Ветряк из шагового двигателя схема

Ветряк из шагового двигателя схема

С началом дачного сезона я решил перейти от теории к практике в части постройки ветряка для своих дачных нужд. Но поскольку не зная броду я в воду соваться не люблю, я решил для начала подсобрать статистики в плане ветра. А для этого – построить анемометр. Анемометр я решил делать на основе шагового двигателя. Во первых, он выдает практически синусоиду, частота которой зависит от частоты вращения вала (читай, скорости ветра, который будет вращать крыльчатку – пропеллер). Во-вторых, шаговый моторчик – это практически генератор мощностью в несколько Ватт и в дальнейшем его можно будет использовать для каких то нужд. Например, пусть аккумулятор заряжает, от которого будет освещаться садовый туалет, стоящий на отшибе. Тем более, что этот электрогенератор мне обходился куда дешевле провода, если бы его пришлось тянуть к этому туалету. Или воду пусть греет…

Выбрав из своего барахла шаговый моторчик с наименьшим залипанием вала (есть у них такой неприятный эффект) и с максимально большим числом шагов на один оборот, я озаботился изготовлением пропеллера. Решение проблемы обнаружило себя в виде крыльчатки от старого напольного вентилятора, который уж Бог весть когда был вывезен на дачу ради находящегося в нем электродвигателя. Ее и решено было использовать в качестве пропеллера. К тому же, вал шагового двигателя и отверстие в пропеллере чудесным образом подошли друг к другу. Даже не потребовалось делать какой либо переходник. Диаметр пропеллера был почти 40 см, что сулило, вобщем неплохую снимаемую мощность при сильном ветре ( 50 Ватт при 8-9 м/сек!) . Разумеется, потребовался бы другой двигатель – генератор.

Почему именно ветряк пропеллерного типа? Ведь обычно анемометр — это 3-4 чашечки, закрепленные на оси и вращающиеся при любом направлении ветра, не отслеживая его направление. Однако их ометаемая площадь достаточно мала, и я опасался, что скорость ветра при которой начнет вращаться анемометр будет достаточно высокой. Я просто упущу информацию о слабых ветрах. Не скажу, что бы меня это сильно волновало, поскольку ветры менее 3 м/с мало интересны в плане энергетики. Но все же. Да и насадить готовый винт на готовый мотор – это куда как проще, чем городить вертушку из чашек, балансировать ее, делать датчик, отслеживающий скорость вращения. А в конце концов — мне надо просто собрать статистику ветров. А не суть, каким способом.

Насадив на ось двигателя пропеллер, я опробовал его «в деле». К моей радости, пропеллер раскручивался даже от очень слабого ветра. Это и понятно — «лопухи» пропеллера работали как ветряк парусного типа и занимали практически всю ометаемую площадь пропеллера. Это сулило очень высокую чувствительность, хотя и невысокую быстроходность. Впрочем, это компенсировалось большим числом полюсов шагового моторчика.

Всю внешнюю арматуру самодельного анемометра я сделал из совершенно подручных материалов, нашедшихся в моем сарае. Несущую траверсу решил сделать из двутавровой дюралевой балочки, держатель двигателя в виде хомута — из обрезка 2-х миллиметрового алюминия, а киль — из обрезка дюралевого отлива, оставшегося при установке пластиковых окон. Т.е. практически весь прибор у меня получался из «крылатого» металла, что было несколько символично. Да и с коррозией вопрос отпадал. А ведь анемометру предстояло работать практически целый год, накапливая статистику. В жару и мороз, под солнцем и в дождь и в снегопад.

Оставалось найти точку равновесия на траверсе и устроить крепление ветряка, что бы он свободно вращаться при изменении направления ветра.

После того, как точка равновесия была найдена, была выпилена часть тавра в нижней части балки. В качестве оси вращения использован небольшой отрезок дюралевой трубки диаметром 10 мм. Вдоль трубки сделан пропил, в который вставлялась вертикальная часть балки и просверлены два отверстия. Винтами с гайками оси крепилась к несущей траверсе достаточно надежно. (на фото достаточно крупно изображен этот узел).

При устройстве поворотного узла было решено пока отказаться от подшипников. В конце – концов, ось в любой момент можно было и заменить. В качестве направляющей муфты был подобран отрезок другой дюралевой трубки, чуть больше диаметром, чем ось, и ось вращалась внутри муфты совершенно свободно.

рлась о муфту и не создавала дополнительное трение повороту, проложены несколько шайб, обильно смазанных машинным маслом. И таким образом вращение флюгера – анемометра стало весьма легким и он практически мгновенно реагировал на изменение направления ветра.

На время «ходовых» испытаний я просто прикрутил муфту в длинному металлическому профилю с помощью широкой специальной изоленты. Разумеется, после калибровки и при установки анемометра на штатное рабочее место, я применю либо хомуты, либо какой либо другой надежный способ крепления муфты к мачте.

В качестве испытательной мачты послужил металлический пофиль 20 х 20 мм, длиной метра 3,5. И уже на такой высоте, ветер дует немного сильнее, чем у поверхности. И анемометр вращался со скоростью несколько оборотов в секунду при хорошем, крепком ветре.

Таким образом, после испытаний и установки анемометра стационарно на высоту 6-8 метров, можно будет приступать к сбору статистики о ветровой обстановке в месте будущей эксплуатации большого ветряка. Разумеется, перед этим его надо откалибровать и устроить систему сбора статистики. Но это темя для других статей.

Следует сказать, что не всем требуется анемометр. Кому то пригодится и походный ветроэлектрогенератор. В данном случае — это практически готовая конструкция. Только желательно, конечно использовать более мощный шаговый моторчик (Ватт на 10-15) и сделать конструкцию легко разборной. Ну и на выход генератора поставить диодные мосты, что бы можно было заряжать аккумуляторы.

Маломощный ветрогенератор из шагового двигателя: самодельное устройство из принтера

Обновлено: 18 января 2021

• Создание ветрогенератора
• Самодельный ветряк на основе шагового двигателя
• Ветрогенератор из деталей от принтера
  • Лопасти
  • Мачта
• Рекомендуемые товары

Создание ветрогенератора

Создание ветрогенератора не обязательно означает изготовление крупного и мощного комплекса, способного обеспечивать электроэнергией целый дом или группу потребителей. Можно изготовить небольшой ветряк, представляющий собой, по сути, действующую модель серьезной установки. Целью такого мероприятия может быть:

• Ознакомление с основами ветроэнергетики.
• Совместные обучающие занятия с детьми.
• Экспериментальный образец, предваряющий строительство крупной установки.

Создание такого ветряка не потребует использования большого количества материалов или инструментов, можно обойтись подручными средствами. Рассчитывать на выработку серьезных объемов энергии не приходится, но для питания небольшого светильника на светодиодах может хватить. Основная проблема, существующая при создании небольших ветряков — это генератор. Его сложно создать самостоятельно, поскольку размеры устройства невелики. Проще всего использовать небольшой электродвигатель, позволяющий использовать его в режиме генератора.

Самодельный ветряк на основе шагового двигателя

Чаще всего, при изготовлении маломощных ветрогенераторов используют шаговые электродвигатели. Особенность их конструкции состоит в наличии нескольких обмоток. Обычно, в зависимости от размера и назначения, изготавливают двигатели с 2, 4 или 8 обмотками (фазами). При подаче напряжения на них по очереди вал соответственно поворачивается на определенный угол (шаг).

Преимущество шаговых двигателей заключается в способности производить достаточно большой ток при низких скоростях вращения. На генератор из шагового двигателя можно установить крыльчатку без всяких промежуточных устройств — передач, редукторов и т.п. Выработка электроэнергии будет производиться с такой же эффективностью, как и на устройствах другой конструкции с использование повышающих передач.

Разница в скоростях весьма существенная — для получения такого же результата, например, на коллекторном двигателе, потребуется скорость вращения в 10 или 15 раз больше.

Считается, что с помощью генератора из шагового двигателя можно заряжать аккумуляторы или батареи мобильных телефонов, но на практике положительные результаты отмечаются крайне редко. В основном, получаются источники питания для небольших светильников.

К недостаткам шаговых двигателей можно отнести значительное усилие, необходимое для начала вращения. Это обстоятельство снижает чувствительность всей ветроустановки к слабым ветрам, что можно несколько скорректировать путем увеличения площади и размаха лопастей.

Отыскать такие двигатели можно в старых дисководах для гибких носителей, в сканерах или принтерах. Как вариант, можно приобрести новый двигатель, если в запасе нужного устройства не окажется. Для большего эффекта следует выбирать более крупные двигатели, они способны выдавать достаточно большое напряжение, чтобы его можно было как-то использовать.

Ветрогенератор из деталей от принтера

Один из подходящих вариантов — использование шагового двигателя от принтера. Его можно извлечь из вышедшего из строя старого устройства, в каждом принтере как минимум два таких двигателя. Как вариант, можно приобрести новый, не бывший в эксплуатации. Он способен вырабатывать мощность около 3 ватт даже при слабом ветре, типичном для большинства регионов России. Напряжение, которое может быть достигнуто, составляет 12 и более В, что позволяет рассматривать устройство как возможность зарядки аккумуляторов.

Шаговый двигатель выдает переменное напряжение. Для пользователя необходимо прежде всего выпрямить его. Потребуется создать диодный выпрямитель, для чего потребуется по 2 диода на каждую катушку. Можно и напрямую подключить светодиод к выводам катушки, при достаточной скорости вращения этого хватит.

Крыльчатку ротора проще всего установить прямо на вал двигателя. Для этого надо изготовить центральную часть, способную плотно усаживаться на вал. Доя усиления фиксации крыльчатки необходимо просверлить отверстие и нарезать в нем резьбу. Впоследствии в него буде завинчиваться стопорный винт.

Для изготовления лопастей обычно используют полипропиленовые канализационные трубы или иные подходящие материалы. Главным условием является малый вес и достаточная прочность, поскольку лопасти иногда набирают вполне приличную скорость. Использование ненадежных материалов может создать нежелательную ситуацию, когда крыльчатка разваливается на ходу.

Лопасти

Обычно изготавливают по 2 лопасти, но можно сделать и большее количество. Необходимо помнить, что большая площадь лопастей повышает КИЭВ ветряка, но параллельно с этим увеличивается фронтальная нагрузка на крыльчатку, передающаяся валу двигателя. Изготовление маленьких лопастей также не рекомендуется, поскольку они не смогут преодолеть залипание вала при старте вращения.

Для возможности вращения ветряка вокруг вертикальной оси надо сделать специальный узел. Сложность в этом заключается в необходимости обеспечить неподвижность кабеля, идущего от генератора. Поскольку устройство имеет, скорее, декоративное назначение, обычно подходят к вопросу проще — устанавливают потребитель прямо на корпусе генератора, исключая присутствие длинного кабеля. В противном случае придется монтировать систему наподобие щеточного коллектора, что нерационально и требует большого количества времени.

Мачта

Собранный ветряк необходимо установить на мачту высотой как минимум 3 метра. Потоки ветра у поверхности земли имеют нестабильное направление, вызванное турбулентностью. Подъем на некоторую высоту поможет получить более равномерные потоки. Для самостоятельной установки на ветер по оси вращения устанавливают хвостовой стабилизатор, играющий роль флюгера. Он делается из любого куска пластмассы, алюминиевой пластинки или иного подручного материала.

Компактный вертикальный ветрогенератор своими руками

Этот материал посвящен сборке небольшого ветрогенератора с вертикальной осью, который будет снабжать энергией фонарь. Эффективность будет ниже, чем у его двоюродного брата с горизонтальной осью, но он больше подходит для городских условий, в которых направление ветра сложно предсказать.

Обычно, когда вы подаете электроэнергию на двигатель, начинает вращаться ротор. Верно и обратное: если начать вращать ротор, он выступит в качестве генератора и начнет вырабатывать электричество.

Наш «ветряной фонарь» будет использовать энергию ветра для вращения двигателя, а вырабатывающееся при этом электричество позволит светодиодам, расположенным в основании конструкции, светить. Таким образом, мы получим своеобразный индикатор ветра, светящийся мерцающим светом.
Светодиоды, как и любые другие диоды, позволяют току проходить сквозь них только в одном направлении.
Биполярные шаговые двигатели имеют две импульсивных обмотки на статоре. В нашем случае задача заключается в разработке схемы, которая бы направляла бы ток, генерируемый в каждой из обмоток, через светодиод в правильном направлении, вне зависимости от того, в какую сторону вращаются лопасти устройства. Так как даже самая продуманная конструкция вертикального ветрогенератора не сможет реагировать на изменения в направлении ветра, нам придется собрать для биполярного шагового двигателя выпрямительную схему.

Список покупок.
Здесь приведен полный список того, что вам понадобится, вплоть до последней шайбы.

Электроника:
— Шаговый электродвигатель
— Штыревая вилка
— Макетная плата
— Проволочные перемычки
— Восемь диодов (1А, 50В)
— Один или несколько светодиодов (в данном случае использовался один желтый, вы можете подобрать любой нужный вам цвет)
— Один или несколько конденсаторов емкостью 1000 мкФ

Прочее оборудование и материалы:
— Лист акрилового пластика (плексиглаза) толщиной 6 мм размером 40х75 см. Понадобится для изготовления шестеренок, дисков и деталей держателя лопастей.
— Алюминиевая лента шириной 25 см. Обычно продается в рулонах, для этого проекта понадобится около 60 см.
— Установочное кольцо на вал диаметром 5 мм с резьбовым отверстием.
— Семь установочных колец на вал диаметром 13 мм с резьбовым отверстием.
— Алюминиевая труба с внешним диаметром 13 мм и длиной 46 см.
— Два втулочных подшипника с фланцем для вала диаметром 13 мм.
— Упорный подшипник в сборе под вал диаметром 13 мм.
— Три гайки переходных 1/4х20 длиной 10 см.
— Шесть болтов под внутренний шестигранник 1/4х20 длиной 19мм.
— Шесть разрезных шайб 1/4.
— Шесть плоских шайб 1/4.
— Шесть болтов под внутренний шестигранник М3 длиной 40мм.
— Шесть разрезных шайб М3.
— Шесть плоских шайб М3.
— Набор шестигранных ключей (метрических и дюймовых).
— Резец для снятия заусенцев и/или круглый напильник.

Итак, подготовим алюминиевую трубу. Наденьте защитные очки и при помощи ножовки по металлу отпилите необходимые нам 46 сантиметров трубы. При помощи резца для заусенцев и напильника обработайте ее, избегая царапин, с обоих концов, внутри и снаружи.
Убедитесь, что на вашу алюминиевую ось можно надеть втулочные подшипники, упорно-радиальный подшипник и установочные кольца. Если внешний диаметр трубки не позволяет сделать это, вооружитесь защитными очками, респиратором и перчатками (алюминиевая пыль не особо полезна для вашего организма). Оберните трубу наждачной бумагой, плотно прижмите ее к металлу и вращайте трубу, пока не увидите алюминиевые стружки. Время от времени пытайтесь надеть на ось подшипники и кольца. Продолжайте до тех пор, пока все детали не сядут плотно на трубе. Если вам посчастливилось иметь доступ к токарному станку, то вы сможете сэкономить много времени и усилий в том случае, если необходимо снять относительно большой слой алюминия. При этом, точильный станок так же ускорит процесс по сравнению с обработкой наждачной бумагой вручную, но вам будет труднее соблюсти круглую форму поперечного сечения алюминиевой оси.

Приступаем к сборке основания. Начнем с двух плексигласовых дисков, переходных гаек, болтов 1/4х20, разрезных и плоских шайб для них. Установите переходные гайки между плексигласовыми дисками и закрепите их болтами 1/4х20, используя шайбы. Установите один из втулочных подшипников в центральное отверстие диска-основания. Диск-основание отличается от другого отсутствием четырех отверстий для крепления двигателя. Наденьте на фланец втулочного подшипника один за другим – разрезную шайбу, упорно-радиальный подшипник и еще одну разрезную шайбу.

Сверху вставьте алюминиевую трубу. Прежде чем на ее нижний конец наденется втулочный подшипник, на нее надевается еще один втулочный подшипник, установочное кольцо на 13мм, шестеренка, вырезанная лазером, еще два установочных кольца и затем разрезная шайба, сам нижний подшипник и стопка шайб.
Потяните слегка алюминиевую ось, но так, чтобы не ударить ею о рабочую поверхность стола. Используя шестигранник, затяните винт в нижнем установочном кольце. Теперь кольцо опирается на упорный подшипник и прикреплено к трубе так, что вы можете вращать ось.
Другое установочное кольцо поднимите вверх вместе с шестерней примерно на середину высоты основания. Затяните винт на кольце. Позже оно будет склеено с шестерней при помощи эпоксидной смолы, но на данном этапе сборки скреплять их между собой таким образом не надо.

Закрепите втулочный подшипник верхним установочным кольцом.

Прежде чем продолжать работать с осью, закрепим мотор – наступил удобный момент для этого.

Обрежьте провода до длины 20см и припаяйте их к штыревой вилке на четыре контакта. Красный и зеленый проводки должны быть рядом друг с другом на одной стороне, а синий и желтый — с другой.
Открутите винты, которые скрепляют двигатель. Используя более длинные винты М3, закрепите мотор на нижней поверхности верхнего диска. На каждый болт наденьте обычную и разрезную шайбы.
Наденьте на вал двигателя другую шестеренку и временно закрепите ее при помощи установочного кольца на 5мм. Отрегулируйте по высоте положение колец так, чтобы шестерни находились на одном уровне относительно друг друга и хорошо сцеплялись зубцами между собой. Теперь можно приклеить шестеренки с помощью эпоксидной смолы к соответствующим им установочным кольцам.

Продолжим заниматься нашей алюминиевой осью. Наденьте на нее установочное кольцо, пластиковый держатель лопастей и еще одно кольцо. Установите нижнее кольцо так, чтобы оно не касалось верхней поверхности основания, и закрепите при помощи винта. Опустите на него пластиковый держатель и второе кольцо и закрепите их на алюминиевой трубе, плотно прижав друг к другу. Теперь, когда вы вращаете ось (а она должна вращаться свободно и плавно), держатель лопастей должен вращаться вместе с ней.
Вырежьте три лопасти для вашей ветряной турбины. Точного рецепта тут нет. У вас есть пазы под три лопасти на держателе, вырежьте их из алюминиевой ленты, используя ножницы. Размер определите сами.

Не забудьте оставить лепестки (1-1,5см) на краях для того, чтобы закрепить лопасти в пазах. После того, как лопасти будут вставлены, загните лепестки, чтобы зафиксировать их.
Точно также зафиксируйте лопасти и сверху – наденьте установочные кольца, расположив между ними держатель. Вставьте лепестки в пазы держателя и загните их. Теперь, когда вы попробуете вращать лопасти рукой, они должны легко крутиться.

Нам нужно сделать такую цепь, как показано на изображении. Используя восемь диодов и перемычки, повторите ее на макетной плате. Убедитесь, что все диоды расположены правильно.
Обратите внимание на светодиод в центре и два конденсатора по краям платы. Вставьте длинную ножку светодиода в «плюс», а короткую — в «минус». Прежде чем подсоединять конденсаторы, позвольте ветру повращать лопасти и посмотрите, как мерцает светодиод. Вставьте в плату по крайней мере один конденсатор, как показано на изображении. Конденсатор будет накапливать энергию, пока ветер крутит лопасти, и разрядится, когда лопасти остановятся. В результате мерцание светодиода сглаживается. Попробуйте добавить больше светодиодов и конденсаторов, чтобы получить гладкое свечение в то время, когда вращается ось с лопастями.

Также вы можете сделать для фонаря светорассеиватель из бумаги, чтобы сделать свет более приятным.
Теперь выносите готовый вертикальный ветрогенератор на улицу и наслаждайтесь результатом своих усилий.

Ветрогенератор из шагового двигателя

Существует множество конструкций генераторов ветра. Это дает использовать энергию ветра не только, для незначительных нужд, но и для промышленных потребностей. Чтобы самому понять принцип действия такого устройства на практике, предлагается к сборке следующая конструкция.

Будет состоять ветрогенератор из шагового двигателя, корпуса мачты, ветряка и более мелких комплектующих. Самый простой шаговый двигатель можно извлечь из старых моделей сканеров или принтеров, либо купить их у знакомых. Его мощности хватит для демонстрации наглядной энергии, которую можно получить при помощи ветра.

Также потребуется собрать электронную схему, которая позволит полученное напряжение выпрямить и стабилизировать для своих нужд. Один из вариантов схемы представлен ниже.

Выводы двигателя подключают к диодным мостам, которые служат для выпрямления напряжения. Эти диодные мосты целесообразно собрать самостоятельно из диодов Шоттки, рассчитанными на так не менее 1 А. Конденсатор и стабилизатор напряжения служат для получения стабилизированного постоянного напряжения 5 В, чего вполне достаточно для зарядки аккумулятора мобильного телефона или свечения небольшого светодиодного ночника.

Следует отметить, что эта конструкция не единственная возможная. Скорее демонстративная. Вместо диодных мостов можно подключить сначала повышающий трансформатор, а потом поставить диодный мост и конденсатор, что будет более практично. Также можно стабилизатор напряжения заменить умножителем напряжения или преобразователем напряжения, что даст возможность получить нужное напряжение.

Но, не стоит забывать и об ураганах, которые раскручивают лопасти генератора до значительных величин оборотов в секунду, что будет производить ток большей силы и напряжения. Это может вывести всю электронную схему из строя. Поэтому, для начинающих радиолюбителей данная конструкция лишь первый шаг к размышлениям о том, как же можно приручить силу ветра в своих нуждах.

Конструкция лопастей и мачты

Остальную часть генератора проще всего изготовить из труб ПВХ. Для лопастей берется канализационная труба, с которой вырезаются лопасти, от 2 до 5. Более опытные самодельщики утверждают, что количество лопастей должно быть обязательно нечетным. Крепятся они к шайбе или пластине, которая садится на вал двигателя.

Также нужен генератору и флюгер, который позволит ему самостоятельно поворачиваться в направлении ветра.

Далее нужно придумать мачту. В её качестве может выступать надежный шест, который позволит ветрогенератору быть постоянно в обдуве ветром без препятствий. Самым простым примером будет длинный деревянный брусок или пластиковая труба, если высота не большая.

Вот, собственно, и всё. Самый примитивный ветрогенератор готов. На продуктивность устройства влияет абсолютно всё, начиная от конструкции двигателя и заканчивая формой лопастей. Возможно эта статья поможет сделать шаг к более серьезным устройствам и стать в один ряд с таким ученым, как Алексей Федорович Анипко, который придумал и воплотил в реальности уникальную конструкцию генератора энергии от силы ветра.

Применять же полученную энергию можно не обязательно для освещения или зарядки небольших батарей. К примеру, если сконструировать несколько ветрогенераторов, то с их помощью уже можно греть воду, тем самым, например, обогревать помещение. И это только один из вариантов.

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Самодельный ветрогенератор на основе шагового двигателя

В качестве генератора на ветряк подойдет шаговый двигатель (ШД) для принтера. Даже при небольшой скорости вращения он вырабатывает мощность около 3 Вт. Напряжение может подниматься выше 12 В, что дает возможность заряжать небольшой аккумулятор.

• Принципы использования
• Электрическая часть
• Как сделать ветрогенератор
• Заключение

Принципы использования

Характерная для российского климата турбулентность ветра в приземных слоях приводит к постоянным изменениям его направления и интенсивности. Ветрогенераторы больших размеров, мощность которых превышает 1 Квт будут инерционными. В результате они не успеют полностью раскрутиться при смене направления ветра. Этому также мешает момент инерции в плоскости вращения. Когда боковой ветер действует на работающий ветряк, он испытывает огромные нагрузки, которые могут привести к его быстрому выходу из строя.

Целесообразно применять ветрогенератор малой мощности, изготовленный своими руками, имеющий незначительную инерционность. С их помощью можно заряжать маломощные аккумуляторы мобильных телефонов или использовать для освещения дачи светодиодами.

В дальнейшем лучше ориентироваться на потребителей, нетребующих преобразования вырабатываемой энергии, например, для подогрева воды. Нескольких десятков ватт энергии вполне может хватить для поддерживания температуры горячей воды или для дополнительного подогрева системы отопления, чтобы она не перемерзала зимой.

Электрическая часть

Генератором в ветряк можно устанавливать шаговый двигатель (ШД) для принтера.

Даже при небольшой скорости вращения он вырабатывает мощность около 3 Вт. Напряжение может подниматься выше 12 В, что дает возможность заряжать небольшой аккумулятор. Остальные генераторы эффективно работают при скорости вращения более 1000 об./мин, но они не подойдут, поскольку ветряк вращается со скоростью 200-300 об./мин. Здесь необходим редуктор, но он создает дополнительное сопротивление и к тому же имеет высокую стоимость.

В генераторном режиме у шагового двигателя вырабатывается переменный ток, который легко преобразовать в постоянный, используя пару диодных мостов и конденсаторы. Схему легко собрать своими руками.

Установив за мостами стабилизатор, получим постоянное выходное напряжение. Для визуального контроля можно еще подключить светодиод. Чтобы уменьшить потери напряжения для его выпрямления применяются диоды Шоттки.

В дальнейшем можно будет создать ветряк с более мощным ШД. Такой ветрогенератор будет обладать большим моментом трогания. Проблему можно устранить, отключая нагрузку во время пуска и при малых оборотах.

Как сделать ветрогенератор

Лопасти можно изготовить своими руками из трубы ПВХ. Нужная кривизна подбирается, если взять ее с определенным диаметром. Заготовку лопасти рисуют на трубе, а затем вырезают отрезным диском. Размах винта составляет около 50 см, а ширина лопастей — 10 см. После следует выточить втулку с фланцем под размер вала ШД.

Она насаживается на вал двигателя и крепится дополнительно винтами, а к фланцам крепятся пластиковые лопасти. На фото изображено две лопасти, но можно сделать четыре, прикрутив еще две аналогичные под углом 90º. Для большей жесткости под головки винтов следует установить общую пластину. Она плотней прижмет лопасти к фланцу.

Изделия из пластика долго не служат. Продолжительный ветер со скоростью более 20 м/с такие лопасти не выдержат.

Далее нужно произвести балансировку. Это делается своими руками: от концов лопастей отрезаются кусочки пластика. Угол их наклона можно изменить посредством нагрева и изгиба.

Генератор вставляется в кусок трубы, к которому он крепится болтами.

К трубе с торца крепится флюгер, представляющий собой ажурную и легкую конструкцию из дюралюминия. Ветрогенератор держится на приваренной вертикальной оси, которая вставляется в трубу мачты с возможностью вращения. Под фланец можно установить упорный подшипник или полимерные шайбы, снижающие трение.

У большей части конструкций ветряк содержит выпрямитель, который крепится к подвижной части. Это делать нецелесообразно из-за увеличения инерционности. Электрическую плату вполне можно разместить внизу, а к ней вывести вниз провода от генератора. Обычно с шагового двигателя выходит до 6 проводов, соответствующих двум катушкам. Для них нужны токосъемные кольца для передачи электроэнергии от подвижной части. На них довольно сложно установить щетки. Механизм токосъема может оказаться сложней, чем сам ветрогенератор. Еще было бы лучше разместить ветряк так, чтобы вал генератора располагался вертикально. Тогда провода не будут заплетаться вокруг мачты. Такие ветрогенераторы сложней, но зато уменьшается инерционность. Коническая передача здесь будет в самый раз. При этом можно увеличить обороты вала генератора, подобрав необходимые шестерни своими руками.

Закрепив ветряк на высоте 5-8 м, можно начинать проводить испытания и собирать данные о его возможностях, чтобы в дальнейшем установить более совершенную конструкцию.

В настоящее время становятся популярными вертикально-осевые ветрогенераторы.

Некоторые конструкции хорошо выдерживают даже ураганы. Хорошо себя зарекомендовали комбинированные конструкции, работающие при любом ветре.

Заключение

Маломощный ветрогенератор надежно работает из-за малой инерционности. Его легко изготавливают в домашних условиях и используют преимущественно для подзарядки небольших аккумуляторов. Он может пригодиться в загородном доме, на даче, в походе, когда возникают проблемы с электричеством.