วิธีการรันสเต็ปเปอร์มอเตอร์โดยไม่ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ กังหันลมจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์ ทำอุปกรณ์จากสเต็ปเปอร์มอเตอร์

ลมเป็นพลังงานฟรี! ลองใช้เพื่อวัตถุประสงค์ส่วนตัว หากการสร้างฟาร์มกังหันลมในระดับอุตสาหกรรมมีราคาแพงมากเพราะนอกจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแล้วจำเป็นต้องทำการศึกษาและคำนวณเป็นจำนวนมากรัฐจะไม่แบกรับค่าใช้จ่ายดังกล่าวและด้วยเหตุผลบางประการ นักลงทุนในประเทศ ของอดีตสหภาพโซเวียตนั้นไม่ได้รับความสนใจเป็นพิเศษ จากนั้นคุณสามารถสร้างกังหันลมขนาดเล็กตามความต้องการของคุณได้เป็นการส่วนตัว ควรเข้าใจว่าโครงการแปลงบ้านเป็นพลังงานทดแทนเป็นกิจการที่มีราคาแพงมาก

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว: คุณต้องทำการสังเกตและคำนวณในระยะยาวเพื่อเลือกอัตราส่วนที่เหมาะสมของขนาดของล้อลมและเครื่องกำเนิดลม ซึ่งเหมาะสมกับสภาพอากาศ ลมเพิ่มขึ้น และความเร็วลมเฉลี่ยต่อปี

ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังงานลมในภูมิภาคเดียวกันอาจแตกต่างกันอย่างมาก เนื่องจากการเคลื่อนที่ของลมไม่เพียงขึ้นอยู่กับเขตภูมิอากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงภูมิประเทศด้วย

อย่างไรก็ตาม คุณสามารถค้นหาพลังงานลมที่มีต้นทุนต่ำที่สุดได้ด้วยการติดตั้งงบประมาณเพื่อจ่ายไฟให้กับโหลดที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น สมาร์ทโฟน หลอดไฟ หรือวิทยุ ด้วยวิธีการที่ถูกต้อง คุณสามารถจ่ายไฟฟ้าให้กับบ้านหลังเล็กหรือกระท่อมฤดูร้อนได้

ลองดูวิธีการสร้างกังหันลมที่ง่ายที่สุดด้วยมือของคุณเอง

กังหันลมพลังงานต่ำจากวิธีการชั่วคราว

เครื่องทำความเย็นของคอมพิวเตอร์เป็นมอเตอร์แบบไม่มีแปรงซึ่งไม่มีประโยชน์ในทางปฏิบัติในรูปแบบดั้งเดิม

จำเป็นต้องกรอกลับเนื่องจากในต้นฉบับขดลวดเชื่อมต่อกันอย่างไม่เหมาะสม ขดลวดพันสลับกัน:

ตามเข็มนาฬิกา;

ทวนเข็มนาฬิกา;

ตามเข็มนาฬิกา;

ทวนเข็มนาฬิกา

คุณต้องเชื่อมต่อขดลวดที่อยู่ติดกันเป็นชุดหรือดีกว่านั้นให้ม้วนด้วยลวดชิ้นเดียวโดยเคลื่อนจากร่องหนึ่งไปอีกร่องหนึ่ง ในกรณีนี้ ให้เลือกความหนาของเส้นลวดตามอำเภอใจ มันจะดีกว่าถ้าคุณหมุนรอบมากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ และนี่เป็นไปได้เมื่อใช้ลวดที่บางที่สุด

แรงดันเอาต์พุตจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวจะแปรผันและค่าจะขึ้นอยู่กับความเร็ว (ความเร็วลม) ติดตั้งไดโอดบริดจ์จากไดโอด Schottky เพื่อปรับให้ตรงเป็นค่าคงที่ ไดโอดธรรมดาจะทำ แต่จะแย่กว่านั้นเพราะ . แรงดันไฟฟ้าจะลดลงจาก 1 ถึง 2 โวลต์

การพูดนอกเรื่องโคลงสั้น ๆ ทฤษฎีเล็กน้อย

โปรดจำไว้ว่าค่าของ EMF คือ:

โดยที่ L คือความยาวของตัวนำที่วางอยู่ในสนามแม่เหล็ก V คือความเร็วของการหมุนของสนามแม่เหล็ก

เมื่ออัพเกรดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า คุณจะมีผลกับความยาวของตัวนำเท่านั้น นั่นคือจำนวนรอบของแต่ละคอยส์ จำนวนรอบ - กำหนดแรงดันขาออกและความหนาของเส้นลวด - โหลดกระแสสูงสุด

ในทางปฏิบัติ เป็นไปไม่ได้ที่จะส่งผลต่อความเร็วลม อย่างไรก็ตาม ยังมีทางออกสำหรับสถานการณ์นี้ หากคุณทราบความเร็วลมทั่วไปสำหรับพื้นที่ของคุณ คุณสามารถออกแบบสกรูที่เหมาะสมสำหรับกังหันลม เช่นเดียวกับกระปุกเกียร์หรือตัวขับสายพาน เพื่อให้มีความเร็วเพียงพอในการสร้าง แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ

สำคัญ:เร็วกว่าไม่ได้แปลว่าดีกว่า! หากความเร็วการหมุนของเครื่องกำเนิดลมสูงเกินไป ทรัพยากรจะลดลง คุณสมบัติการหล่อลื่นของบุชชิ่งหรือแบริ่งของโรเตอร์จะเสื่อมลง และจะติดขัด และการสลายตัวของฉนวนที่คดเคี้ยวในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามักจะเป็นไปได้มากที่สุด เกิดขึ้น

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประกอบด้วย:

เราเพิ่มพลังของเครื่องกำเนิดจากตัวทำความเย็นคอมพิวเตอร์

อย่างแรก ยิ่งใบมีดและเส้นผ่านศูนย์กลางล้อมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งดี ดังนั้น พิจารณาตัวระบายความร้อน 120 มม. ให้ละเอียดยิ่งขึ้น

ประการที่สอง เราได้กล่าวไปแล้วว่าแรงดันไฟฟ้านั้นขึ้นอยู่กับสนามแม่เหล็กด้วย ความจริงก็คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอุตสาหกรรมกำลังสูงมีขดลวดกระตุ้น และตัวที่ใช้พลังงานต่ำมีแม่เหล็กแรงสูง แม่เหล็กในเครื่องทำความเย็นนั้นอ่อนมาก และไม่อนุญาตให้คุณได้ผลลัพธ์ที่ดีจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และช่องว่างระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์นั้นใหญ่มาก - ประมาณ 1 มม. และนี่คือแม่เหล็กที่อ่อนแออยู่แล้ว

การแก้ปัญหานี้คือการเปลี่ยนการออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างสิ้นเชิง แต่ต้องใช้ใบพัดจากตัวทำความเย็นเท่านั้นมอเตอร์จากเครื่องพิมพ์หรือเครื่องใช้ในครัวเรือนอื่น ๆ สามารถใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ ที่พบมากที่สุดคือมอเตอร์แบบแปรงที่มีการกระตุ้นด้วยแม่เหล็กถาวร

ผลที่ได้ก็จะออกมาประมาณนี้

พลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวเพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับ LED วิทยุ การชาร์จโทรศัพท์จะไม่เพียงพอ โทรศัพท์จะแสดงกระบวนการชาร์จ แต่กระแสไฟจะมีขนาดเล็กมาก สูงถึง 100 แอมแปร์ ด้วยความเร็วลม 5-10 เมตรต่อวินาที

สเต็ปเปอร์มอเตอร์เป็นเครื่องกำเนิดลม

สเต็ปเปอร์มอเตอร์มักพบในคอมพิวเตอร์และเครื่องใช้ในครัวเรือน ในเครื่องเล่นต่างๆ ฟล็อปปี้ดิสก์ (รุ่นเก่า 5.25 นิ้ว น่าสนใจ) เครื่องพิมพ์ (โดยเฉพาะดอทเมทริกซ์) สแกนเนอร์ ฯลฯ

มอเตอร์เหล่านี้ที่ไม่มีการดัดแปลงสามารถทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ เป็นโรเตอร์ที่มีแม่เหล็กถาวร และสเตเตอร์ที่มีขดลวด แผนภาพการเชื่อมต่อทั่วไปของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแสดงอยู่ในรูปภาพ

วงจรนี้มีตัวกันโคลงเชิงเส้น 5 โวลต์ ชนิด L7805 ซึ่งจะช่วยให้คุณเชื่อมต่อโทรศัพท์มือถือกับกังหันลมเพื่อชาร์จได้อย่างปลอดภัย

ภาพถ่ายแสดงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์พร้อมใบมีดติดตั้ง

เครื่องยนต์ในกรณีพิเศษที่มี 4 สายเอาต์พุต ไดอะแกรมเป็นไปตามนั้น เครื่องยนต์ที่มีขนาดดังกล่าวในโหมดเครื่องกำเนิดจะสร้างพลังงานลมเบาได้ประมาณ 2 W (ความเร็วลมประมาณ 3 m / s) และแรงลม 5 m / s (สูงสุด 10 m / s)

นี่เป็นวงจรที่คล้ายกันกับซีเนอร์ไดโอดแทน L7805 ให้คุณชาร์จแบตเตอรี่ Li-ion

การปรับแต่งกังหันลมแบบโฮมเมด

ในการทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น คุณต้องสร้างก้านไกด์สำหรับมันและยึดเข้ากับเสาได้อย่างเคลื่อนย้ายได้ จากนั้นเมื่อทิศทางลมเปลี่ยนทิศทางของเครื่องกำเนิดลมก็จะเปลี่ยนไป จากนั้นปัญหาต่อไปนี้ก็เกิดขึ้น - สายเคเบิลที่เปลี่ยนจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไปยังผู้บริโภคจะบิดรอบเสา ในการแก้ปัญหานี้ คุณต้องระบุผู้ติดต่อที่กำลังเคลื่อนที่ โซลูชันสำเร็จรูปขายใน Ebay และ Aliexpress

สายไฟสามเส้นด้านล่างไม่มีการเคลื่อนไหว และมัดสายไฟด้านบนสามารถเคลื่อนย้ายได้ มีการติดตั้งหน้าสัมผัสแบบเลื่อนหรือกลไกแปรง หากคุณไม่มีโอกาสซื้อ จงฉลาด และได้รับแรงบันดาลใจจากการตัดสินใจของนักออกแบบรถยนต์ Zhiguli กล่าวคือ การใช้งานปุ่มสัมผัสที่เคลื่อนย้ายได้ของปุ่มสัญญาณบนพวงมาลัย และทำสิ่งที่คล้ายกัน หรือใช้แผ่นสัมผัสจากกาต้มน้ำไฟฟ้า

เมื่อเชื่อมต่อตัวเชื่อมต่อ คุณจะได้รับการติดต่อที่เคลื่อนไหว

เครื่องกำเนิดลมทรงพลังจากวิธีการชั่วคราว

คุณสามารถใช้สองตัวเลือกเพื่อพลังที่มากขึ้น:

1. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากไขควง (10-50 W)

คุณต้องการเพียงมอเตอร์จากไขควง ตัวเลือกนี้คล้ายกับรุ่นก่อนหน้า คุณสามารถใช้ใบพัดลมเป็นสกรู ซึ่งจะเพิ่มกำลังสุดท้ายของการติดตั้งของคุณ

นี่คือตัวอย่างของโครงการดังกล่าว:

ให้ความสนใจกับการใช้เกียร์โอเวอร์ไดรฟ์ที่นี่ - เพลาเครื่องกำเนิดลมตั้งอยู่ในท่อที่ส่วนท้ายมีเฟืองที่ส่งการหมุนไปยังเฟืองขนาดเล็กที่ติดตั้งอยู่บนเพลามอเตอร์ การเพิ่มขึ้นของความเร็วของเครื่องยนต์ยังเกิดขึ้นในกังหันลมอุตสาหกรรม ตัวลดถูกใช้ทุกที่

อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมแบบโฮมเมด การสร้างกระปุกเกียร์กลายเป็นปัญหาใหญ่ คุณสามารถถอดกระปุกเกียร์ออกจากเครื่องมือไฟฟ้าได้ซึ่งจำเป็นเพื่อลดความเร็วสูงบนเพลาของมอเตอร์ตัวรวบรวมเป็นความเร็วปกติของหัวจับบนสว่านหรือจานเจียร:

สว่านมีกระปุกเกียร์ดาวเคราะห์

มีการติดตั้งกระปุกมุมในเครื่องบดมุม (จะเป็นประโยชน์สำหรับการติดตั้งการติดตั้งบางส่วนและลดภาระจากส่วนท้ายของกังหันลม)

กระปุกเกียร์จากสว่านมือ

เครื่องกำเนิดลมแบบโฮมเมดรุ่นนี้สามารถชาร์จแบตเตอรี่ 12 V ได้แล้ว แต่จำเป็นต้องใช้ตัวแปลงเพื่อสร้างกระแสการชาร์จและแรงดันไฟฟ้า งานนี้สามารถทำให้ง่ายขึ้นได้โดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์

ข้อดีของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวคือความสามารถในการใช้ชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์โดยหลักการแล้วมีไว้สำหรับสิ่งนี้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัตโนมัติมีรีเลย์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าในตัว ซึ่งไม่จำเป็นต้องซื้อตัวปรับความคงตัวหรือตัวแปลงเพิ่มเติม

อย่างไรก็ตาม ผู้ขับขี่รถยนต์ทราบดีว่ารอบเดินเบาต่ำประมาณ 500-1,000 รอบต่อนาที พลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวมีขนาดเล็ก และไม่ให้กระแสไฟที่เหมาะสมในการชาร์จแบตเตอรี่ สิ่งนี้นำไปสู่ความจำเป็นในการเชื่อมต่อกับล้อลมผ่านกระปุกเกียร์หรือตัวขับสายพาน

คุณสามารถปรับจำนวนรอบที่ความเร็วลมซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับละติจูดของคุณโดยการเลือกอัตราทดเกียร์หรือใช้ล้อลมที่ออกแบบอย่างเหมาะสม

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์

บางทีการออกแบบเสากังหันลมที่สะดวกที่สุดสำหรับการทำซ้ำจะปรากฏในรูปภาพ เสาดังกล่าวถูกยืดออกด้วยสายเคเบิลที่ยึดกับที่ยึดในพื้นดินซึ่งให้ความมั่นคง

สำคัญ:ความสูงของเสาควรสูงที่สุดประมาณ 10 เมตร ที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น ลมจะแรงขึ้นเพราะไม่มีสิ่งกีดขวางในรูปของโครงสร้างพื้นดิน เนินเขา และต้นไม้ อย่าติดตั้งเครื่องกำเนิดลมบนหลังคาบ้านของคุณ การสั่นสะเทือนแบบเรโซแนนซ์ของโครงสร้างการยึดอาจทำให้ผนังเสียหายได้

ดูแลความน่าเชื่อถือของเสาส่งเพราะการออกแบบกังหันลมที่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวนั้นหนักกว่ามากและเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ค่อนข้างจริงจังซึ่งสามารถจัดหาแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติให้กับบ้านพักฤดูร้อนด้วยชุดเครื่องใช้ไฟฟ้าขั้นต่ำ อุปกรณ์ที่ทำงานบนไฟ 220 โวลต์สามารถใช้ไฟจากอินเวอร์เตอร์ 12-220 V ได้ รุ่นที่พบบ่อยที่สุดของอินเวอร์เตอร์ดังกล่าวคือ

ควรใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลรวม รถบรรทุกเพราะถูกออกแบบให้ทำงานที่ความเร็วต่ำ โดยเฉลี่ยแล้ว เครื่องยนต์ดีเซลสำหรับรถบรรทุกขนาดใหญ่จะวิ่งระหว่าง 300 ถึง 3500 รอบต่อนาที

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทันสมัยให้ 12 หรือ 24 โวลต์และกระแส 100 แอมแปร์ได้กลายเป็นปกติมานานแล้ว หลังจากทำการคำนวณอย่างง่าย ๆ คุณสามารถระบุได้ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวจะให้พลังงานสูงสุด 1 กิโลวัตต์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจาก Zhiguli (12 V 40-60 A) 350-500 W ซึ่งสวยอยู่แล้ว รูปที่ดี

ล้อลมสำหรับกังหันลมแบบโฮมเมดควรเป็นอย่างไร?

ฉันได้กล่าวถึงในข้อความว่าวงล้อลมควรมีขนาดใหญ่และมีใบมีดจำนวนมาก อันที่จริงนี่ไม่ใช่กรณี คำกล่าวนี้เป็นความจริงสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กที่ไม่ได้อ้างว่าเป็นเครื่องจักรไฟฟ้าที่ร้ายแรง แต่เป็นเพียงตัวอย่างเพื่อความคุ้นเคยและการพักผ่อน

ในความเป็นจริง การออกแบบ การคำนวณ และการสร้างกังหันลมเป็นงานที่ยากมาก พลังงานลมจะถูกนำมาใช้อย่างมีเหตุผลมากขึ้นหากทำอย่างแม่นยำและแสดงโปรไฟล์ "การบิน" ในอุดมคติ ในขณะที่ต้องติดตั้งด้วยมุมต่ำสุดกับระนาบการหมุนของล้อ

พลังที่แท้จริงของล้อลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันและจำนวนใบพัดต่างกันจะเท่ากัน ความแตกต่างอยู่ที่ความเร็วของการหมุนเท่านั้น ปีกที่เล็กกว่า - รอบต่อนาทีมากขึ้นด้วยลมและเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน หากคุณกำลังจะบรรลุ RPM สูงสุด คุณต้องติดตั้งปีกให้ถูกต้องที่สุดโดยทำมุมต่ำสุดกับระนาบของการหมุน

ตรวจสอบตารางจากหนังสือ 1956 "Homemade Wind Farm" ed. DOSAAF มอสโก แสดงความสัมพันธ์ระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางล้อ กำลัง และรอบต่อนาที

ที่บ้านการคำนวณทางทฤษฎีเหล่านี้ใช้เพียงเล็กน้อยมือสมัครเล่นสร้างวงล้อลมด้วยวิธีการชั่วคราวพวกเขาใช้:

• แผ่นโลหะ

  ท่อน้ำทิ้งพลาสติก.

คุณสามารถประกอบล้อลม 2-4 ใบมีดความเร็วสูงด้วยมือของคุณเองจากท่อระบายน้ำทิ้ง นอกเหนือไปจากนั้น คุณต้องใช้เลื่อยเลือยตัดโลหะหรือเครื่องมือตัดอื่นๆ การใช้ท่อเหล่านี้เกิดจากรูปทรง หลังจากตัดแล้ว ท่อจะมีรูปทรงเว้า ซึ่งช่วยให้ตอบสนองต่อการไหลของอากาศได้ดี

หลังจากตัดแต่งแล้ว พวกเขาจะได้รับการแก้ไขด้วย BOLTS บนโลหะ textolite หรือไม้อัดเปล่า หากคุณกำลังจะทำจากไม้อัดจะดีกว่าที่จะกาวและบิดไม้อัดหลายชั้นทั้งสองด้านด้วยสกรูแล้วคุณจะสามารถบรรลุความแข็งแกร่ง

นี่คือแนวคิดสำหรับใบพัดแบบชิ้นเดียวแบบสองใบมีดสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสเต็ปเปอร์มอเตอร์

ข้อสรุป

คุณสามารถสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานลมได้ตั้งแต่พลังงานต่ำ - หน่วยของวัตต์ ไปจนถึงการจ่ายไฟให้กับหลอดไฟ LED แต่ละดวง บีคอนและอุปกรณ์ขนาดเล็ก ไปจนถึงค่าพลังงานที่ดีในหน่วยกิโลวัตต์ เก็บพลังงานในแบตเตอรี่ ใช้งานในรูปแบบเดิม หรือแปลงได้ถึง 220 โวลต์ ค่าใช้จ่ายของโครงการดังกล่าวจะขึ้นอยู่กับความต้องการของคุณบางทีองค์ประกอบที่แพงที่สุดคือเสาและแบตเตอรี่อาจอยู่ในช่วง 300-500 ดอลลาร์

สำหรับการทำงานของเครื่องใช้ไฟฟ้าเกือบทั้งหมด จำเป็นต้องมีกลไกขับเคลื่อนพิเศษ เราเสนอให้พิจารณาว่าสเต็ปเปอร์มอเตอร์คืออะไร การออกแบบ หลักการทำงาน และไดอะแกรมการเชื่อมต่อ

สเต็ปเปอร์มอเตอร์คืออะไร?

สเต็ปเปอร์มอเตอร์เป็นเครื่องจักรไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อแปลงพลังงานไฟฟ้าของเครือข่ายเป็นพลังงานกล โครงสร้างประกอบด้วยขดลวดสเตเตอร์และโรเตอร์แม่เหล็กอ่อนหรือแข็ง ลักษณะเด่นของสเต็ปเปอร์มอเตอร์คือการหมุนแบบไม่ต่อเนื่อง ซึ่งจำนวนพัลส์ที่กำหนดจะสอดคล้องกับจำนวนก้าวที่กำหนด อุปกรณ์ดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือเครื่อง CNC, หุ่นยนต์, การจัดเก็บข้อมูลและอุปกรณ์การอ่าน

ไม่เหมือนกับเครื่องจักรประเภทอื่น ๆ สเต็ปเปอร์มอเตอร์ไม่หมุนอย่างต่อเนื่อง แต่เป็นตามขั้นตอนซึ่งมาจากชื่ออุปกรณ์ แต่ละขั้นตอนดังกล่าวเป็นเพียงส่วนหนึ่งของมูลค่าการซื้อขายเต็มจำนวนเท่านั้น จำนวนขั้นตอนที่จำเป็นสำหรับการหมุนเพลาแบบเต็มจะแตกต่างกันไปตามรูปแบบการเชื่อมต่อ ยี่ห้อมอเตอร์ และวิธีการควบคุม

ข้อดีและข้อเสียของสเต็ปเปอร์มอเตอร์

ประโยชน์ของการใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ ได้แก่:

• ในสเต็ปเปอร์มอเตอร์ มุมของการหมุนจะสอดคล้องกับจำนวนของสัญญาณไฟฟ้าที่ใช้ ในขณะที่หลังจากหยุดการหมุน แรงบิดและการตรึงจะยังคงอยู่
• การวางตำแหน่งที่แม่นยำ - ให้ 3 - 5% ของขั้นตอนที่ตั้งไว้ซึ่งไม่สะสมจากขั้นตอนหนึ่งไปอีกขั้น
• ให้การสตาร์ท ถอยหลัง หยุดด้วยความเร็วสูง
• มีความโดดเด่นด้วยความน่าเชื่อถือสูงเนื่องจากไม่มีส่วนประกอบถูสำหรับคอลเลกชันปัจจุบัน ซึ่งแตกต่างจากมอเตอร์สะสม
• สเต็ปเปอร์มอเตอร์ไม่ต้องการการป้อนกลับสำหรับการวางตำแหน่ง
• สามารถส่งรอบต่ำสำหรับการโหลดโดยตรงโดยไม่ต้องใช้เกียร์ใด ๆ
• ต้นทุนค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับราคาเดียวกัน
• มีการควบคุมความเร็วของเพลาที่หลากหลายโดยการเปลี่ยนความถี่ของแรงกระตุ้นไฟฟ้า

ข้อเสียของการใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ ได้แก่:

• อาจเกิดเอฟเฟกต์เสียงสะท้อนและการเลื่อนหลุดของสเต็ปยูนิต
• มีความเป็นไปได้ที่จะสูญเสียการควบคุมเนื่องจากขาดการตอบกลับ
• ปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับการมีหรือไม่มีโหลด
• ความยากลำบากในการควบคุมเนื่องจากความผิดปกติของวงจร

อุปกรณ์และหลักการทำงาน

รูปที่ 1 แสดง 4 ขดลวดที่เป็นของสเตเตอร์ของมอเตอร์และจัดเรียงไว้เพื่อให้อยู่ในมุม90ºที่สัมพันธ์กัน จากนั้นเครื่องดังกล่าวจะมีขนาดขั้นที่90º

ในขณะที่แรงดันไฟฟ้า U1 ถูกนำไปใช้กับขดลวดแรก โรเตอร์จะเคลื่อนที่ไป 90º เดียวกัน ในกรณีของการใช้แรงดันไฟฟ้าสลับกัน U2, U3, U4 กับขดลวดที่เกี่ยวข้อง เพลาจะหมุนต่อไปจนกว่าจะครบวงกลม จากนั้นวงจรจะทำซ้ำอีกครั้ง ในการเปลี่ยนทิศทางการหมุน การเปลี่ยนลำดับที่พัลส์ถูกส่งไปยังขดลวดที่เกี่ยวข้องก็เพียงพอแล้ว

ประเภทของสเต็ปเปอร์มอเตอร์

เพื่อให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์การทำงานที่หลากหลาย ทั้งขนาดขั้นที่เพลาจะเคลื่อนที่และโมเมนต์ที่ใช้ในการเคลื่อนที่มีความสำคัญ ตัวแปรเหล่านี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากการออกแบบตัวโรเตอร์ วิธีการเชื่อมต่อ และการออกแบบขดลวด

ตามการออกแบบของโรเตอร์

องค์ประกอบหมุนให้ปฏิสัมพันธ์แม่เหล็กกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของสเตเตอร์ ดังนั้นการออกแบบและคุณสมบัติทางเทคนิคจึงกำหนดโหมดการทำงานและพารามิเตอร์การหมุนของสเต็ปปิ้งยูนิตโดยตรง เพื่อกำหนดประเภทของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ในทางปฏิบัติด้วยเครือข่ายที่ไม่มีพลังงานจำเป็นต้องหมุนเพลาหากคุณรู้สึกว่ามีแรงต้านแสดงว่ามีแม่เหล็กอยู่มิฉะนั้นนี่คือการออกแบบที่ไม่มีความต้านทานแม่เหล็ก .

ปฏิกิริยา

สเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบรีแอกทีฟไม่ได้ติดตั้งแม่เหล็กไว้บนโรเตอร์ แต่ทำจากโลหะผสมแม่เหล็กอ่อน ตามกฎแล้ว ประกอบจากเพลตเพื่อลดการสูญเสียจากการเหนี่ยวนำ การออกแบบในส่วนตัดขวางคล้ายกับฟันเฟือง ขั้วของขดลวดสเตเตอร์ถูกขับเคลื่อนโดยคู่ตรงข้ามและสร้างแรงแม่เหล็กเพื่อเคลื่อนโรเตอร์ซึ่งเคลื่อนที่จากกระแสสลับในคู่ที่คดเคี้ยว

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของการออกแบบสเต็ปปิ้งไดรฟ์นี้คือไม่มีโมเมนต์ล็อคที่เกิดจากสนามซึ่งสัมพันธ์กับอาร์เมเจอร์ อันที่จริงนี่เป็นแบบเดียวกับที่การหมุนของโรเตอร์เป็นไปตามสนามสเตเตอร์ ข้อเสียคือปริมาณแรงบิดที่ลดลง ขั้นตอนสำหรับเครื่องยนต์เจ็ทมีตั้งแต่ 5 ถึง 15 °

ด้วยแม่เหล็กถาวร

ในกรณีนี้ ส่วนประกอบที่เคลื่อนที่ของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ประกอบจากแม่เหล็กถาวร ซึ่งอาจมีสองขั้วขึ้นไป การหมุนของโรเตอร์นั้นมาจากแรงดึงดูดหรือแรงผลักของขั้วแม่เหล็กโดยสนามไฟฟ้าเมื่อแรงดันถูกนำไปใช้กับขดลวดที่เกี่ยวข้อง สำหรับการออกแบบนี้ ระยะพิทช์เชิงมุมคือ 45-90 °

ลูกผสม

ได้รับการออกแบบเพื่อรวมคุณสมบัติที่ดีที่สุดของทั้งสองรุ่นก่อนหน้านี้เข้าด้วยกัน เนื่องจากตัวเครื่องมีมุมและระยะพิทช์ที่เล็กกว่า โรเตอร์ทำในรูปของแม่เหล็กถาวรทรงกระบอกซึ่งถูกทำให้เป็นแม่เหล็กตามแกนตามยาว โครงสร้างดูเหมือนเสากลมสองอันบนพื้นผิวซึ่งมีฟันโรเตอร์ที่ทำจากวัสดุแม่เหล็กอ่อน โซลูชันนี้ทำให้สามารถจับยึดและแรงบิดได้ดีเยี่ยม

ข้อดีของสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไฮบริดคือความแม่นยำสูง ความราบรื่น และความเร็วในการเคลื่อนที่ ในขั้นตอนเล็กๆ ตั้งแต่ 0.9 ถึง 5 ° ใช้สำหรับเครื่อง CNC ระดับไฮเอนด์ คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์สำนักงาน และหุ่นยนต์สมัยใหม่ ข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวคือค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างสูง

ตัวอย่างเช่น มาวิเคราะห์มอเตอร์ไฮบริดสำหรับขั้นตอนการกำหนดตำแหน่งเพลา 200 ขั้น ดังนั้นกระบอกสูบแต่ละอันจะมีฟัน 50 ซี่อันหนึ่งเป็นขั้วบวกอันที่สองเป็นลบ ในกรณีนี้ ฟันบวกแต่ละซี่จะตั้งอยู่ตรงข้ามกับร่องในกระบอกสูบลบและในทางกลับกัน โครงสร้างดูเหมือนว่านี้:

ด้วยเหตุนี้ แกนสเต็ปเปอร์มอเตอร์จึงมีขั้วไฟฟ้าสลับ 100 อันที่มีขั้วดีเยี่ยม สเตเตอร์ยังมีฟันดังแสดงในรูปที่ 6 ด้านล่าง ยกเว้นช่องว่างระหว่างส่วนประกอบต่างๆ

เนื่องจากการออกแบบนี้ จึงสามารถเคลื่อนตัวของขั้วใต้เดียวกันที่สัมพันธ์กับสเตเตอร์ในตำแหน่งต่างๆ ได้ 50 ตำแหน่ง เนื่องจากความแตกต่างในตำแหน่งในตำแหน่งครึ่งหนึ่งระหว่างขั้วเหนือและขั้วใต้ จึงมีความเป็นไปได้ที่จะเคลื่อนที่ใน 100 ตำแหน่ง และการเปลี่ยนเฟสโดยหารหนึ่งในสี่ทำให้สามารถเพิ่มจำนวนขั้นเป็นสองเท่าเนื่องจากการกระตุ้นตามลำดับ นั่นคือแกนเชิงมุมสูงสุด 200 ขั้นต่อ 1 รอบ

ให้ความสนใจกับรูปที่ 6 หลักการทำงานของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ดังกล่าวคือเมื่อกระแสจ่ายเป็นคู่กับขดลวดตรงข้าม ขั้วตรงข้ามของโรเตอร์ที่อยู่ด้านหลังฟันสเตเตอร์จะถูกดึงขึ้นและขั้วที่มีชื่อเดียวกันจะถูกผลักเข้า ข้างหน้าของพวกเขาในทิศทางของการหมุน

ตามประเภทของขดลวด

ในทางปฏิบัติ สเต็ปเปอร์มอเตอร์เป็นมอเตอร์แบบหลายเฟส ความเรียบของงานขึ้นอยู่กับจำนวนของขดลวดโดยตรง ยิ่งมีมาก การหมุนก็จะยิ่งราบรื่นขึ้น แต่ต้นทุนก็จะสูงขึ้นด้วย ในกรณีนี้ แรงบิดจะไม่เพิ่มขึ้นจากจำนวนเฟส แม้ว่าสำหรับการทำงานปกติจำนวนขั้นต่ำบนสเตเตอร์ของมอเตอร์จะต้องมีอย่างน้อยสอง จำนวนเฟสไม่ได้กำหนดจำนวนขดลวด ดังนั้นสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบสองเฟสสามารถมีได้ตั้งแต่สี่ขดลวดขึ้นไป

Unipolar

สเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบ unipolar นั้นแตกต่างกันตรงที่วงจรเชื่อมต่อที่คดเคี้ยวมีกิ่งก้านจากจุดกึ่งกลาง ทำให้ง่ายต่อการเปลี่ยนขั้วแม่เหล็ก ข้อเสียของการออกแบบนี้คือการใช้เพียงครึ่งเดียวของรอบที่มีอยู่ เนื่องจากมีแรงบิดน้อยกว่า ดังนั้นจึงมีขนาดใหญ่

หากต้องการใช้ขดลวดแบบเต็มกำลัง ขั้วต่อตรงกลางจะไม่เชื่อมต่อกัน พิจารณาการออกแบบหน่วย unipolar พวกเขาสามารถมี 5 และ 6 พิน จำนวนของพวกเขาจะขึ้นอยู่กับว่าสายกลางถูกแยกออกจากขดลวดมอเตอร์แต่ละตัวหรือเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน

ไบโพลาร์

สเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไบโพลาร์เชื่อมต่อกับคอนโทรลเลอร์ผ่าน 4 พิน ในกรณีนี้ ขดลวดสามารถเชื่อมต่อภายในได้ทั้งแบบอนุกรมและแบบขนาน พิจารณาตัวอย่างผลงานของเขาในรูป

ในแผนภาพโครงสร้างของมอเตอร์ดังกล่าว คุณจะเห็นว่ามีขดลวดกระตุ้นหนึ่งอันในแต่ละเฟส ด้วยเหตุนี้การเปลี่ยนทิศทางของกระแสจึงต้องใช้ไดรเวอร์พิเศษในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ (ชิปอิเล็กทรอนิกส์ที่ออกแบบมาเพื่อควบคุม) เอฟเฟกต์ที่คล้ายกันสามารถทำได้โดยเปิด H-bridge เมื่อเทียบกับรุ่นก่อน อุปกรณ์ไบโพลาร์ให้แรงบิดเท่ากันในแพ็คเกจที่เล็กกว่ามาก

การเชื่อมต่อสเต็ปเปอร์มอเตอร์

ในการจ่ายไฟให้กับขดลวด คุณจะต้องมีอุปกรณ์ที่สามารถส่งพัลส์ควบคุมหรือพัลส์เป็นชุดในลำดับที่แน่นอนได้ บล็อกดังกล่าวเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์สำหรับเชื่อมต่อสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไดรเวอร์ไมโครโปรเซสเซอร์ ซึ่งมีชุดขั้วต่อเอาท์พุต แต่ละชุดจะกำหนดวิธีการจ่ายไฟและโหมดการทำงาน

ขึ้นอยู่กับรูปแบบการเชื่อมต่อ ต้องใช้เอาต์พุตของสเต็ปเปอร์ยูนิตอย่างใดอย่างหนึ่ง ด้วยตัวเลือกที่หลากหลายสำหรับการสรุปเทอร์มินัลบางตัวเข้ากับสัญญาณเอาท์พุต DC ทำให้ได้ความเร็วในการหมุน ขั้นหรือไมโครสเต็ปของการเคลื่อนที่เชิงเส้นในระนาบ เนื่องจากงานบางอย่างต้องการความถี่ต่ำ ในขณะที่งานอื่นๆ ต้องการความถี่สูง มอเตอร์ตัวเดียวกันจึงสามารถตั้งค่าพารามิเตอร์ได้โดยที่คนขับต้องเสียค่าปรับ

ไดอะแกรมการเชื่อมต่อสเต็ปเปอร์มอเตอร์ทั่วไป

ขึ้นอยู่กับจำนวนพินที่แสดงบนสเต็ปเปอร์มอเตอร์โดยเฉพาะ: พิน 4, 6 หรือ 8 พิน ความเป็นไปได้ของการใช้รูปแบบการเชื่อมต่ออย่างใดอย่างหนึ่งจะแตกต่างกันไป ดูภาพ นี่คือตัวเลือกทั่วไปสำหรับการเชื่อมต่อกลไกสเต็ปเปอร์:

โดยมีเงื่อนไขว่าเสาหลักของเครื่องสเต็ปเปอร์นั้นใช้พลังงานจากไดรเวอร์เดียวกันตามโครงร่างเหล่านี้สามารถสังเกตคุณสมบัติที่โดดเด่นของงานดังต่อไปนี้:

• เอาต์พุตเชื่อมต่อกับเทอร์มินัลที่เกี่ยวข้องของอุปกรณ์โดยเฉพาะ เมื่อขดลวดต่อเป็นอนุกรม จะเพิ่มความเหนี่ยวนำของขดลวด แต่จะลดกระแสลง
• ให้ค่าหนังสือเดินทางของคุณสมบัติทางไฟฟ้า ในวงจรคู่ขนาน กระแสจะเพิ่มขึ้นและความเหนี่ยวนำลดลง
• เมื่อเชื่อมต่อในเฟสเดียวต่อการหมุนรอบ แรงบิดที่ความเร็วต่ำจะลดลงและขนาดของกระแสจะลดลง
• เมื่อเชื่อมต่อจะมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและไดนามิกทั้งหมดตามหนังสือเดินทาง กระแสไฟที่ได้รับการจัดอันดับ รูปแบบการควบคุมง่ายขึ้นมาก
• ให้แรงบิดมากขึ้น และใช้สำหรับความเร็วสูง
• เช่นเดียวกับรุ่นก่อนหน้า มันถูกออกแบบมาเพื่อเพิ่มแรงบิด แต่ใช้สำหรับความเร็วต่ำ

สเต็ปเปอร์มอเตอร์ควบคุม

การทำงานของสเต็ปปิ้งยูนิตสามารถทำได้หลายวิธี ซึ่งแต่ละขั้วจะแตกต่างกันไปตามวิธีการใช้สัญญาณกับเสาคู่ โดยรวมแล้ว ระยะการถ่ายภาพของวิธีการเปิดใช้งานการไขลานนั้นแตกต่างออกไป

คลื่น- ในโหมดนี้ตื่นเต้นเพียงขดลวดเดียวเท่านั้นที่จะดึงดูดเสาโรเตอร์ ในเวลาเดียวกัน สเต็ปเปอร์มอเตอร์ไม่สามารถดึงโหลดขนาดใหญ่ได้ เนื่องจากมันสร้างแรงบิดเพียงครึ่งเดียว

เต็มขั้นตอน- ในโหมดนี้จะมีการสลับเฟสพร้อมกันนั่นคือทั้งคู่ตื่นเต้นพร้อมกัน ด้วยเหตุนี้ แรงบิดสูงสุดจึงถูกจัดเตรียม ในกรณีของการเชื่อมต่อแบบขนานหรือการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของขดลวด แรงดันไฟหรือกระแสสูงสุดจะถูกสร้างขึ้น

ครึ่งก้าว- เป็นการรวมกันของวิธีการสลับขดลวดสองวิธีก่อนหน้านี้ ในระหว่างการดำเนินการซึ่งในสเต็ปเปอร์มอเตอร์ แรงดันไฟฟ้าจะถูกใช้สลับกันไปที่หนึ่งขดลวดก่อนจากนั้นจึงเพิ่มเป็นสองในคราวเดียว สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการตรึงที่ดีขึ้นที่ความเร็วสูงสุดและขั้นตอนที่มากขึ้น

สำหรับการควบคุมที่นุ่มนวลกว่าและการเอาชนะแรงเฉื่อยของโรเตอร์ การควบคุมแบบไมโครสเต็ปปิ้งจะถูกใช้ เมื่อไซนัสของสัญญาณดำเนินการโดยใช้พัลส์ไมโครสเต็ปปิ้ง เนื่องจากแรงของการปฏิสัมพันธ์ของวงจรแม่เหล็กในสเต็ปเปอร์มอเตอร์ได้รับการเปลี่ยนแปลงที่นุ่มนวลขึ้นและเป็นผลให้การเคลื่อนที่ของโรเตอร์ระหว่างขั้ว ช่วยให้คุณลดการกระตุกของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ได้อย่างมาก

ไม่มีตัวควบคุม

ระบบ H-bridge ใช้เพื่อควบคุมมอเตอร์แบบไม่มีแปรง ซึ่งทำให้คุณสามารถเปลี่ยนขั้วเพื่อย้อนกลับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ได้ สามารถทำได้บนทรานซิสเตอร์หรือไมโครเซอร์กิตที่สร้างห่วงโซ่ตรรกะสำหรับการเคลื่อนย้ายคีย์

อย่างที่คุณเห็น จากแหล่งจ่ายไฟ V แรงดันถูกนำไปใช้กับบริดจ์ เมื่อต่อหน้าสัมผัส S1 - S4 หรือ S3 - S2 เป็นคู่ กระแสจะไหลผ่านขดลวดของมอเตอร์ ซึ่งจะทำให้เกิดการหมุนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง

พร้อมคอนโทรลเลอร์

อุปกรณ์ควบคุมช่วยให้คุณควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์ในโหมดต่างๆ คอนโทรลเลอร์ใช้หน่วยอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างกลุ่มสัญญาณและลำดับที่ส่งไปยังขดลวดสเตเตอร์ เพื่อป้องกันความเป็นไปได้ที่จะเกิดความเสียหายในกรณีที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจรหรือสถานการณ์ฉุกเฉินอื่นๆ ในตัวมอเตอร์ เอาต์พุตแต่ละตัวจะได้รับการปกป้องโดยไดโอดที่ไม่พลาดพัลส์ในทิศทางตรงกันข้าม

แผนการควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์ยอดนิยม

เป็นวิธีการทำงานที่ป้องกันเสียงรบกวนได้ดีที่สุดวิธีหนึ่ง ในกรณีนี้ สัญญาณตรงและผกผันจะเชื่อมต่อโดยตรงกับขั้วที่ตรงกัน ในวงจรดังกล่าวจะต้องใช้การป้องกันตัวนำสัญญาณ เหมาะสำหรับโหลดพลังงานต่ำ

ในวงจรนี้ อินพุตบวกของคอนโทรลเลอร์จะรวมกันซึ่งเชื่อมต่อกับขั้วบวก ในกรณีของแหล่งจ่ายไฟที่สูงกว่า 9V จะต้องรวมตัวต้านทานพิเศษในวงจรเพื่อจำกัดกระแส ให้คุณกำหนดจำนวนก้าวที่ต้องการด้วยความเร็วที่ตั้งไว้อย่างเคร่งครัด กำหนดอัตราเร่ง ฯลฯ

ตัวขับสเต็ปปิ้งมอเตอร์แบบทำเองที่ง่ายที่สุด

ในการประกอบวงจรไดรเวอร์ที่บ้าน สิ่งของบางอย่างจากเครื่องพิมพ์เก่า คอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์อื่นๆ อาจมีประโยชน์ คุณจะต้องใช้ทรานซิสเตอร์ ไดโอด ตัวต้านทาน (R) และ IC (RG)

ในการสร้างโปรแกรม ให้ใช้หลักการต่อไปนี้: เมื่อหน่วยลอจิคัลถูกนำไปใช้กับหนึ่งในเอาต์พุต D (ศูนย์สัญญาณที่เหลือ) ทรานซิสเตอร์จะเปิดขึ้นและสัญญาณส่งผ่านไปยังขดลวดมอเตอร์ จึงเสร็จขั้นตอนเดียว

ตามวงจรจะมีการรวบรวมแผงวงจรพิมพ์ซึ่งคุณสามารถลองทำเองหรือสั่งทำ หลังจากนั้นชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องจะถูกบัดกรีบนกระดาน อุปกรณ์สามารถควบคุม stepper จากคอมพิวเตอร์ที่บ้านโดยเชื่อมต่อกับพอร์ต USB ปกติ

วิดีโอที่มีประโยชน์

ขี่จักรยานผ่านกระท่อมฤดูร้อน ฉันเห็นเครื่องกำเนิดลมทำงาน:

ใบพัดขนาดใหญ่หมุนช้าๆ แต่แน่นอน ใบพัดสภาพอากาศจะปรับอุปกรณ์ให้อยู่ในทิศทางลม
ฉันต้องการใช้การออกแบบที่คล้ายคลึงกัน แม้ว่าจะไม่สามารถผลิตพลังงานได้เพียงพอเพื่อให้ผู้บริโภค "จริงจัง" แต่ยังคงทำงานอยู่ ตัวอย่างเช่น ชาร์จแบตเตอรี่หรือเปิดไฟ LED

สเต็ปเปอร์มอเตอร์

หนึ่งในตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดสำหรับกังหันลมแบบโฮมเมดขนาดเล็กคือการใช้ สเต็ปเปอร์มอเตอร์(SHD) (ภาษาอังกฤษ) สเต็ปปิ้ง (สเต็ป, สเต็ป) มอเตอร์) - ในมอเตอร์ดังกล่าว การหมุนของเพลาประกอบด้วยขั้นตอนเล็กๆ ขดลวดของสเต็ปเปอร์มอเตอร์รวมกันเป็นเฟส เมื่อกระแสถูกนำไปใช้กับเฟสใดเฟสหนึ่ง เพลาจะเคลื่อนที่หนึ่งขั้น
เครื่องยนต์เหล่านี้คือ ความเร็วต่ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีเครื่องยนต์ดังกล่าวสามารถเชื่อมต่อได้โดยไม่ต้องใช้กระปุกเกียร์กับกังหันลม เครื่องยนต์สเตอร์ลิง หรือแหล่งพลังงานความเร็วต่ำอื่นๆ เมื่อใช้มอเตอร์กระแสตรงแบบสะสม (collector) เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ต้องใช้ความเร็วสูงขึ้น 10-15 เท่าเพื่อให้ได้ผลลัพธ์แบบเดียวกัน
คุณลักษณะของสเต็ปเปอร์คือแรงบิดเริ่มต้นที่ค่อนข้างสูง (แม้จะไม่มีโหลดไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) ถึงแรง 40 กรัมต่อเซนติเมตร
ประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพร้อมสเต็ปเปอร์มอเตอร์ถึง 40%

หากต้องการตรวจสอบประสิทธิภาพของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ คุณสามารถเชื่อมต่อได้ เช่น ไฟ LED สีแดง ด้วยการหมุนเพลามอเตอร์ คุณสามารถสังเกตการเรืองแสงของ LED ขั้วของการเชื่อมต่อ LED ไม่สำคัญ เนื่องจากมอเตอร์สร้างกระแสสลับ

ฟลอปปีดิสก์ไดรฟ์ขนาด 5 นิ้ว เช่นเดียวกับเครื่องพิมพ์และสแกนเนอร์เก่า เป็นคลังเก็บเครื่องมือที่ทรงพลังเพียงพอ

เครื่องยนต์ 1

ตัวอย่างเช่น ฉันมี SD จากไดรฟ์เก่าขนาด 5.25″ ที่ยังคงทำงานเป็นส่วนหนึ่งของ ZX Spectrum- คอมพิวเตอร์ที่รองรับ "Byte"
ไดรฟ์ดังกล่าวประกอบด้วยสองขดลวดจากปลายและตรงกลางซึ่งมีการสรุปผลรวม หกสายไฟ:

คดเคี้ยวครั้งแรก คอยล์ 1) - สีน้ำเงิน (อังกฤษ) สีฟ้า) และสีเหลือง (อังกฤษ. สีเหลือง);
คดเคี้ยวที่สอง คอยล์2) - สีแดง (อังกฤษ. สีแดง) และสีขาว (อังกฤษ. สีขาว);
สีน้ำตาล (อังกฤษ) สีน้ำตาล) สายไฟ - ข้อสรุปจากจุดกึ่งกลางของขดลวดแต่ละอัน (อังกฤษ. ก๊อกตรงกลาง).

สเต็ปเปอร์มอเตอร์ถอดประกอบ

ทางด้านซ้ายมองเห็นโรเตอร์ของเครื่องยนต์ซึ่งมองเห็นเสาแม่เหล็ก "ลาย" - เหนือและใต้ ด้านขวาคือขดลวดสเตเตอร์ซึ่งประกอบด้วยขดลวดแปดอัน
ความต้านทานของขดลวดครึ่งหนึ่งอยู่ที่ ~ 70 โอห์ม

ฉันใช้มอเตอร์นี้ในการออกแบบกังหันลมดั้งเดิมของฉัน

เครื่องยนต์2

สเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่ทรงพลังน้อยกว่าของฉัน T1319635บริษัท บจก. อีปอค อิเล็คทรอนิคส์จากเครื่องสแกน HP Scanjet 2400มันมี ห้าเอาต์พุต (มอเตอร์แบบขั้วเดียว):


คดเคี้ยวครั้งแรก คอยล์ 1) - ส้ม (อังกฤษ) ส้ม) และสีดำ (อังกฤษ. สีดำ);
คดเคี้ยวที่สอง คอยล์2) - สีน้ำตาล (อังกฤษ. สีน้ำตาล) และสีเหลือง (อังกฤษ. สีเหลือง);
สีแดง (อังกฤษ) สีแดง) ลวด - นำที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันจากจุดกึ่งกลางของขดลวดแต่ละอัน (อังกฤษ. ก๊อกตรงกลาง).

ความต้านทานของขดลวดครึ่งหนึ่งคือ 58 โอห์ม ซึ่งระบุไว้ที่ตัวเรือนมอเตอร์

เครื่องยนต์3

ในรุ่นปรับปรุงของเครื่องกำเนิดลม ฉันใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ โรบ็อตตรอน สปา 42/100-558, ผลิตใน GDR และออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้า 12 V:

กังหันลม

มีสองตัวเลือกสำหรับตำแหน่งของแกนของใบพัด (กังหัน) ของเครื่องกำเนิดลม - แนวนอนและแนวตั้ง

ความได้เปรียบ แนวนอน(ที่นิยมมากที่สุด) ที่ตั้งแกนที่อยู่ในทิศทางของลมคือการใช้พลังงานลมอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ข้อเสียคือความซับซ้อนของการออกแบบ

ฉันเลือก การจัดเรียงแนวตั้งแกน - VAWT (กังหันลมแกนตั้ง) ซึ่งช่วยลดความยุ่งยากในการออกแบบและ ไม่ต้องการทิศทางลม . ตัวเลือกนี้เหมาะสมกว่าสำหรับการติดตั้งบนหลังคา ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าในสภาวะการเปลี่ยนแปลงทิศทางลมอย่างรวดเร็วและบ่อยครั้ง

ฉันใช้กังหันลมประเภทหนึ่งที่เรียกว่ากังหันลมซาโวเนียส กังหันลม Savonius). ถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี พ.ศ. 2465 ซิเกิร์ด โยฮันเนส ซาโวเนียส) จากฟินแลนด์

ซิเกิร์ด โยฮันเนส ซาโวเนียส

การทำงานของกังหันลม Savonius ขึ้นอยู่กับความต้านทาน (Eng. ลาก) กับการไหลของอากาศที่กำลังจะมาถึง - ลมของพื้นผิวเว้าของกระบอกสูบ (ใบมีด) มากกว่าส่วนนูน

ค่าสัมประสิทธิ์การลากตามหลักอากาศพลศาสตร์ (ภาษาอังกฤษ สัมประสิทธิ์การลาก) $C_D$

วัตถุสองมิติ:
เว้าครึ่งกระบอก (1) - 2.30
นูนครึ่งกระบอก (2) - 1.20
จานสี่เหลี่ยมแบน - 1.17
ร่างกาย 3 มิติ:
ซีกโลกกลวงเว้า (3) - 1.42
ซีกโลกกลวงนูน (4) - 0.38
ทรงกลม - 0.5
ค่าที่ระบุจะได้รับสำหรับหมายเลข Reynolds (อังกฤษ. หมายเลข Reynolds) ในช่วง $10^4 - 10^6$ หมายเลข Reynolds แสดงถึงพฤติกรรมของร่างกายในตัวกลาง

ความต้านทานของร่างกายต่อการไหลของอากาศ $(F_D) = ((1 \over 2) (C_D) S \rho (v^2) ) $ โดยที่ $\rho$ คือความหนาแน่นของอากาศ $v$ คือความเร็วการไหลของอากาศ $S $ - พื้นที่หน้าตัดของร่างกาย

กังหันลมดังกล่าวหมุนไปในทิศทางเดียวกันโดยไม่คำนึงถึงทิศทางของลม:

หลักการทำงานที่คล้ายกันนี้ใช้ในเครื่องวัดความเร็วลมแบบถ้วย (อังกฤษ. เครื่องวัดความเร็วลมแบบถ้วย)- เครื่องมือวัดความเร็วลม:

เครื่องวัดความเร็วลมดังกล่าวถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี พ.ศ. 2389 โดยนักดาราศาสตร์ชาวไอริช จอห์น โธมัส รอมนีย์ โรบินสัน ( จอห์น โธมัส รอมนีย์ โรบินสัน):

โรบินสันเชื่อว่าถ้วยในเครื่องวัดความเร็วลมสี่ถ้วยของเขาเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับหนึ่งในสามของความเร็วลม ในความเป็นจริง ค่านี้มีตั้งแต่สองถึงมากกว่าสามเล็กน้อย

ปัจจุบัน เครื่องวัดความเร็วลมแบบสามถ้วยซึ่งพัฒนาโดยนักอุตุนิยมวิทยาชาวแคนาดา John Patterson ใช้สำหรับวัดความเร็วลม ( จอห์น แพตเตอร์สัน) ในปี พ.ศ. 2469:

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบมีแปรงถ่านพร้อมไมโครเทอร์ไบน์แนวตั้งมีจำหน่ายที่ อีเบย์ประมาณ 5 เหรียญ:

กังหันดังกล่าวประกอบด้วยใบพัดสี่ใบซึ่งตั้งอยู่บนแกนตั้งฉากสองแกน โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัด 100 มม. ใบมีดสูง 60 มม. ความยาวคอร์ด 30 มม. และส่วนสูง 11 มม. ใบพัดติดตั้งอยู่บนเพลาของไมโครมอเตอร์สับเปลี่ยนกระแสตรงพร้อมเครื่องหมาย JQ24-125H670. แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของมอเตอร์ดังกล่าวคือ 3 ... 12 V.
พลังงานที่เกิดจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวเพียงพอที่จะทำให้ไฟ LED "สีขาว" สว่างขึ้น

ความเร็วรอบการหมุนของกังหันลม Savonius ไม่เกินความเร็วลม แต่การออกแบบนี้มีลักษณะเฉพาะ แรงบิดสูง (ภาษาอังกฤษ) แรงบิด).

ประสิทธิภาพของกังหันลมสามารถประมาณได้โดยการเปรียบเทียบพลังงานที่เกิดจากเครื่องกำเนิดลมกับพลังงานที่มีอยู่ในลมที่พัดรอบกังหัน:
$P = (1\over 2) \rho S (v^3)$ โดยที่ $\rho$ คือความหนาแน่นของอากาศ (ประมาณ 1.225 kg/m 3 ที่ระดับน้ำทะเล) $S$ คือพื้นที่กวาดของ​​ กังหัน (eng. พื้นที่กวาด), $v$ - ความเร็วลม

กังหันลมของฉัน

ตัวเลือกที่ 1

ในขั้นต้น ใบพัดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของฉันใช้ใบมีดสี่ใบในรูปแบบของส่วน (ครึ่ง) ของกระบอกสูบที่ตัดจาก ท่อพลาสติก:


ขนาดเซ็กเมนต์ -
ความยาวส่วน - 14 ซม.
ความสูงของส่วน - 2 ซม.
ความยาวคอร์ดส่วน - 4 ซม.

ฉันติดตั้งโครงสร้างที่ประกอบแล้วบนเสาไม้ที่ค่อนข้างสูง (6 ม. 70 ซม.) จากแท่งซึ่งยึดด้วยสกรูยึดตัวเองเข้ากับโครงโลหะ:

ตัวเลือก 2

ข้อเสียของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือความเร็วลมค่อนข้างสูงที่ต้องใช้ในการหมุนใบพัด เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิว ฉันใช้ใบมีดที่ตัดจาก ขวดพลาสติก:

ขนาดเซ็กเมนต์ -
ความยาวส่วน - 18 ซม.
ความสูงของส่วน - 5 ซม.
ความยาวคอร์ดส่วน - 7 ซม.
ระยะห่างจากจุดเริ่มต้นของส่วนไปยังจุดศูนย์กลางของแกนหมุนคือ 3 ซม.

ตัวเลือก 3

ปัญหากลับกลายเป็นว่าความแข็งแกร่งของตัวจับใบมีด ตอนแรกฉันใช้แถบอลูมิเนียมเจาะรูจากนักออกแบบเด็กโซเวียตที่มีความหนา 1 มม. หลังจากดำเนินการมาหลายวัน ลมกระโชกแรงทำให้เกิดรอยร้าวในระแนง (1) หลังจากความล้มเหลวนี้ ฉันตัดสินใจตัดที่ยึดใบมีดออกจากฟอยล์เท็กซ์โทไลต์ (2) ที่มีความหนา 1.8 มม.:

กำลังดัดของ textolite ตั้งฉากกับเพลตคือ 204 MPa และเทียบได้กับกำลังดัดของอะลูมิเนียม - 275 MPa แต่โมดูลัสความยืดหยุ่นของอะลูมิเนียม $E$ (70000 MPa) นั้นสูงกว่าค่า textolite (10000 MPa) มาก กล่าวคือ Texolite มีความยืดหยุ่นมากกว่าอะลูมิเนียมมาก ในความคิดของฉัน เมื่อพิจารณาถึงความหนาที่มากขึ้นของตัวยึด textolite จะช่วยให้การยึดใบพัดกังหันลมมีความเชื่อถือได้มากขึ้น
เครื่องกำเนิดลมติดตั้งบนเสา:

การทดลองใช้เครื่องกำเนิดลมรุ่นใหม่แสดงให้เห็นถึงความน่าเชื่อถือแม้ลมกระโชกแรง

ข้อเสียของกังหัน Savonius คือ ประสิทธิภาพต่ำ - พลังงานลมเพียงประมาณ 15% ถูกแปลงเป็นพลังงานการหมุนของเพลา (ซึ่งน้อยกว่าที่สามารถทำได้ด้วย กังหันลม ดารยา(ภาษาอังกฤษ) กังหันลม Darrieus)) โดยใช้แรงยก (eng. ยก). กังหันลมประเภทนี้คิดค้นโดย Georges Darier นักออกแบบเครื่องบินชาวฝรั่งเศส (จอร์จ ฌอง มารี ดารีอุส) -พ.ศ. 2474 สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา #1,835,018 .

Georges Darier

ข้อเสียของกังหัน Darrieus คือมันสตาร์ทตัวเองได้ไม่ดีนัก (กังหันจะต้องหมุนอยู่แล้วเพื่อสร้างแรงบิดจากลม)

การแปลงกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์

ลีดของสเต็ปเปอร์มอเตอร์สามารถเชื่อมต่อกับวงจรเรียงกระแสแบบสะพาน Schottky สองตัวเพื่อลดแรงดันตกคร่อมไดโอด
คุณสามารถใช้ไดโอด Schottky ยอดนิยมได้ 1N5817ด้วยแรงดันย้อนกลับสูงสุด 20 V 1N5819- 40 V และกระแสตรงสูงสุดที่แก้ไขกระแสตรงสูงสุด 1 A. ฉันเชื่อมต่อเอาท์พุตของวงจรเรียงกระแสแบบอนุกรมเพื่อเพิ่มแรงดันไฟขาออก
คุณยังสามารถใช้วงจรเรียงกระแสจุดกึ่งกลางสองตัวได้อีกด้วย วงจรเรียงกระแสดังกล่าวต้องการไดโอดครึ่งหนึ่ง แต่ในขณะเดียวกันแรงดันเอาต์พุตก็ลดลงครึ่งหนึ่งเช่นกัน
จากนั้นแรงดันกระเพื่อมจะถูกปรับให้เรียบโดยใช้ตัวกรองแบบ capacitive - ตัวเก็บประจุ 1,000 uF ที่ 25 V เพื่อป้องกันแรงดันไฟที่เพิ่มขึ้น ไดโอดซีเนอร์ 25 V จะเชื่อมต่อขนานกับตัวเก็บประจุ


แผนภาพกังหันลมของฉัน


หน่วยอิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องกำเนิดลมของฉัน

การประยุกต์ใช้กังหันลม

แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากเครื่องกำเนิดลมขึ้นอยู่กับขนาดและความคงตัวของความเร็วลม

ด้วยลมที่พัดผ่านกิ่งไม้บาง ๆ แรงดันไฟฟ้าถึง 2 ... 3 V.

ด้วยลมที่พัดผ่านกิ่งก้านหนา แรงดันไฟฟ้าถึง 4 ... 5 V (มีลมกระโชกแรง - สูงถึง 7 V)

การเชื่อมต่อกับจูลโจร

แรงดันไฟฟ้าที่ปรับให้เรียบจากตัวเก็บประจุของเครื่องกำเนิดลมสามารถป้อนไปที่ - แรงดันต่ำ DC-DCตัวแปลง

ค่าความต้านทานตัวต้านทาน Rถูกเลือกโดยการทดลอง (ขึ้นอยู่กับประเภทของทรานซิสเตอร์) - ขอแนะนำให้ใช้ตัวต้านทานผันแปร 4.7 kΩ และค่อยๆ ลดความต้านทานลง เพื่อให้คอนเวอร์เตอร์ทำงานได้อย่างเสถียร
ฉันประกอบตัวแปลงตามเจอร์เมเนียม pnp- ทรานซิสเตอร์ GT308V ( VT) และพัลส์หม้อแปลง MIT-4V (คอยล์ L1- ข้อสรุป 2-3 L2- ข้อสรุป 5-6):

ประจุของไอออไนสเตอร์ (ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์)

ไอออนิสเตอร์ (supercapacitor, eng. supercapacitor) เป็นไฮบริดของตัวเก็บประจุและแหล่งกระแสเคมี
ไอออนิสเตอร์ - ไม่มีขั้วองค์ประกอบ แต่ขั้วใดขั้วหนึ่งอาจมีเครื่องหมาย "ลูกศร" - เพื่อระบุขั้วของแรงดันไฟตกค้างหลังจากชาร์จที่โรงงานแล้ว
สำหรับการวิจัยเบื้องต้น ฉันใช้ไอออนิสเตอร์ ด้วยความจุ 0.22 F สำหรับแรงดันไฟฟ้า 5.5 V (เส้นผ่านศูนย์กลาง 11.5 มม. สูง 3.5 มม.):

ฉันเชื่อมต่อผ่านไดโอดกับเอาต์พุต ผ่านเจอร์เมเนียมไดโอด D310

เพื่อจำกัดแรงดันการชาร์จสูงสุดของอิออนิสเตอร์ คุณสามารถใช้ซีเนอร์ไดโอดหรือไฟ LED แบบโซ่ - ฉันใช้สายโซ่ของ สองไฟ LED สีแดง:

เพื่อป้องกันการคายประจุของไอออนิสเตอร์ที่มีประจุแล้วผ่านลิมิต LEDs HL1และ HL2ฉันเพิ่มไดโอดอื่น - VD2.

ยังมีต่อ

การสร้างเครื่องกำเนิดลมไม่ได้หมายความถึงการผลิตคอมเพล็กซ์ขนาดใหญ่และทรงพลังที่สามารถจ่ายไฟฟ้าให้กับบ้านทั้งหลังหรือกลุ่มผู้บริโภคได้ คุณสามารถสร้างรูปแบบการทำงานของการติดตั้งที่จริงจังได้ วัตถุประสงค์ของเหตุการณ์ดังกล่าวอาจเป็น:

• ทำความคุ้นเคยกับพื้นฐานของพลังงานลม
• กิจกรรมการเรียนรู้ร่วมกับเด็ก
• ตัวอย่างทดลองก่อนการก่อสร้างการติดตั้งขนาดใหญ่

การสร้างกังหันลมดังกล่าวไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุหรือเครื่องมือจำนวนมาก คุณสามารถทำได้ด้วยวิธีชั่วคราว ไม่จำเป็นต้องพึ่งพาการผลิตพลังงานจำนวนมาก แต่อาจเพียงพอสำหรับการจ่ายไฟให้กับหลอดไฟ LED ขนาดเล็ก ปัญหาหลักที่เกิดขึ้นระหว่างการสร้างคือตัวสร้าง เป็นการยากที่จะสร้างขึ้นเองเพราะขนาดของอุปกรณ์มีขนาดเล็ก วิธีที่ง่ายที่สุดคือการใช้ ทำให้คุณสามารถใช้ในโหมดตัวสร้าง

กังหันลมทำเองโดยใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์

บ่อยที่สุดเมื่อ การผลิตกังหันลมกำลังต่ำใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ ลักษณะเฉพาะของการออกแบบคือการมีขดลวดหลายอัน โดยปกติมอเตอร์จะผลิตด้วยขดลวด 2, 4 หรือ 8 เฟส ขึ้นอยู่กับขนาดและวัตถุประสงค์ เมื่อแรงดันถูกนำไปใช้กับพวกมัน เพลาจะหมุนตามลำดับ (ขั้นตอน) ตามลำดับ

ข้อดีของสเต็ปเปอร์มอเตอร์คือความสามารถในการผลิตกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่เพียงพอที่ความเร็วรอบต่ำ สามารถติดตั้งใบพัดบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์กลาง เช่น เกียร์ กระปุกเกียร์ ฯลฯ การผลิตไฟฟ้าจะดำเนินการอย่างมีประสิทธิภาพเช่นเดียวกับการออกแบบอื่นๆ โดยใช้เกียร์โอเวอร์ไดรฟ์

ความแตกต่างของความเร็วมีความสำคัญมาก - เพื่อให้ได้ผลลัพธ์เดียวกัน ตัวอย่างเช่น บนมอเตอร์ตัวสะสม จะต้องใช้ความเร็วในการหมุนมากกว่า 10 หรือ 15 เท่า

เป็นที่เชื่อกันว่าการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์คุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่หรือแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือได้ แต่ในทางปฏิบัติผลลัพธ์ที่เป็นบวกนั้นหายากมาก โดยทั่วไปจะได้รับแหล่งจ่ายไฟสำหรับหลอดไฟขนาดเล็ก

ข้อเสียของสเต็ปเปอร์มอเตอร์รวมถึงความพยายามอย่างมากที่จำเป็นในการเริ่มการหมุน กรณีนี้ลดความไวของใบมีดทั้งหมด ซึ่งสามารถแก้ไขได้บ้างโดยการเพิ่มพื้นที่และระยะของใบมีด

คุณสามารถหามอเตอร์เหล่านี้ได้ในฟลอปปีไดรฟ์ สแกนเนอร์ หรือเครื่องพิมพ์รุ่นเก่า อีกทางหนึ่ง คุณสามารถซื้อเอ็นจิ้นใหม่ได้หากอุปกรณ์ที่ต้องการไม่มีในสต็อก เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดียิ่งขึ้น ควรเลือกมอเตอร์ที่ใหญ่กว่า ซึ่งสามารถให้แรงดันไฟฟ้าที่มากพอเพื่อให้สามารถใช้งานได้

เครื่องกำเนิดลมจากชิ้นส่วนจากเครื่องพิมพ์

ทางเลือกหนึ่งที่เหมาะสมคือการใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์จากเครื่องพิมพ์ สามารถลบออกจากอุปกรณ์เก่าที่ล้มเหลวได้เครื่องพิมพ์แต่ละเครื่องมีมอเตอร์ดังกล่าวอย่างน้อยสองตัว หรือคุณสามารถซื้อเครื่องใหม่ที่ยังไม่ได้ใช้งาน สามารถผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 3 วัตต์แม้มีลมเบา ซึ่งเป็นแบบอย่างสำหรับภูมิภาคส่วนใหญ่ของรัสเซีย แรงดันไฟฟ้าที่สามารถเข้าถึงได้คือ 12 V หรือมากกว่า ซึ่งทำให้สามารถพิจารณาอุปกรณ์เป็นความสามารถในการชาร์จแบตเตอรี่

สเต็ปเปอร์มอเตอร์ผลิตไฟฟ้ากระแสสลับ สำหรับผู้ใช้จำเป็นต้องยืดให้ตรงก่อน คุณจะต้องสร้างวงจรเรียงกระแสแบบไดโอดซึ่งจะต้องใช้ไดโอด 2 ตัวสำหรับแต่ละขดลวด คุณยังสามารถเชื่อมต่อ LED กับขั้วต่อคอยล์ได้โดยตรงด้วยความเร็วรอบการหมุนที่เพียงพอก็เพียงพอแล้ว

ใบพัดโรเตอร์ติดตั้งง่ายที่สุดบนเพลามอเตอร์โดยตรง ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องสร้างส่วนตรงกลางที่พอดีกับเพลาอย่างแน่นหนา ในการเสริมแรงยึดของใบพัด จำเป็นต้องเจาะรูและตัดเกลียวเข้าไป ต่อจากนั้นจะขันสกรูล็อคเข้าไป

สำหรับการผลิตใบมีดมักใช้ท่อระบายน้ำโพลีโพรพีลีนหรือวัสดุที่เหมาะสมอื่น ๆ เงื่อนไขหลักคือน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงเพียงพอเนื่องจากบางครั้งใบมีดก็รับความเร็วได้ค่อนข้างดี การใช้วัสดุที่ไม่น่าเชื่อถือสามารถสร้างสถานการณ์ที่ไม่พึงปรารถนาซึ่งใบพัดจะพังในขณะเคลื่อนที่

ใบมีด

โดยปกติแล้วจะมีการสร้างใบมีด 2 อัน แต่สามารถทำได้มากกว่านั้น ต้องจำไว้ว่า พื้นที่ใบมีดขนาดใหญ่เพิ่มกังหันลม KIEVแต่ควบคู่ไปกับสิ่งนี้ ภาระด้านหน้าของใบพัดซึ่งถูกส่งไปยังเพลามอเตอร์จะเพิ่มขึ้น ไม่แนะนำให้ทำใบมีดขนาดเล็กเนื่องจากจะไม่สามารถเอาชนะการเกาะของเพลาได้เมื่อเริ่มหมุน

เพื่อให้สามารถหมุนกังหันลมรอบแกนตั้งได้ คุณต้องทำเป็นปมพิเศษ ความยากลำบากในเรื่องนี้อยู่ในความต้องการเพื่อให้แน่ใจว่าสายเคเบิลที่มาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ เนื่องจากอุปกรณ์มีจุดประสงค์ในการตกแต่งจึงมักจะเข้าถึงปัญหาได้ง่ายขึ้น - ผู้บริโภคได้รับการติดตั้งโดยตรงบนตัวเรือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไม่รวมสายเคเบิลยาว มิฉะนั้น คุณจะต้องติดตั้งระบบเช่นตัวเก็บแปรง ซึ่งไม่สมเหตุผลและใช้เวลานาน

เสา

กังหันลมที่ประกอบแล้วต้องติดตั้งที่ความสูงอย่างน้อย 3 เมตร ลมที่พัดมาใกล้พื้นผิวโลกมีทิศทางที่ไม่แน่นอนที่เกิดจากความปั่นป่วน การปีนขึ้นไปสูงจะช่วยให้กระแสน้ำไหลสม่ำเสมอมากขึ้น สำหรับการติดตั้งอิสระกับลม จะมีการติดตั้งตัวกันโคลงที่ส่วนท้ายตามแกนของการหมุน ซึ่งทำหน้าที่เหมือนใบพัดสภาพอากาศ ทำจากพลาสติก แผ่นอลูมิเนียม หรือวัสดุอื่นๆ ในมือ

ในฐานะที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับกังหันลม สเต็ปเปอร์มอเตอร์ (SM) สำหรับเครื่องพิมพ์จึงเหมาะสม แม้จะหมุนด้วยความเร็วต่ำแต่ก็ยังสร้างพลังงานได้ประมาณ 3 วัตต์ แรงดันไฟฟ้าอาจสูงกว่า 12 V ซึ่งทำให้สามารถชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเล็กได้

หลักการใช้งาน

ความปั่นป่วนของลมในชั้นผิวน้ำ ซึ่งเป็นลักษณะของสภาพอากาศในรัสเซีย นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทิศทางและความรุนแรงอย่างต่อเนื่อง เครื่องกำเนิดลมขนาดใหญ่ที่มีกำลังเกิน 1 กิโลวัตต์จะเป็นเครื่องเฉื่อย จึงทำให้ไม่มีเวลาพักผ่อนเต็มที่เมื่อทิศทางลมเปลี่ยน สิ่งนี้สามารถป้องกันได้ด้วยโมเมนต์ความเฉื่อยในระนาบการหมุน เมื่อลมด้านข้างทำปฏิกิริยากับกังหันลมที่ใช้งานได้ กังหันลมจะรับภาระจำนวนมากซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างรวดเร็ว

ขอแนะนำให้ใช้เครื่องกำเนิดลมกำลังต่ำซึ่งทำด้วยมือโดยมีความเฉื่อยเล็กน้อย ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา คุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือพลังงานต่ำหรือใช้ไฟ LED เพื่อส่องสว่างกระท่อม

ในอนาคต เป็นการดีกว่าที่จะมุ่งเน้นไปที่ผู้บริโภคที่ไม่ต้องการการแปลงพลังงานที่สร้างขึ้น เช่น สำหรับการทำน้ำร้อน พลังงานสองสามสิบวัตต์อาจเพียงพอที่จะรักษาอุณหภูมิของน้ำร้อนหรือเพื่อให้ความร้อนแก่ระบบทำความร้อนเพิ่มเติมเพื่อไม่ให้เย็นลงในฤดูหนาว

ส่วนไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าในกังหันลมสามารถติดตั้งสเต็ปเปอร์มอเตอร์ (SM) สำหรับเครื่องพิมพ์ได้

แม้จะหมุนด้วยความเร็วต่ำ แต่ก็สร้างพลังงานได้ประมาณ 3 วัตต์ แรงดันไฟฟ้าอาจสูงกว่า 12 V ซึ่งทำให้สามารถชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเล็กได้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เหลือทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่มากกว่า 1,000 รอบต่อนาที แต่จะไม่ทำงานเนื่องจากกังหันลมหมุนที่ 200-300 รอบต่อนาที จำเป็นต้องใช้กระปุกเกียร์ที่นี่ แต่จะสร้างความต้านทานเพิ่มเติมและมีราคาสูงเช่นกัน

ในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สเต็ปเปอร์มอเตอร์จะสร้างกระแสสลับ ซึ่งแปลงเป็นกระแสตรงได้อย่างง่ายดายโดยใช้ไดโอดบริดจ์และตัวเก็บประจุ โครงการนี้ง่ายต่อการประกอบด้วยมือของคุณเอง

โดยการติดตั้งตัวกันโคลงด้านหลังบริดจ์ เราจะได้แรงดันเอาต์พุตคงที่ สำหรับการควบคุมด้วยภาพ คุณยังสามารถเชื่อมต่อ LED ได้อีกด้วย เพื่อลดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า ไดโอด Schottky ใช้เพื่อแก้ไข

ในอนาคตจะสามารถสร้างโรงสีลมด้วยสเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่ทรงพลังกว่าได้ เครื่องกำเนิดลมดังกล่าวจะมีช่วงเวลาเริ่มต้นที่ยิ่งใหญ่ สามารถขจัดปัญหาได้โดยการตัดการเชื่อมต่อโหลดระหว่างสตาร์ทเครื่องและที่ความเร็วต่ำ

วิธีทำเครื่องกำเนิดลม

ใบมีดสามารถทำได้ด้วยมือของคุณเองจากท่อพีวีซี ความโค้งที่ต้องการจะถูกเลือกหากคุณใช้เส้นผ่านศูนย์กลางที่แน่นอน ช่องว่างของใบมีดถูกวาดบนท่อแล้วตัดออกด้วยแผ่นตัด ช่วงใบพัดประมาณ 50 ซม. และความกว้างของใบมีดคือ 10 ซม. หลังจากนั้น ควรทำการตัดปลอกที่มีหน้าแปลนให้พอดีกับขนาดของเพลา SD

ติดตั้งบนเพลามอเตอร์และยึดด้วยสกรูเพิ่มเติม และใบมีดพลาสติกติดอยู่ที่ครีบ ภาพถ่ายแสดงใบมีดสองใบ แต่คุณสามารถสร้างสี่ใบได้โดยการขันเกลียวที่คล้ายกันอีกสองตัวที่มุม90º เพื่อความแข็งแกร่งยิ่งขึ้น ควรติดตั้งเพลตทั่วไปไว้ใต้หัวสกรู มันจะกดใบมีดให้ใกล้กับหน้าแปลนมากขึ้น

ผลิตภัณฑ์พลาสติกไม่นาน ใบมีดดังกล่าวจะไม่ทนต่อลมต่อเนื่องที่ความเร็วมากกว่า 20 m / s

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกเสียบเข้าไปในท่อซึ่งถูกยึดไว้

ปลายท่อติดตั้งใบพัดสภาพอากาศเข้ากับท่อ ซึ่งเป็นงาน openwork และโครงสร้างน้ำหนักเบาที่ทำจากดูราลูมิน เครื่องกำเนิดลมวางอยู่บนแกนแนวตั้งแบบเชื่อม ซึ่งถูกสอดเข้าไปในท่อเสาโดยมีความเป็นไปได้ที่จะหมุนได้ สามารถติดตั้งตลับลูกปืนกันรุนหรือแหวนรองโพลีเมอร์ใต้หน้าแปลนเพื่อลดแรงเสียดทาน

ในการออกแบบส่วนใหญ่ กังหันลมมีวงจรเรียงกระแสที่ติดอยู่กับชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว เป็นไปไม่ได้ที่จะทำเช่นนี้เนื่องจากความเฉื่อยเพิ่มขึ้น เป็นไปได้ที่จะวางแผงไฟฟ้าไว้ที่ด้านล่างและนำสายไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลงไป โดยปกติแล้ว สเต็ปเปอร์มอเตอร์จะมีสายไฟมากถึง 6 เส้น ซึ่งตรงกับขดลวดสองเส้น พวกเขาต้องการสลิปแหวนเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าจากส่วนที่เคลื่อนไหว การติดตั้งแปรงบนนั้นค่อนข้างยาก กลไกการรวบรวมในปัจจุบันอาจซับซ้อนกว่าตัวกำเนิดลมเอง นอกจากนี้ยังควรวางกังหันลมเพื่อให้เพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอยู่ในแนวตั้ง จากนั้นสายไฟจะไม่พันรอบเสา เครื่องกำเนิดลมดังกล่าวซับซ้อนกว่า แต่ความเฉื่อยลดลง เฟืองดอกจอกจะอยู่ตรงนี้ ในเวลาเดียวกันคุณสามารถเพิ่มความเร็วของเพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยเลือกเกียร์ที่จำเป็นด้วยมือของคุณเอง

เมื่อซ่อมกังหันลมที่ความสูง 5-8 ม. แล้ว คุณสามารถเริ่มทดสอบและรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับความสามารถของกังหันลมเพื่อติดตั้งการออกแบบขั้นสูงเพิ่มเติมได้ในอนาคต

ปัจจุบันกังหันลมแกนตั้งกำลังเป็นที่นิยม

การออกแบบบางอย่างสามารถทนต่อพายุเฮอริเคนได้ดี ดีไซน์ที่ผสมผสานเข้ากับทุกสภาพอากาศได้พิสูจน์ตัวเองเป็นอย่างดี

บทสรุป

เครื่องกำเนิดลมกำลังต่ำทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือเนื่องจากมีความเฉื่อยต่ำ มันทำได้ง่ายที่บ้านและส่วนใหญ่จะใช้เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเล็ก สามารถใช้ในบ้านในชนบท ในชนบท เดินป่า เมื่อมีปัญหาเรื่องไฟฟ้า

บ้าน » การแพร่เชื้อ » วิธีการรันสเต็ปเปอร์มอเตอร์โดยไม่ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ กังหันลมจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์ ทำอุปกรณ์จากสเต็ปเปอร์มอเตอร์