- Переваги саморобного генератора
- Різновиди генераторів електроенергії
- Принцип роботи електрогенератора
- Покрокова інструкція зі збирання
- Рекомендації з безпечної експлуатації
- Висновки та корисне відео за темою
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Електроенергія не завжди подається безперебійно, наприклад, через віддалене розташування ЛЕП від житлових будівель. І коли раз у раз відключають світло, напевно ви думали про покупку генератора? Звичайно, покупний пристрій – недешеве рішення, та й витрати не завжди виправдані. Більш доступний варіант – виготовити генератор своїми руками. Таке рішення не вимагає великих вкладень на складання, може перетворити енергію не тільки за рахунок дорогого бензину, дизельного двигуна, а й доступніших - газу, пари тощо.п.
Тому він вирішує проблему з перебоями електрики та економить енну суму в бюджеті. Але як зробити справді якісний генератор, які ще у саморобки переваги перед покупними пристроями? Ми допоможемо вам розібратися у всіх нюансах – у цій статті наведемо схеми збирання електрогенератора, принцип його роботи, переваги використання саморобки. Також розглянемо покрокову інструкцію з виготовлення генератора в домашніх умовах.
Переваги саморобного генератора
Самодельний генератор виграє у покупного більш доступною вартістю. Безумовно, фінансова сторона важлива, але пристрій, зроблений своїми руками - це прилад тільки з необхідними та заявленими вимогами.
Варто врахувати, що обрана конструкція безпосередньо позначається на ККД. Так, в асинхронних генераторах втрати ККД не перевищують 5%. Лаконічність конструкції його корпусу із захистом двигуна від вологи, бруду знижує потребу в частому технічному обслуговуванні.Асинхронний генератор більш стійкий проти стрибків напруги за рахунок випрямляча на виході, що запобігає поломкам підключеного обладнання.
Саморобний генератор працює незалежно від віддаленості ЛЕП, забезпечуючи електроенергією за будь-яких умов. Він перетворює енергію, використовуючи доступний вид палива
Такий пристрій ефективно живить зварювальні апарати, лампи розжарювання, комп'ютерну та мобільну техніку з чутливістю до перепадів напруги. Має хорошу продуктивність та моторесурс.
Прилад - хороша альтернатива звичайним джерелам електроживлення, що рятує при аварійному відключенні електрики, економить кошти. Мобільний, малогабаритний, з простою конструкцією, легко піддається ремонту - можна самотужки замінити деталі, що вийшли з ладу, вузли.
Крім іншого, саморобка має невеликі розміри, тому з легкістю встановлюється навіть у невеликих приміщеннях.
Розмістити саморобний генератор можна в невеликому приміщенні, за рахунок компактної конструкції прилад не вимагає багато місця для встановлення
В залежності від використовуваного типу палива генератор вимагає лише дотримання запобіжних заходів у процесі використання.
У процесі експлуатації саморобного генератора необхідно дотримуватися техніки безпеки: стежити за електричними кабелями, не допускати їх перекручування, не чіпати оголені проводи руками і т.п.
Різновиди генераторів електроенергії
Зазвичай саморобний генератор у домашніх умовах виготовляють на основі асинхронного двигуна, магнітним, паровим, на дровах.
Варіант 1 - асинхронний генератор
Пристрій зможе виробляти напругу 220-380 В, виходячи з показників обраного двигуна.
Для складання такого генератора потрібно лише запустити асинхронний двигун, підключивши конденсатори до обмоток.
Генератор на основі асинхронного двигуна самостійно синхронізується, запускає роторні обмотки з постійним магнітним полем.
Двигун обладнаний ротором з трифазною або однофазною обмоткою, введенням кабелю, короткозамикаючим пристроєм, щітками, регулюючим датчиком
Якщо ротор короткозамкнутого типу, то обмотки збуджуються за допомогою залишкової сили намагніченості.
Варіант 2 - пристрій на магнітах
Для магнітного генератора підходить колекторний, кроковий (синхронний безщітковий) двигун та інші.
Обмотка з великою кількістю полюсів підвищує показник ККД. Порівняно з класичною схемою (де ККД 0,86) 48-полюсна обмотка дозволяє зробити потужність генератора більшою.
У процесі складання магніти кріпляться на вісь, що обертається, і встановлюються в прямокутну котушку. Остання при обертанні магнітів виробляє електростатичне поле.
Варіант 3 - паровий генератор
Для генератора на пару використовують піч з водяним контуром. Працює пристрій за рахунок теплової енергії пари та турбінних лопат.
Щоб самостійно зробити генератор на пару, знадобиться піч з водяним (охолодним) контуром
Це замкнута система з масивною немобільною установкою, що вимагає контролю та охолоджуючого контуру для перетворення пари у воду.
Варіант 4 - пристрій на дровах
Для генератора на дровах використовують печі, включаючи похідні. До стін печей закріплюють елементи Пельтьє і розташовують конструкцію в корпус радіатора.
Принцип роботи генератора наступний: при нагріванні поверхні провідникових пластин з одного боку інша охолоджується.
Щоб самостійно зробити генератор на дровах, можна використати будь-які печі. Генератор працює за рахунок елементів Пельтьє, що нагрівають та охолоджують провідникові пластини.
На полюсах пластин з'являється електричний струм. Найбільша різниця між температурами пластин забезпечує генератор максимальною потужністю.
Агрегат більш працездатний при мінусових температурних режимах.
Принцип роботи електрогенератора
Робота генераторів реалізується за принципом електромагнітної індукції, коли в замкнутій рамці відбувається наведення струму за рахунок перетину її магнітним полем, що обертається. Магнітне поле створюють обмотки або постійні магніти.
Коли з колектора електрорушійна сила досягає замкнутого контуру та вузлів щітки, то ротор починає обертатися спільно з магнітним потоком. Так створюється напруга в пружних щітках, притиснутих до колекторів пластинчастого вигляду.
Далі електрострум передається до вихідних клем, проходить в мережу, поширюється по генератору.
Використовують генератори змінного та постійного струму. Електрогенератор змінного струму компактний, не утворює вихрові струми, при цьому може функціонувати в екстремальних температурах. Апарат з постійним струмом не вимагає ретельного контролю, має значну кількість ресурсів.
Конструкційно генератор включає: щітки зі щіткотримачами, колектор, якірну обмотку, якір, стартер, кільця контактні, обмотку стартера, ротор, корпус, вентилятор, привід і станину
Генератор змінного струму може бути як синхронним, так і асинхронним. Перший - з постійним електричним магнітом та кількістю обертань статора рівних роторним, що формує магнітне поле. Перевагами такого генератора називають стабільно високу напругу, до недоліків відносять перевантаження струмами через завищене навантаження на регулятор, що підвищує струм обмотки ротора.
Конструкція асинхронного генератора: короткозамкнутий ротор, статор. Коли обертається ротор, генератор індукує струм, а магнітне поле видає напругу синусоїдального типу.
Покрокова інструкція зі збирання
Збирати генератор у домашніх умовах необхідно після того, як підготовлений комплект із необхідних радіокомпонентів, електроінструментів та матеріалів.
Етап 1 - підготовка радіокомпонентів
Для складання модуля механічного генератора з електромагнітами потрібен двигун. Для виготовлення малопотужного генератора можна використовувати електродвигун від прання типу «Ока», «Волга», насоса «Агідель» та інші.
Струм, що виробляється двигуном, визначає вибір деталей і вузлів. Для перетворення струму з змінного на постійний необхідні випрямні діоди, наприклад, діодний міст високої потужності в десятки ампер з напругою не більше 50 В. Для полярних конденсаторів постійного струму важливі фільтри, що згладжують, зі здатністю вирівнювати пульсацію напруги постійного характеру.
Для того, щоб зробити саморобний вітрогенератор, не потрібно великої точності виконання та вузькоспеціалізованих матеріалів. Побудований зразок працює при швидкості вітру від 9 до 10 м/с, забезпечує потужністю 800 Вт.
В якості додаткової плати з USB-портом для підключення гаджетів вибирається пристрій для перетворення напруги 1,5-20 В. Такий список радіокомпонентів достатній для малопотужного генератора напругою до двох десятків вольт. У випадку з асинхронним двигуном підключити мобільні пристрої вийде безпосередньо.
Етап 2 - підготовка інструментів та матеріалів
З електроінструментів знадобиться болгарка, у наборі якої є відрізні диски по металу, дереву та шліфувальний диск (твердий або круг-наждачка).
Рекомендуємо ознайомитися з правилами роботи з болгаркою.
Також необхідний електричний дриль із свердлами по металу.Може знадобитися перфоратор із ударними свердлами, коронками по бетону. Іноді перфоратор комплектується перехідником із простими, конічними свердлами, коронками по дереву. Також нагоді шуруповерт з головками під перехідник-гайковерт, головкою під гайки.
Для складання каркаса генератора потрібні матеріали. Їх обирають на власний розсуд. Це може бути трубний прокат різного діаметра, металева арматура, профіль і т.п.
Під час складання конструкції генератора у майстра під рукою повинні знаходитися викрутки різного діаметру, плоскозубці, молоток, гайкові ключі та інше
Для з'єднання запасаються кріпленнями - гайками, шайбами, шурупами, болтами. Це універсальний набір інвентарю, зібравши який, можна приступати до виготовлення генераторної установки своїми руками.
Етап 3 - підготовчі роботи
Після підготовки інструментів та матеріалів приступають до підготовчих робіт. Вони необхідні перед складання генератора тому, що включають початковий розрахунок потужності пристрою.
Розраховують потужність, підключаючи двигун до мережі. Кількість обертань, що видаються, визначать потужність мотора. Іноді для вимірювань використовують тахометр, а до отриманих даних додають 10% для компенсації навантаження (запобігання перегріву двигуна при використанні).
Після того, як потужність точно підрахована, підбирають конденсатор відповідно до раніше отриманих даних потужності двигуна.
Після проведеного підрахунку потужності необхідно вибрати конденсатор. Пристрій запобігає перегріву двигуна під час роботи генератора.
На завершення підготовчих робіт продумують заземлення майбутнього генератора. Цей процес допомагає уникнути травматичних ситуацій, продовжити експлуатаційні терміни генератора.
Етап 4 - вивчення схеми зірка та трикутник
Щоб зібрати генератор в 220, потрібно схеми-аналоги виробничої моделі - зірка або трикутник.
У складних пристроях іноді використовують комбіновану схему зірка-трикутник. З'єднання типу зірка кінці кріпляться в єдиній точці. Графічний вигляд є розбіжністю фаз з центру в різні боки, начебто промені утворюють зірку. За схемою типу трикутник кінці однієї обмотки кріпляться з початком наступної.
За схемою зірки електроз'єднання виконують для кожного з кінців обмоток однієї точки, для трикутника - з'єднання послідовного типу.
Етап 5 - безпосередньо складання
Розглянемо кілька варіантів збирання електрогенератора.
Складання асинхронного генератора
Виготовлення асинхронного генератора не вимагає переточування ротора під неодимові магніти, тому схему пристрою називають переробкою готового асинхронного двигуна. У такому варіанті немає потреби в живленні роторної обмотки, вона знімається з двигуна, а вісь ротора проточується для плоских магнітів.
За схемою складання асинхронного генератора потужність пристрою досягає від 2 до 5 кіловат при ємності конденсаторів від 28 до 138 мікрофарад. Для того, щоб напруга була статичною, необхідна ємність, залежно від планованого навантаження на генератор.
Складання агрегату відбувається в три етапи. Перший передбачає зібрати одну конструкцію, що несе, встановивши в неї двигун з приводом передавального типу.
З'єднання виконується так: кінець 1-ої обмотки з'єднується з кінцями початку 2-ої обмотки. Далі кінець другої обмотки кріплять до початку третьої обмотки. Кінець 3-ї обмотки з'єднується з початком 1-ої обмотки
На другому етапі підключають змінні та неполярні конденсатори до обмоток. Останні включаються за схемою зірка, коли частину кінців з'єднують до центру корпусу, інші виводяться окремо.
Наприкінці вершин конденсатора приєднують вільні обмотувальні кінці відповідно до схеми трикутник.
Підключаємо змінні та неполярні конденсатори до обмоток, частину кінців у яких з'єднуємо до центру корпусу, інші виводимо окремо
Перед першим запуском новий пристрій тестується, наприклад, звичайною лампочкою розжарювання в два-три десятки ват. Це необхідно для перевірки генератора на здатність забезпечувати безперебійною видачею напруги, 3000 оборотів за одну хвилину.
Збираємо генератор на дровах
Складання дров'яного генератора розглянемо на прикладі буржуйки. Порядок складання такий: спочатку радіатор розміщується на стінках буржуйки так, щоб шипи дивилися всередину. Далі, залежно від розмірів радіатора, встановлюються елементи Пельтьє, до одного з яких кріплять ще один радіатор.
Таку установку краще розташувати в тіні, біля неутепленої стіни невеликої товщини, що забезпечить максимальне охолодження.
Для запуску генератора на дровах підпалюють поліна. Розгоряючись, вони нагрівають стінки печі, які змушують елемент Пельтьє видавати максимальну потужність. Охолоджується генератор холодним вуличним повітрям.
У нас на сайті є докладна інструкція щодо виготовлення деревного газогенератора своїми руками.
Нюанси складання колекторного генератора
Коллекторний генератор збирають за наступною схемою: спочатку розміщують мотор колекторного типу на несучу раму, іншу конструкцію.
Потім приєднують до висновків двигуна конденсатор, що згладжує, плату DC-інверторного перетворювача. Конденсатор повинен бути постійного струму.
Необхідно прикрутити патрон до осі двигуна, при цьому двигун закріпити так, щоб патрон був щільно притиснутий до пристрою. Далі мінусовий провід двигуна приєднується до мінуса від акумулятора, а плюсовий до анодів діодів, катоди діодів до плюсів акумуляторів.
Наступним кроком, якщо немає USB-порту, буде його під'єднання до виходу від DC-плати. До такого генератора можна підключати мобільні пристрої.
Розташовується конструкція генератора на велосипедній рамі або вітряку.
Встановлюємо генератор на велосипеді або вітряку із вентиляторних запчастин. Для зручності використання можна прикріпити флюгер-хвостовикЗамість колекторного можна поставити кроковий мотор з вищим ККД і терміном служби від 10 років. Переважно вибирати моделі з напругою 12 В і струмом від 1,8 до 4,2 ампера. У таких моторах обмоток від 2 до 4, їх послідовно підключають для напруги в 24, 36, 48 В. Якщо мотор підключають паралельне, то на виході виходить ампераж у великому значенні. У зв'язку з цим до потрібної напруги генератор буде розганятися складніше.
Крім цих варіантів у нас на сайті є докладні інструкції зі збирання вітрогенератора та водневого генератора.
Рекомендації з безпечної експлуатації
Для генераторів, які будуть використовуватися у вуличному середовищі, наприклад, вітряна електростанція, велогенератор, слід створити захист від опадів, пилу, бруду. Пристрій розміщують у спеціальному окремому корпусі.
Якщо генератор працюватиме на вулиці в багатогодинному режимі, відчуваючи щоденні навантаження, йому необхідне регулярне мастило підшипників. Маніпуляції проводять один-два рази на пів року.
Не допустиме коротке замикання: дротів двигуна, допоміжної радіоелектроніки, напівпровідників. Це може призвести до того, що згорять замкнуті обмотки.
Якщо сталося коротке замикання, ремонт двигуна може ускладнюватися складністю доступу до внутрішніх деталей генератора
Ремонт двигуна може ускладнюватися труднощами доступу до внутрішніх вузлів через силу ротора, що гальмує обертання пропорційно навантаженню. Для запобігання таким ситуаціям слід постійно контролювати температуру двигуна, не даючи йому перегріватись.
Також слід постаратися не використовувати пристрій тривалий час: чим довше генератор у роботі, тим його потужність менша. Значення оптимальної температури двигуна від 40 до 45 градусів.
Для саморобного генератора без автоматичних приладів керування потрібен постійний контроль користувача, в тому числі для зняття даних.
Якщо складання та використання саморобного електрогенератора вам здається складним, рекомендуємо придивитися до покупних аналогів - у наступній статті наведено рейтинг газових генераторів електроенергії.
Висновки та корисне відео за темою
Тим не менш, генератор, виготовлений в домашніх умовах - це резервне джерело електроживлення з гарною продуктивністю, моторесурсом та економічною вигодою. Навіть малопотужні генератори забезпечують прилади та обладнання працездатністю, підтримують на належному рівні комфорт у приватному будинку, квартирі у межах міста або за його межами.Для того, щоб зробити саморобний генератор, потрібно лише визначитися з його конструкцією, видом пристрою і підібрати необхідні деталі.
А може бути у вас є свої способи виготовлення генератора своїми руками чи навіть хитрощі? Поділіться, будь ласка, секретами. Це можна зробити в коментарях до цієї статті, у блоці, розташованому нижче.
Відео про виготовлення ручного електрогенератора:
Збираємо вітрогенератор своїми руками:
Генератор, виготовлений в домашніх умовах - це резервне джерело електроживлення з гарною продуктивністю, моторесурсом. Навіть малопотужні генератори забезпечують прилади та обладнання працездатністю, підтримують на належному рівні комфорт у приватному будинку, квартирі у межах міста або за його межами. Для того, щоб зібрати саморобний генератор, потрібно визначитися з його конструкцією, видом та підібрати необхідні деталі.
У вас є досвід виготовлення генератора своїми руками? Поділіться своїми рекомендаціями з іншими відвідувачами нашого сайту. Це можна зробити в коментарях до цієї статті – блок розташований нижче. Також тут ви можете додати унікальні фото саморобного електрогенератора.