Защита ветряка от сильного ветра. Хвосты, руление, защиты ветряка от сильных ветров - Ветроэнергетика и альтернативная энергетика. Установка генератора на раме

Ветровые аэраторы воды

Решил свои наработки выложить отдельной темой.
Много было экспериментов и испытаний (и сейчас, в данный момент, проходят испытание все новые идеи ), много ошибок, но и удачные решения тоже были найдены, которые кстати, уже сработали на спасение рыбы.
Почему отдельной темой - предлагаю тем, кто заинтересован, обсудить именно конструктивные части. Может, вместе найдем более эффективные решения.
Поиск по инету результатов не дал ни 3 года назад, ни сейчас. Сейчас кругом ссылки на мои видео в ютубе
Продолжение следует...

Регистрация: 06.10.08 Сообщения: 16.642 Благодарности: 18.507

Итак, с чего все началось:
Купив участок с водоемом, но без електричества, столкнулся с проблемой зимнего замора. Тотального.
Начал искать в инете.
Идея електроветрогенератора отпала сразу. В поле его украдут. Вместе с электрооборудованием аэрации воды.
Таже участь ожидала бы и солнечные панели.
Решил попробовать найти применение энергии ветра напрямую, простым механическим передаванием энергии ветра воде.
Создал тему , для возможной подсказки от форумчан.
Попутно изучал все возможные виды лопастей ветряков. Многое узнал о силе ветра, о непроциональности его силы с увеличением скорости, его нестабильности и прочем.
Самые эффективные по сьему енергии с ветра оказались самыми сложновыполнимыми технически.
Самые простые и прощающие огрехы выполнения остались ротор Савониуса и многолопастной (ромашка).
В "ромашке" прельщало возможность использования малых ветров. Но вместе с тем и требования по повышенной прочности, так как в ураганные ветра его сильно ломает.
Я попробовал сделать ромашку малого размера, всего 1 метр диаметром. К сожалению, фото того творчества не осталось. Разумеется, "на коленке" качественно не получилось. Но он вращался. Реально я увидел, что энергия в воздухе есть.
Но с "ромашкой" остальное оказалось еще больше сложнее реализовать.
Надо было делать ориентир по направлению ветра, и одновременно передачу энергии в воду. Без сложнейшей токарки тут не было возможным обойтись. И плюс борьба с поломками ураганом. Это выходило совсем недешевое удовольствие.
Я стал рассматривать ротор Савониуса.
Оказалось, он самый неэффективный по сьему энергии ветра (КПД).
Но он оказался самым простым в исполнении. Его исполнение прощало многие огрехи в исполнении.
Продолжение следует...

Регистрация: 06.10.08 Сообщения: 16.642 Благодарности: 18.507

Первый ветрячок савониуса, что я сделал, тоже не был запечатлен для истории.
Как я думал вначале, надо сделать ка можно легче его, чтобы он стартовал при минимальном ветре.
Поэтому была взята метровая шпилька М6, и на нее надеты две половинки прозрачной пласстиковой бутылки. И таких лопасти было две. Вверху подшипник, внизу пластинка из жести, которая гоняла воду.
Конструкция работала. Она крутилась при почти полном безветрии. Даже лицом не чувствуется, о она крутится.
Но энергии было очень мало. Слишком мала площадь сбора ветра. И ночью, при полном штиле, она замерзала.
Я пошел дальше. У меня по работе была куча ведер. Я решил из них сделать лопасти. Они были доступными, они были больше и крепче.
Вот в первом сообщении есть и видео этих ветряков, и описание. Поэтому повторяться не буду.
Таких ветряков на канал в 10 соток стояло 8 штук. Она вроде бы работали. Но был большой минус- они постоянно в безветренную ночь замерзали, и каждое утро надо было их чистить.
А по весне оказалось, что они не сработали. Мор прошел, трупов было огромное множество. Может, мор был и не тотальным.
Но на этих ветряках я понял одну вещь- как распологать лопасти относительно друг друга. Они должы были быть не примкнуты к оси ветряка, а с перехлестом друг друга. Только они работали намного качественнее.
На следующую зиму я решил изменить кардинально все. Ибо уже имел представление более-менее, что мне надо сделать.
Первое - увеличить мощность.
Второе -сделать антивмерзатель, чтобы не замерзало ночью и ветряк бы работал автономно и без полных остановок.
Третье- сделать конструкцию жесткой, т. е. чтобы ветряк не болтался бы на верхнем подшипнике, а стоял жестко закрепленным.
Четвертое - вместо жестянки для движителя воды сделать пропелер. Это даст больший потов коды и равномерное ее движение.
Для лопастей была использована пластиковая бочка на 200 литров. Сделал вначале и ведро сверху, боялся, что не будет стартовать из метрвой точки. Скажу сразу -это было заблуждение, потмо его убрали, при ремонте ветряка.

Сделан антивмерзатель. (все на видео)
http://www.youtube.com/watch?v=RYbgkM5LUCA
Ветряк закреплен на раме из колов и снизу, и сверху.
Для пропелера использовали лопасти вентилятора радиатора машины.
Вначале поставили, как и малые ветряки из ведер, на два кола, без распорок. Впоследствии, ураган положил всю конструкицю в в воду. потом пришлось после замерзания все вырубать.
так вот, сделав ветряк, поехали его ставить. Было ветрено. Установив его, мы были поражены энергии. Вода буквально бурлила.
Приехав через сутки, вместо 40 см лунки под ветряком была полынья в 3 метра. Лед на момент установки ветряка был 42 см. Это все размыло.
Могу сказать, что первый это ветряк ремонтировали только один раз - когда его положило из-за отсутствия раскосин. Установив раскосины, Больше не рази до весны ничего не делали. Однажды дыла очень морозная и безветренная ночь. риехав уртом, увидели замерзщий ветряк. Лед был более 5 см. Специально не чистили. утром уже поднимался ветер. К обеду полынья полностью восстановилась до прошлых размеров. Когда была оттепель, полынья увеличивалсь до 6-8 метрво диаметре. Весной это место растаяло на несколько недель раньше всего пруда.
Результат- мор был, но не сильным. Много было видно живой рыбы. Ветряк сработал, и очень хорошо. Было видно, что жизнь в пруду была.
Это радовало. Это показало работоспособность идеи.
Да, Вот весенне видео. Я наступил на нижнюю перекладину, и она сломалась. Оставили так, а потом ветер закинул ветряк на бок.
http://www.youtube.com/watch?v=rdgi9v5968U
Столкнули и так и работал.
http://www.youtube.com/watch?v=kzFHXMnKItg
Кстати, ветряк работал потом еще почти все лето. За это время он прошел проверку на прочность. Потом протерло пластины, держащие подшипник, и он упал в воду.
Продолжение следует.

Регистрация: 06.10.08 Сообщения: 16.642 Благодарности: 18.507

В следующую зиму с самого тонкого льда достали тот упавший ветряк, его перебрали, и сразу поставили. У меня уже было начато изготовление по прошлому опыту уже другого ветряка. Более крупного.
Что намечалось:
1. Было решено полностью сделать в раме. Это давало очень хорошую соосность, что убирало лишние помехи. Ибо на самом малом ветру любой ватт энергии важен.
2. Сделать с двумя лопастями. Это для ликвидации "мертвой точки".
3. Плюс было задумано из-за увеличения мощности сделать редукцию на увеличение оборотов винта.
4. Появилась задумка сделать боковое движение воды. Получалось, что в прошлой версии винт обогащал воду довольно локально возле ветряка. Заставив ветряк все время подтягивать свежую воду, больше кислорода поглашалось водой, а также хорошо должно было разгазовывать от вредных газов.
5. Небольшая модификация антивмерзателя. Под сальник была в прошлой версии сделана втулка из полиуретана. По ней не так хорошо скользил сальник, как по металлу. Но так как эта втулка в воде, решено было сделать из нержавейки. Плюс полиуретан очень сильно изменял форму от тепла и мороза, что тоже влияло на геометрию.
Что получилось:
1. Сделано. Полностью оправдало идею.
2. Сделано. Также полностью оправдало себя. Плюс, из-за увеличения высоты и совокупности снятия энергии, такая конструкция оказалась процентов на 30-50 шустрее, чем однолопастные ветряки.
3. Не получилось. Сделать редукцию пробовал через велосипедные звезды. А там нужна была точная токарная работа, "на коленке" не получилось, постоянно скидывало цепь. Идея была не реализована.
4. Было сделано. Задумка оправдала себя. В последующем разобрана эта часть и сделано по-другому. Сейчас проходит испытания другой вариант. Почему другой- опишу чуть позже. Идея- сделать более функционально.
5. Сделано. Очень оправдало себя это изменение. Сопротивление уменьшилось очень сильно.

Продолжение следует...

Регистрация: 06.10.08 Сообщения: 16.642 Благодарности: 18.507

Итак, в том году, когда сделал рамный ветряк, погода была никакая. Лед встал, но 5-7 см, и потмо снегом накрыло. Он был рыхлый, страшно было выходить. Ставил по 5 см льду. очень неудобно. Край полыньи, он обламывается, близко не подойти. Искупался по пояс один раз (успел схватится за шесты и выскочил).
Поставил. Но во время установки немного повернулся ветряк, и задумка была немного сбита: была идея направить струю от нижнего бокового пропеллера ровно по каналу. А в итоге сместилось в сторону, и шло на бок канала.
И так ветряк стоял до сильного льда, когда можно было подойти к нему для работ. И по сильному льду поставили третий ветряк.
Видно продолговатую полынью от ветряка. Это так размыло боковым пропеллером.

По хорошему льду ветряк положил и попытался повернуть, чтобы направить струю ровно по каналу. Из-за неосторожного движения ветряк упал незакрепленный, и рама слегка погнулась. Незаметно, но было видно, что подтирает где-то по посадочным гнездам. Потом нашли это место, и трущуюся место убрали. Но факт остается фактом: надо быть очень аккуратным.
Но все равно ветряк повернуть не удалось. Так и оставил.
Тогда было надумано сделать боковое движение по-другому. Взять тросик от спидометра и силу кручения передать через него сразу на пропеллер, расположенный боком.
Продолжение следует...

Регистрация: 29.05.11 Сообщения: 11.751 Благодарности: 4.345

Регистрация: 06.10.08 Сообщения: 16.642 Благодарности: 18.507

По ходу использования\испытания ветряка вылазили всякие "болячки".
К примеру, антивмерзателе вначале сделали стулку на сальник из полипропилена. оказалось, он на морозе меняет геометрию, вода потихоньку набирается в антивмерзатель и в одно прекрасное утро видишь вставший колом ветряк. Решили снять антивмерзатель, заказать у токаря втулку из нержавейки и заменить.
Это открыло глаза на новую конструктивную недоработку. Нужно было делать антивмерзатель отьемным от оси, без снятия самого ветряка. Вначале было сделано из общей шпильки. Пришлось распилить шпильку ножовкой, а в последующем соединить длинной женительной гайкой.
Но распилив даже ось, снять антивмерзатель без снятия (ложения на лед) самой рамы ветряка не получилось. Оказалось, что подшипник в нижнем гнезде и пропеллер после него не давали вытащить. Подшипник выходил из гнезда, а пропеллер не давал.
Проходилось ложить и подетально разбирать (наклонившить над полыньей, куда не один оброненный ключ утонул ), но уже в голове родилась мысль, как это обойти.
Когда положили, я решил сделать отвод воды вбок не жестью, как на видео, а через спидометроввый троссик. На последнем видео видно, как. Оказалось, что "на коленке" тросс хорошо зажать не получилось.
В итоге и жесть была снята (вернее, сбита, так как была на сварке), и уже обратно не поставить на льду, и с троссиком не получилось. Несколько раз делали, все без толку.
Так и работал до весны ветряк.
Весной при шквальном ураганном ветре ветряк поломало. Надо сказать, весенние ветра один из трех ломали и ломают каждую весну. В разных местах. В этот раз рама и вся конструкция устояли, а вот лопасти не выдержали. Оторвало одну лопасть, она заклинила в раме, тогда нижняя лопасть прокрутилась ветром по шпильке, на резьбе сьехала до самого низа и заклинилась. А может и наоборот, не знаю. Но результат был таков. Но это уже по весне, лед был дряхлым, полынья огроменная. Уже зима прошла.
Я так ветряк и оставил. Он стоял весь год до этой зимы.
В этом году этот пруд спустил и оставил промораживаться. Но у меня в основной канал мелиорация сведена, там постоянно течет вода, и не замерзает. Снимали в середине зимы, по льду в 5 см, и то напарник провалился.
Сняв, увидели очередную конструктивную недоработку: надо было опять все пилить, чтобы снять лопасти для ремонта.
Это было исправлено. Теперь каждая деталь из каждого отсека рамы снимается автономно, без разбора соседних частей.
Заметил интересную вещь: где стояли крышечки над подшипником, подшипник как будто только поставлен - весь в масле и работает как новый. Где крышечки не было, состояние подшипника было неважным. Теперь все подшипники накрываем крышкой и оверстие оси проходим силиконом
Переставили все ветряки на 6 га.
Но 3 штуки на 6 га- очень мало. Буду добавлять. Но чтобы добавлять, надо отработать конструкцию до идеала, чтобы мог работать в полностью автономном режиме.
Продолжение следует.

Регистрация: 06.10.08 Сообщения: 16.642 Благодарности: 18.507

Переставив ветряки, задумал сделать антивмерзатели из из металлической трубы, с токаркой под подшипники. Дело в том, что первый вариант с пластиковой трубой не давал точной соосности, что так же давало лишнее сопротивление при прокручивании антивмеразателя.
Собранный сделанный на токарке точный антивмерзатель порадовал своей симметричностью. Сопротивление снизилось, и очень существенно. Его почти не было. Даже на самом малом ветре ветряк не останавливался от воздействия зажатого антивмерзателя. Эта металлическая труба была покрашена в черный цвет, чтобы солнце помогало оттапливать его.
Но тут появился другой фактор, который я не учел. Металлическая труба была намного теплопроводнее, чем пластик, и в безветрие она промерзала по трубе вглубь в три раза глубже, чем сам лед нарастал за безветренную ночь. Из-за этого хоть антивмерзатель был установлен на 10 см ниже уровня воды, он замерз. Холод прошел по трубе вглубь, обморозил трубу, и снизу захватил шпильку. Через прозрачный лед было видно, как в глубине труба вся покрыта иглами замершего льда. Красиво. Но вредно.
На одном ветряке, где антивмерзатель был опущен глубже, там не промораживало. Теперь думаю, как сделать лучше - или засунуть в пенопласт, или глубже опустить трубу антивмерзателя.
Пока не решил. тут были ночью ветра, поэтому пока работают- пусть работают.
Задумал все же сделать толкание воды вбок. Для этого у токаря заказали запрессовку троса в шпильку. Показано на последнем видео.
Сделали три таких тросика.
Первый раз пропеллер установили на шпильке. Но при вращении ветряк собирал тросик в кучу, скручивал. Но работало, движение воды было сильное.
На следующий день мы решили исправить это стягивание, и сделали нижний подрамник (на днях постараюсь сделать видео), где все было у же жестко закреплено в раме. И вторую сделали на пластине, чтобы поставить на однолопастной ветряк. Приехали, а первый тросик переломан. Списали на плоху установку, что его скрутило.
Все собрали и установили. Все работало просто идеально.
Это было позавчера. Сегодня приехал и вижу, что оба боковых пропеллера стоят, а ветряк крутится. Значит, оба тросика опять переломало. Значит, получается, что тросик не держит. Идея оказалась заведомо проблемной.
Теперь я буду возвращаться к первоначальной идеи, когда пропеллер стоит на оси, а сама вода поворачивается за счет препятствия из жести.
Продолжение следует...

Домашнему мастеру важна идея, основной принцип механизма или устройства. Детали он додумает сам, исходя из своего понимания эффективности конструкции, наличия необходимых материалов и узлов.

Ветрогенераторы для частного дома, при всех своих достоинствах, в условиях России пока экзотическая и дорогая техника. Цена устройства заводского исполнения мощностью 750 ватт начинается от 50 тыс. руб., за покупку ветрогенератора на 1500 ватт с вас возьмут более 100 тыс. руб. Мастера, изготовившие своими руками не один домашний механизм, не могли пройти мимо возможности сконструировать самодельный ветрогенератор. Их опыт, знания и советы использованы в описании, предлагаемого для самостоятельного исполнения ветряка.

Главное отличие ветрогенератора от других систем генерации в том, что он постоянно вырабатывает энергию при движении воздуха со скоростью начиная от 2 м/с. Континентальные климатические условия России, обуславливают стабильное наличие такого ветра практически на всей территории.

Ветрогенераторы, в большей или меньшей степени, обеспечивают независимость от сетей электроснабжения. Эту независимость даёт блок аккумуляторов. Самодельные ветрогенераторы несложны в изготовлении своими руками, имеют небольшие размеры и удобны для установки.

Выбор конструкции. Основные узлы и механизмы

Руками мастеров сделано много механизмов, использующих энергию ветра. Самодельные ветрогенераторы делятся на группы. Это горизонтальные и вертикальные ветрогенераторы. Отличаются устройства направлением оси ветряного колеса. У вертикальных колёс лопасти половину оборота колеса работают против потока ветра.

Горизонтальные ветрогенераторы, теряют обороты вращения из-за смены направления ветра. Как правило, домашние мастера берут за основу ветроколесо с горизонтальной осью вращения. Важно учесть, что во всей истории технических решений человека, трудно обнаружить применение ветряков с вертикальной осью, а горизонтальные ветряные мельницы машут своими крыльями веками.

Общая схема ветрогенератора

лопасти ветряного колеса;
генерирующее устройство;
станина вала генератора;
боковая лопатка защиты от сильного ветра;
токосъёмник;
рама крепления узлов;
Поворотный узел;
хвостовик;
мачта;
хомуты для растяжек.

Таблица 1. Технические характеристики

Лопасти ветряного колеса

Заготовки делаются своими руками из поливинила хлорида (ПВХ). Пластмассовые лопасти нетрудоемкие в обработке, нечувствительны к влажной среде. В качестве заготовки применяется напорная труба SDR PN 6,3 (диаметр 160 мм, толщина стенки 4 мм, длина 1000 мм).

Расчёт формы лопасти достаточно сложен. Используем шаблон (рисунок 2, размеры в мм), уже рассчитанный специалистами. Шаблон вырезается из плотного бумажного листа, прикладывается к трубе и прорисовывается контур. Заготовки вырезаются своими руками обычной пилой или электролобзиком.

Вы получите 6 заготовок лопастей. Для повышения эффективности работы ветроколеса, уменьшения уровня шумности надо сточить все углы и зашлифовать поверхности изделий. Обработку целесообразно вести сразу всех заготовок, зажав их струбцинами или болтом через рабочее отверстие вне контура заготовки.

Лопасти крепятся к корпусу веломотора через муфту из стали (толщина 10 мм, диаметр 200 мм). К муфте сваркой крепятся шесть стальных полос с шириной в 12 мм и длиной в 300 мм с отверстиями для крепления лопастей.

В сборе ветроколесо тщательно балансируется. Не допускается самопроизвольное вращение. Уравновешивание проводится стачиванием своими руками материала напильником с конца изделия. Ветроколесо приводятся в одну плоскость вращения путём изгибания стальных полос крепления.

Генерирующее устройство

В качестве генератора используется электрический мотор для велосипеда с параметрами 24 В 250 Вт. Подобное изделие стоимостью от 5 до 15 тыс. руб. можно без труда заказать через сеть Internet.

Таблица 2. Технические характеристики веломотора мощностью 250 Вт

Муфта соединяется с корпусом мотора болтами, через отверстия под крепление спиц. Вполне возможно, подобрать генератор по более адекватной цене, как пример, электродвигатель с возбуждением на постоянных магнитах от ленточного накопителя электронной вычислительной машины. Параметры устройства 300 Вт, 36 В, 1600 об/мин.

Генераторы с необходимыми характеристиками можно изготовить своими руками из автомобильного устройства аналогичного назначения. Статор не подвергается изменениям, ротор оснащается неодимовыми магнитами. Отзывы мастеров о таких переделках генератора положительные.

Установка генератора на раме

Веломотор, при использовании по назначению, работает при значительных нагрузках. Параметры расчётной прочности мотора удовлетворяют условиям использования изделия, как генератора ветряка самоделки. Вал генератора через резьбовое соединение крепится к станине, изготовленной своими руками из алюминиевого сплава толщиной 10 мм. Станина соединяется болтами с рамой.

Габариты станины, размещение отверстий определяются габаритами выбранного генератора. Для изготовления рамы подбирается отрезок швеллера с толщиной в сечении 6-10 мм. Конструкционные размеры рамы зависят от габаритов узла поворота.

Поворотный узел и токосъёмник

Поворот ветрогенератора на ветер, его крепление на мачте, передачу электроэнергии к блоку управления обеспечивает узел поворота.

диэлектрическая ось токосъёмника;
контактный узел;
токосъёмники;
рама;
сварочный шов;
корпус поворотного устройства;
подшипники качения;
вал поворотного устройства;
мачта;
электрические провода.

Из рисунка и фото легко понять конструкцию поворотного узла и сделать механизм своими руками, материал для заготовок стальные трубы. Подшипники лучше применить роликовые, как более устойчивые к осевым нагрузкам.

Не более сложна конструкция токосъёмника.

Контактный узел изготавливается из медного прутка квадратного сечения со стороной 10 мм. К ним припаивается изолированный медный провод сечением не менее 4 мм.

Защита от сильного ветра

Скорость ветреного потока, при которой самодельные ветрогенераторы работают в номинальном режиме, составляет 8 м/с. При большем ветре требуется защита от разрушения изделия. Надёжным устройством защиты является механизм боковой лопатки, изготовленный своими руками.

При номинальной для таких изделий, как самодельные ветрогенераторы, скорости потока 8 м/с, давление на боковую лопатку ниже усилия растяжения пружины защиты. Ветрогенератор работает и направляется по потоку хвостовым оперением. При увеличении давления потока на ветроколесо, срабатывает пружина лопатки. Ветроколесо поворачивается, сокращая вырабатываемую мощность. Высокие скорости потока, через давление на боковую лопатку, целиком разворачивают ветроколесо, устанавливая его параллельно направлению потока, генерация энергии прекращается.

Электрическая схема

Электрическая схема собирается из следующих составляющих:

Генератора (веломотора);

Блока управления;

Аккумуляторной батареи;

Силовых и коммутационных проводов.

Приведённая принципиальная схема дорабатывается с учётом того, что блок управления должен обеспечить:

Зарядку аккумулятора, ограничив допустимыми значениями ток зарядки;

Подключение к генерирующему устройству балластной нагрузки при окончании зарядки аккумуляторной батареи, исключая переход колеса вразнос;

Режим электроторможения, останавливая ветрогенератор.

Мачта ветряка

Мачтой под ветрогенратор могут служить металлические трубы с диаметром 100 мм и выше. Минимальная высота мачты 6 метров на открытой местности. Если нет открытой площадки, высота мачты увеличивается на 1 м против высоты препятствий, входящих в радиус 30 м от основания башни.

Вес ветряка в сборе с мачтой довольно значителен, что требует использования противовеса, который облегчит процесс установки и спуска мачты, ремонтные работы. Чем больше высота изготовленной своими руками мачты, тем большему воздействию потока ветра подвергаются узлы вашей самоделки. Отзывы мастеров рекомендуют устанавливать растяжки каждые 5,5 м высоты мачты. Самодельные растяжки крепятся на земле анкерами по радиусу, составляющим минимум 50% высоты мачты.

На фото изображён готовый самодельный ветрогенератор. Вращающиеся ветроколесо, генератор, формируемое им электрическое напряжение и смена погодных условий делают самоделки опасными механизмами. Соблюдайте предельную осторожность при эксплуатации и ремонтных работах на изготовленном своими руками изделии. В обязательном порядке надёжно заземлите мачту.

Изготовление ветрогенератора своими руками

После того как приобретён генератор, можно приступать к сборке ветрогенератора своими руками. На рисунке изображено устройство ветроэлектростанции. Способ крепления и расположения узлов может быть иным и зависит от индивидуальных возможностей конструктора, но нужно придёрживаться размеров основных узлов на рис. 1. Эти размеры подобранны под данную ветряную электростанцию с учетом конструкции и размеров ветроколеса.

Электрический генератор для ветряной электростанции

При подборе генератора электрического тока для ветроэлектростанции прежде всего нужно определить частоту вращения ветроколеса. Рассчитать частоту вращения ветроколеса W (при нагрузке) можно по формуле:

W=V/L*Z*60,
L=π*D,

где V - скорость ветра, м/с; L - длинна окружности, м; D - диаметр ветроколеса; Z - показатель быстроходности ветроколеса (см. табл. 2).

Таблица 2. Показатель быстроходности ветроколеса

Число лопастей	Показатель быстроходности Z

Если в эту формулу подставить данные для выбранного ветроколеса диаметром 2 м и 6 лопастями, то получим частоту вращения. Зависимость частоты от скорости ветра показано в табл. 3.

Таблица 3. Обороты ветроколеса диаметром 2 м с шестью лопастями в зависимости от скорости ветра

Скорость ветра, м/с

Число оборотов, об/мин

Примем максимальную рабочую скорость ветра равной 7-8 м/с. При более сильном ветре работа ветрогенератора будет небезопасной и должна будет ограничиваться. Как мы уже определили, при скорости ветра 8 м/с максимальная мощность выбранной конструкции ветроэлектростанции будет равна 240 Вт, что соответствует частоте вращения ветроколеса 229 об/мин. Значит, нужно подобрать генератор с соответствующими характеристиками.

К счастью, времена тотального дефицита «канули в Лету», и нам не придётся по традиции приспосабливать автомобильный генератор от ВАЗ-2106 к ветряной электростанции. Проблема в том, что такой автомобильный генератор, например, Г-221 является высокооборотным с номинальной частотой вращения от 1100 до 6000 об/мин. Получается, без редуктора наше тихоходное ветроколесо ни как не сможет раскрутить генератор до рабочих оборотов.

Делать редуктор к нашему «ветряку» мы не будем, и поэтому подберём другой тихоходный генератор, чтобы закрепить ветроколесо просто на валу генератора. Наиболее подходящим для этого является веломотор, специально разработанный для мотор-колеса велосипедов. Такие веломоторы имеет низкие рабочие обороты, и могут легко работать в режиме генератора. Наличие постоянных магнитов в этом типе двигателя будет означать отсутствии проблем с возбуждением генератора как в случае, например, с асинхронными двигателями переменного тока, у которых, обычно, используются электромагниты (обмотка возбуждения). Без подпитки током обмотки возбуждения такой двигатель не будет вырабатывать ток при вращении.

К тому же весьма приятная особенность веломоторов заключается в том, что они относятся к бесколлекторным двигателям, а значит, не требуют замены щёток. В табл. 4 представлен пример технических характеристик веломотора мощностью 250 Вт. Как видим из таблицы, этот веломотор отлично подойдёт в качестве генератора для «ветряка» мощностью 240 Вт и с максимальными оборотами ветроколеса 229 об/мин.

Таблица 4. Технические характеристики веломотора мощностью 250 Вт

Производитель	Golden Motor(Китай)
Номинальное напряжение питания
Максимальная мощность
Номинальные обороты
Крутящий момент

Тип питания статора	бесколлекторный

Изготовление ветрогенератора своими руками

Устройство ветрянной электростанции

1. лопасти ветроколеса;

2. генератор (веломотор);

3. станина для закрепления вала генератора;

4. боковая лопата для защиты ветрогенератора от ураганного ветра;

5. токоприёмник, который передаёт ток к неподвижным проводам;

6. рама для крепления узлов ветряной электростанции;

7. поворотный узел, который позволяет поворачиваться ветрогенератору вокруг оси;

8. хвост с оперением для установки ветроколеса по ветру;

9. мачта ветрогенератора;

10. хомут для крепления растяжек

На рис. 1 изображены размеры боковой лопаты (1), хвоста с оперением (2), а также рычага (3), через который передаётся усилие от пружины. Хвост с оперением для поворота ветроколеса по ветру нужно изготовить по размерам на рис. 1 из профильной трубы 20х40х2,5 мм и кровельного железа в качестве оперения.

Крепить генератор следует на таком расстоянии, чтобы минимальное расстояние между лопастями и мачтой было не менее 250 мм. В противном случае нет гарантий, что лопасти, прогнувшись под действием ветра и гироскопических сил, не разобьются об мачту.

Изготовление лопастей

Ветряк своими руками обычно начинается из лопастей. Наиболее подходящим материалом для изготовления лопастей тихоходного ветряка является пластик, точнее пластиковая труба. Изготовить лопасти из пластиковой трубы проще всего - небольшая трудоёмкость и трудно ошибиться новичку. Также пластиковые лопасти в отличии от деревянных гарантированно не покорежатся от влаги.

Труба должна быть из ПВХ диаметром 160 мм для напорного трубопровода или канализации, например, SDR PN 6,3. У таких труб толщина стенки не менее 4 мм. Трубы для безнапорной канализации не подойдут! Эти трубы слишком тонкие и непрочные.

На фото изображено ветроколесо с разбившимися лопастями. Эти лопасти были изготовлены из тонкой ПВХ трубы (для безнапорной канализации). Они прогнулись от давления ветра и разбились об мачту.

Расчет оптимальной формы лопасти довольно сложный и нет необходимости его тут приводить, пусть им занимаются профессионалы своего дела. Нам же достаточно изготовить лопасти, используя уже рассчитанный шаблон по рис. 2, на котором изображено размеры шаблона в миллиметрах. Нужно просто вырезать такой шаблон из бумаги (фото шаблона лопасти в масштабе 1:2), далее приложить к трубе 160 мм, нарисовать контур шаблона на трубе маркером и вырезать лопасти с помощью электролобзика или вручную. Красными точками на рис. 2 изображено ориентировочное расположение креплений лопастей.

В итоге у Вас должно будет получиться шесть лопастей, формой как на фотографии. Чтобы полученные лопасти имели более высокий КИЭВ и меньше издавали шума при вращении, нужно сточить острые углы и края, а также отшлифовать все шершавые поверхности.

Для крепления лопастей к корпусу веломотора нужно использовать головку ветродвигателя, которая представляет собой диск из мягкой стали толщиной 6-10 мм. К нему приварены шесть стальных полос толщиной 12 мм и монтажной длинной 30 см с отверстиями для крепления лопастей. Диск крепится к корпусу веломотора с помощью болтов с контргайками за отверстия под крепление спиц.

После изготовления ветроколеса, его нужно обязательно отбалансировать. Для этого ветроколесо закрепляется на высоте в строго горизонтальном положении. Желательно, это сделать в закрытом помещении, где нет ветра. При сбалансированном ветроколесе лопасти не должны самопроизвольно поворачиваться. Если же какая-то лопасть тяжелее, её нужно сточить с конца до уравновешивания в любом положении ветроколеса.

Также нужно проверить вращаются ли все лопасти в одной плоскости. Для этого замеряется расстояние от конца нижней лопасти до какого-нибудь ближайшего предмета. Затем ветроколесо поворачивается и замеряется расстояние от выбранного предмета до других лопастей. Расстояние от всех лопастей должно быть в пределах +/- 2 мм. Если разница больше, то перекос нужно устранить, подогнув стальную полосу к которой крепится лопасть.

Крепление генератора (веломотора) к раме

Поскольку генератор испытывает большие нагрузки, в том числе и от гироскопических сил, его следует надёжно закрепить. Сам веломотор имеет прочную ось, поскольку используется при больших нагрузках. Так, его ось должна выдерживать вес взрослого человека при динамических нагрузках, возникающих при ездё на велосипеде.

Но на раме велосипеда веломотор крепится с двух сторон, а не с одной, как будет при работе в качестве генератора тока для ветряной электростанции. Поэтому вал нужно крепить к станине, которая представляет собой металлическую деталь с резьбовым отверстием для накручивания на вал веломотора соответствующего диаметра (D) и четырьмя монтажными отверстиями для крепления стальными болтами М8 к раме.

Желательно, использовать максимально большую длину свободного конца вала для крепления. Чтобы вал не прокручивался в станине, его нужно закрепить гайкой с контршайбой. Станину лучше всего изготовить из дюралюминия.

Для изготовления рамы ветрогенератора, то есть основы, на которой будут располагаться все другие детали, нужно использовать стальную пластину толщиной 6-10 мм или отрезок швеллера подходящей ширины (зависит от наружного диаметра поворотного узла).

Изготовление токоприёмника и поворотного узла

Если к генератору просто привязать провода, то рано или поздно провода перекрутятся при вращении ветряка вокруг оси и оборвутся. Чтобы этого не произошло, нужно применить подвижный контакт - токоприёмник, который состоит из втулки, изготовленной из изоляционного материала (1), контактов (2) и щёток (3). Для защиты от осадков контакты токоприёмника должны быть закрыты.

Для изготовления токоприёмника ветрогенератора удобно использовать такой способ: сначала на готовом поворотном узле размещаются контакты, например, из толстой латунной или медной проволоки прямоугольного сечения (используется для трансформаторов), контакты должны быть уже с припаянными проводами (10), в качестве которых нужно использовать одно- или многожильный медный провод сечением не менее 4 мм 2 . Контакты накрываются пластиковым стаканчиком или другой ёмкостью, закрывается отверстие в опорной втулке (8) и заливается эпоксидной смолой. На фото использована эпоксидная смола с добавкой двуокиси титана. После затвердевания эпоксидной смолы деталь стачивается на токарном станке до появления контактов.

В качестве подвижного контакта лучше всего использовать медно-графитовые щетки от автомобильного стартёра с плоскими пружинами.

Для того чтобы ветряное колесо ветрогенератора могло поворачиваться по ветру, необходимо обеспечить подвижное соединения рамы ветродвигателя с неподвижной мачтой. Подшипники располагаются между опорной втулкой (8), которая через фланец соединяется с трубой мачты с помощью болтов и муфтой (6), которая приваривается дуговой сваркой (5) к раме (4). Чтобы облегчить поворот, нужен поворотный узел с использованием подшипников (7) с внутренним диаметром не менее 60 мм. Лучше всего подойдут роликоподшипники, которые лучше воспринимают осевые нагрузки.

Защита ветряной электростанции от ураганного ветра

Максимальная скорость ветра, при которой может эксплуатироваться данная ветряная электростанция, составляет 8-9 м/с. Если скорость ветра больше, работа ветряной электростанции должна ограничиваться.

Конечно, этот предлагаемый тип ветряка для изготовления своими руками тихоходный. Вряд ли лопасти раскрутятся до чрезвычайно высоких оборотов, при которых они разрушаться. Но при слишком сильном ветре давление на хвост оперения становится очень значительным, и при резком изменении направления ветра ветрогенератор будет резко поворачиваться.

Учитывая же, что лопасти при сильном ветре быстро вращаются, то ветроколесо превращается в большой тяжелый гироскоп, который противится любым поворотам. Именно поэтому между рамой и ветроколесом возникают значительные нагрузки, которые сосредотачиваются на валу генератора. Известно много случаев, когда любители строили ветрогенераторы своими руками без какой-либо защиты от ураганно ветра, и у них из-за значительных гироскопических сил ломались прочные оси автомобильных генераторов.

Кроме того, шестилопасное ветроколесо диаметром 2 м обладает значительным аэродинамическим сопротивлением, и при сильном ветре будет значительно нагружать мачту.

Поэтому, чтобы самодельный ветрогенератор служил долго и надёжно, а ветроколесо не свалилось на голову прохожим, необходимо защищать его от ураганных ветров. Проще всего защитить ветряк с помощью боковой лопаты. Это довольно простое устройство, которое хорошо зарекомендовало себя на практике.

Работа боковой лопаты заключается в следующем: при рабочем ветре (до 8 м/с) давление ветра на боковую лопату (1) меньше жесткости пружины (3), и ветряк устанавливается приблизительно по ветру с помощью оперения. Для того чтобы пружина не складывала ветряк при рабочем ветре более чем это нужно, между хвостом (2) и боковой лопатой натянута растяжка (4).

Когда скорость ветра достигает 8 м/с, давление на боковую лопату становится сильнее, чем усилие пружины, и ветрогенератор начинает складываться. При этом ветряной поток начинает набегать на лопасти под углом, что ограничивает мощность ветроколеса.

При очень сильном ветре ветряк складывается полностью, и лопасти устанавливаются параллельно направлению ветра, работа ветряка практически прекращается. Обратите внимание, что хвост оперения не связан с рамой жестко, а вращается на шарнире (5), который должен быть изготовлен из конструкционной стали и иметь диаметр не менее 12 мм.

Размеры боковой лопаты приведены на рис. 1. Саму боковую лопату, также как и оперение, лучше всего изготовить из профильной трубы 20х40х2,5 мм и стального листа толщиной 1-2 мм.

В качестве рабочей пружины можно использовать любые пружины из углеродистой стали с защитным цинковым покрытием. Главное, чтобы в крайнем положении усилие пружины равнялось 12 кг, а в начальном положении (когда ветряк ещё не складывается) - 6 кг.

Для изготовления растяжки следует использовать стальной велосипедный тросик, концы тросика загибаются в петлю, а свободные концы закрепляются восемью витками медной проволки диаметром 1,5-2 мм и спаиваются оловом.

Мачта ветрогенератора

В качестве мачты для ветряной электростанции можно использовать стальную водопроводную трубу диаметром не менее 101-115 мм и минимальной длинной 6-7 метров при условии относительно открытой местности, где на расстоянии 30 м не было бы препятствий для ветра.

Если же ветряную электростанцию невозможно установить на открытой площадке, то тут ничего не поделаешь. Нужно увеличивать высоту мачты так, чтобы ветроколесо было хотя бы на 1 м выше окружающих препятствий (домов, деревьев), иначе выработка электроэнергии ощутимо снизится.

Само основание мачты следует устанавливать на бетонную площадку, чтобы оно не продавливалось в размокшую почву.

В качестве растяжек нужно использовать стальные оцинкованные монтажные тросы, диаметром не менее 6 мм. Растяжки крепятся к мачте посредством хомута. У земли тросы крепятся к прочным стальным колышкам (из трубы, швеллера, уголка и т.д.), которые закопаны в землю под углом на полную глубину полтора метра. Ещё лучше, если они дополнительно замоноличенны у основания бетоном.

Поскольку мачта в сборе с ветрогенератором обладает значительным весом, то для ручной установки нужно использовать противовес, изготовленный из такой же стальной трубы, как и мачта или деревянного бруса 100х100 мм с грузом.

Электрическая схема ветряной электростанции

На рисунке изображена простейшая схема зарядки аккумуляторов: три вывода от генератора подключаются к трёхфазному выпрямителю, который представляет собой три диодных полумоста подключенных параллельно и объединённых звездой. Диоды должны быть рассчитаны на минимальное рабочее напряжение 50В и ток 20А. Так как максимальное рабочее напряжение от генератора будет равно 25-26 В, то выводы от выпрямителя подключаются к двух батареям на 12 вольт, соединённых последовательно.

При использовании такой простейшей схемы зарядка аккумуляторов протекает следующим образом: при низком напряжении менее 22 В зарядка аккумуляторов происходит очень слабо, поскольку ток ограничивается внутренним сопротивлением аккумуляторов. При скорости ветра 7-8 м/с вырабатываемое напряжение генератора будет в пределах 23-25 В, и начнётся интенсивный процесс зарядки аккумуляторов. При более высокой скорости ветра работа ветрогенератора будет ограничиваться боковой лопатой. Для защиты аккумуляторных батарей (при аварийной работе ветряной электростанции) от чрезмерного сильного тока в схеме должен быть плавкий предохранитель, рассчитанный на максимальный ток 25 А.

Как видите, эта простая схема имеет значительный недостаток - при тихом ветре (4-6 м/с) аккумуляторная батарея практически не будет заряжаться, а ведь именно такие ветра чаще всего встречаются на равнинной местности. Для того чтобы подзаряжать аккумуляторные батареи при несильном ветре, нужно использовать контроллер заряда, который подключается перед аккумуляторными батареями. Контроллер заряда будет автоматически преобразовывать необходимое напряжение, также контроллер более надёжен, чем плавкий предохранитель и предупреждает перезаряд аккумуляторов.

Чтобы использовать аккумуляторные батареи для питания бытовой техники рассчитанной на переменное напряжение 220 В, понадобится дополнительно инвертор для преобразования постоянного напряжения 24 В соответствующей мощности, которая подбирается в зависимости от пиковой мощности. Например, если Вы будете подключать к инвертору освещение, компьютер, холодильник, то вполне достаточно инвертора рассчитанного на 600Вт, если же планируете хоть изредка дополнительно пользоваться электродрелью или дисковой пилой (1500 Вт), то следует выбрать инвертор мощностью 2000 Вт.

На рисунке показано более сложную электрическую схему: в ней ток от генератора (1) сначала выпрямляется в трехфазном выпрямителе (2), далее напряжение стабилизируется контроллером заряда (3) и заряжает аккумуляторные батареи на 24 В (4). Для питания бытовых приборов подключается инвертор (5).

Токи от генератора достигают десятки ампер, поэтому для соединения всех приборов в цепи следует использовать медные провода общим сечением 3-4 мм 2 .

Желательно ёмкость аккумуляторных батарей взять не менее 120 а/ч. Общая емкость батарей будет зависеть от средней интенсивности ветра в регионе, а также от мощности и частоты подключаемой нагрузки. Более точно необходимая ёмкость будет известна в процессе эксплуатации ветряной электростанции.

Уход за ветряной электростанцией

Рассмотренный тихоходный ветрогенератор для изготовления своими руками, как правило, хорошо запускается при слабом ветре. Для нормальной работы ветрогенератора вцелом нужно придерживаться таких правил:

1. Через две недели после запуска опустить ветрогенератор при слабом ветре и проверить все крепления.

19.12.2012, 07:06

sergik, Вот посмотрите может быть я чего то и путаю http://www..php?t=283&page=7 . страница 354.

19.12.2012, 07:20

может быть я чего то и путаю
Это опрокидывание.

19.12.2012, 09:43

DJ_Grom, Благодарю. Все понял.

19.12.2012, 10:26

ведь от гироскопического момента избавиться невозможно
При всплытии или опрокидывание гироскопический момент не так критичен, так как он просто пытается повернуть ветряк вокруг вертикальной оси, а не гнет лопасти, как при уводе ветряка вбок.

Причина отказа в том, что ветер дует порывами, соответственно и ветроголовка добросовестно отрабатывает эти порывы, начиная раскачиваться в такт с порывами.
Что бы ветряк не раскачивался можно поставить амортизатор, который будет гасить колебания. Так же надо рассчитывать конструкцию так, что бы был гистерезис, т.е. допустим ветряк всплывал при 10м/с, а обратно опускался только при 7м/с. Как раз в обеспечении гистерезиса и может помочь крыло перед ветряком.

983, когда соберетесь делать макет, напишите, я попробую рассчитать площадь крыла и величину плеча.

19.12.2012, 21:24

Что бы ветряк не раскачивался можно поставить амортизатор, который будет гасить колебания. Так же надо рассчитывать конструкцию так, что бы был гистерезис, т.е. допустим ветряк всплывал при 10м/с, а обратно опускался только при 7м/с. Как раз в обеспечении гистерезиса и может помочь крыло перед ветряком.
У амортизатора есть минус- нелинейность его характеристик от температуры(зима-лето). Что касается гистерезиса- это конечно хорошо, но ведь в этом конкретном случае работают две силы: сила давления ветра и сила от веса ветроголовки. Сила ветра- величина переменная, а вот вес-неизменен, и как тут реализовать этот гистерезис? Может я в чем-то и не прав, будет очень познавательно, если кто-нибудь реализует эту схему, да и сам готов продолжить эксперименты, только весной.

19.12.2012, 21:45

что на ветряках до 2 м диаметром можно бурезащиту не делать совсем. Кто-то может прокомментировать это?
Попробую, 1,1м 4 лопасти пол года полёт нормальный, на днях с крыши снег смету и укреплю растяжками мачточку, поставлю 1,88м 3 лопастной. Вот и проверим. Если сломает, вышлю ему по почте лопасти... ;))))

19.12.2012, 22:14

Кстати, на одном из форумов Владимир Котляр писал, что на ветряках до 2 м диаметром можно бурезащиту не делать совсем. Кто-то может прокомментировать это?
1,2 м с мая по сентябрь верта под 15 м/с при этом болтало как соплю (мачта 5м) выдержал, осенью внешний осмотр дефектов не выявил.

19.12.2012, 22:44

Попробую, 1,1м 4 лопасти пол года полёт нормальный

1,2 м с мая по сентябрь верта под 15 м/с при этом болтало как соплю (мачта 5м) выдержал
А лопасти из чего сделаны? Думаю, если сделать крепкие лопасти и мачту, то можно не заморачиваться. У меня сначала стояли 1,6м из ПП трубы, ветер однажды(порывы до 11м\с) испытал их- выгибались прилично, но выдержали, правда ветряк подветренный.

20.12.2012, 00:39

Кстати, на одном из форумов Владимир Котляр писал, что на ветряках до 2 м диаметром можно бурезащиту не делать совсем. Кто-то может прокомментировать это?
Я встречал цифру -1,5м-
Мой "китаец"(без защиты,1,5м)-уже более года крутится,выдерживал ветра более 20м.-пока все гуд!(единственное-при сильном ветре его резко разворачивает.)

20.12.2012, 10:29

У меня все из ПП, увидел что не ПВХ, только когда выпилил.

20.12.2012, 15:26

Ребят, я может сильно туплю, но что вы тут вообще обсуждаете? Судя по картинкам от 983, для срабатывания защиты всплытием, винт толжен подниматься вверх, т.е. против ветра. Вы это как себе представляете? Для опрокидывания, опускаться вниз, т.е. рубить лопастями мачту...
sergik, А чтобы при всплытии винт не раскачивался, необходимо расчитывать усилие и ставить амортизатор.

20.12.2012, 15:36

Ребят, я может сильно туплю, но что вы тут вообще обсуждаете? Судя по картинкам от 983, для срабатывания защиты всплытием, винт толжен подниматься вверх, т.е. против ветра.

20.12.2012, 15:51

Сила ветра- величина переменная, а вот вес-неизменен, и как тут реализовать этот гистерезис?
Нужно учитывать не вес и силу ветра а моменты этих сил, а они при изменении угла отклонеия меняются.

Добавлено через 13 минут
Вроде все нормально. Винт стоит за башней и всплывать будет нормально.

Конкретно эта конструкция работать не будет. Ты ж, математик, посчитай баланс сил. Подъёму препятствует всё, и вес и сопротивление ветра. Крыло должно быть с пол винта минимум. Прелесть всплытия в отсутствии хвоста, а эта бандура ещё хуже чем хвост.
Не говоря уже о том, что согласно рисунку, профиль крыла работает на опрокидывание а не на всплытие.

20.12.2012, 16:19

Простая механическая защита уводом ротора из-под ветра на таком ветряке практически неосуществима. Единственное что там будет работать, это поворотные лопасти.

Сэкономить на штормовой защите всегда, во все времена было очень соблазнительно. Сделать ротор покрепче, мачту потолще, и "авось". Можно сколько угодно говорить о бесполезности защиты, но всё это - индульгенции для собственной совести. Ветряк без защиты, это примерно как автомобиль без тормозов - полуфабрикат нуждающийся в доводке. Рано или поздно всё равно дунет как следует и придётся начинать сначала.

20.12.2012, 19:06

ИМХО: Бесхвостый подветренный ветряк, это вообще нежизнеспособная схема. Он крайне плохо рулится, плохо сбалансирован (весь вес с одной стороны мачты).
Простая механическая защита уводом ротора из-под ветра на таком ветряке практически неосуществима.
У Бурлаки то работало, он был доволен. Я его цитаты здесь выкладывал.

20.12.2012, 19:42

Нужно учитывать не вес и силу ветра а моменты этих сил, а они при изменении угла отклонеия меняются.
Я и учитывал моменты при расчете плеча подвеса, просто не так выразился. Слабое звено в этой системе- гибкая мачта(тонковатая труба), по крайней мере в моем случае. С амортизатором должно быть лучше. Да, без доп.лопатки ветроголовка всплывает где-то до 30-40 градусов, а дальше моменты приложения сил меняются и полного подъема не происходит.

Бесхвостый подветренный ветряк, это вообще нежизнеспособная схема.
Илья, позволь не согласиться, у меня работает. Недостатком можно назвать недостаточную ориентацию его при слабом ветре, а в хорошем потоке он крутится хорошо и не рыскает, как некоторые пишут о хвостатых.

21.12.2012, 01:56

недостаточную ориентацию его при слабом ветре, а в хорошем потоке он крутится хорошо и не рыскает, как некоторые пишут о хвостатых.
нехочешь чтоб рыскал, поднимай выше, это можно принять как закон, выше завихрений меньше от построек и препядствий.

21.12.2012, 12:27

Илья, позволь не согласиться, у меня работает.

Конечно работает, а куда ему деваться?:))

Бесхвостый наветренный ветряк многие хотели, самые увлёкшиеся даже построили. А если продолжали болеть ветрянкой, то от этой схемы отказывались.
Она изначально подкупала своей простотой. Но простота там обманчивая. На самом деле, наветренная схема со всплытием сложнее на порядок чем традиционная хвостатая. В итоге, ресурсы тратятся бОльшие, а результат тот же. Если задача - получать энергию из ветра, то этот путь не оптимален. Если из любви к творчеству - другой разговор. Тут уже плевать на затраты, был бы результат:))

По делу:
Я довольно долго наблюдал за своим хвостатым с откинутым хвостом. Воочию убедился, что по сравнению с хвостатым, бесхвостый подветренный ветряк рулится безобразно. Плохо даже не то что он медленно реагирует на перемену ветра. Он в принципе никогда не встаёт перпендикулярно, а градусов на 30-45 вбок. Чудес не бывает - рулевой привод из ротора никакой. Ротор на метр надо отнести от оси чтобы он сравнялся по эффективности с нормальной рулевой плоскостью.

21.12.2012, 14:53

Илья МГУ,ветряки работающие за мачтой должны иметь ступицу с наклонными махами,чтобы при вращении винт принимал форму зонта,тогда все будет работать по ветру.Крымские ветряки так работают

21.12.2012, 18:53

Бесхвостый наветренный ветряк
Уважаемый Илья МГУ, может все-таки подветренный, наветренный без хвоста вообще работать не должен.
Он в принципе никогда не встаёт перпендикулярно
Если бы не наблюдал за своим ветряком, ничего бы не утверждал, думаю что очень важно выбрать правильный вынос плоскости вращения винта от оси поворота(метр - это уж слишком) и тогда все будет работать правильно: и перпендикулярно и без рысканий. Если уж делать подветренный ветряк по-серьезному, то нужно не мелочиться с диаметром и делать систему принудительной ориентации и ВРШ, а с винтами диаметром до 1,5м.-хвостатый, видимо вне конкуренции. Нормальную, на мой взгляд, систему увода от ветра переводом хвоста в горизонталь сделал Сергей Ветров, посмотрите на форуме, или на его сайте.

21.12.2012, 19:42

Если уж делать подветренный ветряк по-серьезному, то нужно не мелочиться с диаметром и делать систему принудительной ориентации и ВРШ, а с винтами диаметром до 1,5м.-хвостатый, видимо вне конкуренции.

Почти полностью согласен:). Единственное "но": если делать принудительную ориентацию, то уже нет смысла ставить ротор за мачтой. Поэтому и счтитаю что подветренный ротор, это в основном ради любопытства.

ЗЫ: Да в прошлом посте перепутал на/под

10.04.2013, 15:38

Сергей Ветров применил не вполне традиционный принцип регулирования ротора.
Как я понял:
лопасти изменяют угол установки под действием ц/б сил. С этим способом изменения угла лопастей все знакомы с детства - инерционный вертолётик с пусковой рукояткой.

Сергей, если я понял неправильно, поправьте.

11.04.2013, 10:23

инерционный вертолётик с пусковой рукояткой. совершенно верно а я даже не придумал с чем сравнить а там точно такая же регулировка только там предназначение другое обороты подемная сила а здесь ограничение. Но это те старые добрые времена а есть ли сейчас такие игрушки я не знаю.

24.06.2013, 16:41

Вспоминая старый диалог:
Похоже, облом с бесхвостым ветряком. Для того, чтобы в этом убедиться, пришлось просидеть несколько часов в автокаде. Главная проблема - невозможно сделать полного увода ротора в горизонтальную плоскость. Максимальное отклонение ротора при вменяемых размерах узла таково, что остаётся примерно треть рабочей площади. Это значит, что рано или поздно найдётся порыв ветра, который разнесёт всю эту защиту. Многошарнирные схемы подвески тоже не решают задачи.

В то время как хвостатый ветряк любой схемы позволяет отклонение вплоть до установки ротора параллельно ветру. Похоже, что именно по этой причине в малой ветроэнергенике господствуют хвостатые схемы.

В том, что схема всплытия работоспособна я никогда и не сомневался, но спорить без реального подтверждения не хотелось. Добраться до своего ветряка время не позволяет, а идея покоя не даёт. Выход был найден, никогда не догадаетесь какой:). У сына каникулы:gamer:. Парень был озадачен:wacko2: и проинструктирован:crazy:. Из Lego был изготовлен мини ветряк, лопости из бутылки из под шампуня, комнатный вентилятор на пол и вуаля... Практикум по прикладной механике, на базе реализации бурезащиты подветренных ветроенергетических установок путём всплытия ротора, можно считать успешно завершённым:cool:. В процессе испытаний моделировался и ветряк бурлаки, на предмет изучения так называемых "мотыляний". Выводы полностью подтверждают заключение сделанное Владимиром, как об их природе так и о причине последующей поломки ветряка. Если не вдаваться в метаморфозы происходящие с моментом инерции винта при рулёжке, то вывод звучит так: двухлопастник должен регулироваться только ВРШ, любая попытка изменения ориентации плоскости вращения двухлопастника приводит к автоколебаниям, частота которых равна удвоенной частоте вращения. Рывок происходит каждый раз как только винт становится горизонтально при защите всплытием или вертикально при защите складыванием хвоста.
У трёхлопастника никаких колебаний не наблюдается, винт плавно всплывает до горизонтального положения с одновременным поворотом ветроголовки по направлению вращения винта в результате прецессии.
Картинки будут когда сын освоит видеозапись:___.

24.06.2013, 17:18

А, так у Бурлаке был двухлопастной?? Я думал, что шести. Двухлопастники потому и не строятся, что вызывают вибрацию при любом изменении положения ротора.

Хекс, очень любопытна кинематическая схема. У меня был глухой затык, поэтому дважды интересно.

24.06.2013, 21:13

Хекс, очень любопытна кинематическая схема

Присоединяюсь к вопросу, так как мой ветряк первоначально был именно таким.

25.06.2013, 02:11

Хекс, очень любопытна кинематическая схема. У меня был глухой затык, поэтому дважды интересно.
Там всё просто, центр давления должен находится перед осью всплытия, так чтобы в горизонтальном положении он оказывался примерно под ней, создавая опрокидывающий момент, т.е. лопасти немного выдвигаются вперёд, относительно ступицы и шарнира.

25.06.2013, 14:10

Так что ли?

25.06.2013, 16:46

25.06.2013, 16:53

Илья МГУ,по такой схеме ветряк постоянно пытается уйти от ветра в сторону.Сергей Ветров такое уже делал, я лично наблюдал за работой этого девайса

Ну а как ещё сделать бесхвостый, чтобы "центр давления должен находится перед осью всплытия"? Ума не приложу. Хекс, дайте схемку:bum:

25.06.2013, 21:54

центр давления должен находится перед осью всплытия,

Центр давления- это ось винта? Так они же с осью всплытия, вроде взаимно перпендикулярны?

26.06.2013, 06:11

Примерно так

26.06.2013, 13:09

Понятно. Вместо ломаной мачты, ломаный винт.
Сомнительная альтернатива хвосту, ибо это не проще (имхо). Высота этого стакана в ступице, при реальных габаритах шарнира будет очень немаленькой.

26.06.2013, 14:13

Вообще то нет. Такая конструкция получается сама собой если на диск крепить махи из квадратной или прямоугольной трубы, а к ним уже лопасти. Шарнир на игольчатом подшипнике или втулке прекрасно размещается в габаритах маха.

26.06.2013, 20:46

26.06.2013, 20:51

если ветроголовку ставить за мачтой. то винт надо делать зонтиком, тогда боле менее чтото реально будет работать.

26.06.2013, 22:39

Примерно так

Рулилось бы ещё хорошо.Неприятная догадка - очень чувствителен к невертикальности мачты.

Все это так и есть. Мой ветряк такой конструкции проработал уже 8 месяцев. Мачту пришлось укреплять очень жестко и выставлять строго по отвесу. При слабых ветрах иногда поворачиваю принудительно, благо возможность есть. Думаю, может закрепить пластину хвоста над, или под генератором, тогда парусность увеличится и ветроголовка будет лучше поворачиваться? Кто что думает по этому вопросу? Подветренному главное немного раскрутиться, тогда он быстро становится как надо.

27.06.2013, 10:29

Долго искал, к чему бы ещё придраться... Чёрт побери, интересно!
Рулилось бы ещё хорошо.Я ради любопытства со своего снимал хвост. Рулился плохо, так и норовил встать боком. Довольно далеко не пришлось бы относить ротор. И ещё неприятная догадка - очень чувствителен к невертикальности мачты. Если спереди городить противовес уравновешивающий всю хлабуду, получится хвост, только спереди:)

Не ставил целью выяснить минимальное расстояние до мачты, на модели оно примерно равно 10% от диаметра и рулится вполне прилично, причём даже если стержень, выполняющий функцию мачты держать рукой, т.е. не вертикально.

Добавлено через 2 минуты
Если генератор тяжелый, на маленьком плече может и не всплыть.
Оно ведь не наобум делается, моменты сил или расчитываются или экспериментально определяется точка крепления амортизатора.

Добавлено через 21 минуту
Думаю, может закрепить пластину хвоста над, или под генератором, тогда парусность увеличится и ветроголовка будет лучше поворачиваться?
Так делают. В нашем районе такой крутится, с плавником под генератором.

Добавлено через 15 минут
С подветренным пока заметил один неприятный момент, после всплытия он иногда разворачивается против ветра и зараза так и крутится в ожидании бокового порыва.

Сын сделал ещё одну модель, уже не на всплытие а на опрокидывание. Я его озадачил определить минимальный размер хвоста и его минимальное удаление от мачты. Получилось, что при 5-6% от ометаемой и на расстоянии 1/2 радиуса рулится совершенно нормально. А если делать сдвоенный хвост и разнести его примерно на 2/3 радиуса, по при 4-5% для одной поверхности, хвост можно придвинуть почти вплотную к оси - на 1/4 радиуса, при этом никаких рысканий не наблюдается и на ветер ориентируется бодро.

22.07.2013, 23:51

Две модельки, диаметр винта 42 см. С подветренным всё вроде понятно. Целью эксперимента с наветренным, было определение минимальных размеров хвоста и его минимального удаления от мачты. Получилось соотношение расстояний винт-мачта/мачта-центр хвоста=1/3, площадь одного полотна оперения 3% от ометаемой, расстояние между полотнами половина радиуса. Эффективность хвоста вполне достаточна, не смотря на то что ветер порывистый и постоянно меняющий направление, винт спокойно его отслеживает, это видно по тестовой полоске/флюгеру внизу. Из замеченных косяков подветренного, только то, что, если после срабатывания защиты ветер резко стихает, вся конструкция стремится обернуться вокруг собственной оси т.е. мачты.
http://www.youtube.com/watch?v=nzh7NavCakM

23.07.2013, 21:49

hecs, Наглядный эксперимент, а как определялась геометрия механизма опрокидывания: расчетно, или опытным путем?

24.07.2013, 01:30

Алексей2011

07.09.2013, 19:47

Помогите разобраться с формулой рассчета складывающегося хвоста. Ниже нашел формулу по которой вроде как рассчитывают складывающийся хвост, возникли вопросы.

0,5*Q*S*V^2*L1*п/2=М*L2*g*sin(a),

Где: Q - плотность воздуха =1,23
S - ометаемая площадь винта(м^2)
V - скорость ветра(м/с)
L1 - смещение оси поворота ветроголовки от оси вращения винта(м)
M - масса хвоста(кг)
L2 - расстояние от оси поворота хвоста до его центра тяжести(м)
g - 9,81 (сила тяжести)
a - угол наклона оси поворота хвоста.

Первая цифра в формуле, что она означает (0,5)
что такое sin(a)

Верна ли сама формула.

Прочитал полтемы, смотрел таблицы рассчетные, а конкретно ничего не увидел, может кто объяснит для чайников как рассчитать хвост или ткнет в более понятную и расжованую формулу

07.09.2013, 20:19

Алексей2011,ты хотя бы ссылку дал где это обсуждалось.
Я когда то тягал эти хвосты и по памяти могу сказать только что в первую часть формулы входит сила давления винта. Будь винт сплошным диском, давление будет одно, но так как он вертится то давление определяется через степень торможения потока ветра. Не залазя в генную инженерию, там есть табличка типа Сила давления винта на макушку мачты. Она зависит от ометаемой площади и скорости ветра. 0,5 это от туда.
a - угол наклона оси поворота хвоста
Здесь я вообще не понимаю в чём вопрос.
Если ось поворота хвоста или попросту шкворень будет стоять вертикально, то есть угол наклона равен нулю, то и синус нуля будет равен нулю и вся правая часть формулы ноль. Это значит что какой бы длинны небыл хвост и сколько бы он не весил, всё до лампочки. Сопротивляться он не будет.
А наклони шкворень, вот синус появился и хвост будет вверх подниматься. А он ведь имеет массу и чтобы её поднимать нужна сила.
Думаю, что понятно объяснил:)...

Алексей2011

07.09.2013, 20:32

Спасибо Сергей про 0,5 понял, про угол наклона само сабой разумеется, я сам делал складывающийся хвост и механику процесса понимаю,а вот про синус угла наклона оси хвоста немного не доганяю. К примеру если у меня угол наклона этой оси 20 градусов, то сколько это в "синусах", мне же нужна определенная цифра чтобы поставить в формулу.

07.09.2013, 21:26

Открываешь Гугл, пишешь таблица синусов, и смотришь:
Синус 20 градусов равен 0,342.

22.01.2014, 05:19

Доброго времени суток господа форумчане. Хотелбы для себя уточнить некоторые вопросы относительно расчетахвоста.
На сколько я понимаю Должно получиться что то похожее на:
11730
11731
Ворос 1. Угол смещения шворня относительно вертикали, вид с переди, задается 20 градусов? Хотя это не закон, но большинство орентаруется на такую величину
11733
Вопрос 2. Угол наклона шворня относительно горизонта составляет 0 градусов (а1), вид с боку? Если нет, то как его расчитать.
11732
Вопрос 3. Длина хвоста расчитывается по программе скаченой с этого форума (эксель).
11735
11734
Вопрос 4. Какое растояние необходимо между вертикальной осью и осью звоста (L1), вид с зади.
11736
Вопрос 5. Необходим ли какой небудь механизм, например пружина, в месте изгиба хвоста или он находится в свободном вращении на шворне, если да, то какой.
Спасибо.

22.01.2014, 10:34

Должно получиться что то похожее на
11737
Угол смещения шворня относительно вертикали, вид с переди, задается 20 градусов? Да, чем больше этот угол, тем легче должен быть хвост. Ну, или при большем ветре начнёт складываться.
Угол наклона шворня относительно горизонта составляет 0 градусов Да!
Если нет, то как его расчитать. ??? :unknw:
Какое растояние необходимо между вертикальной осью и осью звоста минимальное
Необходим ли какой небудь механизм, например пружина, в месте изгиба хвоста он находится в свободном вращении на шворне
Ну, как-то так.

22.01.2014, 11:22

jeriho, ты чего то не допонял. Смотри внимательно.
Угол смещения шворня относительно вертикали, вид с переди, задается 20 градусов?
Когда смотришь на винт спереди, ты что видишь угол 20 град. наклона шкворня назад?
А на твоей картинке всё верно...

22.01.2014, 12:54

BugrimDjon, Посмотрите эту тему с первых постов...там это обсуждалось

22.01.2014, 15:46

Спастибо

широбоков сергей

11.02.2014, 23:09

Вопрос к специалистам от новичка:подскажите где найти расчет защиты с боковой лопатой?Если можно помогите расчитать:D=2,3 м,сработка 8 м/с.

12.02.2014, 02:50

Скачай вот эту книжку.php?p=430&postcount=6
и посмотри где-то с 200-той страницы:hi:.

широбоков сергей

12.02.2014, 14:37

13.02.2014, 04:25

На форуме это обсуждалось, даже програмка выкладывалась.
Вот я в свое время для себя сохранил дабы потом когда понадобится не искать, может поможет и тебе.

Не влезая в дебри примерно так.

(1) Fa*x*pi/2=m*g*l*sin(a).

Fa - осевая сила на винт.
по Сабинину (2) Fa=1,172*pi*D^2/4*1,19/2*V^2
по Жуковскому (2.1) Fa=0,888*pi*D^2/4*1,19/2*V^2,
где D - диаметр ветроколеса, V скорость ветра;

X - искомое смещение (offset);
m - масса хвоста;
g - ускорение свободного падения;
l - расстояние от шкворня до центра тяжести хвоста;
a - угол наклона шкворня.

Допустим - винт 2 м, скорость ветра, при которой хвост должен сложиться =10 м/с
считаем по Жуковскому Fa=0,888*3.1415*2^2/4*1.19/2*10^2=165Н

Масса хвоста =5 кг,
расстояние от шкворня до центра тяжести хвоста =2м,
угол наклона шкворня =20 градусов

X=5*9,81*2*sin(20)/165/3.1415*2=0,129 м.

Площадь хвоста 10-15% от ометаемой площади

Если смотреть на винт со стороны ветра, то правое вращение - это по часовой стрелке, тогда центр ветроколеса должен находиться слева от узла разворота ветроколеса. Если против часовой стрелки - то справа

13.02.2014, 08:26

Garrekiv, это расчет складывающегося хвоста без пружины и без лопаты (со смещением винта), а широбоков сергей спрашивает про схему, которая постом выше на картинке.

13.02.2014, 09:14

Если смотреть на винт со стороны ветра, то правое вращение - это по часовой стрелке, тогда центр ветроколеса должен находиться слева от узла разворота ветроколеса.
А можно обьяснить с использованием слов:винт,мачта,хвост?

широбоков сергей

13.02.2014, 10:43

Вот нашел у себя в архиве с какого то форума;можно ли использовать эти данные при изготовлении защиты сбоковой лопатой???

(Burlaka
чуть раньше я написал об идее разгрузки лопастей от урагана.

Виктор Афанасьевич, я видел Ваше предложение. Не отвечал потому, что часто выскакивают "генераторы идей". Стараешься, отвечаешь как дурак, а они пропадают навсегда. Теперь видно, что Вы человек реальный. Поэтому отвечаю, как умный.

Этой идее лет сто. Это самая лучшая буревая защита на мой взгляд. Тут надо учесть вот какую физику. Если взять работающий электромотор в руки и попробовать резко наклонить его вниз, то он резко мотнет вправо или влево. Гироскопические силы огромны. Эти силы действуют в первую очередь на концы лопастей. Поэтому при резком повороте лопасти может разрушить.

Амортизаторы вроде бы одностороннего действия. Т.е. сжимаются быстро, а разжимаются медленно. Есть амортизаторы двойного действия? Или надо ставить два обычных?

Присылайте. как определитесь, размеры пропеллера, головки и их массы. Я посчитаю. Приблизительно, конечно, но будет исходная точка для экспериментов.

Baa
Как только порыв ветра превысит силу натяжения пружины и надавит на пластину,которая крепится на оси, а та в свою очередь через тягу надавит на поворотный кулак хвоста,

А этой идее лет на 20 больше. Недостаток ее в том, что ветер может неожиданно повернуть и ударить перпендикулярно по плоскости ветроколеса.

Методика расчета боковой лопаты и пружины для нее и точки крепления существует, но она очень громоздкая, не для форума.

Примерно можно определиться так. Габарит хвоста, т.е. максимально дальняя точка от мачты приблизительно равен диаметру пропеллера. Оперение хвоста (то есть пластинка, укрепленная на хвосте) - 5% от площади, ометаемой ветроколесом. Оперение боковой лопата, т.е. пластинка должна начинаться за пределами ометаемой лопастями окружности. Рассстояние от конца лопасти до начала пластинки должно быть 0,03 диаметра лопастей, а площадь оперения (пластинки) в четыре раза меньше площади оперения хвоста. С пружиной сложнее. Пружина должна быть предварительно натянута с усилием для 2 метрового ветряка в 5 кГ, для 4 метрового в 10 кГ и для 5 метрового в 30 кГ.Количество витков в ней сотни полторы для того, чтобы относительное удлинение ее мало менялось. Проще говоря по мере складывания ветряка пружина растягивается незначительно по отношению к своей первоначальной длине и ее усилие мало растет. Пружина крепится к кронштейну лопаты немного сбоку (50 мм надо отложить по линии лопаты в другую сторону от оси взаимного вращения головки и хвоста) и сзади (примерно столько же надо отложить в направление хвоста).

С уважением.
Михаил Николаевич.)

19.03.2014, 21:48

Решил протестировать различные конфигурации хвостов. Сделал 4 варианта.
1) В виде крыла с нормальным удлинением (сдала удлинение равное 4)
2) В виде крыла с маленьким удлинением (сдала удлинение равное 1)
3) Двойной хвост с небольшим углом
4) Двойной хвост с большим углом (получился почти равносторонний треугольник)
На видео поведение всех конфигураций. По моему мнению четвертый вариант ведет себя лучше всего.
Площадь оперения всех конфигураций одинаковая – 10 см^2.
http://www.youtube.com/watch?v=ldcnYqVKSeY&feature=youtu.be

19.03.2014, 22:06

На видео С ограниченным доступом!:ireful:

19.03.2014, 22:29

С ограниченным доступом!:ireful:
Извиняюсь, первый раз выкладываю видео. Попробуйте ещё раз.

Сергей Самара

20.03.2014, 19:59

По моему мнению четвертый вариант ведет себя лучше всего.
Мне кажется это потому что пощадь у него меньше за счёт большого верхнего угла.
При смене ветра он получается как бы скользит по хвосту,а на остальных вариантах хвосты упираются сильнее,вот и реагируют шустрее.
Думаю если первый вариант уменьшить плошадь вдвое,то будет работать как четвёртый.
Попробуй если не трудно.

20.03.2014, 20:55

BenGunn, а есть ли у вас возможность у качестве хвоста использовать половинку рыжей трубы установленную вертикально?

20.03.2014, 20:59

а есть ли у вас возможность у качестве хвоста использовать половинку рыжей трубы установленную вертикально? Как раз об этом тоже хотел написать,
помню, что на этом или на каком то другом форуме такое решение описывал Владимир из Израиля.

20.03.2014, 22:55

Как раз об этом тоже хотел написать,
помню, что на этом или на каком-то другом форуме такое решение описывал Владимир из Израиля.
Он как то изготовил такой хвост чуть ли не из за отсутствия под рукой других, более привычных материалов, и в результате получил хвост, работающий мягко и уверенно.
Если я что то перепутал, то меня поправят
983, вы абсолютно правы, как раз хвост изготовленный Владимир из трубы подтолкнул меня на эти исследования.
Мои рассуждения таковы.
При не большом изменении направления ветра нам требуется, чтобы ветряк уверенно рулили, для этого делаем хвост побольше. Но если сделать хвост большим, то при резком боковом порыве, ветряк слишком быстро разворачивается, что приводит к дополнительным нагрузкам на лопасти и ось.
Двойной хвост - это как раз попытка уйти от описанного выше противоречия. При небольшом изменении направления ветра работает вся площадь хвоста и ветряк уверенно рулит. При боковом порыве одна часть хвоста затеняет другую, что уменьшает рабочую площадь и приводи к более плавному повороту.
Обратите внимания, даже при достаточно постоянном направлении ветра, первую модель мотыляет из стороны в сторону. Такого я не ожидал. На второй и третьей модели мотыляния наблюдаются, но они ощутимо меньше. А четвертая модель почти им не подвержена.
Модели вращаются на подшипниках и усилие для поворота минимально. Что бы исключить влияния места установки, я менял модели местами, но это ничего не изменило.
Если повезет, то через две три недели смогу продуть модели в аэродинамической трубе и замерить зависимости рулевого момента от угла набегания потока на хвост.
Можете предлагать другие модели хвоста, постараюсь их изготовить и исследовать.

21.03.2014, 02:45

21.03.2014, 08:31

BenGunn,А зачем задавать хвосту угол в вертикальной плоскости?
Пока только из конструктивных соображений. Треугольник очень жесткая конструкция.
Могу сделать модельки с отдельно стоящими хвостами.
Давайте вместе подумаем, какие ещё конструкции представляют интерес.

21.03.2014, 12:24

как раз хвост изготовленный Владимир из трубы подтолкнул меня на эти исследования.
Я пробовал....php?p=6341&postcount=19.php?p=6366&postcount=20

21.03.2014, 13:42

Я пробовал....php?p=6341&postcount=19.php?p=6366&postcount=20
Сергей прав, то что вы сделали сильно отличается от того, то сделал Владимир.

Сергей Самара

24.04.2014, 09:57

Или ситуация когда хвост наедет на винт невозможна?Т.е. меньше 90 гр угла не будет при ветре.

24.04.2014, 21:04

Подскажите нужно ли делать ограничитель поворота хвоста в защите с наклонным шкворнем?
Я делал...в нижней части трубы,которая надета на шкорень есть вырез одного сектора(90градусов),а пластина к которой приварен шкворень - служит ограничителем.

25.04.2014, 00:59

Или ситуация когда хвост наедет на винт невозможна?
Возможна! Дважды хвост отрывало! Когда турбулентность сильная, ветряк кааак мотанёт! И хвост под лопасть попадает! Гильотина!!!

Сергей Самара

26.04.2014, 09:27

Понял спасибо,поеду варить упоры.
2 недели назад южак с Волги дул сильный,у многих крыши разобрало ветром.

Георгий херсон

24.11.2014, 04:18

24.11.2014, 06:31

Георгий, не увод хвоста, хвост остается по ветру а увод генератора от ветра.

Сергей Самара

24.11.2014, 16:10

А какие ещё есть защиты ветряка от сильных ветров.. кроме 1. увод хвоста... 2. изменение угла лопасти ВРШ... дайте сылки... хочется по смотреть...

25.11.2014, 18:04

Ограничить обороты электроникой

Видимо, имелось ввиду наращивание нагрузки. Но это срабатывает только если обмотки генератора позволяют выдержать приличный ток, и ветер достигает критических скоростей только непродолжительными порывами.

25.11.2014, 18:15

Это называется электро тормоз, используется в крановом хозяйстве и видимо еще где то.
Есть еще вариант всплытием, но там все так сложно что без знаний лучше не заморочиватся, увод из под ветра по средством складывания хвоста самое оптимальное и доступное решение.

25.11.2014, 20:21

А какие ещё есть защиты ветряка от сильных ветров.
За рычаг внизу мачты потянул, а там на верху винт остановился.:)

Добавлено через 5 минут
Ограничить обороты электроникой
Ограничить обороты и остановить, это не одно и тоже.
Видимо, имелось ввиду наращивание нагрузки.
Видимо ты имел ввиду электрической нагрузки, а вот Garrekiv, имел ввиду,
Это называется электро тормоз, используется в крановом хозяйстве и видимо еще где то.
я так думаю, механический тормоз с электроприводом.

Георгий херсон

01.12.2014, 22:18

Вчера собрал вот такой ветрячок. По идеи при сильном ветре должен задираться винт к верху, угол лопастей будет меняться, хвост опускается в низ.Длина хвоста меняется для регулировки силы давления вера на винт. Установлю на выходных, и увижу результат.

02.12.2014, 04:21

Законцовка лопастей не верная, будут шуметь.

02.12.2014, 08:28

Георгий херсон, -Не видна вся конструкция?Для нее обязательно нужен амортизатор!

Георгий херсон

02.12.2014, 22:42

03.12.2014, 05:49

А амортизатор зачем
Еще Володя Котляр этот вариант рассматривал(упоминал о амортизаторе),я тоже его делал,но у меня редуктор от дрели накрылся,замену не нашел - так я этот способ и не проверил...

03.12.2014, 09:23

А амортизатор зачем, хвостовая часть будет чуть легче генератора, длина хвоста подбирается. аммортизатор, это же не пружина, которая может влиять на балланс, а гасящее устройство.
Во многих случаях аммортизатор совмещён бывает с пружиной. но это совершенно необязательно.
Тут же он нужен, чтоб замедлять возврат ветроголовки в рабочее положение, делать его плавным,
ато грохотать при возврате будет сильно, прецессия злобная будет, поотрывает нафиг хвост и лопасти.

Георгий херсон

10.12.2014, 03:40

Воскресение установил ветряк. В понедельник подул хороший ветер. Амортизатор ему не нужен как я и рассчитывал стоит только возвратная пружина хвост очень тяжёлый, Спасибо Сергею Ветрову за подбор винта.Смотрите в ютубе качество лучше. https://www.youtube.com/watch?v=T3OJxIVOoqM

10.12.2014, 04:10

Судя по видео шикарно отрабатывает, а как расчитывал или это все чисто эксперементальным путем сотворил?

10.12.2014, 05:00

Воскресение установил ветряк
Соберите всю инфу о ВГ и выложите в "Участниках":i_am_so_happy:

10.12.2014, 12:14

Георгий херсон, действительно, на удивление и на радость работает мягко и без всяких гасящих приспособлений!
Красота!

Георгий херсон

28.12.2014, 22:03

На неделе была смена погоды и дул очень сильный ветер 10-15м порывы 20м. Ветряк выдержал без проблем, на старые АКБ 70а щелочные заряд доходил до 12а 15в.На этих выходных собрал другой ВГ винт тоже задирается верх но хвост остаётся горизонтально, решил применить противовес с передвижными грузами для регулировки давления силы ветра на винт. На праздниках подниму на ветер посмотрю что получилось. Сниму видео покожууу.

Георгий херсон

07.01.2015, 17:30

Вчера получилось установить ветряк, всю ночь дул очень сильный ветер мороз - 12 и сегодня утром снял видео.
Ещё один способ защиты от сильных ветров. Это первые испытание этого ветряка, думаю надо поставить пружину по мягче.
https://www.youtube.com/watch?v=tT7IlRzvqfI&feature=youtu.be

28.01.2015, 21:06

Решил сделать резервную буревую защиту на основе "лопаты". Вопрос: как примерно может измениться ветровое давление на площадь лопаты (установленной за плоскостью вращения винта по потоку примерно на 500мм от винта) если винт вращается на ном оборотах - часть потока будет забирать винт, а часть проходить через него.

31.01.2015, 00:11

15.02.2015, 18:45

Сергей, При таких токах, пора переходить на 24В. Набросал кинематики ухода всплытием. Помогите составить уравнение. Для винта 2,5 м, максимальное давление на винт 500 Н, расстояние от плоскости винта до оси поворота 400 мм. Искомое расстояние между осью винта и осью поворота всплытия.

19.02.2015, 20:04

ИГОРЬ 77, Для расчета нужно еще расстояние от оси поворота до центра приложения массы ветроголовки. А уравнение для начала всплытия простое: момент от силы давления на винт(произведение силы 500 Н. на расстояние х) должен превысить момент от силы тяжести(произведение массы ветроголовки, тоже в ньютонах, на расстояние от оси поворота до центра приложения этой массы). После начала всплытия, расстояния приложения сил меняются в зависимости от угла всплытия, причем момент от силы давления на винт возрастает, а момент от силы тяжести уменьшается. Но в связи с тем, что винт становится не перпендикулярен потоку, сила давления ветра будет уменьшаться и простыми расчетами это определить очень трудно. Поэтому главное рассчитать начало всплытия.

19.02.2015, 21:32

sergik, Спасибо за отзыв. Можешь расписать уравнением?

21.02.2015, 20:47

P*x=m*y. Р- это сила давления на винт, х-это расстояние между осью винта и поворотной осью(указано на рисунке). m- это масса всей ветроголовки, y- расстояние от центра тяжести до оси поворота(по горизонтали). Все величины должны быть одной размерности: силы в ньютонах, либо в килограммах, расстояния в метрах, либо в сантиметрах.

21.02.2015, 20:56

sergik, Спасибо. Если перевести 500 Н в кг, то получим 50 кг. Правильно?

21.02.2015, 21:00

Да, примерно. Если точно, то надо ньютоны разделить на 9,81(ускорение свободного падения).

16.03.2015, 15:41

И так... появилась "проблема" по теме. Слава Богу пока только в голове и размышлениях а не на работающих ветряках.
Итак.
Читал эту тему давно. Видел правила и расчеты смещения. Потом появилось в теме обсуждение о том в каком случае при складывании (смещении ветроголовки с винтом) происходят силы которые "прижимают" или "отталкивают" лопасти от мачты.
Так как без практики буквы не всегда понимаю. Проделал тогда эксперимент с винтом.
Насадил винт на ось, ось зажал в дрель, включил вращение "по часовой стрелке если смотреть в "лицо" ветряка" и стал двигать дрель по горизонтали.
Получилась вот такая картинка.....
14023
смотрю на видео у valeriyvalki и еще у Эксморка, у них смещение в другую строну......
Эксперимент проводил еще год назад, но схему зарисовал на стене... вроде было правильно... Неужто меня подвели мои "ощущения" куда винт тянет при смещении в горизонтали?

16.03.2015, 16:07

Провел сейчас беглый тест с компакт-диском и ручкой вместо оси. Мой рисунок правильный, а вот на видео у valeriyvalki не правильно (если учитывать что он сказал что у него тоже лопасти крутятся по часовой стрелке, если смотреть "с лица" (ветер за спиной) http://www.youtube.com/watch?v=qdNYBgU1D54

16.03.2015, 17:41

Провел сейчас беглый тест с компакт-диском и ручкой вместо оси. Мой рисунок правильный
Значит теперь и без рисунков на стенке будешь знать при каком вращении куда надо смещать ветроголовку:)!

19.03.2015, 13:49

Доброго дня!
Сделался генератор 2кв.(40см в диаметре и ширина 15см.)
И вал отдельно для винта.
Можна ли перенести хвост от оси на 20-25см.(как нарисунке).
Или лучше сделать как в посте(#585 и #589 от Георгий Херсон)

19.03.2015, 18:17

vladislav, А фото, в студию можно?

19.03.2015, 19:04

Штиль,
Была вертикалка.
переделываем на гориз.
На генераторе вал тонкий(23мм),и я сделал вал для лопастей.
Генератор и вал не влазит на эту конструкцию(на фото я выклал).

19.03.2015, 19:10

vladislav, А вал отдельно для винта - это как? У тебя гена с мультиком? На фото (я, думамаю Толя не обидется) кронштеин стоит на краю поворотного стола, так что это не столь принципиально, главное что бы расчёт хвостового оперения 5-7% соответствовал к ометаемой площади лопастей. Лопасти какие? Судя по 2-м квт в диаметре не менее 4м (точный диагноз после теста) , так вот, что я хочу сказать- с таким метражом эффективней сделать ВРШ, а такой гироскоп для этих лопастей, противопоказан. Это моё мнение, решать тебе.

19.03.2015, 19:26

vladislav, можно ТТХ на твой генератор.

19.03.2015, 19:36

Штиль,
Ген без мультика.
На фото, набросал по быстрому.
Вал 20см и ген 15см(в общем гдето 40см) надо это все уложить на поворотный стол. Лопасти думаю делать 3шт. до 2мет.

19.03.2015, 19:56

vladislav, на рисунке у тебя вал прикреплён к ротору, так? Вопрос- какя ось у ротора? Если она 38-42мм то хорошо, если нет, то придётся немного переделать гену.

19.03.2015, 20:02

у тебя вал прикреплён к ротору, так?
Да.
Я для этого и ставлю вал(на роторе 25мм слабый) на валу 30мм(задний мост от жигули)
И как сделать буре защиту.

19.03.2015, 20:28

vladislav, Так не пойдёт. Во первых, вал 30мм для такой конструкции мал. Во вторых винт лучше крепить на валу, к статору приваривается направляющая (смотри картинку) в которую устанавливается вал с подшипниками, но никак напрямую прикручивать к ротору.

19.03.2015, 21:11

Штиль, Покажи остальные заготовки к этому проекту. Я-бы станину усилил уголком.

19.03.2015, 22:16

Во первых, вал 30мм для такой конструкции мал.
Не надо забывать что вал от полуоси от жыгули(он каленный,я где то читал что он выдержыт).

Во вторых винт лучше крепить на валу
Я так и делаю,а конец вала через(резиновые втулки к ротору).
Лопасти хочу делать до 4мет(диаметр)ПВХ труба 400мм

Добавлено через 13 минут
Я-бы станину усилил уголком.
я все усилю,это я так накидал от руки, просто не знаю как сделать хвост и куда его прицепить?

19.03.2015, 23:12

vladislav, Я тоже, над хвостом колдую. Защита всплытием винта.

19.03.2015, 23:27

Я более склонен к этим версияи.
.php?p=45096&postcount=585
.php?p=45737&postcount=589

Посоветуйте!

20.03.2015, 05:37

vladislav, Есть фото гены в разобранном виде? А увод от ветра, в твоём варианте, лучше всплытие.

20.03.2015, 15:54

Есть фото гены в разобранном виде?
Нету.но могу данные написать..

10.04.2015, 19:26

19.04.2015, 12:38

добрый день!
Интересует меня вот такое,кто-та имеет данные(на ветер м/с),лопасти от диаметра 3.20-4.00метр.Напр. скорость ветра 5-6-7-8-9-10м/с, какие обороты будут в 4.00метр.
Все при холостом ходе,без нагрузки..

19.04.2015, 14:20

Сергей,
Спасибо за ссылочку,почитаю.
Но почему в теме про хвосты?
Не нашел подобной.

20.04.2015, 10:08

Закруглить - ?? закруглю. А амортизатор зачем, хвостовая часть будет чуть легче генератора, длина хвоста подбирается.
иЗ КАКОГО МОТОРА ПЕРЕДЕЛЫВАЛИ?

Георгий херсон

20.04.2015, 23:51

910 обр, 500 вт, шести полюсные перемотаны на 36в

21.04.2015, 20:38

я ставлю штангу 60см и хвост из метало пластика,то гена уже перекидывается!пока другое ни чего не придумал,разве что пружину подкинуть!!!
https://www.youtube.com/watch?v=YjQCE084bbY

22.04.2015, 06:01

И всё как всегда.

14300

22.04.2015, 10:42

Георгий херсон,
Какой лучше вариант работает(или какой посоветуеш) 1.Генератор с откидным хвостом, или 2.хвост на месте,а противовес с передвижными грузами.

22.04.2015, 12:31

И всё как всегда.
Сначала делаем а потом думаем!
У тебя места сзади хоть "конём пляши", и запрсто можно было бы вынести завес подальше.
14300
А теперь получается, что хвост перевешивает генератор с винтом.
Кроме пружины можно ему ещё гирю кила два на голову привязать или снизу на верёвочку прицепить.
Пусть попробует её потягать:)!
Спасибо! Сделаем:hooray::hooray::hooray:
Поставить лопасти и подбирать хвост.и потом на весы) типа качелей

Георгий херсон

23.04.2015, 01:20

Там где хвост опускается, работал плавнее. А там где штанга противовес тоже нормально но выглядит корява как костыль.. Хочу попробовать и хвост горизонтальна и без штанги и пружины.. И главное не столько вес гены и винта, а надо больше учитывать вынос гены от точи крепления шарнира и обметаемую площадь, давление потока на винт. Вначале гену выношу по дальше от шарнира и потом смотрю если при ветре 10-12м\с не задирается от уменьшаю расстояние до между геной и шарниром. Гена стоит не полностью горизонтально а чуть задран верх градусов 5-10 . Что мне нравится в этих конструкциях они почти не теряют обороты и не уходят от ветра а меняют только угол атаки. Но когда задираются сильно шумят, это минус.

03.08.2015, 14:58

Хочу попробовать сделать вот такой руль направления как в самолете,что скажете:hi:
Это приблизительный механизм,ну в таком плане что бы в хвосте руль направления срабатывал при сильных ветрах.

03.08.2015, 15:54

Черк, Зайдите на страницу Ветрова(http://.php?t=773)-он делал ВГ с таким уводом

03.08.2015, 16:32

Хочу попробовать сделать вот такой руль направления как в самолете,что скажете скажу, что с таким вертикальным элероном работать будет плохо,
то есть регулирование будет прекрасным, но только до определённого угла, заведомо не дотягивающего до полной бурезащиты.
Если сделать полостью поворачивающийся, цельный руль, как обычно делается руль высоты на всяких реактивных истребителях и им подобных, то вполне можно получить результат более близкий к ожидаемому.
Полную, гарантированную бурезащиту удастся получить с подобным рулём лишь если сделать штангу хвоста немного перекошенной вбок, градусов на 10 -- 20.

03.08.2015, 16:54

Наверно не так просто это.

03.08.2015, 17:27

Черк, это оно,
только не обязательно тянуть за самый конец руля, можно сделать рычаг от самой оси поворота, а подбором соотношения размеров рычагов настроить чётко и симпатично.
Но повторюсь: при красивом, симметричном выполнении конструкци невозможно будет получить ПОЛНОЙ бурезащиты.
Если сделать руль правильнее, в аэродинамическом смысле, то будет только лучше
-- имею ввиду, что полукаплевидный-полужелобковый профиль руля позволит чётко работать на регулирование и бурезащиту даже при красивой, симметричной штанге хвоста.

04.08.2015, 09:38

04.08.2015, 17:07

Ещё думаю сделать штангу 1 метр, от поворотного М. до хвоста,меньше не надо как думаете 7.

04.08.2015, 19:33

У меня на контролере стоит уже защита,но хочу на всяк случай еще.
контроллер может выйти из строя, провода от генератора могут оборваться,
-- вероятность не очень большая, но она есть.
Вот тут и выручит чисто механическая бурезащита,
тем более, при наличии защиты в контроллере можно особо не заморачиваться тонкой настройкой руления.
Пусть работает грубо, но надёжно,

05.08.2015, 11:45

Пусть работает грубо, но надёжно,
чисто на пожарный случай или суперураганище.
Буду отталкиваться от этого:scratch_one-s_head:

07.08.2015, 14:08

Кто может подсказать,сколько в Килограммах давит ветер на генератор.лопасти 1 м из 200 диаметр трубы.Тоесть уже при срабатывании защиты увода хфоста.

07.08.2015, 19:42

Черк, В программе расчёта винта, есть такая колонка. Вбиваешь данные винта и максимальную скорость ветра. Смотришь давление на винт в ньютонах затем переводишь в килограммы.

07.09.2015, 17:16

Хочу больше угол сделать(защита от ветра у меня г дето 35-40гр) и пружину добавить,ато уходит в защиту рано..Работает очень плавно..
шумит сильно. Хвост (опирение) имеет значение его размеры больше меньше. у меня 80см на 65см.
https://www.youtube.com/watch?v=M3z5qBiXM0k&feature=youtu.be

Георгий херсон

25.11.2015, 01:14

А я по той же схеме....... https://www.youtube.com/watch?v=u9Pn4c7_UAs

25.11.2015, 01:46

Георгий херсон, Эффектна!особенно с далека смотреть,я просто видел у нас в Харькове на Баварии у человека в частном секторе крутиться ветряк не большой. вроде тож асинхронный.

Георгий херсон

07.01.2016, 17:56

Ветрогенератор из Херсона 4 https://www.youtube.com/watch?v=XGmt-Bgi2zo&feature=youtu.be

08.01.2016, 09:28

Георгий, за защиту 6 балов. Удачно у Вас получается. Но что с энергией у этих ветряков и что с залипаниями? Если это не коммерческая тайна, расскажите поподробнее.

Георгий херсон

17.01.2016, 20:40

последний из 150 ватных.https://www.youtube.com/watch?v=0lexy5SSnT4

06.04.2016, 14:03

Взял из форума вот эту эксельку, немного переделал, кто в теме посмотрите не накосячил ли и пригодна она теперь для пользования.

06.04.2016, 23:47

Garrekiv,
хвост должен быть не меньше длины лопасти!
на 2эксельке лопасть 180 а хвост 175.

07.04.2016, 10:47

хвост должен быть не меньше длины лопасти!
на 2эксельке лопасть 180 а хвост 175.я бы добавил, что это в случае максимальной прижатости ветроколеса к мачте,
если ветроколесо заметно вынесено вперёд, то к длине лопасти надо ещё прибавить 2 -- 3 рассрояния выноса.

07.04.2016, 13:32

Спасибо учту, а правильнее 2 или 3 расстояния брать от оси мачты до плоскости вращения винта?
В самой табличке то что можно теперь менять угол наклона шкворня. я правильность расчетов не испортил?

07.04.2016, 14:03

Чем дальше ветроколесо отнесено от мачты, тем лучше, чтоб не сломать
лопасти об мачту при буре и чтоб минимизировать акустические пакости типа инфразвуковых волн на крупных ветряках и рокот на мелких,
С другой стороны сильный вынос не так эстетичен, усложняется конструкция ветроголовки, ухудшается руление и требуется более длинный хвост.
Чисто эмпирически, вынос должен быть где-то в пределах 10 -- 30 % длины лопасти,
кроме того можно улучшить компромисс, расплоложив плоскость ветроколеса
не совсем параллельно мачте, а задрав её слегка вверх, таким образом концы лопастей внизу будут немного дальше от мачты,
многие советуют угол в районе 5 градусов.

Где-то в этой теме этот и многие смежные вопросы уже не раз обсуждались, приводились доводы и практические резкльтаты.
Есть смысл пройтись по этой и родственным темам
и вопросов останется намного меньше, а оставшиеся станут более конкретными.

07.04.2016, 14:42

Спасибо, эти 5° уже реализованы на заготовке, плоскость вращения винта у комля отнесена от центра мачты на 25 см.

Значит к длине лопасти прибавляем 3 расстояния выноса плоскости вращения винта относительно оси мачты и хвост не должен быть короче этой длины.

А можно сразу в расчет Осевого давления на винт, там где данные диаметра винта, добавить и 3 расстояния выноса?

10.04.2016, 09:47

04.05.2016, 17:14

Начитался вашего сайта и решил построить себе ветряк с защитой " всплывающий винт" . По типу качелей с противовесом. Прошло 2 года как сделал. Через полгода при порыве ветра обломило 1 лопасть. Тогда я поставил на лопасти растяжки. И вот уже 1.5г работает не создавая мне проблем. Предоставляю вашему вниманию свое видео.
https://www.youtube.com/watch?v=_UmX1Pbe5dg
https://www.youtube.com/watch?v=uunJysXIeuk
https://www.youtube.com/watch?v=LAoWQOL9sOg

04.05.2016, 22:51

Тогда я поставил на лопасти растяжки.
Эээ.. фото в студию, думал над этим решением для длинных лопастей, глянуть как вы это сделали.

05.05.2016, 20:03

Сфоткать в выходные попробую. Но думаю не получится,не стоит на месте, ветра! Я там наездами, работы по весне много, так что опускать неохота, времени займет много(опущу так и профилактику надо будет делать)
А фотать тел. с 9-10м могет и не получится(детали)
Делал как вроде временно, но что временно то постоянно:))
Так до сих пор и крутит, вот сылочка http://peling.ru/forum/?mingleforumaction=viewtopic&t=553 там описано как делал. Что не поймешь пиши, попробую обьяснить подробней. На гену спереди одел банку из под кофе с болтом посередине.

20.07.2016, 18:40

25.07.2016, 16:49

Просто и со вкусом, оригинально.
Возьму на доработку.

11.12.2016, 13:15

15.12.2016, 14:07

Есть вопросик. Подумываю сделать программный настрой на ветер (без хвоста). Основной увод от ветра - всплытие в горизонт, и в качестве резервного - разворот программный.

Венец маховика + шестерня бендекса(11:1) + червячная пара(20:1) + шаговый двигатель. Визуально все должно потянуть, но хотелось бы прикинуть какие нагрузки могут быть на колесе червяка в порывах ветра, бури? Вообще не представляю как они считаются.

Ветроколесо будет 4.5м в диаметре с пвх 400.
Делал я так давно. Только у меня была на приводе эл. дрель, червячный редуктор 200:1 - какой нашел, венец от ВОЛГи, Диаметр 5,1м. Управление двух проводное (на якоре стоял диодный мост). Контроллера на тот момент не было и приходилось поворачивать вручную. Зазор хоть и делал минимальный, но все равно ветроголовка качалась из стороны в сторону (иногда входя в какой то колебательный режим). Сейчас хвост 4,5м.

15.12.2016, 18:12

Зазор хоть и делал минимальный, но все равно ветроголовка качалась из стороны в сторону (иногда входя в какой то колебательный режим).

Зазор всмысле между шестерней и венцом?
Я тоже об этом думал, скорее всего прийдется еще и стопор какойнить творить, хвост нехочу принципиально:)

15.12.2016, 18:43

зазор всмысле между шестерней и венцом?
Я тоже об этом думал, скорее всего прийдется еще и стопор какойнить творить, хвост нехочу принципиально
да зазор между шестерней и венцом. Я тоже так думал... у меня ветер часто меняет направление. Жаль ветку удалили с параллельного форума почитал бы, возможно чего увидел.

02.11.2017, 16:26

Всем привет.
Вот короткое видео ухода в защиту ветряка всплытием. http://moemesto.ru/sam-gena11/file/15049121/MOV_0094_00.mp4
После того как ушел в защиту, его начинает разворачивать. Вот думаю сделать хвост немного длиннее и чуть по ниже, относительно генератора.
Уход в защиту при 13м/с. Наблюдая за всплытием, одновременно поставил камеру перед амперметром. 35А и винт в защите.

02.11.2017, 18:13

Разворачивает его гироскопический эффект. Слишком большой хвост может привести в излишне быстрому рулению и тогда эффект гироскопа может при слишком быстром рулении прижимать лопасти к мачте.

02.11.2017, 19:01

После того как ушел в защиту, его начинает разворачивать.Разворачивает его гироскопический эффект.
разворачивает его по нескольким причинам.
Гироскопический эффект, точнее прецессия,
попадание хвоста в турбулентную струю ветроколеса, где он работает плохо,
и сама инерция ветроколеса

02.11.2017, 20:12

сама инерция ветроколеса
(увлекает ветроголовку за ветроколесом с учётом того, что генератор крутится туго под нагрузкой.)
Тоже думаю за счет инерции. Вес винта 10кг.

Хвост вниз смотрится до безобразия уныло, лучше вверх.))
Ну не прям же так как у испуганного пса. А если вверх, то как раз таки хвост будет попадать в зону турбулентности. Ведь уйдя назад на 60" плоскость винта отбивает поток воздуха вверх и где за винтом этот поток должен поймать хвост, не известно. А если чуть ниже? Думаю направление воздуха более стабильнее, чем вверху.

Добавлено через 16 минут
Слишком большой хвост может привести в излишне быстрому рулению и тогда эффект гироскопа может при слишком быстром рулении прижимать лопасти к мачте.

А по-моему наоборот, более стабильнее будет держать и при всплытии легче удержать ветроголовку.
За лопастями наблюдал, сильно не выгинает, думал будет сильнее. Еще перед тем как прикурить лопасти, пробовал на сколько выгибается лопасть. При пяти кг лопасть выгнулась на 20см. Тоесть, 5х6=30кг. При таком давлении винт уже должен быть в защите. Но наблюдая, во время ухода, лопасти не настолько сильно выгибались. Думаю даже если и повернет резко, не достанет мачту. До мачты больше 25 см (если точно, 28см).

Добавлено через 3 минуты

02.11.2017, 22:58

А! Подождите! А у хвоста не такой же принцип как у винта, больше радиус - медленнее вращение (у винта обороты)

Ну примерно так.
Во время грозы ветер меняет направление очень резко. У Володи лопасти об мачту разнесло не просто так. У него тоже при обычном уходе в защиту лопасти сильно назад не гнулись. А вот при очередном природном катаклизме лопасти встретились с мачтой:(

Добавлено через 2 минуты
По поводу унылого хвоста вниз. Решил реанимировать свой проект с мелким ветряком. Наверно таки буду делать на наклоном шкворне. Уныло, но нет резкого руления.

09.11.2017, 16:19

А! Подождите! А у хвоста не такой же принцип как у винта, больше радиус - медленнее вращение (у винта обороты)
Именно, только площадь хвоста надо делать небольшую.
Всё зависит от "тугости" поворотного стола и сбалансированности всей ветроголовы.
Пример: винт 2 лопасти, 1,8м, хвост - 2м, площадь оперения 40см, ступица от копейки (вымытая и негусто смазанная). Место установки ступицы точная серединка "качелей". 3й год работает без защиты вообще, лопасти на месте. Даже в самые злостные ветра (шифер с крыш снимало, заборы ложило) отпускал его от нагрузки, свист стоял жуткий (не менее 800-900об/мин), дуга при искрении на выходе доходила до 5-6мм и медный провод 2,5кв.мм обгорал в капельку.

03.03.2018, 21:48

Уважаемые форумчане хочется услышать ваше мнение. При использовании защиты всплытием, предлагаю расположить оси поворота и всплытия на небольшом расстоянии. Хочу вынести ось поворота вперёд на 4 мм относительно оси всплытия. (как колёсико на тележке) Думаю этим добиться более стабильной ориентации по ветру. Ориентация не только хвостом, но и давлением на винт. Что скажите?

04.03.2018, 00:10

Что скажите?
Думаю хорошего ниче не будет. 4мм никакой роли не сыграет. Чтоб воврЕмя всплытия его не разворачивало, хвосту нужен поток воздуха, который должен пересилить винт идущий по инерции. Если хвост короткий, добавь с пол метра.
У меня винт 2.2 метра, а хвост 2.5 метра и оперение 60х40 см. Верхняя часть оперения равняется с генератором, по горизонту. То есть хвост чуть ниже генератора.
На моем видео, несколько постов выше, хвост был два метра и его разворачивало, и хорошо. Щас держит более стабильно, когда добавил длину хвоста.

Владимир.74

04.03.2018, 00:33

Игорь 77 .
1. Сколько кг весА показывают? (Лобовое давление, при котором начинается подъём (всплытие) ветроголовки с генератором?
2. Напомни расчётный диаметр винта. На каком ветре начало всплытия? (Должно быть чуть раньше критических нагрузок для генератора. ...а вообще, думать надо, для лопастей и общей безопасности)
То есть, ты проверял весами? (Добавь ещё груза, иметируя вес лопастей)

Оси, я думаю, по барабану, а может и нет. Есть эффект броска ветроголовки вверх, при правом повороте на поворотной оси. Это думай. И главное, что б лопасти недостали стойки. С запасом.

Ещё...надо максимально возможно уравновесить хвост с передком. Думаю таки, тебе надо от этого "плясать" . То есть, думай(делай) всю конструкцию, и будешь знать, куда тебе ось подъёма двигать.

04.03.2018, 17:49

1. Сколько кг весА показывают? (Лобовое давление, при котором начинается подъём (всплытие) ветроголовки с генератором?
2. Напомни расчётный диаметр винта.
Максимальное расчётное давление на винт 2,6м -60 кг

Добавлено через 2 минуты
(Офигенный совет: надо как художник делать. Сделать наброску всего. (На листочке, это одно, в живую...савсем другое.) Это для того, что б узлы не переделывать. Я по три раза резал. Надо всё собарать на прихватках, обваривай потом. Я это съел как то поздно.)

04.03.2018, 18:34

Хочу вынести ось поворота вперёд на 4 мм относительно оси всплытия. (как колёсико на тележке)

Я думаю это особого значения не имеет. Сила прикладывается все равно перед осью вертикального поворота. И при не соосности ветряка и ветра будет пытаться увеличить эту не соосность.

04.03.2018, 19:40

Я думаю это особого значения не имеет. Сила прикладывается все равно перед осью вертикального поворота.
На тележке, без разницы с какой стороны прикладывается сила. Ради эксперимента решил сделать.

Владимир.74

05.03.2018, 10:28

Максимальное расчётное давление на винт 2,6м -60 кг

Добавлено через 2 минуты

Головой понимаю, но переделывать всёравно приходится.

1. Ого!!! . У меня 35 кг было при уводе на 8-9 м/с. Диаметре 4 м.
Сейчас 3,3 диаметр, ветер наверное, около 12 м/с сейчас начинает ложить. Лопасти какашкиной трубы. Стрёмно. Обороты не малые.
Если есть возможность, то подумай, что б можно было уменьшать/увеличивать лобовое давление. (У меня решается вопрос весом гирь, на "плавающем" и жёстком противовесе) .60кг что то много.

05.03.2018, 12:04

Все зависит от рычага, больше рычаг - больше давление. То есть, если от оси опрокидывания генератор поставить дальше, то и давление нужно больше.

05.03.2019, 21:27

Владимир.74

05.03.2019, 22:07

Всплытием и буду делать, в моих условиях ломаный хвост не даёт нужного эффекта. И площадь оперения увеличивал и хвост поднимал, опускал, удлиннял. Ветер только порывистый.
Этот вопрос другого направления тематики (почему и перенёс ответ сюда)
Почему так? Всё просто. Поднимай ветроустановку выше приземлистых волнений ветрового потока и швырять головку меньше будет.
Всплытие обманчиво. Швыряет будь здоров. Просто...иногда это лучший вариант для мощных установок. Хоть порой и сложный.

ПС. Написал как бы своими словами.

05.03.2019, 22:14

Realex, Посмотри в youtube (уход ветряка всплытием) Я там выкладывал как уходят в защиту мои ветряки.

06.03.2019, 03:31

Игорь 77 я смотрел, у вас сама головка играет. Но хочу наклонять всю ВЭУ, как показал наш товарищ из Херсона... (Если не ошибся)
Владимир.74 первая мачта на которой висел этот генератор была высотой почти 15 метров. Я убрал её так как под малый, такая высокая не нужна. И на 15 метрах та же история при Юго-восточном, Юго-западном ветрах и южном ветрах в частности. Выше в чистом поле поднимать по-моему не стоит, иногда порывы будь здоров. Я утром сфоткаю местность, поймёте почему ветер так шныряет.

Добавлено через 5 минут
С этих трёх направлений ветру есть где разогнаться, и он дует как бы снизу вверх, потому как на подъем. С остальных сторон местность равнинная и ветряк так не швыряет, какой бы силы небыли порывы.

Добавлено через 41 минуту
Понятное дело для чего то большего поставлю обратно один из 16-ти метровых ж/б столбов. А для этого хватит и 7ми метровой мачты. 4 метра над крышей, завихрений быть не должно.

Как защитить ветрогенератор от сильного ветра ведь к примеру при урагане запросто могут не выдержать лопасти и по-отлетать. Или что еще хуже не выдержит мачта, например оторвет растяжки и ветрогенератор рухнет сметая все на пути падения. Конечно для небольших ветрячков с диаметром винта до 1,5м защита от сильного ветра не особо актуальна, так-как нет такого огромного давления на винт. А вот для больших ветряков бурезащита обязательна, большой винт при урагане испытывает огромное давление и тут не только лопасти могут отлететь, но и стальные тросы может порвать или вырвать с корнем из земли. Ну в общем я думаю понятно что без защиты особенно в близи людей и строений ветряк лучше не ставить, раз в год как минимум ураганы все равно бывают.

В заводских ветрогенератора бурезащита уже заложена, для малых ветряков как правило используется электротормоз. То-есть при достижении определенных оборотов, контроллером импульсно закорачиваются фазы генератора и винт теряет обороты сбрасывая мощность. Или же защита совсем не предусмотрена и контроллер тормозит закорачивая генератор только когда напряжение превысит определенное значение, к примеру 14 вольт для двенадцативольтовой системы. Для самодельных небольших ветряков часто делают самодельные контролеры (балластные регуляторы) которые так же тормозят ветряк при превышении напряжения, тормозят включением дополнительной нагрузки в виде лампочек или нихромных спиралей, теннов. Или покупают готовые контроллеры где все уже есть и торможение и принудительная остановка ветряка.

Большие ветряки кроме контроллера должны иметь и механическую защиту так как большие винты отбирают огромную мощность на сильном ветру и уходят "в разнос" и даже полное замыкание генератора не останавливает винт. В заводских ветряках защита обычно выполнена методом поворота хвоста и винт отворачивается в сторону от ветра. У "ветроловов" за основу взят ставший уже давно классическим метод увода винта от ветра складыванием хвоста. Вот о этой схеме и пойдет речь далее.

Схема защиты от сильного ветра

Схема расположения узлов для реализации защиты от урагана методом увода ветроголовки из под ветра складыванием хвоста. Если присмотреться то на рисунке видно что генератор смещен относительно цента поворотной оси. А хвост одет на "палец", который приварен с боку под углом, по вертикали 20 градусов и по горизонтали на 45 градусов.

Защита работает так. Когда нет ветра и винт не вращается хвост отклонен на свои 45 градусов и висит в сторону. С появлением ветра винт поворачивается и начинает вращаться, а хвост поворачивается по ветру и выравнивается. При превышении определенной скорости ветра давление на винт становится больше чем вес хвоста и он отворачивается, а хвост складывается. Как только ветер ослабевает хвост под весом снова раскладывается и винт становится на ветер. Чтобы при складывании хвост не повредил лопасти, приваривают ограничитель.

Принцип защиты ветрогенератора

Четыре этапа, на которых видно как происходит защита ветряка от сильного ветра

Тут основную роль играет вес хвоста и его длинна и площадь оперения, а так же расстояние на которое смещена ось вращения винта. Для расчета есть формулы, но люди для удобства написали таблички эксель по которым все считается в два клика. Ниже привожу две таблички взятых с форума windpower-russia.ru

Скриншот первой таблички. В желтые поля вводите данные и получаете нужную длину хвоста и вес его кончика. Площадь оперения по умолчанию 15-20% от ометаемой площади винта.

Расчет хвостового оперения

Скриншот таблицы "расчет хвостового оперения для ветрогенератора"

Вторая табличка немного отличается, Тут можно изменять угол отклонения хвоста по горизонтали. Он в первой таблице считается как 45 градусов, а здесь его можно менять также как и отклонение по вертикали. Плюс добавляется пружина, которая дополнительно удерживает хвост. Пружина устанавливается как сопротивление складыванию хвоста для более быстрого возврата и чтобы снизить вес хвоста. Так же в расчете учитывается площадь оперения хвоста.

Скачать - Расчет хвостового оперения 2.xls

Расчет хвостового оперения 2

Скриншот таблицы "расчет хвоста для ветрогенератора 2"

Так же вес хвоста и другие параметры можно рассчитать вот по этим формулам

Сама формула Fa*x*pi/2=m*g*l*sin(a).

Fa - осевая сила на винт.

По Сабинину Fa=1,172*pi*D^2/4*1,19/2*V^2
по Жуковскому Fa=0,888*pi*D^2/4*1,19/2*V^2,
где D - диаметр ветроколеса, V скорость ветра;

X - искомое смещение (offset) от поворотной оси до оси вращения вин;
m - масса хвоста;
g - ускорение свободного падения;
l - расстояние от пальца до центра тяжести хвоста;
a - угол наклона пальца.

К примеру винт диаметром 2 метра, скорость ветра, при которой хвост должен сложиться =10 м/с

Считаем по Жуковскому Fa=0,888*3.1415*2^2/4*1.19/2*10^2=165Н

Масса хвоста =5 кг,
расстояние от пальца до центра тяжести хвоста =2м,
угол наклона пальца =20 градусов

X=5*9,81*2*sin(20)/165/3.1415*2=0,129 м.

Также более понятный расчет массы хвоста

0.5*Q*S*V^2*L1*п/2=М*L2*g*sin(a), где:
Q - плотность воздуха;
S - площадь винта(м^2);
V - скорость ветра(м/с);
L1 - смещение оси поворота ветроголовки от оси вращения винта(м);
M - масса хвоста(кг);
L2 - расстояние от оси поворота хвоста до его центра тяжести(м);
g - 9,81 (сила тяжести);
a - угол наклона оси поворота хвоста.

Ну вот наверное и все, в принцепе табличек эксель вполне достаточно для расчета, хотя можно воспользоваться и формулами. Минус такой схемы защиты это рыскание винта при работе и несколько запоздалая реакция на изменение направления ветра из за плавающего хвоста, но это не особо отражается на выработке энергии. Кроме того есть еще вариант защиты "всплытием" винта.Генератор ставят выше и он опрокидывается при этом винт как бы ложится отворачиваясь от ветра, генератор в этом случае подпирает амортизатор.

Категории

Выбор редакции

Защита ветряка от сильного ветра. Хвосты, руление, защиты ветряка от сильных ветров - Ветроэнергетика и альтернативная энергетика. Установка генератора на раме

Выбор конструкции. Основные узлы и механизмы

Общая схема ветрогенератора

Лопасти ветряного колеса

Генерирующее устройство

Установка генератора на раме

Поворотный узел и токосъёмник

Защита от сильного ветра

Электрическая схема

Мачта ветряка

Электрический генератор для ветряной электростанции

Изготовление ветрогенератора своими руками

Изготовление лопастей

Крепление генератора (веломотора) к раме

Изготовление токоприёмника и поворотного узла

Защита ветряной электростанции от ураганного ветра

Мачта ветрогенератора

Электрическая схема ветряной электростанции

Уход за ветряной электростанцией

Схема защиты от сильного ветра

Принцип защиты ветрогенератора

Расчет хвостового оперения

Расчет хвостового оперения 2

Так же вес хвоста и другие параметры можно рассчитать вот по этим формулам

Поиск

Подписка

Популярные записи

Последние записи