Как собрать вечный двигатель из кулера и магнитов? Вот инструкция:

Регистрация / Вход

Дата публикации: 24 мая 2019

Компьютерный «системник», пылящийся на балконе, заслуживает более достойного применения. Например, очень интересны возможности старого кулера, еще недавно охлаждавшего процессор. Немного смекалки и терпения – и на его основе можно изготовить мини ветрогенератор своими руками. Конечно, для электроснабжения всего дома его не хватит, но для питания небольших приборов или устройств – вполне. Обычный ветер скоростью 12км/ч легко заставит генератор давать около 2В для небольшого радиоприемника, лампы или часового механизма.

обороты растут, лампа горит ярче

Найдя идеальную точку для расположения магнита, приклеиваем его.

Теперь запускать вечный двигатель можно толчком пальца…

Перечень необходимых материалов

Помимо старого кулера сравнительно крупных размеров, для работы потребуется:

• плотная пластиковая бутылка;
• провод, рассчитанный на работу под слабым напряжением;
• небольшой деревянный брусок 1,5 дюйма диаметром;
• металлические трубки, входящие одна в другую;
• эпоксидный и суперклей;
• ненужный диск CD;
• затягивающиеся хомуты.

Все перечисленное можно легко найти в домашней кладовой или приобрести на ближайшем рынке.

Мини-ветрогенератор из старого компьютерного кулера

Небольшой моделью ветрогенератора, вполне функциональной и способной выполнять полезную работу, может стать вышедший из строя компьютерный вентилятор. Подойдет практически любой кулер, но лучше всего выбирать самый большой, поскольку двигатель в том виде, какой он есть, для вырабатывания электротока не годится. Причина этой необходимости в том, что обмотки моторчика намотаны двойным проводом и в разном направлении, поэтому он создает переменный ток.

Максимум, на что можно рассчитывать при изготовлении ветрогенератора из компьютерного кулера — это питание нескольких светодиодов, для которых требуется постоянный ток. Поэтому надо будет изготовить выпрямитель, который тоже отнимет немного мощности. Поэтому двигатель без переделок неспособен зажечь даже единственный светодиод. Для модернизации понадобится изготовить более мощные обмотки, способные выдавать более высокое напряжение.

Важно! Не следует рассчитывать на создание устройства, способного заряжать батарею мобильного телефона или питать ноутбук. Энергии, полученной таким образом хватит только для питания светодиодного фонаря. Вся затея полезна именно с образовательной или познавательной точки зрения.

Правила установки

Рекомендуется устанавливать ветряк на относительно дальнем расстоянии от дома и других сооружений (от 20 метров и более). Желательно выбрать для этого открытое пространство. Кроме того, учитывайте плотность почвы: от неё зависит длина клиньев, предназначенных для растяжки мачты, а также материал для их изготовления. Если грунт мягкий, нужно подбирать более массивный и длинный клин, чем в случае с твёрдой почвой. Их необходимо использовать не менее трёх. Идеальным вариантом, который обеспечит наибольшую надёжность, является обустройство четырёх клиньев.

Способы растяжки выбираются с учётом длины мачты и состояния почвы. Для высоких конструкций, которые устанавливаются на мягком грунте, к клиньям предъявляются более жёсткие требования.

Нижняя часть мачты крепится болтами к металлической подставке и бетонируется

Мачта опускается в почву на глубину от 0,5 метров или ниже, крепления растяжек бетонируются, поскольку грунту свойственна рыхлость после дождя. Эта особенность может привести к тому, что они ослабнут и создадут угрозу падения всей конструкции.

Если мачта не опускается, значит, нужно предусмотреть устройство для подъёма к главным элементам ветрогенератора, что позволит проводить его обслуживание. Средство для подъёма на высоту следует закрепить на мачте, ведь оно должно обеспечивать надёжность и удобство во время проведения ремонтных работ. Необходимо понимать, что скорость ветра может быть высокой, в связи с чем рекомендуется построить площадку с приваренной лестницей.

Что касается высоты мачты, она должна на 10 метров превосходить наивысшую помеху, которая находится в радиусе 100 метров.

Различия

Особенности конструкции электродвигателей и генераторов

Движение электронов, электрический ток, происходит в проводнике под воздействием изменяющегося внешнего магнитного поля. Аналогично устроены и электрические двигатели, только в обратной последовательности — на движущиеся заряженные частицы в магнитном поле действует сила, которая и заставляет проводник менять свое положение в пространстве, т.е. приводит к движению ротора. Как в генераторах, так и в двигателях это самое магнитное поле создается в статоре, или в роторе, в зависимости от модели, постоянными магнитами или электромагнитами (обмотками возбуждения). Если мотор притягивает железные предметы — он на постоянных магнитах. Этот вариант с точки зрения использования его в качестве генератора оптимален, так как не требует никакой модернизации.

«Применение же для получения электроэнергии двигателя с обмотками возбуждения окажется сложнее, ведь придется обеспечить питание этих самых обмоток. А это заметно усложнит конструкцию».

Сфера применения

Изготовить ветрогенератор, взяв за основу вентилятор, казалось бы, чего проще? Однако на пути такого технического перевоплощения встанут несколько препятствий. Как их преодолеть, для чего может быть применена ветроэлектростанция, изготовленная из вентилятора, и расскажет эта статья.

Сразу стоит оговориться, рассчитывать, что плодом трудов станет агрегат, которым можно заряжать промышленные аккумуляторы или отапливать здания не стоит. Зарядка мобильного телефона, или работа небольшого осветителя на светодиодах — примерно такие задачи сможет решать ветрогенератор, явившийся, если можно так выразиться, продуктом глубокой переработки вентилятора.
Отчего же внешне такие похожие устройства для перевоплощения друг в друга требуют усилий? Этому есть технические объяснения, которые нелишним будет рассмотреть.

Вертикалки

Ветряки с вертикальной осью вращения являются наиболее подходящей для самостоятельного изготовления группой устройств. Они имеют простую, понятную конструкцию. Не нуждаются в большом количестве узлов вращения, нетребовательны к направлению ветра. Возможности этой группы породили большое количество вариантов конструкции, некоторые из которых следует рассмотреть подробнее.

ВС

Ветрогенератор Савониуса — одна из наиболее старых разработок, увидевших свет в 20-х годах прошлого столетия. Устройство состоит из двух лопастей достаточно большой площади, изогнутых в продольном направлении. В поперечном сечении они напоминают латинскую букву S. При этом, они слегка сдвинуты друг к другу, несколько перекрывая рабочие стороны.

При воздействии потока ветра одна из лопастей получает усилие на рабочую часть, а вторая — на обратную сторону. Форма лопасти способствует рассечению потока, часть которого уходит в сторону, а другая часть соскальзывает на рабочую поверхность второй лопасти, увеличивая вращающий момент.

Дарье

Конструкция Дарье была предложена почти одновременно с ротором Савониуса. Ее основа — лопасти, имеющие форму крыла самолета и расположенные вертикально по касательной к окружности вращения. Требуется нечетное число лопастей, иначе возникнет чрезмерно высокое уравновешивающее усилие. Подъемная сила лопастей способствует возникновению высокой скорости вращения, превышающей этот показатель в 3-4 раза по сравнению с ротором Савониуса.

Математического описания работы устройства до сих пор не имеется, но разработки, выполненные на основе конструкции, существуют и постоянно пополняются. Существует большое количество моделей частных ветрогенераторов с мощностью, достаточной для обеспечения небольшого дома.

Ортогонал

Ортогональные конструкции являются наиболее эффективными из всех базовых моделей вертикальных ветряков. Они обладают высокими скоростями, чувствительностью, производительностью. Конструкция состоит из нескольких лопастей (обычно три и больше), расположенных на некотором расстоянии от оси параллельно ей. Рассмотренный выше ротор Дарье — один из представителей ортогональных устройств. К недостаткам можно отнести высокие нагрузки на узел вращения, способствующие быстрому выходу из строя движущихся деталей.

Геликоид

Геликоидные конструкции созданы на основе базовой модели ортогонального типа, но со значительными изменениями геометрии лопастей. Они изогнуты по окружности вращения, получив форму, приближенную к спиральной. В результате достигается значительная стабилизация вращения, снижается износ движущихся элементов, конструкция в целом приобретает долговечность, прочность и надежность.

Более плавный режим вращения обеспечивает равномерную выработку электрического тока, что позволяет использовать устройства для прямого питания некоторых потребителей (осветительных устройств, насосов и т.д.). Для самостоятельного изготовления конструкция представляет достаточно трудную задачу из-за сложной геометрической формы лопастей.

Бочка-загребушка

Это — «народное» название многолопастного карусельного (вертикального) ветрогенератора. Устройство имеет хороший баланс, эффективно захватывает поток ветра, низкий уровень шума. Для желающих попробовать силы в изготовлении ветряк своими руками этот вариант конструкции рекомендуется как один из базовых типов конструкции. Лопасти делаются из листовой оцинкованной стали, разрезанных вдоль бочек или иного подручного материала.

Каркас — сваривается из металлического профиля — уголка, трубы и т.п. Особенность устройства в его неуязвимости для сильных порывов ветра — вокруг крыльчатки при усилении потока образуется вихревой кокон, препятствующий проникновению ветра внутрь крыльчатки. Поток просто обтекает устройство, как трубу.

Ветрогенератор Ленца

Особенность конструкции Ленца состоит в использовании вместо подшипников сильных неодимовых магнитов. Они удерживают узел вращения в «подвешенном» состоянии, что обеспечивает легкость вращения. Отсутствие трения способствует высокой долговечности оборудования. Показатели весьма впечатляющие — старт вращения происходит при скорости ветра от 0,17 м/с, а на номинальную производительность ветряк выходит уже при 3,4 м/с.

Технология изготовления

Для переделки компьютерного вентилятора в ветрогенератор потребуется выполнить следующие действия:

• модернизировать моторчик;
• увеличить размер крыльчатки;
• изготовить подставку с возможностью вращения вокруг своей оси (настройки на ветер).

Рассмотрим эти этапы более подробно:

Модернизируем моторчик

Для того, чтобы переделать двигатель, понадобится разобрать кулер. Это делается следующим образом:

• снимается наклейка с крышки моторного отсека в центральной части кулера;
• аккуратно вынимается крышка отсека;
• удаляется стопорное кольцо, фиксирующее ось крыльчатки;
• снимается крыльчатка.

После этого появляется свободный доступ к обмоткам двигателя. Их надо удалить, так как они не подходят для нашей цели. Проще всего их аккуратно срезать и выдернуть из гнезд.

Затем наматываются обмотки более тонким проводом. Количество витков должно быть максимальным, сколько сможет вместить статор. Обмотки наматываются вразнобой — первая по часовой стрелке, вторая — против, затем опять по часовой стрелке и снова против. Это обеспечит подачу переменного тока.

Неплохо будет поменять магниты на более мощные, например, неодимовые. Это позволит значительно увеличить мощность генератора и стабилизирует напряжение на выходе.

После этого к выводам обмоток припаиваются провода, к которым впоследствии присоединится выпрямитель.

После завершения этих действий вся конструкция собирается в обратном порядке. Из 4 диодов собирается выпрямитель, и на этом модернизация двигателя завершается.

Изготовление рабочего колеса

Лопасти, имеющиеся на кулере, по своим размерам хороши для охлаждения внутренностей компьютера, но для работы в качестве ветрового колеса они слишком малы. Для того, чтобы обеспечить максимально возможную эффективность взаимодействия с ветровыми потоками, рекомендуется изготовить новые лопасти. Понадобится произвести следующие действия:

• аккуратно отрезать старые лопасти;
• изготовить новые из пластмассовых бутылок или иных изделий;
• приклеить новые лопасти на крыльчатку.

Для изготовления лопастей лучше всего использовать пластиковые бутылки или любые предметы цилиндрической формы. Это необходимо для того, чтобы лопасти имели нужный профиль, позволяющий ветру вращать крыльчатку. Плоская листовая пластмасса для изготовления лопастей не годится.

Размер новых лопастей должен быть примерно в 2-3 раза превышать те, которые были раньше. Слишком большие усложняют использование устройства и не обладают достаточной жесткостью, а слишком маленькие не дают нужного эффекта, вся процедура теряет смысл.

Внимание! Форма должны быть такой, чтобы готовые лопасти оказались под небольшим углом к вертикальной плоскости. Все лопатки должны быть одинаковыми.

Подставка

Подставка служит для установки устройства в нужном положении и ориентирования его по ветру. Проще всего использовать отрезок трубки, в который вставляется пруток, свободно двигающийся в ней. Трубка крепится на неподвижную часть устройства, а пруток устанавливается на основание или прикрепляется к опоре, например, на балконе.

Кроме того, понадобится устройство автоматического наведения на ветер, проще говоря — хвост. Он представляет собой подобие хвоста самолета или флюгера и жестко крепится к ветряку по оси вращения крыльчатки.

Полностью собранное устройство устанавливается в подходящем месте, в качестве полезной нагрузки подключается фонарик со светодиодными лампочками, производится запуск ветряка. Устройство можно использовать для освещения каких-либо участков, а также для приобретения навыков изготовления таких изделий.

Распиновка проводов кулера 4 pin

Здесь скорость вращения можно не только считывать, но и изменять. Это делается при помощи импульса от материнской платы. Он способен в режиме реального времени возвращать информацию на тахогенератор (3-х штырьковый на это неспособен, так как датчик и контроллер сидят на одной ветке питания).