Самодельные генераторы на постоянных магнитах.

   Сегодня, тема генерации электричества очень актуальна среди простых пользователей. Причина тому не только постоянный рост цен на энергоносители, но и желание людей жить в отдаленных местах, где нет систем централизованного энергоснабжения.
   Многие люди уже пытаются использовать альтернативные источники энергии. Но, к сожалению, не всем по карману цена на готовые промышленные установки. Поэтому у многих энтузиастов возникает желание самостоятельно собрать либо ветряк, либо водяную турбину и т.п.
   Но просто получить механическую энергию мало, нужно её ещё превратить в электричество. И тут очень важно знать каким именно должен быть этот преобразователь или – генератор.  

  Несколько лет назад я столкнулся с проблемой отсутствия на рынке готовых решений по генераторам малой мощности. Изучив эту тему в интернете я нашел массу схем для самостоятельного изготовления генератора вращения как однофазного, так и трехфазного. Последний конечно заинтересовал больше.

  Через пару месяцев, после нескольких переделок и приобретения практического опыта, у меня получился довольно практичный и компактный генератор.

    После чего стал получать массу писем с просьбой рассказать подробнее о его конструкции. К сожалению, не у всех сегодня хватает силы воли, а может времени, дочитать все до конца и сложить четкий план действий для самостоятельной постройки мини-генератора.
    Поэтому, я решил снять серию видео-уроков по самостоятельному изготовлению простых ручных генераторов. Первые ролики получились по пол часа каждый, но я уже пытался ужаться как мог, что бы было хоть как то более менее понятно и увлекательно.
   В первом видео-уроке я показываю способ постройки простого ручного генератора для подзарядки мобильника, фонарика и т.п. с мощностью в пределах 2-3 Вт.

 

 Во втором ролике, я уже предлагаю построить трехфазный генератор на неодимовых магнитах, который может существенно увеличить мощность и КПД преобразования мускульной(ветровой и т.д.) энергии в электричество.

 

    Надеюсь, эти познавательные видео придадут сил и энтузиазма всем, кто может и хочет что то сделать своими руками.

  Этот генератор способен работать в широком диапазоне мощностей и оборотов. Им можно заряжать как мелкие электронные устройства, с мощностью в пределах нескольких Вт, так и более прожорливых потребителей, типа ноутбуков и автомобильных аккумуляторов. Его можно вращать как мускульной силой человека, так и встраивать в самодельные ветроустановки, гидротурбины и т.п.

              Теперь обо всем подробнее.
   Трехфазный генератор, это ничто иное, как однофазный с двумя дополнительными обмотками, смещенными относительно первой.

   Существует две схемы соединения фаз в 3-х-фазных генераторах: "звезда" и "треугольник". Треугольник дает меньшее напряжение, но больший ток. Звезда наоборот – большее напряжение и меньший ток.

При расчёте используется коэффициент равный квадратному корню из 3х (примерно 1,732).       Каждый набор обмоток – это фаза генератора. Поэтому когда вы измеряете напряжение, ток или сопротивление одного набора обмоток, это будут параметры одной фазы. Когда вы знаете параметры одной фазы, можно посчитать параметры "звезды" и "треугольника". Напряжение для замеров может сниматься с любых двух из трех выходов генератора.

   На нашем тестовом генераторе, например, одна фаза выдает 22В и 10А, в этом случае выход "звезды" будет 38,1В (22*1,732) и 10А. Ток остался таким же как и у одной фазы, т.к. при соединении "звездой" фазы соединяются последовательно. При соединении "треугольником" мы получим 22В и 17,32А (10*1,732). Если посчитать мощность двух схем, то получится: 22*17,32=381Вт и 38,1*10=381Вт. И в чем же преимущества каждой схемы?

   Обычно сопротивление "треугольника" в 3 раза ниже чем сопротивление "звезды". А т.к. по обмоткам течет ток, то будут и потери мощности.

  Сопротивление «звезды» нашего генератора составляет 1,5 ом, можем посчитать выходную мощность. При 600 об/мин и соединении "звездой" мы получили напряжения 38В. Это около 16 об/мин на 1В. Т.о. на 1000 об/мин мы можем получить 62,5В. Вычтем напряжение заряжаемого аккумулятора (12,6В) получим 49,9В на выходе. При сопротивлении 1,5 Ом ток будет 49,9/1,5=33,26А. Т.о. на нагрузке получим мощность 33,26*12,6=419 Вт. Не так уж и плохо.

     Теперь для "треугольника". На выходе мы получаем 22В при тех же оборотах (около 27 об/мин на 1В). На 1000 об/мин мы получим 37В. Минус 12,6В на батарее, итог: 24,4В. Сопротивление "треугольника" 0,5 Ом, Ток: 24,4/0,5=48,8А, а мощность: 48,8*12,6=614Вт. Почти на 200 Вт больше!!!

    Преимущество "звезды" в более высоком напряжении при более низких оборотах, что означает, что наш тестовый генератор сможет начать заряжать аккумулятор на 12,6В уже при 200 об/мин. "Треугольнику" для начала заряда понадобится достичь 340 об/мин.

    Но при этому, преимущество треугольника в том, что, достигнув более высоких оборотов, он сможет выдать более высокую мощность.

  Теперь надо соединить выходы и преобразовать переменный ток в постоянный для зарядки аккумуляторов. Ниже показаны две различные схемы соединения 3-х-фазных генераторов: "звезда" и "треугольник" и два разных типа выпрямителей для них: на диодах и готовых диодных мостах (диодные сборки для однофазных выпрямителей). Любой из представленных выпрямителей может использоваться для каждой конфигурации фаз.  

    И напоследок, несколько фактов о 3-х-фазном генераторе.

    - Большинство современных генераторов в мире – 3-х-фазные.
   - Концепция 3-х фаз изначально была предложена Никола Тесла, он и доказал их превосходство над однофазными.
    - В одном диапазоне мощностей три фазы обычно на 150% более эффективны одной.
   - В однофазных системах мощность падает до нуля 3 раза за каждый оборот генератора, в 3-х-фазных – падение мощности до нуля в течение оборота не происходит. Мощность, подаваемая на нагрузку одинакова в любой момент.
   - В 3-х-фазном генераторе сечение проводов может быть на 25% меньше чем сечение проводов в однофазном при одинаковой мощности.

   Итак, три фазы, это не намного сложнее одной, но гораздо более эффективно!!!