Базовые принципы создания самодельного осевого генератора переменного тока.

Это продолжение статьи, начало смотрите здесь.

Статор

Теперь нужно преобразовать сформированное магнитное поле в электричество. Для этого достаточно размстить между магнитами катушку из медной проволоки (статор) таким образом, чтобы силовые магнитные линии (оси) проходили внутри катушки.
На рисунке схематически показана катшка, сверху и снизу которой находятся магниты уже описанного ротора. Если вращать ротор, то направление магнитного потока внутри катушки будет постоянно изменяться, что приведет к появлению переменного напряжения на концах катушки. Величина напряжения (и эффективность генератора в целом) будет зависеть от скорости вращения ротора и от колличества витков в катушке, а также от колличества самих катушек, диаметра медного провода и других параметров.
Если изготовить обмотки из тонкого провода, то в катушках статора поместиться большое колличество витков, и как следствие напряжение (в вольтах) на выходе генератора будет очень высоким. При подключении нагрузки к такому генератору, напряжение снизиться потому как тонкий провод не сможет обеспечить достаточную силу тока (в амперах). К томуже эта ситуация будет сопровождаться сильным нагревом статора.
Если изготовить обмотки из толстого провода, то в катушках статора поместиться не большое колличество витков, в итоге напряжение на выходе генератора будет низким, но с высокой нагрузочной способностью.

Задача разработчика — найти необходимый баланс параметров, учитывая условия эксплуатации, такие как; предполагаемую нагрузку, среднюю скорость ветра в регионе, параметры ветроприемного устройства и тп. На фото ниже девять подготовленных катушек для статора.

Генератор может быть однофазным (все обмотки соеденены последовательно), или например трехфазным (три группы обмоток). Для хорошей нагрузочной способности генератора, более предпочтительный многофазный вариант, так как в этом случае более высокая частота переменного тока. Фазы генератора соеденяются между собой различными способами.
Наиболее распростроненные способы соединения обмоток - звезда и дельта. Другие варианты можете посмотреть в книге, в приложении С (Appendix C).

Соедененные обмотки укладывают в специально заготовленную форму для заливки и предварительно соединяют выводы обмоток согласно какой либо схемы.

Заливают форму эпоксидным клеем и после застывания сверлят отвепстия для крепежных болтов. Более подробно об изготовлении статора смотрите в фильме.

После сборки получился готовый к использованию генератор.

На передний диск ротора непосредственно крепиться ветроприемное устройство. Технологию изготовление лопастей можно посмотреть например здесь.

технические характеристики генератора

Вес каждой пластины ротора - 10,5 кг
Вес статора - 9 кг
Общий вес генератора - 30кг
При скорости вращения 100 оборотов в минуту, была зарегистрирована мощность 600 Втт.
При скорости вращения 80 оборотов в минуту, напряжение на генераторе было 50 вольт (без нагрузки).
При более высоких оборотах, мощность генератора достигала 3 КВтт.
Генератор подобной мощности идеально подходит для ветроколеса диаметром 5 м