如何用自己的双手制作迷你风力发电机？

风车不需要燃料或太阳能来发电。这个特性让很多人开始思考如何用自己的双手建造风力涡轮机，因为成品设备的购买和安装成本很高。

风力发电机的工作原理和种类

只有了解其设备，您才能自己制作风车。这个单元的原型是一台旧风车。随着气流在其机翼上的压力，轴开始运动，将扭矩传递到磨机设备。

在用于发电的风力涡轮机中，应用了利用风能旋转转子的相同原理：

1. 当暴露在风中时，叶片的运动会导致带有变速箱的输入轴旋转。扭矩被传递到配备 12 个磁铁的发电机的副轴（转子）。由于其旋转，定子环中会产生交流电。
2. 如果没有特殊设备 - 控制器（整流器），这种电无法为电池充电。该设备将交流电转换为直流电，使其可以存储起来，以便家用电器可以不间断地工作。控制器还执行另一个功能：它会及时停止对电池充电，并将风车产生的多余能量转移到消耗大量能量的单元（例如，用于加热房屋的加热元件）
3. 为了提供 220 V 的电压供应，电流从电池提供给逆变器，然后流向用电点。

为确保叶片始终处于与风相互作用的最佳位置，叶轮装置上安装了一个尾翼，可让您将螺旋桨转向风向。工厂模型的风车具有制动装置或附加电路，用于在恶劣天气下折叠尾部或将叶片从风中移除。

风力涡轮机有几种类型，根据叶片的数量和材料或螺旋桨的螺距对其进行分类。但主要根据轴或输入轴的位置进行划分：

1. 水平型意味着轴的位置与地面平行。这种发电机称为叶片发电机。
2. 在垂直风车中，轴垂直于地平线，平面围绕它定位。垂直生成器可以称为正交或轮播。

无论旋转轴的位置如何，该单元的操作原理都保持不变。

风车模型可以有一个螺旋桨或 2、3 或几个叶片的风轮。人们认为，多叶片装置能够在小风中产生电流，而具有 2-3 个机翼的螺旋桨则需要更大的气流。在选择模型时，必须考虑到每个叶片对风流产生阻力并降低转速的重要规则，因此将多叶片轮旋转到运行速度是相当困难的。

在风车的品种中有帆船和刚性的。这些名称是指制造机翼的材料。采用自组装方式，帆型会更简单、更经济，但塑料材质（织物、薄膜等）制成的叶片不耐用、不耐磨。

垂直选项

制造立式风力发电机比制造卧式风力发电机更容易。该设计不需要叶片装置，它位于较低的高度（最高 2 m）。使用垂直风力涡轮机（风力发电厂）的人的评论表明，在旋转过程中会产生轻微的噪音，并且易于维护单元的工作单元。发电机位于结构的底部，无需在高处工作或将桅杆降低到地面即可进行维护。

轴承安装在轴的上端，同时用作桅杆。该零件几乎不需要维护，并且可以使用数年而无需维修。

与叶片式风车不同，垂直风力涡轮机不需要安装高桅杆。无论风向如何，它们都可以工作，从而简化了运动部件的设计。对于紧凑型风力涡轮机的叶片，可以使用大直径的 PVC 管（例如，下水道管道），薄镀锌钢适合更大功率的风力涡轮机。这些材料可供任何家庭工匠使用，并且相对便宜。

风轮的设计可以从许多可用选项中独立选择：

• Dornier 设计，带 2 个扁平刀片；
• Savonius 系统带有 4 个半圆柱形机翼；
• 2排平面正交多叶风车；
• 具有弯曲叶片轮廓的螺旋形风力涡轮机。

所有垂直风车都使用 Savonius 聚合原理。在家里，刀片可以用钢或塑料桶制成，纵向切成两半。设计特点是当叶片速度比风速低 2 倍时，机组效率达到最大值。因此，您不应该尝试提高垂直风力涡轮机的速度。

卧式模型

与立式发电机不同，带有螺旋桨的自制风力涡轮机具有更高的效率，同时叶片速度的增加。但是螺杆的众多和狭窄的元件无助于更好的工作：在强大的风压下，由于螺杆前面形成的气垫，它们没有时间旋转轴。

家庭自制多叶片风力涡轮机最好在风力不太强的地区进行。如果该地区的风力经常超过每秒 10-15 m，则建造 2-3 个叶片的风车是有意义的。两种类型都能够以每秒约2-3 m的气流速度开始工作。

水平型号需要安装高桅杆（6-12 m）。为避免维护期间的高空作业，工匠在桅杆底部安装了最简单的折叠机构——轴。为了结构在强风荷载下的稳定性，需要使用斜拉支架将机架保持在垂直位置。

带有发电机和螺旋桨的机舱必须安装在轴承上并配备有叶片羽毛，以便螺旋桨始终占据相对于风的有利位置。载流电缆的位置应使其在机舱旋转、干扰或断裂时不会扭曲。因此，它们是在管状桅杆内进行的。

如何制作220V的风力发电机？

创建风力涡轮机的工作应从确定机组所需的功率开始：

• 要照亮几个房间，一台功率小于 1 kW 的发电机就足够了；它将为白炽灯或节能灯供电，此外还可以将笔记本电脑或电视打开到网络；
• 一台容量为 5 kW 的自制风力发电机将为家用电器（冰箱、洗衣机、炉灶等）供电；
• 为了将房屋完全转移到自主供电，您需要一台容量超过 20 kW 的强大发电机。

您可以自己制造发电机或改装从旧车上拆下的相应组件。这样，可以确保产生高达 2-3 kW 的电流。要制作更强大的 220V DIY 风力发电机，您需要准确计算线圈和导线的匝数、转子上磁铁的尺寸和数量以及叶片翼的参数。

简单的设计

对于功率约为 1-1.5 kW 的最简单设计，您将需要：

• 汽车发电机（12 V）；
• 酸电池（12 V）；
• 开关按钮 (12 V);
• 电流转换器 700-1500 V 和 12-220 V；
• 金属大容量；
• 螺栓、垫圈、螺母；
• 用于固定发电机的夹子（2 个）。

在汽车发电机的皮带轮中，您需要为螺栓制作对称的孔。将容器的圆周分成 4 等份。切割刀片：

• 在容器的侧面，根据划分圆的标记标记矩形；
• 找到每个元素的垂直中间；
• 用 3-5 厘米宽的实心边缘标记容器的顶部和底部；
• 将各个矩形之间的金属切割到轮辋线；
• 沿着标记的上下边界进行切割，使矩形的中间保持完整并连接到边缘；
• 相对于中心轴展开每个刀片；
• 确定圆底的中心，根据螺栓孔在发电机皮带轮上的位置标记螺栓孔的位置。

展开机翼时，有必要确定风轮的旋转方向，以便带出飞机的必要部分。为确保所有叶片上的负载相同，应测量它们的旋转角度。

该结构的组装包括用螺栓固定发电机皮带轮和水箱底部。之后，准备安装风力发电机的底座（由大约 2 m 高的粗管制成的桅杆）。使用适当直径的夹子将发电机连接到它是最简单的。为了给电池充电，来自发电机的电流必须通过整流器，必须使用汽车的电路进行连接。

用于叶片式风力涡轮机的自制发电机

用于水平风力发电机的单元可以由汽车的轮毂组装，也可以使用洗衣机的电动机。要工作，您需要购买由钕（铌合金）制成的磁铁。最好采用矩形元素。

如果使用发动机，您可以通过线圈数确定它们的数量。对于三相发电机，磁铁数量应为线圈数量的2/3，对于单相发电机，应与之相对应。大师级从业者建议选择三相发电机。

使用洗衣机的电机时，必须将磁铁粘在电机转子上。如果使用轮毂，则将磁铁放置在大约 5 毫米厚的圆形钢板上。组装转子时，请遵循以下规则：

1. 磁铁之间的距离必须相同。轮毂上的矩形元件沿圆的半径有长边，在电机轴上 - 沿其纵轴。
2. 在工作之前，您需要确定并标记磁铁的磁极。它们的安装使相反的元件具有不同的极性。放置磁铁时，相邻部位的正负极交替。
3. 为了使磁铁牢固地固定在转子表面，建议用环氧树脂填充它们。

将电机轴用作转子时，将零件安装在绕组中的适当位置，并通过将电压表探头连接到导线并用钻头旋转轴来检查结构的可操作性。

如果使用集线器，则线圈独立于横截面为 1 mm 的漆包铜线缠绕。每个线圈应由 60 匝组成，高度为 9 毫米。线圈应安装在轮毂的平坦部分。

对于三相发电机，连接电线的末端，如下所示：

• 将线圈的外端子1留空，将内端子按4连接到外端子；
• 将4个线圈的内线与外线在7处连接并一直连接到末端，每2个连接绕组部分；在后者上，应该保留一个自由的内端，它很容易扭曲，输出已经留下或标记不同；
• 用 2 个线圈重复该过程，每 2 个元件按照相同的原理连接导线；
• 对 3 个线圈执行相同操作，其余未连接。

在工作结束时，主控将有 6 个独立的引脚。绕组必须用环氧树脂填充并干燥。

然后，在轮毂轴承中，您需要夹紧轴，在其上放置带有磁铁的转子环。零件平面之间的间隙为 1-1.5 毫米。检查终端是否存在电流，组装风车并将其安装在桅杆上。

设备服务

风车运行过程中，每个月要对紧固件进行一次一般检查，检查电气系统是否有电压不平衡，控制器是否完好，电缆是否张紧均匀。对于不间断运行，每 3-4 个月检查一次电池端子连接，检查发电机齿轮箱的电解液和油位是值得的。

年度检查包括检查叶片表面、确定轴承性能并更换它们。在这些期间，还会补充电解液液位，将油添加到变速箱中。年度维护包括检查所有节点的可操作性。

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