Самодельный ветряк с аксиальным генератором на неодимовых магнитах

Живу я в маленьком городке Харьковской обл. частный дом, небольшой участок.
Сам я, как говорит сосед, ходячий генератор идей, так как практически всё в своем
хозяйстве сделано своими руками. Ветер хоть и небольшой, но практически постоянно дует, и тем самым соблазняет использовать свою энергию.

После нескольких неудачных попыток с тракторным самовозбуждающимся генератором идея создания ветрогенератора засела в мозгу еще сильнее.
Начал искать и после двух месяцев поисков в интернете, множества скачанных файлов, прочтенных форумов и советов я окончательно определился с постройкой ветрогенератора.

За основу была взята конструкция Бурлака Виктора Афанасьевича с небольшими конструктивными изменениями.
Основной задачей была постройка ветрогенератора своими руками из того материала, который есть, с минимумом затрат. Поэтому каждый, кто попытается сделать подобную конструкцию должен исходить из того материала, который у него есть, главное желание и понять принцип работы.

Для изготовления ротора использовал листовой кусок метала толщиной 20 мм. (что было) с которого по моим чертежам кум выточил и разметил на 12 частей два диска диаметром 150 мм. и еще один диск под винт который разметил на 6 частей диаметром 170 мм.

Генератор будет на неодимовых магнитах

Купил через Интернет 24 шт. дисковых неодимовых магнита размером 25х8 мм, которые приклеил к дискам, (очень выручила разметка). Осторожно, не подставляете пальцы, неодимовые магниты очень мощные! (Возможно применение в данной схеме магнитных секторов дало бы лучшие результаты. Примечание администрации.)
Перед тем как приклеить неодимовые магниты к стальному диску маркером нанесите на них обозначение полярности, это очень поможет вам избежать ошибок при установке. После размещения неодимовых магнитов (12 шт. на диск и чередуйте полярность), до половины залил их эпоксидной смолой.

Кликните по картинке что бы посмотреть в полном размере.

Для изготовления статора использовал эмаль-провод ПЭТ-155 диаметром 0,95 мм (купил на частном предприятии Хармедь). Намотал 12 катушек по 55 витков каждая, толщина обмоток получилась 7 мм. Для намотки изготовил несложный разборный каркас. Намотку катушек делал на самодельном намоточном станке (делал ещё во времена застоя).

Затем разместил 12 катушек по шаблону и зафиксировал их положение изолентой на тканевой основе. Выводы катушек распаял последовательно начало с началом, конец с концом. Я использовал 1-фазную схему включения.

Для изготовления формы под заливку катушек эпоксидной смолой склеил две прямоугольные заготовки 4-х мм фанеры. После высыхания получилась прочная 8 мм заготовка. С помощью сверлильного станка и приспособления (балерина) вырезал в фанере отверстие диаметром 200 мм, а из вырезанного диска вырезал центральный диск диаметром 60 мм. Заранее заготовленные ДСП заготовки прямоугольной формы обтянул плёнкой и по краях закрепил стиплером, затем по разметке разместил вырезанный центр (обтянутый скотчем), а также вырезанную заготовку, обмотанную скотчем.

Форму до половины залил эпоксидной смолой, на дно положил стеклоткань, затем катушки, сверху стеклоткань, долил эпоксидную смолу, немного выждал и сверху сдавил вторым куском ДСП также обтянутым пленкой. После застывания извлёк диск с катушками, обработал, покрасил, просверлил отверстия.
Ступицу, а также основу поворотного узла изготовил с буровой трубы НКТ с внутренним диаметром 63 мм. Были изготовлены гнёзда под 204 подшипник и приварены к трубе. С задней стороны тремя болтами прикручена крышка с прокладкой из маслостойкой резины, с передней стороны прикручена крышка с сальником. Внутрь, между подшипниками, через специальное отверстие залил автомобильное полусинтетическое масло. На вал надел диск с неодимовыми магнитами, причем поскольку паз под шпонку сделать не было возможности на валу сделал углубления на половину диаметра шарика с 202 подшипника т.е. 3,5 мм, а на дисках высверлил паз 7 мм. сверлом предварительно выточив баночку и запрессовал её в диск. После извлечения баночки в диске получился ровный, красивый паз под шарик.

Далее закрепил статор тремя латунными шпильками, вставил промежуточное кольцо с расчетом чтобы статор не затирало и надел второй диск с неодимовыми магнитами (магниты на дисках должны иметь противоположную полярность, т. е. притягиваться) Здесь очень осторожно с пальцами!

Изготовление турбины и мачты ветрогенератора

Винт изготовил с канализационной трубы диаметром 160 мм.

Кстати неплохой получается винт. Поэтому принципу изготовлена последняя турбина из алюминиевой трубы 1,3 м. (смотрите выше)

Разметил трубу, болгаркой вырезал заготовки, по концах стянул болтами и електро-рубанком обработал пакет. Затем раскрутил пакет и каждую лопасть обработал отдельно, подгоняя вес на электронных весах.

Защита от ураганного ветра выполнена по классической зарубежной схеме, т. е. ось вращения смещена от центра. Вот ссылка на сайт www.otherpower.com/otherpower_wind.html

Желающие узнать больше здесь найдут все интересующие вопросы, причем совершенно бесплатно! Мне этот сайт помог очень здорово особенно с чертежами хвоста. Вот пример чертежей с этого сайта.

Свой хвост ветряка я подгонял методом подпиливания.

Вся конструкция насажена на два 206 подшипника, которые закреплены на оси с внутренним отверстием под кабель и приваренной к двухдюймовой трубе.

Подшипники плотно входят в корпус ветроустановки, что позволяет без каких либо усилий и люфтов свободно поворачиваться конструкции. Кабель проходит внутри мачты к диодному мосту.(выше смотрите чертежи)

на фото первоначальный вариант

Для изготовления ветро-головки, не учитывая двух месяцев поиска решений, ушло полтора месяца, сейчас у нас февраль месяц, снег и холод похоже за всю зиму, поэтому основных испытаний еще не проводил, но даже на этом расстоянии от земли автомобильная лампочка 21 ватт перегорела. Жду весны, готовлю трубы под мачту. Эта зима пролетела у меня быстро и интересно.

Видео можно просмотреть здесь:

Небольшая модернизация ветрогенератора

Прошло немного времени с того момента когда разместил на сайте свой ветряк, но весна так толком и не пришла, землю копать чтобы замуровать стол под мачту еще нельзя — земля мёрзлая да и грязь везде, поэтому времени для испытаний на временной 1,5 м.

стойке было предостаточно, а теперь подробней.
После первых испытаний винт случайно зацепил трубу, это я пытался зафиксировать хвост, чтобы ветряк не уходил из под ветра и посмотреть какая будет максимальная мощность. В итоге мощность успел зафиксировать примерно ватт 40, после чего винт благополучно разлетелся в щепки. Неприятно, но наверное полезно для мозгов. После этого я решил поэкспериментировать и намотал новый статор, ротор с неодимовыми магнитами оставил без изменений. Для этого изготовил новую форму под заливку катушек. Форму тщательно смазал автомобильным литолом, чтобы лишнее не пристало. Катушки генератора теперь немного уменьшил по длине, благодаря чему в сектор теперь поместилось 60 витков 0,95 мм. толщина намотки 8 мм. (в конечном итоге статор получился 9 мм), причем длина провода осталась прежней.

Винт теперь сделал с более прочной трубы 160 мм. и трехлопастным, длина лопасти 800 мм.
Новые испытания сразу показали результат, теперь ветрогенератор выдавал до 100 ватт, галогенная автомобильная лампочка в 100 ватт горела в полный накал, и чтобы её не спалить на сильных порывах ветра лампочку отключал.

Замеры на автомобильном аккумуляторе 55 А.ч.
Теперь окончательные испытания на мачте, результат опишу позже.

Ну, вот уже середина августа, и как я обещал, попытаюсь закончить эту страничку. Сначала то, что пропустил

Мачта один из ответственных элементов конструкции, требует особого внимания.

Один из стыков (труба меньшего диаметра входит внутрь большей) и поворотный узел

Теперь остальное, турбина ветрогенератора
3-х лопастная турбина (рыжая канализационная труба диаметром 160 мм.)

Начну с того, что сменил несколько турбин и остановился на 6-ти лопастной, сделанной из алюминиевой трубы диаметром 1,3 м. хотя большую мощность давал винт с ПВХ трубы 1,7 м.

Котроллер для генератора

Основная проблема была в том чтобы заставить заряжаться АКБ от малейшего вращения втурбины и вот здесь на помощь пришел блокинг генератор который даже при входном напряжении в 2 v дает заряд АКБ — пускай маленьким током, но лучше чем разряд, а на нормальных ветрах вся энергия на АКБ поступает через VD2 (смотрите по схеме), и идет полноценный заряд.

Конструкция собрана прямо на радиаторе полунавесным монтажом
Контроллер заряда тоже использовал самодельный, схема простая, слепил как всегда с того, что было под рукой, нагрузкой служит два витка нихромового провода (при заряженном АКБ и сильном ветре нагревается до красна) Все транзисторы ставил на радиаторы (с запасом), хотя VT1 и VT2 практически не греются, а вот VT3 на радиатор ставить обязательно! (при продолжительном срабатывании контролёра VT3 греется прилично)

Схема Контроллера генератора

фото готового Контроллера ветрогенератора

Схема подключения ветряка к нагрузке выглядит так:

Фото готового системного блока ветрогенератора

Нагрузкой у меня как и планировалось, является свет в туалете и летнем душе + уличное освещение (4 светодиодные лампы которые включаются автоматически через фотореле и освещают двор целую ночь, с восходом солнца опять срабатывает фотореле которое отключает освещение и идет заряд АКБ. И это на убитой АКБ (в прошлом году снял с авто) на фото снято защитное стекло (в верху фотодатчик).

Фотореле купил готовое для сети 220 V и переделал своими руками на питание от 12 V (перемкнул входной конденсатор и последовательно стабилитрону подпаял резистор в 1К)

Теперь самое ГЛАВНОЕ!

По своему опыту советую для начала сделать небольшой ветряк, набраться опыта и знаний и понаблюдать что можно поиметь с ветров вашей местности, ведь можно потратить кучу денег, сделать мощный ветрогенератор, а силы ветра не хватит чтобы получать те же 50 ватт и будет ваш ветряк типа подводной лодки в гараже.

Характеристика ветра. Шкала Бофорта

Основной характеристикой ветра является его скорость. Единицей измерения принято считать расстояние, пройденное частицами воздушных масс за единицу времени. В системе измерений СИ скорость ветра измеряется метрами, пройденными воздушными массами за 1 секунду — м/с.
Прибор, при помощи которого осуществляется измерение скорости ветра, называется АНЕМОМЕТР. Но оценить скорость ветра приблизительно можно и по внешним сравнительным признакам, приведенным в таблице Бофорта.

Баллы по шкале Бофорта	Характеристика силы ветра	Скорость ветра м/сек.	Скорость ветра км/час	Объективное проявление
0	Штиль	0-0,2	0-06,7	Дым поднимается вертикально
1	Тихий	0,3-1,5	1,08-5,4	Дым начинает отклоняться от вертикального положения, флюгеры, даже самые чувствительные, не вращаются
2	Легкий	1,6-3,3	5,76-11,9	Движение ветра ощущается лицом, шелест листьев, приводятся в движение флюгеры, ветрогенераторы входят в рабочий режим
3	Слабый	3,4-5,4	12,24-19,4	Листья и самые тонкие ветки деревьев колышутся, развеваются флаги, установленные на высоте
4	Умеренный	5,5-7,9	19,8-28,4	Ветер поднимает пыль и мелкие бумажки, приводит в движение тонкие ветви деревьев
5	Свежий	8-10,7	28,8-38,5	Качаются тонкие стволы деревьев диаметром 2-4 см, на морских волнах появляются гребешки, ветрогенераторы выходят на максимальную мощность
6	Сильный	10,8-13,8	38,8-49,9	Качаются толстые сучья деревьев диаметром 6-8 см, слышен шум ветра в телеграфных проводах
7	Крепкий	13,9-17,1	50,04-61,6	Качаются стволы деревьев в верхней их части, идти против ветра неприятно
8	Очень крепкий	17,2-20,7	61,92-74,5	Ветер ломает сухие сучья деревьев, идти против ветра очень трудно
9	Шторм	20,8-24,4	74,8-87,8	Небольшие повреждения, ветер срывает незакрепленные дымовые колпаки и ветхую черепицу
10	Сильный шторм	24,5-28,4	88,2-102,2	Разрушения кровельных покрытий и неукрепленных конструкций, ослабленные деревья вырываются с корнем, автоматическое отключение ветрогенераторов
11	Жестокий шторм	24,5-32,6	102,6-117,4	Большие разрушения на значительном пространстве
12	Ураган	32,7 и выше	117,7 и выше	Огромные разрушения, серьезно повреждены здания, строения и дома, деревья вырваны с корнями.

Простейший анемометр. Квадрат сторона 12 см. на 12 см. На нитке 25 см. привязан теннисный шарик.

Мы никогда не задумываемся насколько сильным бывает даже маленький ветерок, но стоит посмотреть с какой скоростью иногда раскручивается турбина и сразу понимаешь какая это мощь.

Процесс модернизации ветряка закончен, так он выглядит на данном этапе. На видео его рабочий режим (снимал фотокамерой, поэтому видна дискретность винта, на самом деле он крутится как подорванный). На очень малых ветрах работает блокинг-генератор.

Всем удачи!!!

Яловенко В.Г.

Статья размещена с разрешения автора, оригинал здесь: http://valerayalovencko.narod2.ru/

Ветрогенератор на постоянных магнитах своими руками.

 

Аксиальный 20-ти полюсной ветрогенератор

Ветрогенератор аксиального типа на основе готовой ступицы и трехфазного генератора, который содержит 15 катушек, намотанных проводом 0. 7 мм по 70 витков. Ротор данного генератора имеет 20 пар магнитов размером 20 на 5 мм, а толщина статора равна 8 мм. В этой модели используется двухлопастной винт и система защиты от сильного ветра.

Материалы и агрегаты использованные для постройки данного ветрогенератора:

1) автомобильная ступица
2) эпоксидная смола
3) металлические уголки
4) магниты размером 20 на 5 мм в количестве 40 штук
5) труба 20
6) суперклей
7) вазелин
8) ступица от прицепа «зубренок»
9) фанера
10) ламинат 8 мм
11) провод толщиной 0.7 мм

Рассмотрим более подробно основные этапы постройки и особенности конструкции данной модели ветрогенератора.

Для начала автор занялся намоткой катушек для статора. Чтобы облегчить данный процесс автор изготовил специальное приспособление:

 

Для его изготовления автор использовал трубу диаметром 20 мм, таким образом она как раз подходит под размеры магнитов. Автор решил изготовить катушки толщиной 7 мм.
Еще одно изображение самодельного станка для намотки катушек:

 

 

Автор отмечает, что благодаря данному станку, собранному из подручных материалов, намотка катушек прошла без особых трудностей. Главное мотать катушки виток к витку давая несильную натяжку для того, чтобы витки плотнее прижимались друг к другу.

 

 

Итак, автор приступил к изготовлению катушек для генератора. Для того, чтобы катушки не развалились после намотки автор промазывал их клеем для пластика, а так же дополнительно обернул оконным скотчем. Для намотки катушек автор использовал провод толщиной 0.7 мм по 70 витков на каждую катушку. Хотя после конечной сборки автор решил, что нужно было делать по 90 витков, это позволило бы выиграть по напряжению.

 

Далее была изготовлена форма для заливки статора. Автор решил сделать форму на подложке из фанеры. Для этого на фанеру была нанесена разметка, которая позволит более точно разместить катушки. Средняя часть формы сделана из ламината толщиной 8 мм. Для того, чтобы эпоксидная смола не приставала к форме, автор смазал ее вазелином, это позволит затем легко извлечь статор из заготовки после затвердевания эпоксидной смолы.

Для проводов были сделаны специальные канавки при помощи болгарки.

 

При заливке статора автор использовал стеклосетку, чтобы увеличить прочность статора. Уложив стеклосетку с каждой стороны статора, автор через заранее просверленные отверстия притянул крышку и оставил статор остывать.

 

Катушки статора были соединены пофазно, все шесть проводов от фаз были выведены по канавкам наружу, после чего провода были замазаны пластилином для того, чтобы смола не вытекала. В последствии автор соединил фазы звездой.

 

На следующий день статор был извлечен из формы, и автор слегка обработал края для ровности. Магниты на дисках автор так же решил залить эпоксидной смолой для большей надежности.

На фотографиях ниже можно рассмотреть, как была выполнена поворотная ось ветрогенератора:

 

 

Основой для изготовления поворотной оси послужила автомобильная ступица. Для того, чтобы защитить будущий ветрогенератор от слишком сильного ветра автор использовал стандартную конструкцию увода от ветра путем складывания хвоста. Важно заметить, что ветроголовку необходимо вынести минимум на 100 мм, иначе защита от ветра не будет работать так как ось генератора будет расположена слишком близко к поворотной оси.
Так же к конструкции был приварен штырь под углом в 20 градусов и на 45 градусов относительно винта, на этот штырь одевается хвост ветрогенератора.

Рассмотрим конструкцию ступицы генератора.

За основу самого генератора была взята ступица от прицепа «Зубренок». Автор использовал неодимовые магниты размером 20х5 мм. На каждый диск ушло по 20 магнитов. Ступица была закручена через пластину, на которую прикреплены уголки. Статор генератора будет держаться на шпильках.

Далее автор приступил к изготовлению дисков с магнитами.
Магниты были прикреплены на диски при помощи суперклея. Для того, чтобы сделать все максимально точно автор изготовил шаблон из картона. Так же важно заметить, что магниты должны клеиться с чередованием полюсов, таким образом, чтобы на генераторе диски с магнитами притягивались.

 

 

Ниже можно рассмотреть, как именно был закреплен хвост ветрогенератора, который будет защищать его от сильного ветра:

 

На фотографии ветроголовка была размещена слишком близко к поворотной оси ветрогенератора, что в последующем было выявлено на испытаниях и устранено. Однако само крепление хвоста и углы наклона верные. После доведения конструкции до ума, она отлично себя проявила: при усилении ветра винт отворачивается, а хвост складывается и поднимается вверх.

 

 

Автор решил сделать для начала двухлопастной вариант винта для своего генератора. Лопасти были изготовлены из ПВХ трубы. Так же был сооружен кожух, который будет закрывать генератор от дождя.

Затем генератор был собран и покрашен. После покраски автор решил испытать работу генератора. От руки удалось раскрутить генератор до 30 вольт с силой тока кз 4.5 А.

 

 

 
 
Данный генератора работает на 3 светодиодные ленты по 25 ватт каждая, но в будущем автор планирует более серьезно подойти к расчету винта для генератора и подключить аккумулятор.

статья взята с сети интернет: http://usamodelkina.ru/

Следите за новостями!

Ветрогенератор с самодельным генератором фото статья

Ветрогенератор своими руками с аксиальным генератором на неодимовых магнитах от Яловенко Валерия Григорьевича из Украины. Я опишу в общем конструкцию этого ветрогенератора, а более подробно можно узнать о этом ветрогенераторе на его сайте http://veter-yak.narod.ru.

Как рассказывает Валерий Григорьевич — Живу я в небольшом городке Харьковской области, имею свой дом с небольшим участком земли. Сам я как говорит сосед — ходячий генератор идей, так как постоянно что-то переделываю, изобретаю и собираю из подручных материалов всякие полезные вещи в быту. В хозяйстве практически все сделано собственными руками.

Идея построить ветрогенератор для зарядки аккумулятора зародилась как-то сама сабой. Очень интересно было получать энергию от ветра, которую можно использовать с пользой для дома, например сделать автономное освещение двора или еще что.

В общем первые пробы начались с автогенератораторов, которые переделывались на постоянные магниты и перематывались, но залипание магнитов к железу статора мешало старту лопастей на малом ветру, поэтому с ними по большей части ничего хорошего не вышло.

После некоторого времени, проведённого в интернете и прочтения различной информации по ветрогенераторам решил попробовать сделать так называемый аксиальный генератор на неодимовых магнитах. В генераторе такого типа подкупала простота и понятность сборки, а так-же отсутствие залипания.

Когда наконец в голове созрела некоторая картина будущего генератора было решено приступить к сборки. Все началось с заказа неодимовых магнитов через интернет. Магниты заказал круглые 25*8мм 24 шт, по 12 на каждый диск.

Ступицу и диски по моим чертежам изготовил Кум. Для дисков в наличие оказался металл толщиной 20 мм, поэтому решили на станке снять лишнее. Толщину дисков сделали 7мм, при этом оставили бортики чтобы магниты были надежнее закреплены, а так-же удобно заливать потом магниты смолой. Диаметр дисков 15 см., так-же для наклейки магнитов диски на станке были поделены на 12 равных частей.

>

Для того чтобы не перепутать полюса при наклейке магнитов я из сначала маркером пометил. Магниты должны чередоваться полюсами на дисках, и притягиваться к магнитам противоположного диска.

>

Форму для отливки статора сделал из фанеры, склеил два листа толщиной 4 мм и получился квадрат толщиной 8 мм, как раз по толщине магнитов. Далее на станке высверлил круг под статор диаметром 20 см, из круга сделал маленький кружок для центра. Чтобы смола не схватилась с фанерой, она была обклеена скотчем, и подложка была обтянута пленкой.

>

Генератор делал однофазный, ниже на фото схема соединения катушек. Катушки мотал проводом 0,95 по 55 витков в каждой. Катушки специально сделаны вытянутой формы чтобы влезло больше витков а внутренний размер катушек оставался не меньше диаметра магнитов.

>

>

>

После заливки получился вот такой желтый блин. Потом края были обработаны и весь диск покрашен.

>

Магниты крутятся очень близко к шпилькам и чтобы они не притягивались к шпилькам и не создавали вибраций шпильки сделаны из немагнитного материала.

>

Общий вид готового генератора с поворотной осью и штырьком для хвоста. Схема защиты ветрогегератора будет сделана методом складывания хвоста.

>

>

Потом был вырезан шести лопастной винт из ПВХ трубы 160мм.

>

Все это делалось зимой и после изготовления первый вариант был установлен на небольшую испытательную мачту. Ветер, даже на этом расстоянии от земли заставлял ветрогенератор выдавать до 20 ватт на лампочку. Хвост слишком рано уходил в защиту и я его зафиксировал. В итоге увидел максимальную мощность 40 ватт, после чего лопасти разбило о трубу.

>

Благо времени было предостаточно и я решил сделать новый статор. Новые катушки немного уменьшил по длинне внутреннего диаметра, благодаря чему влезло по 60 витков эмаль-провода 0,95 мм. При заливке в смолу было добавлено 30% талька для прочности.

>

Так-же вырезал новый трехлопастной винт диаметром 1,7 м, в итоге генератор стал выдавать мощность 100 ватт, автомобильная лампочка горела в полный накал. Так-же был изготовлен шести лопастной винт диаметром 1,3м из алюминиевой трубы. Большую мощность давал винт из ПВХ трубы 1,7 м, но этот тоже неплохо работал. А для зарядки на слабом ветру был собран DC-DC преобразователь. Если генератор выдает хотя-бы пару вольт, то преобразователь делает из них напряжение выше 12 вольт, тем самым заряжая аккумулятор практически всегда, пусть и очень малым током. А когда обороты поднимаются, то зарядка идет напрямую уже намного большим током.

>

Всю электронику собрал вот на таком щитке, где поставил автоматы включения, амперметр и сзади преобразователь для зарядки на малом ветру. Так-же контроллер заряда, который после полной зарядки аккумулятора переключает ветрогенератор на дополнительную нагрузку.

Вся эта система питает ночное освещение двора, днем ветрогенератор заряжает аккумулятор, а ночью автоматически включается ночное освещение. В таком режиме все работает автоматически и без перебоев. фото ветряка

>

Вот такой получился самодельный ветрогенератор и материалов, которые имелись в наличие. Мощность не велика, и не хватит для питания целого дома, но зато он небольшой и радует тем что полезен да и просто что есть и вырабатывает электричество не загрязняя природу.

Ветрогенератор на неодимовых магнитах: чертежи, расчет, своими руками

Неодимовый магнит – это редкоземельный металл, обладающий стойкостью к размагничиванию и способностью намагничивать некоторые материалы. Используется при изготовлении электронных устройств (жесткие диски компьютеров, металлодетекторы и т.д.), медицине и энергетике.

Неодимовые магниты используются при изготовлении генераторов, работающих в различных видах установках, вырабатывающих электрический ток.

В настоящее время генераторы, изготовленные с использованием неодимовых магнитов, широко используются при изготовлении ветровых установок.

Основные характеристики

Содержание статьи

Для того, чтобы определиться в целесообразности изготовления генератора на неодимовых магнитах, нужно рассмотреть основные характеристики данного материала, которыми являются:

• Магнитная индукция В — силовая характеристика магнитного поля, измеряется в Тесла.
• Остаточная магнитная индукция Br — намагниченность, которой обладает магнитный материал при напряжённости внешнего магнитного поля, равной нулю, измеряется в Тесла.
• Коэрцитивная магнитная сила Hc — определяет сопротивляемость магнита к размагничиванию, измеряется в Ампер/метр.
• Магнитная энергия (BH)max -характеризует, насколько сильным является магнит.
• Температурный коэффициент остаточной магнитной индукции Tc of Br – определяет зависимость магнитной индукции от температуры окружающего воздуха, измеряется в процентах на градус Цельсия.
• Максимальная рабочая температура Tmax — определяет предел температуры, при которой магнит временно теряет свои магнитные свойства, измеряется в градусах Цельсия.
• Температура Кюри Tcur — определяет предел температуры, при которой неодимовый магнит полностью размагничивается, измеряется в градусах Цельсия.

В состав неодимовых магнитов, кроме неодима входит железо и бор и зависимости от и их процентного соотношения, получаемое изделие, готовый магнит, различается по классам, отличающимся по своим характеристикам, приведенным выше. Всего выпускается 42 класса неодимовых магнитов.

Достоинствами неодимовых магнитов, определяющими их востребованность, являются:

• Неодимовые магниты обладают наиболее высокими магнитными параметрами Br, Нсв, Hcм , ВН.
• Подобные магниты имеют более низкую стоимость в сравнении с подобными металлами, имеющими в своем составе кобальт.
• Обладают способностью работать без потерь магнитных характеристик в температурном диапазоне от – 60 до + 240 градусов Цельсия, с точкой Кюри +310 градусов.
• Из данного материала возможно изготовить магниты из любой формы и размеров (цилиндры, диски, кольца, шары, стержни, кубы и др.).

Ветрогенератор на неодимовых магнитах мощностью 5,0 кВт

В настоящее время отечественные и зарубежные компании все более широко используют неодимовые магниты при изготовлении тихоходных генераторов электрического тока. Так ООО «Сальмабаш», г. Гатчина Ленинградской области, выпускает подобные генераторы на постоянных магнитах мощностью 3,0-5,0 кВт. Внешний вид данного устройства приведен ниже:

Корпус и крышки генератора изготавливаются из стали, в дальнейшим с покрытием лакокрасочными материалами. На корпусе предусмотрены специальные крепления, позволяющие закрепить электрический аппарат на несущей мачте. Внутренняя поверхность обработана защитным покрытием, предотвращающим коррозию металла.

Статор генератора набран из электротехнических пластин стали.

Обмотка статора — выполнена эмаль-проводом, позволяющим устройству работать продолжительное время с максимальной нагрузкой.

Ротор генератора имеет 18 полюсов и установлен в подшипниковых опорах. На ободе ротора размещены неодимовые магниты.

Генератор не требует принудительного охлаждения, которое осуществляется естественным путем.

Технические характеристики генератора мощностью 5,0 кВт:

• Номинальная мощность – 5,0 кВт;
• Номинальная частота – 140,0 оборотов/минуту;
• Рабочий диапазон вращения – 50,0 – 200,0 оборотов/минуту;
• Максимальная частота – 300,0 оборотов/минуту;
• КПД – не ниже 94,0 %;
• Охлаждение – воздушное;
• Масса – 240,0 кг.

Генератор оснащен клеммной коробкой, посредством которой осуществляется его подключение к электрической сети. Класс защиты соответствует ГОСТ14254 и имеет степень IP 65 (пылезащищенное исполнение с защитой от струй воды).

Конструкция данного генератора приведена на рисунке, приведенном ниже:

где: 1-корпус, 2- крышка нижняя, 3- крышка верхняя, 4- ротор, 5- неодимовые магниты, 6- статор, 7- обмотка, 8- полумуфта, 9- уплотнения, 10,11,12- подшипники, 13- клеммная коробка.

Плюсы и минусы

К достоинствам ветрогенераторов, изготовленных с использование неодимовых магнитов можно отнести следующие характеристики:

• Высокий КПД устройств, достигаемый за счет минимизации потерь на трение;
• Продолжительные сроки эксплуатации;
• Отсутствие шума и вибрации при работе;
• Снижение затрат на установку и монтаж оборудования;
• Автономность работы, позволяющая осуществлять эксплуатацию без постоянного обслуживания установки;
• Возможность самостоятельного изготовления.

К недостаткам подобных устройств можно отнести:

• Относительно высокая стоимость;
• Хрупкость. При сильном внешнем воздействии (ударе), неодимовый магнит способен лишиться своих свойств;
• Низкая коррозийная стойкость, требующая специального покрытия неодимовых магнитов;
• Зависимость от температурного режима работы – при воздействии высоких температур, неодимовые магниты теряют свои свойства.

Как сделать своим руками

Ветровой генератор на основе неодимовых магнитов отличается от прочих конструкций генераторов тем, что легко может быть изготовлен самостоятельно в домашних условиях.

Как правило за основу берут автомобильную ступицу или шкивы от ременной передачи, которые предварительно очищаются, если это бывшие в употреблении запасные части и подготавливаются к работе.

При наличии возможности изготовить (выточить), специальные диски, лучше остановиться на этом варианте, т.к. в этом случае не придется подгонять геометрические размеры наматываем ых катушек к размерам используемых заготовок.

Неодимовые магниты следует приобрести, для чего можно воспользоваться сетью интернет или услугами специализированных организаций.

Один из вариантов изготовления генератора на неодимовых магнитах, с использованием дисков, специально изготовленных для этих целей, предлагает к рассмотрению Яловенко В.Г. (Украина). Данный генератор изготавливается в следующей последовательности:

1. Из листовой стали вытачиваются два диска диаметром 170,0 мм с устройством центрального отверстия и шпоночного паза.
2. Диск делится на 12 сегментов, для на его поверхности выполняется соответствующая разметка.
3. В размеченные сегменты клеятся магниты, таким образом, чтобы их полярность чередовалась. Для избегания ошибок (по полярности), необходимо перед наклейкой, выполнить их маркировку.
4. Подобным образом изготавливается и второй диск. В результате получается следующая конструкция:

1. Поверхность исков заливается эпоксидной смолой.
2. Из провода (эмаль-провода) марки ПЭТВ или аналога, сечением 0,95 мм², наматывается 12 катушек по 55 витков в каждой.
3. На листе фанеры или бумаге, изготавливается шаблон, соответствующий диаметру используемых дисков, на котором также производится разбивка на 12 секторов.

Катушки укладываются в размеченные сегменты, где фиксируются (изолента, скотч и т.д.) и расключаются последовательно между собой (конец первой катушки соединяется с началом второй и т.д.). в результате получается следующая конструкция

 

1. Из дерева (доска и т.д.) или фанеры, изготавливается матрица, в которой можно залить эпоксидной смолой уложенные по шаблону катушки. Глубина матрицы должна соответствовать высоте катушек.
2. Катушки укладываются в матрицу и заливаются эпоксидной смолой. В результате получается следующая заготовка:

1. Из стальной трубы диаметром 63,0 мм изготавливается ступица с узлом крепления вала, изготавливаемого генератора. Вал монтируется на подшипники, устанавливаемые внутри ступицы.
2. Из такой же трубы изготавливается поворотный механизм, обеспечивающий ориентацию генератора в соответствии с потоками ветра.
3. На вал одеваются изготовленные запасные части. В результате получается следующая конструкция, плюс поворотный механизм:

1. Конструкция должна жестко крепить статор (заготовка с обмотками, залитыми эпоксидной смолой), с одной стороны, и не затруднять вращение ротора (диски с недимовыми магнитами).
2. Из трубы (полиэтилен, пропилеи и т.д.), используемой для прокладки сетей водопровода или канализации, изготавливаются лопасти ветрового генератора. Для этого труба нарезается нужной длины, после чего разрезается и заготовкам придается соответствующая форма.
3. Изготавливается хвостовок ветровой установки. Для этого может быть использован любой листовой материал (фанера, металл, пластик), после чего хвостовик крепится к собираемой конструкции, со стороны противоположной креплению лопастей. В результате получается следующая конструкция:

• Собранная установка монтируется в предусмотренном для этого месте.
• К выводам генератора подключается нагрузка.

Конструкция ветрового генератора на неодимовых магнитах может быть различной, все зависит от имеющихся запасных частей и технический возможностей человека, решившего изготовить подобное устройство самостоятельно.

---

Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:Супермаховик- альтернативный накопитель энергии

---

Спасибо, что дочитали до конца! Не забывайте подписываться на канал, Если статья Вам понравилась!

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши комментарии

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:        

ALTER220 Портал о альтернативную энергию

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее!!!

Аксиальне дисковые ветрогенераторы своими руками

В этом разделе размещены самодельные ветрогенераторы, сделанные на основе дисковых,аксиальных генераторов. Главная особенность и преимущество таких генераторов это полное отсутствие магнитного залипания. Статор не содержит железа, катушки просто залиты эпоксидной или полиэфирной смолой. Но в отличие от классических генераторов с железными статорами, магнитов в такой генератор требуется как минимум в два раза больше — чтобы получить такую-же мощность. Зато ветрогенераторы с такими генераторами стартуют на малой скорости ветра. >

Генератор 24 вольта 500 ватт

В этой статье фото и описание изготовления аксиального генератора для работы на АКБ 24 вольта. Есть данные по оборотам и мощности, также к нему рассчитан винт диаметом 2.1м из ПВХ трубы 315мм >

Изготовление ветрогенератора 1.5 кВт

Описание изготовления ветрогенератора мощностью 1500 ватт 48 вольт. Автор этого ветрогенератора Геннадий Заборовский г. Самара. Конструкция этого генератора отличается от классической, сам генератор закрыт оригинальным корпусом, диски больше статора, и сам статор закреплён внутри, а не снаружи, в общем подробности в статье. >

Ветрогенератор 2кВт для дома

Небольшая история о том как и почему строился ветрогенератор, что нужно учитывать новичкам и как все получилось. В статье нет расчетов и подробных фотографий изготовления, статья немног не об этом, зато есть рассказ автора ветрогенератора о том как сделать ветрогенератор и нужен ли он, насколько это сложно. Так-же есть фото его ветрогенератора >

Аксиальный ветряк из подручных материалов

Еще один ветрогенератор, собранный из подручных материалов поднят на ветер. Раньше у меня уже были попытки делать такие ветрогенераторы. Но в этот раз я хотел сделать более качественный и долговечный ветрогенератор, чтобы он долго служил и выдавал постоянно около 30-50ватт/ч электроэнергии для зарядки аккумулятора. >

Красивый ветрячек получился

Еще немного фотографий изготовления дискового ветрогенератора своими руками. Хоть сам ветрогенератор и не получился из-за банальных ошибок, но зато подход к делу и основательность радует, хорош внешний вид ветрогенератора. Деревянные лопасти, складывающийся хвост, крепкая мачта на растяжках, все это прокрашено. >

Как сделать аксиальный ветрогенератор

В статье на конкретном примере описывается процесс создания аксиального ветрогенератора на автомобильной ступице. Для генератора было сделано несколько статоров, особенностью последнего статора является применение сердечников в катушках статора для увеличения мощности. >

Аксиальный генератор на ферритовых магнитах

В генераторе использовались обычные ферритовые магниты, из-за невысокой мощности магнитов катушки генератора содержат по 325 витков проводом 0,5мм. Генератор трехфазный 20 полюсов и 15 катушек. Мощность небольшая, всего около 30 ватт на больших оборотах. >

Ветрогенератор 20-ти полюсной на магнитах 20*5мм

Фото отчет с кратким описанием процесса создания самодельного ветрогенератора. В основе лежит ступица от прицепа «Зубренок» , поворотная ось так-же сделана из автомобильной ступицы. Генератор трехфазный, 20 полюсов и 15 катушек намотанных проводом 0,7мм по 70 витков. Винт двухлопастной, сделан из ПВХ трубы. >

Маленький ветряк на 30ватт

Небольшой двух-лопастной ветрогенератор был построен как тестовая уменьшенная модель, чтобы выдавала на аккумулятор до 1А. В итоге генератор получился удачным, и в будущем планируется построить большой аксиальный ветрогенератор. >

Мини ветрогенератор 20ватт/ч

Этот небольшой ветрогенератор делался ради опыта, чтобы возможно в дальнейшем сделать большой и мощный ветрогенератор. Мощность генератора сейчас порядка 50ватт/ч, но это после некоторых улучшений, в частности изготовления нового статора, потом были еще эксперименты и модернизация. >

Дешевый мини ветрогенератор для зарядки АКБ

Простейшие мини ветрогенераторы аксиального типа, делать много маленьких проще чем один большой. Каждый такой ветрячек заражает свой аккумулятор напрямую, а слабый ток позволяет не следить за процессом зарядки без контроллера, так-как не вредит АКБ. >

Небольшой много-полюсной генератор 50 ватт

В генераторе использовались магниты от первого ветряка, так-как магниты небольших размеров, было решено поднять мощность за счет увеличения числа полюсов генератора. Для проверки своих расчетов и проверки информации из интернета было изготовлено несколько статоров с разным числом катушек и фаз. >

Аксиальный ветрогенератор на ступице от ВАЗ2108

Классическая конструкция аксиального генератора на автомобильной ступице. Генератор трехфазный, статор имеет 12 катушек, а на дисках ротора по 16 магнитов 25*8мм. Номинальная мощность этого генератора 100ватт/ч, на слабых ветрах на аккумулятор 2-4А. при усилении ветра ток доходит до 12А, максимальная мощность была зафиксирована в районе 240ватт/ч. >

Ветрогенераторы с необычным внешним видом

Аксиальные ветрогенераторы из автомобильных ступиц мы делаем уже давно. В этот раз мы решили придать индивидуальность и красоту нашим ветрякам, чтобы они не только заряжали наши аккумуляторы, но и радовали глаз внешним видом. В конструкции ветрогенераторов ничего особенного кроме внешнего вида нет, классический трехфазный аксиальный генератор. >

Мощный ветрогенератор на основе самодельного аксиального генератора

Конструкция этого ветрогенератора специально проектировалась для работы в местности с преобладанием малых ветров. В основе ветрогенератора мы собрали мощный низко-оборотный генератор аксиального типа с бес-железным статором. Генератор собран на основе ступицы от автоприцепа, пяти-метровый винт был рассчитан и изготовлен из дерева. Подробности с множеством фотографий создания в этой статье. >

Однофазный ветрогенератор аксиальный

Самодельный ветрогенератор с дисковым генератором на неодимовых магнитах. Классическая схема аксиального генератора на постоянных магнитах.

Однофазная схема, 12 катушек и по 12 магнитов на каждом диске, в итоге малыш развивает до 100ватт, а иногда и больше.

>

Фото отчет о строительстве сразу 3-х ветрогенераторов

В этот раз мы вместе с соседями строим сразу три аксиальных ветрогенератора на основе автомобильных ступиц. Генераторы абсолютно идентичны, мощность каждого 500ватт/ч. Эти генераторы мы делаем уже давно, такая компоновка ветрогенератора доступна для повторения каждому, так-как не требует специальных условий и инструментов для изготовления ветряка. Летом мы уже построили подобный ветряк, а сейчас усиливаем батарею ветряков. >

Профессионально сделанный ветряк 2кВт

Самедельная домашняя ветровая турбина мощностью 2кВт от Итальянского мастера. Точнее сказать проффесионально сделанный дисковый аксиальный ветрогенератор приличной мошности. В статье много фото процесса изготовления ветряка с небольшим описанием.

Самодельный генератор из неодимовых магнитов для ветряка: схема, фото и описание

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.

Генератор на неодимовых магнитах

Неодимовые магниты применяются не только в сувенирной продукции. Материал нашел применение во многих областях электротехники из-за качественного сцепления между отдельными деталями.

Ветрогенератор тока своими руками

С помощью этого материала можно создать мощный автономный источник электрической энергии – тихоходный магнитный генератор.  Такие конструкции обладают высоким КПД. Для запуска необходима энергия ветра, воды или др.

Неодимовые магниты применяются во многих областях электротехники

Преимущества установок:

• экономия электрической энергии;
• возможность подключать портативные электронные устройства и электроинструменты;
• возможность изготовления своими руками.

Генератор на неодимовых магнитах используют для:

• подзарядки аккумуляторных батарей авто;
• подключения низковольтных бытовых электроприборов и портативной компьютерной техники;
• создания автономных источников электрической энергии для дачных и садовых домиков.

Трехфазный генератор на неодимовых магнитах

Ветрогенераторы на альтернативных источниках приобрели широкую популярность за счет своей надежности, высокого КПД и практичности.

Благодаря внедрению в конструкцию неодимовых магнитов (принцип магнитной левитации) стало возможно сооружать более совершенные вертикальные модели, которые используют свободное инерционное вращение лопастей.

Новые модели не содержат редукторы, т.к. многополюсность установки обеспечивает необходимое напряжение при малом числе оборотов, а применение лопастей улучшенной формы позволяет выдавать полную мощность установки уже при скорости ветра 4 м/c.

Конструкции современных вертикальных ветрогенераторов не имеют повышенной нагрузки на подшипники, из-за чего возникало большое трение и снижение общего КПД установки.

Ветрогенератор тока своими руками – мотор для конструкции

Где можно использовать ветрогенератор:

• садовые и дачные дома, квартиры;
• здания и сооружения;
• магазины, небольшие промышленные установки, рекламные щитки и др.

Преимущества ветрогенераторов на постоянных магнитах:

• минимальные потери на трение;
• длительный срок эксплуатации;
• отсутствие шума при работе и вибрации;
• снижение экономических затрат на установку;
• отсутствие необходимости постоянного обслуживания установки;
• существует ряд моделей с инвертором для зарядки аккумуляторной батареи.

Покупка ветрогенераторов оправдана при больших нагрузках и постоянной эксплуатации электроустановки. Для частных домов, а также для электроснабжения маломощных потребителей целесообразно сооружать ветрогенератор своими руками.

Ветрогенератор состоит из нескольких основных узлов: статора и ротора (3-6 лопастей), на который действуют ветровые нагрузки. При вращении ротора появляется магнитное поле и ЭДС. Трехфазные модели абсолютно бесшумны при любых погодных условиях.

Самодельные конструкции изготавливают одного типа – аксиального. При наличии необходимых деталей самостоятельно изготовить магнитный генератор не сложно.

Мало,- и среднемощные модели изготавливают с длиной лопасти до трех метров.

Ветрогенератор на постоянных магнитах, изготовленный своими руками, может быть выполнен с одинарным или двойным креплением для мощных моделей (большой мотор), также в них дополнительно применяют ферритовые магниты.

Монтаж ротора

Если для создания ветрогенератора используются детали от автомобиля, необходимо их подготовить. Ступицы очистить от краски, грязи, и смазки, обезжирить стальной щеткой. По завершении работ поверхность ступицы также следует заново окрасить для увеличения срока эксплуатации. На диск от авто необходимо установить и приклеить неодимовые магниты, обычно 30 шт. При необходимости получить более мощную установку, требуется большее количество магнитов.

Число полюсов для однофазных установок равно числу магнитов, для трехфазной нагрузки – это соотношение три к четырем.

Катушки для статора ветрогенератора

Детали автомобиля ступица с дисками тормоза – мощные сбалансированные конструкции, на основе которых можно изготовить долговечную ветрогенераторную установку.

Неодимовые магниты в установке

Для стандартной модели используют плоские магниты диаметром 25мм, высотой не более 8мм в количестве 20 шт. на каждом диске. Количество для каждой установки определяется чертежом ступицы. На поверхности не должно оставаться полых промежутков.

Монтаж заключается в приклеивании магнитов по кругу, чередуя полюса. После застывания конструкцию необходимо залить эпоксидной смолой. Края диска обрамляют шпоном, пластилином или плотным картоном. Для монтажа следует применять качественный клей, который необходимо проверить на прочность.

В конструкции ветрогенератора неодимовые магниты – самая важная и дорогая деталь. Поэтому к выбору количества и размеров следует подходить ответственно.

Количество фаз

Изготавливают оборудование двух типов:

• Однофазные. Сооружаются для обеспечения электроэнергией маломощных установок. Главным недостатком этого типа является чрезмерные шумы из-за непостоянства нагрузки и скачкообразности амплитуды статора.
• Трехфазные. При этом обеспечивается постоянство нагрузки: при падении тока в одной фазе, на другой происходит его возрастание (компенсация фаз). Благодаря бесшумной работе генератора ветрогенератор имеет больший срок эксплуатации. Эффективность трехфазных моделей до 50% больше, чем нескольких однофазных при тех же условиях работы.

Трехфазные тихоходные ветрогенераторы предпочтительнее, т.к. такие конструкции более устойчивы к ветровым нагрузкам и внешним вибрациям.

Намотка катушки

Для эффективной работы генератора необходимо произвести расчет статорных катушек.

Намотка катушек производится проводами большого сечения для того, чтобы снизить сопротивление на генераторе. Для этого используют специальные оправы или станки. Вытянутость катушки обеспечивает большее количество витков проволок. Ширина отверстия подбирается не менее ширины магнитов. Толщина статора соответствует толщине магнитов.

Форма магнитов произвольная:

• прямоугольная, поле которых вытянуто по длине;
• круглая, в которых поле сосредоточено в центре.

Тихоходные модели обеспечивают напряжение 12 В уже со 100 оборотов лопастей в минуту. При этом такая модель должна иметь около 1200 витков, равномерно распределенных по плоскости кольца.

Измерение тока в моделях, сделанных своими руками, производится без нагрузки. Реальный показатель, который будет производить установка, меньше, в связи с потерями на диодном мосту и проводах.

Большее число полюсов увеличивает частоту тока и мощность установки. Расчет количества витков должен соответствовать необходимым параметрам системы.

После изготовления статора необходимо приступить к изготовлению мачты и установке платформы.

Мачта, винт и платформа ветряка

Винт ветряка выполняется из ПВХ-труб диаметром 160 мм, также встречаются конструкции из алюминиевых сплавов и стали. Оптимальное количество лопастей – 6 шт.

Высота стандартной мачты ветряка – 6 м. Установка на более высокой отметке позволяет обеспечить большую скорость движения лопастей. На высоту мачты также влияет местная застройка. Необходимо обеспечить установку конструкции на высоте, при которой движению лопастей не будут препятствовать стены зданий и ветки деревьев. Если установка предполагается на открытой незастроенной площадке, высота может быть небольшая.

Установка ветрогенератора на мачту

Под мачту необходимо вырыть котлован, установить стальную трубу большого диаметра, на которую дальше будет установлена платформа (приварена). Поднимать вертикально мачту необходимо ручной лебедкой, т.к. вес металлической конструкции с оборудованием достаточно большой.

Трубу следует забетонировать. Для обслуживания ветрогенератора необходимо использовать таль.

Повышение мощности ветрогенератора

1. Включение в схему дополнительных магнитов. На поверхность существующих доклеить равное или меньшее количество магнитов.
2. Правильное конструирование лопастей ветряка. Неточности могут привести к увеличению сопротивления на лопатках и снижению эффективности установки.
3. Для усиления магнитопотока в катушку устанавливают пластины трансформатора. Незначительное залипание полностью компенсируется повышением КПД установки. Метод позволяет увеличить мощность установки на 60%.

Видео. Генератор своими руками.

Ветрогенератор на неодимовых магнитах зарекомендовал себя как автономный источник электрической энергии. При правильных расчетах и конструировании КПД установки достаточно высок и позволяет успешно переключить часть нагрузки электроприборов.

Существует много вариантов моделирования, лучшим из них является ветрогенератор от Александра Седова, в котором потребленную мощность возможно увеличить до 4 раз (при потреблении 50 Вт на выходе установки можно получить до 200 Вт).

Оцените статью:

Применение неодимовых магнитов в ветряных генераторах

Рабочая среда ветряной турбины очень суровая, и она должна выдерживать испытание высокой температурой, сильным холодом, ветром и песком, влажностью и даже соляным туманом. Ветряные турбины обычно рассчитаны на срок службы 20 лет. В настоящее время спеченные постоянные магниты NdFeB используются как в небольших ветряных турбинах, так и в мегаваттных ветряных турбинах с постоянными магнитами.В этой статье давайте подробнее рассмотрим применение неодимовых магнитов в генераторах ветряных турбин.

Применение неодимовых магнитов в ветрогенераторах

Магнитные свойства спеченного NdFeB в ветрогенераторах с постоянными магнитами

Основной фазой спеченного сплава NdFeB является интерметаллид Nd2Fe14B, и его магнитная поляризация насыщения (Js) составляет 1,6 Тл. Поскольку спеченный сплав постоянного магнита NdFeB состоит из основной фазы Nd2Fe14B и межзеренной фазы, а ориентация зерен Nd2Fe14B ограничена условиями процесса, остаточная магнитная индукция по току может достигать 1.5Т.

Кривая размагничивания NdFeB при комнатной температуре похожа на прямую. Поэтому при разработке двигателей с постоянными магнитами часто выбираются высококачественные магниты NdFeB для получения высокой магнитной плотности воздушного зазора. Когда двигатель работает, из-за наличия переменного размагничивающего поля и размагничивающего поля, вызванного мгновенным большим током при внезапном изменении нагрузки, необходимо выбирать магниты NdFeB с достаточной коэрцитивной силой.

Добавление диспрозия (тербия) и других элементов увеличивает внутреннюю коэрцитивную силу (jHc) магнита NdFeB, но остаточная сила (Br) магнита соответственно уменьшается. Таким образом, высокоэффективные магниты из NdFeB для ветрогенераторов учитывают как коэрцитивную силу, так и остаточную намагниченность.

Температурная стабильность магнитов NdFeB

Ветряные генераторы работают в пустыне и выдерживают испытание изнуряющей жарой и суровым холодом. Температура Кюри неодимового магнита составляет около 310 ℃. Когда температура магнита превышает точку Кюри, он переходит от ферромагнетизма к парамагнетизму.

Ниже температуры Кюри остаточная намагниченность NdFeB уменьшается с повышением температуры, а его температурный коэффициент остаточной намагниченности α (Br) составляет -0,095 ~ -0,105% / ℃. Коэрцитивная сила NdFeB также уменьшается с повышением температуры, а температурный коэффициент β (jHc) коэрцитивной силы равен -0. 54 ~ -0,64% / ℃.

Постоянство магнитных свойств магнитов NdFeB в ветроэнергетических установках Магниты

NdFeB производятся с использованием специального процесса порошковой металлургии , основной производственный процесс которого осуществляется в защитной атмосфере или в вакууме. Зеленое тело NdFeB прессуется в очень сильном (~ 1,5 Тл) магнитном поле. Размер магнитов NdFeB ограничен этими специальными процессами.

В большом ветрогенераторе с постоянными магнитами обычно используются тысячи неодимовых магнитов, а каждый полюс ротора состоит из множества магнитов.Согласованность полюсов ротора требует согласованности магнитов, включая согласованность допусков на размеры и магнитных свойств. Так называемая согласованность магнитных свойств включает в себя небольшое отклонение магнитных свойств между разными людьми и однородность магнитных свойств одного магнита.

Заключение

Благодарим вас за то, что прочитали нашу статью, и мы надеемся, что она поможет вам лучше понять применение неодимовых магнитов в генераторах ветряных турбин .Если вы хотите узнать больше о неодимовых магнитах или других магнитах типа , мы хотели бы посоветовать вам посетить Stanford Magnets для получения дополнительной информации.

Как ведущий поставщик магнитов по всему миру, Stanford Magnets занимается исследованиями и разработками, производством и продажей магнитов с 1990-х годов. Он предоставляет клиентам высококачественные постоянные магниты, такие как SmCo магниты, неодимовые магниты , AlNiCo магниты и ферритовые магниты (керамические магниты) по очень конкурентоспособной цене.

Просмотры сообщений: 2 741

Теги: Применение неодимовых магнитов, температура Кюри, ведущий поставщик магнитов, неодимовые магниты, неодимовые магниты в ветряных генераторах, двигатели с постоянными магнитами, остаточная магнитная индукция (Br), спеченные постоянные магниты NdFeB, стэнфордские магниты, типы магнитов, ветрогенераторы

Наборы для самостоятельного запуска домашних ветряных турбин — прикладные магниты

Мы сейчас в наличии на складе Hydro-Soft Neodymium Magnetic Water Softener.
Магнитные водяные устройства Hydro-Soft легко устанавливаются снаружи на любую пластиковую или медную трубу.
Установить водоочистные устройства «Hydro-Soft» сможет даже пещерный человек… Это ооочень просто!
Изготовлен из самых эффективных… сильнейших редкоземельных неодимовых магнитов!
Трехслойное никель-медно-никелевое покрытие для максимальной коррозионной стойкости.

Очень простой монтаж своими руками, который занимает очень мало времени и не требует резки труб!

Устройства для смягчения воды Hydro-Soft не дадут вам ощущения слизи в душе, которое возникает при использовании смягчителя воды на основе соли.

Устройство для смягчения воды «Hydro-Soft» питается от высокотехнологичных… высокоэнергетических экранированных неодимовых магнитных полей и потока воды по вашим трубам. Не электричество!

Устройства для смягчения воды Hydro-Soft одинаково эффективны как для городской, так и для колодезной воды.

Почему устройства для смягчения воды «Hydro-Soft» лучше, чем устройства для смягчения воды на основе соли?

* Сверхпрочный цельный стальной задний привод в четыре раза увеличивает магнитную силу.
* Не требует соли и постоянных расходов.
* Не требует модификаций сантехники.
* Не требует электричества.
* Не требует обслуживания.
* Нет обратной промывки и никаких неудобств.
* Полностью бесшумная работа.
* не требует воды.
* Улучшает поток и давление воды за счет удаления накипи внутри труб и приборов.
* Предотвращает и удаляет накопление извести и накипи.
* Не разъедает водонагреватели, трубы и арматуру.
* Сейф для старых домов!
* Не вредит окружающей среде и источникам пресной воды.
* Почувствуйте себя чище и свежее после купания.
* Допустимо для использования во всех регионах США.
* Безопасно для сердечных пациентов и людей с гипертонией.
* Берите с собой устройства для смягчения воды на магнитах.
* Сохраняет полезные минералы.

Ссылка на продукт

Добро пожаловать в Applied Magnets, где мы продаем сильные магниты по более низким ценам. Одна категория сильных магнитов, которые у нас есть в наличии, — это целая линейка керамических магнитов . Наши керамические магниты пользуются большим спросом и универсальны.Они использовались во многих отраслях и с большим успехом. Вы никогда не ошибетесь с нашим огромным ассортиментом керамических магнитов . От индукторов, электромагнитов и трансформаторов магниты использовались во всем. У нас есть как керамические блоки, так и кольца для любых проектов, для которых они нужны. Просмотрите наш сайт, чтобы найти наиболее полный выбор керамических магнитов в Интернете. Просмотрите нашу галерею изображений, чтобы найти продукт, который вы ищете, и мы доставим его вам.

Многие материалы имеют неспаренные электронные спины, и большинство из этих материалов парамагнитны. Когда спины взаимодействуют друг с другом таким образом, что спины выравниваются самопроизвольно, материалы называются ферромагнитными (что часто в общих чертах называют «магнитными»). Из-за того, что их регулярная кристаллическая атомная структура заставляет их спины взаимодействовать, некоторые металлы являются (ферро) магнитными, когда находятся в их естественном состоянии, например, в рудах. К ним относятся железная руда (магнетит или магнитный камень), кобальт и никель, а также редкоземельные металлы гадолиний и диспрозий (при очень низкой температуре).Такие природные (ферро) магниты использовались в первых экспериментах с магнетизмом. С тех пор технология расширила доступность магнитных материалов, включив в них различные искусственные изделия, однако все они основаны на естественных магнитных элементах.

У нас есть не только коллекция керамических магнитов, но и большой ассортимент неодимовых магнитов . Эти магниты очень прочные по отношению к своему размеру. Популярно среди промышленных предприятий и любителей.
Неодимовые магниты используются в самых разных областях.Эти магниты видели все, от жестких дисков до наушников и динамиков.
Керамические магниты или ферриты
Керамические магниты или ферриты изготовлены из спеченного композита порошкового оксида железа и керамики на основе карбоната бария / стронция. Благодаря низкой стоимости материалов и методов производства недорогие керамические магниты (или немагнитные ферромагнитные сердечники, например, для использования в электронных компонентах, таких как радиоантенны) различных форм могут быть легко произведены в массовом порядке. Полученные керамические магниты не подвержены коррозии, но они хрупкие, и с ними нужно обращаться так же, как с другой керамикой.
Неодим-железо-бор (NIB)
Неодимовые магниты, также называемые магнитами неодим-железо-бор (NdFeB), имеют самую высокую напряженность магнитного поля, но уступают самарий-кобальту по устойчивости к окислению и температуре. Этот тип магнита традиционно был дорогим из-за стоимости сырья и лицензирования соответствующих патентов. Эта высокая стоимость ограничивала их использование в областях, где такая высокая сила компактного магнита является критичной. Использование защитной обработки поверхности, такой как покрытие золотом, никелем, цинком и оловом, а также покрытие эпоксидной смолой, может обеспечить защиту от коррозии там, где это необходимо.Начиная с 1980-х годов магниты NIB становятся все дешевле. Даже крошечные неодимовые магниты очень мощные и имеют важные соображения безопасности. В Applied Magnets вы получите самые выгодные цены на эти неодимовые магниты. Все, что вам нужно сделать, это просто просмотреть и выбрать из нашего огромного выбора, а мы сделаем все остальное. Кроме того, совершая покупки в Интернете, вы получаете современное удобство совершения покупок из дома или на работе. Тем не менее, наши неодимовые магниты бывают разных форм и размеров.От блоков, кубов, сфер, цилиндров до дуг и колец; мы здесь, на нашем сайте, предлагаем все это. Мы можем предоставить вам наши неодимовые магниты лучше, чем у других поставщиков.

Помогите нам помочь вам с вашими потребностями в магнитах с помощью неодимовых магнитов и керамических магнитов от Magnet 4 Less .

Магниты для ветряных турбин — прикладные магниты

Мы сейчас в наличии на складе Hydro-Soft Neodymium Magnetic Water Softener.
Магнитные водяные устройства Hydro-Soft легко устанавливаются снаружи на любую пластиковую или медную трубу.
Установить водоочистные устройства «Hydro-Soft» сможет даже пещерный человек… Это ооочень просто!
Изготовлен из самых эффективных… сильнейших редкоземельных неодимовых магнитов!
Трехслойное никель-медно-никелевое покрытие для максимальной коррозионной стойкости.

Очень простой монтаж своими руками, который занимает очень мало времени и не требует резки труб!

Устройства для смягчения воды Hydro-Soft не дадут вам ощущения слизи в душе, которое возникает при использовании смягчителя воды на основе соли.

Устройство для смягчения воды «Hydro-Soft» питается от высокотехнологичных… высокоэнергетических экранированных неодимовых магнитных полей и потока воды по вашим трубам. Не электричество!

Устройства для смягчения воды Hydro-Soft одинаково эффективны как для городской, так и для колодезной воды.

Почему устройства для смягчения воды «Hydro-Soft» лучше, чем устройства для смягчения воды на основе соли?

* Сверхпрочный цельный стальной задний привод в четыре раза увеличивает магнитную силу.
* Не требует соли и постоянных расходов.
* Не требует модификаций сантехники.
* Не требует электричества.
* Не требует обслуживания.
* Нет обратной промывки и никаких неудобств.
* Полностью бесшумная работа.
* не требует воды.
* Улучшает поток и давление воды за счет удаления накипи внутри труб и приборов.
* Предотвращает и удаляет накопление извести и накипи.
* Не разъедает водонагреватели, трубы и арматуру.
* Сейф для старых домов!
* Не вредит окружающей среде и источникам пресной воды.
* Почувствуйте себя чище и свежее после купания.
* Допустимо для использования во всех регионах США.
* Безопасно для сердечных пациентов и людей с гипертонией.
* Берите с собой устройства для смягчения воды на магнитах.
* Сохраняет полезные минералы.

Ссылка на продукт

Добро пожаловать в Applied Magnets, где мы продаем сильные магниты по более низким ценам. Одна категория сильных магнитов, которые у нас есть в наличии, — это целая линейка керамических магнитов . Наши керамические магниты пользуются большим спросом и универсальны.Они использовались во многих отраслях и с большим успехом. Вы никогда не ошибетесь с нашим огромным ассортиментом керамических магнитов . От индукторов, электромагнитов и трансформаторов магниты использовались во всем. У нас есть как керамические блоки, так и кольца для любых проектов, для которых они нужны. Просмотрите наш сайт, чтобы найти наиболее полный выбор керамических магнитов в Интернете. Просмотрите нашу галерею изображений, чтобы найти продукт, который вы ищете, и мы доставим его вам.

Многие материалы имеют неспаренные электронные спины, и большинство из этих материалов парамагнитны. Когда спины взаимодействуют друг с другом таким образом, что спины выравниваются самопроизвольно, материалы называются ферромагнитными (что часто в общих чертах называют «магнитными»). Из-за того, что их регулярная кристаллическая атомная структура заставляет их спины взаимодействовать, некоторые металлы являются (ферро) магнитными, когда находятся в их естественном состоянии, например, в рудах. К ним относятся железная руда (магнетит или магнитный камень), кобальт и никель, а также редкоземельные металлы гадолиний и диспрозий (при очень низкой температуре).Такие природные (ферро) магниты использовались в первых экспериментах с магнетизмом. С тех пор технология расширила доступность магнитных материалов, включив в них различные искусственные изделия, однако все они основаны на естественных магнитных элементах.

У нас есть не только коллекция керамических магнитов, но и большой ассортимент неодимовых магнитов . Эти магниты очень прочные по отношению к своему размеру. Популярно среди промышленных предприятий и любителей.
Неодимовые магниты используются в самых разных областях.Эти магниты видели все, от жестких дисков до наушников и динамиков.
Керамические магниты или ферриты
Керамические магниты или ферриты изготовлены из спеченного композита порошкового оксида железа и керамики на основе карбоната бария / стронция. Благодаря низкой стоимости материалов и методов производства недорогие керамические магниты (или немагнитные ферромагнитные сердечники, например, для использования в электронных компонентах, таких как радиоантенны) различных форм могут быть легко произведены в массовом порядке. Полученные керамические магниты не подвержены коррозии, но они хрупкие, и с ними нужно обращаться так же, как с другой керамикой.
Неодим-железо-бор (NIB)
Неодимовые магниты, также называемые магнитами неодим-железо-бор (NdFeB), имеют самую высокую напряженность магнитного поля, но уступают самарий-кобальту по устойчивости к окислению и температуре. Этот тип магнита традиционно был дорогим из-за стоимости сырья и лицензирования соответствующих патентов. Эта высокая стоимость ограничивала их использование в областях, где такая высокая сила компактного магнита является критичной. Использование защитной обработки поверхности, такой как покрытие золотом, никелем, цинком и оловом, а также покрытие эпоксидной смолой, может обеспечить защиту от коррозии там, где это необходимо.Начиная с 1980-х годов магниты NIB становятся все дешевле. Даже крошечные неодимовые магниты очень мощные и имеют важные соображения безопасности. В Applied Magnets вы получите самые выгодные цены на эти неодимовые магниты. Все, что вам нужно сделать, это просто просмотреть и выбрать из нашего огромного выбора, а мы сделаем все остальное. Кроме того, совершая покупки в Интернете, вы получаете современное удобство совершения покупок из дома или на работе. Тем не менее, наши неодимовые магниты бывают разных форм и размеров.От блоков, кубов, сфер, цилиндров до дуг и колец; мы здесь, на нашем сайте, предлагаем все это. Мы можем предоставить вам наши неодимовые магниты лучше, чем у других поставщиков.

Помогите нам помочь вам с вашими потребностями в магнитах с помощью неодимовых магнитов и керамических магнитов от Magnet 4 Less .

Стратегии замещения для сокращения использования редкоземельных элементов в ветровых турбинах

Основные моменты

•

В будущем спрос на магниты NdFeB в ветроэнергетике, вероятно, возрастет.

•

Политика безопасности поставок должна учитывать различные стратегии для обеспечения доступа к редкоземельным элементам, включая замещение.

•

Исследования и разработки направлены на поиск новых составов магнитов на основе некритичных материалов со свойствами, аналогичными свойствам магнита NdFeB.

•

Спрос на редкоземельные элементы можно снизить за счет внедрения конструкций турбин, не содержащих редкоземельные элементы, и повышения эффективности использования материалов.

Abstract

Принимая во внимание темпы роста мировой ветроэнергетики и общие преимущества ветряных турбин с синхронным генератором на постоянных магнитах (PMSG), будущий спрос на высокопроизводительный магнит NdFeB и его составляющие элементы, вероятно, возрастет.На будущее развертывание ветроэнергетики могут повлиять потенциальные перебои в поставках и рост цен на критически важные редкоземельные элементы. Оценивая варианты замены ветряных турбин на основе постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов на уровне материалов и компонентов, эта статья показывает, что замещение имеет реальный потенциал для снижения давления на поставку редкоземельных элементов в ветроэнергетике. Уже разработаны редкоземельные турбины с хорошим КПД, которые могут быть приняты на вооружение.В качестве альтернативы будущий спрос на редкоземельные элементы, в частности на диспрозий, может быть снижен за счет повышения эффективности использования материалов. Будущая доля рынка ветряных турбин на основе редкоземельных элементов, скорее всего, будет зависеть от динамики цен на редкоземельные элементы и технико-экономических преимуществ PMSG по сравнению с альтернативными технологиями, не использующими редкоземельные элементы.

Ключевые слова

Редкие земли

Замена

Ветряные турбины

Критическое сырье

Постоянные магниты

Диспрозий

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Посмотреть аннотацию

© 2017 Авторы.Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирование статей

Оценка доступности редкоземельных элементов в США для поддержки целей роста ветроэнергетики в США (Журнальная статья)

Imholte, DD, Nguyen, RT, Vedantam, A., Brown, M., Iyer, A., Smith, BJ, Collins, JW, Anderson, CG, и O'Kelley, B. поддержка целей роста ветроэнергетики в США.США: Н. П., 2017. Интернет. DOI: 10.1016 / j.enpol.2017.11.001.

Imholte, DD, Nguyen, RT, Vedantam, A., Brown, M., Iyer, A., Smith, BJ, Collins, JW, Anderson, CG, & O'Kelley, B. Оценка доступности редкоземельных элементов в США для поддержка целей роста ветроэнергетики в США. Соединенные Штаты. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2017.11.001

Имхолте, Д.Д., Нгуен, Р. Т., Ведантам, А., Браун, М., Айер, А., Смит, Б. Дж., Коллинз, Дж. У., Андерсон, К. Г., и О’Келли, Б. Вт. «Оценка доступности редкоземельных элементов в США для поддержки целей роста ветроэнергетики в США». Соединенные Штаты. DOI: https: //doi.org/10.1016/j.enpol.2017.11.001. https://www.osti.gov/servlets/purl/1481276.

@article {osti_1481276,
title = {Оценка U.S. доступность редкоземельных элементов для поддержки целей роста ветроэнергетики в США},
автор = {Имхолте Д. Д. и Нгуен Р. Т. и Ведантам А. и Браун М. и Айер А. и Смит Б. Дж. и Коллинз Дж. У. и Андерсон К. Г. и О'Келли Б.},
abstractNote = {Глобальные инициативы сосредоточены на внедрении чистых энергетических технологий, снижающих выбросы парниковых газов. Однако многие из этих технологий в значительной степени зависят от цепочки поставок летучих редкоземельных элементов (РЗЭ). В 2016 году глобальное предложение этих РЗЭ по-прежнему будет сосредоточено в небольшом количестве стран, в то время как спрос на чистую энергию продолжает расти.Чтобы решить проблему критического характера этих РЗЭ, были предприняты глобальные усилия по диверсификации поставок РЗЭ. Однако неясно, хватит ли успеха этих усилий в сочетании с наиболее многообещающими отечественными производственными мощностями REO для обеспечения поставок REE для удовлетворения внутренних потребностей в технологиях чистой энергии, включая энергию ветра. Мы применяем статический и динамический подход для оценки производственных мощностей США по РЗЭ и связанного с этим влияния на рост ветроэнергетики в США до 2030 года. Наш статический подход показывает, что U.Поставка легких РЗЭ из горных массивов Маунтин-Пасс, Беар Лодж и потенциальных фосфатных рудников, работающих на максимальной производственной мощности, может обеспечить значительные поставки легких РЗЭ для удовлетворения целей США по потреблению РЗЭ для ветроэнергетики. Более того, когда мы рассматриваем динамику рынка, внутреннего производства легких РЗЭ недостаточно для смягчения ограничений предложения, которые ограничивают общий рост ветроэнергетики в США до 2030 года.},
doi = {10.1016 / j.enpol.2017.11.001},
journal = {Energy Policy},
число = C,
объем = 113,
place = {United States},
год = {2017},
месяц = ​​{11}
}

Применение магнитов в ветряных турбинах

Постоянные магниты играют решающую роль в некоторых из крупнейших ветряных турбин в мире.Редкоземельные магниты, такие как мощные неодим-железо-борные магниты, использовались в некоторых конструкциях ветряных турбин для снижения затрат, повышения надежности и уменьшения необходимости в дорогостоящем и постоянном техническом обслуживании.

Ветрогенераторы

В 1831 году Майкл Фарадей создал первый электромагнитный генератор. Он обнаружил, что электрический ток может создаваться в проводнике, когда он перемещается через магнитное поле. Спустя почти 200 лет магниты и магнитные поля продолжают играть важную роль в современном производстве электроэнергии.Инженеры продолжают развивать изобретения Фарадея, создавая новые конструкции для решения проблем 21 века.

В некоторых конструкциях ветряных турбин для коммунальных предприятий используются индукционные генераторы для производства электроэнергии. В индукционных генераторах используются электромагниты, встроенные в узел ротора для создания магнитного поля. Эти электромагниты потребляют небольшой ток от энергосистемы для создания магнитного поля в роторе, которое затем вращается внутри генератора рядом со стационарными катушками с проволокой. Это вращающееся магнитное поле индуцирует большой ток в неподвижных катушках провода, который затем можно использовать для питания домов, школ и предприятий.

Эта конструкция обычно требует контактных колец для питания электромагнитов и коробки передач для преобразования низкой скорости вращения вала турбины в более высокие скорости, которые требуются индукционным генераторам для выработки электроэнергии. Эти редукторы могут быть массивными, обычно весом от 15 до 80 тонн. Дополнительный вес коробки передач требует, чтобы конструкторы строили более прочные (и более дорогие) башни. Коробки передач также требуют постоянного периодического обслуживания, что может быть проблематичным в определенных областях применения, например, на морских ветряных электростанциях.Кроме того, редукторы вызывают потери на трение и снижают общий КПД.

Синхронный генератор с постоянными магнитами — это альтернативный тип ветрогенератора. В отличие от индукционных генераторов, эти генераторы используют магнитное поле сильных редкоземельных магнитов вместо электромагнитов. Им не требуются контактные кольца или внешний источник питания для создания магнитного поля. Они могут работать на более низких скоростях, что позволяет им приводиться в действие непосредственно от вала турбины и, следовательно, не требует редуктора.Это снижает вес гондолы ветряной турбины и означает, что башни могут изготавливаться с меньшими затратами. Отказ от коробки передач приводит к повышению надежности, снижению затрат на техническое обслуживание и повышению эффективности. Способность магнитов позволять конструкторам снимать механические редукторы с ветряных турбин иллюстрирует инновационное использование магнитов для решения как эксплуатационных, так и экономических проблем в современных ветровых турбинах.

Некоторые производители ветряных турбин разработали магнитные системы крепления, которые надежно прикрепляют лестницы и другое оборудование к стенам стальной башни.(Предоставлено: Amazing Magnets)

Магнитные крепления для лестниц и другого оборудования

Внутренняя часть ветряной турбины заполнена кабелями, лестницами и иногда лифтами, чтобы рабочие могли получить доступ к гондоле турбины. Это оборудование необходимо закрепить на стене башни. Традиционным решением этой проблемы было либо просверлить отверстия для монтажных кронштейнов в стене башни, либо приварить кронштейны непосредственно к башне. Однако сверление отверстий в стене башни снижает ее механическую прочность и создает возможности для усталости металла и коррозии, что может привести к нарушению целостности и безопасности башни.Приварка кронштейнов непосредственно к вышке требует квалифицированного труда. Оба решения увеличивают общее время строительства и стоимость.

Некоторые производители ветряных турбин разработали магнитные системы крепления, которые надежно прикрепляют лестницы и другое оборудование к стальным стенам башни. Этот метод позволяет крепить оборудование к башне без необходимости сверлить отверстия или приваривать кронштейны к стенам башни. Это прогрессивное монтажное решение сокращает время и затраты на строительство, не вызывая усталости металла или коррозии, и является еще одной иллюстрацией того, как можно эффективно использовать магниты для решения эксплуатационных и финансовых ограничений в современных ветровых турбинах.Использование нескольких сильных неодимовых магнитов, стратегически размещенных по всей длине лестницы, повышает безопасность рабочего, закрепляя лестницу таким образом, чтобы предотвратить раскачивание или другое боковое движение, которое может привести к соскальзыванию и падению рабочего, а также причинению физического вреда людям. как производственный и финансовый ущерб компании и отрасли в целом.

Инженер-инспектор спускает лопасть ротора ветряной турбины на ветряной электростанции в Северной Германии. (Предоставлено: Amazing Magnets)

Устойчивость и рост энергии ветра как возобновляемого ресурса

Энергия ветра сегодня является одним из самых быстрорастущих источников энергии в коммунальном секторе.Ожидается, что производители ветроэнергетики США удвоят существующие производственные мощности со 113 ГВт в 2020 году до 224 ГВт к 2030 году. [1]

«Огромные преимущества использования магнитов в ветровых турбинах для производства более чистого, безопасного, более эффективного и экономически жизнеспособного источника энергии ветра имеют огромные положительные последствия для нашей планеты, населения и того, как мы живем и работаем», — сказал Адам Полинг, Amazing Главный операционный директор Магниты.

Таким образом, компания стремится выделить несколько ресурсов на этот возобновляемый ресурс и пространство.

Ветер — это чистый и возобновляемый источник топлива, который можно использовать для производства электроэнергии. Ветровые турбины могут использоваться вместе с другими возобновляемыми источниками энергии, чтобы помочь штатам и странам соответствовать стандартам портфеля возобновляемых источников энергии и целевым показателям выбросов, чтобы замедлить темпы изменения климата. Ветровые турбины не выделяют углекислый газ или другие вредные парниковые газы, что делает энергию ветра лучше для окружающей среды, чем источники на ископаемом топливе.

Помимо сокращения выбросов парниковых газов, энергия ветра дает дополнительные преимущества по сравнению с традиционными источниками производства электроэнергии.Атомные, угольные и газовые электростанции используют удивительно большое количество воды для производства электроэнергии. В этих типах электростанций вода используется для создания пара, контроля выбросов или для охлаждения. Большая часть этой воды в конечном итоге выбрасывается в атмосферу в виде конденсата. И наоборот, ветряным турбинам не требуется вода для производства электроэнергии. Таким образом, ценность ветряных электростанций экспоненциально возрастает в засушливых регионах, где доступность воды ограничена.

Возможно, очевидным, но значительным преимуществом энергии ветра является то, что источник топлива практически бесплатный и производится на месте. Напротив, затраты на ископаемое топливо могут быть одними из самых больших эксплуатационных расходов для электростанции, и их, возможно, придется оплачивать у иностранных поставщиков, которые могут создать зависимость от прерывистых цепочек поставок и на них могут повлиять геополитические конфликты. Это означает, что энергия ветра может помочь странам стать более энергонезависимыми и снизить риск колебаний цен на ископаемое топливо.

В отличие от ограниченных источников топлива, таких как уголь или природный газ, ветер является устойчивым источником энергии, который не требует ископаемого топлива для выработки энергии. Ветер создается разницей температуры и давления в атмосфере и является результатом нагрева поверхности Земли солнцем. В качестве источника топлива ветер обеспечивает бесконечный запас энергии, и пока солнце продолжает светить, ветер будет продолжать дуть.

Заключение

Магниты играют важную роль в некоторых из крупнейших ветряных турбин в мире.Ветер — один из самых быстрорастущих источников чистой энергии. Таким образом, не следует упускать из виду роль магнитов в создании этой чистой энергии, поскольку она соответствует мега-тенденции устойчивости и всем ее преимуществам. Магниты используются для снижения затрат, повышения надежности и увеличения интервалов технического обслуживания во многих ветряных электростанциях по всему миру, а также для снижения затрат на строительство новых турбин за счет устранения необходимости в более дорогостоящих конструкциях монтажа оборудования.

Список литературы

1. www.energy.gov/eere/wind/wind-vision

A Впервые в мире: модернизированная ветряная турбина

Впервые в истории энергетики в ветровых турбинах используются высокотемпературные сверхпроводники — а не постоянные магниты.

Как это влияет на инженерное дело?

У работающей ветряной турбины недавно были заменены постоянные магниты на сверхпроводящую ленту. Благодаря этому переключению теперь можно создавать более легкие и небольшие ветряные турбины, которые меньше зависят от дорогостоящих редкоземельных элементов.Это означает, что стоимость турбин может упасть, что в конечном итоге приведет к снижению затрат на электроэнергию.

Ветряные турбины сейчас

Обычно в ветряных турбинах используются постоянные магниты и часто неодимовые (железо-борные). Внутри эти магниты — точно так же, как неодимовые магниты Apex, но в гораздо большем масштабе — вращают катушки ветряных турбин, преобразуя магнитную энергию в электричество. Наряду с утяжелением турбин неодим требует значительного количества редкоземельных магнитов, что может быть дорогостоящим.

В настоящее время ветрогенератор мощностью 1 МВт будет содержать примерно метрическую тонну неодима в своих магнитах, а турбина, в которой установлены новые высокотемпературные сверхпроводники гадолиния, бария, меди (GdBaCuO), будет содержать около 1 кг гадолиния, заменяющего неодим. Поскольку гадолиний стоит около 18,70 долларов за кг по сравнению с 45,50 долларов за кг оксида неодима, переход на гадолиний будет не только экономичным, но и экономичным.

Как это работает

Существует три класса сверхпроводников: низкотемпературные сверхпроводники, нуждающиеся в охлаждении ниже 10 кОм, диборид магния (MgB2) находится в середине, сверхпроводящий при 39 кОм и GdBaCuO — высокотемпературные керамические сверхпроводники — около 100 кОм.

Сверхпроводящий слой расположен на стальной ленте для обеспечения гибкости и прочности и защищен от отравления металлами слоями оксида магния и серебра. Кроме того, стальная лента также действует как шаблон для точной кристаллической структуры, необходимой для GdBaCuO, а также как внешний медный слой, обеспечивающий электрическую и термическую стабилизацию.

В Германии компания Theva создала магнитную ленту из композитной ленты с керамическим сверхпроводящим слоем: оксид гадолиния-бария-меди (GdBaCuO), который будет использоваться в сверхпроводниках.Было показано, что генераторы, изготовленные из сверхпроводящей магнитной ленты по сравнению с постоянными магнитами, обеспечивают значительную экономию в размере и весе, обеспечивая при этом такое же количество энергии. По масштабу этот новый генератор на 1,5 м меньше обычных, а его диаметр составляет около 4 м.

Что это означает

Нынешняя ветряная турбина с высокотемпературным сверхпроводником была спроектирована консервативно, тогда как в будущем она будет компактной и легкой, с использованием недорогих генераторов и изменением способа производства электрических машин.Это достижение в истории инженерного дела дало инженерам зеленый свет для снижения затрат на энергию в будущем.

Используйте магниты Apex сегодня

Магнитные технологии продолжают изменять мир и траекторию инженерии и использования энергии. В частности, наши продукты отлично подходят для предприятий — как малых, так и крупных — для оптимизации, организации и обеспечения безопасности их процессов.