Генератор для велосипеда колесо

Существует специальное устройство, которое может вырабатывать энергию питания. Таким аппаратом является велогенератор. Получаемая электроэнергия абсолютно бесплатная. Процесс выработки происходит путем прокрутки педалей. По разновидностям генераторов велосипедного происхождения существует 4 типа:

Бутылочный.
Втулочный.
Бесконтактный.
Кареточный.

Довольно тесно и практически неразрывно связано учащенность педалирования с выдачей силы тока, а также напряжения. Данное воспроизведение присуще для всех разновидностей генераторов. Выдается ток велосипедным генератором только переменный.

Чтобы был ток постоянный, необходимо установить выпрямительный мост. Он состоит из специализированных ламп диодного происхождения. Или же можно установить выпрямитель из двух полупериодов.

Купить генератор на велосипед можно в специальных магазинах, а также на авторынках.

Генератор бутылочный для велосипеда

Данный тип генератора называют шинным. По типу он является генератором второстепенного значения. Состоит бутылочный генератор велосипедный из корпуса, который полностью изолированный. Снаружи на нем есть специальный ролик, который предназначен для вращения.

Он плотно прикреплен к корпусу, то есть на вилку. Также начинка данного генератора состоит из обычной медной обмотки и магнита. Движение поля магнитного происхождения возникает вследствие контакта ролика с покрышкой колеса велосипеда.

Исходя из этого, идет передача энергии от колеса к механике.

Чем быстрее вращается колесо, тем быстрее прокручивается валик на генераторе. Достигается максимальная полярность в самом генераторе, воспроизводится напряжение.

Положительной стороной данного вида генератора является:

Небольшая цена относительно других видов.
Легкость в установке на велосипед.
Аппарат можно без труда отключить или включить, путем отдвижки от велосипеда.

Что касается недостатков, то они не так уж и весомы:

Покрышка со временем начинает изнашиваться.
Занимает время установка уровня наклона.
Появление звука из-за трения об покрышку, особенно при высоких скоростях.
Незначительный перекос колеса из-за веса генератора, который колеблется от 200-250 грамм. Это связанно за счет его крепежа на одну сторону.
Если дождливая погода, то генератор не работает на полную мощность. Трение по колесу неполноценно из-за скольжения.

Генератор бесконтактный для велосипеда

Производится выдача электроэнергии путем работоспособности бутылочного генератора. Кареточный также выдает ток. По-другому данный вид велогенератора называют динамо-втулка.

Название происходит из-за того, что никакого соприкосновения генератора к колесу не наблюдается. Ток появляется в результате тесного контакта обода к генератору.

Из-за чего формируется намагниченное поле ободка колеса.

Диод освещения непосредственно установлен в аппарат. Напряжение идет напрямую, без каких-либо дополнительных устройств стабилизации. Положительными сторонами данного аппарата является:

Отсутствие факторов трения об колесо.
Компактность и маленький вес, до 70 грамм.
Кабелей соединения нет.

Фара, которая находится спереди, устанавливается на вилку. Задняя фара – сзади. Исходя из этого, данные фонарики сами по себе самостоятельны. Они горят не за счет аккумуляторов, а за счет прокручивания колеса в поле магнетизма.

Качество выдачи освещения на достаточном уровне. При замедленном движении на велосипеде лампочки по идее должны гаснуть, но это не так. Это не происходит из-за того что установлен специальный конденсатор.

По сути его можно назвать аккумулятором, который набирает энергию при езде на велосипеде.

Вывод

Использование генератора для велосипеда является выгодным. Во-первых, абсолютно бесплатная выработка электроэнергии. Во-вторых, удобное и комфортное освещение дороги в темное время суток.

Велогенератор 12 вольт постоянный ток является удобным в использовании и в легкости установки. Также его практически быстро можно собрать. При транспортировке не занимает много места.

Генератор для велосипеда не приносит никакого вреда.

Как выбрать генератор для велосипеда?

Далеко не каждому велосипедисту приходилось слышать о таком устройстве как генератор для велосипеда. Но даже те, кто он нем что-то слышал, не всегда знают, на каком принципе построенная его работа и для чего он нужен. Вместе с тем, он предоставляет массу возможностей для экономии энергии, на которые стоит обратить внимание.

Большинство людей, слыша слово «генератор», представляют собой довольно массивное устройство, имеющее большой мотор и предназначенное для того, чтобы создавать высокое напряжение.

Все это, разумеется, никак не связать с небольшим по размеру велосипедом, для движения которого вовсе не нужна электрическая энергия.

В таких условиях будет нелишне обратить внимание на велосипедный генератор, начав с вопроса о том, для чего он вообще нужен.

Для чего он нужен?

Пожалуй, ни для кого не секрет, что велосипед движется за счет усилий ног, вращающих педали, которые, в свою очередь, приводят в движение колеса. Следовательно, это устройство нужно не для того, чтобы сдвинуть железного коня с места. У генератора в этом случае есть другое назначение. С его помощью работают лампы на фарах, освещающих дорогу.

Это очень удобно, поскольку позволяет обеспечивать энергией фары без зарядного и дополнительного источника энергии. Устройство просто позволяет использовать часть энергии, вырабатываемой велосипедистом во время движения, для того, чтобы поддерживать горение лампы в фарах.

Какие бывают?

Среди всего этого множество вариантов можно выбрать несколько основных типов:

Динамо-втулочные генераторы;
Бутылочные;
Беспроводные;
Сделанные своими руками.

У каждого из них есть свои отличительные черты, преимущества и недостатки, поэтому будет нелишне обратить внимание на каждый из них в отдельности.

Первый вариант представляет собой особенный интерес, работа этого типа устройств отличается своей простотой и незаметностью. В отличие от других, динамо втулка не закрепляется на колесо, поэтому не создает ни ненужного трения, ни каких-либо других проблем. Напряжение создает работа встроенного во втулку магнита и передается цепями переменного тока прямо к фарам.

Среди преимуществ этого варианта можно выделить надежность, универсальность и незаметность динамо втулок. Вместе с тем, нельзя не сказать о том, что использование такого устройства оказывает влияние на скорость реакции переднего колеса и на общий вес велосипеда. Правда, последнюю проблему можно решить с помощью использования магнита полегче.

Бутылочным этот генератор, обеспечивающий заряд в фарах, назван не столько из-за схемы работы, сколько из-за своего внешнего вида.

Он удобен тем, что закрепляется снаружи на колесо, а это значит, что при необходимости можно своими руками осуществлять его регулировку, также его можно без особых усилий снять при необходимости или же просто временно отодвинуть, если его работа сейчас не требуется.

У этого устройства есть свои определенные преимущества и недостатки, на которые стоит обратить особое внимание. Среди сильных его стороны можно выделить следующие несколько пунктов:

Доступная цена;
Легкость в использовании и настройке руками без использования дополнительных инструментов;
Возможность отключить, снять, заменить при необходимости;
Незначительное влияние на общий вес велосипеда.

Однако есть у «бутылки» и свои определенные недостатки, которых также достаточно:

Покрышки колес могут затираться от его работы;
Генератор висит с одной стороны колеса, таким образом, создается перевес;
На высоких скоростях при использовании создается шум;
Эффективность снижается в дождливую погоду.

Этот вариант достаточно удобен и практичен, речь идет о том, что нужно создать постоянное электрическое напряжение в комфортных для езды на небольшие дистанции условиях.

В случае же с теми велолюбителями, которым нравится кататься по любой местности и при любой погоде, использование «бутылки» может повлечь за собой определенные трудности.

То же самое касается и тех, кто любит гонять на больших скоростях.

Беспроводной или бесконтактный генератор – это, пожалуй, самый интересный вариант из всех, рассматриваемых в этой статье. Можно с уверенностью сказать, что он обладает главными преимуществами тех, которые уже были описаны выше, и при этом практически лишен всех их недостатков.

Разумеется, беспроводное устройство сложнее и технологичнее, поэтому и стоить оно будет заметно дороже.

Зато весит оно очень немного, и фары встроены прямо в него, что существенно упрощает его работу и экономит немало энергии.

Помимо того, такой электрический мотор не имеет никаких проводов и кабелей, он, к тому же, никак не соприкасается с колесом, а значит, не создает никакого трения и сопротивления.

Собрать генератор руками самостоятельно будет под силу далеко не каждому. Однако те, кому уже приходилось работать с механикой, смогут справиться не только своими силами, но и своими ресурсами, находящимися под руками и доступными в любое время. Для сборки понадобятся следующие элементы:

Шаговый мотор – он будет служить основой;
Маленький двигатель, выдающий напряжение до трех ватт;
Передаточное кольцо, которое можно сделать самостоятельно;
Электрический блок.

Все эти элементы нужно объединить в общую электрическую цепь, соблюдая последовательность.

Велосипедный педальный генератор большой мощности для подзарядки аккумуляторов

Как вырабатывать электричество крутя педали? Один киловатт-час стоит 5 центов. Для получения такого количества энергии необходимо вращать педали 10 часов. Нет никакого смысла говорить о промышленных масштабах производства электроэнергии с помощью педальных генераторов.

Тем не менее такой способ получения электрического тока требуется достаточно часто, потому что с помощью мускульной силы мы можем вырабатывать электричество где угодно без потребления топлива, днём и ночью. Оборудование дешёвое и практически не требует технического обслуживания.

В основном они требуются в двух случаях:

Педальные велогенераторы предназначены для получения электричества в отдалённых районах, где неудобно использовать солнечные батареи неудобны. Генератор для велосипеда может вырабатывать до 300 Вт электроенерги (в среднем 40-150 Вт в зависимости от велосипедиста).

В интернете дано много рекомендаций, как своими руками сделать велосипедный генератор, работающий за счёт вращения педалей. Самодельные генераторы не лучший выбор, так как они содержат много редких ненужных деталей или требуют много работы по адаптации генератора к велосипеду, страдают от проблем с трением, проскальзыванием ремня и быстрого износа.

С ростом популярности электрических велосипедов купить педальный втулочный электрогенератор стало проще. Сейчас хороший выбор вело-мотор-генераторов китайского производства, которые уже можно купить менее чем за 100 евро. В них магниты перенесены на ротор, а медная обмотка неподвижна. Достаточно неплохие динамо-машины.

Как правильно выбрать велогенератор

Мотор устанавливается на неподвижный велосипед — это задний втулочный мотор (переднее колесо неподвижного велосипеда не вращается).
Для хорошей производительности в моторе должны использоваться современные редкоземельные постоянные магниты, велогенератор должен быть бесщёточной конструкции.
Для получения хорошего эффекта инерции, он должен быть тяжёлым и представлять собой электрическое велосипедное колесо.
Для уменьшения механических потерь мотор должен быть прямоприводным/не использовать передач на шестерёнках.
Чтобы человек мог справится с педалированием в течении длительного времени, мотор должен давать мощность не менее 200 Вт. Чем больше — тем лучше (снижаются потери, возрастает масса).
Напряжение мотора должно превышать заданное выходное напряжение, чтобы оно не падало ниже критического значения, даже во время педалирования не на полную мощность.

На рисунке вверху показано внутреннее устройство мотор-колеса, исполненного в виде втулочного генератора на 24 В, 500Вт производства Golden Motor / Jiangsu, заряжающего аккумулятор 12 В.

Установка генератора на велосипед

Найдите велосипед — любую рухлядь, но с работающими передней осью, педалями, цепью, седлом и желательно задним переключателем.
Замените заднее колесо на втулочный мотор.
Установите велосипед на опору так, чтобы заднее колесо могло свободно вращаться.

Вернуть велосипед в его исходное состояние можно очень быстро — нужно лишь снять с опоры и поставить колесо назад.

Электрическая схема подзарядки аккумуляторов с помощью педального генератора

Мотор-генератор расположен слева схемы, выходящее напряжении (+/-12 В) — справа. К выходу можно подсоединить любую нагрузку: лампочки, люминесцентные лампы, светодиодное осветительное оборудование, радио, портативное зарядное устройство для мобильного телефона, телевизор, спутниковый ресивер, инвертор. Все подключённые устройства должны быть рассчитаны на 12 В.

Разберём схему более детально. Велосипедный генератор производит 3-трёхфазный переменный ток, который перед использованием необходимо преобразовать в постоянный. Трёхфазный выпрямитель можно сделать из шести диодов или приобрести в готовом виде (используется в ветроэнергетике).

Он выглядит как обычный мостовой выпрямитель, только снабжён пятью клеммами вместо четырёх. Выпрямитель должен быть рассчитан не меньше чем на 100 В и 35 А. Каждый из диодов должен выдерживать такое же напряжение, но только половину тока (20 А).

Для выпрямителя требуется некоторое охлаждение — поэтому прикрепите его к большой металлической детали.

Выходная мощность выпрямителя не может напрямую подаваться на лампочку или телевизор, так как при педалировании не вырабатывается стабильное напряжение. Оно будет колебаться между нулём и максимумом и может повредить оборудование.

Данная проблема решается подсоединением аккумулятора параллельно к выходу выпрямителя, который будет поглощать лишнюю мощность вырабатываемую генератором и заполнять промежутки времени, когда генератор не вырабатывает достаточно мощности или даже останавливается на короткое время.

Аккумулятор не обязательно должен быть большим или каким-то особенным — подходит любой свинцово-кислотный аккумулятор. Если он имеет большую ёмкость это тоже неплохо. Можно использовать старый аккумулятор компьютерного ИБП на 12 В 16 А·ч.

Для домашнего применения рекомендуются герметичные аккумуляторы, не выделяющие газов.

На схеме есть и другие компоненты. Один из них это плавкий предохранитель, который нужен на случай короткого замыкания. Аккумулятор производит настолько сильный ток, что даже может воспламенится кабель. Рекомендуется кабель 2.5 мм2 и плавкий предохранитель на 30 А. Также на схеме есть два измерительных прибора (нет на фотографии).

Один вольтметр (со своим плавким предохранителем) и один амперметр. Несмотря на то что педальный генератор работает и без них, вольтметр крайне рекомендуется ради исправности аккумулятора. Лучше брать цифровой вольтметр. Как только на нём высветится 14 В (для систем на 12 В) нужно прекратить вращать педали. Никогда не превышайте 15 В. Напряжение также не должно падать ниже 10.5 В.

Аналоговый амперметр (с нулевой отметкой в середине шкалы) не очень важен, но он показывает идёт ли закачка энергии в аккумулятор (в итоге ведущая к полной зарядке аккумулятора) или потребление (ведущее к разряду аккумулятора). В схеме не может использоваться цифровой амперметр, так как ток меняется слишком часто, что не позволяет стабильно считывать показания.

Диапазон амперметра зависит от отводимого нагрузкой тока. Лучше всего купить с диапазоном +/- 20 А.

Взаимосвязь напряжения аккумулятора, напряжения генератора, размеров передней и задней звёздочек

Напряжения аккумулятора и генератора, размер передней и задней звёздочек влияют на затрачиваемые человеком усилия и его каденс. При правильном подборе данных параметров на выбранной мощности система выдаёт требуемое выходное напряжение при адекватном каденсе (50 — 60 об/мин).

Возрастание напряжения аккумулятора (без изменения других параметров)	->	Увеличение каденса и уменьшение затрачиваемых усилий для достижения такой же выходной мощности
Возрастание напряжения генератора (без изменения других параметров)	->	Уменьшение каденса и увеличение затрачиваемых усилий для достижения такой же выходной мощности
Возрастание размера передней звёздочки (без изменения других параметров)	->	Уменьшение каденса и увеличение затрачиваемых усилий для достижения такой же выходной мощности
Возрастание размера задней звёдочки (без изменения других параметров)	->	Увеличение каденса и уменьшение затрачиваемых усилий для достижения такой же выходной мощности

Чтобы проверить эту зависимость на практике необходимо установить напряжение генератора выше, чем напряжение аккумулятора, а также попробовать использовать разные передачи (потребуется велосипед с исправным переключателем).

По мере зарядки аккумулятора каденс возрастает и только своевременная смена звездочек переключателем позволяет поддерживать стабильный каденс. Наличие передач также необходимо для индивидуальной настройки педального генератора под каждого отдельно взятого человека.

Технические характеристики системы на базе Golden Motor / Jiangsu: генератор на 24 В, аккумулятор на 12 В, передняя звезда на 42 зуба, задняя звезда на 14 зубьев (18 зубьев, если напряжение аккумулятора ниже 11 В).

Динамо-машина (Велогенератор). Виды и особенности. Работа

Генератором электрической энергии называется устройство, преобразующее химическую, механическую или тепловую энергию в электрический ток. Таким генератором, использующимся на велосипедах для питания задних фонарей и передней фары, является динамо-машина.

Разновидности

Рассмотрим существующие виды велосипедных динамо-машин заводского исполнения.

Бутылочная

Этот вид велосипедного генератора наиболее доступный и простой. Однако его мощность не самая большая из всех видов. Приводной ролик генератора вращается за счет касания к протектору шины колеса во время движения.

Втулочная динамо-машина

Динамо-втулка по своему устройству является осевой динамо-машиной. Исполнения таких моделей могут быть различного вида. Стоимость втулочного генератора довольно высока. Установка более сложная, по сравнению с бутылочным вариантом.

При приобретении необходимо проверить число спиц и метод фиксации установочного колеса. К достоинствам втулочного генератора относится его защищенность от влаги, в отличие от бутылочного генератора, приводной ролик которого в сырую погоду проскальзывает по покрышке велосипеда. В этой конструкции все устройство заключено внутри втулки колеса, и работа происходит от его вращения.

К недостаткам такого устройства относится то, что выключить работу втулочного генератора не получится.

Цепная

Цепной вариант велосипедного генератора встречается достаточно редко. Однако есть несколько разных исполнений этого вида. Устройство может оснащаться USB портом для зарядки мобильных гаджетов.

Недостатком такой конструкции является малый срок службы, так как при эксплуатации происходит воздействие металлической велосипедной цепи на пластиковые элементы генератора.

Бесконтактная

Это оригинальная динамо-машина с бесконтактным принципом действия. Колесо велосипеда играет роль ротора. На колесо фиксируется специальный обруч, на котором закреплены 28 магнитов. Они расположены поочередно, с разными полюсами.

Статором является индукционная катушка, в которой вырабатывается электрический ток. В эту систему включена также аккумуляторная батарея для накопления энергии. По заверениям производителя для обеспечения нормального светового потока достаточно двигаться со скоростью 15 км в час.

Достоинствами этой конструкции является:

Отсутствие трущихся элементов.
Бесшумная эксплуатация.
Неограниченный срок эксплуатации (кроме батареи аккумуляторов).

Недостатком бесконтактной модели является малая емкость аккумуляторов. Ее хватает всего на несколько минут. Однако многие умельцы легко исправляют этот недостаток различными способами, в том числе заменой батареи на более мощную.

Другие конструкции

В настоящее время очень популярны различные интересные устройства, которые изготовлены в Китае. Иногда видишь такие устройства, которые раньше нигде не производили. Даже их принцип действия не всегда понятен, однако они работают.

Такое китайское устройство можно смело назвать велогенератором будущего. Динамо-машина из поднебесной выглядит по аналогии фантастических фильмов. Судя по внешнему виду, для ее функционирования нет необходимости в контакте с шиной колеса или цепью. Также нет никаких магнитов.

Принцип ее работы не совсем понятен. Возможно, это является технологическим секретом завода изготовителя.

Конструктивные особенности и работа

Наиболее популярной моделью динамо-машины на велосипедах является ее бутылочная конструкция, за ней идет динамо-втулка. Остальные виды используются значительно реже. Поэтому рассмотрим самые распространенные модели.

Динамо-бутылка

Динамо-машина бутылочного вида работает на боковой части передней шины велосипеда. Она выполнена в виде небольшого генератора электрической энергии, и служит для работы заднего фонаря и передней фары велосипеда, а также зарядки электронных мобильных устройств.

Такой мини-генератор может монтироваться как на переднее колесо, так и на заднее. В первом случае устройство может совмещаться со встроенным фонарем. Для отключения генератора предусмотрен специальный откидной механизм, фиксирующий корпус генератора в том положении, когда нет соприкосновения с шиной колеса велосипеда.

Название этого устройства происходит от внешнего сходства формы с бутылкой. Бутылочный велогенератор имеет и другое название – боковое динамо. Приводной резиновый или металлический ролик приводится во вращение на боковой стороне шины колеса. При движении велосипеда шина придает вращательное движение ролику велогенератора, который вырабатывает электрический ток.

Достоинства

Отключенный привод генератора не оказывает сопротивления движению велосипеда. При включенном генераторе велосипедисту приходится прикладывать больше силы для движения. Динамо-втулка в отличие от бутылочного велогенератора, всегда оказывает сопротивление вращению колеса, хотя значение этого сопротивления незначительно. Если бутылочный велогенератор включен, но фонари и фара не подключены к питанию, то сопротивление движению велосипеда меньше.
Легкая и простая установка. Такое устройство легко установить на любой велосипед, в отличие от втулочного генератора, для установки которого необходима сборка всего динамо-колеса со спицами.
Небольшая стоимость. Такие модели обычно стоят дешевле других видов велосипедных генераторов, хотя бывают и исключения из этого правила.

Недостатки

Сложная настройка. Требуется тщательная настройка и регулировка соприкосновения с покрышкой колеса под определенным углом, давлением в шине, высотой. Если велосипед упадет, либо ослабнут фиксирующие винты, генератор может быть поврежден. Неправильно отрегулированное устройство генератора будет издавать много шума, создавать чрезмерное сопротивление, проскальзывать по колесу. Если винты крепления слишком ослабнут, то механизм может сдвинуться с места и попасть в спицы колеса, что приведет к поломке спиц и выходу колеса велосипеда из строя. Некоторые велогенераторы оснащены специальными петлями, предохраняющими их попадание в спицы.
Для переключения требуется физическое усилие. Чтобы привести в действие генератор, необходимо переместить его корпус до соприкосновения с колесом. Втулочные генераторы могут включаться автоматически или с помощью электроники. Для этого не нужно прикладывать усилия.
Повышенный шум. При эксплуатации слышен шум в виде жужжания, в то время как динамо-втулки не создают шума.
Износ шины колеса. Для эксплуатации генератора требуется соприкосновение с шиной, в результате происходит трение и износ покрышки. Если сравнить с динамо-втулкой, то там трение с покрышкой отсутствует.
Сопротивление движению. Бутылочный вид генератора оказывает значительно больше сопротивление движению велосипеда, чем втулочная модель. Однако при правильной настройке сопротивление незначительное, а в отключенном виде отсутствует.
Проскальзывание. При сырой дождливой погоде приводной ролик бутылочного генератора будет скользить по шине колеса, что уменьшает выработку электрического тока и снижает яркость света фары и заднего фонаря. Втулочные генераторы не требуют для работы хорошего сцепления с покрышкой, и не зависят от погоды и других неблагоприятных условий.

Динамо-втулка

Технологии их изготовления постоянно совершенствуются, размеры конструкции становятся меньше и мощнее.

Современные фары для велосипеда стали излучать более эффективный свет, так как применяются светодиоды и галогенные лампы.

Динамо-втулки при работе не создают шума, но их масса больше, чем у других моделей. Трущиеся части во втулочном варианте устройства отсутствуют.

Они функционируют за счет магнита, имеющего множество полюсов, и выполненного в виде кольца. Он находится в корпусе втулки и вращается вокруг неподвижного якоря с катушкой, зафиксированной на оси.

Сопротивление вращению такой конструкции очень незначительное.

Динамо-втулки вырабатывают переменный ток. На малых скоростях вырабатывается больше электричества, по сравнению с бутылочной моделью, за счет низкой частоты тока. Существуют схемы выпрямителей для динамо-машины. Они выполнены по простой схеме моста из четырех диодов.

Динамо-втулка вырабатывает низкое напряжение, поэтому при применении кремниевых диодов потери составляют значительную величину – 1,4 вольта. С германиевыми диодами потери снижаются, и составляют всего 0,4 вольта.

Принцип работы динамо-машины

Динамо-машина вырабатывает электрический ток с помощью эффекта электромагнитной индукции. Устройство генератора тока показано на рисунке. Ротор вращается в магнитном поле, в результате чего в обмотке возникает электрический ток. Концы обмотки ротора подключены к коллектору, выполненному в виде колец. Через них с помощью прижимающихся щеток электрический ток поступает в сеть.

Ток в обмотке имеет максимальное значение, если ротор находится перпендикулярно по отношению к магнитным линиям. Чем больше угол поворота обмотки, тем ток меньше. Вращение обмотки в магнитном поле изменяет направление тока за один оборот два раза. Поэтому ток называют переменным.

Подобный генератор для постоянного тока изготавливается на этом же принципе. Разница в некоторых деталях. Концы обмотки соединяют не с кольцами, а с полукольцами, которые изолированы друг от друга. При вращении обмотки щетка контактирует поочередно с каждым полукольцом. Поэтому ток, поступающий на щетки, будет иметь только одно направление и будет постоянным.

Я бы такое купил: велосипед – электростанция

На сегодняшний день помимо самых различных велофонарей и фар, теми или иными производителями выпускается преогромное множество различных полезных (и не очень) гаджетов для применения на велопрогулках: MP3-магнитолы, навигаторы, различная иллюминация и так далее.

Самым полезным, пожалуй, является GPS-навигатор, который, будучи автомобильным, как известно, имеет внутри довольно слабый аккумулятор и потому разряжается достаточно быстро. Впрочем, даже специализированные велосипедные и туристические навигаторы, хоть и живут подольше, но все равно имеют определенный предел заряда, а значит нуждаются в источнике питания для его пополнения.

Где же его можно взять в путешествии, когда до ближайшей розетки могут быть десятки или даже сотни километров? Да у вас под седлом!

Сегодня, когда буквально во всех мобильных приборах и устройствах энергия берется от аккумуляторов и батареек, рядовые обыватели стали просто забывать об альтернативных источниках получения энергии.

Стыдно сказать — велосипедные фары теперь питаются от батарей, хотя в дальних путешествиях такой источник питания может оказаться крайне непрактичным. Решением может стать активный генератор электроэнергии, работающий прямо в процессе езды на велосипеде.

Сегодня существует два основных типа велосипедных генераторов. «Бутылочные», получившие свое название из-за характерной формы корпуса, являются самыми распространенными и простыми в применении. Они знакомы отечественным велолюбителям уже не один десяток лет и отличаются высокой надежностью и простотой эксплуатации.

Просто прикрепив такой генератор за специальную проушину на вилку переднего или заднего колеса так, чтобы в рабочем положении крутящийся ролик получал вращательное усилие непосредственно от боковой части велосипедной покрышки, вы получаете постоянный ток, питающий велофару, сила которого непосредственно зависит от скорости движения.

Недостаток бутылочных генераторов лишь один – в мокрую погоду ролик генератора часто проскальзывает по влажной резине покрышки, что сказывается на его эффективности и функциональности.

Второй тип генераторов – втулочные, то есть встроенные непосредственно во втулку переднего колеса.

Они вообще не зависят от погоды, имеют показатели кручения, то есть поворачиваются лишь немного тяжелее, чем обычный подшипник во втулке и вообще не зависят от погодных условий.

Из недостатков таких генераторов можно отметить ощутимо более высокую стоимость (по сравнению с «бутылочными»), невозможность легкого демонтажа, так как генератор является частью переднего колеса, и небольшой, но все-таки дополнительный вес на переднем колесе.

Оба типа генераторов выдают на выходе переменный ток с напряжением 12 или 6 вольт (зависит от модели генератора) и средней силой тока в «районе» 1-го ампера при крейсерской скорости движения велосипеда 10 километров в час.

Некоторые производители сегодня выпускают адаптеры, позволяющие преобразовать переменный ток генератора в постоянный и снизить напряжение до приемлемых пяти вольт, позволяя заряжать от обычного порта USB MP3-магнитолы, мобильные телефоны, смартфоны, планшеты и другие типовые гаджеты, вплоть до вышеупомянутых GPS-навигаторов.

Так в свое время поступила компания Nokia, выпустив на рынок собственный преобразователь и стабилизатор напряжения в комплекте с «бутылочным» генератором, но снабдив разъемами для зарядки исключительно своих телефонов.

Впрочем, о нем чуть позже, а пока давайте познакомимся с тем, что еще предлагают сегодня безымянные китайские и брендовые мировые производители подобных устройств.

Данный генератор не так давно создал нидерландский дизайнер Тьеерд Веенховен. По своей конструкции и техническим параметрам он является, пожалуй, одним из самых простых и удобных в применении.

Генератор работает на энергии проходящего воздушного потока, который можно легко создать, разогнавшись на велосипеде даже до сравнительно невысокой скорости от 10-ти километров в час.

Вентилятор в корпусе, закрепленном на руле, раскручивается, а iPhone, установленный в специальный отсек, заряжается.

Важным достоинством данного генератора является способность работать даже на привалах, но с условием достаточно ветреной погоды.

Можно также заряжать гаджет, просто высунув генератор из окна движущегося автомобиля или поезда, только в этом случае стоит побеспокоиться, чтобы случайно не выпустить его из рук вместе со смартфоном.

Стоит отметить, что ушлые китайцы мгновенно скопировали концепцию идеи Веенховена и выпустили на рынок несколько вариаций данного гаджета, которые можно поискать на западных интернет-аукционах.

Еще одна зарядная «приблуда» появилась сразу на китайских «развалах» под разными именами и, признаться, внушает мало доверия к своей надежности, подкупая оригинальностью конструкции и приятной ценой всего около 5-10 у.е.

С помощью специального хомута небольшая коробочка с шестеренкой крепится на заднюю вилку велосипеда рядом с ведомой звездочкой, причем цепь пропускается в паз коробочки через шестеренку.

Идея проста до гениальности – цепь движется, шестеренка крутится, динамка внутри коробочки генерирует ток до 1 Ампера.

КПД гаджета кажется очень высоким, однако пластик в деталях не внушает доверия с учетом огромных нагрузок, которые предстоит им испытать от быстро движущейся стальной велосипедной цепи.

Единственное, что успокаивает – доступная цена, так что когда гаджет разлетится в клочья, горевать по потерянным деньгам особо не придется.

Другой, намного более надежный зарядник, работающий совместно с велосипедом, можно назвать самым оптимальным из всех существующих на рынке, если бы не его цена под 150 и выше у.е.

Пока он встречается с двумя названиями на «борту» и потому очень сложно идентифицируется в плане производителя: BikeCharge и ECOXGEAR.

Гаджет надевается на переднее колесо велосипеда, прижимаясь к боковой части его вращающейся втулки.

Втулка вращается во время движения, сообщая усилие кольцу внутри крепежа устройства, которое в свое очередь передает генерируемый переменный ток на преобразователь.

На выходе мы имеем два полноценных USB-порта, закрытых от непогоды заглушками, к которым можно подключить любой гаджет, заряжаемый от USB.

Еще один тип зарядных устройств – на солнечных батареях, сложно отнести к велосипедным зарядным устройствам хотя бы потому, что пользоваться ими без всяких ограничений могут буквально все туристы: вело-, мотто-, авто- и пешие. Более того – даже не туристы могут подзарядить свой гаджет на природе с помощью такой батареи.

Но, помимо дороговизны, недостатком зарядников на солнечных батареях является необходимость располагать их в прямых солнечных лучах, чего в движении не смогут обеспечить никакие туристы, даже пешие. Если они, конечно, не пересекают пустыню.

В наших широтах оптимальны зарядные устройства на основе аккумуляторов и генераторов. И если первые сегодня можно приобрести в огромном ассортименте и ценовом диапазоне, то вторые пока являются экзотикой.

Кроме того, у любого «пауэрбанка» есть одно важное ограничение – если вы уже зарядили гаджет от внешнего аккумулятора, и путь до ближайшей розетки предстоит еще долгий, вы рискуете оказаться в щекотливом положении – с непреодолимо «умирающим» устройством и уже истощенным внешним аккумулятором.

Этого недостатка лишены велогенераторы, но их особенность генерировать только переменный ток не позволяет использовать их для зарядки обычных устройств.

Возвращаясь к конструкции компании NOKIA, можно отметить, что нечто подобное на самом деле может собрать любой, кто умеет просто спаять пару проводов паяльником.

Вам потребуется всего ничего: диодный мост, который «выпрямит» переменный ток с генератора в постоянный, и понижающий стабилизатор, который, уже готовый, стоит меньше доллара на китайских аукционах.

Диодный мост можно выдрать из старого блока питания на 12 Вольт, при условии, что перегорел не сам мост, а, скажем – трансформатор, или просто спаять самостоятельно из четырех пол-амперных диодов FR407 (или любых выпрямительных на пол ампера) и 25-тивольтового конденсатора на 1000-2000 мкФ.

Понижающий стабилизатор можно купить за полдоллара на китайских интернет-аукционах или за 20 тысяч – на отечественных.

Дальше просто припаиваем нужные проводки, замеряем напряжение на выходе и снижаем его регулятором на плате выпрямителя до, нужных вам, 5-ти вольт. Потом остается только припаять USB-разъем от USB-удлинителя или старого USB-хаба.

Теперь, где бы вы не находились, главное – чтобы переднее колесо вашего велосипеда крутилось, а динамка работала. Стабильными пятью вольтами для зарядки любых гаджетов – телефонов, GPS-навигаторов, медиаплееров и т.д. вы обеспечены.

Ну, а какой генератор выбрать для своего зарядного устройства – бутылочный или втулочный, уже решать вам.

Иван Ковалев

VanoID@tut.by

Самодельный генератор для велосипеда (бесконтактный)

В сети встречаются в основном контактные варианты велогенераторов, основанные на использовании трущихся частей. Электроэнергия, вырабатываемая такими устройствами достаточна для зарядки аккумулятора, который питает передний и задний фонари велосипеда.

Недостатками таких заводских и самодельных генераторов для велосипеда являются сопротивление, которое они создают при езде и шум. Поэтому идея бесконтактного велогенератора представляется полезной и перспективной. Интересную идею такого приспособления для велосипеда представлена на видео, которое вы можете посмотреть в статье ниже.

На заднее колесо автор идеи установил катушку, мимо которой при езде пролетает постоянный магнит.

При вращении колеса магнит движется мимо катушки, в результате вырабатывается импульсный электрический ток довольно высокого напряжения, но с очень малой величиной тока, который можно использовать для питания светодиодной лампочки.

Если вам нужен готовый магазинный велогенератор или неодимовый магнит, приобретайте в этом китайском магазине. Генераторы для велосипеда, тоже в нём.

Катушка использована от небольшого аквариумного компрессора на 220 вольт. Магнит неодимовый — шайба толщиной 4 мм и диаметром 1,5 см.

Две светодиодные ленты на 12 вольт включены последовательно для предотвращения сгорания ламп, так как напряжение, генерируемое в импульсе может доходить 40 вольт, при этом величина тока очень мала.

Если в схему включить конденсатор более 1000 мф, то светодиоды могут гореть постоянно, но число их необходимо в этом случае сократить в несколько раз.

Magnic Light

Отдадим должное смекалке автора интересной инновации для велосипеда, но должны отметить, что идея бесконтактного велогенератора не нова. Более того, существует оригинальная промышленная разработка такого устройства.

Magnic Light является первым бесконтактным источником питания для фонарей велосипеда без дополнительных компонентов в колесах.

Энергия берется из вращающихся колес велосипеда без каких-либо физических контактов и, таким образом, без трения.

Электричество преобразуется в свет за счет использования вихревых токов, создаваемых сильных магнитов (International Patent Pending PCT/EP/2012/001431). С помощью этого нового технического решения электричество могут подаваться на источники света полностью без батарей и без внешних кабелей, и в то же время с высокой эффективность.

Механизм действия на официальном сайте описывается так: «с перемещением колеса вращаются магниты внутри крошечного генератора весом 60 грамм и встроенным конденсатором, который держит свет, даже когда велосипедист останавливается».

Видео, датированное 2014 г., показывает некоторые свойства генератора Magnic Light.

Идея изобретения генератора электроэнергии, или динамо-машины, как его сначала называли, принадлежит венгерскому физику и электротехнику Аньошу Иштвану Йедлику, который с 1827 года успешно занимался разработкой концепции динамо-машины, но не стал патентовать его, так как думал, что его идея не нова. Патент на электрогенератор принадлежит Вернеру Сименсу.

Электрический генератор для велосипеда

ОПИСАНИЕ электрического генератора для велосипеда или какой-либо по 8 озки,К авторскому свидетельству Л. О, Гвдьгара, заявленному 9 января 1930 года (заяв. свид, М 62036). О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 октября 1931 года. М)/Существующие эпекцические генераторы для велосипедов являются довольно сложными приборами и несмотряна это обладают рядом недостатков,например, необходимость фрикционногосцепления между шкивом машины и шиной, приводит к ускорению износа последней, сила света лампы зависит отскорости движения и т. д. и т, и. Крометого при езде по грязной дороге, работагенератора, — вследствие неустойчивогосцепления, вообще не надежна, Предлагаемое изобретение имеет целью устранение упомянутых недостатков и состоитв особой форме выполнения генератора.На чертеже изображен схематическийразрез колеса и вилки велосипеда.На спицы колеса свободно насаженыжелезные цилиндрики 5 и подвешенык его ободу 3 на пружинах 4. К вилке 1велосипеда прикреплен постоянный магнит 2, на полюсные наконечники которого надеты катушки б; в цепь этих катушек включены электрическая лампа исигнальный (фонический) рожок, Намагните 2 кроме того укрепляются тормозные колодки 7,При вращении колеса, цилиндрики 5,перемещаясь между полюсами магнита 2,периодически изменяют сопротивлениемагнитной цепи, что вызывает изменение магнитного потока и, следовательно,вндуктирование в обмотках б электродвижущей силы, Если скорость вращения колеса не велика, то пространство между полюсами целиком заполняется железом каждого из этих цилиндриков (линия иЬ совпадает с осью с полюсов), вследствие чего изменение магнитного потока происходит наиболее интенсивно, при скорости же увеличенной, цилиндрики 5, благодаря центробежной силе приблизятся к ободу колеса (пружины при этом немного сожмутся) и изменение магнитного потока будет соответственно ослаблено. Этим уменьшается влияние скорости движения на силу света лампы. В целях упрощения конструкции цилиндрики 5 могут быть укреплены на спицах неподвижно; в последнем случае целесообразно включить последовательно в цепь лампы реостат типа Нернста (применяемый в освещении жел. дорожных поездов),Описанный генератор может быть применен в повозках, снабженных колесами велосипедного типа. 1. Электрический генератор для велосипеда или какой-либо повозки, отличающийся тем, что он состоит из укре-пленных на спицах колеса железных цилиндриков 5, предназначенных при вращении их в магнитном поле постояв гного магнита 2, укрепленного на вилке велосипеда, менять магнитный поток его и тем самым индуктировать в насаженных на полюса магнита катушках б электродвижущую силу,2. Форма выполнения генератора по л. 1, отличающаяся тем, что, с целью поддержания электродвижущей силы постоянной, железные цилиндрики 5 свободно насажены на спицы велосипедного колеса.и подвешены к ободу его на пружинках, предназначенных давать цилиндрикам надлежащее положение при разных скоростях вращения колеса велосипеда.

Заявка

МПК / Метки

Код ссылки

<a href="https://patents.su/2-23786-ehlektricheskijj-generator-dlya-velosipeda.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Электрический генератор для велосипеда</a>

Тормоз колеса велосипеда

Номер патента: 449845

. унеличения жесткости тормоза и обеспечения равномерного износа тормозных колодои н предлагаемом тормозе штоки несущие тормозные колодки, изогнуты н Форме дуги и размещены н наиранляющих, при этом условны центры радиусой дуг штоков расположены на расстоянии, ранном ширине обода колеса.ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Составитель 0. КОРИОЮИРеда вор ,ЯЛОХОНС 1 Техред Н, СЮНОНО Заказ фф Тираж Ц 1 Подннсное 1 Ц 111 П 11 И Гасударственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий Москва, 113035, Раушская яаб., 4/Ь Преинрнятне Патент., Москрз, Г 59, Бережковская н» аб. 24 3И 98 ФНа чертеже показан предлагаемый тормоз, общий вид.Тормоз состоит из ю симметричных частей, каждая из воторых содержит иорпус 1, в направляющей 5 которого.

Тормозная втулка заднего колеса велосипеда

Номер патента: 540762

. при торможении.Конус 25 связан с червяком 28 двухзаходной резьбой.На расширенной части червяка 28 снаружи установлены звездочка 2, пылепредохранитель 29 и упорное кольцо 30, которое фиксирует их в осевом направлении. От проворачивании звездочка 2 зафиксирована на червяке 28 полукруглыми пазами 3. Внутрь червяка вставлен,шарикоподшипник 32 и запрессован пылепредохранитель 33.На концах оси 9 навернуты гайки 34, служащие для крепления втулки на раме велосипеда.Притормаживающее устройство (см. фиг. 2) состоит из фрикционов 35, вложенных в продольные пазы конуса 25, разжимного кольца 3 Ь, стягивающего фрикционы 35, вложенного в кольцевую канавку на конусе 25, и колпачка 37 (неподвижная деталь), установленного на хвостовике 17,Пазы конуса 25.

Ведущее колесо велосипеда

Номер патента: 1493532

. 6 и 7 вкладыша, при этом паз 4 с одной стороны открыт, а половинка 7 вкладыша в месте выемки 5 снабжена противоположно расположенными выступами 8. В ободе 1 выполнено прямоугольное отверстие 9, в котором размещены половинки 6 и 7 вкладыша, имеюнгие асимметричные буртики 10 и 11, препятствуюгцие осевому смешению половинок 6 и 7 вкладыша при сборке и эксплуатации. Обод 1 и половинки 6 и 7 вкладыша из. готавливают из полимерных пластмасс.Сборку колеса осуществляют следующим образом.Предварительно осуществляется сборка половинки 7 вкладыша с осью 2, при этом фасонный зуб 3 оси 2 размещают в выемке 5 между выступами 8. После этого собранная таким образом сборка вставляется в отверстие обода 1, а с другой стороны вставляется половинка 6.

Переднее колесо велосипеда

Номер патента: 1664596

. осуществляется самоторможением, Торцы втулки 16имеют зубчатую насечку и подпружинены, чтопозволяет создавать в контакте между нимии кольцами подшипников 13 и 14 повышенное сцепление, резьбовое соединение выполнено с натягом,Втулки 16 и 17 предназначены для выполнения парной без натяга с высокой соосностью установки колец подшипников 13 и 14 наоси 18 и во втулке 4, что увеличивает их долговечность.Корпус 6 опирается через подшипники 13 и14 на ось 18, которая с одной стороны снабженаупорной гайкой 21, а другая ее сторона имеетвыступ 22, содержащий заплечик 23 (фиг;1 и 2)для упора внутреннего кольца подшипника 13,а также головку 24 и бурт 25 для установкиколеса в наконечниках вилки, Гайка 21 выпол 5 10 15 20 25 30 35 нена также с.

Втулка для свободного колеса велосипеда

Номер патента: 9839

. 13 рамы. Между муфтой 9 и крымской 2 находится шариковый подшипник 14, регулируемый посредством гайки 15,Внутри муфты .9 проходит выходящая наружу из гайки 15 обойма 16 на выступающей части которой помещается педаль 17, служащая для приведения в движение велосипеда. Обойма 16 имеет с внутренней стороны три пальца с насаженными на них шестернями 18, которые сцепляются с внутренними зубцами обода 11 и с наружными зубцами свободно сидящего на оси 24 колеса 20, составляющего одно целое с шайбой 22, снабженной пружинными собачками 23, действующими на храповое колесо 3. Между муфтой 9 и обоймой 16 помещается шариковый подшипник 19. Ось 24 вращается в шариковых подшипниках 25, 26, 27 и 28 и положение ее:в продольном направлении регули- руется.

Создаем ветрогенератор из мотор-колеса своими руками

Многие ищут готовый генератор для изготовления ветрогенератора, и такой генератор есть, это велосипедное мотор колесо, есть и более мощные, для скутеров и электромобилей. Мотор колесо это готовый трёхфазный генератор на магнитах, номинальная мощность которого в режиме генератора достигается уже при 500-700 об/м, бывают и более высокооборотистые, зависит от конкретной модели.

Например мотор колесо (TM Volta bikes 48vv1000w), скорость вращения которого на холостом ходу в режиме двигателя 460 об/м при 48v. В режиме генератора он выдаст 1кВт при примерно 600 об/м на 48v АКБ. На 12-ти вольтовый АКБ конечно меньше, но заряд будет начинаться примерно при 100-120 об/м, а максимальная мощность с хорошим трёхлопастным винтом будет не более 400-500 ватт. На 24 вольт АКБ максимальная мощность будет лучше, но начало заряда акб с 200-250 об/м.

Есть у мотор колеса и неприятность, это довольно ощутимое залипание, по этому будет тяжело стартовать на слабом ветре, но это уже зависит от стартового момента винта. Винт это отдельная тема и я пока не встречал ветряки с мотор колёсами и хорошими винтами, но вот что мне удалось найти по готовым ветрогенераторам.

Можно ли создать ветрогенератор из мотор-колеса своими руками

Превратить простое мотор-колесо в источник энергии несложно: необходимо запустить его вращение, чтобы устройство начало работать как генератор. Потребуется пусковой старт, к выбору источника которого нужно подходить с точки зрения экономической целесообразности. Так, подключать мотор-колесо к обычному топливному генератору нерационально: стоимость полученной энергии будет слишком большой, чтобы говорить об экономии. Если же использовать в качестве источника старта энергию ветра, можно получить дешевое электричество с минимальными затратами, большая часть которых — расходы на сборку и установку конструкции. Наглядное подтверждение сказанного — ветряк из мотор-колеса на видео.

Изготовление из ступицы

Самым разрекламированным среди всех вариантов является обычный самодельный дисковый генератор для ветряка, который создается с использованием неодимовых магнитов. Главными его преимуществами являются: простота сборки, не требует особых знаний, возможность не придерживаться точных параметров. Даже если будут допущены ошибки — это не страшно, так как в любом случае ветряком вырабатывается электричество и его можно довести до ума с приходом практики.

Итак, для начала нам нужно подготовить основные элементы для сборки ветрогенератора:

ступица;
тормозные диски;
неодимовые магниты 30х10 мм;
медная лакированная проволока диаметром 1,35 мм;
клей;
фанера;
стеклоткань;
эпоксидная или полиэфирная смола.

Самодельные дисковые генераторы делаются на основе ступицы и двух тормозных дисков от ВАЗ 2108. Можно с уверенностью говорить, что практически у любого хозяина найдутся в гараже эти части автомобиля.

На тормозных дисках мы расположим неомагниты. Их нужно брать в количестве, делимом на 4. Рекомендуемо применять 12+12 или 16+16 единиц. Это самые приемлемые варианты по эффективности и затратам. Располагать их нужно с чередованием полюсов. Статор нашего самодельного электрогенератора для ветряка также делается с использованием фанеры, которая выпилена по форме. Далее, на него устанавливаются намотанные катушки, и все заливается эпоксидной или полиэфирной смолой. Из стеклоткани рекомендуется вырезать два круга такого же размера, как и статор. Они будут закрывать верхнюю и нижнюю стороны для большей жесткости конструкции.

Неомагниты можно применять любой формы. Старайтесь заполнять полностью все колесо с минимальными зазорами между элементами. Катушки требуется наматывать так, чтобы общее количество витков было в пределах 1000-1200. Это даст возможность генератору выдавать при 200 об/мин 30 В и 6 А. Также будет значительно лучше делать их овальными, а не круглыми. Ветровой электрогенератор станет более мощным благодаря такому решению.

=»Неомагниты для ветрогенератора» width=»640″ height=»480″ size-full wp-image-697″ /> Что касается статора нашего будущего генератора для ветряка, то его толщина обязательно должна быть меньше, чем размер магнитов, например, если магниты имеют толщину 10 мм, то статор лучше всего выполнить 8 мм (по 1 мм зазора оставить). Размеры дисков же должны быть больше толщины магнитов. Все дело в том, что через железо все магниты подпитывают друг друга и чтобы вся сила уходила именно в полезную работу требуется выполнять это условие. Если учитывать это, делая электрогенератор своими руками, то можно немного повысить его эффективность.

Какими преимуществами обладает ветрогенератор из мотор-колеса

Потратив некоторое время на сборку ветрогенератора из мотор-колеса, вы получите вполне работоспособное устройство с целым набором достоинств:

Запуск в работу и получение электроэнергии возможны сразу после установки, даже если скорость ветра не превышает 1-2 м/с.
Можно легко регулировать мощность, снимая или подключая дополнительные обмотки, которые предварительно следует закоротить.
Компактные устройства весом около 5 кг дают до 1000 Вт и имеют КПД около 80%, модели на 10 кг вырабатывают до 2000 Вт энергии, а конструкции на 20 кг — до 8000 Вт.

Подбирая комплектующие для сборки, стоит продумать, какое мотор-колесо лучше для ветрогенератора. Мощное устройство на 1000 Вт можно собрать из заднего мотор-колеса на 48V1000W. Универсальную модель ветряка из мотор-колеса на 800 Вт можно собрать на базе генератора 48V800W, а компактную модель до 500 Вт — на основе 48V500W.

Как сделать генератор для велосипеда самостоятельно?

Электрогенератор можно сделать самостоятельно в домашних условиях. Для этого за основу берется шаговый мотор.

Характеристики у мотора для осветительного прибора должны быть:

Напряжении – 2.88 Ватт,
Сопротивление – 1.2 Ом,
Номинальный ток – 2.4 А.

Установить такую конструкцию можно у втулки на заднем колесе.

Необходимые материалы и инструменты

Для создания оптимального электрогенератора понадобятся материалы:

Пластиковая лента (гибкого материала) для маховичка.
Светодиоды выпрямительного 4 типа, компании 1N400 –4 пары.
Регулятор линейного напряжения (стабилизирующий) компании LinearRegulatorStandardRegulatorPos.
Резистор одноваттныйCF-100.
Резистор 1206 на 820 Ом.
Резистор для диода до 0.25 Ватт.
Одноваттный диод.
Проводки.
Конденсатор на 1 мкФ.
Емкость для помещения генератора (пластиковая коробка).
Пластина для дополнительного пространства при креплении (по необходимости).

Инструменты:

Клеевой пистолет (клей-герметик),
Сварочный аппарат,
Плоскогубцы,
Острый нож.

Конструктивное решение будущей модели

Основа конструкции — это ветряк, состоящий из оси вращения, лопасти и мачты. Реализация остается на усмотрение мастера: подойдет практически любое колесо вплоть до велосипедного, на ободах спиц которого монтируются лопасти из полусфер полипропилена. Также следует выбрать тип расположения генератора: вертикальный или горизонтальный. С учетом сопротивления вращению, естественного для каждого мотор-колеса, очевидным становится преимущество вертикальной конструкции. В ней удастся развести лопасти таким образом, чтобы запустить их в движение смог даже слабый порыв ветра. Такое конструктивное решение особенно важно для тяжелых моделей на основе автомобильных колес. Большинство же домашних умельцев предпочитает собирать ветряк из мотор-колеса гироскутера или велосипеда, чтобы снять проблему запуска при слабом ветре.

Варианты изготовления

За длительное время существования альтернативной энергетики были созданы электрогенераторы самых разных конструкций. Их можно сделать своими руками. Большинство людей думает, что это трудно, так как требуется определенный объем знаний, различные дорогостоящие материалы и т.д. При этом генераторы будут очень низкой производительности по причине большого количества просчетов. Именно эти мысли заставляют желающих отказаться от идеи сделать ветряк своими руками. Но все утверждения являются абсолютно неправильными, и сейчас мы это покажем.

Умельцы чаще всего создают электрогенераторы для ветряка двумя методами:

Из ступицы;
Переделывают готовый двигатель под генератор.

Рассмотрим эти варианты более подробно.

Последовательность сборки

Готовится мотор-колесо, подобранное с учетом напряжения, мощности и предельного числа оборотов в минуту. Устраняются мелкие неполадки, корпус очищается от пыли и приспосабливается к новой жизни.
Изготавливаются и монтируются лопасти. Можно заказать готовые модели или изготовить их из древесины, стеклоткани или ПВХ-трубы.
Лопасти соединяются с колесом, тестируются на предмет прочности крепления.
Монтируется поворотный механизм, благодаря которому самодельные ветрогенераторы из мотор-колеса могут вращаться, улавливая максимальную энергию ветра. Приоритет — у стального узла, прочность которого не боится даже ураганных порывов.
Приобретается или находится контроллер, который поможет измерить полученную мощность на выходе устройства.

Отдельно монтируется турбина для установки ветряка. В качестве основы можно использовать металлические уголки, последовательно соединенные с помощью болтов и гаек. После завершения сборки турбина надевается на ось, и выполняется статическая балансировка устройства. На данном этапе спешить не надо: чем качественнее собрана и отбалансирована турбина, тем исправнее будет работать ваш новый ветрогенератор из мотор-колеса гироскутера или автомобильного колеса.

Конструкция ветрогенератора

Существует огромное видовое разнообразие ветрогенераторов и чертежей их изготовления. Но любая конструкция включает в себя следующие обязательные элементы:

генератор;
лопасти;
накопительная батарея;
мачта;
электронный блок.

Обладая некоторыми навыками, можно смастерить ветрогенератор своими руками

Кроме этого, необходимо заранее продумать систему управления и распределения электроэнергии, начертить схему монтажа.

Особенности подключения мотор-колеса к устройствам-потребителям

Те, кто желает решить проблему с наименьшими усилиями, подключают выход ветрогенератора напрямую к потребителю. Есть вариант и посложнее: обмотки мотор-колеса последовательно подсоединяются к двум диодам, и на выходе получается нестабилизированное напряжение, уровень которого зависит от скорости вращения генератора. На случай безветренной погоды рекомендуется обзавестись контроллером, который будет направлять полученную энергию на потребителей.

Обратите внимание: при очень сильном ветре и при его отсутствии ветряк следует немедленно отключать. В первом случае он может стать причиной перегрузки потребителя и замыкания. А во втором – не сможет запуститься в работу вследствие нехватки пусковой энергии, которая будет полностью уходить на «нужды» подключенного устройства.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Подключение катушек

Собранный своими руками генератор для ветряка может быть как однофазным, так и трехфазным. Большинство начинающих выбирают первый вариант, так как он немного проще и легче. Но у однофазного подключения есть недостатки в виде повышенной вибрации под нагрузкой (гайки могут раскручиваться) и своеобразный гул. Если данные показатели не имеют значения, то катушки требуется соединять следующим образом: конец первой нужно спаять с концом второй, вторую катушку с третьей и т.д. Если что-то перепутать — схема работать не будет. Хотя здесь сложно что-то сделать не так.

Трехфазная схема хоть и требует большей внимательности, но при этом установка под нагрузкой не гудит и практически не вибрирует, а разведенные фазы под 120 градусов повышают мощность в определенных режимах работы. Трехфазное подключение катушек своими руками заключается в соединении их через 3 единицы. Например, при использовании 12 катушек распаиваются для первой фазы 1, 4, 7 и 10. Для второй — 2, 5, 8 и 11. Для третьей — 3, 6, 9 и 12. Все шесть получившихся концов можно смело выводить наружу из статора. Соединять фазы можно звездой (для получения большего напряжения) или треугольником (для получения большей силы тока).
Элементы основы можно заказать у токаря. Это будет более верным решением, так как автомобильная ступица и тормозные диски довольно массивные. Также можно сделать небольшую хитрость в виде увеличения диаметра всего колеса, ведь чем он больше, тем выше радиальная скорость ветрогенератора.

Дисковые генераторы имеют простую конструкцию, высокую эффективность и у них отсутствует эффект залипания. Дополнительно, ветровые установки, созданные на их основе, довольно легкие. Но по причине отсутствия сердечников, магнитов требуется использовать в два раза больше. Рассмотренный вариант является самым простым для создания ветряка своими руками.

Сборка устройства для дома на 220в

Когда все потребное готово переходите к сборке. Каждый из вариантов может иметь дополнительные детали, но они чётко оговариваются непосредственно в руководстве. Первым делом соберите ветряное колесо — главный элемент конструкции, ведь именно эта деталь будет преображать энергию ветра в механическую. Лучше всего, чтобы у него было 4 лопасти. Запомните, что чем меньше их количество, тем больше механической вибрации и тем сложней будет его сбалансировать. Делают их из листовой стали или железной бочки. Форму они должны носить не такую, как вы видели в старых мельницах, а напоминающие крыльчатый тип. У них аэродинамическое сопротивление намного ниже, а эффективность выше. После того как вы с помощью болгарки, вырежете ветряк с лопастями диаметром 1.2-1.8 метра, его вместе с ротором требуется прикрепить с осью генератора, просверлив отверстия и соединив болтами.

Обслуживание ветрогенератора

Ветрогенератор, как и любое другое устройство, нуждается в техническом контроле и обслуживании. Для бесперебойной работы ветряка периодически проводят следующие работы.

Схема работы ветрогенератора

Наибольшего внимания требует токосъёмник. Щётки генератора нуждаются в чистке, смазке и профилактической регулировке раз в два месяца.
При первых признаках неисправности лопастника (дрожание и разбалансировка колеса) ветрогенератор опускают на землю и ремонтируют.
Раз в три года металлические детали покрывают антикоррозийной краской.
Регулярно проверяют крепления и натяжение тросов.

Теперь, когда установка окончена, можно подключать приборы и пользоваться электроэнергией. По крайней мере, пока ветрено.

Конструкция ветряка на неодимовых магнитах

Если вы хотите узнать о создании, нужно сделать основой ступицу автомобиля с дисками тормоза, такой выбор вполне оправдан, ведь она мощная, надёжная и хорошо сбалансированная. После того как вы отчистите ступицу от краски и грязи, переходите к расстановке неодимовых магнитов. Их потребуется по 20 штук на диске, размер должен составлять 25х8 миллиметров.

Магниты нужно размещать, учитывая чередование полюсов, перед склейкой лучше создать бумажный шаблон либо прочертить линии, делящие диск на сектора, чтобы не перепутать полюса. Очень важно, чтобы они, стоящие друг напротив друга, были с разными полюсами, то есть притягивались. Клеят их супер-клеем. Поднимите бордюрчики по краям дисков, и в центре намотайте скотч или залепите пластилином для недопущения растекания. Чтобы изделие работало с максимальной отдачей, катушки статора следует рассчитать правильно. Увеличение количества полюсов приводит к росту частоты тока в катушках, благодаря этому, устройство даже при низкой частоте оборота даёт большую мощность. Намотка катушек осуществляется более толстыми проводами, с целью снижения сопротивления в них.

Когда основная часть готова, изготовляют лопасти, как в предыдущем случае и закрепляют их к мачте, что может быть изготовлена из обыкновенной пластиковой трубы с диаметром- 160 мм. В конце концов наш генератор, работающий на принципе магнитной левитации, с диаметром в полтора метра и шестью крыльями, в 8м/с, способен обеспечить до 300 Вт.

Технические характеристики

Без предварительного расчета мощностей приступать к дальнейшей проработке ветрогенератора не имеет смысла. От объема преобразуемой энергии в конечном счете зависит способ применения установки. И опять же, производительность конструкции определяется размерами рабочего органа и конфигурацией его технического исполнения. Средние параметры самодельного ветрогенератора можно представить так:

Диаметр лопастного колеса – 200 см.
Количество лопастных сегментов – 6.
Напряжение для генератора – 24 Вт.
Сила тока – порядка 250 А.
Мощность генератора – диапазон от 0,2 до 3 кВт.
Скорость ветра – до 12 м/с.
Емкость аккумулятора – 500 А/ч

Установка генератора на раму

Собранный силовой агрегат должен быть рассчитан на определенные электротехнические нагрузки, но не стоит забывать и о стороннем механическом воздействии. Чтобы конструкция переносила динамическое и статистическое давление, вал генератора должен быть надежно зафиксирован в станине. Для этого используют металлическую раму, подходящую для самодельного ветрогенератора по форме и размерам. В крайнем случае можно применить демпфирующие материалы, которые зажмут установку в корпусе. Слишком тяжелые каркасы тоже использовать нежелательно. Оптимальный вариант – алюминиевая станина толщиной 1-2 см.

Из ферритовых магнитов

Ветрогенератор на магнитах будет сложно освоить малоопытным мастерам, но все же можно попробовать. Итак, должны быть четыре полюса, в каждом будет находиться по два ферритовых магнита. Покрывать их будут накладки из металла толщиной чуть меньше миллиметра для распределения более равномерного потока. Основных катушек должно быть 6 штук, перемотаны толстым проводом и должны находиться через каждый магнит, занимая пространство, соответствующее длине поля. Крепление схем обмотки может быть на ступице от болгарки, в середину которой установлен заранее выточенный болт.

Регулируется поток подачи энергии высотой закрепления статора над ротором, чем он выше, тем меньше залипаний, соответственно мощность понижается. Для ветряка нужно сварить опору-стойку, а на диске статора закрепить 4 больших лопасти, которые вы можете вырезать из старой металлической бочки или крышки от пластикового ведра. При средней скорости вращения выдаёт примерно до 20 ватт.

Инструкция сборки из автомобильного генератора

Для этого вам потребуется заранее приготовить всё комплектующие. Самым важным элементом является генератор. Лучше всего брать тракторный или автобусный, он способен выработать намного больше энергии. Но если такой возможности нет, то вероятнее стоит обойтись и более слабыми агрегатами. Для сборки аппарата вам понадобится: вольтметр реле аккумуляторной зарядки сталь для изготовления лопастей 12 вольтовый аккумулятор коробка для проводов 4 болта с гайками и шайбами хомуты для крепления

Применение асинхронного двигателя

Для удобства при выполнении монтажных работ можно взять асинхронную силовую установку и после несложной переделки совместить ее с механической рабочей частью ветряка. Основная часть доработки будет связана с проточкой ротора на токарном станке. Доводка делается под толщину магнитных элементов. Проблема обработки связана с тем, что в конструкции асинхронных двигателей не предусматриваются специальные гильзы для вставки магнитов, поэтому пазы растачиваются самостоятельно.

Как и в случае с выбором прямоугольных электромагнитных элементов, формирование вставок в корпусе делается для правильного направления поля на стартер. После технической доработки и внедрения рабочей оснастки, можно заливать конструкцию эпоксидной смолой. На выходе должен получиться самодельный ветрогенератор на 2 кВт и выше – производительность будет зависеть от номинальной мощности и формата примененных магнитов. Кстати, не стоит бояться того, что поле обработки клеевым составом немного упадет напряжение. Оно не имеет принципиального значения для работоспособности ветряка, но силу тока вполне может поднять.

Защита от сильного ветра

В нормальном режиме ветряк функционирует и стабильно вырабатывает ток при скорости ветра порядка 10 м/с. Превышение этого показателя будет вредно как для несущей конструкции, так и для электротехнической начинки оборудования. Поэтому установка защищается системой боковой лопатки. Например, самодельные вертикальные ветрогенераторы оберегают от ураганов с помощью панелей, дающих пружинное усилие. В такой конструкции генератор будет работать по направлению потока с хвостовым оперением, то есть функция системы ограничивается механикой, но без чрезмерных нагрузок от воздушных потоков.

Динамо-машина (Велогенератор). Виды и особенности. Работа

Разновидности

Рассмотрим существующие виды велосипедных динамо-машин заводского исполнения.

Бутылочная

Втулочная динамо-машина

При приобретении необходимо проверить число спиц и метод фиксации установочного колеса. К достоинствам втулочного генератора относится его защищенность от влаги, в отличие от бутылочного генератора, приводной ролик которого в сырую погоду проскальзывает по покрышке велосипеда. Устройство заключено внутри втулки колеса, и работа происходит от его вращения.

К недостаткам такого устройства относится то, что выключить работу втулочного генератора не получится.

Цепная

Бесконтактная

Статором является индукционная катушка, в которой вырабатывается электрический ток. В эту систему включена аккумуляторная батарея для накопления энергии. По заверениям производителя для обеспечения нормального светового потока достаточно двигаться со скоростью 15 км в час.

Достоинствами этой конструкции является:

Отсутствие трущихся элементов.
Бесшумная эксплуатация.
Неограниченный срок эксплуатации (кроме батареи аккумуляторов).

Другие конструкции

Принцип ее работы не совсем понятен. Возможно, это является технологическим секретом завода изготовителя.

Конструктивные особенности и работа

Динамо-бутылка

Динамо-машина бутылочного вида работает на боковой части передней шины велосипеда. Выполнена в виде небольшого генератора электрической энергии, и служит для работы заднего фонаря и передней фары велосипеда, а также зарядки электронных мобильных устройств.

Достоинства

Отключенный привод генератора не оказывает сопротивления движению велосипеда. При включенном генераторе велосипедисту приходится прикладывать больше силы для движения. Динамо-втулка в отличие от бутылочного велогенератора, всегда оказывает сопротивление вращению колеса, хотя значение этого сопротивления незначительно. Если бутылочный велогенератор включен, но фонари и фара не подключены к питанию, то сопротивление движению велосипеда меньше.
Легкая и простая установка. Такое устройство легко установить на любой велосипед, в отличие от втулочного генератора, для установки которого необходима сборка всего динамо-колеса со спицами.
Небольшая стоимость. Такие модели обычно стоят дешевле других видов велосипедных генераторов, хотя бывают и исключения из этого правила.

Недостатки

Сложная настройка. Требуется тщательная настройка и регулировка соприкосновения с покрышкой колеса под определенным углом, давлением в шине, высотой. Если велосипед упадет, либо ослабнут фиксирующие винты, генератор может быть поврежден. Неправильно отрегулированное устройство генератора будет издавать много шума, создавать чрезмерное сопротивление, проскальзывать по колесу. Если винты крепления слишком ослабнут, то механизм может сдвинуться с места и попасть в спицы колеса, что приведет к поломке спиц и выходу колеса велосипеда из строя. Некоторые велогенераторы оснащены специальными петлями, предохраняющими их попадание в спицы.
Для переключения требуется физическое усилие. Чтобы привести в действие генератор, необходимо переместить его корпус до соприкосновения с колесом. Втулочные генераторы могут включаться автоматически или с помощью электроники. Для этого не нужно прикладывать усилия.
Повышенный шум. При эксплуатации слышен шум в виде жужжания, в то время как динамо-втулки не создают шума.
Износ шины колеса. Для эксплуатации генератора требуется соприкосновение с шиной, в результате происходит трение и износ покрышки. Если сравнить с динамо-втулкой, то там трение с покрышкой отсутствует.
Сопротивление движению. Бутылочная динамо-машина оказывает значительно больше сопротивление движению велосипеда, чем втулочная модель. Однако при правильной настройке сопротивление незначительное, а в отключенном виде отсутствует.
Проскальзывание. При сырой дождливой погоде приводной ролик бутылочного генератора будет скользить по шине колеса, что уменьшает выработку электрического тока и снижает яркость света фары и заднего фонаря. Втулочные генераторы не требуют для работы хорошего сцепления с покрышкой, и не зависят от погоды и других неблагоприятных условий.

Динамо-втулка

Втулочная конструкция велогенератора разработана в Англии, а производится различными фирмами во многих странах. Мощность такой конструкции может достигать 3 ватт при напряжении 6 вольт. Технологии их изготовления постоянно совершенствуются, размеры конструкции становятся меньше и мощнее. Современные фары для велосипеда стали излучать более эффективный свет, так как применяются светодиоды и галогенные лампы.

Динамо-втулки при работе не создают шума, но их масса больше, чем у других моделей. Трущиеся части во втулочном варианте устройства отсутствуют. Они функционируют за счет магнита, имеющего множество полюсов, и выполненного в виде кольца. Он находится в корпусе втулки и вращается вокруг неподвижного якоря с катушкой, зафиксированной на оси. Сопротивление вращению такой конструкции очень незначительное.

Динамо-машина втулка вырабатывает низкое напряжение, поэтому при применении кремниевых диодов потери составляют значительную величину – 1,4 вольта. С германиевыми диодами потери снижаются, и составляют всего 0,4 вольта.

Принцип работы динамо-машины

Динамо-машина вырабатывает электрический ток с помощью эффекта электромагнитной индукции. Ротор вращается в магнитном поле, в результате чего в обмотке возникает электрический ток. Концы обмотки ротора подключены к коллектору, выполненному в виде колец. Через них с помощью прижимающихся щеток электрический ток поступает в сеть.

Источники:

https://spiegelstudio.ru/turizm/generator-dlya-velosipeda-vsyo-o-velosporte.html
https://patents.su/2-23786-ehlektricheskijj-generator-dlya-velosipeda.html
https://piko-train.ru/devajsy/vetrogenerator-iz-motor-kolesa.html
https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/jelektropitanie/dinamo-mashina/