Генератор электричества для велосипеда
Генератор электричества или динамо изобрёл в 1827 году А. И. Йедлик — венгерский электротехник и физик. Это произошло на шесть лет раньше, чем такое же изобретение представил миру Сименс, но Йедлик не запатентовал его.
Электрический генератор — устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в электрическую. На велосипед электрический генератор устанавливается для получения электроэнергии, которая питает осветительные приборы велосипеда, а также в последнее время для подзарядки аккумуляторов мобильных телефонов, планшетных компьютеров, GPS навигаторов и других устройств, которые велосипедист имеет при себе.
Устройство генератора электричества для велосипеда
Если просто объяснить устройство генератора, то это катушка с проводом, которая вращается в магнитном поле статора. По закону Фарадея энергия вращения преобразуется в переменный ток, который подходит для осветительных приборов, но не подходит для других устройств, питающихся постоянным током, поэтому переменный ток выпрямляют с помощью диодного моста и стабилизируют, ограничивая максимальное значение напряжения.
Основной недостаток такого устройства для получения электроэнергии состоит в том, что генератор перестаёт выдавать энергию при полной остановке велосипеда, а также присутствует зависимость уровня напряжения от скорости велосипеда, что создаёт определённые неудобства. По своей конструкции генераторы для велосипеда делятся на виды:
Втулочный внутренний генератор
Генератор для велосипеда встраивается во втулку колеса: переднюю или заднюю. Неподвижный сердечник закреплён на оси колеса, а вокруг него вращается кольцевидный многополюсный магнит. Втулочные генераторы наиболее эффективные и тихо работают, имеют высокую цену.
Внешние генераторы — к ареточный
Прикрепляется рядом с кареточным узлом, под нижними перьями рамы. Пружина прижимает ролик к покрышке колеса, которая передаёт ролику вращение.
Генератор на передней вилке
Наиболее распространённый тип генератора. Крепиться к вилке и также за счёт усилия пружины ролик генератора прижимается к боковой поверхности покрышки. Кареточный и бутылочный генераторы плохо работают в условиях большой влажности.
Современные аккумуляторные батареи вытесняют генераторы, благодаря небольшим размерам и способности выдавать большую мощность. Её значение для генератора составляет 3 — 6 Вт, тогда как аккумуляторы небольшого размера выдают до 15 Вт и более. В то же время, если аккумуляторы зарядить не имеет возможности, то генератор всегда выручит.
Также читать на эту тему:
Бесконтактный генератор электричества для велосипеда. Генератор может вырабатывать электрическую энергию, не прикасаясь к колесу, как классические генераторы. На рынке есть некоторые модели, которые также вырабатывают электричество не соприкасаясь с колесом, но при этом на колесе должны располагаться магниты…
Велосипедная фара. Длина луча. Слишком ближний свет не даёт времени оценить опасность и отреагировать на разъезд с препятствием. Слишком дальний свет не позволяет вблизи рассмотреть препятствие, когда оно уже вышло из светового пятна, а также требует использования более мощных источников света…
USB зарядка для велосипеда. Ничего сложного в ней нет, необходимо было только адаптировать уже существующие зарядные устройства к велосипеду. Отличие лишь в том, что домашние зарядные устройства питаются от сети, а здесь электричество вырабатывает генератор велосипеда…
Светодиоды пришли, и победили. Все знают слово светодиод. При его произнесении у обывателя возникают ассоциации с маленькой красной, белой или другого цвета светящейся точкой, которая символизирует, что работает какая-то функция или прибор включен. Но светодиоды бывают разные…
Приложения Runtastic для велосипедистов. Для велосипедистов Runtastic предлагает два приложения на русском языке Roadbike и Mountainbike. В каждое из них включено более 50-ти полезных и нужных функций для любителей и профессионалов велоспорта. Велосипедный компьютер Runtastic может…
Самодельный генератор на 220 В с приводом от 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.
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.
Бутылочный велогенератор: особенности, плюсы и минусы
Познакомимся с другим источником энергии – бутылочным, или «шинным» преобразователем.
Бутылочный электрогенератор – закрытый корпус с вращающимся резиновым роликом снаружи, закрепленный на переднюю вилку. В корпусе находится непосредственно преобразующее устройство – обмотка и магниты. Движение магнитного поля достигается за счет зацепления ролика с покрышкой и прямой передачи на него механической энергии с колеса. Чем выше скорость движения, тем сильнее полярность внутри генератора и больше выдаваемое напряжение.
«Бутылка» боится падений велосипеда
- возможность отключить за ненадобностью – достаточно отодвинуть ролик вбок;
- легко установить на любой тип велосипеда;
- недорогие в сравнении с втулочными генераторами.
К слабым сторонам относятся:
- весовой перекос: масса порядка 250 г, крепится «бутылка» с одной стороны;
- низкая эффективность в мокрую погоду – ролик проскальзывает по покрышке;
- шум, высокое трение на скоростях;
- износ боковин покрышек;
- долго регулировать наклон и положение.
Отдельно стоит упомянуть кареточный велосипедный генератор. Корпус его закреплен в области педального узла – каретки, под нижними перьями. Вращение магнитному устройству задается роликом, который находится в зацеплении с задним колесом байка. Фиксацию ролика на покрышке обеспечивает зажимная пружина.
Принцип работы бесконтактного генератора электричества для велосипеда
Генератор MAGNIC работает со всеми видами металлических сплавов, из которых можно изготовить обода велосипеда (алюминий, сталь, магний). Алюминий и магний как известно не являются магнитными металлами, но они являются токопроводящими.
При движении обода колеса велосипеда, относительно магнита, на границе токопроводящего материала из которого сделан обод возникают вихревые индукционные токи — в данном случае металлической оправе. Эти вихревые токи имеют собственные магнитные поля, которые поглощаются катушкой в MAGNIC.
Таким образом вырабатывается электрическая энергия. Хотя нет никакого трения, магнитное поле вихревых токов всё же имеет минимальный эффект торможения, но он настолько незначительный, что его не принимают в расчёт.
Преимущества бесконтактного генератора электричества
— малый вес; — быстрая установка и снятие; — не нужны батареи и аккумуляторы; — нет шума; — нет трения; — нет износа покрышки, как в контактном генераторе; — работает со всеми металлами, из которых сделан обод, кроме карбоновых — размер колёс не имеет значения — отсутствие проводов — всё заключено в одной герметичной коробке; — может работать в любых погодных условиях (дождь, грязь, снег) — расстояние между ободом и генератором составляет 5 мм.
Также читать на эту тему:
Генератор электричества для велосипеда. Генератор электричества или динамо изобрёл в 1827 году А. И. Йедлик – венгерский электротехник и физик. Это произошло на шесть лет раньше, чем такое же изобретение представил миру Сименс, но Йедлик не запатентовал его…
Велосипедная фара. Чтобы велосипедная фара в полной мере выполняла функции, которые на неё возлагаются, к ней предъявляются определённые требования…
Светодиоды пришли, и победили. В 60-х годах прошлого века были изобретены LED – светодиоды (Lighting Emission Diode) с очень интенсивным светоизлучением. Их применение в быту долго задерживалось из-за высокой себестоимости и на тот момент…
USB зарядка для велосипеда. Систему USB зарядки для велосипеда спроектировали студенты технического Вуза. Ничего сложного в ней нет, необходимо было только адаптировать уже существующие зарядные устройства к велосипеду. Отличие лишь в том…
Электрогенератор из велосипеда
Можно ли сделать электрогенератор из велосипеда? Как в Бразилии генерируют электричество. Где применить велосипедный генератор. Что нужно для его изготовления. Как просто сделать вело-электрогенератор.
Многие из нас, наверное, задавались вопросом: вот если бы к велосипеду приделать генератор, то сколько электроэнергии можно выработать? А учёные уже давно подсчитали — велосипедист в зависимости от уровня подготовки может выработать от 0,15 до 0,25 КВт/ч.
Хотя есть и рекорды. В ходе одного из испытаний удалось выработать 12 КВт/ч за 24 часа. Но это не предел, компания Siemens заявила, что создала установку при помощи которой человек за час смог получить 4,2 КВт/ч. А вот 62-летний изобретатель Manoj Bhargava собрал уникальный велотренажёр. Занимаясь на нём всего один час можно обеспечить электроэнергией небольшой дом на целые сутки. Учёный надеется, что Free Electric (так он назвал своё изобретение) поможет решить проблемы с электроснабжением в странах третьего мира. Посмотрим видео о нём:
Теперь посмотрите на фото ниже. Как думаете, чем занимаются эти люди?
Это заключённые, нарушители порядка колонии, в одной из бразильских тюрем вместо карцера вырабатывают электричество. Они заряжают аккумуляторы, которые ночью используются для питания осветительных фонарей города Santa Rita. А идея взята начальником этого заведения в женской тюрьме Феникса (штат Аризона, США). Там осуждённые крутят педали по 16 часов в сутки и это им засчитывается за сутки отсидки. Таким образом они сокращают себе срок.
Что такое велогенераторы и зачем нужны
Электрогенератор, устанавливаемый на велосипед, — это удобное портативное устройство, которое дает возможность самостоятельно вырабатывать электрический ток для поддержания работы фар или других электроприборов. Например, с его помощью получится на ходу бесплатно заряжать телефон или GPS-навигатор.
Принцип работы заключается в генерации переменного тока, который преобразуется в постоянный за счет диодного моста. Факты о велогенераторах:
- в зависимости от навыков и скорости езды велосипедист производит 0,15-0,25 КВт в час;
- рекордный показатель, достигнутый за 24 часа, составил 12 КВт;
- чем выше частота вращения педалей, тем больше генерируется электроэнергии. Подобная закономерность характерна как для покупных, так и самодельных генераторов электричества на велосипед;
- педальные генераторы бывают стационарными: приспособление получится изготовить самостоятельно, используя старый и ненужный велосипед.
В промышленных масштабах использование педальных генераторов теряет смысл, так как на выработку 1 КВт энергии уходит около 10 часов, но для личного использования такой прибор — хороший выбор. Ведь главные преимущества: возможность бесплатно добывать ток и днем, и ночью, дешевизна оборудования и простота обслуживания. Еще больше снизить стоимость получится, если сделать велогенератор своими руками.
Стационарный педальный генератор также выступает альтернативой солнечной черепице или батареям, которые не всегда получается использовать из-за климатических условий. Приспособление никак не зависит от солнца, ветра и легко размещается в доме или квартире.
Как сделать генератор своими руками
А сейчас попробуем сделать генератор для велосипеда самостоятельно. В качестве основы будем использовать шаговый мотор. Для питания световых приборов понадобится двигатель с характеристиками:
- номинальный ток – 2.4 А;
- сопротивление – 1.2 Ом;
- выдаваемое напряжение – 2.88 В.
Устанавливать динамо-машину следует вблизи втулки заднего колеса. Для передачи вращения от колеса на маховичок (прорезиненное колесико) мотора необходимо передаточное кольцо. Для его создания потребуется гибкая пластиковая лента. Изготовление:
- Скрутить ленты в кольцо, заварив концы.
- Вырезать посадочные прорези сбоку под каждую спицу колеса. Глубина прорезей – ¼ от толщины кольца.
- Посадить кольцо на спицы, залить клеем-герметиком прорези с внутренней стороны у каждой спицы.
Когда кольцо готово, на свободные посадочные места к перьям прикручивается шаговый мотор, а маховик устанавливается поверх кольца. Если свободные места для двигателя отсутствуют, нужно будет наварить на раму дополнительную пластину с отверстиями.
Общая схема создания генератора своими руками: генератор – сборка электрической схемы (мосты, резисторы, конденсаторы) – соединение – установка фар.
Для сборки электрического блока на фары понадобятся:
- светодиоды 1N4004 – 8 шт (мост-преобразователь);
- стабилизатор LM317T;
- конденсатор керамический емкостью 1 мкФ;
- резисторы 240 Ом и 820 Ом для стабилизатора;
- диод мощностью 1Вт и резистор к нему 110 Ом (0.25 Вт);
- провода;
- пластиковая коробка, где все будет находиться.
Собираем компоненты с учетом следующей схемы:
Другой вариант этой схемы:
Как сделать электрогенератор
Приступаем. Выкладываю две схемы для сравнения. На первой педальный генератор может питать только лампочки постоянного тока, а на второй может полноценно работать с приборами, рассчитанными на 220V переменного тока. Выбираем схему.
Теперь снимаем с заднего колеса покрышку с камерой. Примерно измеряем нужную длину ремня. Точное значение не понадобится, потому что натяжение будем регулировать при помощи стойки. Идём в ближайший магазин запчастей для авто и покупаем соответствующий ремень. Далее из бруса сечением 100*50 мм делаем стойку для установки заднего колеса велосипеда и электродвигателя. У вас должно получиться примерно так:
Устанавливаем велосипед задней осью в прорезь стойки, надеваем ремень на колесо и двигатель. После этого регулируем натяжение ремня отодвигая и закрепляя электродвигатель в нужном положении.
В принципе, первая схема готова. Осталось только подключить к генератору электролампу. А для второй схемы потребуется взять аккумулятор на 12V и соединить его с электродвигателем через диод. Диод в этой схеме позволяет току течь только от генератора к батарее. При установке убедитесь, что ножка катода направлена в сторону положительной клеммы аккумулятора. Катод обычно помечен тонкой серой полосой на корпусе диода.
После этого останется к аккумуляторной батарее подключить инвертор.
Только перед подключением убедитесь, что правильно подключаете положительные и отрицательные клеммы, иначе вы рискуете спалить предохранитель инвертора
И вообще будьте осторожно, потому что на выходе мы уже получим переменный ток напряжением 220V. На фото ниже можно увидеть ка будет выглядеть наше творение после окончательной сборки и покраски
Бесконтактный генератор на велосипед своими руками
При использовании обычных «динамок» для велосипеда всегда возникает вопрос их долговечности. Ведь в таком устройстве вращается ротор, вследствие чего в подшипниках (или втулках) возникает трение, которое впоследствии разрушает генератор. Также лишняя сила трения приводит к потере энергии, то есть велосипед катиться уже не так далеко и нужно прикладывать больше усилий, чтобы его разогнать.
Выходом из этой ситуации может стать использование бесконтактного генератора. В таком устройстве нет вращающихся деталей, и оно может работать практически вечно. Как правило, роль ротора выполняет само колесо велосипеда, ну а статор крепится к раме или вилке. Стоимость таких генераторов довольно велика, поэтому есть смысл попробовать создать его самому.
Ниже будет рассмотрен простейший способ создания бесконтактного генератора для велосипеда. Но это лишь модель, принцип, который можно брать для создания подобных самоделок.
Материалы и инструменты для самоделки: — мощный магнит (автор использует неодимовый от жесткого диска); — три катушки (можно сделать самому); — задний фонарь тремя светодиодами; — конденсатор на 4700 нФ; — передняя фара (с пятью белыми светодиодами); — двойной переключатель от компьютерного блока питания; — два винта с гайками и шайбами (для крепления магнита к колесу); — отвертки и гаечные ключи, паяльник, изолента; — провода, переключатели и другие мелочи.
Процесс изготовления генератора:
Шаг первый. Установка элементов генератора на велосипед
Все работает по очень простой схеме. К колесу велосипеда с помощью двух винтов и гаек крепится мощный неодимовый магнит от жесткого диска компьютера (Автор использует три магнита, это позволяет убрать вибрации. Можно использовать и больше). Напротив него к вилке велосипеда на минимальном расстоянии размещается катушка, при прохождении возле нее магнита в ней возникает ток. У автора катушки три, одна нужна для работы заднего фонаря, а две для работы переднего. Так как ток получается импульсным, то при езде фонари будут мигать. Чем ближе магнит будет проходить возле катушки, тем больше она сможет выработать энергии.
Катушки можно намотать как самому, так и найти уже готовый, для этих целей подойдут старые реле. В идеале сопротивление катушки должно составлять 100-200 Ом, автор же использует две катушки по 600 Ом и уверяет, что все работает отлично. Чем выше будет сопротивление катушки, тем больше она будет вырабатывать энергии, но при этом снижается КПД из-за потерь в катушке. Желательно придумать для катушек какой-то корпус, либо иначе защитить их от попадания воды и грязи. Если все сделано верно, то при вращении колеса катушки уже будут вырабатывать импульсное напряжение.
Шаг второй. Подключаем задний фонарь
Передний и задний фонари в системе абсолютно независимые. Задний фонарь питается всего от одной катушке. Для того чтобы немного стабилизировать напряжение, в схеме предусмотрен конденсатор на 4700 нФ. Исходное напряжение здесь составляет 2.2 Вольта. Как именно генерируется напряжение катушками, можно посмотреть на осциллографе. При полном обороте колеса должно быть три импульса, так как в системе установлено три магнита.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Применение электрогенератора
А где можно применить велосипедный электрогенератор в нашей обычной жизни? Можно, например, заряжать телефон занимаясь спортом по утрам. Ну и правда, почему бы не тренироваться и экономить электроэнергию в то же время? Замерьте, сколько времени потребуется, чтобы зарядить свой сотовый. Попробуйте запомнить время и пытаться побить его в будущем. Можно совместить, так сказать приятное с полезным — посмотрите, сможете ли вы генерировать столько энергии, сколько потребляет блендер. Тогда вы сможете приготовить себе спортивный коктейль.
Если у вас есть технически смелый ребёнок, то почему бы ему не заняться воплощением этой идеи в жизнь просто ради опыта. Включите свою фантазию и может вам придут в голову ещё какие-то забавные идеи.
Не исключено, что вы захотите воплотить свои задумки в жизнь. Что для этого понадобиться?
- Велосипед. Для этих целей отлично подойдёт старый, давно не используемый или валяющийся без дела.
- Двигатель на 12V постоянного тока.
- Клиновой ремень, для соединения заднего колеса с двигателем.
- Брус для подставки 100*50 мм.
- Диод.
- Аккумулятор 12V.
- Инвертор, преобразующий постоянный ток 12V в переменный 220V.
Покупатель AliExpress
Велогенератор
Цена на момент покупки: 2003.22 рублей.
Время получения товара с момента заказа на сайте: 33 дня.
Размеры (Д х Ш х В) вместе с креплением, см: 10 х 4 х 13.
Ёмкость встроенного аккумулятора: 1000 mAh.
Получаемый ток: 5V / 1A.
Комплектация: генератор, стяжки.
Упаковка: картонная коробка, упакованная в мягкий пакет.
Ссылка на велосипедный электрогенератор
Помнится, в детстве, когда у каждого мальчишки во дворе был велосипед, мы любили — как сейчас модно говорить — тюнинговать своих коней. Но тогда выбор «украшений» был не особо велик. Да и на покупки нужны деньги. А вот прицепить лишний катафот, обмотать ручки изолентой, накрутить разноцветную проволоку на спицы или облепить раму наклейками — это было доступно каждому. И стоит ли говорить, что появление на чьём-нибудь велосипеде какой-то особенной «приблуды» автоматически делало его хозяина элитой:) Эх, детство…
Одной из таких «элитных» вещей в моем детстве был фонарик со своим электрогенератором. Вот что-то типа этого набора:
Велогенератор из детства
Сам генератор (устройство в виде бутылочки с колесиком на конце) крепится на раму около колеса, а фонарик на руль. От фонарика к генератору идет проводок. Генератор, прикрепленный к раме, имеет два положения: активное — колесико непосредственно касается шины велосипеда; неактивное — генератор отведен немного в сторону от колеса. Принцип прост — колесо велосипеда крутится во время езды, и, если генератор в активном состоянии, то его колесико, касаясь колеса велосипеда, тоже крутится. Ну и в генераторе вырабатывается ток по принципу электромагнитной индукции (надеюсь, все помнят опыт из школьной физики). Этот ток и передается на фонарик, от чего последний светится.
Это лирика… На самом деле, вещь была не очень удобной. Жутко жужжала. Да и свет фонарика, как правило, был мерцающим и его интенсивность зависела от того, насколько быстро крутится колесо. Остановишься — свет погаснет. И если на колесе проглядывалась «восьмерка» или налипла грязь — эффективность устройства заметно падала. Однако, в детстве мы этого не замечали. Главное — свет был! И без батареек!
Что ж, прогресс не стоит на месте. Даже в таком вопросе, как велогенераторы
Собираем генератор-тренажер своим руками и обеспечиваем свой дом электроэнергией
Нам понадобиться собрать регулятор напряжения, чтобы он не только выпрямлял ток от шагового двигателя, но и регулировал напряжение на выходе, тем самым защищая светодиоды от скачков напряжения при езде. Схема регулятора проста. Выпрямительный мост на диодах и регулятор напряжения на микросхеме LM317. Я все собрал на макетной плате с отверстиями. Просто вставил детали, загнул контакты в направлении пайки и все спаял. Припаял провода и вот мой регулятор-выпрямитель готов. Тумблером можно выключать генератор.
Сборка генератора
Собираем крепление шагового двигателя к колесу. Принцип прост: колесо вертит шаговый двигатель, двигатель вырабатывает электричество. Я долго думал, как реализовать крепление и попроще, и понадежней. Вот что придумал: Я взял крепление от крыла (пыльника, брызговика). К нему прикрутил винтами алюминиевый уголок, немного его подрезав. А уже к уголку прикрепил шаговый двигатель. Все – конструкция проверена, работает нормально. Конечно, желательно чтобы она подпружинила двигатель к колесу, но в принципе, и так вполне нормально. Ах, да. На шаговый двигатель одевается колесико от машинки с резиновой покрышкой. На вал двигателя намотана изолента, чтобы колесико плотно натягивалось на вал. Ничего лучше в голову не пришло.
Крепление регулятора
Я также долго думал где разместить корпус регулятора, куда его прикрепить, ведь он должен находиться в близости шагового двигателя, иначе придется тянуть 4 провода от шагового двигателя. Наконец я придумал и решил закрепить регулятор на стойках на той же планке, где крепиться шаговый мотор. Вырезал из тонкого алюминиевого листва прямоугольник, и привернул длинными болтами через стойки длинной 1 см. Ну а к прямоугольнику прикрепил регулятор.
Проверка работы генератора
Шаговый двигатель что я взял был на 24 вольта. И при нормальной скорости велосипеда выдавал более 30 вольт. Регулятор на выходе выдавал 3,1 вольт. Что вполне нормально. Если вас не устроит это напряжение, отрегулируйте его резисторами 150 и 220 Ом. Вообще можно запаять переменный резистор и настраивать напряжение, как угодно.
Провода от регулятора я подвел к переднему фонарю. Подключил параллельно элементам питания. В итоге, когда велосипед стоит фонарь светит от батареек. А когда велосипед едет – фонарь светит от генератора, а элементы немного заряжаются. В идеале конечно нужно использовать аккумуляторы, но пальчиковые аккумуляторы напряжением 1,2 вольта, фонарь будет гореть тускло. А принципе батарейки можно вообще выкинуть, и фара будет гореть только в движении. В общем кто как хочет.
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.
Применение электрогенератора
А где можно применить велосипедный электрогенератор в нашей обычной жизни? Можно, например, заряжать телефон занимаясь спортом по утрам. Ну и правда, почему бы не тренироваться и экономить электроэнергию в то же время? Замерьте, сколько времени потребуется, чтобы зарядить свой сотовый. Попробуйте запомнить время и пытаться побить его в будущем. Можно совместить, так сказать приятное с полезным — посмотрите, сможете ли вы генерировать столько энергии, сколько потребляет блендер. Тогда вы сможете приготовить себе спортивный коктейль.
Если у вас есть технически смелый ребёнок, то почему бы ему не заняться воплощением этой идеи в жизнь просто ради опыта. Включите свою фантазию и может вам придут в голову ещё какие-то забавные идеи.
Не исключено, что вы захотите воплотить свои задумки в жизнь. Что для этого понадобиться?
- Велосипед. Для этих целей отлично подойдёт старый, давно не используемый или валяющийся без дела.
- Двигатель на 12V постоянного тока.
- Клиновой ремень, для соединения заднего колеса с двигателем.
- Брус для подставки 100*50 мм.
- Диод.
- Аккумулятор 12V.
- Инвертор, преобразующий постоянный ток 12V в переменный 220V.
Если вы не планируете подключать к этому устройству ничего, кроме лампочки постоянного тока, то без последних трёх пунктов можно обойтись. А для подключения других электроприборов они понадобятся. Причиной этого является неравномерное напряжение, которое будет поступать из генератора (электродвигателя).
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.
Но учитывая данные недостатки и преимущества, то в целом, данный вид генератора вполне эффективен.
Генератор для велосипеда, вырабатывающий электрическую энергию тока
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.
Вместе с тем, даже большой вес можно назвать просто платой за надежность. К тому же, это никак не нарушает равновесия и не создает дополнительных проблем.
Динамо втулка
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.
«Бутылка»
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» генератор
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.
Как сделать своими руками?
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.
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.
Электрогенератор из велосипеда
Можно ли сделать электрогенератор из велосипеда? Как в Бразилии генерируют электричество. Где применить велосипедный генератор. Что нужно для его изготовления. Как просто сделать вело-электрогенератор.
Многие из нас, наверное, задавались вопросом: вот если бы к велосипеду приделать генератор, то сколько электроэнергии можно выработать? А учёные уже давно подсчитали — велосипедист в зависимости от уровня подготовки может выработать от 0,15 до 0,25 КВт/ч.
Хотя есть и рекорды. В ходе одного из испытаний удалось выработать 12 КВт/ч за 24 часа. Но это не предел, компания Siemens заявила, что создала установку при помощи которой человек за час смог получить 4,2 КВт/ч. А вот 62-летний изобретатель Manoj Bhargava собрал уникальный велотренажёр. Занимаясь на нём всего один час можно обеспечить электроэнергией небольшой дом на целые сутки. Учёный надеется, что Free Electric (так он назвал своё изобретение) поможет решить проблемы с электроснабжением в странах третьего мира. Посмотрим видео о нём:
Теперь посмотрите на фото ниже. Как думаете, чем занимаются эти люди?
Это заключённые, нарушители порядка колонии, в одной из бразильских тюрем вместо карцера вырабатывают электричество. Они заряжают аккумуляторы, которые ночью используются для питания осветительных фонарей города Santa Rita. А идея взята начальником этого заведения в женской тюрьме Феникса (штат Аризона, США). Там осуждённые крутят педали по 16 часов в сутки и это им засчитывается за сутки отсидки. Таким образом они сокращают себе срок.
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.
Велогенератор – устройство, которое позволяет получить электроэнергию за счет вращения педалей и передать ее на осветительные приборы велосипеда или сторонние электроприборы. По конструкции велосипедные генераторы делятся на несколько типов: втулочные, бутылочные, кареточные и бесконтактные.
Выдаваемые сила тока и напряжение неразрывно связаны с частотой педалирования – скоростью передвижения. Закономерность справедлива для всех типов генераторов. Велосипедный генератор выдает переменный ток, который стабилизируется в постоянный с помощью моста-выпрямителя. Его роль могут играть спаянные диодные лампы или специальные устройства, например, двухполупериодовой выпрямитель.
Что нам понадобилось:
- коллекторный мотор на 12 вольт (у отца оказался подходящий мотор, а вообще автор советует купить его в автомагазине или на б/у рынке);
- патрон от дрели послужил насадкой для оси мотора;
- бесперебойник от моего старого компьютера формата UPS (можно заменить обычным инвертором с 12 на 220 вольт);
- любой диод на 10 ампер (мы использовали Д214, но можно купить и Д242 или КД203 в магазине радиозапчастей);
- велосипед с педалями;
- аккумулятор на 12 вольт.
Динамо-втулка как электродвигатель
Динамо-втулка, или втулочный генератор, – обычная со встроенным магнитным механизмом. При вращении образуются вихревые токи, на выходе из втулки механическая энергия преобразуется в ток с заданной силой, напряжением и мощностью. На велосипедных динамо-машинах напряжение достигает 6В, а мощность – 1.8-2 Вт.
Изобретение запатентовано английской компанией Sturmey Archer. В наши дни производство активно поддерживают и другие фирмы-производители – Shimano и Schmidt.
Особенности конструкции втулки-генератора:
- неподвижный якорь (обмотка) на оси;
- зафиксированный и вращающийся вместе с втулкой кольцевой магнит;
- клеммы и двойные провода;
- высокая масса.
Динамка Shimano AlfineDH-S701
Втулочный источник электричества не использует в качестве заземления велосипедную раму и вместе с лампами изолируется от нее. В двухполупериодовом выпрямителе цепь переменного тока (на выходе) и постоянного тока (к фаре) полностью отделены друг от друга.
Динамо-втулки тяжелые, правда, более легкие магниты редкоземельных металлов и алюминиевая оболочка позволили немного снизить их массу. В работе устройство имеет невысокое сопротивление раскручиванию, а при возрастании угловой скорости усиливается частота тока. Этот эффект сглаживает усиление напряжения и позволяет генератору работать в широких диапазонах скоростей.
Фары, которыми оснащается втулочный генератор, имеют встроенный стабилизатор тока. При подключении другой фары в цепь устанавливается отдельный выпрямитель, чтобы не спалить электроприбор. Яркость фары зависит от ее требований к источнику энергии и, собственно, выходного напряжения втулки. Чем больше несоответствия в меньшую сторону (фара мощнее), тем свет будет тусклее. В противоположной ситуации источник света работать не будет.
Генератор электричества для велосипеда
Генератор электричества или динамо изобрёл в 1827 году А. И. Йедлик — венгерский электротехник и физик. Это произошло на шесть лет раньше, чем такое же изобретение представил миру Сименс, но Йедлик не запатентовал его.
Электрический генератор — устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в электрическую. На велосипед электрический генератор устанавливается для получения электроэнергии, которая питает осветительные приборы велосипеда, а также в последнее время для подзарядки аккумуляторов мобильных телефонов, планшетных компьютеров, GPS навигаторов и других устройств, которые велосипедист имеет при себе.
Устройство генератора электричества для велосипеда
Если просто объяснить устройство генератора, то это катушка с проводом, которая вращается в магнитном поле статора. По закону Фарадея энергия вращения преобразуется в переменный ток, который подходит для осветительных приборов, но не подходит для других устройств, питающихся постоянным током, поэтому переменный ток выпрямляют с помощью диодного моста и стабилизируют, ограничивая максимальное значение напряжения.
Основной недостаток такого устройства для получения электроэнергии состоит в том, что генератор перестаёт выдавать энергию при полной остановке велосипеда, а также присутствует зависимость уровня напряжения от скорости велосипеда, что создаёт определённые неудобства. По своей конструкции генераторы для велосипеда делятся на виды:
Втулочный внутренний генератор
Генератор для велосипеда встраивается во втулку колеса: переднюю или заднюю. Неподвижный сердечник закреплён на оси колеса, а вокруг него вращается кольцевидный многополюсный магнит. Втулочные генераторы наиболее эффективные и тихо работают, имеют высокую цену.
Внешние генераторы — кареточный
Прикрепляется рядом с кареточным узлом, под нижними перьями рамы. Пружина прижимает ролик к покрышке колеса, которая передаёт ролику вращение.
Генератор на передней вилке
Наиболее распространённый тип генератора. Крепиться к вилке и также за счёт усилия пружины ролик генератора прижимается к боковой поверхности покрышки. Кареточный и бутылочный генераторы плохо работают в условиях большой влажности.
Современные аккумуляторные батареи вытесняют генераторы, благодаря небольшим размерам и способности выдавать большую мощность. Её значение для генератора составляет 3 — 6 Вт, тогда как аккумуляторы небольшого размера выдают до 15 Вт и более. В то же время, если аккумуляторы зарядить не имеет возможности, то генератор всегда выручит.
Также читать на эту тему:
Бесконтактный генератор электричества для велосипеда. Генератор может вырабатывать электрическую энергию, не прикасаясь к колесу, как классические генераторы. На рынке есть некоторые модели, которые также вырабатывают электричество не соприкасаясь с колесом, но при этом на колесе должны располагаться магниты…
Велосипедная фара. Длина луча. Слишком ближний свет не даёт времени оценить опасность и отреагировать на разъезд с препятствием. Слишком дальний свет не позволяет вблизи рассмотреть препятствие, когда оно уже вышло из светового пятна, а также требует использования более мощных источников света…
USB зарядка для велосипеда. Ничего сложного в ней нет, необходимо было только адаптировать уже существующие зарядные устройства к велосипеду. Отличие лишь в том, что домашние зарядные устройства питаются от сети, а здесь электричество вырабатывает генератор велосипеда…
Светодиоды пришли, и победили. Все знают слово светодиод. При его произнесении у обывателя возникают ассоциации с маленькой красной, белой или другого цвета светящейся точкой, которая символизирует, что работает какая-то функция или прибор включен. Но светодиоды бывают разные…
Приложения Runtastic для велосипедистов. Для велосипедистов Runtastic предлагает два приложения на русском языке Roadbike и Mountainbike. В каждое из них включено более 50-ти полезных и нужных функций для любителей и профессионалов велоспорта. Велосипедный компьютер Runtastic может…
Бутылочный велогенератор: особенности, плюсы и минусы
Познакомимся с другим источником энергии – бутылочным, или «шинным» преобразователем.
Бутылочный электрогенератор – закрытый корпус с вращающимся резиновым роликом снаружи, закрепленный на переднюю вилку. В корпусе находится непосредственно преобразующее устройство – обмотка и магниты. Движение магнитного поля достигается за счет зацепления ролика с покрышкой и прямой передачи на него механической энергии с колеса. Чем выше скорость движения, тем сильнее полярность внутри генератора и больше выдаваемое напряжение.
«Бутылка» боится падений велосипеда
Преимущества «бутылок»:
- возможность отключить за ненадобностью – достаточно отодвинуть ролик вбок;
- легко установить на любой тип велосипеда;
- недорогие в сравнении с втулочными генераторами.
К слабым сторонам относятся:
- весовой перекос: масса порядка 250 г, крепится «бутылка» с одной стороны;
- низкая эффективность в мокрую погоду – ролик проскальзывает по покрышке;
- шум, высокое трение на скоростях;
- износ боковин покрышек;
- долго регулировать наклон и положение.
Отдельно стоит упомянуть кареточный велосипедный генератор. Корпус его закреплен в области педального узла – каретки, под нижними перьями. Вращение магнитному устройству задается роликом, который находится в зацеплении с задним колесом байка. Фиксацию ролика на покрышке обеспечивает зажимная пружина.
Бесконтактный велосипедный генератор
Бутылочный и кареточный генераторы выдают электроэнергию, соприкасаясь с движущимся колесом. Динамо-втулка является встроенным элементом колеса. Бесконтактный генератор никак не прикасается к колесу, не создает сил трения и сопротивления вращению. Вихревые токи образуются за счет близкого расположения плоскости вращения намагниченного обода и сильного магнита.
Фары встроены прямо в устройство, передача электричества идет напрямую через выпрямляющий мост. К неоспоримым достоинствам этого генератора относятся:
- отсутствие кабелей;
- нет силы трения и сопротивления со стороны устройства;
- небольшой вес конструкции – не более 60 г.
Бесконтактные источники энергии можно смело применять на шоссейных велосипедах для дальних путешествий
Приборы крепятся парно: на вилку – передняя фара, на перо – задний катафот. Фактически это самостоятельные фонарики, только работают они не от батареек, а через вращение колес в магнитном поле. Светимость ламп находится на уровне или превышает аналогичный параметр аккумуляторных световых приборов.
При замедлении колеса интенсивность вихревых токов снижается, лампочки должны тускнеть, а при остановке колеса – полностью гаснуть. Для обеспечения равномерного света и возможности использовать свет даже на стоянке, в конструкции предусмотрен конденсатор («батарея» для получения электроэнергии), который наполняется при движении велосипеда.
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.
Вместе с тем, даже большой вес можно назвать просто платой за надежность. К тому же, это никак не нарушает равновесия и не создает дополнительных проблем.
Как сделать генератор своими руками
А сейчас попробуем сделать генератор для велосипеда самостоятельно. В качестве основы будем использовать шаговый мотор. Для питания световых приборов понадобится двигатель с характеристиками:
- номинальный ток – 2.4 А;
- сопротивление – 1.2 Ом;
- выдаваемое напряжение – 2.88 В.
Устанавливать динамо-машину следует вблизи втулки заднего колеса. Для передачи вращения от колеса на маховичок (прорезиненное колесико) мотора необходимо передаточное кольцо. Для его создания потребуется гибкая пластиковая лента. Изготовление:
- Скрутить ленты в кольцо, заварив концы.
- Вырезать посадочные прорези сбоку под каждую спицу колеса. Глубина прорезей – ¼ от толщины кольца.
- Посадить кольцо на спицы, залить клеем-герметиком прорези с внутренней стороны у каждой спицы.
Когда кольцо готово, на свободные посадочные места к перьям прикручивается шаговый мотор, а маховик устанавливается поверх кольца. Если свободные места для двигателя отсутствуют, нужно будет наварить на раму дополнительную пластину с отверстиями.
Общая схема создания генератора своими руками: генератор – сборка электрической схемы (мосты, резисторы, конденсаторы) – соединение – установка фар.
Для сборки электрического блока на фары понадобятся:
- светодиоды 1N4004 – 8 шт (мост-преобразователь);
- стабилизатор LM317T;
- конденсатор керамический емкостью 1 мкФ;
- резисторы 240 Ом и 820 Ом для стабилизатора;
- диод мощностью 1Вт и резистор к нему 110 Ом (0.25 Вт);
- провода;
- пластиковая коробка, где все будет находиться.
Собираем компоненты с учетом следующей схемы:
Другой вариант этой схемы:
Электроцепь своими руками
- Спаять диоды 1N4004 в параллельные мосты.
- Припаять конденсатор между «положительным» и «отрицательным» концами схемы.
- Установить резисторы и стабилизатор напряжения.
- Припаять светодиод (1Вт) и резистор к цепи фары.
- Через провода соединить фару с конденсаторами, а затем электрическую цепь с генератором на заднем колесе.
- Чтобы отключать лампу даже во время езды на велосипеде, на промежутке между конденсаторами и установить выключатель, который будет замыкать и размыкать цепь.
Самодельный электрогенератор на заднее колесо велосипеда
Корпус с электрической схемой закрепляется на раме велосипеда, провода фиксируем хомутиками.
На последнем этапе проверяется работа системы: колесико должно свободно проходить по колесу и двигаться синхронно с ним. При правильно собранной электрической схеме из конденсаторов, резисторов и мостов-выпрямителей фара включится. Правда, на низких оборотах колеса ее свет будет мерцать.
Кареточные электромоторы для велосипедов
Кареточные электромоторы (англ.: mid drive motor) – это настоящее и будущее электровелотранспорта.
Причина их популярности в том, что они имеют однозначные преимущества по сравнению мотор-колесами. В приличных веломагазинах электровелосипедов с мотор-колесами уже и не встретить. Да и известные велобренды оснащают свои велосипеды преимущественно моторами mid drive.
“Кареточные” они оттого, что вставляются в каретку велосипеда. В интернете еще можно встретить название “мид-драйв”, “подвесные” и “центральные”.
Преимущества кареточных моторов
- Не нужно менять или спицевать колёса, кареточный мотор устанавливается вместо каретки.
- Не нужно думать, куда приколхозить контроллер, он встроен в кареточный мотор.
- В отличие от мотор-колес, не нужны усилители дропаутов. Вероятность поломки рамы такая же, как на обычных велосипедах.
- В отличие от мотор-колес с директ-драйвом при севшем аккумуляторе крутить педали электровелосипеда также легко, как на обычном велосипеде.
- Нагрузка на спицы и обода как на обычном велосипеде, так как нет «гири в колесе» (мотора), которая создаёт разрушающее воздействие.
- Есть возможность выбора передачи соответственно дороге — при езде по сыпучим грунтам, лесам и в крутые подъёмы можно выбрать пониженную передачу и уверенно и экономично двигаться вперед, а в городе можно комфортно втопить включив повышенную передачу.
Недостатки кареточных моторов
- Износ цепи и зубьев звездочек заметно выше, чем при использовании мотор-колес, но ничем не отличается от обычных велосипедов (если учитывать износ в зависимости от пробега). Пользуйтесь нормальной смазкой для цепи и будет вам счастье.
- Установка кареточного мотора на велосипед требует наличия специальных ключей для работы с кареткой.
- Если вам нужны высокие скорости выше 45 км\ч, лучше рассматривать варианты с мотор-колесом Bafang, Mxus или QS. Хотя и среди кареточных электромоторов есть монстры мощностью до 18 kw.
- Если вы используете переднюю звёздочку небольшого диаметра (меньше 38), то кареточный мотор уменьшает клиренс. Если 38 и больше, то клиренс ограничен звездочкой.
- Кареточные моторы разработанные для интеграции в рамы велосипедов можно установить только в разработанные под них рамы.
В этой статье я попробую рассмотреть наиболее известные модели кареточных моторов. Это очень динамичная тема. Производители постоянно выводят на рынок что-то новое. Обзор дополняется и исправляется примерно раз в пару месяцев. Не стесняйтесь писать о новых электромоторах в комментариях. Это позволит быстрее делать обзор актуальным.
Мощность кареточных моторов
Существует нескольку условная классификация по мощности: маломощные (250–350 W), средней мощности (500–750 W), мощные (1000 W и выше). От мощности зависит скорость электровелосипеда.
Попытка понять, как номинальная мощность влияет на ходовые качества электровелосипеда – отличный способ не понять ничего. Дело в том, что такая характеристика, как «номинальная мощность», используемая некоторыми производителями, не равна ни фактической выходной мощности двигателя, ни максимальной выходной мощности. Фактическая выходная мощность двигателя полностью зависит от того, насколько сильно он нагружен в какой-то конкретной ситуации.
В большинстве стран номинальная мощность веломоторов законодательно ограничена 250W. Но некоторые владельцы электровелосипедов нарушают законы и маскируют мощность моторов вводящими в заблуждение стикерами.
Некоторые производители указывают пиковую мощность, но насколько она продолжительна? 1, 5, 100 секунд, 1 час? Данных нет…
Каков потенциал мотора в совокупности с вашей батареей можно прикинуть на симуляторе (там под окошком с выбором мотора не забудьте выставить “Middrive”, по умолчанию выскакивает “Hubmotor “).
Модели кареточных моторов
Кареточные моторы для велосипедов продаются в виде наборов включающих мотор со встроенным контроллером и дополнительные компоненты (компьютер, провода и т.п.). Наибольшее разнообразие вариантов у фирмы Bafang. Или уже вмонтированными в рамы электровелосипедов.
Все кареточные моторы можно разделить на три группы:
- Моторы для сторонних производителей велосипедов (Brose, Bosch, Impulse, Yamaha, Shimano, Bafang). Самостоятельно такой мотор к своему велосипеду не прикрепить, они рассчитаны на установку в специально под них разработанные рамы. Такие электровелосипеды можно купить по цене от 1300 евро. Многие из них являются элементами “закрытых систем”, к примеру вы не сможете влезть в програмные настройки моторов Bosch и использовать батареи и дисплеи сторонних фирм.
- Моторы из серии “собери электровелосипед сам” (Bafang, Tongsheng, GNG, Cyclone, Pendix). Это самая актуальная для России группа кареточных моторов для электровелосипедов. Почему так?
Ценник. Велосипед у вас либо уже есть, либо его можно приобрести за какие-то адекватные деньги, не сложно купить мотор, батарею и самому этот велосипед электрофицировать. Да, выглядеть он будет не столь красиво, как электровелосипед от известного бренда со встроенными в раму мотором и батареей, но по своим характеристикам он будет такой же или лучше.
Моторы таких известных производителей, как Bafang и Tongsheng – полностью ремонтопригодны. Все что может потребоваться приобретается через Алиэкспресс и/или через другие интернет-магазины.
Скорость. На законодательственном уровне во многих странах мира прописано, что электрический двигатель, устанавливаемый на велосипед, не должен иметь мощность свыше 250-350 W, а скорость его передвижения, как правило, должна ограничиваться электроникой на показателе 25-30 км/ч. Большая часть моторов для самостоятельной электрофикации велосипедов ограничений по мощности и скорости не имеет.
Это “открытые системы”, т.е. у пользователя есть возможность влезать в программные настройки и использовать дистплеи и батареи сторонних производителей. - Моторы разработанные, как элемент своих фирменных электровелосипедов (TQ, Optibike).
Все “именитые” производители, типа Bosch, Panasonic и т.д. в какой-то момент начали пользоваться информационными шинами типа CAN для связи мотора и батареи. Из-за этого пользователи таких моторов вынуждены приобретать оригинальные батареи на которые производитель выставляет высокие цены.
MY1016Z
Начнем с самого дешевого. Кареточный мотор 12V и 24V – 250W за 3500 руб. Есть наборы для электрификации велосипеда с моторами на 250W по цене от 5000 руб и 3000W за 9000 руб .
Насколько я понял существует два варианта установки шайтан-мотора: на каретку и на заднее колесо. Как устанавливается на заднее колесо, можно посмотреть в ролике.
Не нужно думать, что это полная ерунда. На этих моторчиках делают вполне прикольные кастомные электромопеды.
Tongsheng
Судя по статистике посещений нашего сайта, в России центральные моторы этого произвидителя на порядок менее популярны, чем Bafang.
Bosch
Компании, которые используют моторы этого производителя: Felt, Trek , Easy Motion, Cube и другие. По некоторым отзывам неприятной особенностью моторов этой фирмы является их шумность.
Кареточные электромоторы для велосипедов системы Bosch обычно имеют одну переднюю завездочку, тогда, как у многих моделей Brose и Yamaha две звездочки для большего количества передач. Производитель велосипедов использующий моторы Bosch может выбирать передние звездочки с 16 зубьями, 18 или 20.
Электромоторы Bosch (как и прочих производителей занимающихся разработкой моторов для Европы и США) работают только в режиме ассистирования педалированию. У законопослужних жителей Европы и США это вызывает понимание. У свободолюбивых жителей России, такое ограничение вызывает недоумение. Электромотор вроде бы есть, так какого хрена нужно постоянно крутить педали?
По данным на 2020 год Bosch выпускает следующие моторы: ACTIVE LINE, ACTIVE LINE PLUS, CARGO LINE, PERFORMANCE LINE и PERFORMANCE LINE CX.
Pendix
Немецкая компания Pendix выпускает мотор, который может быть установлен практически на любой имеющийся у вас велосипед. Бесшумная и не требующая обслуживания система. Этот кареточный мотр водо- и пыленепроницаемый в соответствии с IP65. Имеет слабое сопротивление педалированию, когда двигатель выключен или аккумулятор разряжен. Может комбинироваться со всеми системами переключения скоростей и торможения.
Этими моторами оснащены и серийные электровелосипеды: E-muli, Christiania Bikes, Pakka Bikes, Santos, Herkelmann Bikes, KIFFY, Work Cycles, Columbus Bikes, Hrinkow Bikes, Nijland Cycling, BBF Bike, Libelle, Jongerius, Velorbis.
Размер: 292 х 206 х 50 мм
Вес: 7,522 кг (вместе с батареей 500 Wh)
Номинальная мощность: 250 W
Максимальный крутящий момент: 50 Nm
Ассистирование педалированию до достижения скорости 25 км/ч, после чего мотор отключается.
Под брендами BAFANG и 8Fun выпускаются следующие модели кареточных электромоторов: BBS01 36V 250W; BBS01 36V 350W; BBS02 36V 500W, BBS02 48V 500W, BBS02 48V 750W; BBS HD 48V 1000W.
Цены вполне приемлемы, никаких проблем с заказом и доставкой в Россию, моторы надежные и ремонтопригодные.
Выглядят все модели похоже, отличаются весом и мощностью. Китайцы понимают, как нужно жить и в их моторах реализована, как система ассистирования педалированию, так и возможность ездить на ручке «газа». Приобретают их обычно в виде наборов, куда помимо мотора входят все необходимые для электрификации велосипеда механические и электронные детали.
Для России Bafang – идеальный вариант. Эти моторы можно установить плактически на любой уже имеющийся в наличии велосипед. Опыт приобретения, установки и эксплуатации BBS02 36V 500W описан в этой статье.
Impulse
В 2011 году Derby Cycle успешно запустил первый движок Impulse для велосипедов Raleigh и Kalkhoff. Сейчас моторы этой фирмы мы можем видеть на электрических велосипедах Kalkhoff, Univega и Focus. Моторы этой фирмы более тихие, чем аналоги Bosch.
Impulse 2.0
Мощность – 250 w
Скорость – 25 км/ч
Уровни поддержки – Eco/Sport/Power
Предназначение: E-Trekking, E-City, E-Urban
3 варианта аккумуляторных батарей: 36 V / 11,00 Ah / 396 Wh; 36 V / 14,50 Ah / 522 Wh; 36 V / 17,00 Ah / 603 Wh.
Impulse Evo
Мощность – 250 w
Скорость – 25/45 км/ч
Уровни поддержки – Eco/Sport/Power
Предназначение: E-City
Батарея: 36 V / 13 Ah / 474 Wh или 36 V / 17,50 Ah /621 Wh
Impulse Evo RS
Мощность – 250/350 w
Скорость – 25/45 км/ч
Уровни поддержки – Eco/Sport/Power/Ultra
Предназначение: E-Trekking, E-Mountainbike
Батарея: 36 V / 17 Ah / 612 Wh
Yamaha
Полный обзор моторов этой японской компании читайте в отдельной статье: Веломоторы Yamaha
Yamaha – один из новых участников гонки производителей электромоторов для велотранспорта. Кареточные электромоторы этой компании стоят несколько дешевле систем Bosch. Все моторы рассчитаны на установку в специально разработанные под них рамы. Из крупных производителей велосипедов эти системы используют Haibike и Giant.
Shimano STEPS
Комания Shimano заявила о себе на рынке кареточных электромоторов для велосипедов в 2015 году. Системы E6100, E5000 и E6000 разработаны для велосипедов используемых для города и треккинга. Системы E7000 и E8000 для e-MTB. Все моторы этого производителя рассчитаны на установку в специально разработанные под них рамы. По отзывам, более шумные, чем моторы Brose и Bosch.
Моторы относительно легкие, имеют небольшие размеры, обладая при этом достаточной мощностью. Используется с электронными трансмиссиями Di2.
Производители, которые его используют: FOCUS, MERIDA, STEVENS, THOK, SIMPLON, GHOST, Trek, IZIP и Raleigh.
Brose
Подробно о моторах Brose вы можете почитать в отдельной статье.
Электромоторы этой немецкой фирмы встречается на таких моделях электровелосипедов, как Specialized Turbo Levo, BH, KTM, Rotwild и Bulls. Мотор компактный, мощный и в сравнении с Bosch и Shimano тихий. Рассчитан на установку в специально разработанные под них рамы.
Всего 5 модификаций разработанных под разные сферы использования. В таблице не представлена модификация S Mag.
Чем отличаются эти модификации хорошо видно по схемам. Drive C – для городских велосипедов. Drive T – для дальних расстояний. Drive TF – для любителей скорости. Drive S – для любителей спортивного и динамичного стиля.
TQ HPR 120S
Электромотор разработан компанией TQ, обладает крутящим моментом в 120 Nm, вес 3,9 кг. Этот мотор можно встретить на электрических велосипедах компании HAIBIKE имеющих цену от 474 900 руб.
Подробнее об этом электромоторе читайте в статье: TQ HPR 120S.
FAZUA Evation
Баварская компания делает компактный съемный кареточный электромотор Evation. Эта фирма является пионером в секторе велосипедов для E-road. В России не представлена, поскольку E-road слабо совместим с вереницами фур на российских трассах. В последние годы электромоторами FAZUA Evation начали оснащать легкие горные электровелосипеды.
Подробнее об этом электромоторе читайте в нашей статье: FAZUA Evation
Specialized
Компания Specialized – новичок на рынке кареточных моторов, но у нее обширный опыт в создании высококачественных электровелосипедов и мощный потенциал. На данный момент моторы разрабатываются совместно с компаниями Brose и MAHLE.
Подробнее о электромоторах этой фирмы читайте в статье: Веломоторы Specialized.
Bikee Bike
Итальянская компания Bikee Bike создала относительно мощный (крутящий момент: 80-120 Nm), легкий (от 4 до 4,5 кг в зависимости от мощности) и компактный (диаметр 195 мм, толщина 54 мм) кареточный электромотор. Торгует комплектами для электрификации обычных велосипедов.
Комплекты различаются мощностью моторов (от 250 Wh до 1500 Wh). Цена за комплект: от 1200 до 2660 € (в зависимости от выбранного мотора и батареи).
Revel
Mid drive Revel 450W весом 2.6кг с датчиком усилия sempu. Цена: 875$ за весь набор. Сайт производителя. Обсуждение на форуме.
TranzX
В работе моторы M07, M16 GTA и M25 очень похожи на BBS02. Эти двигатели можно встретить на моделях велосипедов IZIP, Raleigh и Diamondback. По отзывам система TranzX подвержена сбоям при высоких нагрузках. Мне не встречалась информация о приобретении этих моторов российскими велосипедистами.
POLINI
Итальянская компания Polini разработала кареточный мотор E-P3.
Мощность: 250 W
Вес: 2,85 кг
Крутящий момент: 70 Nm
Где этот мотор используется не знаю. Сайт компании не открывается.
Мощность до 2500 W.
Коэффициент передачи от двигателя к коленчатому валу (1: 33,3) обеспечивает потрясающий крутящий момент.
Максимальная скорость с батареей на 48 V
70 км/ч.
Вес: 2.68 кг.
GNG 2017 Ultralight 24V 250-300W
Мощность – 250-300 w
Вес – 1,55 кг
Уровни поддержки – 5 вариантов
Optibike
Насколько я понял этот производитель налево моторы не продает, делает только под свои модели велосипедов.
Наборы Cyclone довольно популярны среди любителей скоростного электротранспорта, но покупать их рекомендуется только тем, кто имеет опыт самостоятельной сборки электровелосипедов. Выпускается несколько моторов мощностью от 200 W до 18000 W. Приобретают их обычно через lunacycle.com или cyclone-tw.com.
По отзывам моторы прикольные, но шумные. Много информации о моторе на 3000W тут.
OLI eBike Systems
OLI – итальянская компания занимающаяся производителем промышленных вибрационных двигателей. Хотя до недавнего времени их системы электромоторов были известны в основном в Италии, новые модели Bianchi eMTB, представленные в 2019 году на выставке EUROBIKE сделали OLI относительно известной. В своем среднем ценовом сегменте культовый бренд Bianchi уже заменил привод Bosch спортивным мотором OLI.
OLI вы пускает два мотора, которые уже используются производителями велосипедов: Bianchi T-Tronik Rebel и T-Tronik Sport, а также Olympia EX900.
Promovec
Датская компания Promovec производит электровелосипеды, моторы и комплекты для электрификации обычных велосипедов. Присутствует, как в Европе, так и на североамериканском рынке. Заводы находятся в Европе и Таиланде. Кареточные моторы эта компания производит на 250 W (несколько вариантов) и 500W (одна модель). В России они не встречаются.
EVELO
Компания из США, производит кареточные электромоторы мощностью 250-750 w под свои городские и прогулочные велосипеды. В Россию продукция этой фирмы попадает крайне редко.
Не значимое
Sachs Micro Mobility – немецкий стартап. На данный момент выпускают мощный кареточный мотор SACHS RS. Про него можно почитать в отдельной статье.
Revonte – финский стартап. Выпускают мотор с большим крутящим моментом. Подходит для грузовых электровелосипедов, но финны ставят его и на обычные. Подробнее в отдельном материале.
Tangent. Моторы разработаны и производятся в США. Они не совсем “кареточные”, поскольку устанавливаются не в каретку, а рядом. О том, что это такое проще составить впечатление по картинкам и видео. Отличаются очень низким весом (от 3,5 кг) и очень большой мощностью (3000W, 6000W). В основном используются велосипедистами увлеченными эндуро и даунхиллом для того, что бы быстро подниматься вверх по склонам. Статьи об этих моторах: 1, 2. Официальный сайт тут.
DC Brushless. Простенькие и дешевые наборы для электрофикации велосипедов: 36V 350W – 13561 руб и 48V 500W за 16000 руб. Если в России, кто-то их использует, напишите обзорчик, опубликую.
Lightest– стартап. Моторчики не дорогие, но будут ли выпускаться массово, неизвестно. Почитать про них можно в отдельной статье.
Что за моторы производят iGo, eProdigy и прочие мелкие фирмы не очень понятно. Информация на их сайтах весьма скудная.
Существует несколько наборов собираемых мелкосерийно или штучно. Например:
1. Моторы Astro для обычных велосипедов с “волновым” редуктором:
2. Улучшенный “клон” GNG1 с использованием деталей лучшего качества:
3. Xofo. Китайский производитель кареточных моторов 250W/350W. В России опыта приобретения этих моторов не наблюдается.
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.
Источники:
https://velomasterclass.ru/generator-elektrichestva-dlya-velosipeda/
https://game-raft.ru/pletenie/generator-na-velosiped-svoimi-rukami.html
https://videosort.ru/apparatura/generator-dlya-velosipeda-svoimi-rukami.html
https://electropowerbikes.com/karetochnyj-motor/
https://piko-train.ru/devajsy/vetrogenerator-iz-motor-kolesa.html