Генератор своими руками: пошаговая инструкция по изготовлению в домашних условиях

Следует отметить, что у человека нет возможности самостоятельно раскрутить мотор-генератор до мощности, превышающей 150 Вт, как бы он ни старался. Это ограничение обусловлено физическими свойствами и механическими возможностями самого человека.

Изготовим электрогенератор своими руками

Не всегда местные электросети могут полностью обеспечивать электричеством дома, особенно если речь идет о загородных дачах и особняках. Перебои в стабильном электроснабжении или его полное отсутствие заставляют людей искать альтернативные источники электричества. Одним из таких решений является использование электрогенератора – прибор, который способен преобразовывать и накапливать электрическую энергию, используя для этого различные ресурсы, такие как энергия солнца, ветра, приливов или отливов. Принцип работы электрогенератора довольно прост, что позволяет сделать его своими руками. Вполне возможно, что самодельная модель не будет так же эффективна, как производственная, однако это отличный способ сэкономить более 10 000 рублей. Если вы планируете использовать самодельный электрогенератор как временный источник электроснабжения, вполне допустимо воспользоваться самоделкой.

В следующих разделах мы расскажем, как сделать электрогенератор, какие материалы понадобятся и на какие нюансы следует обратить внимание.

Сделать или купить?

Желание иметь свой электрогенератор может быть омрачено одной неприятной деталью – высокой стоимостью этого оборудования. На самом деле, даже самыми простыми моделями могут обойтись очень дорого – от 15 000 рублей и выше. Этот непростой финансовый вопрос часто заставляет подумать о возможности самостоятельного создания генератора. Однако сам процесс может оказаться затруднительным, если:

• отсутствует опыт работы с инструментами и электрическими схемами;
• нет знаний о создании подобных электрических устройств;
• не хватает необходимых компонентов или запчастей.

Если же у вас есть все вышеперечисленное, а также огромное желание, то вы можете попробовать собрать генератор, следуя инструкциям и схемам.

Известно, что покупной электрогенератор предлагает более широкий спектр возможностей и функций, в то время как самодельная версия может подводить и давать сбои в самые неподходящие моменты. Поэтому вопрос, покупать ли готовое устройство или собирать его самостоятельно, является личным и требует ответственного подхода.

Читайте также: Обзор стабилизаторов напряжения «Лидер».

Как сделать простой генератор на 220В своими руками

Для большинства людей самодельный генератор ассоциируется с модифицированным электродвигателем. Тем не менее, его можно создать и с нуля, что вовсе не является сложным, длительным и дорогим процессом.

Основные материалы:

• листовой пластик;
• болты М10-М14;
• шпилька М6-М8;
• медная эмалированная проволока диаметром 0,25 мм;
• многопроволочный провод;
• микро подшипники 5x10x4 мм – 2 шт. — http://ali.pub/5209tq
• неодимовые магниты 60x10x4 мм – 8 шт. — http://ali.pub/4yy1yd

Для начала нужно изготовить 2 сердечника для намотки проволоки. Для этого необходимо расположить в ряд 3 болта и склеить их головки суперклеем.

Между стержнями болтов следуют разместить обрезки шпильки, которые тоже приклеиваются.

Далее нужно вырезать 4 одинаковые пластины из листового пластика и склеить их попарно. В них делается пропил для вклейки сердечников с той стороны, где находятся головки болтов.

Теперь вырезаются 2 пластины меньшего размера, которые приклеиваются к сердечникам с противоположной стороны. Получившиеся катушки изолируются.

К медной проволоке припаивается провод, и соединение изолируется термоусадкой.

Затем необходимо намотать медную проволоку на сердечник. Для этого нужно продеть провод через одинарную пластину, предварительно просверлив её. Важно намотать как можно больше витков. К оставшемуся концу проволоки также припаивается провод. Аналогичным образом изготавливается вторая катушка.

Разновидности генераторов электроэнергии

Как правило, самодельные генераторы изготавливаются на основе асинхронных двигателей, а также могут работать на магнитном принципе, паровой энергии или дровах.

Вариант #1 — асинхронный генератор

Такое устройство может вырабатывать напряжение от 220 В до 380 В в зависимости от характеристик выбранного мотора.

Для сборки такого генератора потребуется просто запустить асинхронный двигатель и подключить конденсаторы к обмоткам.

Генератор на основе асинхронного двигателя самостоятельно синхронизируется, включая роторные обмотки с постоянным магнитным полем.

Двигатель оборудован ротором с трехфазной или однофазной обмоткой, а также имеет ввод кабеля, короткозамыкательные устройства, щетки и датчик регулирования.

Если ротор является короткозамкнутым, то его обмотки возбуждаются при помощи остаточной силовой намагниченности.

Вариант #2 — устройство на магнитах

Для магнитного генератора подходит коллекторный, шаговый (синхронный бесщеточный) или другие виды двигателей.

Обмотка с большим количеством полюсов увеличивает коэффициент полезного действия (КПД). Например, 48-полюсная обмотка может обеспечить больший выход мощности по сравнению с классической схемой, где КПД составляет 0,86.

Во время сборки магниты крепятся на вращающейся оси и устанавливаются в прямоугольной катушке. При вращении магнитов создается электромагнитное поле.

Вариант #3 — паровой генератор

Паровой генератор работает на тепловой энергии пара и турбинных лопастях, и для его создания используется печь с водяным контуром.

Для создания парового генератора потребуется печь с водяным охлаждающим контуром, которая представляет собой замкнутую систему с массивной установкой. Это устройство требует внимательного контроля и охлаждающего контура для преобразования пара обратно в воду.

Вариант #4 — устройство на дровах

Для генератора, работающего на дровах, можно использовать различные печи, включая походные. К стенкам печей крепятся элементы Пельтье, которые располагаются в корпусе радиатора.

Принцип работы данного генератора состоит в следующем: при нагреве одной стороны проводниковых пластин с другой стороны происходит их охлаждение.

В результате на полюсах пластин возникает электрический ток. Наибольшая разница температур между пластинами обеспечивает генератору максимальную мощность.

Такой агрегат демонстрирует свою эффективность даже в условиях низкой температуры.

Принцип работы электрогенератора

Работа генераторов основана на принципе электромагнитной индукции, когда в замкнутой рамке происходит индукция тока из-за пересечения её вращающимся магнитным полем. Магнитное поле может быть создано обмотками или постоянными магнитами.

Когда из коллектора к замкнутому контуру и узлам щетки поступает электродвижущая сила, ротор начинает вращаться в соответствии с магнитным потоком, создавая напряжение на подпружиненных щетках, которые находятся в контакте с коллекторами из плит.

После этого электрический ток передается к выходным клеммам и поступает в сеть, распространяясь по генератору.

Существуют генераторы переменного и постоянного тока. Генераторы переменного тока обычно более компактны, не создают вихревые токи и могут работать в экстремальных температурах. Агенты постоянного тока не требуют тщательного контроля и обладают большим количеством ресурсов.

Конструкционно генератор включает в себя щетки с щеткодержателями, коллектор, якорную обмотку, якорь, стартер, контактные кольца, обмотку стартера, ротор, корпус, вентилятор, привод и станину.

Генераторы переменного тока могут быть как синхронными, так и асинхронными. Синхронные генераторы осуществляются на постоянных электрических магнитах, у которых количество вращений статора равно роторным, что приводит к формированию магнитного поля. К преимуществам такого генератора относится стабильное высокое напряжение, но к недостаткам относится перегрузка по токам, когда нагрузка на регулятор завышена, из-за чего повышается ток обмотки ротора.

Асинхронные генераторы имеют короткозамкнутый ротор и статор. Когда ротор вращается, генератор индукцирует ток, а магнитное поле выдает напряжение синусоидального типа.

Рекомендации по эксплуатации

Генератор, используемый на улице (например, ветряная электростанция для частного дома или велогенератор), рекомендуется защищать от дождя, грязи и других загрязняющих частиц, поместив его в отдельный корпус.

Устройство, функционирующее в уличных условиях с многочасовой ежедневной нагрузкой, должно регулярно (по крайней мере, раз в полгода) смазываться. Это касается подшипников, которые есть в каждом моторе-генераторе.

Не разрешено короткое замыкание выводов двигателя и вспомогательной электроники. Раскрутить замкнутый двигатель намного сложнее, так как это требует преодоления тормозящей силы, действующей на ротор, и пропорциональной нагрузке. Замкнутые обмотки при работающем валу могут перегореть, а полупроводниковая электроника (например, солнечные батареи или элементы Пельтье) может быстро выйти из строя, если она замкнута.

О том, как сделать генератор своими руками, смотрите далее.

Конструкция и принцип работы

Электромагнитная индукция составляет основу работы любого генератора, производящего ток. Тем, кто помнит принцип Фарадея из курса физики за девятый класс, станет ясно, как электромагнитные колебания преобразуются в постоянный электрический ток. Существует необходимость создать условия для получения достаточного напряжения, что может быть не так просто.

Каждый электрогенератор состоит из двух главных частей. Хотя они могут иметь различные модификации, обе эти части присутствуют в любой конструкции:

• Статор. Это неподвижная часть генератора, включающая в себя двигатель, металлический регулятор электромагнитного поля и вспомогательные устройства.
• Ротор. Подвижная часть, на которой размещены магниты, равномерно распределенные от центра. Его функция заключается в создании электромагнитного поля.

Существуют две основные разновидности генераторов, различающиеся по типу вращения ротора: асинхронные и синхронные. При выборе одной из этих разновидностей важно учитывать их преимущества и недостатки. Чаще всего народные умельцы выбирают первый вариант. Для этого есть несколько веских причин:

• Генераторы первого типа имеют более простую конструкцию, что облегчает их сборку в домашних условиях.
• Потери КПД у первой группы ниже, чем во второй на 5–6%.
• Асинхронные генераторы комплектуются выпрямителями и показывают высокую устойчивость к перепадам напряжения, что предотвращает поломки подключенных устройств.
• Простой корпус обеспечивает более удобное и быстрое обслуживание аппарата в сравнении с синхронными аналогами.
• Асинхронные электрогенераторы можно подключать к компьютерам и другим электроприборам, которые чувствительны к колебаниям электронапряжения.
• Низкий уровень нагрева корпуса также говорит в пользу асинхронных моделей.
• Детали, используемые для сборки асинхронного генератора, могут прослужить до 15 лет при надлежащем обслуживании; с приборами во второй группе все гораздо сложнее.

Исходя из приведенных доводов, наиболее разумным выбором для самостоятельной сборки, безусловно, станет асинхронный генератор. Теперь остается только найти подходящую модель и схему для его изготовления.

Порядок сборки агрегата

В первую очередь необходимо подготовить рабочее место со всеми нужными материалами и инструментами. Важно, чтобы рабочая зона соответствовала требованиям безопасности при работе с электрическим оборудованием. Для этой задачи идеально подойдет хорошо оснащенный гараж, где вы сможете находиться. Вот список необходимых базовых компонентов:

• Источник энергии. Есть множество вариантов, от ветряной мельницы до солнечных батарей, однако наиболее предпочтительным считается использование жидкого топлива.
• Двигатель. В этом случае выбор зависит от источника энергии. К некоторым средствам можно переделать или чинить уже сломанные двигатели, а кто-то может взять электромотор от неисправного бытового прибора, например, от стиральной машины или насоса.
• Статор и ротор. Наилучший вариант – найти уже готовые детали, чтобы избежать сложных процессов перемотки. Обычно в электродвигателе все это уже имеется.
• Электропровода и различные клеммы для соединений, а также потребуется изоляция.
• Выпрямитель или трансформатор для регулировки выходного тока.
• Дополнительные электроприборы и датчики для контроля функционирования агрегата.

Как только все необходимые материалы собраны, можно приступать к расчету мощности устройства. Для этого выполните три простых действия:

1. Замерите скорость вращения двигателя с помощью тахометра.
2. К полученному значению добавьте 10% и запишите его. Этот результат показывает предельное значение перегрева двигателя.
3. Используя специальные таблицы, подберите конденсаторы, чтобы увеличить или уменьшить мощность по необходимости.

После того как конденсаторы припаяны в нужные места и на выходе вы получаете нужное напряжение, необходимо завершить сборку конструкции.

При этом также следует помнить об электроопасности этих устройств. Важно продумать грамотное заземление генератора и тщательно изолировать все соединения. Соблюдение этой инструкции определяет не только срок службы устройства, но и безопасность пользователей.

Устройство из автомобильного двигателя

Мастера, используя различные схемы сборки для генерации электричества, иногда создают удивительные конструкции, например, генераторы на велосипедной или водяной тяге или ветряной мельнице. Но существует и менее сложный вариант, который подходит для людей без особых навыков.

В любом автомобиле присутствует электрогенератор, который, как правило, исправен даже тогда, когда сам двигатель уже вышел из строя. Поэтому, разобрав двигатель, вы сможете использовать этот компонент для своих нужд.

Решить вопрос с поворотом ротора гораздо проще, чем попытаться создать его заново. Можно просто восстановить неисправный двигатель и использовать его в качестве генератора. Для этого вам нужно избавиться от всех ненужных узлов и компонентов, чтобы осталась только работающая часть механизма.