Шаговый двигатель генератор: Генератор из шагового двигателя своими руками

Содержание

создание самодельного ветряка, его преимущества и недостатки

Содержание

  1. Создание ветрогенератора
  2. Самодельный ветряк на основе шагового двигателя
  3. Ветрогенератор из деталей от принтера
  4. Лопасти
  5. Мачта
  6. Рекомендуемые товары

Создание ветрогенератора

Создание ветрогенератора не обязательно означает изготовление крупного и мощного комплекса, способного обеспечивать электроэнергией целый дом или группу потребителей. Можно изготовить небольшой ветряк, представляющий собой, по сути, действующую модель серьезной установки. Целью такого мероприятия может быть:

  • Ознакомление с основами ветроэнергетики.
  • Совместные обучающие занятия с детьми.
  • Экспериментальный образец, предваряющий строительство крупной установки.

Создание такого ветряка не потребует использования большого количества материалов или инструментов, можно обойтись подручными средствами. Рассчитывать на выработку серьезных объемов энергии не приходится, но для питания небольшого светильника на светодиодах может хватить. Основная проблема, существующая при создании небольших ветряков — это генератор. Его сложно создать самостоятельно, поскольку размеры устройства невелики. Проще всего использовать небольшой электродвигатель, позволяющий использовать его в режиме генератора.

Самодельный ветряк на основе шагового двигателя

Чаще всего, при изготовлении маломощных ветрогенераторов используют шаговые электродвигатели. Особенность их конструкции состоит в наличии нескольких обмоток. Обычно, в зависимости от размера и назначения, изготавливают двигатели с 2, 4 или 8 обмотками (фазами). При подаче напряжения на них по очереди вал соответственно поворачивается на определенный угол (шаг).

Преимущество шаговых двигателей заключается в способности производить достаточно большой ток при низких скоростях вращения. На генератор из шагового двигателя можно установить крыльчатку без всяких промежуточных устройств — передач, редукторов и т.п. Выработка электроэнергии будет производиться с такой же эффективностью, как и на устройствах другой конструкции с использование повышающих передач.

Разница в скоростях весьма существенная — для получения такого же результата, например, на коллекторном двигателе, потребуется скорость вращения в 10 или 15 раз больше.

Считается, что с помощью генератора из шагового двигателя можно заряжать аккумуляторы или батареи мобильных телефонов, но на практике положительные результаты отмечаются крайне редко. В основном, получаются источники питания для небольших светильников.

К недостаткам шаговых двигателей можно отнести значительное усилие, необходимое для начала вращения. Это обстоятельство снижает чувствительность всей ветроустановки к слабым ветрам, что можно несколько скорректировать путем увеличения площади и размаха лопастей.

Отыскать такие двигатели можно в старых дисководах для гибких носителей, в сканерах или принтерах. Как вариант, можно приобрести новый двигатель, если в запасе нужного устройства не окажется. Для большего эффекта следует выбирать более крупные двигатели, они способны выдавать достаточно большое напряжение, чтобы его можно было как-то использовать.

Ветрогенератор из деталей от принтера

Один из подходящих вариантов — использование шагового двигателя от принтера. Его можно извлечь из вышедшего из строя старого устройства, в каждом принтере как минимум два таких двигателя. Как вариант, можно приобрести новый, не бывший в эксплуатации.  Он способен вырабатывать мощность около 3 ватт даже при слабом ветре, типичном для большинства регионов России. Напряжение, которое может быть достигнуто, составляет 12 и более В, что позволяет рассматривать устройство как возможность зарядки аккумуляторов.

Шаговый двигатель выдает переменное напряжение. Для пользователя необходимо прежде всего выпрямить его. Потребуется создать диодный выпрямитель, для чего потребуется по 2 диода на каждую катушку. Можно и напрямую подключить светодиод к выводам катушки, при достаточной скорости вращения этого хватит.

Крыльчатку ротора проще всего установить прямо на вал двигателя. Для этого надо изготовить центральную часть, способную плотно усаживаться на вал. Доя усиления фиксации крыльчатки необходимо просверлить отверстие и нарезать в нем резьбу. Впоследствии в него буде завинчиваться стопорный винт.

Для изготовления лопастей обычно используют полипропиленовые канализационные трубы или иные подходящие материалы. Главным условием является малый вес и достаточная прочность, поскольку лопасти иногда набирают вполне приличную скорость. Использование ненадежных материалов может создать нежелательную ситуацию, когда крыльчатка разваливается на ходу.

Лопасти

Обычно изготавливают по 2 лопасти, но можно сделать и большее количество. Необходимо помнить, что большая площадь лопастей повышает КИЭВ ветряка, но параллельно с этим увеличивается фронтальная нагрузка на крыльчатку, передающаяся валу двигателя. Изготовление маленьких лопастей также не рекомендуется, поскольку они не смогут преодолеть залипание вала при старте вращения.

Для возможности вращения ветряка вокруг вертикальной оси надо сделать специальный узел. Сложность в этом заключается в необходимости обеспечить неподвижность кабеля, идущего от генератора. Поскольку устройство имеет, скорее, декоративное назначение, обычно подходят к вопросу проще — устанавливают потребитель прямо на корпусе генератора, исключая присутствие длинного кабеля. В противном случае придется монтировать систему наподобие щеточного коллектора, что нерационально и требует большого количества времени.

Мачта

Собранный ветряк необходимо установить на мачту высотой как минимум 3 метра. Потоки ветра у поверхности земли имеют нестабильное направление, вызванное турбулентностью. Подъем на некоторую высоту поможет получить более равномерные потоки. Для самостоятельной установки на ветер по оси вращения устанавливают хвостовой стабилизатор, играющий роль флюгера. Он делается из любого куска пластмассы, алюминиевой пластинки или иного подручного материала.

Рекомендуемые товары

 

 

Как вам статья?

Шаговые двигатели в качестве генератора

Существует множество конструкций генераторов ветра. Это дает использовать энергию ветра не только, для незначительных нужд, но и для промышленных потребностей. Чтобы самому понять принцип действия такого устройства на практике, предлагается к сборке следующая конструкция. Будет состоять ветрогенератор из шагового двигателя, корпуса мачты, ветряка и более мелких комплектующих. Самый простой шаговый двигатель можно извлечь из старых моделей сканеров или принтеров, либо купить их у знакомых.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Ветрогенератор из шагового двигателя
  • Генератор для велосипеда из шагового двигателя
  • Генератор из шагового двигателя своими руками
  • Шаговые двигатели и особенности их применения
  • Самодельный шаговый
  • Шаговый двигатель в качестве генератора?
  • Маленький обзорчик шагового двигателя от старого принтера в качестве генератора
  • Генератор для ветряка своими руками
  • Мой самодельный ветрогенератор на шаговом двигателе
  • Шаговые двигатели и особенности их применения

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 🌑 ГЕНЕРАТОР ИЗ ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЛИ ТАК ЛИ ОН ХОРОШ? ПРОВЕДЕМ ЭКСПЕРИМЕНТ ИГОРЬ БЕЛЕЦКИЙ

В статье рассматриваются типы шаговых двигателей, особенности их применения и схемы несложных устройств управления, позволяющие оценить возможности и освоить этот тип двигателей на практике. Статья написана на основании опыта автора по использованию шаговых двигателей в робототехнике. А именно для систем синхронной связи на постоянном токе. Скорость вращения шагового двигателя определяется только частотой следования импульсов управления. Для устройств на основе шаговых двигателей, как правило, не требуется концевых выключателей или каких-то конечных сенсоров.

Switch to English регистрация.

Мой самодельный ветрогенератор на шаговом двигателе

Наиболее распространенным вариантом применения ветряков является выработка электроэнергии. Кажется, что может быть проще, чем сделать ветряк , насадить на него ось электрогенератора и готово! Можно пользоваться электричеством! Все ветряные установки или ветряки приводятся в действие, то есть начинают вращаться при помощи силы ветра. От мощности потока ветра зависит то, какое количество энергии мы сможем получить от генератора. Следующей важнейшей характеристикой ветряной установки является КИЭВ — коэффициент использования энергии ветра. Это то, что можно действительно получить от ветроустановки при условии применения идеального электрогенератора.

Шаговые двигатели и особенности их применения

Мощный накопитель Автор: nik34 Автор: Basic Средняя оценка: 5 из 5. Голосов:


Генерация энергии с помощью шагового двигателя

Все публикации Учебное пособие по шаговым двигателям своими руками

Джордж 0 Комментарии Электричество, генерация энергии, шаговые двигатели

Вы хотите генерировать энергию на приличном уровне, но не знаете, какое приложение использовать?
Электрический шаговый двигатель может быть решением, которое вы ищете.

Шаговые двигатели могут генерировать мощность от десятых долей ватта до нескольких ватт. В следующей статье показано, как 4-фазный униполярный шаговый двигатель способен создавать мощность ½ ватта.

Первое, что нужно учитывать, это цена шаговых двигателей. Они очень дешевые, всего около 10 долларов или около того, плюс их можно найти во многих старых машинах. Однако, поскольку они стоят так хорошо, не стоит тратить время на спасение одного из старого компьютера. Кроме того, некоторые двигатели, которые вы найдете в этих старых машинах, могут не соответствовать тем же стандартам, что и новый двигатель.

Помните, что шаговые двигатели генерируют энергию на низких оборотах, что делает генерацию энергии опцией. Полезная мощность может быть получена всего за несколько сотен оборотов в минуту. Подобно ветряным турбинам и другим источникам энергии с низким числом оборотов, это означает, что шаговый двигатель может приводиться в действие непосредственно от источника без использования зубчатой ​​передачи.

Возможно достижение уровня эффективности выше 35%. Все зависит от того, как загружен мотор, и число выше 35% неплохо, учитывая цену мотора.

Поскольку шестерни и ремни не используются для производства энергии, используется меньшее трение. Это означает, что теряется меньше энергии, а детали с меньшей вероятностью сломаются. Поскольку шаговые двигатели бесщеточные, единственными изнашиваемыми деталями являются валы, прижатые к подшипникам.

Еще одна причина популярности шаговых двигателей – их крутящий момент.

Крутящий момент удерживает двигатель в точных шагах вращения, даже если на двигатель не подается питание. Высокий крутящий момент превысит крутящий момент сопротивления вращению и приведет к неэффективной работе при низких уровнях мощности.

Это краткое описание того, как шаговый двигатель может создавать энергию для различных приложений. Более подробные статьи доступны в Интернете, и в будущем на сайт будет добавлено больше статей. Чтобы узнать больше о шаговых двигателях и о том, как их можно использовать, посетите остальную часть блога.

Джордж

Джордж Легер имеет степень магистра электротехники Стэнфордского университета, двадцать лет работал в частной промышленности над созданием технологии поверхностного монтажа и в государственных исследовательских лабораториях, опубликовал несколько статей по технологии поверхностного монтажа, был соавтором статей, опубликованных в национальных симпозиумах по технологии ускорителей, в прошлом был президентом SMTA и адъюнкт-профессором на уровне местного колледжа, имеет патент и является сертифицированным партнером по разработке микрочипов, выступая в качестве консультанта многих компаний, разрабатывающих электронные схемы.

Использование шагового двигателя в качестве генератора

Джеффа Кордика

Использовать мотор как генератор, говоришь? Наверняка это совершенно разные вещи. Оказывается, это не так. Если двигатель приводит в движение нагрузку, это двигатель. Если нагрузка приводит в движение двигатель, то это генератор. Большинство приложений для двигателей, с которыми я работаю, включают управление положением от точки к точке: при перемещении из точки А в точку В двигатель должен разогнаться до некоторой скорости, а затем замедлиться так, чтобы скорость двигателя достигла нуля, как только мы достигнем точки В. ускорение, энергия поступает к двигателю, когда он приводит в движение нагрузку. Эта энергия передается нагрузке, где она находится в виде кинетической энергии по формуле:

Где E — кинетическая энергия груза, J — инерция груза, а V — скорость вращения груза. Когда мы входим в стадию замедления, эта кинетическая энергия передается от нагрузки и через двигатель, после чего двигатель становится генератором. Этот процесс называется регенерацией и является важным фактором при разработке драйвера двигателя. Подробнее см. в этой статье вопросов и ответов о регенерации двигателя из журнала Control Design Magazine.

Достаточно предыстории — к делу. Во время недавней прогулки по лаборатории управления движением в Applied Motion Products я наткнулся на инженера по приложениям Джима Амоса. Джим проводил эксперимент с серводвигателем, приводящим в действие шаговый двигатель. Он объяснил, что клиент связался с ним по поводу возможности подключения шагового двигателя к небольшому газовому двигателю для зарядки 12-вольтовой батареи.

Теория работы на самом деле проста, объяснил наш местный доктор наук Дон Маклауд. В виде электрической цепи переменного тока система выглядит следующим образом:

Ke — противоэдс двигателя, Lm — индуктивность катушки двигателя, Rm — сопротивление катушки двигателя, а RL представляет сопротивление нагрузки который Джим подключил катушку двигателя. Мы хотим знать, какой ток двигатель может производить при заданной скорости. Это просто: просто разделите создаваемую электродвижущую силу на полное сопротивление. Полное сопротивление системы определяется суммой сопротивления двигателя и нагрузки (они включены последовательно, поэтому просто сложите их), а затем добавьте реактивное сопротивление индуктора. Да, реактивное сопротивление, вычисление, включающее сложную арифметику, где у вас есть реальная ось и воображаемая ось. Не бойтесь, этот превосходный учебник WikiHow.com о том, как рассчитать импеданс, объясняет, что все, что вам нужно, это теорема Пифагора:

R — полное сопротивление, а X — индуктивное сопротивление (2πfL). Таким образом:

При вычислении электрической частоты f не забывайте, что шаговые двигатели с шагом 1,8 градуса имеют 50 пар полюсов, поэтому электрическая частота в 50 раз превышает скорость вала. Для Ke скорость механическая (ω — скорость вращения вала в рад/с). Все, что осталось для завершения нашей модели, это определить значения параметров.

Джим выбрал шаговый двигатель HW23-601 со степенью защиты IP65, потому что это был самый мощный двигатель, который соответствовал бюджету заказчика и мог работать в типичных условиях генератора. Если мы используем одну катушку, сопротивление должно быть 2 Ом, а индуктивность 1,7 мГн. Ke не указан, поэтому мы измерили его, раскрутив двигатель, ничего не подключенный к обмоткам.

Интересно, что Ke падает примерно на 16% при увеличении скорости от 500 до 2500 об/мин, скорее всего, из-за потерь двигателя на вихревые токи. Наконец, наш нагрузочный резистор для этого эксперимента будет 50 Ом. Определив эквивалентную схему для нашего двигателя и нагрузки и получив параметры, мы построили простую табличную модель нашего генератора.

Модель предсказывает, что ток будет возрастать с увеличением скорости и по-прежнему будет увеличиваться довольно линейно при скорости 2500 об/мин и токе 1,1 А. Давайте посмотрим, как это соотносится с результатами лаборатории Джима:

Наша модель была слишком оптимистичной: реальный выходной ток стабилизировался на уровне чуть менее 0,8 А. Дон ввел нас в заблуждение или мы просто ошиблись в одном из параметров? В компьютерном моделировании, как и в большинстве других начинаний, важен опыт. Вы знаете, что пошло не так раньше, и когда это произойдет снова, у нас есть хорошая идея, «где закопаны тела». В данном случае мы заподозрили значение индуктивности. Самый простой способ измерить индуктивность шагового двигателя — с помощью моста индуктивности, точно так же, как вы можете измерить небольшую сигнальную катушку индуктивности, используемую в электрической цепи. Но эти мосты обычно используют небольшое количество тока для возбуждения тестируемого устройства. Подача небольшого тока через обмотку шагового двигателя не приводит к тому, что сталь статора находится в том же месте на кривой BH, которого вы достигли бы, когда к катушкам приложен номинальный ток, поэтому измеренная вами индуктивность будет ниже, чем ниже. нормальные условия эксплуатации. Мы решили измерить индуктивность большого сигнала, используя технику, известную как «метод короткого замыкания», как описано на стр. 154 классической книги Берта Линхаутса «Искусство и практика управления шаговым двигателем»:

Теперь, как видно ниже, расчетные данные больше напоминают лабораторные результаты, и, что не менее важно, форма кривой значительно улучшилась.

Но у нас все еще нет идеального совпадения. Известно, что шаговые двигатели нелинейны. Поскольку индуктивность большого сигнала отличается от индуктивности слабого сигнала, разумно предположить, что Ke уменьшается, когда обмотки находятся под напряжением. Если бы его уменьшили на 13%, мы бы получили модель, полностью соответствующую результатам тестирования.

Мы приложили много усилий, чтобы построить и подтвердить нашу модель. Тем не менее, он дал не больше и не лучше информации, чем лабораторный тест, так зачем беспокоиться? Есть две причины для проектирования на основе моделей. Во-первых, построение модели может дать нам представление о том, как работает система, чего мы не смогли бы получить, проведя лабораторные тесты. Просто глядя на уравнения, вы можете заставить этот свет загореться в вашей голове. Кроме того, мы хотим оптимизировать систему, чтобы мы могли предоставить нашим клиентам наилучшую производительность за доллар, потому что это то, что делают ответственные деловые люди, и это то, что мы делаем каждый день в Applied Motion Products.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *