ปกป้องกังหันลมจากลมแรงด้วยมือของคุณเอง กังหันลมสามารถป้องกันพายุเฮอริเคนได้ (วิดีโอ)

การเพิ่มขึ้นของความสนใจของผู้ใช้ในแหล่งไฟฟ้าทางเลือกนั้นเป็นสิ่งที่เข้าใจได้ การขาดโอกาสในการเชื่อมต่อกับเครือข่ายแบบรวมศูนย์บังคับให้ใช้วิธีอื่นในการจัดหาที่อยู่อาศัยหรือที่อยู่อาศัยชั่วคราวด้วยไฟฟ้า ส่วนแบ่งมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากการได้มาซึ่งการออกแบบอุตสาหกรรมเป็นธุรกิจที่มีค่าใช้จ่ายสูงและมีประสิทธิภาพอยู่เสมอ

เมื่อสร้างโรงสีลม ควรพิจารณาถึงความเป็นไปได้ของลมกระโชกแรง และใช้มาตรการที่เหมาะสมในการปกป้องโครงสร้างจากกังหันลม

ทำไมคุณถึงต้องการการปกป้องจากลมแรง?

การทำงานของกังหันลมออกแบบมาสำหรับแรงลมบางอย่าง โดยปกติ ตัวชี้วัดเฉลี่ยทั่วไปสำหรับภูมิภาคหนึ่งๆ จะถูกนำมาพิจารณาด้วย แต่เมื่อกระแสลมเพิ่มขึ้นเป็นค่าวิกฤต ซึ่งบางครั้งเกิดขึ้นในพื้นที่ใด ๆ ก็มีความเสี่ยงที่อุปกรณ์จะขัดข้อง และในบางกรณี อาจถูกทำลายโดยสิ้นเชิง

มีการป้องกันโอเวอร์โหลดดังกล่าวด้วยกระแสไฟ (หากเกินค่าแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต เบรกแม่เหล็กไฟฟ้าจะทำงาน) หรือด้วยความเร็วในการหมุน (เบรกแบบกลไก) การออกแบบแบบโฮมเมดยังต้องติดตั้งอุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกัน

ใบพัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ติดตั้งด้วยความเร็วสูงของการหมุนจะเริ่มทำงานบนหลักการของไจโรสโคปและคงระนาบการหมุนไว้ ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว หางไม่สามารถทำงานได้และปรับทิศทางอุปกรณ์ตามแกนการไหลซึ่งนำไปสู่การพังทลาย เป็นไปได้แม้ว่าความเร็วลมจะไม่สูงเกินไป ดังนั้นอุปกรณ์ที่ชะลอความเร็วของใบพัดจึงเป็นองค์ประกอบการออกแบบที่จำเป็น

เป็นไปได้ไหมที่จะสร้างอุปกรณ์ด้วยมือของคุณเอง?

การติดตั้งค่อนข้างเป็นไปได้ ยิ่งไปกว่านั้น มันเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง อุปกรณ์เบรคควรจัดให้มีในขั้นตอนการออกแบบกังหันลม พารามิเตอร์การทำงานของอุปกรณ์ต้องคำนวณอย่างรอบคอบที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อให้ความสามารถของอุปกรณ์ไม่ต่ำเกินไปเมื่อเทียบกับความต้องการที่แท้จริงของโครงสร้าง

ก่อนอื่น คุณต้องเลือกวิธีการใช้อุปกรณ์เบรก โดยทั่วไปแล้ว การออกแบบดังกล่าวจะใช้อุปกรณ์เชิงกลที่เรียบง่ายและปราศจากปัญหา แต่สามารถสร้างตัวอย่างแม่เหล็กไฟฟ้าได้เช่นกัน ทางเลือกขึ้นอยู่กับลมที่พัดผ่านในภูมิภาคและการออกแบบของกังหันลมคืออะไร

ตัวเลือกที่ง่ายที่สุดคือเปลี่ยนทิศทางของแกนโรเตอร์ซึ่งทำด้วยตนเอง ในการทำเช่นนี้ คุณจะต้องติดตั้งบานพับเท่านั้น แต่การต้องออกไปข้างนอกท่ามกลางลมแรงไม่ใช่ทางออกที่ดีที่สุด นอกจากนี้ยังไม่สามารถหยุดด้วยตนเองได้เสมอไป เนื่องจากในขณะนี้คุณสามารถอยู่ไกลบ้านได้

หลักการทำงาน

มีหลายวิธีในการเบรกใบพัด ตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุดสำหรับการออกแบบกังหันลมแนวนอนคือ:

• การโก่งตัวของใบพัดจากลมโดยใช้ใบมีดด้านข้าง (หยุดโดยวิธีหางพับ)
• การเบรกด้วยโรเตอร์โดยใช้ใบมีดด้านข้าง

โครงสร้างแนวตั้งมักจะถูกเบรกโดยใช้ตุ้มน้ำหนักที่จุดด้านนอกของใบมีด ด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นในการหมุน ภายใต้การกระทำของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง พวกเขาเริ่มกดดันใบพัด บังคับให้พับหรือหมุนไปด้านข้างเพื่อรับลม ซึ่งทำให้ความเร็วในการหมุนลดลง

ความสนใจ!วิธีการเบรกนี้ง่ายและมีประสิทธิภาพสูงสุด ช่วยให้คุณปรับความเร็วของการหมุนของใบพัดได้ แต่ใช้ได้กับโครงสร้างแนวตั้งเท่านั้น

วิธีการป้องกันการพับหาง

อุปกรณ์ที่ควบคุมทิศทางลมโดยการพับหางช่วยให้คุณปรับความเร็วของการหมุนของโรเตอร์ได้อย่างราบรื่นและค่อนข้างยืดหยุ่น หลักการทำงานของระบบดังกล่าวคือการใช้คันโยกด้านข้างที่ติดตั้งในระนาบแนวนอนซึ่งตั้งฉากกับแกนหมุน ใบพัดและแขนหมุนเชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนา และส่วนหางติดอยู่กับข้อต่อที่หมุนด้วยสปริงซึ่งทำหน้าที่ในระนาบแนวนอน

ที่ค่าแรงลมเล็กน้อย แขนด้านข้างไม่สามารถขยับโรเตอร์ไปด้านข้างได้ เนื่องจากหางจะพาไปตามลม เมื่อลมเพิ่มขึ้น แรงกดบนใบมีดด้านข้างจะเพิ่มขึ้นและเกินกำลังของสปริง ในกรณีนี้ แกนโรเตอร์จะหันหนีจากลม ผลกระทบต่อใบพัดจะลดลงและโรเตอร์จะช้าลง

วิธีอื่นๆ

วิธีที่สองของการเบรกแบบกลไกคล้ายกันในการออกแบบ แต่ใบมีดด้านข้างทำหน้าที่ต่างกัน - เมื่อลมแรงขึ้น มันจะเริ่มกดดันแกนโรเตอร์ผ่านแผ่นรองพิเศษ ทำให้การหมุนช้าลง ในกรณีนี้ โรเตอร์และหางจะติดตั้งอยู่บนเพลาเดียวกัน และคันโยกด้านข้างใช้ตัวหมุนพร้อมสปริง

ที่ความเร็วลมปกติ สปริงจะจับคันโยกในแนวตั้งฉากกับแกน เมื่อเสริมกำลังแล้ว สปริงจะเริ่มเบี่ยงไปทางหาง โดยกดผ้าเบรกไปที่แกนและทำให้การหมุนช้าลง ตัวเลือกนี้เหมาะสำหรับใบมีดขนาดเล็ก เนื่องจากแรงที่ใช้กับเพลาเพื่อหยุดจะต้องค่อนข้างมาก ในทางปฏิบัติ ตัวเลือกนี้ใช้เฉพาะที่ความเร็วลมค่อนข้างต่ำ สำหรับลมกระโชกแรง วิธีการนี้ไม่ได้ผล

นอกจากอุปกรณ์ทางกลแล้ว อุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้ายังใช้กันอย่างแพร่หลาย เมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น รีเลย์จะเริ่มทำงาน โดยดึงผ้าเบรกไปที่เพลา

อีกทางเลือกหนึ่งที่สามารถใช้ป้องกันได้ คือ การเปิดวงจรเมื่อเกิดไฟฟ้าแรงสูงเกินไป

ความสนใจ!บางวิธีป้องกันเฉพาะส่วนไฟฟ้าของคอมเพล็กซ์โดยไม่ส่งผลต่อองค์ประกอบทางกลของโครงสร้าง วิธีการดังกล่าวไม่สามารถรับประกันความสมบูรณ์ของกังหันลมในกรณีที่เกิดลมแรงกระทันหัน และสามารถใช้เป็นมาตรการเพิ่มเติมได้เท่านั้น โดยดำเนินการควบคู่ไปกับอุปกรณ์ทางกล

แบบแผนและแบบป้องกัน

เพื่อให้เห็นภาพหลักการทำงานของอุปกรณ์เบรกได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ให้พิจารณาแผนภาพจลนศาสตร์

รูปแสดงให้เห็นว่าสปริงในสถานะปกติทำให้ชุดประกอบและส่วนท้ายหมุนอยู่บนแกนเดียวกัน แรงที่เกิดจากกระแสลมจะเอาชนะแรงต้านของสปริงเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นและค่อยๆ เริ่มเปลี่ยนทิศทางของแกนโรเตอร์ แรงดันลมบนใบพัดจะลดลง เนื่องจากความเร็วในการหมุนลดลง

โครงการนี้เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปและมีประสิทธิภาพมากที่สุด ใช้งานง่ายช่วยให้คุณสร้างอุปกรณ์จากวัสดุชั่วคราว นอกจากนี้ การตั้งค่าเบรกนี้ทำได้ง่าย โดยเลือกสปริงหรือปรับแรงเบรก

ความสนใจ!ไม่แนะนำให้หมุนมุมสูงสุดของโรเตอร์มากกว่า 40-45° มุมขนาดใหญ่ทำให้กังหันลมหยุดสนิท ซึ่งจะเริ่มด้วยความยากลำบากในลมพายุที่ไม่สม่ำเสมอ

ขั้นตอนการคำนวณ

การคำนวณอุปกรณ์เบรกค่อนข้างซับซ้อน มันจะต้องมีข้อมูลต่างๆ ที่หาได้ไม่ง่ายนัก เป็นเรื่องยากสำหรับคนที่ไม่ได้เตรียมตัวไว้สำหรับการคำนวณดังกล่าว ความน่าจะเป็นของข้อผิดพลาดสูง

อย่างไรก็ตาม หากจำเป็นต้องคำนวณด้วยตนเองด้วยเหตุผลใดก็ตาม คุณสามารถใช้สูตรได้:

P x S x V 2 = (ม. x ก. x ส.) x บาปα, ที่ไหน:

• P คือ แรงที่กระทำต่อสกรูโดยกระแสลม
• S คือพื้นที่ของใบพัด
• V - ความเร็วลม
• ม. - มวล
• g - การเร่งความเร็วการตกอย่างอิสระ (9.8)
• h คือระยะห่างจากบานพับถึงจุดยึดสปริง
• sinα - มุมเอียงของหางสัมพันธ์กับแกนหมุน

ควรระลึกไว้เสมอว่าค่าที่ได้จากการคำนวณอิสระนั้นต้องการการตีความที่ถูกต้องและความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับสาระสำคัญทางกายภาพของกระบวนการที่เกิดขึ้นระหว่างการหมุน ในกรณีนี้จะไม่ถูกต้องเพียงพอเนื่องจากจะไม่คำนึงถึงผลกระทบที่ละเอียดอ่อนที่มาพร้อมกับการทำงานของกังหันลม อย่างไรก็ตาม ค่าที่คำนวณด้วยวิธีนี้จะสามารถกำหนดลำดับความสำคัญที่จำเป็นสำหรับการผลิตอุปกรณ์ได้

ขั้นตอนการสร้างกังหันลมมีค่าใช้จ่ายมากมายและต้องใช้การกระทำที่หลากหลาย ซึ่งในตัวมันเองบังคับให้โครงสร้างต้องได้รับการปกป้องให้มากที่สุดจากความเป็นไปได้ของการทำลายล้าง หากมีอันตรายที่มองเห็นได้ล่วงหน้าจากการทำลายหรือความล้มเหลวของคอมเพล็กซ์ก็ไม่ควรละเลยการสร้างและการใช้อุปกรณ์ป้องกันในทุกกรณี

ความเร็วลมสูงสุดที่อนุญาตสำหรับการทำงานของเครื่องกำเนิดลมด้วยมือของคุณเองคือ 20-25 เมตรต่อวินาที หากเกินตัวบ่งชี้อัตราการไหลของอากาศ การทำงานของสถานีต้องถูกจำกัด นอกจากนี้ ควรทำสิ่งนี้แม้ว่ากังหันลมจะเป็นแบบเคลื่อนที่ช้าก็ตาม

แน่นอนว่ากังหันลมแบบโฮมเมดไม่น่าจะสามารถหมุนด้วยความเร็วจนพังได้ แต่มีหลายกรณีในประวัติศาสตร์ที่ผู้ที่ชื่นชอบสร้างกังหันลมของตัวเอง แต่ไม่ได้ให้การปกป้องจากลมแรง ด้วยเหตุนี้ แม้แต่เพลาที่แข็งแรงของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์ก็ไม่สามารถรับน้ำหนักทั้งหมดและแตกได้เหมือนไม้ขีด ดังนั้นหากลมแรงแรงกดที่หางของขนนกจะเพิ่มขึ้นอย่างมากและในกรณีที่ทิศทางการไหลของอากาศเปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วเครื่องกำเนิดจะหมุนอย่างรวดเร็ว

เมื่อพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่าใบพัดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถหมุนได้เร็วเพียงพอด้วยความเร็วลมสูง โครงสร้างทั้งหมดจะกลายเป็นไจโรสโคปที่ต้านทานการหมุนใดๆ ซึ่งทำให้โหลดจำนวนมากที่เพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าระหว่างล้อลมกับเฟรม

เหนือสิ่งอื่นใด ล้อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เมตรจะมีแรงต้านอากาศพลศาสตร์สูง ด้วยลมแรงทำให้เสากระโดงรับน้ำหนักได้มาก ดังนั้นเพื่อให้เครื่องกำเนิดลมทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือและยาวนานยิ่งขึ้น จึงควรกังวลเกี่ยวกับการป้องกัน

วิธีที่ง่ายที่สุดในการใช้งานเพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าวคือพลั่วด้านข้างที่เรียกว่า นี่เป็นอุปกรณ์ที่ง่ายมากที่สามารถประหยัดเงิน ความพยายาม และเวลาที่ใช้ในการก่อสร้างสถานีได้อย่างมาก

การทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าวอยู่ในความจริงที่ว่าด้วยลมทำงานที่ความเร็ว 8 m / s แรงดันลมบนโครงสร้างจะต่ำกว่าแรงดันของสปริงป้องกัน ซึ่งช่วยให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานได้ตามปกติและอยู่เหนือลมด้วยความช่วยเหลือของขนนก เพื่อป้องกันไม่ให้กังหันลมยุบในโหมดการทำงาน มีการยืดระหว่างพลั่วด้านข้างกับหาง แต่ด้วยกระแสลมแรง แรงกดบนวงล้อลมจะเกินแรงของแรงดันสปริง การป้องกันจึงถูกกระตุ้น เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเริ่มพับ กระแสลมจะกระทบกับเครื่องกำเนิดลมเป็นมุม ซึ่งทำให้พลังงานลดลงอย่างมาก

ที่ความเร็วลมที่สูงมาก ระบบป้องกันจะพับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยสมบูรณ์ ซึ่งวางขนานกับทิศทางของกระแสลม ส่งผลให้การทำงานของโรงสีลมหยุดทำงานเกือบทั้งหมด เป็นที่น่าสังเกตว่าในกรณีนี้ ส่วนท้ายของ empennage ไม่ได้ยึดติดกับเฟรมอย่างแน่นหนา แต่มีความสามารถในการหมุนได้ บานพับซึ่งใช้ในกรณีนี้จะต้องทำจากเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงและมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่น้อยกว่า 12 มิลลิเมตร

แนวคิดซึ่งเป็นหลักการพื้นฐานของกลไกหรืออุปกรณ์มีความสำคัญสำหรับเจ้าของบ้าน เขาจะคิดรายละเอียดด้วยตนเอง โดยพิจารณาจากความเข้าใจของเขาเกี่ยวกับประสิทธิภาพของการออกแบบ ความพร้อมใช้งานของวัสดุและส่วนประกอบที่จำเป็น

กังหันลมสำหรับบ้านส่วนตัวสำหรับข้อดีทั้งหมดยังคงเป็นอุปกรณ์ที่แปลกใหม่และมีราคาแพงในรัสเซีย ราคาของอุปกรณ์ที่ผลิตจากโรงงานที่มีความจุ 750 วัตต์เริ่มต้นที่ 50,000 รูเบิล สำหรับการซื้อเครื่องกำเนิดลมสำหรับ 1,500 วัตต์ คุณจะถูกเรียกเก็บเงินมากกว่า 100,000 รูเบิล ปรมาจารย์ที่สร้างกลไกการบ้านด้วยมือของตัวเองมากกว่าหนึ่งเครื่องไม่สามารถผ่านโอกาสในการออกแบบเครื่องกำเนิดลมแบบโฮมเมดได้ ประสบการณ์ ความรู้ และคำแนะนำของพวกเขาถูกนำมาใช้ในคำอธิบายสำหรับการดำเนินการกังหันลมด้วยตนเอง

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเครื่องกำเนิดลมและระบบรุ่นอื่นๆ คือ มันจะสร้างพลังงานอย่างต่อเนื่องเมื่ออากาศเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเริ่มต้นที่ 2 เมตร/วินาที สภาพภูมิอากาศภาคพื้นทวีปของรัสเซียเป็นตัวกำหนดสถานะที่มั่นคงของลมดังกล่าวในเกือบทุกพื้นที่

กังหันลมมีความเป็นอิสระจากเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟในระดับมากหรือน้อย ความเป็นอิสระนี้มีให้โดยก้อนแบตเตอรี่ กังหันลมแบบโฮมเมดทำได้ง่ายด้วยมือของคุณเอง มีขนาดเล็กและติดตั้งได้ง่าย

ทางเลือกการออกแบบ ส่วนประกอบและกลไกหลัก

มือของช่างฝีมือสร้างกลไกหลายอย่างที่ใช้พลังงานลม กังหันลมแบบโฮมเมดแบ่งออกเป็นกลุ่ม เหล่านี้เป็นเครื่องกำเนิดลมแนวนอนและแนวตั้ง อุปกรณ์ต่างกันไปในทิศทางของแกนของวงล้อลม สำหรับล้อแนวตั้ง ใบมีดจะทำงานครึ่งวงล้อกับกระแสลม

กังหันลมแนวนอนสูญเสียความเร็วในการหมุนเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทิศทางลม ตามกฎแล้วช่างฝีมือประจำบ้านใช้ล้อลมที่มีแกนหมุนในแนวนอนเป็นพื้นฐาน สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงว่าตลอดประวัติศาสตร์ของการแก้ปัญหาทางเทคนิคของมนุษย์ เป็นการยากที่จะพบการใช้กังหันลมแกนตั้ง และกังหันลมแนวนอนกระพือปีกมานานหลายศตวรรษ

รูปแบบทั่วไปของเครื่องกำเนิดลม

1. ใบพัดล้อลม
2. เครื่องกำเนิด;
3. โครงเพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
4. ป้องกันใบมีดด้านข้างจากลมแรง
5. ตัวสะสมปัจจุบัน
6. โครงยึดปม
7. ปมหมุน
8. ก้าน;
9. เสา;
10. ที่หนีบสำหรับรอยแตกลาย

ตารางที่ 1. ข้อมูลจำเพาะ

ใบพัดล้อลม

ช่องว่างที่ต้องทำด้วยตัวเองทำจากโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) ใบมีดพลาสติกนั้นแปรรูปง่าย ไม่ไวต่อสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น ท่อแรงดัน SDR PN 6.3 (เส้นผ่านศูนย์กลาง 160 มม. ความหนาของผนัง 4 มม. ยาว 1,000 มม.) ใช้เป็นท่อเปล่า

การคำนวณรูปร่างของใบมีดค่อนข้างซับซ้อน เราใช้เทมเพลต (รูปที่ 2 ขนาดเป็นมม.) ซึ่งคำนวณโดยผู้เชี่ยวชาญแล้ว แม่แบบถูกตัดออกจากแผ่นกระดาษหนานำไปใช้กับท่อและวาดเส้นขอบ ช่องว่างที่ต้องทำด้วยตัวเองถูกตัดด้วยเลื่อยธรรมดาหรือจิ๊กซอว์ไฟฟ้า

คุณจะได้รับใบมีดเปล่า 6 ใบ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของล้อลม ลดระดับเสียง จำเป็นต้องบดมุมทั้งหมดและบดพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ ขอแนะนำให้ดำเนินการกับชิ้นงานทั้งหมดในคราวเดียว โดยใช้แคลมป์หรือสลักเกลียวผ่านรูการทำงานนอกรูปร่างของชิ้นงาน

ใบมีดติดอยู่กับตัวมอเตอร์ของจักรยานยนต์ผ่านคัปปลิ้งเหล็ก (ความหนา 10 มม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 200 มม.) แถบเหล็กหกเส้นที่มีความกว้าง 12 มม. และความยาว 300 มม. พร้อมรูสำหรับติดใบมีดถูกเชื่อมเข้ากับคัปปลิ้งโดยการเชื่อม

ล้อลมที่ประกอบแล้วมีความสมดุลอย่างระมัดระวัง ไม่อนุญาตให้หมุนเอง การปรับสมดุลทำได้โดยการบดวัสดุด้วยไฟล์จากส่วนท้ายของผลิตภัณฑ์ด้วยมือของคุณเอง ล้อหมุนถูกขับเคลื่อนในระนาบเดียวของการหมุนโดยการดัดแถบเหล็กยึด

เครื่องกำเนิด

มอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับจักรยานที่มีพารามิเตอร์ 24 V 250 W ใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกันซึ่งมีราคาตั้งแต่ 5 ถึง 15,000 รูเบิล สามารถสั่งซื้อทางอินเตอร์เน็ตได้ง่ายๆ

ตารางที่ 2. ข้อมูลจำเพาะของมอเตอร์จักรยาน 250 วัตต์

คัปปลิ้งเชื่อมต่อกับตัวมอเตอร์ด้วยสลักเกลียวผ่านรูสำหรับยึดซี่ล้อ ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในราคาที่เพียงพอ ตัวอย่างเช่น มอเตอร์ไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นด้วยแม่เหล็กถาวรจากเทปไดรฟ์ของคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ พารามิเตอร์อุปกรณ์ 300 W, 36 V, 1600 รอบต่อนาที

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติที่จำเป็นสามารถทำด้วยมือจากอุปกรณ์ยานยนต์ที่มีจุดประสงค์คล้ายกัน สเตเตอร์ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ โรเตอร์ติดตั้งแม่เหล็กนีโอไดเมียม ความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับการปรับเปลี่ยนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวเป็นไปในเชิงบวก

การติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนเฟรม

เมื่อใช้งานตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจ มอเตอร์จักรยานจะทำงานภายใต้ภาระที่มาก พารามิเตอร์ของความแข็งแรงที่คำนวณได้ของมอเตอร์เป็นไปตามเงื่อนไขในการใช้ผลิตภัณฑ์เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลมแบบโฮมเมด เพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกยึดผ่านการเชื่อมต่อแบบเกลียวกับโครงแบบทำเองที่ทำด้วยอะลูมิเนียมอัลลอยที่มีความหนา 10 มม. เตียงถูกยึดเข้ากับโครง

ขนาดของเตียงการวางตำแหน่งของรูนั้นพิจารณาจากขนาดของเครื่องกำเนิดที่เลือก สำหรับการผลิตเฟรมจะเลือกส่วนของช่องที่มีความหนาของส่วน 6-10 มม. ขนาดโครงสร้างของเฟรมขึ้นอยู่กับขนาดของหน่วยหมุน

ชุดประกอบแบบหมุนและตัวสะสมกระแสไฟ

การหมุนของเครื่องกำเนิดลมเข้าสู่ลม, การติดตั้งบนเสา, การส่งกระแสไฟฟ้าไปยังหน่วยควบคุมจะเป็นหน่วยหมุน

1. แกนอิเล็กทริกของตัวสะสมกระแส
2. โหนดติดต่อ;
3. นักสะสมปัจจุบัน
4. กรอบ;
5. เชื่อม;
6. ร่างกายของอุปกรณ์โรตารี่
7. ตลับลูกปืนกลิ้ง
8. เพลาอุปกรณ์โรตารี่
9. เสา;
10. สายไฟฟ้า

จากภาพวาดและภาพถ่าย ง่ายต่อการเข้าใจการออกแบบของชุดโรตารี่ และทำกลไกด้วยมือของคุณเอง วัสดุสำหรับช่องว่างคือท่อเหล็ก ควรใช้แบริ่งลูกกลิ้งเนื่องจากทนทานต่อแรงในแนวแกนมากกว่า

การออกแบบตัวสะสมปัจจุบันไม่ซับซ้อน

หน้าสัมผัสทำจากแท่งทองแดงหน้าตัดสี่เหลี่ยมด้านละ 10 มม. ลวดทองแดงหุ้มฉนวนที่มีหน้าตัดอย่างน้อย 4 มม. ถูกบัดกรี

ป้องกันลมแรง

ความเร็วของกระแสลมที่กังหันลมผลิตเองทำงานในโหมดปกติคือ 8 m / s ลมที่สูงขึ้นต้องมีการป้องกันความเสียหายต่อผลิตภัณฑ์ อุปกรณ์ป้องกันที่เชื่อถือได้คือกลไกใบมีดด้านข้างที่ต้องทำด้วยตัวเอง

ที่อัตราการไหลปกติ 8 ม./วินาทีสำหรับผลิตภัณฑ์ เช่น กังหันลมแบบโฮมเมด แรงดันที่ใบพัดด้านข้างจะต่ำกว่าแรงดึงของสปริงป้องกัน เครื่องกำเนิดลมทำงานและขับเคลื่อนปลายน้ำโดยหน่วยส่วนท้าย เมื่อแรงดันลมบนล้อลมเพิ่มขึ้น สปริงใบมีดจะทำงาน วงล้อลมหมุนลดพลังงานที่สร้างขึ้น อัตราการไหลสูงผ่านแรงกดบนใบมีดด้านข้าง หมุนวงล้อลมจนสุด ตั้งขนานกับทิศทางการไหล การผลิตพลังงานจะหยุดลง

แผนภาพการเดินสายไฟ

วงจรไฟฟ้าประกอบจากส่วนประกอบต่อไปนี้:

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (มอเตอร์จักรยาน);

หน่วยควบคุม;

แบตเตอรี่;

สายไฟและสวิตชิ่ง.

แผนภาพวงจรที่กำหนดกำลังได้รับการสรุปโดยคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าชุดควบคุมต้องจัดเตรียม:

การชาร์จแบตเตอรี่โดยจำกัดกระแสการชาร์จให้เป็นค่าที่ยอมรับได้

การเชื่อมต่อกับอุปกรณ์สร้างโหลดบัลลาสต์เมื่อสิ้นสุดการชาร์จแบตเตอรี่ ไม่รวมการเปลี่ยนล้อไปยังล้อ

โหมดเบรกไฟฟ้า หยุดเครื่องกำเนิดลม

เสากังหันลม

เสาสำหรับเครื่องกำเนิดลมสามารถเป็นท่อโลหะที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 100 มม. ขึ้นไป เสาสูงขั้นต่ำ 6 เมตรในพื้นที่เปิด หากไม่มีพื้นที่เปิด ความสูงของเสาจะเพิ่มขึ้น 1 ม. จากความสูงของสิ่งกีดขวางภายในรัศมี 30 ม. จากฐานของหอคอย

น้ำหนักของกังหันลมประกอบกับเสาค่อนข้างมาก ซึ่งต้องใช้เครื่องถ่วงน้ำหนัก ซึ่งจะช่วยอำนวยความสะดวกในการติดตั้งและลดเสางานซ่อม ยิ่งความสูงของเสากระโดงทำเองมากเท่าไหร่ ลมก็จะยิ่งกระทบกับโหนดทำเองมากขึ้นเท่านั้น ความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญแนะนำให้ติดตั้งส่วนขยายทุกๆ 5.5 ม. ของเสาสูง รอยแตกลายแบบโฮมเมดติดอยู่กับพื้นโดยมีจุดยึดตามรัศมีอย่างน้อย 50% ของความสูงของเสา

ภาพถ่ายแสดงเครื่องกำเนิดลมแบบโฮมเมดสำเร็จรูป กังหันลมที่หมุนได้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้น และสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงทำให้ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นเองเป็นกลไกที่อันตราย ใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งเมื่อใช้งานและซ่อมแซมผลิตภัณฑ์ DIY ต้องแน่ใจว่าได้กราวด์เสาอย่างแน่นหนา

วิธีป้องกันเครื่องกำเนิดลมจากลมแรง เช่น ในระหว่างที่เกิดพายุเฮอริเคน ใบพัดอาจพังและบินออกไปได้อย่างง่ายดาย หรือที่แย่ไปกว่านั้น เสากระโดงไม่สามารถต้านทานได้ ตัวอย่างเช่น มันจะฉีกรอยแตกลายและเครื่องกำเนิดลมจะพังทลาย กวาดล้างทุกสิ่งที่ตกลงไปในเส้นทางของมัน แน่นอนว่าสำหรับกังหันลมขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดสูงถึง 1.5 ม. การป้องกันลมแรงนั้นไม่เกี่ยวข้องเป็นพิเศษ เนื่องจากไม่มีแรงกดดันมหาศาลต่อใบพัดเช่นนี้ แต่สำหรับกังหันลมขนาดใหญ่ การป้องกันลมเป็นสิ่งจำเป็น ใบพัดขนาดใหญ่ในช่วงที่เกิดพายุเฮอริเคนประสบกับแรงกดดันมหาศาล และที่นี่ไม่เพียงแค่ใบมีดเท่านั้นที่สามารถบินได้ แต่สายเคเบิลเหล็กยังสามารถฉีกขาดหรือถอนออกจากพื้นได้ โดยทั่วไปแล้วฉันคิดว่าเป็นที่ชัดเจนว่าหากไม่มีการป้องกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณใกล้เคียงผู้คนและอาคาร จะดีกว่าที่จะไม่ติดตั้งกังหันลม อย่างน้อยปีละครั้งเฮอริเคนยังคงเกิดขึ้น

มีการติดตั้งระบบป้องกันพายุในเครื่องกำเนิดลมของโรงงานแล้วสำหรับกังหันลมขนาดเล็กตามกฎแล้วจะใช้เบรกไฟฟ้า นั่นคือเมื่อถึงความเร็วที่กำหนด เฟสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะถูกพัลซิ่งโดยคอนโทรลเลอร์และสกรูจะสูญเสียความเร็วและกำลังลดลง หรือไม่มีการป้องกันเลยและตัวควบคุมจะทำงานช้าลงโดยการลัดวงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็ต่อเมื่อแรงดันไฟฟ้าเกินค่าที่กำหนดเท่านั้น เช่น 14 โวลต์สำหรับระบบ 12 โวลต์ สำหรับกังหันลมขนาดเล็กแบบทำเองที่บ้านมักใช้ตัวควบคุมแบบโฮมเมด (ตัวควบคุมบัลลาสต์) ซึ่งจะทำให้กังหันลมช้าลงเมื่อแรงดันไฟฟ้าเกิน ชะลอตัวลงโดยเปิดโหลดเพิ่มเติมในรูปแบบของหลอดไฟหรือเกลียวนิกโครม, tenns . หรือพวกเขาซื้อตัวควบคุมสำเร็จรูปที่มีทุกอย่างอยู่แล้วและเบรกและบังคับให้หยุดกังหันลม

กังหันลมขนาดใหญ่นอกเหนือจากตัวควบคุมต้องมีการป้องกันทางกลเนื่องจากใบพัดขนาดใหญ่จะกำจัดพลังงานมหาศาลในลมแรงและไปที่ "ด้านบน" และแม้แต่วงจรที่สมบูรณ์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็ไม่หยุดใบพัด ในกังหันลมของโรงงาน การป้องกันมักจะทำโดยการหมุนหางและสกรูจะหมุนออกห่างจากลม "ตัวจับลม" นั้นใช้วิธีการคลาสสิกในการถอดใบพัดออกจากลมโดยการพับหาง ซึ่งกลายเป็นวิธีคลาสสิกมาช้านานแล้ว โครงการนี้จะกล่าวถึงต่อไป

ระบบป้องกันลมแรง

กลาโหมทำงานเช่นนี้ เมื่อไม่มีลมและใบพัดไม่หมุน หางจะเบี่ยงไป 45 องศาและห้อยไปด้านข้าง เมื่อลมพัดเข้ามา ใบพัดจะหมุนและเริ่มหมุน ส่วนหางจะเปลี่ยนไปตามลมและจัดแนว เมื่อความเร็วลมเกินระดับหนึ่ง แรงกดบนใบพัดจะมากกว่าน้ำหนักของหาง แล้วหมุนกลับ และหางพับ ทันทีที่ลมอ่อนลง หางจะกางออกภายใต้น้ำหนักอีกครั้งและใบพัดจะลอยไปในสายลม เพื่อที่ว่าเมื่อพับหางจะไม่สร้างความเสียหายให้กับใบมีด

หลักการป้องกันกังหันลม

ที่นี่บทบาทหลักเล่นโดยน้ำหนักของหางและความยาวและพื้นที่ขนนกตลอดจนระยะทางที่แกนหมุนของใบพัดเปลี่ยนไป มีสูตรสำหรับการคำนวณ แต่เพื่อความสะดวก ผู้คนเขียนสเปรดชีต Excel ซึ่งทุกอย่างคำนวณได้ในสองคลิก ด้านล่างนี้เป็นแผ่นสองแผ่นที่นำมาจากฟอรัม windpower-russia.ru

สกรีนช็อตของจานแรก ป้อนข้อมูลในช่องสีเหลืองและรับความยาวที่ต้องการของหางและน้ำหนักของส่วนปลาย พื้นที่ส่วนท้ายโดยค่าเริ่มต้น 15-20% ของพื้นที่ใบพัดแบบกวาด

การคำนวณหน่วยหาง

แผ่นที่สองแตกต่างกันเล็กน้อยที่นี่คุณสามารถเปลี่ยนมุมแนวนอนของหางได้ ในตารางแรกถือว่าเป็น 45 องศา แต่ที่นี่สามารถเปลี่ยนได้ในลักษณะเดียวกับส่วนเบี่ยงเบนแนวตั้ง นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มสปริงซึ่งจับหางเพิ่มเติม สปริงได้รับการติดตั้งให้ต้านทานการพับของหางเพื่อการคืนตัวที่เร็วขึ้นและเพื่อลดน้ำหนักของหาง พื้นที่ส่วนท้ายยังถูกนำมาพิจารณาในการคำนวณด้วย

ดาวน์โหลด - การคำนวณหน่วยท้าย 2.xls

การคำนวณหน่วยท้าย 2

นอกจากนี้ยังสามารถคำนวณน้ำหนักของหางและพารามิเตอร์อื่น ๆ ได้โดยใช้สูตรเหล่านี้

Fa - แรงตามแนวแกนของสกรู

อ้างอิงจาก Sabinin Fa=1.172*pi*D^2/4*1.19/2*V^2
ตาม Zhukovsky Fa=0.888*pi*D^2/4*1.19/2*V^2,
โดยที่ D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของล้อลม V คือความเร็วลม

X - ออฟเซ็ตที่ต้องการ (ออฟเซ็ต) จากแกนหมุนถึงแกนหมุนของไวน์
m คือมวลของหาง
g - การเร่งความเร็วการตกอย่างอิสระ
l คือระยะทางจากนิ้วถึงจุดศูนย์ถ่วงของหาง
เอ - มุมเอียงของนิ้ว

ตัวอย่างเช่น สกรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เมตร ความเร็วลมที่หางควรพับ = 10 m/s

เราพิจารณาตาม Zhukovsky Fa \u003d 0.888 * 3.1415 * 2 ^ 2 / 4 * 1.19 / 2 * 10 ^ 2 \u003d 165N

มวลหาง = 5 กก.
ระยะห่างจากนิ้วชี้ถึงจุดศูนย์ถ่วงของหาง = 2 เมตร
มุมนิ้ว =20 องศา

X=5*9.81*2*sin(20)/165/3.1415*2=0.129 ม.

การคำนวณมวลของหางที่เข้าใจได้มากขึ้น

0.5*Q*S*V^2*L1*p/2=M*L2*g*sin(a) โดยที่:
Q - ความหนาแน่นของอากาศ
S - พื้นที่สกรู (m ^ 2);
V - ความเร็วลม (m/s);
L1 - การกระจัดของแกนหมุนของหัวลมจากแกนหมุนของใบพัด (m)
M - มวลหาง (กก.);
L2 - ระยะทางจากแกนหมุนของหางถึงจุดศูนย์ถ่วง (m)
ก. - 9.81 (แรงโน้มถ่วง);
เอ - มุมเอียงของแกนหมุนของหาง

ก็น่าจะเพียงพอแล้ว ใน printsepe ของตาราง Excel ก็เพียงพอแล้วสำหรับการคำนวณ แม้ว่าคุณจะสามารถใช้สูตรต่างๆ ได้ก็ตาม ข้อเสียของแผนการป้องกันดังกล่าวคือการหันเหของใบพัดระหว่างการทำงานและปฏิกิริยาค่อนข้างช้าต่อการเปลี่ยนแปลงทิศทางลมเนื่องจากหางลอย แต่สิ่งนี้ไม่ส่งผลกระทบโดยเฉพาะต่อการผลิตพลังงาน นอกจากนี้ยังมีตัวเลือกอื่นสำหรับการป้องกันโดย "ลอย" ของสกรู เครื่องปั่นไฟถูกวางไว้ที่สูงขึ้นและพลิกคว่ำในขณะที่สกรูนอนหันหลังให้ลมในกรณีนี้เครื่องกำเนิดจะยกขึ้น โช้คอัพ