Es difícil no notar en qué se diferencia la estabilidad del suministro de electricidad a las instalaciones suburbanas del suministro de electricidad a los edificios y empresas urbanas. Admita que usted, como propietario de una casa o cabaña privada, se ha encontrado más de una vez con interrupciones, inconvenientes asociados y daños al equipo.
Las situaciones negativas enumeradas, junto con sus consecuencias, ya no complicarán la vida de los amantes de los espacios naturales. Además, con mínimos costes laborales y económicos. Para hacer esto solo necesitas hacer generador de viento electricidad, de la que hablamos en detalle en el artículo.
Hemos descrito en detalle las opciones para fabricar un sistema que sea útil en el hogar y elimine la dependencia energética. Según nuestros consejos, una persona sin experiencia puede construir un generador eólico con sus propias manos. Maestro de casa. Este práctico dispositivo le ayudará a reducir significativamente sus gastos diarios.
Fuentes alternativas La energía es el sueño de cualquier veraneante o propietario de una vivienda cuya parcela esté situada lejos de las redes centrales. Sin embargo, cuando recibimos facturas por la electricidad consumida en un apartamento de la ciudad y observamos el aumento de las tarifas, nos damos cuenta de que un generador eólico diseñado para necesidades del hogar, no nos haría daño.
Después de leer este artículo, tal vez hagas realidad tu sueño.
Generador de viento - Solución perfecta para proporcionar electricidad a una instalación suburbana. Es más, en algunos casos, instalarlo es la única solución posible.
Para no desperdiciar dinero, esfuerzo y tiempo, decidamos: ¿hay alguna? circunstancias externas, ¿qué nos creará obstáculos durante el funcionamiento del aerogenerador?
Para proporcionar electricidad a una casa de verano o una pequeña cabaña, es suficiente cuya potencia no supere 1 kW. En Rusia, estos dispositivos se equiparan a productos domésticos. Su instalación no requiere certificados, permisos ni aprobaciones adicionales.
Un generador de viento axial que funciona con imanes de neodimio se produjo por primera vez en masa en los países occidentales. Y estos no eran en absoluto productos de fábrica, sino el fruto del trabajo de los artesanos locales del garaje que pusieron a su servicio el fenómeno de la levitación. Estos modelos de molinos de viento deben su gran popularidad a la distribución masiva y al bajo coste de los imanes de neodimio. Poco a poco los componentes y esquemas de fabricación de acero se irán extendiendo por todo el mundo y actualmente el generador de viento axial magnético está ganando reconocimiento en todo el mundo. Federación Rusa. A continuación se muestra la secuencia de creación de uno de los modelos más exitosos de dicho molino de viento.
Proceso de creación del rotor.
El autor del desarrollo decidió convertir la base del generador en un buje de automóvil con discos de freno, ya que es potente, confiable y perfectamente equilibrado. Cuando empieces a hacer un molino de viento con tus propias manos, primero debes preparar la base del rotor (el cubo) y limpiarla de suciedad, pintura y grasa. Luego empieza a pegar los imanes permanentes. Para crear este generador eólico se utilizaron veinte de ellos en un disco. El tamaño de los imanes de neodimio era de 25x8 milímetros. Sin embargo, tanto su número como su tamaño pueden variar dependiendo de las metas y objetivos de una persona, su con mis propias manos creando un generador eólico. Sin embargo, para obtener una fase siempre será correcto igualar el número de polos con el número de imanes de neodimio, y para tres fases mantener la proporción de polos y bobinas: dos a tres o tres a cuatro.
Los imanes deben colocarse teniendo en cuenta la alternancia de polos y con la mayor precisión posible, pero antes de empezar a pegarlos, es necesario crear una plantilla de papel o dibujar líneas que dividan el disco en sectores. Para evitar mezclar los polos, hacemos marcas en los imanes. Lo principal es cumplir con el siguiente requisito: aquellos imanes que están uno frente al otro deben estar girados con polos diferentes, es decir, atraerse entre sí.
Los imanes se pegan a los discos con superpegamento y se rellenan. También es necesario hacer bordes a lo largo de los bordes de los discos y en su centro, ya sea envolviéndolos con cinta adhesiva o moldeándolos con plastilina para evitar que se extiendan. 
Fases, ¿cuál es mejor, tres o una?
Muchos amantes de los equipos eléctricos siguen el camino de menor resistencia y, para no molestarse, optan por un estator monofásico para molino de viento. Sin embargo, tiene una característica desagradable que neutraliza la facilidad de montaje: la vibración cuando se carga, debido a la variabilidad de la salida de corriente. Después de todo, la amplitud de dicho estator es abrupta, alcanza un máximo cuando los imanes de neodimio se encuentran encima de las bobinas y luego cae a un mínimo.
Pero cuando el generador está fabricado con un sistema trifásico, no hay vibraciones y el indicador de potencia del molino de viento tiene un valor constante. La razón de esta diferencia es que la corriente, que cae en una fase, al mismo tiempo aumenta en la otra. Como resultado, un generador eólico que funciona en un sistema trifásico puede ser hasta un 50% más eficiente que exactamente el mismo que utiliza un sistema monofásico. Y lo más importante, un generador trifásico cargado no produce vibraciones, por lo tanto, el mástil no da lugar a quejas sobre el generador eólico ante las autoridades supervisoras por parte de los malvados entre los vecinos, ya que no crea un zumbido molesto.
Método de bobinado para la bobina del estator de un molino de viento
Para que un generador eólico con imanes de neodimio de bricolaje funcione con la máxima eficiencia, se deben calcular las bobinas del estator. Sin embargo, la mayoría de artesanos prefieren hacerlos a ojo. Por ejemplo, un generador de baja velocidad capaz de cargar una batería de 12 V a partir de 100 - 150 rpm debe tener de 1000 a 1200 vueltas en todas las bobinas, divididas equitativamente entre todas las bobinas. Un aumento en el número de polos conduce a un aumento en la frecuencia de la corriente en las bobinas, por lo que el generador, incluso a bajas velocidades, produce más energía.
Las bobinas deben enrollarse con alambres más gruesos si es posible para reducir la resistencia en ellas. Esto se puede hacer con un mandril o con una máquina casera.
Para saber qué potencial de potencia tiene el generador, gírelo con una bobina, ya que dependiendo de cuántos imanes de neodimio estén instalados y cuál sea su grosor, este indicador puede diferir significativamente. Las mediciones se realizan sin carga al número de revoluciones requerido. Por ejemplo, si un generador a 200 rpm proporciona un voltaje de 30 V, teniendo una resistencia de 3 ohmios, entonces restamos 12 V (voltaje de alimentación de la batería) a 30 V y el resultado resultante es 18 dividido por 3 (resistencia en ohmios) Obtenga 6 (corriente en amperios), que irá del generador eólico para cargar la batería. Sin embargo, como muestra la práctica, debido a las pérdidas en los cables y en el puente de diodos, el indicador real que producirá el generador axial magnético será menor.
Para crear un generador eólico, es mejor tomar imanes en forma de rectángulo, ya que su campo se extiende a lo largo, a diferencia de los redondos, cuyo campo se concentra en el centro. Las bobinas suelen estar enrolladas de forma redonda, aunque es mejor hacerlas algo alargadas, lo que proporciona un mayor volumen de cobre en el sector, además de espiras más rectas. El agujero dentro de las bobinas debe ser igual o mayor que el ancho de los imanes.
El grosor del estator debe ser el mismo que el de los imanes. Su forma suele ser madera contrachapada, para mayor resistencia, se coloca fibra de vidrio debajo y encima de las bobinas, y se vierte todo. resina epoxica. Para evitar que la resina se pegue al molde, este último se lubrica con cualquier grasa o se utiliza cinta adhesiva. Primero se sacan los cables y se unen, luego los extremos de cada fase se conectan con un triángulo o un asterisco. 
Mástil para generador eólico
El mástil en el que se ubicará este generador puede tener una altura de 6 metros o más, cuanto más alto, mayor será la velocidad del viento. Se debe cavar un agujero debajo y verter una base de concreto, y se debe fortalecer la tubería para que el generador de viento axial magnético, hecho por usted mismo, pueda bajarse y subirse. Esto se puede hacer usando un polipasto mecánico.
hélice de turbina eólica
Está fabricado a partir de tubos de cloruro de polivinilo, cuyo diámetro óptimo para ello es de 160 mm. Por ejemplo, un generador eólico que funciona según el principio de levitación magnética, con un diámetro de dos metros y seis palas, con una velocidad del viento de 8 metros por segundo, es capaz de proporcionar una potencia de hasta 300 W.
¿Cómo aumentar la potencia de un molino de viento?
Se pueden utilizar imanes para levantar. Simplemente pegue uno más del mismo imán o más delgado en los imanes que ya están instalados. Otro método se basa en instalar núcleos metálicos, llamados placas de transformador, en bobinas. Esto garantizará un mayor flujo magnético en la bobina, pero provocará un ligero pegado, que, sin embargo, no se siente en absoluto en la hélice de seis palas. Un generador eólico de este tipo arranca con un viento de 2 m/s. Gracias al uso de núcleos, el generador recibió un aumento de potencia de 300 a 500 W/h con un viento de 8 m/s. También debe prestar atención a la forma de las palas: las más mínimas imprecisiones reducen la potencia.
Una idea cara y no siempre del todo eficaz. Las muestras de turbinas eólicas disponibles comercialmente tienen una vida útil limitada, baja mantenibilidad y precio elevado. Comprar un kit de este tipo está fuera del alcance de muchos usuarios potenciales. La salida es que cuesta mucho menos y te permite conseguir un dispositivo con alta eficiencia y productividad.
Tiene una alta mantenibilidad y, como resultado, una larga vida útil. A menudo, durante la operación, el diseño se moderniza, se mejora y se lleva a los parámetros más altos posibles, lo que no se puede hacer con los kits de fábrica.
Generadores eólicos de baja velocidad
Los diseños de turbinas eólicas más atractivos para la mayoría de las regiones de Rusia son aquellos que ofrecen un alto rendimiento con vientos débiles y medios. Se caracterizan por la capacidad de comenzar a girar a velocidades de flujo bajas, produciendo suficiente voltaje para alimentar los dispositivos de consumo.
Producción de energía en tales dispositivos es producido por generadores adaptados para trabajar con turbinas eólicas. La especificidad del diseño de tales generadores es su alta sensibilidad, ya que el dispositivo está diseñado inicialmente para funcionar a bajas velocidades de rotación.
Para garantizar el modo de funcionamiento especificado, es necesario excluir del diseño el devanado de excitación y reemplazarlo con imanes permanentes. Como resultado, no será necesario suministrar voltaje para formar electroimanes y la inducción se volverá más estable, independientemente de la fuente de energía en el devanado del rotor. Además, no será necesario un conjunto de escobillas que suministre energía al devanado de campo.
Fabricación de un rotor de imán permanente.
Diseño de generador de imanes permanentes. en algunos aspectos más sencillo que con la excitación electromagnética. La creación de un dispositivo de este tipo se puede llevar a cabo sobre la base de un generador ya preparado o utilizando materiales de desecho.
Modificación de un generador de coche.
Crear un rotor de imán permanente requiere una intervención bastante seria en el diseño. Es necesario reducir el diámetro por el espesor de los imanes más el espesor del manguito de acero, que se coloca en el rotor para formar un flujo magnético continuo y al mismo tiempo sirve como plataforma de aterrizaje para los imanes. Algunos expertos prescinden del manguito, instalando imanes de diámetro reducido directamente en el rotor y fijándolos con epoxi.
El proceso de fabricación requiere participación. Equipo de producción. EN torno Se sujeta el rotor y se retira la capa con cuidado para que los imanes instalados giren con un espacio mínimo, pero con bastante libertad. Los imanes están instalados en las placas del rotor con polaridad alterna.
El mayor efecto se puede conseguir instalando imanes de tamaño relativamente pequeño dispuestos en filas en dirección longitudinal. Se consigue un flujo magnético suave y potente, actuando sobre los devanados de potencia del estator con densidad uniforme en todos los puntos.
Hacer un rotor a partir de un cubo y un disco de freno.
El método considerado se aplica a generadores prefabricados que requieren cambios menores de diseño. Estos dispositivos incluyen generadores de automóviles, que los diseñadores aficionados suelen utilizar como dispositivo básico. A menudo, los generadores se montan de forma totalmente independiente, sin necesidad de dispositivo terminado.
En tales casos, actúan de manera algo diferente. La base es un buje de coche con disco de freno. Está bien equilibrado, es duradero y se adapta a determinados tipos de cargas. Además, el tamaño del buje permite colocarlo alrededor de la circunferencia. Número grande imanes, lo que le permite obtener voltaje trifásico.
Los imanes con polaridad alterna se colocan a una distancia equidistante del centro. Obviamente, el número más alto se puede establecer pegándolos lo más cerca posible del borde exterior. El indicador más preciso será el tamaño de los imanes, que determinará la posibilidad de colocación a una determinada distancia. El número de imanes debe ser uniforme para que no se rompa el ritmo de alternancia de polos durante la rotación.
El pegado de los imanes al cubo se realiza con cualquier pegamento, la mejor opción es resina epoxi, con la que se rellenan completamente los imanes. Esto los protege de la humedad o del estrés mecánico. Antes de verter, se recomienda hacer un borde de plastilina a lo largo del borde del cubo para evitar que el epoxi fluya hacia abajo desde el cubo.
Diseño de un generador en un centro de automóvil. más conveniente de fabricar turbina eólica vertical. Cabe destacar que se puede utilizar un esquema similar sin un concentrador, en un disco cortado de madera contrachapada normal. Este diseño es mucho más ligero, te permite elegir. tamaño conveniente, qué está haciendo posible creación dispositivo sensible y productivo.
Molino de viento con generador axial sobre imanes de neodimio.
Los imanes más fuertes con parámetros óptimos para su uso en el diseño de generadores son Imanes de neodimio. Son algo más caros que los convencionales, pero son muchas veces superiores y permiten crear un dispositivo potente en un tamaño relativamente compacto.
No hay una diferencia fundamental en el diseño. Los imanes de neodimio se fabrican en varios factores de forma, lo que le permite elegir la opción que más le convenga: barras delgadas y alargadas, forma de tableta, cilindros, etc. Si se utiliza un rotor de metal, entonces no es necesario pegar los imanes, ellos mismos se fijan a la base con fuerza. Ya solo queda rellenarlos con epoxi para protegerlos de la corrosión.
La forma más sencilla de adquirir este tipo de imanes es a través de Internet; al mismo tiempo, puede elegir inmediatamente la forma que más le convenga.
Fabricación de estatores
El estator es la parte estacionaria del generador que transporta el devanado de potencia que induce la corriente eléctrica. Dependiendo del tipo de diseño, el estator se puede utilizar a partir de un dispositivo ya preparado (por ejemplo, de un generador de automóvil) o hacerlo usted mismo desde cero. La técnica de fabricación es diferente en cada caso, pero el principio sigue siendo general: las bobinas que generan corriente alterna se encuentran a lo largo del círculo que rodea el rotor giratorio.
En modificaciones del generador del coche a veces no se tocan los devanados de potencia, prefiriendo cambiar el diseño del rotor y dejarlo así. La mayoría de las veces, la razón de esto es una mala formación técnica o teórica, cuando el maestro tiene una idea muy vaga de cómo se hacen exactamente esas cosas. Echemos un vistazo más de cerca a la pregunta:
Seleccionar el número de fases
Muchos artesanos intentan facilitar su tarea fabricando un generador monofásico. EN en este caso la simplicidad es muy cuestionable, ya que el ahorro de esfuerzo se logra sólo en la etapa de bobinado de las bobinas. Pero durante el funcionamiento se obtiene un efecto desagradable: la amplitud del voltaje tiene una apariencia clásica, razón por la cual la corriente rectificada tiene una estructura pulsante.
Los saltos están contraindicados para las baterías; crean un impacto negativo en todos los componentes del complejo y contribuyen a una falla rápida. Aparecen vibraciones que pueden provocar quejas de los vecinos, según una fuente malestar para personas o animales.
El diseño trifásico, por el contrario, tiene una envolvente más blanda, en estado rectificado la corriente prácticamente no tiene desviaciones. La potencia del dispositivo es estable, las partes mecánicas y eléctricas de la unidad se mantienen en buen estado de funcionamiento.
La elección entre un dispositivo trifásico y monofásico definitivamente debe hacerse en la dirección de un diseño trifásico. El número de bobinas enrolladas aumenta, pero el número de vueltas no es tan grande como para renunciar a un mejor resultado debido a un ilusorio ahorro de tiempo.
Modificación del estator del autogenerador.
tiene listo bobinas de potencia, apretados en los canales del estator. Para obtener un resultado de alta calidad, es necesario cambiar la sensibilidad del estator, ya que la velocidad nominal del motor de un automóvil está en el rango de 2000-3000 rpm, y en su punto máximo puede aumentar a 5000-6000 rpm. Un molino de viento no es capaz de producir tales parámetros y el uso de un engranaje de sobremarcha reducirá significativamente la potencia del impulsor.
La solución al problema es aumentar el número de vueltas, para lo cual se desmontan los devanados viejos y se enrollan otros nuevos en su lugar, con un número grande vueltas de alambre más delgado. Al mismo tiempo, no puedes usar demasiado. cable delgado, ya que a medida que aumenta el número de vueltas, también aumenta la resistencia, haciendo que el generador sea menos productivo. Es necesario observar el “medio dorado”, aumentando la cantidad con cuidado, sin excesivo celo.
¡Importante! Esta operación requiere cálculo, pero en la práctica se realiza con mayor frecuencia de manera simple: se enrollan tantas vueltas como la estructura del estator puede acomodar. El resultado suele ser positivo, ya que no se podrán dar cabida a demasiadas vueltas.
Fabricación de estator de tipo axial.
Este diseño es adecuado para un generador de tipo axial, cuyo rotor está hecho de un cubo y disco del freno de la rueda de un coche. El estator tiene la forma de un disco plano, alrededor de cuya circunferencia se encuentran los devanados de potencia. Deben estar enrollados con un cable lo suficientemente grueso como para que el número de vueltas sea suficiente, pero la resistencia no reduzca la eficiencia de la estructura. El número de bobinas es múltiplo de tres, por lo que cada fase tiene el mismo número.
Están conectados entre sí mediante una estrella, para cada fase están conectados 1, 4, 7, 10, etc. Al enrollar un estator monofásico, cada bobina se enrolla en la dirección opuesta: la primera en el sentido de las agujas del reloj, la segunda en el sentido contrario a las agujas del reloj, luego nuevamente en el sentido de las agujas del reloj, etc. están conectados en serie.
El estator terminado se instala coaxialmente con el rotor. El espacio entre las bobinas y los imanes de neodimio debe ser mínimo, pero el rotor se mueve libremente, sin contacto con las bobinas.
Para protegerlas de la humedad, el polvo u otras influencias, las bobinas suelen estar rellenas de resina epoxi. Para ello, primero se hace a lo largo del borde exterior del disco del estator un borde de plastilina con una altura ligeramente superior a la capa de relleno.
Conjunto de impulsor
El impulsor debe proporcionar la máxima sensibilidad. Antes de empezar a construir un aerogenerador, conviene estudiar en detalle la situación meteorológica de la región, la dirección y velocidad de los vientos predominantes, la frecuencia y fuerza de las ráfagas y la posibilidad de huracanes. Esta información le ayudará a elegir el diseño de molino de viento más adecuado (vertical u horizontal, tamaño, número de palas, etc.).
Creando un impulsor hecho de material disponible según los parámetros del generador. El tamaño de las aspas debe permitir que la rotación comience a velocidades de flujo bajas, pero no crear una obstrucción excesivamente grande. Esto reducirá el riesgo de que el mástil se caiga durante una fuerte ráfaga o borrasca.
Las regiones con vientos inestables y que cambian con frecuencia (que son la mayoría en Rusia) son más adecuadas para la explotación. estructuras verticales. Las turbinas eólicas horizontales se consideran más eficientes, pero requieren instalación en mástiles altos, lo que genera problemas de mantenimiento.
El impulsor del generador eólico debe estar bien equilibrado y firmemente conectado. Está prohibido instalar el kit en el tejado de una casa, especialmente si en ella viven varias familias. Se recomienda elegir lugar abierto en una colina cerca de la casa para que la longitud del cable no cree mucha resistencia. No debe haber obstáculos cerca, árboles altos o edificios que bloqueen el flujo directo del viento.
Cómo hacer un generador de baja velocidad para un molino de viento con imanes de neodimio. generador casero para un molino de viento, diagramas, fotos, videos.
Para la fabricación de molino de viento casero En primer lugar, se requiere un generador, y es preferible uno de baja velocidad. Éste es el principal problema: encontrar un generador de este tipo es bastante difícil. Lo primero que me viene a la mente es coger un generador de coche estándar, pero todos los generadores de coche están diseñados para altas velocidades; la carga de la batería comienza a 1000 rpm. Si instala un autogenerador en un molino de viento, será difícil alcanzar tales velocidades, será necesario hacer una polea adicional con transmisión por correa o cadena, todo esto complica y hace que la estructura sea más pesada.
Un molino de viento requiere un generador de baja velocidad, Mejor opción Generador de tipo axial con imanes de neodimio. Dado que no existen tales generadores Precio pagable Prácticamente no hay disponibles comercialmente, usted mismo puede fabricar un generador axial.
En este caso, el estator será un disco con bobinas, el rotor serán dos discos con imanes permanentes. Cuando el rotor gira, en las bobinas del estator se generará la corriente que necesitamos para cargar las baterías.
Generador casero: hacer un estator.
El estator, la parte estacionaria del generador, consta de bobinas que se colocan frente a los imanes del rotor. Tamaño interior las bobinas suelen ser iguales tamaño externo imanes que se utilizan en el rotor.
Se puede fabricar un dispositivo sencillo para enrollar bobinas.
El espesor del alambre de cobre para las bobinas es de aproximadamente 0,7 mm, el número de vueltas en las bobinas debe contarse individualmente, el número total de vueltas en todas las bobinas debe ser al menos 1200.
Las bobinas se colocan en el estator, los terminales de la bobina se pueden conectar de dos maneras, dependiendo de cuántas fases tendrá el generador.
Un generador trifásico será más eficiente que un generador eólico, por lo que se recomienda conectar las bobinas en forma de estrella.
Para fijar las bobinas al estator, se rellenan con resina epoxi. Para hacer esto, debe hacer un molde para verter con un trozo de madera contrachapada para que la resina líquida no se esparza, debe hacer los lados con plastilina o material similar. En esta etapa, es necesario prever orejetas para fijar el estator.
Es importante que quede perfecto. plano liso Por lo tanto, antes de verter, la matriz con bobinas debe instalarse sobre una superficie plana. Antes del vertido, las bobinas deben comprobarse cuidadosamente con un multímetro y colocarse sobre la matriz en círculo de tal manera que los imanes del rotor queden opuestos a las bobinas.
Se vierte resina epoxi líquida en la matriz hasta el nivel del borde de las bobinas, antes de verter el molde se debe lubricar con vaselina.
Cuando la resina se haya endurecido por completo, desmontamos la matriz y retiramos el estator terminado con las bobinas.
El estator se fija a la carcasa del generador mediante pernos o espárragos con tuercas.
En este diseño, el rotor será de doble cara, el estator con bobinas estará en el medio entre los discos giratorios con imanes.
En cada disco central, los imanes deben colocarse en círculo, alternando los polos en secuencia.
Cuando se instalan los discos del rotor, los imanes deben estar dirigidos entre sí con polos diferentes.
Los imanes deben pegarse a los discos con superpegamento y rellenarse con resina epoxi, la parte superior de los imanes debe permanecer descubierta.
Realización de un rotor para un generador de vídeo casero.
Para fijar el estator al generador eólico, debe hacer una base de metal, el estator se fija mediante pernos o pernos.
Montamos toda la estructura, mientras que es necesario dejar un espacio mínimo entre el estator y el rotor, cuanto menor sea el espacio, más eficientemente generará energía el generador. Se debe conectar un puente de diodos a la salida de las bobinas.
Como resultado, obtendrá un generador axial que utiliza imanes de neodimio. Un generador casero puede funcionar a bajas velocidades y aun así producir suficiente energía para cargar baterias, lo cual es importante al instalar un generador eólico en áreas donde prevalecen vientos débiles.
Vídeo del generador de molino de viento.
Vídeo de generador casero para molino de viento de 2,5 kW.
El imán de neodimio es un metal de tierras raras que es resistente a la desmagnetización y tiene la capacidad de magnetizar ciertos materiales. Utilizado en la fabricación dispositivos electrónicos(discos duros de ordenadores, detectores de metales, etc.), medicina y energía.
Los imanes de neodimio se utilizan en la fabricación de generadores que funcionan en varios tipos Instalaciones que generan corriente eléctrica.
Actualmente, los generadores fabricados con imanes de neodimio se utilizan ampliamente en la fabricación de aerogeneradores.
Características principales
Para determinar la viabilidad de fabricar un generador utilizando imanes de neodimio, es necesario considerar las características principales. de este material, que son:
- Inducción magnética EN- fuerza característica de un campo magnético, medida en Tesla.
- Inducción magnética residual hermano- la magnetización que posee un material magnético cuando la intensidad del campo magnético externo es cero, medida en Tesla.
- Fuerza magnética coercitiva HC— determina la resistencia del imán a la desmagnetización, medida en amperios/metro.
- energía magnética (BH)máx.- caracteriza la fuerza del imán.
- Coeficiente de temperatura de la inducción magnética residual. Tc de Br.– determina la dependencia de la inducción magnética de la temperatura ambiente, medida como porcentaje por grado Celsius.
- Temperatura máxima de funcionamiento Tmáx— define el límite de temperatura en el que un imán pierde temporalmente sus propiedades magnéticas, medida en grados Celsius.
- Temperatura curie Tcur— define el límite de temperatura en el que un imán de neodimio se desmagnetiza completamente, medido en grados Celsius.
La composición de los imanes de neodimio, además del neodimio, incluye hierro y boro y, según su porcentaje, el producto resultante, el imán terminado, se diferencia en clases, diferenciándose en las características indicadas anteriormente. Se producen en total 42 clases de imanes de neodimio.
Las ventajas de los imanes de neodimio que determinan su demanda son:
- Los imanes de neodimio tienen los parámetros magnéticos más altos Br, Hsv, Hcm, VN.
- Estos imanes tienen un coste menor en comparación con metales similares que contienen cobalto.
- Tienen la capacidad de funcionar sin pérdida de características magnéticas en el rango de temperatura de –60 a +240 grados Celsius, con un punto Curie de +310 grados.
- A partir de este material se pueden fabricar imanes de cualquier forma y tamaño (cilindros, discos, anillos, bolas, varillas, cubos, etc.).
Generador eólico sobre imanes de neodimio con una potencia de 5,0 kW.
Actualmente, las empresas nacionales y extranjeras utilizan cada vez más imanes de neodimio en la fabricación de generadores de baja velocidad. corriente eléctrica. Así, Salmabash LLC, Gatchina, región de Leningrado, produce generadores de imanes permanentes similares con una potencia de 3,0 a 5,0 kW. Apariencia de este dispositivo se da a continuación:
La carcasa y las tapas del generador son de acero, posteriormente recubiertas. materiales de pintura y barniz. La carcasa está equipada con fijaciones especiales que permiten fijar el dispositivo eléctrico al mástil de soporte. Superficie interior procesada capa protectora, evitando la corrosión del metal.
El estator del generador está hecho de placas de acero eléctrico.
El devanado del estator está hecho de alambre esmaltado, lo que permite que el dispositivo funcione durante mucho tiempo con carga máxima.
El rotor del generador tiene 18 polos y está montado sobre soportes de cojinetes. En el borde del rotor se colocan imanes de neodimio.
El generador no requiere refrigeración forzada, que se realiza de forma natural.
Características técnicas del generador de 5,0 kW:
- Potencia nominal – 5,0 kW;
- Frecuencia nominal: 140,0 rpm;
- Rango de rotación operativa: 50,0 – 200,0 rpm;
- Frecuencia máxima – 300,0 rpm;
- Eficiencia – no menos del 94,0%;
- Refrigeración – aire;
- Peso: 240,0 kg.
El generador está equipado con una caja de terminales a través de la cual se conecta a la red eléctrica. La clase de protección corresponde a GOST 14254 y tiene un grado de IP 65 (diseño a prueba de polvo con protección contra chorros de agua).
El diseño de este generador se muestra en la siguiente figura:
donde: 1 cuerpo, 2 cubiertas inferiores, 3 cubiertas superiores, 4 rotores, 5 imanes de neodimio, 6 estatores, 7 devanados, 8 mitades de acoplamiento, 9 sellos, 10,11,12 cojinetes, 13 - caja de terminales.
Ventajas y desventajas
Las ventajas de los aerogeneradores fabricados con imanes de neodimio incluyen las siguientes características:
- Alta eficiencia de los dispositivos, lograda minimizando las pérdidas por fricción;
- Larga vida útil;
- Sin ruidos ni vibraciones durante el funcionamiento;
- Costos reducidos de instalación e instalación de equipos;
- Autonomía de funcionamiento, permitiendo el funcionamiento sin mantenimiento constante de la instalación;
- Posibilidad de autoproducción.
Las desventajas de tales dispositivos incluyen:
- Costo relativamente alto;
- Fragilidad. Con fuerte influencia externa(impacto), un imán de neodimio puede perder sus propiedades;
- Baja resistencia a la corrosión, que requiere un recubrimiento especial de imanes de neodimio;
- Dependencia régimen de temperatura trabajo - cuando se expone a altas temperaturas, los imanes de neodimio pierden sus propiedades.
Como hacerlo tu mismo
Un generador eólico basado en imanes de neodimio se diferencia de otros diseños de generadores en que puede fabricarse fácilmente de forma independiente en casa.
Como regla general, toman como base un cubo de automóvil o poleas de transmisión por correa, que se limpian previamente si se usan repuestos y se preparan para el trabajo.
Si es posible fabricar (girar) discos especiales, es mejor elegir esta opción, porque... en este caso no es necesario ajustar dimensiones geométricas Enrollamos las bobinas al tamaño de las piezas utilizadas.
Conviene adquirir imanes de neodimio, para lo cual puede utilizar Internet o los servicios de organizaciones especializadas.
V.G. Yalovenko propone para su consideración una de las opciones para fabricar un generador con imanes de neodimio, utilizando discos especialmente fabricados para estos fines. (Ucrania). Este generador se fabrica en la siguiente secuencia:
- Se mecanizan dos discos con un diámetro de 170,0 mm en chapa de acero con un orificio central y un chavetero.
- El disco está dividido en 12 segmentos y se hacen las marcas correspondientes en su superficie.
- Los imanes se pegan en los segmentos marcados para que se alterne su polaridad. Para evitar errores (en polaridad), es necesario marcarlos antes de aplicar la pegatina.
- El segundo disco se fabrica de forma similar. El resultado es la siguiente construcción:
- La superficie de las reivindicaciones está rellena de resina epoxi.
- Se enrollan 12 bobinas de 55 vueltas cada una con alambre (alambre esmaltado) marca PETV o un análogo, con una sección transversal de 0,95 mm 2 .
- Se realiza una plantilla sobre una hoja de madera contrachapada o papel que corresponde al diámetro de los discos utilizados, que también se divide en 12 sectores.
Las bobinas se colocan en segmentos marcados, donde se fijan (cinta aislante, cinta adhesiva, etc.) y se desconectan secuencialmente entre sí (el extremo de la primera bobina se conecta al comienzo de la segunda, etc.). el resultado es la siguiente construcción
- Se fabrica una matriz de madera (tablero, etc.) o madera contrachapada, en la que las bobinas colocadas según una plantilla se pueden rellenar con resina epoxi. La profundidad de la matriz debe corresponder a la altura de las bobinas.
- Las bobinas se colocan en una matriz y se rellenan con resina epoxi. El resultado es la siguiente pieza de trabajo:
- De tubo de acero Con un diámetro de 63,0 mm, se fabrica un cubo con una unidad de montaje para el eje del generador que se está fabricando. El eje está montado sobre cojinetes instalados dentro del cubo.
- Hecho del mismo tubo. mecanismo giratorio, asegurando la orientación del generador de acuerdo con los flujos de viento.
- Los repuestos fabricados se colocan en el eje. El resultado es el siguiente diseño, más un mecanismo giratorio:
