝使相反的元件具有不同的極性。放置磁鐵時，相鄰部位的正負極交替。
3. 為了使磁鐵牢固地固定在轉子表面，建議用環氧樹脂填充它們。

將電機軸用作轉子時，將零件安裝在繞組中的適當位置，並通過將電壓表探頭連接到導線並用鑽頭旋轉軸來檢查結構的可操作性。

如果使用集線器，則線圈獨立於橫截面為 1 mm 的漆包銅線纏繞。每個線圈應由 60 匝組成，高度為 9 毫米。線圈應安裝在輪轂的平坦部分。

對於三相發電機，連接電線的末端，如下所示：

• 將線圈的外端子 1 留空，將內端子與外端子 4 連接；
• 將4個線圈的內線與外線在7處連接並一直連接到末端，每2個連接繞組部分；在後者上，應該保留一個自由的內端，它很容易扭曲，輸出已經留下或標記不同；
• 用 2 個線圈重複該過程，每 2 個元件按照相同的原理連接導線；
• 對 3 個線圈執行相同操作，其餘未連接。

在工作結束時，主控將有 6 個獨立的引腳。繞組必須用環氧樹脂填充並乾燥。

然後，在輪轂軸承中，您需要夾緊軸，在其上放置帶有磁鐵的轉子環。零件平面之間的間隙為 1-1.5 毫米。檢查終端是否存在電流，組裝風車並將其安裝在桅杆上。

設備服務

風車運行過程中，每個月要對緊固件進行一次一般檢查，檢查電氣系統是否有電壓不平衡，控制器是否完好，電纜是否張緊均勻。對於不間斷運行，每 3-4 個月檢查一次電池端子連接，檢查發電機齒輪箱的電解液和油位是值得的。

年度檢查包括檢查葉片表面、確定軸承性能並更換它們。在這些期間，還會補充電解液液位，將油添加到變速箱中。年度維護包括檢查所有節點的可操作性。

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