Veterný mlyn vyrobený z krokového motora. Ako naštartovať krokový motor bez elektroniky Domáci krokový motorček

Napadol mi jednoduchý, zrejmý, no geniálny nápad. Koniec koncov, ak si uvedomíte, že krokový motor nie je len motor, ktorý poskytuje absolútne mechanickú prácu rôzne zariadenia(od tlačiarní, skenerov a iného kancelárskeho vybavenia až po rôzne jednotky používané vo vážnejších zariadeniach). Krokový motor Môže slúžiť aj ako vynikajúci generátor elektriny!

A jeho hlavnou výhodou vo všetkom je, že vôbec nevyžaduje vysoké otáčky, môže fungovať správne aj pri nízkom zaťažení. To znamená, že aj s minimálnou silou nasmerovanou naň vytvára krokový motor vynikajúcu energiu. Najdôležitejšie je, že táto energia úplne postačuje na rôzne potreby, ako je osvetlenie cesty pre cyklistu pomocou baterky napojenej na krokový motor.

Bohužiaľ s bežný generátorštandardný bicykel bude stále potrebovať nejaké počiatočné otáčky, kým baterka začne vyžarovať lúče svetla dostatočne jasné na to, aby jasne osvetlili cestu. Ale pri použití krokového motora je táto nevýhoda sama o sebe odstránená, to znamená, že osvetlenie bude dodávané hneď, ako sa koleso začne otáčať.

Ale je pravda, že tento zázrak dizajnu bude mať stále množstvo nedostatkov. Napríklad najzreteľnejším z nich je veľké magnetické nalepenie. Ale v skutočnosti to pre cyklistu nie je také desivé.

Že pri začatí práce budeme musieť nájsť nejaké podrobnosti:
1) Samotný krokový motor.
2) pár vysokokapacitných kondenzátorov.
3) LED svetlá
4) stabilizátor napätia 5-6 voltov.

Nájdenie krokového motora je pomerne jednoduché vzhľadom na to, že je úplne bežný vo všetkých kancelárskych zariadeniach. Jediné, čo musíte pochopiť, je, že čím väčší je krokový motor, tým je to pre nás lepšie.

Tu bude popísaných a prezentovaných niekoľko modelov krokových motorov a rôzne možnosti ich pripevnenia na železného koňa.
Na začiatok si zoberme čo najviac veľký motor, ktoré sa autorovi podarilo získať. Demontoval ho z bežného kancelárskeho plotra na tlač (v podstate tlačiareň, len niekoľkokrát väčšia veľkosť).

Vonkajšie je motor pomerne veľký.

Ale skôr ako začnete študovať stabilizačný obvod a obvod napájania, mali by ste venovať pozornosť spôsobu pripevnenia tejto jednotky k bicyklu.

Ak sa pozriete na obrázok, pochopíte, že generátor je umiestnený bližšie k osi kolesa a rotácia sa prenáša z dodatočného kruhu.

A napriek tomu, keďže každý má svoj vlastný model bicykla a niekto nechce poškodiť rám samoreznými skrutkami, budete musieť vyvinúť držiak sami, rovnako ako kruh otáčania, je tu naozaj veľa možností .

Ak neviete, ako priskrutkovať veľký krokový motor na konštrukciu, existuje menšia možnosť:

Jediné, čo musíte urobiť, je vybrať si generátor, ktorý zodpovedá veľkosti vášho vozidla.

No a teraz, keď sme sa zaoberali krokovými motormi, môžeme prejsť na svetlá a napájacie obvody.

Je potrebné použiť LED svetlá. Usmerňovací obvod bude vyzerať takto: blok usmerňovacích diód, niekoľko vysokokapacitných kondenzátorov a samozrejme stabilizátor napätia. V zásade ide o štandardnú schému napájania.

Štandardný krokový motor má štyri výstupné vodiče, ktoré zodpovedajú dvom cievkam. Z tohto dôvodu sú na obrázku aj dva usmerňovacie bloky. Toto domáci generátor elektrina môže ľahko vyrobiť až 50 voltov napätia na vysoká rýchlosť, takže je lepšie vziať vhodné kondenzátory (napätie nad 50). No, stabilizátor pre napätie 5-6 voltov.

Čo je teda podstatou domácich produktov a prečo to bolo potrebné?

Je to všetko o jeho výhode, aj keď sa práve rozbehnete, vaša cesta už bude jasne osvetlená baterkou poháňanou naším krokovým motorom, známym aj ako generátor.

Chcel by som tiež poznamenať, že počas pohybu svetlo nebude blikať ani zhasnúť - osvetlenie bude plynulé a rovnomerné.

Na prevádzku takmer všetkých elektrických zariadení sú potrebné špeciálne hnacie mechanizmy. Navrhujeme zvážiť, čo je krokový motor, jeho dizajn, princíp činnosti a schémy zapojenia.

Čo je to krokový motor?

Krokový motor je elektrické auto, určený na konverziu elektrická energia siete na mechanickú energiu. Konštrukčne pozostáva zo statorových vinutí a mäkkého magnetického alebo tvrdého magnetického rotora. Charakteristickým znakom krokového motora je diskrétna rotácia, pri ktorej daný počet impulzov zodpovedá určitému počtu vykonaných krokov. Takéto zariadenia sa najčastejšie používajú v CNC strojoch, robotike a zariadeniach na ukladanie a čítanie informácií.

Na rozdiel od iných typov strojov sa krokový motor neotáča nepretržite, ale v krokoch, z čoho pochádza aj názov zariadenia. Každý takýto krok je len zlomkom jeho úplnej revolúcie. Počet krokov potrebných na úplné otočenie hriadeľa sa bude líšiť v závislosti od schémy zapojenia, značky motora a spôsobu ovládania.

Výhody a nevýhody krokového motora

Výhody použitia krokového motora zahŕňajú:

• V krokových motoroch uhol natočenia zodpovedá počtu dodávaných elektrických signálov, pričom po zastavení otáčania je zachovaný plný krútiaci moment a fixácia;
• Presné polohovanie – poskytuje 3 – 5 % nastaveného kroku, ktoré sa nehromadia z kroku na krok;
• Poskytuje vysoká rýchlosťštart, spätný chod, stop;
• Je iný vysoká spoľahlivosť kvôli absencii trecích komponentov na odber prúdu, na rozdiel od komutátorových motorov;
• Krokový motor nevyžaduje spätnú väzbu na polohu;
• Dokáže produkovať nízke otáčky pre priamo aplikované zaťaženie bez akýchkoľvek prevodoviek;
• Relatívne nižšie náklady v porovnaní s tým istým;
• Široký rozsah regulácie otáčok hriadeľa je zabezpečený zmenou frekvencie elektrických impulzov.

Nevýhody použitia krokového motora zahŕňajú:

• Môže sa vyskytnúť rezonančný efekt a skĺznutie krokovej jednotky;
• Existuje možnosť straty kontroly v dôsledku nedostatku spätnej väzby;
• Množstvo spotrebovanej elektriny nezávisí od prítomnosti alebo neprítomnosti záťaže;
• Ťažkosti s ovládaním v dôsledku konštrukcie obvodu

Dizajn a princíp činnosti

Ryža. 1. Princíp činnosti krokového motora

Obrázok 1 zobrazuje 4 vinutia, ktoré patria k statoru motora a ich usporiadanie je usporiadané tak, že zvierajú voči sebe uhol 90°. Z čoho vyplýva, že takýto stroj sa vyznačuje veľkosťou kroku 90º.

Keď sa na prvé vinutie privedie napätie U1, rotor sa posunie o rovnakých 90°. Ak je napätie U2, U3, U4 striedavo dodávané do zodpovedajúcich vinutí, hriadeľ sa bude ďalej otáčať, kým sa nedokončí celý kruh. Potom sa cyklus znova opakuje. Na zmenu smeru otáčania stačí zmeniť poradie dodávky impulzov do príslušných vinutí.

Typy krokových motorov

Na zabezpečenie rôznych prevádzkových parametrov je dôležitá veľkosť kroku, o ktorý sa hriadeľ bude pohybovať, ako aj moment aplikovaný na pohyb. Rozdiely v týchto parametroch sa dosahujú v dôsledku konštrukcie samotného rotora, spôsobu pripojenia a konštrukcie vinutí.

Podľa konštrukcie rotora

Otočný prvok zabezpečuje magnetickú interakciu s elektromagnetického poľa stator. Preto jeho dizajn a technické vlastnosti priamo určujú prevádzkový režim a parametre otáčania krokovej jednotky. Na určenie typu v praxi krokový motor, keď je sieť bez napätia, je potrebné otočiť hriadeľ, ak cítite odpor, znamená to prítomnosť magnetu, v opačnom prípade ide o dizajn bez magnetického odporu.

Reaktívny

Reaktívny krokový motor nie je vybavený magnetom na rotore, ale je vyrobený spravidla z mäkkých magnetických zliatin, je vyrobený z dosiek na zníženie indukčných strát. Dizajn v priereze pripomína ozubené koleso so zubami. Poliaci vinutia statora sú poháňané protiľahlými pármi a vytvárajú magnetickú silu na pohyb rotora, ktorý sa pohybuje v dôsledku striedavého prúdenia elektrický prúd vo vinutých pároch.

Významnou výhodou tejto konštrukcie krokového pohonu je absencia zastavovacieho momentu generovaného poľom vo vzťahu k výstuži. V skutočnosti je to to isté, v ktorom sa rotor otáča v súlade s poľom statora. Nevýhodou je zníženie krútiaceho momentu. Krok za prúdový motor sa pohybuje od 5 do 15°.

S permanentnými magnetmi

V tomto prípade je pohyblivý prvok krokového motora zostavený z permanentného magnetu, ktorý môže mať dva alebo viac pólov. Rotácia rotora sa dosahuje priťahovaním alebo odpudzovaním magnetické póly elektrické pole keď je na zodpovedajúce vinutia privedené napätie. Pre tento dizajn je uhlový krok 45-90 °.

Hybrid

Bol navrhnutý tak, aby sa zjednotil najlepšie vlastnosti dva predchádzajúce modely, vďaka čomu má jednotka menší uhol a rozstup. Jeho rotor je vyrobený vo forme valcového permanentného magnetu, ktorý je magnetizovaný pozdĺž pozdĺžnej osi. Konštrukčne vyzerá ako dva okrúhle póly, na povrchu ktorých sú zuby rotora z mäkkého magnetického materiálu. Toto riešenie umožnilo poskytnúť vynikajúce držanie a krútiaci moment.

Výhody hybridného krokového motora sú jeho vysoká presnosť, plynulosť a rýchlosť pohybu, malé kroky - od 0,9 do 5°. Používajú sa pre špičkové CNC stroje, výpočtovú a kancelársku techniku ​​a modernú robotiku. Jedinou nevýhodou sú relatívne vysoké náklady.

Ako príklad sa pozrime na možnosť hybridných motorov s 200 krokmi polohovania hriadeľa. V súlade s tým bude mať každý z valcov 50 zubov, jeden z nich je kladný pól, druhý je záporný. V tomto prípade je každý kladný zub umiestnený oproti drážke v negatívnom valci a naopak. Štrukturálne to vyzerá takto:

Z tohto dôvodu je na hriadeli krokového motora 100 striedavých pólov s vynikajúcou polaritou. Stator má tiež zuby, ako je znázornené na obrázku 6 nižšie, s výnimkou medzier medzi jeho komponentmi.

Ryža. 6. Princíp činnosti hybridného krokového motora

Vďaka tejto konštrukcii je možné dosiahnuť posunutie toho istého južného pólu vzhľadom na stator v 50 rôznych polohách. Rozdielnou polohou v polovičnej polohe medzi severným a južným pólom je dosiahnutá schopnosť pohybu v 100 polohách a fázový posun o štvrtinový diel umožňuje zdvojnásobiť počet krokov vďaka sekvenčnej excitácii. , teda až 200 krokov uhlového hriadeľa na 1 otáčku.

Venujte pozornosť obrázku 6, princíp činnosti takéhoto krokového motora spočíva v tom, že keď je prúd dodávaný v pároch do protiľahlých vinutí, protiľahlé póly rotora, umiestnené za zubami statora, sú stiahnuté k sebe a podobné póly idúce dovnútra pred nimi v smere otáčania, sú odpudzované.

Podľa typu vinutia

V praxi je krokový motor viacfázový motor. Hladkosť prevádzky, v ktorej priamo závisí od počtu vinutí - čím viac ich je, tým hladšie je otáčanie, ale aj vyššie náklady. V tomto prípade sa krútiaci moment z počtu fáz nezvyšuje, hoci pre normálnu prevádzku ich minimálny počet na statore elektromotora musí byť aspoň dva. Počet fáz neurčuje počet vinutí, takže dvojfázový krokový motor môže mať štyri alebo viac vinutí.

Unipolárne

Unipolárny krokový motor sa líši tým, že schéma zapojenia vinutia má vetvu zo stredného bodu. To uľahčuje výmenu magnetických pólov. Nevýhodou tejto konštrukcie je, že sa využíva len polovica dostupných otáčok, čo vedie k dosiahnutiu menšieho krútiaceho momentu. Preto sa vyznačujú veľkými rozmermi.

Aby sa využil plný výkon cievky, stredná svorka zostane nezapojená. Zvážte konštrukcie unipolárnych jednotiek, môžu obsahovať 5 a 6 vodičov. Ich počet bude závisieť od toho, či je stredný vodič vyvedený oddelene od každého vinutia motora alebo či sú navzájom spojené.

bipolárny

Bipolárny krokový motor je pripojený k ovládaču pomocou 4 pinov. V tomto prípade môžu byť vinutia zapojené interne sériovo aj paralelne. Zvážte príklad jeho práce na obrázku.

V konštrukčnom diagrame takéhoto motora vidíte v každej fáze jedno budiace vinutie. Z tohto dôvodu zmena smeru prúdu vyžaduje použitie elektronický obvodšpeciálne ovládače (elektronické čipy určené na ovládanie). Podobný efekt možno dosiahnuť zapnutím H-mostíka. V porovnaní s predchádzajúcim poskytuje bipolárne zariadenie rovnaký krútiaci moment s oveľa menšími rozmermi.

Pripojenie krokového motora

Na napájanie vinutí budete potrebovať zariadenie schopné dodať riadiaci impulz alebo sériu impulzov v určitej sekvencii. Takéto bloky sú polovodičové zariadenia na pripojenie krokového motora a ovládačov mikroprocesora. Ktoré majú sadu výstupných svoriek, každá z nich určuje spôsob napájania a prevádzkový režim.

V závislosti od schémy zapojenia by sa mal použiť jeden alebo druhý výstup krokovej jednotky. S rôznymi možnosťami pripojenia určitých svoriek k výstupnému signálu DC sa získa určitá rýchlosť otáčania, krok alebo mikrokrok lineárneho pohybu v rovine. Pretože niektoré úlohy vyžadujú nízku frekvenciu, zatiaľ čo iné vyžadujú vysokú frekvenciu, ten istý motor môže nastaviť parameter na úkor vodiča.

Typické schémy zapojenia SD

V závislosti od počtu kolíkov prítomných na konkrétnom krokovom motore: 4, 6 alebo 8 kolíkov sa bude líšiť aj možnosť použitia jednej alebo druhej schémy zapojenia Pozrite sa na obrázky, tu sú zobrazené typické možnosti pripojenia krokového mechanizmu:

Schémy zapojenia pre rôzne typy krokových motorov

Za predpokladu, že hlavné póly krokového stroja sú napájané z toho istého pohonu, je možné podľa týchto schém zaznamenať nasledovné: charakteristické rysy Tvorba:

• Vodiče sú jasne pripojené k príslušným svorkám zariadenia. Pri zapájaní vinutí do série sa indukčnosť vinutí zvyšuje, ale prúd klesá.
• Poskytuje pasovú hodnotu elektrických charakteristík. V paralelnom obvode sa prúd zvyšuje a indukčnosť klesá.
• Pri pripojení jednej fázy na vinutie sa krútiaci moment zníži o nízke otáčky a znižuje veľkosť prúdov.
• Po pripojení sú všetky elektrické a dynamické vlastnosti Podľa pasu menovité prúdy. Schéma ovládania je výrazne zjednodušená.
• Produkuje oveľa väčší krútiaci moment a používa sa pri vysokých rýchlostiach otáčania;
• Rovnako ako predchádzajúci je určený na zvýšenie krútiaceho momentu, ale používa sa na nízke frekvencie rotácia.

Ovládanie krokovým motorom

Vykonávanie operácií pomocou krokovej jednotky sa môže vykonávať niekoľkými spôsobmi. Každý z nich sa líši v spôsobe, akým dodáva signály do párov pólov. Celkovo existuje celý rad spôsobov aktivácie vinutia.

Mávať– v tomto režime je vybudené len jedno vinutie, ku ktorému sú priťahované póly rotora. Krokový motor zároveň nie je schopný ťahať veľké zaťaženie, pretože produkuje len polovičný krútiaci moment.

Úplný krok— v tomto režime dochádza k súčasnému prepínaniu fáz, to znamená, že obe sú vybudené naraz. Vďaka čomu je zabezpečený maximálny krútiaci moment, v prípade paralelného zapojenia alebo sériového zapojenia vinutí sa vytvorí maximálne napätie alebo prúd.

Polkrok– je kombináciou dvoch predchádzajúcich spôsobov spínania vinutí. Pri realizácii ktorého sa v krokovom motore striedavo privádza napätie najprv do jednej cievky a potom do dvoch naraz. To zaisťuje lepšiu fixáciu maximálne rýchlosti a ďalšie kroky.

Pre mäkšie riadenie a prekonanie zotrvačnosti rotora sa používa mikrokrokové riadenie, kedy je sínusová vlna signálu realizovaná mikrokrokovými impulzmi. Vďaka tomu sa interakčné sily magnetických obvodov v krokovom motore menia hladšie a v dôsledku toho sa rotor pohybuje medzi pólmi. Umožňuje výrazne znížiť trhanie krokového motora.

Bez ovládača

Na šoférovanie bezkomutátorové motory Používa sa systém H-bridge. Čo vám umožňuje prepnúť polaritu a obrátiť krokový motor. Môže sa vykonávať na tranzistoroch alebo mikroobvodoch, ktoré vytvárajú logický reťazec pre pohyb kľúčov.

Ako vidíte, napätie sa dodáva do mostíka zo zdroja energie V. Keď sú kontakty S1 – S4 alebo S3 – S2 zapojené do párov, prúd bude pretekať vinutím motora. Čo spôsobí rotáciu v jednom alebo druhom smere.

S ovládačom

Ovládacie zariadenie umožňuje ovládať krokový motor v rôznych režimoch. Ovládač je založený na elektronická jednotka, tvoriace skupiny signálov a ich postupnosť posielaná do cievok statora. Aby sa predišlo možnosti poškodenia, ak skrat alebo inej havarijnej situácii na samotnom motore, každý výstup je chránený diódou, ktorá nedovolí prejsť impulzom v opačnom smere.

Pripojenie cez unipolárny ovládač krokového motora

Populárne schémy riadenia motora

Riadiaci obvod z regulátora s diferenciálnym výstupom

Je to jeden z najhlučnejších spôsobov práce. V tomto prípade sú priame a inverzné signály priamo spojené s príslušnými pólmi. V takomto zapojení musí byť použité tienenie signálneho vodiča. Ideálne pre nízke energetické zaťaženie.

Riadiaci obvod z regulátora s výstupom typu „otvorený kolektor“.

V tomto obvode sú kombinované kladné vstupy regulátora, ktoré sú spojené s kladným pólom. V prípade napájania nad 9V je potrebné do obvodu zaradiť špeciálny rezistor na obmedzenie prúdu. Umožňuje nastaviť požadovaný počet krokov pri presne nastavenej rýchlosti, určiť zrýchlenie atď.

Najjednoduchší ovládač krokového motora pre domácich majstrov

Na zostavenie obvodu ovládača doma môžu byť užitočné niektoré prvky zo starých tlačiarní, počítačov a iných zariadení. Budete potrebovať tranzistory, diódy, odpory (R) a mikroobvod (RG).

Pri zostavovaní programu sa riaďte nasledujúcim princípom: keď sa na jeden z kolíkov D pripojí logická jednotka (ostatné hlásia nulu), tranzistor sa otvorí a signál prechádza do cievky motora. Tým je jeden krok dokončený.

Na základe diagramu a vytlačená obvodová doska, ktoré si môžete vyskúšať vyrobiť sami alebo vyrobiť na objednávku. Potom sa zodpovedajúce časti prispájkujú na dosku. Zariadenie je schopné ovládať krokové zariadenie z domáceho počítača pripojením k bežnému USB portu.

Užitočné video

Vytvorenie veterného generátora nevyhnutne neznamená výrobu veľkého a výkonného komplexu schopného zásobovať elektrinou celý dom alebo skupinu spotrebiteľov. Je možné vyrobiť jeden, ktorý je v skutočnosti funkčným modelom serióznej inštalácie. Účelom takéhoto podujatia môže byť:

• Úvod do základov veternej energie.
• Spoločné vzdelávacie aktivity s deťmi.
• Experimentálna vzorka pred výstavbou veľkej inštalácie.

Vytvorenie takéhoto veterného mlyna nebude vyžadovať použitie veľkého množstva materiálov alebo nástrojov, ktoré si vystačíte s improvizovanými prostriedkami. Nemôžete sa spoľahnúť na generovanie značného množstva energie, ale na napájanie malej LED lampy to môže stačiť. Hlavným problémom, ktorý existuje pri vytváraní, je generátor. Je ťažké ho vytvoriť sami, pretože rozmery zariadenia sú malé. Najjednoduchší spôsob použitia je , ktorý vám umožňuje používať ho v režime generátora.

Domáci veterný mlyn založený na krokovom motore

Najčastejšie, kedy výroba veterných generátorov s nízkym výkonom používajú sa krokové motory. Zvláštnosťou ich dizajnu je prítomnosť niekoľkých vinutí. Typicky, v závislosti od veľkosti a účelu, sa motory vyrábajú s 2, 4 alebo 8 vinutiami (fázami). Keď je na ne privedené napätie, hriadeľ sa zodpovedajúcim spôsobom otáča pod určitým uhlom (krokom).

Výhodou krokových motorov je ich schopnosť produkovať dostatok vysoký prúd pri nízkych otáčkach. Obežné koleso môžete nainštalovať na generátor z krokového motora bez akýchkoľvek medziľahlých zariadení - ozubených kolies, prevodoviek atď. Elektrina sa bude vyrábať s rovnakou účinnosťou ako na zariadeniach iných konštrukcií pomocou rýchlobehu.

Rozdiel v rýchlostiach je dosť výrazný - na získanie rovnakého výsledku napr. komutátorový motor bude potrebná rýchlosť otáčania 10 alebo 15 krát vyššia.

Predpokladá sa, že pomocou generátora z krokového motora môžete nabíjať batérie alebo batérie mobilné telefóny, ale v praxi sa pozitívne výsledky pozorujú veľmi zriedkavo. V podstate sa získavajú zdroje energie pre malé svietidlá.

Nevýhody krokových motorov zahŕňajú značnú silu potrebnú na spustenie rotácie. Táto okolnosť znižuje citlivosť celého systému, čo sa dá trochu korigovať zväčšením plochy a rozpätia lopatiek.

Takéto motory nájdete v starých disketových mechanikách, skeneroch alebo tlačiarňach. Prípadne si môžete zakúpiť nový motor, ak je na sklade požadované zariadenie to sa neukáže. Pre väčší efekt by sa mali zvoliť väčšie motory, ktoré sú schopné produkovať dostatočne veľké napätie, aby sa dalo nejako použiť.

Veterný generátor vyrobený z dielov z tlačiarne

Jeden z vhodné možnosti- použitie krokového motora z tlačiarne. Dá sa odstrániť z poškodeného starého zariadenia, každá tlačiareň má aspoň dva z týchto motorov. Prípadne si môžete kúpiť nový, ktorý nebol použitý. Je schopný generovať asi 3 watty energie aj pri slabom vetre, ktorý je typický pre väčšinu regiónov Ruska. Napätie, ktoré je možné dosiahnuť, je 12 V alebo viac, čo umožňuje považovať zariadenie za nabíjačku batérií.

Krokový motor problémy striedavé napätie. Je potrebné, aby ho používateľ najskôr narovnal. Budete musieť vytvoriť diódový usmerňovač, ktorý bude vyžadovať 2 diódy pre každú cievku. Môžete priamo pripojiť LED na svorky cievky, ak je rýchlosť otáčania dostatočná, bude to stačiť.

Najjednoduchší spôsob inštalácie obežného kolesa rotora je priamo na hriadeľ motora. Na tento účel je potrebné vytvoriť centrálnu časť, ktorá môže tesne priliehať k hriadeľu. Na posilnenie fixácie obežného kolesa je potrebné vyvŕtať otvor a vyrezať do neho závit. Následne sa do nej zaskrutkuje zaisťovacia skrutka.

Na výrobu lopatiek sa zvyčajne používajú polypropylénové kanalizačné rúry alebo iné vhodné materiály. Hlavnou podmienkou je nízka hmotnosť a dostatočná pevnosť, keďže čepele niekedy naberú celkom slušnú rýchlosť. Použitie nespoľahlivých materiálov môže spôsobiť nežiaducu situáciu, keď sa obežné koleso rozpadne počas chodu.

Čepele

Zvyčajne sa vyrábajú 2 čepele, ale dá sa vyrobiť aj viac. Na to treba pamätať veľká plocha lopatiek zvyšuje KIEV veterného mlyna, ale paralelne s tým sa zvyšuje čelné zaťaženie obežného kolesa, prenášané na hriadeľ motora. Vytváranie malých čepelí sa tiež neodporúča, pretože pri spustení rotácie nebudú schopné prekonať prilepenie hriadeľa.

Aby ste mohli veterný mlyn otáčať okolo zvislej osi, musíte si vyrobiť špeciálnu jednotku. Ťažkosti s tým spočívajú v potrebe zabezpečiť, aby sa kábel prichádzajúci z generátora nepohyboval. Keďže zariadenie má skôr dekoratívny účel, zvyčajne pristupujú k problému jednoduchším spôsobom - inštalujú spotrebič priamo na telo generátora, čím sa eliminuje prítomnosť dlhého kábla. V opačnom prípade budete musieť nainštalovať systém ako zberač kief, čo je iracionálne a časovo náročné.

Stožiar

Zostavený veterný mlyn musí byť inštalovaný vo výške najmenej 3 metre. Prúdenie vetra v blízkosti zemského povrchu má nestabilný smer spôsobený turbulenciou. Zvýšenie do určitej výšky pomôže dosiahnuť rovnomernejšie toky. Pre samoinštalácia chvostový stabilizátor je inštalovaný vo vetre pozdĺž osi otáčania, ktorý hrá úlohu korouhvičky. Je vyrobený z akéhokoľvek kusu plastu, hliníkovej platne alebo iného dostupného materiálu.

Za prácu kohokoľvek elektrický spotrebič, je potrebný špeciálny hnací mechanizmus. Jedným z takýchto zariadení je krokový motor. Dnes existuje veľký výber rôzne elektromotory, rozdelené podľa typu a budiaceho obvodu ovládaného ovládačom.

Čo je to krokový motor?

Krokový motor je synchrónny elektromechanické zariadenie, ktorý vysiela riadiaci signál do mechanický pohyb rotor. Rotácia prebieha v krokoch, ktoré sú upevnené v určitej polohe.

Princíp činnosti krokového motora

Keď je na svorky privedené napätie, kefy motora sa spustia a začnú sa nepretržite otáčať. Motor nečinný pohyb má špeciálnu vlastnosť, je to transformácia prichádzajúcich pravouhlých impulzov do vopred určenej polohy aplikovaného hnacieho hriadeľa.

Hriadeľ sa pohybuje pod pevný uhol s každým impulzom. Ak je okolo centrálneho kusu železa v tvare ozubeného kolesa umiestnených niekoľko ozubených elektromagnetov, potom sú zariadenia s takouto prevodovkou celkom účinné. Mikrokontrolér vybudí elektromagnety. Jeden ozubený elektromagnet vplyvom energie priťahuje zuby ozubeného kolesa na svoj povrch a tým otáča hriadeľ motora. Keď sú zuby zarovnané s elektromagnetom, mierne sa pohybujú smerom k susednej magnetickej časti.

Do prevodovky sa začal točiť a vyrovnal sa s predchádzajúcim kolesom sa prvý elektromagnet vypne a ďalší sa zapne. Celý proces sa potom opakuje toľkokrát, koľkokrát je potrebné. Toto otáčanie sa nazýva konštantný krok. Počítaním počtu krokov počas celej otáčky motora sa určí rýchlosť jeho otáčania.

Modely krokových motorov

Krokové motory sú rozdelené do troch typov na základe konštrukcie rotora: reaktívne, s permanentné magnety a hybridný.

1. V súčasnosti sa synchrónne reluktančné motory používajú zriedka. Používajú sa, keď je potrebný malý krútiaci moment a uhol sklonu je príliš veľký. Rotor je vyrobený z mäkkého magnetického materiálu s odlišnými pólmi, má veľký uhol sklonu a pri absencii prúdu neexistuje blokovací moment. Toto je najjednoduchší a najlacnejší motor. Stator má šesť pólov a tri fázy a rotor má štyri póly. V tomto prípade je krok zariadenia 30 stupňov. Rotujúce magnetické pole je vytvorené postupným zaraďovaním fáz statora. Rotor sa otočí v jednom kroku o uhol menší ako je uhol statora, je to spôsobené menším počtom pólov.
2. Motor s permanentným magnetom pozostáva z rotora s permanentným magnetom a dvojfázového statora. Na rozdiel od reluktančných zariadení je v motoroch s permanentným magnetom rotor po odstránení riadiaceho signálu zafixovaný. To sa deje v dôsledku veľkých krútiacich momentov. Pretože proces výroby rotora je sprevádzaný veľkými technologickými ťažkosťami (veľký počet pólov + permanentné magnety), získa sa veľký uhlový krok až 90 stupňov. Toto je ich jediná nevýhoda. Pri práci s unipolárnym riadiacim obvodom je možné vinutia v strede poklepať. Vinutia bez centrálneho kohútika sú napájané cez bipolárny riadiaci obvod. Na základe toho je zariadenie krokového motora rozdelené na dva typy podľa typu vinutia, unipolárne a bipolárne.

Unipolárne. Je možné zmeniť umiestnenie magnetických pólov bez zmeny smeru prúdu. Stačí zapnúť každú fázu vinutia samostatne. Zariadenie pozostáva z jedného vinutia na fázu s kohútikom umiestneným v strede.

bipolárny . Takéto motory majú jedno vinutie na fázu, neexistuje spoločný výstup, ale dva - na fázu. Vďaka tomu majú bipolárne zariadenia najvyššia moc než unipolárne. Na zmenu magnetickej polarity pólov sa zmení smer prúdu vo vinutí.

Hybridný motor

Aby sa zmenšil uhol kroku, bol vyvinutý hybridný krokový motor. Vo svojom dizajne zahŕňa najlepšie vlastnosti motora s permanentným magnetom a reluktančného motora. Rotor je prezentovaný vo forme valcového magnetu magnetizovaného pozdĺž pozdĺžnej osi. Stator pozostáva z dvoch alebo štyroch fáz, ktoré sú umiestnené medzi pármi vyčnievajúcich pólov.

Ako naštartovať krokový motor a jeho ovládanie

Spojovacie práce a ovládanie krokového motora bude závisieť od toho, ako chcete zariadenie prevádzkovať a koľko káblov je na disku. Krokové motory môžu mať od 4 do 8 vodičov, takže na ich pripojenie sa používa špecifický obvod.

• So štyrmi drôtmi. Každé fázové vinutie má dva vodiče. Ak chcete pripojiť ovládač krok za krokom, musíte nájsť spárované vodiče s nepretržitým spojením medzi nimi. Tento motor sa používa iba s bipolárnym zariadením.
• S piatimi drôtmi. Centrálne svorky motora sú vo vnútri spojené do súvislého kábla a vedú k jednému vodiču. Nie je možné oddeliť vinutia od seba, pretože sa objaví veľa prestávok. Zo situácie sa môžete dostať, ak určíte, kde je stred drôtu a pokúsite sa ho spojiť s inými vodičmi. Toto je najúčinnejší a najbezpečnejší režim. Potom sa zariadenie pripojí a otestuje funkčnosť.
• So šiestimi drôtmi. Každé vinutie má niekoľko drôtov a stredový kohútik. Používa sa na oddelenie vodičov meracie zariadenie. Motor môže byť pripojený k unipolárnemu alebo bipolárnemu zariadeniu. Pri pripájaní k unipolárnemu zariadeniu sa používajú všetky vodiče. V prípade bipolárneho zariadenia jeden koniec drôtu a jeden stredový kohútik každého vinutia.

Na ovládanie krokového motora je potrebný ovládač. Regulátor je obvod, ktorý dodáva napätie do jednej zo statorových cievok. Ovládač je vyrobený na báze integrovaného obvodu typu ULN 2003, ktorého súčasťou je sada kompozitných kláves. Každý spínač má na výstupe ochranné diódy, ktoré umožňujú pripojiť indukčné záťaže bez potreby dodatočnej ochrany.

Ako funguje krokový motor?

Zariadenie môže pracovať v troch režimoch:

• Režim mikrokrokovania. Zariadenia pracujúce v režime mikrokrokovania sú najnovším vývojom niektorých výrobcov a používajú sa najmä v mikroelektronike alebo na priemyselných dopravníkoch. Špeciálny čip vytvára také napätie, že hriadeľ sa posunie do polohy stotiny kroku, napríklad na 1 otáčku dôjde k 20 tisícom pohybov. Vodič dokáže vytvoriť viac ako 50 tisíc cyklov riadiacich napätí na otáčku.
• Polovičný režim. Vzhľadom na skutočnosť, že režim polovičného kroku znižuje úroveň vibrácií, takéto zariadenia sa často používajú v priemysle. Po aktivácii jednej fázy zamrzne v tejto polohe, kým sa nezapne ďalšia. Dosiahne sa stredná poloha a zub je súčasne ovplyvnený dvoma pólmi. Keď je prvá fáza vypnutá, rotor sa posunie o pol kroku dopredu.
• Plný režim. Riadiace napätie sa postupne prenáša cez všetky fázy a dosiahne sa úplný krok (200 pohybov na 1 otáčku).

Technické vlastnosti krokového motora

V oblasti elektrotechniky a strojárstva je krokový motor považovaný za komplexné zariadenie, ktoré zahŕňa mnoho mechanických a elektrických schopností. V praxi sa používajú tieto technické charakteristiky:

1. Menovitý prúd a napätie. Maximálny povolený prúd je uvedený v mechanických parametroch elektromotora. Menovitý prúd je hlavný elektrický parameter, pri ktorej môže motor bežať tak dlho, ako si želáte. Menovité napätie sa zriedka uvádza, vypočíta sa pomocou Ohmovho zákona. Zobrazuje konštantné maximálne napätie na vinutí motora, keď je v statickom režime.
2. Fázový odpor. Parameter ukazuje, aké maximálne napätie je možné použiť na fázové vinutie.
3. Fázová indukčnosť. Ako rýchlo sa zvýši prúd vo vinutí, ukazuje tento parameter. Aby sa prúd rýchlejšie zvýšil pri prepínaní fáz na vysoké frekvencie, treba zvýšiť napätie.
4. Počet dokončených krokov na otáčku. Parameter ukazuje, aký presný je elektromotor, jeho plynulosť a prípustná kapacita.
5. Krútiaci moment. Mechanické údaje ukazujú rýchlosť otáčania, ktorá závisí od krútiaceho momentu. Parameter udáva maximálnu dobu otáčania elektromotora.
6. Fáza držania. Táto fáza ukazuje krútiaci moment, keď je zariadenie zastavené. Dve fázy zariadenia musia byť napájané menovitým prúdom.
7. Chvíľka strnulosti. Pri absencii napájacieho napätia je potrebné, aby sa hriadeľ elektromotora mohol otáčať.
8. Čas energie rotora. Vzťahuje sa na rýchlosť zrýchlenia motora. Čím nižšie číslo, tým rýchlejšie zrýchlenie.
9. Prierazné napätie. Parameter sa týka sekcie elektrickej bezpečnosti a zobrazuje najnižšie napätie, ktoré prerazí izoláciu medzi krytom a vinutiami zariadenia.

Tigrezno

Nižšie sú uvedené pokyny, ktoré vám pomôžu recyklovať váš starý skener na pôsobivý generátor elektriny.

Budeme potrebovať:

• Starý skener;
• Usmerňovacie diódy (v projekte bolo použitých 8 diód 1N4007);
• Kondenzátor 1000 uF;
• PVC rúrka;
• Plastové diely(Pozri nižšie);
• Hliníkové platne (možno použiť akékoľvek iné).

Okrem žiarivky a elektronických súčiastok má skener krokový motor, čo je presne to, čo potrebujeme. Na fotografii je štvorfázový krokový motor.

Poznámka 3. Na vývoj obvodu bol použitý slobodný softvér http://qucs.sourceforge.net/.

Zbierame čepele. Detailne .

Bohužiaľ neexistuje schéma zariadenia, ale zostaviť niečo podobné z fotografie nie je také ťažké.

Koniec! Teraz už len stačí počkať na veterný deň a vyskúšať si zariadenie, ako môžete vidieť na fotografii - zariadenie stabilne generuje napätie 4,95 V. Teraz si môžete bezplatne nabiť svoj MP3 prehrávač alebo telefón!

• Tu. Dobre povedal človek. Otázkou nie je „úžasná účinnosť“: energia je stále zadarmo. Planéta z takých Kulibinov nezchudobnie. Otázkou sú mzdové náklady a cena všetkého použitého. Otázka je veľmi kontroverzná: vertikálna s hroznými rozmermi, alebo horizontálna, ale otočná. Toto je téma na debatu (a bolo by lepšie, keby ju niekto uhasil praktickými skúsenosťami a zdieľaním).
• Ahojte všetci. Môj je trochu komplikovanejší. osvetlenie dvora LED baterky(5 kusov po 7 LED). Batéria stojí 7,2 V 700 mA. zostavené pomocou obvodu na zdvojenie napätia :).
• Vietor je priemerný, neviem to zmerať... trochu sa zastavil a nefúka.
• a tu je "hlava". (Odstránil som multiplikátor, lepenie je s ním oveľa menej pravdepodobné a rozdiel je minimálny a nevydáva žiadny hluk). Moja vertikálna je úplne tichá a svieti už 1,5 roka bez batérie (aj SD).
• mba1 má pravdu a vertikály majú viac ako 200 ot./min.
• Zdá sa mi, že tvoje lopatky sú na takýto motor veľké. Prispôsobte veľkosť výkonu a zdá sa, že veterný mlyn bude tak akurát. Nemeral si parametre?
• Lopatky som urobil užšie a kratšie, priemer je asi 1,1 m, rýchlosť sa zvýšila a aj keď necítite vietor, točí sa. Už je tu 6 fanúšikov :). tu je video - http://depositfiles.com/files/18bs0ha7b
• Parametre si už nepamätám, pri priemernom vetre okolo 8 voltov, ma-xs, teraz sa mi tam veľmi nechce, a hlavu mám plnú iných, čakám na neodýmové magnety (24 kusov), jedného dňa dorazia :), vyrobím generátor :).
• Ak potrebujete krokový motor, tak nie zo skenera, ale z tlačiarne, v matrici sú dva, aj pri údržbe pri rýchlom pohybe hlavy začali svietiť ledky. Uvažujem o tom, že nezačnem serióznym remeslom, ale začnem tým, že vezmem motor zo sporáka Žiguli alebo motor zo stierača predného skla, ktorý sa povaľuje v garáži.
• Existujú zberacie motory (napríklad DP..., DPM...) s odstredivým obmedzovačom otáčok. Možno existujú nápady, ako to prispôsobiť pre inverznú úlohu v generátore? Nejako na to neviem prísť hneď...
• Mohol sa niekto pokaziť z SHD3-ShD5?
• Alebo s motormi z modelov lietadiel - malé rozmery - vysoký výkon?
• http://vkontakte.ru/club11998700 - SÚ FOTKY A VIDEÁ shd, neodym, odkazy....
• Aké sú parametre motorov? voltov na cievku? prúd? koľko cievok (zvodov?) a aký stupeň rotácie?
• Je vhodné zvoliť shd - nižší odpor vinutia, vyššie prevádzkové napätie, potom to dá slušný impulz na krok :)
• Ak je pri vyššom napätí menší odpor, znamená to väčší výkon. Takže si môžete vybrať podľa VEĽKOSTI :)
• http://www.youtube.com/watch?v=7WgS4kxobI0&feature=channel_video_title
• Toto je moje video.
• Kto vie, ako generátor sa dá použiť akýkoľvek SD, ak si kúpite výkonnejší ako tlačiareň.
• Je ťažké použiť výkonný motor ako generátor. Dôvodom je vysoký štartovací moment.