Илья МГУ, Ветряк для яхты
 

Есть у меня вот такой кораблик: http://yachta-kotoyarvi.narod.ru/
и собрался я его оснастить ветрячком. Заряжать аккумулятор там и без ветряка есть чем, например вот этим:
http://gik.fordak.ru/index.php?topic=8258.0 Да и у лодочного мотора есть генератор 5.5А. Но кроме мощных генераторов с д.в.с. мне всегда хотелось сделать ветрячок для дозарядки аккумулятора малым током в течении длительного времени. Раньше я пробовал использовать для этих целей солнечную батарею, топливные элементы и гидротурбину http://gik.fordak.ru/index.php?topic=4549.70
Все эти устройства по тем или иным причинам не прижились. Осталось последнее - ветряк. Этим летом и в этой графе поставил галочку. Пожалуй, на сей раз всё удачно. Разумеется этот ветряк придётся переделать, но принцип понравился, и ветер в качестве альтернативного источника принят на вооружение. Выглядит это см. фоты:

Генератор
 

В качестве заготовки для генератора я выбрал статор от мотоциклетного генератора ИЖ-Юпитер (3-фаз., 18 полюсов, намотка вполпаза, т.е 18 катушек, точнее 3х6). Статор от ИЖака, это вообще отличная заготовка для любого самодельного генератора. Его конструкция такова, что позволяет вкладывать готовые катушки в пазы, а не мотать их по месту. Конструкцию статора я не менял, заменив лишь катушки. Я уже давно подружился с этим изделием и научился перематывать статор да один вечер. Такой же генератор я использовал на гидротурбине и бензогенераторе.
Ротор генератора - дюралевый диск с напрессованым на него стальным бандажём. На бандаж по разметке наклеены 12 неодимовых магнитов 9х5х20, т.е ротор шестиполюсной. Сверху магнитов я намотал бандаж из тонкой кевларовой нити и залил промежутки между магнитами эпоксидкой. Считать обмотки было лениво. Всё равно предстояла перемотка статора и проще было покрутить генератор с родными обмотками и снять характеристику. Так я и сделал. В итоге определил потребное количество витков в катушках и перемотал статор. С готового генератора снял внешнюю характеристику и подобрал оптимальную быстроходность ветроколеса Z=3,6. Исходя из быстроходности выбрал количество лопастей i=5.

Конструкция ротора
 

Основной размер устройства, который тянул за собой всё остальное - диаметр ротора. После долгих мучительных раздумий и прикидочных расчётов я остановился на диаметре 90см. Как мне казалось, ротор большего размера вошёл бы в конфликт с различными элементами такелажа. Диаметра 0,9 определил и рабочий диапазон ветров 7-15 м/с, что было вполне нормально учитывая место использования.
Несмотря на всеобщую увлечённость ветроловов лопастями из канализационной трубы я решил делать лопасти из дюралевого листа, свёрнутого в желобок. Ступицу первоначально стал делать очень мудрёную, с возможностью регулировки шага винта. Но запоров неимоверно сложную деталь, с которой провозился почти неделю, решил пойти более простым путём. Из 7-мм листа АМЦ (Сплава мягкого как пластилин) вырезал 5-лучевую звёздочку. Лопасти крепятся к лучам двумя болтами М6. Угол установки лопастей регулируется скручиванием лучей ступицы при помощи двух разводных ключей. Получилось предельно просто и очень удобно. На ветрячном форуме меня стали пугать что алюминиевые лопасти склонны разрушаться, отрываясь у основания по усталостным трещинам. Покачав лопасть на ступице я убедился, что сама лопатка заметно жёстче луча ступицы. А последняя сделана из весьма пластичного материала мало склонного к усталости. Для страховки я всё же добавил уздечку из кевларовой стропки, которая была бы способна временно удержать лопатку в случае отрыва. Ротор отбалансировал при помощи грузиков, которые крепятся под болты крепления лопастей. В итоге оказалось, что столь примитивный хаб оказался отличным решением. Был эпизод, когда лодку сильной волной навалило на стенку пирса и вращающийся ротор об эту стенку долбанулся. Я почти уверен, что любой другой ротор пришлось бы выбросить. А у этого лишь согнулись лучи хаба и немножко побились кромки лопастей. Рихтовка ротора заняла не более получаса, все детали были полностью восстановлены и ветряк остался в строю.

Расчёт ротора
 

При изготовлении ротора я здорово просчитался с его геометрией. Я руководствовался методикой расчёта Жуковского ничего не зная про Сабинина. Прочитав в форуме ветку посвящённую лопастям понял, что углы заклинения и крутка у меня неправильные. Когда я это понял, ветряк вместе с остальным барахлом уже был в пути. Времени на изучение теории не было, и чтобы спасти затею я обратился за помощью к petruha256. Спасибо ему огромное! Его трудами были получены две волшебные цифры - крутка лопасти и угол заклинения. Впоследствии практика подтвердила теорию, углы оказались близки к оптимальным.

Хвост и защита
 

Штормовую защиту сделал по классической схеме со складывающимся хвостом. Ось шарнира хвоста вертикальна, хвост подпружинен , пружина натягивается с помощью тонкого кевларового шнура(ветряк-фала), пропущеного сквозь мачту. Для приведения ветряка в рабочее состояние ветряк-фал надо набить. При его отдаче хвост складывается и ротор останавливается. Признаться, с жёсткостью пружины я жестоко просчитался. Скорее всего при расчёте "упустил нолик". Защита начинала подавать признаки жизни примерно от 15 м/с. И даже при этом ветре хвост не складывался в одну плоскость с ротором, а лишь немного отклонялся от рабочего положения. Был момент, когда эта ошибка привела к стихийному испытанию ротора на разнос в ветер 24 м/с. Ну ничего, всё обошлось без потерь.

Испытание
 

Испытать изделие в спокойной обстановке я уже не успевал, поэтому пришлось сразу же его использовать в "боевых условиях", а именно в 1000-мильном плавании вдоль Курильской гряды. Регион характеризуется весьма могучими ветроресурсами, поэтому ветра 7-10 м/с были обычным делом. Зарядка начиалась от 5.5 м/с , при 10 м/с зарядный ток составлял около 3-х ампер. При 12 м/с 5-амперный амперметр зашкаливал. Ветряка вполне хватало при движении под парусами. Кормить при этом приходилось всю навигацию с автопилотом, а это примерно 700 мА. В итоге бензогенератор понадобилось заводить лишь 3 раза по полчаса за полтора месяца. Это очень хороший результат! Год назад этм занимались ежедневно по нескольку раз.
И всё же ротор надо было делать побольше. По итогам испытаний имеющегося ветряка стало понятно, что ротор можно смело увеличивать до 1300 мм, что и предполагается сделать до следующего плавания.

Щлифовка магнитов
 

Для того же ветряка взялся делать новый генератор. Заготовка - статор от автогены, 36 зубьев. Намотка будет трёхфазной и явнополюсной (36 катушек), соединение катушек - под ротор из 26 магнитов (см:
http://windpower-russia.ru/forum/sho...p?t=65&page=36 )

Отдельные детали остаются от старой гены.

Изготовил новый ротор с 26 неодимовыми магнитами 20х5х9

Для шлифовки ротора с неодимовыми магнитами сделал бору, которая вставляется в резцедержатель токарника. Шарожку купил на рынке за 70 руб., самолётный моторчик 24В был. После изготовления суперточной муфты для посадки шарожки на вал обнаружил, что она кривая донельзя. Подрихтовал её молоточком подгибая ножку и всё стало зашибись. Точит без проблем, воду лил тонкой струйкой прям на шарожку. Бора крутится в одну сторону, а обрабатываемая деталь - в другую, на минимальный оборотах. За проход снимал по 2 десятки. Сожрёт и больше, но мне было незачем. На фото - шлифованный ротор от старой гены, (новый с 26 магнитами).

Новый генератор
 

Доделал генератор. Чертёж и фото в разобранном виде

Ротор 26 магнитов
 

Фото ротора

Сборка
 

Этапы сборки

в сборе
 

Окончательно собранный генератор

Бабочка окукливается.
 

Осталось: Хвост и электрика. Общий вид ветроголовки.

Бабочка окукливается
 

И в сложенном виде. Так будет складываться при шторме или при ручном уводе из-под ветра ветряк-фалом.

Илья МГУ, Тут - ляпота:i_am_so_happy:,а гену гонял?

Илья МГУ, Амортизатор таки решили использовать, а как же хвост в роли оного?

Дык ато ж : http://windpower-russia.ru/forum/sho...&postcount=405

Добавлено через 7 минут
Хвост тоже никто не отменял. Газовый я поставил по двум причинам. Первая - при отдаче фала гена будет вставать в рабочее положение. не хочется чтобы с ударом. Сейчас очень плавненько откидывается.
Вторая причина - очень уж хорошо получается с силами. После примерно 50 градусов угол у аммортизатора становится таким, что усилие возврата от него резко падает. Получается потенциальная яма. В полностью откинутом положении момент на возвратлишь немного превосходит вес гены с винтом. Мне кажется, что такая защита будет работать правильно.

Я такого же эффекта хочу добится на всплытии, а вот при опрокидывании, не окажется что парусность откинутого винта, при столь малом возвратном моменте, не позволит ему вернуться в рабочее положении, пока ветер не стихнет весьма значительно?

Что есть всплытие и опрокидывание?

Всплывает подветренный безхвостый винт а опрокидывается наветренный.

Понял.
Хекс, Вы же сами меня убеждали что больше 75 градусов уводить не надо :)) Так при 75 у меня возвратный момент ещё достаточно большой. Ну а если шквал шибанёт, так и в принципе захочется ветряк убрать, пусть себе залипает. Тем более что парусность полностью откинутой ветроголовки совсем мала.
Вообще, резервы для изменения момента возврата у меня есть. Достаточно убрать пару витков с витой пружины и момент с нулевой точки значительно подрастёт. Когда всё это заработает, станет видно.

Очень хочется глянуть на систему в работе. На какой ветер расчитано начало увода?

Около десятки. На всякий случай куплю пару амортизаторов на меньшие усилия. Они продаются на 50, 40 и 25 ньютонов. Через неделю поставлю ветряк на крыше и буду остаток жизни зырить на приборы :) Жаль, в Москве редко бывают сильные ветра.

Илья а поваротный узел из чего зделан,на подшипниках?

Илья, балансировали ли вы ротор? Или это будете делать совместно с винтом?

Ротор балансировал в сборе с винтом. Точнее - проверил дисбаланс. Как ни странно, его нет, сразу получилось идеально.

Добавлено через 1 минуту
Поворотный узел сделан на двух шарикоподшипниках сверхлёгкой серии (тоненькие без сепараторов). Один выдрал из жигулёвского трамблёра а другой купил на рынке.

Ура-а-а-а-а!
 

Наконец, выставил свой пятикрылый восьми.., тьфу, ветряк на улицу.
Ветер, как и следовало ожидать тут же выключили. Сижу и с тоской смотрю на лампочку, которая раз в пять минут вспыхивает вольт на 10 и снова затухает.

Илья МГУ, Красавец! - только вроде рано "спать ложится"?

Ну нет, сам он и близко не ложится. Это я его вручную уложил. Вот ещё видео снял, только хреновое, на мобильник.
http://www.youtube.com/watch?feature...&v=jyq0UzZ-jC4

Электрика
 

Схема электрики см. рис.

Умножитель по схеме http://windpower-russia.ru/forum/attachment.php?attachmentid=6283&d=1332918817

Вторая из сообщения №86

Реле управляется дополнительной обмоткой генератора.

Мне кажется крепление лопастей слабовато,я на первом ветряке крепил так же,отработал два месяца и потрескалось возле крепления.Пришлось переделывать.Отработали новые лопасти всю зиму нареканий пока нет..:hooray:

Что именно и в каком месте у Вас потрескалось?

Потрескалось вокруг узкой пластины через которую прикрутил лопасти.

Перекручивание жгута
 

Снял ветряк после трёхнедельного использования для осмотра. Жгут проводов перекручен, причём аж до узлов. Удивительно что вообще не оторвался.

Мнение о бесполезности контактного подшипника отныне считаю неверным.

Что касается моего ветряка, то делать его всё равно не буду. У меня от ветроголовки на мачту снаружи пущена резинка по которой можно судить о перекручивании жгута. Ничего не стоит вручную раскрутить обратно. А вот у стационарного ветряка к которому хрен подлезешь я бы сделал кольца.

Илья МГУ, Я с этим согласен что нужны токосъемные кольца.

Копейки стоит http://www.ebay.com/itm/260936092353...84.m1438.l2649

Илья я использую пружины от возврата дверей. Два года ипользую нареканий нет.

Привет с северов
 

Полевые испытания идут полным ходом. Электричества хватает с избытком. Главное - ветряка почти на всех курсах хватает на навигационное оборудование и автопилот. Всё же, отдаваемая мощность процентов на 40 ниже ожидаемой. Думаю, надо дальше работать с лопастями. Зарядка начинается от 3.5 м/с, ротор стартует при 3 м/с.
Защита всплытием работает "на отлично". Наснимал видео, выложу когда вернусь.

в

Илья на "ИЛЬИ" -отрапортовался! - с праздником:give_rose:

Видео
 

Смонтировал видео с летних полевых испытаний
http://www.youtube.com/watch?v=bDNUp...yer_detailpage