Para alimentar la lámpara LED recargable fabricada, descripción de los cuales dado en el sitio web, se ha fabricado un generador eólico basado en un motor de CC (24v / 0.7A) con imanes permanentes y se está utilizando actualmente. El generador eólico, bajo condiciones climáticas promedio, dependiendo de la velocidad del viento, proporciona un voltaje de salida de 0.8 a 6.0 voltios y una corriente de hasta 200 mA. Posteriormente, un convertidor de voltaje estabilizado convierte este voltaje de salida de CC del generador eólico al voltaje de CC requerido, suficiente para cargar la batería o suministrar la carga requerida.
El generador de viento propuesto es simple de fabricar, no requiere cálculos precisos y fabricación de piezas complejas, la adquisición de componentes caros. Además de la variante considerada en el artículo anterior, dicho generador de viento también puede encontrar otras aplicaciones. Lo usamos donde se puede necesitar una pequeña cantidad de electricidad para alimentar un dispositivo de baja potencia. Por ejemplo, para la operación de una estación meteorológica compacta, monitoreando el nivel del agua en un tanque, para iluminación de emergencia y controlando la automatización de un invernadero. Durante el día, en presencia de viento, la batería del dispositivo con un suministro recibe energía eólica gratuita y, en el momento adecuado, se la entrega al consumidor según sea necesario. Por supuesto, la energía eólica que nos llega no es muy buena, pero nos llega casi constantemente. Y si haces un dispositivo para su acumulación y uso hazlo tu mismo, a partir de materiales improvisados, entonces esta energía es gratuita, y el dispositivo, además, será económico, compacto, móvil y no volátil.
Este artículo propone hacer un generador eólico a partir de un motor de CC.
Haciendo un generador eólico.
1. La elección del generador eléctrico.
Para usar como generador de baja potencia para el dispositivo, puede usar el motor paso a paso terminado sin alteraciones. Para obtener el máximo rendimiento, si es posible, es aconsejable utilizar un motor con la menor adherencia posible del eje y con tantos pasos como sea posible por revolución. Es posible una variante de alterar el motor eléctrico o el arrancador en un generador. Se describen varias opciones de retrabajo en Internet.
En nuestro caso, se eligió la opción más simple.Como generador eléctrico, utilizamos un motor de CC (24v / 0.7A) con imanes permanentes, que no requiere modificaciones. Tiene la propiedad de reversibilidad: cuando su eje gira, aparece voltaje en los contactos del motor. Este motor eléctrico fue retirado de una máquina de cálculo moralmente obsoleta.
2. La elección del diseño de la hélice.
En la primera versión del diseño del generador eólico, para simplificar la fabricación, la hélice de plástico, con un diámetro de aterrizaje adecuado, de un ventilador industrial se tomó como base de la hélice. Para aumentar el par en el eje del generador, se agregó la longitud de sus cuchillas con placas de metal de paredes delgadas con un perfil cercano al original.
Sin embargo, este diseño de hélice falló. En vientos fuertes, debido a la baja rigidez de la hélice de plástico, el revestimiento metálico de las palas se desvió hacia atrás y golpeó el soporte estructural, que finalmente terminó en falla.
Al calcular la primera opción, decidí el diseño del perfil tecnológico de las cuchillas y su longitud. Estos parámetros de la hélice afectan su sensibilidad a los vientos débiles, y prevalece. Es necesario que con un poco de viento, la hélice pueda superar la adherencia del eje (atracción de los imanes del estator) y comenzar la rotación.
3. La fabricación de la hélice. Seleccionamos o fabricamos un cubo para instalar y colocar palas de hélice.
En nuestro caso, se trata de una brida de aluminio (4 mm de espesor, diámetro exterior 50 mm) con un orificio axial a lo largo del diámetro del eje de salida del motor (8 mm - se presiona una rueda dentada en el eje, 10 mm de largo) y cuatro agujeros M4 espaciados uniformemente para montar las cuchillas. Para fijar el cubo en el eje, instale uno o dos tornillos M4 (ver foto).
4. Producción de palas de hélice.
De una lámina galvanizada con un grosor de 0.4-0.5 mm, cortamos 4 piezas de trabajo en forma de trapecio isósceles: altura 250 mm, base 50 mm, lado superior 20 mm. Doblamos las cuchillas por la mitad a lo largo de la altura del trapecio (creando una costilla rígida) en un ángulo de 45 grados (ver foto). Embotamos los bordes afilados y las esquinas (para nuestra seguridad).
5. Instalación y fijación de las palas de la hélice.
Colocamos la cuchilla en el cubo de modo que el punto de curvatura en la base esté por encima del eje del cubo, y la mitad adyacente de la base esté por encima del orificio de montaje del cubo (ver foto). Marcamos y perforamos un agujero en las cuchillas para un tornillo de fijación adyacente, de 4.2 mm de diámetro. Arreglamos las palas de la hélice una por una con los tornillos.
6. Equilibrio de hélice.
Realizamos balanceo estático de la hélice. Para esto, instalamos y fijamos la hélice en una barra calibrada (pulida) con un diámetro igual al diámetro del eje de salida del motor. Colocamos la barra con la hélice sobre dos calibrados horizontalmente al nivel de la regla (superficies de patrón) ubicadas en los extremos de la barra. En este caso, la hélice girará y una de las palas bajará. Giramos la hélice un cuarto de vuelta y si la misma pala ha bajado nuevamente, debe aligerarse cortando una tira estrecha de metal del costado de la pala. Repetimos una operación similar hasta que la barra con la hélice no deja de girar después de la instalación en cualquier posición arbitraria.
7. Producción de la parte de paleta del generador eólico.
Cortamos el cuadrado de aluminio de 20 x 20 mm a una longitud de 250 mm. En un lado del cuadrado, para uno o dos tornillos (remaches) instalamos un estabilizador vertical de la dirección al viento.
En el otro lado del cuadrado, instalamos y sujetamos una abrazadera en dos tornillos para asegurar el motor - generador. La abrazadera y el estabilizador también están hechos de chapa galvanizada con un grosor de 0.4-0.5 mm (es posible utilizar material anticorrosivo). La longitud de la abrazadera es igual a la longitud del motor. La longitud del estabilizador es de aproximadamente 200 mm, la forma es del gusto del fabricante.
En la brida inferior del cuadrado, en el medio de la abrazadera, fije firmemente la varilla (es conveniente proporcionar protección contra la corrosión) para instalar la estructura en el tubo del puntal del generador eólico. La mejor opción para determinar la ubicación de esta barra es determinar el centro de gravedad de una estructura premontada y completamente ensamblada, seguido de perforaciones para fijar la barra allí.
8. Montaje del generador eólico.
Instalamos el motor - generador en su lugar y lo arreglamos con una abrazadera. Arreglamos la hélice al eje de salida del motor. Para proteger el generador de la precipitación atmosférica, cortamos e instalamos una cerca protectora de una botella de plástico adecuada. Sujételo con un tornillo.
9. Depuración de un generador eólico.
Preinstale el generador eólico ensamblado en un área abierta en la dirección del viento. Formamos un perfil variable de las cuchillas. Doblamos la parte doblada de las cuchillas para que en los extremos de las cuchillas (parte estrecha) la cantidad de extremidad sea de 10 ... 15 grados (resistencia mínima al aire a la velocidad periférica máxima en las cuchillas). En el centro de la hélice, la cantidad de extremidades en la pala varía de 30 a 45 grados. Con un aumento en el ángulo de flexión, aumenta la sensibilidad del generador eólico al viento, pero debido al aumento en la resistencia, la velocidad del generador disminuye, lo que conduce a una disminución en las características de salida. Por lo tanto, al cambiar el ángulo de la extremidad de las palas, seleccionamos el perfil óptimo en el viento.
10. Instalación de un generador eólico.
Para instalar un generador eólico, se hace un soporte de la altura requerida (preferiblemente sobre los árboles circundantes) a partir de una tubería (agua) y se fija al objeto. La varilla de montaje del generador eólico debe girar libremente en la rejilla de la tubería. Antes de la instalación, se coloca una arandela secuencial en el eje del generador eólico: una arandela intermedia para facilitar la rotación, un resorte en espiral para suavizar el desequilibrio residual de la hélice, una arandela protectora para reducir la entrada de precipitación en el tubo de cremallera (se instala una tuerca de tamaño adecuado en este diseño).
El cable del generador se fija mecánicamente desde la ruptura del contacto, desciende a lo largo del estante con un margen de longitud para posibles giros alrededor del estante y un bucle obligatorio para gotear gotas de la precipitación antes de ingresar al consumidor.
