Ветрогенератор своими руками из стиральной машины: инструкция по сборке ветряка. Сборка ветрогенератора из стиральной машины своими руками: особенности, преимущества и недостатки самодельного ветряка Переделка двигателя от стиральной машины

В этой статье будет рассмотрена переделка двигателя от стиральной машины в электрогенератор. Все этапы переделки будут пошагово расписаны и проиллюстрированы, так что если у вас есть поломанная стиральная машина, не спешите её выбрасывать!

Чистая энергия, полученная на основе природных ресурсов, является одной из самых популярных тем сегодня. Представьте, что у вас на даче или загородном доме стоит генератор, который питает все ресурсы вашего хозяйства бесплатным электричеством. Это может быть ветро- или гидротурбина – неважно. Вы думаете, это все сказки? Вовсе нет.

На самом деле это технические разработки, которые не так уж сложно и дорого осуществить у себя дома своими руками.

Один из таких вариантов на основе бесколлекторного двигателя постоянного тока мы хотим сегодня представить. Автор предлагает такой двигатель от стиральной машины перемонтировать в генератор, перепаяв особым образом ведущие катушки статора. После такой переделки, двигатель можно использовать для ветротурбины. А если его оборудовать водозаборным устройством наподобие турбины Пелтона, тогда можно соорудить гидроэлектрогенератор.

Необходимые материалы и инструменты

Как вы уже наверное поняли, сегодня нам понадобится только сам двигатель от стиральной машины. Автор использовал инверторный двигатель постоянного тока от американской стиралки Fisher&Paykel. Подобные двигатели использует в своей продукции компания LG, присутствующая у нас на отечественном рынке.

Также нам понадобится:

Паяльник, флюс и припой;
Горячий клей;
Мелкозернистая наждачка – нулевка.

Инструменты:

Кусачки
Плоскогубцы
Малярный нож

Приступаем к перемонтировке двигателя

Для работы необходимо будет демонтировать двигатель из корпуса машины. Он состоит из трех основных частей:

Статор – круглая платформа с ведущими катушками обмотки, расположенными вдоль наружной кромки окружности;
Ротор – пластиковая или металлическая с пластиковым сердечником крышка. По периметру ее внутренней стенки размещены постоянные магниты;
Вал – центральная часть двигателя, оснащенная подшипниками для передачи кинетической энергии барабану стиральной машины.
Работать мы будем непосредственно со стартером.

Подготовка статора

Размещаем платформу двигателя на столе, и приступаем к работе. Наша цель – перепаять соединения фаз по другой схеме, отличной от оригинала (фото).

Для удобства можно разметить группы по 3 катушки маркером. Кусачками обрезаем каждый из 6 выходов катушек согласно схеме.

Обрезанные края необходимо отогнуть отверткой или от руки, чтобы с ними было в последствии удобнее работать.

Зачищаем каждый контакт мелкозернистой наждачной бумагой для улучшения спайки.

Когда все будет готово и очищено от мусора, соединяем вместе каждую вторую группу из трех контактов. Ручную скрутку усиливаем плоскогубцами.

Паяльником залуживаем скрутку с помощью флюса, и распаиваем ее оловянным припоем. Отмыкаем скрутку, и пропаиваем ее с обратной стороны. То же проделываем и с остальными контактами. В итоге у нас должно получиться семь скруток.

Закольцовывание фаз

Зачищаем контактную группу, использующуюся для подачи питания двигателю.

Теперь необходимо закольцевать оставшиеся 3 фазы. Подбираем кольцо для первой фазы. Его делаем из отрезка медного многожильного кабеля. Размечаем и отрезаем его по размеру внутренней окружности платформы.

Оголяем изоляцию в местах соединения со свободными контактами, и зачищаем их наждачкой. Начинаем припаивать кольцо с контактной группы, проходя каждый из семи, заканчиваем последним контактом. Для надежности соединения обвязываем конец контакта на кольце.

Вторую и третью фазы закольцовываем по аналогии с первой. Необходимо следить за тем, чтобы не припаять соседние контакты между собой.

Нанесение изоляции

Наша переделка двигателя под генератор готова. Остается лишь изолировать спайки на кольце и катушках. Альтернативный метод использовал автор изобретения, применив в качестве изолятора горячий клей.

По его заверениям, такая изоляция еще ни разу не подводила. Однако для тех, кто не уверен в таком способе, стоит воспользоваться изолентой. По окончанию работ двигатель собирается, и его можно применять в сборной конструкции генераторной установки.

Фирменный генератор стоит больших денег. Одна только небольшая установка обойдется не менее чем в 60-80 тысяч рублей, и это не считая стоимости монтажа. Однако это не повод отказываться от идеи получения энергии из альтернативных источников. Ветряк можно изготовить самостоятельно, используя запчасти, например, стиральной машины. Такой агрегат обойдется всего в несколько тысяч рублей.

Выбор запчастей

В нашем случае речь идет о создании ветряка мощностью 2,5 кВт. Удешевит задачу наличие в гараже или на даче металлолома. Но основная деталь конструкции - генератор. В генератор можно преобразовать электродвигатель стиралки. Однако двигатель должен подвергнуться переделкам, его нужно оснастить магнитным ротором. Ротор можно приобрести готовым, либо сделать своими руками. Специалисты рекомендуют не создавать себе дополнительных сложностей и купить готовый ротор. Тому есть ряд причин:

Чтобы сделать ротор своими руками, нужно купить особые неодимовые магниты. Стоимость комплекта магнитов примерно равна стоимости нового ротора производства КНР.
Сборка ротора - чрезвычайно кропотливая и трудоемкая работа. Понадобится изготовить особую форму, и очень надежно приклеивать каждый магнит.
Если магниты будет расположены не под заданным углом, они станут залипать. В этом случае генератор не будет работать. Расчет верного угла довольно сложен, как и закрепление магнитов.

Обратите внимание! Основная статья расходов - магнитный ротор. Вместе с услугой доставки он обойдется в 2,5-3 тысячи рублей.

Покупной ротор на 2,5 кВт без особых переделок подойдет к электродвигателю от современной модели стиралки. Такой движок можно приспособить не только для создания ветрогенератора, но и для дробилки зерна, например.

Итак, кроме электродвигателя понадобится мачта, продолговатый вал, редуктор, крыльчатка и шестерни. В зависимости от комплекта запчастей технический замысел может отличаться, однако в описываемом случае мачта изготавливается следующим образом:

Берем несколько секций старых стальных труб на 32 миллиметра и соединяем их друг с другом. В результате получаем цельную полую конструкцию длинной 10 метров.
Окрашиваем мачту в белый цвет.
Как только мачта просохнет, ее можно поднимать на столб. Прикрепляем на столбе выступающие металлические крепления из уголка с отверстием. Мачта должна быть надежно зафиксировано и при этом иметь возможность беспрепятственно вращаться.

Если рядом нет подходящего столба, понадобится решить вопрос создания опоры для мачты, так конструкция из труб не отличается устойчивостью. Затем собираем редуктор для ветряка с вертикальной осью вращения (рисунок ниже).

Схема и устройство редуктора ветрогенератора

Пояснения к рисунку:

основную шестерню (надеваемую на мачту) берем от привода насоса для воды;
привариваем обточенные арматурные обрезки (оси) по кругу от шестерни - 4 штуки;
на оси запрессовываем подшипники с шестернями (Б);
с указанными выше шестернями соприкасается малая шестерня (А) от этого же насоса;
шестерни (Б) находятся во взаимодействии с зубцами редукторного корпуса.

Характерная черта приведенной конструкции редуктора - его корпус крутится вокруг мачты без каких-либо препятствий вместе с пропеллером. За счет этого скорость оборотов пропеллера слегка уменьшается, что влияет на коэффициент полезного действия ветрогенератора. Несмотря на это, конструкция обретает большую устойчивость, а срок ее эксплуатации увеличивается. За счет редуктора, контролирующего вращения пропеллера, ветряк способен выдержать даже ураганные порывы ветра.

Сборка составных частей

Корпус редуктора изготавливаем из электродвигателя от насоса промышленного назначения. Крыльчатка должна находиться не перпендикулярно уровню Земли (как у большей части промышленных ветрогенераторов), а по горизонтали. В этом случае конструкция получается более надежной.

Изготовить крыльчатку можно из 5-слойной фанеры. Однако при размере лопастей более 1,5-2 метров и порывах ветра, превышающих 10-15 метров в секунду, пропеллер наверняка сломается.

Более предпочтительным материалом для изготовления лопастей является стеклопластик. Материал отличается как прочностью, так и гибкостью. Можно также изготовить пропеллер из дюралюминиевого уголка. Чтобы конструкция была достаточно жесткой, понадобится вырезать шесть прямоугольных полосок и склеить их друг с другом. После этого полоски соединяются с крыльчаткой (длина одного крыла - 1,6 метра).

Также понадобится небольшая шестерня и вал. Фиксируем вал на креплениях так, чтобы он прочно держался на своем месте, но и при этом мог вращаться. Последняя деталь - фланец, который соединит крутящийся вал и генератор. Вал делаем из сваренных между собой прутьев.

Установка ветрогенератора

Прежде всего, нужно выбрать место под ветряк. Опору рекомендуется ставить на открытом пространстве, оптимально - на вершине холма. Высота опоры - чем больше, тем лучше. В рассматриваемом примере речь идет об электрическом столбе высотой 10 метров.

Последовательность действий:

Ставим мачту на опору, фиксируем ее в креплениях. При установке рекомендуется использовать монтажные когти.
Заранее собранный редуктор с крыльчаткой монтируем на мачту. Проверяем работоспособность редуктора.
Вал подключаем к основной шестерне (номер 5 на рисунке). Шестерня находится в основании редуктора.
Закрепляем вал в крепежных элементах.
Присоединяем вращающийся вал к генератору, который уже прикрепили к металлической опоре из уголков. Опора установлена вертикально - непосредственно напротив вала.
Чтобы защитить генератор от атмосферных осадков, над ним можно возвести что-то вроде навеса. Срок службы агрегата в таком случае значительно увеличится.

Конечно, для создания ветряка недостаточно одних финансовых затрат. Понадобятся также определенные навыки и время. Но результат того стоит, так как на выходе получится стабильно работающее, бесплатное в эксплуатации устройство по производству электрической энергии.

Электродвигатель от стиральной машинки очень просто найти в виду того, что он редко выходит из строя по сравнению с другими узлами, а сами машинки выбрасываются на свалку сплошь и рядом. Вещь для самодельщиков очень ценная, учитываю сколько простых станков можно построить на его базе.
Данный мотор вполне может работать и в роли генератора. Но к сожалению, просто так его не он не будет вырабатывать энергию, так как в нем отсутствую постоянные магниты, способные создать ЭДС в его обмотках.

Как запустить двигатель от стиральной машины в роли генератора на 220 В

Двигатель от стиралки имеет имеет классическое строение коллекторного электродвигателя. И работать может как от постоянного, так и переменного тока. Все дело в управлении им.
Обычно мотор от стиралки имеет 6 выводов на колодке подключения: первая пара сверху - это вывода датчика тахометра, для контроля частоты вращения - они нам не понадобятся. Вторые два по середине - вывода обмотки статора. Третья самая нижняя пара - это вывода ротора.

Чтобы заставить мотор вырабатывать ток нужно подать некоторое напряжение на ротор. Это создаст на нем магнитное поле, которое в свою очередь при его вращении создаст ЭДС на обмотке статора.
Подключаем провода к ротору, к которым в дальнейшем будет подключен источник питания.

Подключаем провода к статору. К концам проводов - мультиметр для замера напряжения на выходе.

Для показа, крутнем вал двигателя без подключенного к ротору источника.

В итоге мультиметр показал ноль вольт и это понятно.
Подключаем источник питания. В роли него послужит литий-ионная батарея на 3,7 В. Опять крутнем вал рукой.

Мультиметр выдал некое значение, а значит энергия вырабатывается.
Меняем батарею 3,7 В на аккумулятор 12 В. Вращаем рукой.

Результат: напряжение повышается.
Чтобы создать больший момент соответствующий рабочим оборотам двигателя, на шкив намотаем лебедку.

Дернем, создав вращение.

Хоть и мультиметр показывает 75 В, но в реале напряжение больше, так как электронное устройство имеет задержку и не способно посчитать мгновенные всплески электричества.
Для наглядности подключим лампу накаливания на 220 В. Так же намотаем лебедку и дернем ее.

Лампочка вспыхнет на непродолжительное время.

Заключение

Мотор от стиралки вполне годен как генератор напряжения, но его трудно куда-то «пристроить», так как он: выдает постоянный ток, требует высоких оборотов, требует дополнительного питания для работы и в случае его остановки это питание нужно как-то отключать.
Но есть и плюсы: выходным током можно легко управлять по средством регулировки тока цепи ротора, отсутствует магнитное залипание, небольшие размеры по сравнению с генераторами на постоянных магнитах.

Проблемы с электроснабжением относятся не только к отдаленным регионам, никогда не имевшим подключения. Изношенность и перегруженность электросетей вызывает сбои, скачки напряжения или частые отключения даже в пригородных дачных или коттеджных поселках. Проблему каждый решает по-своему, одни из вариантов - использование . Такой способ решения вопроса может оказаться чрезмерно затратным, поскольку цены на установки высоки, тенденций к снижению стоимости не наблюдается.

Выходом из положения становится . Результат способен превзойти заводские модели по производительности или ремонтопригодности, главным условием станет наличие опыта и навыков владения слесарным инструментом и некоторые познания в электротехнике.

Ветрогенератор - это комплекс оборудования, состоящий из нескольких узлов, выполняющих свои задачи. Основным и наиболее ответственным из них является генератор, устройство, производящее электрический ток. Насколько удачно будет выбрана конструкция генератора, настолько эффективна будет вся установка в целом.

Преимущества самодельного ветрогенератора

Основным преимуществом, определяющим выбор большинства пользователей, является разница в стоимости заводского комплекта и самодельного ветряка. Для равноценных по мощности и производительности комплектов она может составить 10- и даже 20-кратное значение. Если относительно недорогой китайский ветрогенератор обойдется в 75000 рублей , то потребует около 3500, или немного больше. Разница настолько значительна, что долго раздумывать над выбором не приходится.

Кроме того, самодельные устройства обладают рядом значительных преимуществ , незаметных на первый взгляд, но значительно облегчающих эксплуатацию и увеличивающих срок службы установки:

высокая ремонтопригодность. Для человека, своими руками изготовившего сложное устройство, никаких проблем с ремонтом, настройкой или какими-либо конструктивными изменениями быть не может
возможность изменения рабочих параметров. Созданное устройство не удовлетворяет потребности пользователей? Причины этого вполне понятны изготовителю, который всегда может изменить характеристики установки, добавив нужные элементы или детали
срок службы самодельных установок практически неограничен. Любой узел, выработавший свой ресурс, заменяется на более свежий или мощный по необходимости. Установка, подвергающаяся постоянной модернизации и обновлению, в любом случае будет служить столько, сколько понадобится ее владельцу.

Часто звучат доводы о больших затратах времени и непредсказуемых результатах . Время уходит, это бесспорно. Результат полностью предсказать тоже невозможно, так как в расчет надо принимать совершенно неизвестные величины, а поведение воздушных потоков предсказать пока никто не в состоянии. Но большинство этих вопросов открыты и для купленного ветрогенератора, и, если его мощность окажется подобрана с ошибками, то деньги будут потрачены напрасно, чего не случается с самодельными комплектами.

Ветряк из двигателя от стиральной машинки

Одним из наиболее ответственных узлов ветрогенератора является генератор, устройство, превращающее вращательное движение вала в электроэнергию. Основные затраты времени и труда приходятся как раз на долю этого устройства. Для ускорения и получения более качественного результата большинство мастеров прибегают к небольшим хитростям - используют готовый генератор от автомобиля или электродвигатель.

Имеющиеся устройства подвергают некоторой модернизации, призванной увеличить производительность и адаптировать устройство к низким скоростям вращения. Необходимые конструктивные изменения сделать намного проще, чем собирать генератор полностью «с нуля» из подручных средств.

Из множества различных вариантов нередко используется двигатель от стиральной машинки. Такие устройства часто попадаются у домашних мастеров, привыкших сохранять исправные узлы от вышедшей из строя техники. Двигатель способен выдать около 2,5 кВт электроэнергии, надо лишь подвергнуть его некоторой модернизации, а именно - установить на ротор сильные неодимовые магниты. Эта процедура многократно увеличивает производительность, адаптирует генератор к низким скоростям вращения.

Для тех, кому не под силу такие операции, можно предложить другой вариант - покупку готового китайского магнитного ротора на 2,5 кВт. Он идеально подходит для статора двигателя от стиральной машинки, избавляет пользователя от трудоемкой процедуры установки магнитов. Наконец, покупка готового ротора гарантирует отсутствие ошибок, которые по неопытности допускают практически все новички.

Основным аргументом за приобретение готового ротора является практически одинаковая цена готового узла и набора неодимовых магнитов.

Получается, что время на пересылку практически одинаковое, затраты те же, но в результате получаем либо готовый ротор, либо набор магнитов, требующий установки. Решать, что удобнее, предстоит пользователям.

Выгоден ли ветрогенератор из стиральной машины?

Производительность такого ветряка составляет около 2,5 кВт электроэнергии . Этого количества хватит для обеспечения некоторых бытовых приборов, освещения. На отопление мощности не хватит, но настолько наши надежды и не распространялись.

Итак, устанавливая генератор из двигателя от стиральной машины, можно обеспечить электричеством потребности дачного домика, подключить телевизор, ноутбук, зарядить аккумуляторы, осветить участок и т.д. это вполне неплохо, учитывая полную автономность работы установки. Для участков, не имеющих подключения к централизованным сетям, такой вариант может стать неплохим решением проблемы.

Выгода от использования именно двигателя от стиральной машинки состоит в том, что устройство достается обычно совершенно бесплатно, точнее, это - остаток от выработавшей ресурс бытовой техники.

Расходы на создание комплекта приходятся лишь на приобретение сопутствующих приборов, аккумуляторов и т.д. переделка конструкции двигателя в генератор обходится относительно недорого, а в ряде случаев обходятся без использования сложного комплекса оборудования, подключая приборы пользования напрямую к генератору. Этот вариант годится не для всех пользователей, но для освещения или водокачки он подходит.

Как сделать генератор для ветряка из стиралки?

Рассмотрим вариант, когда по каким-либо причинам принято решение модернизировать имеющийся ротор, на не приобретать готовый. Для изготовления генератора требуется прежде всего разобрать двигатель и извлечь из него ротор. Его диаметр не позволяет установить магниты, поэтому надо установить деталь в патрон токарного станка и уменьшить диаметр на толщину магнитов.

Производя эту операцию, необходимо соблюдать точность и аккуратность. Ошибки приведут либо к затруднению (или невозможности) вращения, либо к снижению производительности из-за слишком большого зазора.

Магниты устанавливаются в определенном порядке. Полюса чередуются, поэтому для равномерности надо использовать четное число магнитов. Они наклеиваются на суперклей, расположение должно быть максимально равномерным, чтобы добиться оптимальной плотности магнитного поля. Наклеенные магниты заливают эпоксидной смолой для защиты от влаги, коррозии и механических воздействий. После застывания смолы генератор собирается и устанавливается на ветряк.

Особенности сборки своими руками

Кроме генератора для установки потребуются и другие элементы:

крыльчатка
узел вращения вокруг вертикальной оси для настройки на ветер

Эти узлы изготавливаются из подручных материалов, имеющихся в распоряжении мастера. Для изготовления некоторых из них потребуется некоторая техническая база (например, узел вращения вокруг вертикальной оси лучше всего заказать у токаря). Крыльчатку и хаб обычно собирают самостоятельно, используя оранжевую наружную канализационную трубу на 16. Шаблоны для изготовления лопастей имеются в сети, поэтому отдельно останавливаться на этом вопросе незачем.

Высота мачты должна обеспечивать максимальную эффективность использования потока ветра . Для установки рекомендуется выбирать место на возвышении - холме, пригорке или подходящем сооружении. Предварительно надо уточнить, нет ли ограничений по высоте мачт в данном регионе, чтобы избежать штрафных санкций.

В домашнем хозяйстве полезно иметь источник питания, который автономно обеспечит работу приборов в случае перебоев с электроэнергией в сети. Генератор из двигателя стиральной машины для зарядки аккумулятора, изготовленный своими руками, решит такую задачу.

Как сделать его из мотора устаревшей стиралки, расскажем пошагово. Заметим сразу: для этого нужны, помимо необходимых материалов и инструментов, технические знания и навыки, терпение и время. Зато экономия средств на покупку промышленного электрогенератора и полученные удобства оправдают затраты сил.

Как переделать двигатель в генератор

Главная сложность заключается в переделке ротора из асинхронного двигателя прямого привода. Рассмотрим это на примере стиральной машины «Вятка» мощностью 180 ватт.

Вам понадобятся:

пассатижи;
набор отверток;
слесарные ножницы;
холодная сварка;
токарный станок;
выпрямитель;
неодимовые магниты - 32 штуки, размерами 5, 10 и 20 мм (купите через интернет-магазин);
жесть;
клей;
наждачная бумага;
скотч;
эпоксидная смола;
защитные очки.

Со снятого и разобранного электродвигателя стиральной машинки-автомата снимите ротор. На токарном станке срежьте сердечник на глубину 2 мм и выточите пазы 5 мм глубиной под магниты согласно их размерам.

Для самодельного шаблона соответственно длине окружности вырежьте полоску жести по величине всей детали. С помощью шаблона сделайте разметку ротора для равномерного размещения магнитов. На один полюс (а всего их будет 4) пойдет 8 штук. Аккуратно и тщательно с помощью суперклея или холодной сварки закрепите на место.

Оберните все несколькими слоями бумаги, закрепив ее скотчем. Прорежьте отверстие для заливки эпоксидкой. После застывания оболочку снимите. На станке наждачной бумагой отшлифуйте поверхность.

Установите деталь в статор мотора.

Особенность генератора в том, что он вращается с большей скоростью, чем движок. Для решения этой задачи с помощью тахометра определите число оборотов вашего коллекторного двигателя. К полученному результату добавьте 10 процентов. Чтобы достичь вычисленного показателя, подберите конденсаторы соответствующей емкости. Они должны быть однофазными. Учитывайте, что устройство с короткозамкнутым ротором дает более высокое напряжение. Для получения на выходе 220 вольт примените понижающий трансформатор.

Тестирование

Вырабатываемый генератором, сделанным из коллекторного двигателя, ток подается на аккумулятор. Он соединен с контроллером заряда и модулем. За счет использования инвертора постоянного напряжения из сети он преобразует его в переменное для питания бытовых приборов. Чтобы узнать, дает ли ваше изделие необходимые 220 вольт и 50 герц, надо провести испытание.

Вам необходимы:

аккумулятор;
выпрямитель;
контроллер;
тестер.

Прозвонив ампервольтметром выводы обмотки мотора, найдите два действующих после переделки. Старые отрежьте.

Найденные контакты через выпрямитель соедините с контроллером. А последний - с клеммами аккумулятора.

Подсоедините дрель к ротору переходником и включите ее на 1000 оборотов. На входе аккумулятора замерьте тестером напряжение. Если все сделано и собрано правильно, оно будет искомым - 220 Вольт.

Важно! Проследите залипание обмотки. Если оно велико, мощность генератора будет низкой.

Возможности применения

Итак, создать собственноручно генератор удалось. Экономия при этом, по самым скромным подсчетам, составит более 4 000 рублей. Ведь в торговой сети он стоит от 6 000, а вы потратитесь только на приобретение магнитов (1 200–1 400 рублей). Сфера использования агрегата, дающего до 2 киловатт мощности, зависит от вашей фантазии и желания. Можно освещать дачный домик, подключив к мотору мотоцикла или бензопилы.