Как сделать генератор электрического тока в домашних условиях

Как сделать генератор электрического тока в домашних условиях

Электрический генератор – это устройство, предназначенное для получения электроэнергии, расходуемой на конкретные цели. Самодельный аппарат способен выполнять функцию источника лишь при соблюдении определенных условий. Собрать его полностью «с нуля» дома вряд ли удастся. Единственный способ изготовить электрогенератор своими руками – использовать для этих целей другие, работающие по тому же принципу механизмы. Больше всего подходит старый двигатель от мотоблока или ветряной установки. Работы по сборке потребуют больших затрат сил и средств, а также наличия определенного опыта. Если полной уверенности в удаче нет – лучше всего приобрести хоть и дорогое, но эффективно работающее фирменное изделие.

Принцип работы генератора

В основе работы бензинового генератора для вырабатывания электричества положены явления электромагнитной индукции, изучаемые ещё в школьном курсе физики. Суть заключается в том, что через электромагнитное облако проходит проводник и получает импульс, который впоследствии перерабатывается в ток постоянного характера. Все операции следуют друг за другом:

  1. Одним из составляющих генератора является двигатель. Его задача — вырабатывание электроэнергии посредством сжигания топлива, чаще всего бензина или дизтоплива.
  2. Сжигаемое топливо вырабатывает продукты горения, то есть газ, под давлением которого начинает вращаться коленвал.
  3. Назначение коленчатого вала — передача импульса ведомому валу, который на выходе предоставляет некоторое количество электроэнергии.

Общая картина ясна, но необходимо понимать, что положительный результат гарантирован только в том случае, если правильно выполнены расчёты и соединения основных конструктивных частей.

Генераторы существуют разной мощности. Потребление топливных ресурсов также отличается. Но, независимо от перечисленных параметров, основополагающими являются две составляющих: ротор и статор. Якорь используется для создания электромагнитных полей, именно поэтому состоит из магнитов, равноудалённых от сердечника. Назначение статора — приведение в движение ротора и регулировка состояния электромагнитных полей.

В зависимости от того, как совершает вращение ротор, генераторы бывают синхронного и асинхронного типа. Синхронные считаются более капризными, так как восприимчивы к изменениям напряжения. Отличаются они и сложностью конструкции. Выигрышны в этом отношении асинхронные электрогенераторы. Они имеют довольно солидный перечень технических характеристик.

Процесс сборки генератора своими руками

Собрать асинхронный электрогенератор, в принципе, не составляет труда, если подойти к процессу со всей ответственностью. Для начала необходимо собрать все конструктивные элементы, которые понадобятся для сборки устройства:

  • Двигатель. Этот генераторный элемент можно изготовить самостоятельно, но процесс настолько длителен и кропотлив, что легче использовать бывший в употреблении мотор из какого-нибудь старого бытового прибора (оптимально подойдет стиральная машина или дренажный насос).
  • Статор. Лучше купить полностью собранный статор (уже с обмоткой).
  • Электропровода, в дополнении к которым также понадобится изолента.
  • Трансформатор. Необязательный элемент, который необходим лишь в том случае, когда энергия на выходе имеет разную мощность.

Бывший в употреблении мотор

Перед тем как осуществлять сборку, вычисляем мощность будущего генератора. Для этого необходимо лишь подключить двигатель к сети и тахометром определить скорость его вращения. К полученной величине прибавляем 10% (компенсаторная величина, которая предотвратит перегрев устройства).

Совет. Так как генератор непосредственно связан с производством электричества, необходимо обязательно заземлить его. Отсутствие такового может привести не только к быстрому износу устройства, но и к его превращению в устройство опасное для жизни.

Вычислив мощность, подбираем подходящие конденсаторы и подключаем их в определенной последовательности по одной из схем, которые можно найти в свободном доступе в интернете.

Создавая электрогенератор в домашних условиях, будьте готовы к тому, что он (в большинстве случаев) не сможет конкурировать с заводскими моделями по производительности. Пытаться воплощать идею в жизнь стоит лишь в тех случаях, когда:

  • имеются соответствующие навыки и знания в области электроники и механики;
  • уже были успешные попытки создания подобных устройств;
  • на руках имеется все необходимое оборудование и приборы для точных вычислений;
  • есть опыт в чтении электросхем, а также умение осуществлять расчеты при конструировании электроприборов.

Приступаем к сборке агрегата

Этап первый: закрепляем двигатель от мотокосы

Для начала берем отрезок доски и обрезаем ее предварительно по размеру нашей станины. Желательно брать увесистый материал, чтобы наше оборудование имело прочную и надежную основу.

Размечаем положение двигателя от мотокосы. С помощью шаблона из бумаги размечаем точно отверстия, засверливая их дрелью или шуруповертом.

Примеряем оба двигателя на станине. Отсоединяем топливный бачок, и на посадочные места закрепляем двигатель от мотокосы.

Этап второй: крепим движок постоянного тока

Размечаем положение движка. Расстояние от обеих валов двигателей должно быть несколько сантиметров, чтобы избежать трения между ними.

Центруем валы наших движков. Расхождение по центрам проще всего откорректировать какими-либо прокладками, или же попросту подправить посадочное место на деревянной станине. Сделать это можно обычной стамеской. Чем меньше будет люфт между валами, тем меньше будет вибрация от агрегата и износ движущей части.

Размечаем патрубки. Чаще всего валы двигателей различаются по размеру диаметров. Это также поправимо, если в качестве соединительных патрубков использовать ПВХ шланги разных диаметров. Их гибкость поможет сгладить мельчайшую неточность в оцентровке валов. В нашем случае автор использовал два шланга разного диаметра, вставив один в другой.

Отрезав патрубки нужной нам длины, насаживаем с обеих сторон три хомута, поджимая их отверткой.

Закрепляем двигатель постоянного тока на саморезы, проложив их предварительно шайбами. Валы соединяем от руки и поджимаем хомуты отверткой.

Теперь можно закрепить и топливный бачок. Справиться с этой задачей не сложно, используя длинный саморез и обрезанный колпак от дюбель-гвоздя. Не забываем подсоединить топливные трубки.

Заведя топливный двигатель стартером, измеряем напряжение на выходе вольтметром. Отверткой регулируем подачу топлива, и количество оборотов, от которого и зависит напряжение. Ориентируясь по номиналу инвертора, выставляем выходящее напряжение с небольшим запасом.

Этап третий: подключаем инвертор

Зачищенные предварительно концы кабелей от двигателя постоянного тока закрепляем на клеммах инвертора. Индикатор питания сразу покажет активность прибора.

Простой контролькой (лампочкой с отрезком кабеля и вилкой на конце) проверяем работу нашего чудо-генератора.

Для подключения электродвигателя к инвертору используем клеммы.

Этап четвертый: кнопка выключения двигателя

Поскольку ведущий у нас двигатель, создающий механическое вращение, ему необходим выключатель. Кнопка выключения идет в комплекте с устройством, поэтому ей необходимо лишь найти удобное место.

Этап пятый: делаем кожух-рамку

Изготавливаем защитную рамку из полипропиленовых труб диаметром 25-32мм, делая в станине отверстия перьевым сверлом.

На углах соединяем ее с помощью полипропиленовых фитингов.

Если нет сантехнического сварочного аппарата, конструкцию можно соединить на специализированный клей для ПП труб.

Такая рамка также поможет и в переноске устройства.

Ну, а для устранения шума от вибрации нашего устройства можно на тыльной стороне станины закрепить 4 подпятника, сделав их как показано на фото, из отрезков старой велосипедной камеры.

Этап шестой: пусковой аккумулятор

Чтобы лишний раз не дергать стартер топливного двигателя, автор видеоролика применил литий-полимерный аккумулятор (LiPo) для кратковременного запуска двигателя постоянного тока. Это сравнительное новое устройство действительно может быть мощным, и выдержать большое количество рабочих циклов при минимальной потере емкостной мощности. Таким образом топливный двигатель запускается электрическим, при этом его стартер остается как запасной вариант.

Читайте также  Меркурий 230 подключение

Подключаем выходящие контакты аккумулятора к клеммам инвертора через пусковой тумблер, обвязывая шлейф из проводов нейлоновыми стяжками. Гнездо для зарядки можно вывести сбоку, чтобы удобно было его подключать для зарядки.

Также закрепляем и кнопку отключения топливного двигателя

Этап седьмой: пробный запуск агрегата

Проверив все контактные группы и крепеж сборных элементов, запускаем агрегат. Кнопки запуска и отключения двигателей должны работать безупречно. Стоит отметить, что пусковой аккумулятор используется всего на несколько секунд, а затем отключается.

Общие сведения

Обратите внимание, что такая концепция магнитного от постоянных магнитов стала использоваться на практике лишь после добавления неодимовых магнитов, которые способны функционировать лучше на полной мощности, нежели предыдущие ферритовые магниты. Главным достоинством является то, что устройство не требует постоянно снабжения электрической энергией или даже подзарядки.

Чтобы найти альтернативные методы генерации электрической энергии, есть множество альтернатив и нетрадиционных энергетических источников, которые тоже возобновляемые. Одной из подобных альтернатив стала выработка электрической энергии из двигателя бестопливного типа в изолированной системе выработки электрической энергии с малыми тратами на техобслуживание. Бестопливный прибор (равно как и генератор) – это двигатель, который будет вырабатывать электрическую энергию круглые сутки без топлива (масло, солнце, газ, бензин и дизель). Приводным приспособлением является движок постоянного тока, который приводят в действие аккумулятором (12 В или больше). Батарейка приводит в движение электрический двигатель постоянного тока, и он начинает вращать генератор тока (переменного) для создания электрической энергии и в то же время посредством диода будет заряжать батарею.

К числу энергетических источников, которые способны функционировать без углекислого газа (СО2), можно отнести ветер, волны или прилив осмотической и фотоэлектрической энергии. Но такие генераторы электрической энергии по-прежнему являются самыми надежными источниками энергии с малыми расхода по эксплуатации, которые даже в определенных случаях намного лучше солнечных батарей. Применение недорогостоящих стандартных энергетических источников, таких как горючее, будет оставаться главным источником энергии до следующего десятилетия, несмотря на негативное влияние на окружающую среду.

Использование такого двигателя бестопливного типа (или же генератора) для выработки электрической энергии ограничено мощностью движка постоянного тока и устройства с переменным током. Это будет подразумевать, что наличие движка постоянного тока и генератора с огромной мощностью дает бестопливным двигателям свои возможности. Как показали исследования, потенциал бестопливного двигателя по всему миру больше чем в 5 раз превышает потенциал солнца и ветра, так как он работает круглосуточно, каждый день, во всех точках планеты.

Другие конструкции электрогенератора

Бензиновый вариант не является единственным. Заставить вращаться вал электродвигателя можно разными способами. К примеру, с помощью ветряка или водяного насоса. Не самые простые конструкции, но именно они позволяют отойти от потребления энергоносителя в виде бензина.

К примеру, собрать гидрогенератор своими руками тоже несложно. Если возле дома протекает речка, ее воду можно использовать в качестве силы для вращения вала. Для этого в ее русло устанавливается колесо со множеством емкостей. С помощью этой конструкции можно создать поток воды, который будет вращать турбину, прикрепленную к валу электродвигателя. И чем больше объем каждой емкости, чем чаще они установлены (увеличивается количество), тем большей мощности водяной поток. По сути, это своеобразный регулятор напряжения генератора.

Схема ветрогенератора

С ветровыми генераторами все немного по-другому, потому что ветровые нагрузки не являются величинами постоянными. Вращение ветряка, которое передается валу электрического мотора, необходимо регулировать, подстраивая под необходимую величину частоты вращения вала электродвигателя. Поэтому в этой конструкции регулятор напряжения – это обычный механический редуктор. Но здесь, как говорится, палка о двух концах. Если ветер снижает порывы, необходим повышающий редуктор, если, наоборот, увеличивает, нужен снижающий. В этом и заключается сложность сооружения ветрового электрогенератора тока.

Запуск и проверка

Самое главное в дальнейшем – выбрать правильное место для установки мачты. Она должна располагаться строго вертикально. Генератор с лопастями размещается как можно выше, где ветер более сильный. Проследите, чтобы рядом не было лесопосадок, отдельно стоящих деревьев, домов и крупных сооружений, загораживающих воздушные потоки – при наличии каких-либо помех разместите ветрогенератор на удалении от них.

Как только ветрогенератор придет в движение, необходимо сделать следующее – подключить к отводу генератора мультиметр и проверить наличие напряжения. Теперь система готова к полноценной эксплуатации, остается только определиться, какое напряжение будет подаваться в дом и как это будет происходить.

Устройство

Конструктивно генератор постоянного тока не так и сложен. Он – тот же двигатель, только работает иначе. Преобразует механическую энергию в электрическую, а не наоборот.

Рассматривая его снаружи и изнутри, можно выделить следующие детали:

  • Чугунный или стальной корпус;
  • Статор;
  • Катушки возбуждения;
  • Якорь;
  • Обмотка самовозбуждения;
  • Коллектор;
  • Медно-графитные щетки

Принцип действия генератора постоянного тока основан на том, что когда в магнитном поле движутся проводники, то в нем генерируется разнонаправленная ЭДС, величину и направление которого можно контролировать и изменять. Это происходит при вращении якоря. С помощью коллектора на выходе образуется постоянный ток.

Виды генераторов на базе двигателей

Покупка штатного готового эл генератора – удовольствие отнюдь не из дешевых и вряд ли по карману практическому большинству наших сограждан. Прекрасной альтернативой может послужить самодельный генератор, его можно собрать при достаточных познаниях в области электротехники и слесарного дела. Собранное устройство может успешно использоваться в качестве:

  1. Электрогенератора с самозапиткой. Пользователь может своими руками получить устройство для выработки электроэнергии с длительным периодом действия вследствие самостоятельной подпитки,
  2. Ветрогенератора. В качестве движителя, необходимого для пуска двигателя, используется ветряк, который вращается под воздействием ветра,
  3. Генератора на неодимовых магнитах,
  4. Трехфазного бензогенератора,
  5. Однофазного маломощного генератора на двигателях электроприборов и т. д.

Переделка своими руками стандартного мотора в действующее генерирующее устройство – занятие увлекательное и очевидно экономящее бюджет. Таким образом можно переделать обычный ветряк, соединив его с двигателем для автономной выработки энергии.