Планета Земля: природный электрический мотор – генератор и альтернативная чистая энергетика на его основе
Бесплатной электроэнергии не бывает, однако существует масса способов сделать её более дешёвой. Например, с помощью альтернативных источников энергии. Они, возможно, не покроют все потребности конкретного дома или офиса, но спокойно смогут своей работой компенсировать львиную долю потребляемого электричества. Неодимовые магниты — одна из популярных основ для подобных генераторов. Такой источник доступен для сборки собственными руками. В этой статье вы узнаете, как это сделать, с помощью опробованных схем, рекомендаций мастеров и видео.
Генератор на неодимовых магнитах: принцип и схема работы
Неодимовые магниты – элементы, которые позволяют конструировать альтернативные источники энергии. Неважно, какими они будут: ветряными, водными или механическими. Речь идёт не о мифологических вечных двигателях, а о целиком реальных устройствах с высоким КПД. В быту они, как минимум, помогут вам зарядить гаджеты или автомобильный аккумулятор.
Внимание! Все утверждения о «реально бесплатной» или «свободной» энергии и вечных двигателях на основе неодимовых магнитов – ложь, противоречащая законам физики. Для работы любого двигателя нужна энергия. Задача генераторов на основе этих элементов – уменьшить её потребление извне, при этом максимально увеличив производительность.
В таких устройствах за основу взят обычный маятник, а давать низкопотенциальную энергию будет сила тяжести. Схема работы такова:
- В верхней части маятник вольно качается на паре подшипников.
- Внизу на конце рычага маятника находится дугообразный отрезок с парой мощных неодимовых магнитов.
- На неподвижной опоре в верхних точках колебания маятника установлены два электромагнита, сопоставимые по мощности с неодимовыми. По мере приближения маятника они будут кратковременно включаться и отталкивать его.
- По качающейся дуге располагаются менее мощные неодимовые магниты. На них возложена функция ротора.
Магниты
Принцип работы устройства
Теоретически, в полной мере, этим критериям как раз и отвечает электромагнитный генератор, возбуждение которого производится постоянными магнитами. Принцип работы основывается на законе Ампера, в котором участвует проводник и электроток в магнитном поле. Этот закон выражается формулой F=BLI, то есть сила находится в прямой пропорциональной зависимости с индукцией F, длиной проводника L и силой тока в этом проводнике I. Таким образом, мощность электромагнитного генератора может возрастать вместе с мощностью постоянных магнитов.
Можно сделать вывод, что использование постоянных магнитов, как неисчерпаемый источник энергии, позволит создать установку, с коэффициентом полезного действия более 100%. Однако, здесь не все так просто и этому есть целый ряд причин.
Плюсы и минусы конструкции
Специалисты считают, что для обеспечения электричеством загородного дома достаточно маятника с осью длиною 6 м. В таком случае электромагниты будут толкать неодимовые магниты на маятнике с силой более 100 кг. Плюсы такого устройства в том, что оно не зависит от ветра или солнца. Кроме того, такой генератор не нуждается в дорогих аккумуляторах, как другие альтернативные генераторы энергии.
Однако при использовании не исключены проблемы:
- В момент движения маятника в обратную сторону может смениться полярность магнитов. Решается с помощью включения в цепь тиристоров и диодов.
- В момент зависания маятника в верхней точке может возникнуть эффект пульсации в сети. Решается так:
- устанавливается конденсатор, который краткосрочно собирает энергию, препятствуя скачкам;
- монтируется аккумулятор, который будет собирать энергию долгосрочно;
Генератор на неодимовых магнитах
- конструируется ещё один генерирующий маятник, который будет работать асинхронно с первым (когда один – в верхней точке окружности, второй – в нижней).
Внимание! С ферритовыми магнитами этот проект реализовать не удастся из-за их технических характеристик.
Преимущества
Универсальный линейный генератор на постоянных магнитах выгодно отличается от всех современных аналогов многочисленными положительными характеристиками:
- Небольшой вес и компактность. Такой эффект достигается за счет отсутствия кривошипно-шатунного механизма.
- Доступная цена.
- Качественная наработка на отказ из-за отсутствия системы сжигания.
- Технологичность. Для производства долговечных деталей используются исключительно нетрудоемкие операции.
- Регулировка объема камеры сгорания топлива без остановки двигателя.
- Базовый ток нагрузки генератора не влияет на магнитное поле, что не влечет за собой снижение характеристик оборудования.
- Отсутствует система зажигания.
Смотреть галерею
Ветрогенератор на неодимовых магнитах своими руками: монтаж основы
В качестве основы для таких установок выступают автомобильная ступица плюс тормозные диски. Преимущество в том, что её просто достать (в т.ч. купить б/у) и не нужно основательно переделывать или дополнять:
- разберите;
- почистите от ржавчины (например, стальной щёткой, насаженной на дрель);
- смажьте детали;
- соберите;
- покрасьте корпус и пользуйтесь.
Неодимовые магниты будут крепиться прямо на ступицу. Их потребуется около 20 штук: примерная высота 8 мм, диаметр 25 мм. Очень важно правильно, равномерно и точно расположить магниты – по кругу, с чередованием полюсов. Крепить их лучше на клей, который стоит предварительно испытать на прочность.
Совет. Народные конструкторы рекомендуют сначала расчертить ступицу или разложить магниты на бумажном макете, чтобы разместить их на равном расстоянии друг от друга.
После того как все магниты будут приклеены, залейте поверхность диска эпоксидной смолой. По контуру намотайте борт. Материал и способ может быть разным:
- грубый картон;
- гибкая пластмасса;
- пластилин;
- тонкая полоска шпона.
Ветрогенератор
Для этого генератора лучше всего подходит трёхфазная модель. Она сложна в сборке, но имеет ощутимые преимущества:
- не производит вибрацию, которая является бичом ветрогенераторов;
- бесшумна;
- осуществляет постоянную подачу тока;
- генерирует стабильную мощность (фазы компенсируют друг друга).
Cамодельный генератор для ветряка
Как сделать низкооборотный генератор для ветряка из неодимовых магнитов. Самодельный генератор для ветряка, схемы, фото, видео.
Для изготовления самодельного ветряка в первую очередь требуется генератор, при чём, предпочтительней низкооборотный. В этом и заключается основная проблема, найти такой генератор достаточно сложно. Первое что приходит в голову, взять стандартный автомобильный генератор, но все автомобильные генераторы рассчитаны на высокие обороты, зарядка аккумулятора начинается от 1000 об/мин. Если установить автогенератор на ветряк, то достичь таких оборотов будет сложно, понадобится делать дополнительный шкив с ременной или цепной передачей, всё это усложняет и утяжеляет конструкцию.
Для ветряка нужен низкооборотный генератор, оптимальный вариант генератор аксиального типа на неодимовых магнитах. Поскольку таких генераторов по доступной цене в продаже практически нет, аксиальный генератор можно изготовить самостоятельно.
Самодельный генератор для ветряка из неодимовых магнитов.
Для изготовления генератора аксиального типа понадобятся:
- Ступица от авто, тормозные диски.
- Неодимовые магниты.
- Медная проволока (0,7мм).
- Эпоксидная смола.
- Крепёжные элементы.
Генератор аксиального типа для ветряка представлен на схеме.
В данном случае в роли статора будет диск с катушками, ротором будут два диска с постоянными магнитами. При вращении ротора в катушках статора будет генерироваться ток, который нужен нам для зарядки аккумуляторов.
Самодельный генератор: изготовление статора.
Статор – неподвижная часть генератора состоит из катушек, которые размещаются напротив магнитов ротора. Внутренний размер катушек обычно равен внешнему размеру магнитов, которые используются в роторе.
Для намотки катушек можно изготовить простое приспособление.
Толщина медной проволоки для катушек примерно 0,7 мм, количество витков в катушках нужно подсчитывать индивидуально, общее количество витков во всех катушках должно быть не менее 1200.
Катушки размещаются на статоре, выводы катушек можно подключить двумя способами, в зависимости от того на сколько фаз будет генератор.
Трёхфазный генератор будет более эффективным для ветрогенератора, поэтому рекомендуется соединить катушки по типу звезда.
Чтобы катушки зафиксировать на статоре их заливают эпоксидной смолой. Для этого нужно сделать форму для заливки из куска фанеры, чтобы жидкая смола не растеклась, нужно сделать борта из пластилина или аналогичного материала. На этом этапе нужно предусмотреть проушины для крепления статора.
Важно чтобы получилась идеально ровная плоскость, поэтому перед заливкой матрицу с катушками нужно установить на ровную поверхность. Катушки перед заливкой нужно тщательно проверить мультиметром и выложить на матрицу по кругу с таким расчётом, чтобы потом магниты ротора находились напротив катушек.
В матрицу заливается жидкая эпоксидная смола по уровень края катушек, перед заливкой форму нужно смазать вазелином.
Когда смола полностью застынет, матрицу разбираем и извлекаем готовый статор с катушками.
Статор фиксируется на корпусе генератора с помощью болтов или шпилек с гайками.
Самодельный генератор: изготовление ротора.
В этой конструкции ротор будет двусторонним, статор с катушками будет посредине между вращающимися дисками с магнитами.
На каждом диске ступицы нужно по кругу расположить магниты, в последовательности поочерёдно меняя полюса.
Когда диски ротора будут установлены, магниты должны быть направлены друг к другу разными полюсами.
Магниты нужно приклеить к дискам суперклеем и залить эпоксидной смолой, верхняя часть магнитов должна остаться непокрытой.
Изготовление ротора для самодельного генератора видео.
Чтобы закрепить статор на ветрогенераторе нужно изготовить металлическое основание, статор крепится к нему с помощью болтов или шпилек.
Собираем всю конструкцию, при этом нужно оставить минимальный зазор между статором ротором, чем меньше зазор, тем эффективней генератор будет вырабатывать энергию. На выход из катушек нужно подключить диодный мост.
В итоге у вас получится аксиальный генератор на неодимовых магнитах. Самодельный генератор может работать на низких оборотах и при этом вырабатывать достаточно энергии для зарядки аккумуляторных батарей, что немаловажно при установке ветогенератора в районах, где преобладают слабые ветра.
Генератор для ветряка видео.
Самодельный генератор для ветряка на 2,5 кВт видео.
Сборка и установка ветрогенератора
После завершения сборки ротора следует подготовить детали для неподвижной части конструкции – статора. Он состоит из катушек из медного провода. Его сечение должно быть большого диаметра, чтобы снизить сопротивление. Как правило, намотку таких катушек осуществляют на глаз. Чтобы зарядить батарею в 12В при 120-150 оборотах в минуту, нужно около полутора тысяч витков (суммарно для всех катушек). Наматывается провод на готовых частях будущей конструкции или самодельных макетах.
Статоры могут быть как круглые, так и прямоугольные. Всё зависит от параметров магнитов. Если форма прямоугольная, лучше, чтобы магнитное поле располагалось вдоль большей стороны. Толщина неподвижных элементов также должна соответствовать высоте магнитов. В таком случае вы получите наибольшую эффективность устройства.
Ветряк
Генератор собран – можно приступать к монтажу мачты и сборке винта. Для вышки главное, чтобы устройство на её вершине имело доступ к свободному потоку воздуха. Если она установлена среди застройки, высота должна минимум на 1 м превышать уровень близлежащих строений или деревьев. Для открытой площадки обычно достаточно 5 м. Также мачта должна соответствовать следующим критериям:
- прочность;
- удобство для монтажа и обслуживания генератора на высоте;
- устойчивость, в т.ч. – к вибрации.
Винты для генератора лучше всего изготавливать крыльчатой формы – для максимального аэродинамического эффекта. Материал – ПВХ трубы диаметром от 4 мм или металл. Лопасти крепятся к двигателю с помощи металлической головки с приваренными пластинками по числу винтов. Оптимальное количество лопастей – от 3 до 6.
Внимание! Винты крепятся на расстоянии не меньше 25 см от генератора. Это мера безопасности. При сильном порыве они могут сломаться о корпус устройства.
Не стоит отчаиваться, если генератор в собранном виде не показал того результата, на который вы рассчитывали. Проверьте расчёты, доработайте и усовершенствуйте модель.
Ограничения
Все большую популярность приобретает доступный и надежный линейный генератор. В качестве источника энергии этот агрегат можно использовать как в бытовой, так и промышленной сфере. Но каждый пользователь должен помнить о некоторых ограничениях. В процессе эксплуатации стираются кулачки приводов клапанов, в результате чего механизм не открывается, из-за чего мощность падает до критических отметок.
Из-за частой эксплуатации быстро прогорают края горячего клапана. В устройстве присутствуют вкладыши – подшипники скольжения, которые расположены на шейке коленвала. Со временем эти изделия тоже стираются. В результате образуется свободное пространство, через которое начинает проходить заправленное масло.
Смотреть галерею
Как правильно делать дисковый генератор инструкция
Здравствуйте, мне часто пишут по поводу того как лучше делать аксиальный дисковый генератор, сколько магнитов должно быть и сколько катушек. Спрашивают каким проводом нужно мотать катушки, и по сколько витков. Спрашивают про соотношение магнитов к катушкам, и про то как соединять катушки между собой. Вот на эти вопросы я постараюсь ответить сопровождая их рисунками.
Общие правила построения аксиального генератора
1.Расстояние между магнитов по кругу на дисках должно быть равно их ширине, но чем плотнее тем лучше, идеально если магниты будут почти вплотную друг к другу. Ниже я более подробно описал, если не можете определится делайте расстояние равным ширине магнитов, работать будет как у всех.
2. Круглые магниты, квадратные, или прямоугольные, по сути не важно, это потом отразится на форме катушек. Для первого варианта проще круглые магниты и катушки.
3.Толщина дисков должна быть равна толщине магнитов, или немного тоньше.
4.Количество витков в катушках для 12V АКБ по 60 витков, для 24V ВКБ по 90 витков.
5.Толщина статора по толщине магнитов.
6.Соотношение катушек к магнитам 4:3, на 9 катушек 12 магнитов, на 12 катушек 16 магнитов.
Однофазные генераторы не делают потому что будет сильная вибрация генератора при работе.
Соотношение магнитов к катушкам должно быть таким: на каждые три катушки должно быть по четыре магнита, соотношение 3/4. То есть на 9 катушек должно быть по 12 магнитов на дисках. На 12 катушек должно быть 16 магнитов. На 18 катушек должно быть 24 магнита (по 24 магнита на каждом из двух дисков). Можно делать соотношение и 2/3, генератор тоже будет работать, но как показали некоторые опыты такой вариант немного проигрывает, более подробно здесь — Тестирование генераторов со статорами на 12 и 18 катушек, что оказалось лучше
Магниты должны быть толщиной не менее 10 мм, можно правда и тоньше, но тогда придётся делать тонкий статор, вообще статор должен быть примерно равен толщине магнитов. Форма магнитов, круглые они, квадратные, или прямоугольные, не особо важна, потом это повлияет на форму катушек, будут ли они ровно круглые, треугольной вытянутой формы. Для крупных и мощных генераторов от 1.5кВт магниты можно ставить толщиной 15-20 мм, и делать более толстый и прочный статор толщиной 15-20 мм.
Обычно расстояние между магнитов делают равным их ширине, но чем больше площадь заполнения магнитами дисков по кругу тем лучше. Расстояние между магнитов чем плотнее тем лучше. Но если делать расстояние между магнитов равным ширине самих магнитов, или в половину ширины магнитов то тоже будет работать нормально. Из-за увеличения диаметра дисков увеличивается скорость магнитов за оборот, и напряжение катушек увеличивается пропорционально росту скорости движения магнитов.
Но работают те витки катушек, которые попадают под магниты, поэтому чем реже магниты на диске тем меньше витков катушек принимают участие в работе, и здесь выигрыш только в диаметре, но большой чес получается и много меди уходит. если расположить магниты близко друг другу то диаметр дисков становится меньше, витков в работе больше, а меди меньше. Так в общем эффективнее.
Обычно делаю расстояние между магнитов равное их ширине, но те кто делал расположение магнитов плотнее, и даже вплотную при меньших диаметра и размеров генераторов получали тот же результат. Как делать тут уже решать вам.
Для схемы 9 катушек на 12 магнитов подойдут круглые магниты, и их лучше размещать на диске почти вплотную друг к другу. Внутренний диаметр круглых катушек можно делать меньше диаметра магнита.
Для 12 катушек на 16 магнитов также можно делать круглые катушки и ставить круглые или лучше квадратные магниты. Расстояние между магнитов чем плотнее тем лучше. А так в зависимости от размеров можно сделать расстояние около 5-10 мм между магнитами, если квадратные то в самом узком месте должно быть такое расстояние.
Для 18 катушек на 12 магнитов лучше использовать прямоугольные магниты с расстоянием равным их ширине. При этом внутренняя дырка катушки должна быть почти равна размерам магнита. Если 24 магнита ставить на дисках то расстояние между магнитами будет вплотную.
Ниже рисунок для сравнения насколько перекрываются катушки магнитами если магниты ставить почти вплотную и с расстоянием между магнитами равным их ширине.
Так.же вариант перекрытия магнитами статора на 18 катушек и 12 катушек.
Какой вариант лучше на этот вопрос однозначного ответа нет, любой вариант будет работать. Проще наверное делать как большинство, с расстоянием между магнитов равным их ширине, так как медь дешевле и её можно не экономить.
Намотка катушек и соединение
Количество витков в катушках для зарядки АКБ 12 вольт обычно делается по 60 витков, если ветряк на 24 вольта то по 90 витков в катушке. Более подробно про расчёт напряжения генератора и его мощности я описал здесь — Расчёт генератора новая версия
Соединяются катушки фазы так: Начало первой катушки это начало фазы. Конец первой катушки соединяется с началом второй. Конец второй с началом третьей. Конец третьей на выход если у вас по три катушки на фазу это конец фазы. Вторая и третья фаза соединяется также как и первая. Всего на выходе должно быть шесть проводов, по два повода с каждой фазы. Далее уже можно соединить звездой, для этого три конца фаз или три начала фаз соединяются в одну точку, а три свободные конца уже на трёхфазный диодный мост. Ниже рисунок соединения одной фазы.
Лучше не соединять фазы генератора сразу звездой, а вывести из статора все концы фаз, чтобы потом можно было соединять по разному. Может быть так что с вашим винтом генератор будет лучше работать при параллельном соединении фаз.
По конструкции самого генератора есть два варианта
Первый вариант самый распространённый, диски здесь крутятся на валу, а статор больше по диаметру, и крепится шпильками с внешней стороны, тесть по внешнему диаметру. Обычно для изготовления за основу берут автомобильную ступицу и на её основе строят генератор. Второй вариант это когда статор крепится по внутреннему диаметру за неподвижный вал. А диск с подшипником надевается на этот вал, и с обратной стороны к нему притягивается второй диск.
Как переделать асинхронный электродвигатель в мощный электрогенератор
Многие задумываются о получении бесплатной электроэнергии, преображая в нее кинетическую энергию ветра или воды. Продаваемые для этого ветрогенераторы или мини ГЭС достаточной мощности стоят очень дорого. Чтобы сэкономить, генератор для своей установки по производству бесплатной энергии можно сделать на базе обычного электродвигателя.
Что потребуется:
- асинхронный трехфазный электродвигатель;
- неодимовые прямоугольные магниты — http://ali.pub/4yy1yd
- эпоксидная смола.
Процесс изготовления генератора
Чтобы сделать генератор, нужно разобрать асинхронный трехфазный мотор. У него извлекается ротор, чтобы оснастить его в дальнейшем постоянными магнитами.
Далее нужно определиться с количеством и размером магнитов. Они должны быть в виде прямоугольников. Причем по ширине каждый магнит должен полностью перекрывать 2 паза на сердечнике статора, то есть ложиться на 3 шипа. В таком случае он будет воздействовать своим полем сразу на 3 катушки обмотки статора. Для двигателя из данного примера подходит магнит шириной 25 мм.
Сердечник данного статора состоит из 12 групп, в которые входят по 3 шипа. Таким образом, на ротор нужно прикрепить соответственно 12 рядов магнитов. Между ними чередуется полярность. Магниты каждого ряда должны выстраиваются в линию соответствующую по длине продолжительности сердечника ротора. Так как для изготовления генератора были выбраны магниты 40х25х10 мм, то их помещается по 3 в ряд.
Нужно закрепить магниты на якоре с помощью эпоксидного клея. Так как от этого диаметр ротора увеличится, то его возможно понадобится перед этим проточить, чтобы он после добавления магнитов мог поместиться в статор.
Такое количество неодимовых магнитов на роторе делает проблематичным его установку в статор, так как они притягиваются. Есть риск пораниться при установке, поэтому нельзя помещать пальцы между притягивающимися сердечниками.
Двигатель собирается. После этого нужно доработать его клеммную колодку. В ней имеется 6 выводов обмоток, которые нужно подключить по схеме звезда. Необходимо 3 из них соединить в один узел. Тогда между ним и любым другим оставшийся концом обмотки будет 220В.
После этого генератор можно подключать с помощью редуктора к ветряку или делать из него мини ГЭС. Также возможно напрямую соединить его с двигателем внутреннего сгорания. При достаточных оборотах от него можно питать практически любые бытовые электроприборы.
Смотрите видео
Источник https://rkzsp.ru/informbyuro/generator-na-postoyannyh-magnitah-svoimi-rukami.html
Источник http://e-veterok.ru/072-kak-sdelat-generator.php
Источник https://sdelaysam-svoimirukami.ru/7982-kak-peredelat-asinhronnyj-jelektrodvigatel-v-moschnyj-jelektrogenerator.html
