Генератор для автомобиля на постоянных магнитах

Тепловые машины

Стирлинги

Топливные элементы

Аккумуляторы

ДВС

Энергия ветра

Самодельный генератор на постоянных магнитах

Самодельный ветряк с лопастями из шпона

Статья о древесных гранулах и сравнении их с другими видами топлива

Самодельная ветроустановка с вертикальной осью вращения

Самодельный трех лопастный ветряк с автомобильным генератором переделанным на постоянные магниты

Самодельный автоматический котел на древесных гранулах

Самодельный ветряк с лопастями из алюминиевой трубы с самодельным генератором

Самодельный тихоходный ветряк

Схема электрическая тихоходного ветряка

Самодельный ветряк с самодельным генератором

Теория идеального ветряка или в чем ошибка Владимира Сидорова

Знак вопроса

Перевод инструкции к программе Profili

Быть или не быть?

Ветрогирлянды

Что такое число Рейнольдса?

Теория паруса

Теория идеального ветряка

Расчет лопастей ветряка

Старинный ветряк, сохранившийся в курском областном музее.

Вопросы по расчету лопастей

Расчет минимального ветра, необходимого для страгивания ветряка

Концентраторы ветрового потока

Ветровая энергия для дома

Оптимальный угол атаки в ветряке

Винт-турбина

Поляры плоской пластины и желобков, а также GOE417A

Как изготовить деревянные лопасти для ветряка

Программа для трансформации профилей

Идеальный коэффициент использования энергии ветра.

Г. X . САБИНИН ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНОГО ВЕТРЯКА

Программа для расчета потерь напора

Парашютный ветряк

Вертикальный ветряк, как двигатель судна

Энергия воды

Самодельная мини гидроэлектростанция Кимкетовых

Принцип работы гидротарана и расчетные формулы.

Статья из довоенной технической энциклопедии про гидротаран.

Самодельная микро ГЭС. Часть 1. Напорная установка

Теория и расчет напорной микро ГЭС

Теория и расчет пропеллерной проточной микро ГЭС

Турбина Пельтона. Физика работы и основные формулы.

Электрооборудование

Сложности при изучении магнетизма.

Как измерить характеристики неизвестного магнита?

Расчет магнитного поля в железе генератора.

Расчет бандажа для постоянных магнитов

Электрогенераторы ВИНДЭК для ветряков и микро ГЭС

Электрические характеристики велосипедного генератора

Электрические характеристики генератора Г303В

Определение внутреннего сопротивлениия генератора

Устройство автомобильных генераторов

Книги и ссылки

Авторское право

Дела домашние

Анализ и поиск решений

Физическое здоровье детей

Карта сайта

__________

>>Ветроэнергетика

Бурлака Виктор Афанасьевич Переделка автомобильного генератора для самодельного ветряка на постоянные магниты

---

Базой для экспериментов был генератор на 12В, 95А. Для того, чтобы избавиться от обмотки возбуждения и сопутствующей ей щеток и электронной схемы управления попробовал заменить обмотку на постоянные магниты. Вынул обмотку, на ее место внутрь «крабов» поместил 3шт. кольцевых ферромагнита размером 85*35*15мм от громкоговорителей. «Крабы» начали неплохо притягивать к себе железки. Но когда насадил все на родной стальной вал, притяжение исчезло. Оказалось, что вал зашунтировал через себя силовые магнитные линии.     Пришлось заказывать токарю новый вал из немагнитного материала. Нашелся кусок титанового стержня, из которого и был выточен вал. Ротор заработал как надо. Но на 600 об/мин генератор выдавал всего 4В без нагрузки. Пришлось сдать статор на перемотку. Увеличил количество витков в 5 раз (от 7 до 35 на одну катушку) соответственно уменьшив диаметр провода. Напряжение на тех же холостых оборотах генератор уже выдавал 20В. Нагрузил электрической лампочкой от фары автомобиля (60 свечей). Вольтметр показал 12В а амперметр 5А.     Мне показалось маловато – из генератора в 1,3 киловатта получил всего 60 ватт!? Но потом понял – 600 оборотов в минуту, конечно, слишком маленькие обороты для сравнения с автомобильным генератором. Мощность растет пропорционально оборотам. Для зарядки кислотного аккумулятора вполне достаточно. Чтобы повысить обороты, нужен редуктор.     Вскоре мне удалось приобрести неодимовые магниты размером 50*20*5мм в количестве 12шт. и я решил сделать новый ротор.     Для этого насобирал лома алюминия (старые поршни от ДВС), сделал стальную кружку с ручкой, в которой переплавил лом алюминия. Из полученной болванки токарь выточил основание ротора, которое было насажено на старый вал от первого ротора. Оставив с одной стороны бортик шириной 8мм, остальной алюминий снял резцом на глубину магнитов и стального кольца-бандажа (5+5мм).     Бандаж выточили из куска подходящей стальной трубы диаметром 100мм и насажен на основание до упора в бортик. На бортике сверху нанес разметку, т.е. 12 секторов. Магниты клеил на стальной бандаж, придерживаясь разметки, сперва быстрым клеем типа «Секунда», чередуя их полярность. Потом, обмотав вощеной бумагой магниты, сверху усилил скотчем с таким расчетом, чтобы скотч прилип к бортику. Приготовил эпоксидный клей, поставил ротор «на попа» и аккуратно залил эпоксидку в щели между магнитами.         Когда клей затвердел, отбалансировал ротор на двух параллельных стальных линейках, зажатых в тиски горизонтально через обрезок доски. На них опирался ротор своим валом и свободно катался, как по рельсам. Дисбаланса не было заметно.    Диаметр вала генератора равен 20мм. На конце вала – шпонка и резьба. Между пропеллером и подшипником генератора стоит распорная двухступенчатая втулка, наружный диаметр этой втулки максимально возможный, чтобы к ее торцу хорошо прижался пропеллер. За подшипником внутри генератора тоже стоит распорная втулка, которая упирается в болванку ротора.     Когда я собрал генератор, оказалось, что магнитное залипание было очень значительное, провернуть ротор рукой за вал было очень тяжело, несмотря на то, что магниты я клеил с небольшим перекосом.     Испытал генератор на токарном станке. Результаты обрадовали. При 125 об/мин выдал 15,5 вольт а при 630 об/мин – 85,7 вольт без нагрузки. Под нагрузкой на кусок нихромовой проволоки при 630 об/мин вольтметр показал 31,2 вольта а амперметр 13,5 ампера. Т.е. мощность выдавал 421,2 ват. Выходит, что неодимовые магниты эффективнее ферритовых в 7 раз.     Теперь опять пришлось перемотать статор большим диаметром проволоки с целью уменьшения получаемого напряжения. Чтобы уменьшить магнитное залипание между ротором и статором, решил перебрать пластины статора. Работа очень кропотливая. Снял болгаркой швы, ножом и молоточком отделил пластину за пластиной.     На плоской наковальне выравнивал их легкими ударами резинового молотка. Когда пластины были разделаны, заказал токарю выточить оснастку для их сборки. Оснастка состоит из цилиндра диаметром, равным внутреннему диаметру пластин. Снизу приварен фланец для упора пластин. Второй фланец свободно скользит по цилиндру. Во фланцах просверлены по два противоположных отверстия диаметром 6мм для направляющих стержней. Вставив стержни диаметром 5мм в отверстия фланцев, начал собирать пластины на оснастке, одевая их на цилиндр так, чтобы стержни заходили внутрь противоположных пазов. После сборки наклонил стержни в разные стороны до упора, постепенно сжимая пластины четырьмя струбцинами, и пазы стали косыми. Перекос составил 13мм при высоте набора пластин 36мм. Ширина паза внутри получилась 5мм (по диаметру стержней).         После окончательного обжима струбцинами восстановил швы сварочным полуавтоматом. Обработал надфилями все заусеницы на полюсах, особенно тщательно обработал внутренние поверхности пазов – ведь там стенки получились с уступами. Сдал статор на намотку. Получилось по 15 витков на катушку проволокой диаметром 1,35мм.     С волнением собрал генератор. Попробовал крутить рукой вал – и огорчился. Залипание осталось, правда стало меньшим. Сколько труда, а толку мало!     Пока перематывали статор, склепал пропеллер. Лопасти в количестве 3шт вырезал все с той же дюралевой трубы длиной 1м. Ширина в начале по 120мм, в конце по 50мм. Ступицу сделал в виде трехслойного трехрогого бутерброда. Внутри стальной диск диаметром 100мм и толщиной 2,5мм как и толщина тела лопастей, сверху и снизу цельные махи, вырезанные из листовой стали толщиной 2мм. и выбухтованные на оправке из стальной трубы диаметром 220мм. Просверлил отверстия для заклепок. Потом между нижним и верхним махами вставил лопасти, подогнал их концы так, чтобы получился равносторонний треугольник, просверливая тело лопастей, склепал. Балансировку делал, подвесив пропеллер на нить через центр. http://www.thebackshed.com/Windmill/Articles/DonBrown1.asp Лишний вес убирал болгаркой с наждачной шкуркой на липучке, шлифуя лопасти.     Сварил раму из стального уголка для крепления генератора, приварил к ней ось хвоста.     К корпусу генератора приделал лапы, которыми он крепится к раме. Сделал хвост длиной 1,5м, хвостовое оперение имеет размеры 60*40см.     Склепал из миллиметрового алюминия кок (обтекатель), Вырезал щиток-крышу на генератор.     На верх мачты прикрепил поворотный узел, который я сделал пару лет назад. Он получился универсальный и надежный, на двух радиальных и одном опорном подшипниках. эти два болта М8, короткие, они немного выступают внутри стакана под нижним подшипником, чтобы стакан держать. Между верхним и нижним подшипниками вставлена распорная втулка, которая такими же болтами застопорена с центральной трубой. К центральной трубе приварен фланец Конструкцию поворотного узла я сам разработал, имея подшипники, сделал чертежи, понес токарю. Он немного поправил в лучшую сторону, выточил, сварщик приварил где нужно, получилось неплохо.          К поворотному узлу прикрепил на болтах раму, пропустил кабель снижения – два медных многожильных изолированных провода сечением по 10мм2, к раме привинтил генератор и щиток, к генератору пропеллер, к пропеллеру кок.     Лебедкой поднял мачту с этим добром в вертикальное положение. Диаметр троса на лебедке равен 6,5мм. Я проверял динамометром усилие, которое трос испытывает в начале подъма мачты, это усилие равно 450 кг. Выдержит.     Начинает работать при рабочем ветре (нечем измерить скорость), но когда он начинает работать – амперметр сразу поднимается до 3-4 ампер.     При сильном ветре надежно срабатывает защита хвостом, ток при этом доходит до 20-25 ампер, напряжение на клеммах 16-18 вольт. При закрытых форточках шума пропеллера не слышно. При открытых слышен умеренный шум и посвистывание при срабатывании защиты.     При сильном ветре слышен рокот, как будто бы где-то далеко едет трактор. Я сразу не мог понять, откуда этот рокот исходит, но когда при очень резком порыве ветра услышал кратковременное черкание лопастей по мачте в такт рокота, понял: В нерабочем положении расстояние концов лопастей от мачты у меня всего 10-12см. Я думал достаточно будет, ведь центробежная сила не даст лопастям прогибаться. Но когда я стал наблюдать сбоку, то увидел, что концы лопастей приближаются к мачте в зависимости от силы ветра на расстояние до 2-3см. При прохождении конца лопасти на малом расстоянии от мачты и при большой линейной скорости возникает звук наподобие хлопка, а эти хлопки сливаются в рокот.

   
    Резюме:

   

Возиться с автогенератором в моем регионе – напрасный труд. Разве что опыта набираешься в разных отраслях. При малых ветрах он только хвостом вертит – магнитное залипание придерживает. А хочется получать и малые токи, да и веселее на душе, когда пропеллер вертится, а не стоит как приваренный.
    Но когда работает на 600 об/мин при диаметре пропеллера 2,2м — страшновато ходить рядом (на защиту надейся…). На малых оборотах отдача низкая. А с мультипликатором он наверняка сам не запустится.
    На переделку генератора вложена уйма труда, времени и терпения, а удовлетворения нет. Но, как говорится, и отрицательный результат тоже результат.
    Сейчас приступил к постройке серьезного самодельного генератора. Приобрел 2 тормозные диски от «Волги» ГАЗ-3110 диаметром 280мм, цапфу и ступицу. Для изготовления статора достал кусок стеклотекстолита 30*30*1см. Но об этом в следующий раз.

5 августа 2006 г.

Автопроизводители постоянно работают над снижением массы и габаритов отдельных узлов автомобиля. В том числе благодаря этому новые авто становятся более вместительными, быстрыми и экологичными, и при этом более легкими. Следуя этим тенденциям, компания DENSO при разработке автокомпонентов также стремится уменьшить их габариты и массу без ухудшения эксплуатационных характеристик, надежности и ресурса. Одним из технологических решений, позволяющих добиться подобного результата, является использование постоянных магнитов в конструкции компонентов электрической системы автомобиля – стартерах и мотор-генераторах.

Принцип работы любого электродвигателя заключается в комбинации проводника и магнитного поля: если через проводник, помещенный в магнитное поле, протекает ток, то возникает сила, которую можно преобразовать в крутящий момент. Создать магнитное поле можно двумя способами: при помощи электромагнитов или материалов, обладающих постоянным магнетизмом. Именно последние все чаще применяются DENSO в конструкции электродвигателей и генераторов, поскольку постоянные магниты обладают рядом преимуществ перед электромагнитами.

Постоянные магниты в перспективных разработках

Постоянные магниты могут быть установлены как на ротор, так и на статор электрического двигателя, в зависимости от его типа и назначения. Инженеры DENSO используют оба варианта. Магниты в роторе используются в таких высокотехнологичных серийных изделиях, как мотор-генераторы для гибридных силовых установок. Магниты расположены внутри ротора так, чтобы обеспечить максимально эффективную выработку энергии в генераторном режиме и максимальную отдачу – в моторном. Кроме того, при такой схеме отсутствует необходимость в применении контактных колец и щеток, что повышает надежность и ресурс узла.

Еще одно применение схема с расположением магнитов на роторе найдет в перспективных электродвигателях DENSO, разрабатываемых для летающих автомобилей. Мы уже рассказывали об этой интересной разработке компании. В отличие от мотор-генераторов, магниты будут расположены не внутри ротора электромотора, а на его поверхности.

Это снизит массу и уменьшит габариты электромотора, а также повысит его надежность за счет уже упоминавшегося отказа от токопроводящих колец.

Постоянные магниты в традиционных изделиях

Некоторые более традиционные электрические компоненты DENSO, которые сегодня устанавливаются на серийные автомобили, также оснащены мощными постоянными магнитами. В частности, это касается самых современных стартеров DENSO: здесь инженеры внедрили магниты в конструкцию статора. Вообще, постоянные магниты в статоре – довольно распространенная технология, давно используемая в компактных двигателях постоянного тока. Однако в автомобильных стартерах, которые как раз и являются электродвигателями такого типа, магниты раньше применялись редко, чаще встречались обмотки возбуждения. Это, в том числе касалось изделий DENSO, например, некоторых редукторных моделей стартеров.

Для более современных типов стартеров с планетарным редуктором инженеры DENSO внедрили постоянные магниты вместо обмотки возбуждения в статоре. В некоторых стартерах модели PА, а также в стартерах моделей PS и PSW используются ферритовые магниты.

Статор на постоянных магнитах можно сделать гораздо более компактным, чем на обмотках возбуждения, именно этим и воспользовались японские инженеры. В стартерах с ферритовыми магнитами обеспечивается такая же величина магнитного потока, что и в моделях с обмотками возбуждения. В модели PS также впервые использованы провода квадратного сечения в обмотке ротора, образующие плоскую поверхность коммутатора, что вкупе с компактными постоянными магнитами позволило создать самый маленький и легкий стартер DENSO. При этом он обладает высоким крутящим моментом за счет наличия планетарного редуктора.

Применение постоянных магнитов в стартерах и мотор-генераторах DENSO позволят сделать эти изделия более легкими и компактными без ухудшения показателей мощности, что идеально отвечает требованиям современного автопрома. Более легкие агрегаты уменьшают общий вес автомобиля, что в итоге положительно сказывается на многих аспектах, таких как топливная эффективность и экологичность транспорта. Технология постоянных магнитов, изначально внедренная в оригинальных компонентах DENSO, предназначенных для конвейерной комплектации автомобилей Toyota, сегодня доступна и в изделиях для рынка послепродажного обслуживания автомобилей. Стартеры DENSO для вашего автомобиля можно подобрать в электронном каталоге компании.

Перелелка генератора обычно заключается в перемотке статора более тонким проводом и изготовлении нового ротора на постоянных магнитах, так получаются оптимальные результаты, но трудности при перемотке и цена магнитов часто отпугивает от такой переделки.

>

Но генератор для ветряка можно сделать и малой кровью. К примеру на этих фото переделывался авто генератор Г250. Статор его имеет 18 катушек, по 6 на фазу, ротор 12-ти полюсной. При этом статор не перематывался и остался как есть с родным диодным мостом.

>

Переделке подвергся ротор генератора, но он тоже не протачивался и не изготавливался с нуля. Было решено просто в полюсах ротора высверлить отверстия под магниты.

>

Для ротора были куплены 12 круглых магнитов размерами 15*3 мм. На роторе размещены чередуясь полюсами.

>

>

После сборки генратор был опробован и покручен дрелью, примерно на 600-700 об/м генератор выдавал 16 вольт и 7,5 Ампер. Так-же подключенная лампочка на 60 ватт головного света автомобиля горела в полный накал. После этих данных было решено пробовать делать винт.

>

Для ветряка на основе этого генератора был сделан трехлопастной винт, но как оказалось от ветра много оборотов трудно получить, да и ветра сильного не наблюдается. Залипание есть небольшое, и на слабом ветру сам не стартует, если крутануть, то раскручивается сам, но как только остановится так и стоит.