Para alimentar a lâmpada LED recarregável fabricada, descrição de qual dado no site, um gerador eólico baseado em um motor DC (24v / 0.7A) com ímãs permanentes foi fabricado e está sendo usado atualmente. O gerador de vento, sob condições climáticas médias, dependendo da velocidade do vento, fornece uma tensão de saída de 0,8 a 6,0 volts e uma corrente de até 200 mA. Posteriormente, um conversor de tensão estabilizada converte essa tensão de saída CC do gerador eólico na tensão DC necessária, suficiente para carregar a bateria ou fornecer a carga necessária.
O gerador eólico proposto é simples de fabricar, não requer cálculos precisos e fabricação de peças complexas, a aquisição de componentes caros. Além da variante considerada no artigo acima, esse gerador de vento também pode encontrar outras aplicações. Nós o usamos onde uma pequena quantidade de eletricidade pode ser necessária para alimentar um dispositivo de baixa energia. Por exemplo, para a operação de uma estação meteorológica compacta, monitorando o nível da água em um tanque, para iluminação de emergência e controlando a automação de uma estufa. Durante o dia, na presença de vento, a bateria do dispositivo com um suprimento recebe energia eólica gratuita e, na hora certa, entrega ao consumidor conforme necessário. Obviamente, a energia eólica que chega até nós não é grande, mas chega quase sempre a nós. E se você criar um dispositivo para acumulação e uso faça você mesmo, a partir de materiais improvisados, essa energia é livre e o dispositivo, além disso, será econômico, compacto, móvel e não volátil.
Este artigo propõe fazer um gerador de vento a partir de um motor de corrente contínua.
Fazendo um gerador de vento.
1. A escolha do gerador elétrico.
Para uso como gerador de baixa potência para o dispositivo, você pode usar o motor de passo finalizado sem alterações. Para obter o máximo desempenho, se possível, é aconselhável usar um motor com a menor aderência possível ao eixo e com o máximo de passos possível por rotação. É possível uma variante de alteração do motor elétrico ou do acionador de partida em um gerador. Várias opções de retrabalho são descritas na Internet.
No nosso caso, a opção mais simples foi escolhida.Como gerador elétrico, usamos um motor DC (24v / 0.7A) com ímãs permanentes, o que não requer modificações. Tem a propriedade de reversibilidade - quando o eixo gira, a tensão aparece nos contatos do motor. Este motor elétrico foi removido de uma máquina de calcular moralmente obsoleta.
2. A escolha do design da hélice.
Na primeira versão do projeto do gerador eólico, para simplificar a fabricação, a hélice de plástico, com um diâmetro de aterragem adequado, de um ventilador industrial foi tomada como base da hélice. Para aumentar o torque no eixo do gerador, o comprimento de suas pás foi adicionado com placas de metal de paredes finas com um perfil próximo ao original.
No entanto, esse design da hélice falhou. Em ventos fortes, devido à baixa rigidez da hélice de plástico, o revestimento metálico das pás se desviou e atingiu o suporte estrutural, que acabou por falhar.
Ao elaborar a primeira opção, decidi pelo design do perfil tecnológico das lâminas e seu comprimento. Esses parâmetros da hélice afetam sua sensibilidade aos ventos fracos e prevalecem. É necessário que, com um pouco de vento, a hélice possa superar a aderência do eixo (atração dos ímãs do estator) e iniciar a rotação.
3. A fabricação da hélice. Selecionamos ou fabricamos um hub para instalação e fixação de pás da hélice.
No nosso caso, é um flange de alumínio (4 mm de espessura, diâmetro externo de 50 mm) com um furo axial ao longo do diâmetro do eixo de saída do motor (8 mm - uma roda dentada é pressionada no eixo, 10 mm de comprimento) e quatro orifícios M4 uniformemente espaçados para montar as lâminas. Para fixar o cubo no eixo, instale um ou dois parafusos M4 nele (veja a foto).
4. Produção de pás da hélice.
A partir de uma chapa galvanizada com espessura de 0,4-0,5 mm, cortamos 4 peças na forma de um trapézio isósceles: altura 250 mm, base 50 mm, lado superior 20 mm. Dobramos as lâminas ao meio ao longo da altura do trapézio (criando uma nervura rígida) em um ângulo de 45 graus (veja a foto). Nós embotamos arestas e cantos afiados (para nossa segurança).
5. Instalação e fixação das pás da hélice.
Posicionamos a lâmina no cubo de forma que o ponto de dobra na base fique acima do eixo do cubo, e a metade adjacente da base fique acima do orifício de montagem do cubo (veja a foto). Marcamos e perfuramos um furo nas lâminas para um parafuso de fixação adjacente, com 4,2 mm de diâmetro. Fixamos as pás da hélice uma a uma com os parafusos.
6. Balanceamento de hélice.
Realizamos o equilíbrio estático da hélice. Para isso, instalamos e fixamos a hélice em uma barra calibrada (polida) com um diâmetro igual ao diâmetro do eixo de saída do motor. Colocamos a barra com a hélice em duas calibradas horizontalmente no nível da régua (superfícies padrão) localizadas nas extremidades da barra. Nesse caso, a hélice girará e uma das pás cairá. Giramos a hélice um quarto de volta e, se a mesma lâmina abaixar novamente, ela precisa ser aliviada cortando uma tira estreita de metal do lado da lâmina. Repetimos uma operação semelhante até que a barra com a hélice não pare de girar após a instalação em qualquer posição arbitrária.
7. Produção da parte da palheta do gerador eólico.
Cortamos o quadrado de alumínio 20 x 20 mm para um comprimento de 250 mm. De um lado do quadrado, para um ou dois parafusos (rebites), instalamos um estabilizador vertical da direção ao vento.
Do outro lado da praça, instalamos e prendemos um grampo em dois parafusos para prender o gerador do motor. O grampo e o estabilizador também são feitos de chapa galvanizada com uma espessura de 0,4-0,5 mm (é possível o material anticorrosivo utilizado). O comprimento do grampo é igual ao comprimento do motor. O comprimento do estabilizador é de aproximadamente 200 mm, a forma é do gosto do fabricante.
No flange inferior do quadrado, no meio do grampo, fixe firmemente a haste (é desejável garantir sua proteção contra corrosão) para instalar a estrutura no tubo do suporte do gerador eólico. A melhor opção para determinar a localização dessa haste é determinar o centro de gravidade de uma estrutura pré-montada e completamente montada, seguida de furos para fixação da haste.
8. Montagem do gerador eólico.
Instalamos o gerador do motor no lugar e o fixamos com um grampo. Fixamos a hélice no eixo de saída do motor. Para proteger o gerador da precipitação atmosférica, recortamos e instalamos uma cerca de proteção de uma garrafa de plástico adequada. Aperte-o com um parafuso.
9. Depurando um gerador de vento.
Pré-instale o gerador eólico montado em uma área aberta na direção do vento. Formamos um perfil variável das lâminas. Dobramos a parte dobrada das lâminas para que, nas extremidades das lâminas (parte estreita), o valor do membro seja de 10 a 15 graus (resistência mínima ao ar na velocidade periférica máxima nas lâminas). Para o centro da hélice, a magnitude do membro da pá varia de 30 a 45 graus. Com um aumento no ângulo de flexão, a sensibilidade do gerador eólico aumenta com o vento, mas devido ao aumento da resistência, a velocidade do gerador diminui, o que leva a uma diminuição nas características de saída. Portanto, alterando o ângulo do membro das pás, selecionamos o perfil ideal no vento.
10. Instalação de um gerador eólico.
Para instalar um gerador eólico, um suporte da altura necessária (de preferência acima das árvores circundantes) é feito de um cano (água) e fixado ao objeto. A haste de montagem do gerador eólico deve girar livremente no rack de tubos. Antes da instalação, uma arruela seqüencial é colocada sequencialmente no eixo do gerador de vento - uma arruela intermediária para facilitar a rotação, uma mola espiral para suavizar o desequilíbrio residual da hélice, uma arruela protetora para reduzir a entrada de precipitação no tubo do rack (uma porca de tamanho adequado é instalada neste projeto).
O fio do gerador é fixado mecanicamente a partir da ruptura do contato, desce ao longo do rack com uma margem de comprimento para possível torção ao redor do rack e um loop obrigatório para pingar gotas da precipitação antes de entrar no consumidor.
