Новая ветровая турбина диаметром 5.2 м. Часть 1. Работа по металлу

Первую турбину мы построили 3 года назад. Хотя получилась она неплохо, но несколько раз выходила из строя обмотка статора. Здесь приводится информация о нашей новой 5 метровой турбине. Она имеет большие по размеру роторы, более мощные магниты, большие катушки, намотанные более толстым проводом и имеющие более низкое внутреннее сопротивление, что ведет к меньшему нагреву статора. Новая турбина действительно выдает мощность 3 кВт, а пиковая мощность почти в два раза выше.

Мы получаем много писем от людей, которые интересуются строительством такого рода устройств. Они надеются сэкономить на оплате коммунальных услуг. У нас было изготовлено несколько таких машин, подсоединенных к сети, и они показали хорошие результаты, но... Имейте в виду, срок окупаемости может быть довольно большим, возможно, установка и не окупится вообще. Все зависит от того, как вы заботитесь об аккумуляторах. Ведь они дорогие! Эта турбина специально разработана для зарядки аккумуляторов и является полезной и экономически оправданной для людей, у которых уже есть 24- или 48-вольтовые восполняемые источники энергии.

Выше показаны металлические детали за исключением хвостовой балки, кронштейна хвостового руля и части трубы, которая находится между поворотным подшипником, и блоком генератора.

1. Клинья кронштейна статора. Эти детали повышают жесткость кронштейна статора. Они сделаны из стали толщиной ¼ дюйма (6.35 мм), имеют 6 дюймов в длину, 1½ дюйма в высоту (38.1 мм) с одной стороны и ½ дюйма (12.7 мм) с другой.
    
2. Ступица. Это ступица колеса для прицепа. Предназначена она для оси с нагрузкой 6000 фунтов (примерно 2720 кг). Ступица приобретена в комплекте с подшипниками и шпинделем. Эта ступица находится между магнитными роторами. Задний ротор подходит вплотную к задней стенке ступицы и, скорее всего, надо будет немного обработать эту стенку на токарном станке так, чтобы ротор прилегал к ней без зазора.
    
3. Корпус шпинделя. Он приварен к кронштейну статора и предназначен для установки в его центре шпинделя. Это труба 40 сортамента диаметром 5 дюймов (127 мм) и длинной 5¾ дюйма (146 мм).
    
4. Кронштейн статора. Он имеет 6 «лучей», на которых крепится статор и вырезан из стального листа толщиной ¼ дюйма (6.35 мм). Центральное отверстие имеет диаметр 2¼ дюйма (57 мм). Отверстия на концах «лучей» ⁵/₈ дюйма (15.8 мм) в диаметре (для ⁵/₈ дюймовых шпилек, на которых мы как раз и закрепим статор).
    
5. Опорный подшипник. Это труба, которая надевается на заглушку башни. Она имеет 4 дюйма (101.6 мм) в диаметре и 30 дюймов (762 мм) в длину.
    
6. Магнитные роторы. Они вырезаны из стали толщиной ½ дюйма (12.7 мм), их внешний диаметр 18 дюймов (457.2 мм). 6 отверстий (для охлаждения и регулировки переднего ротора) диаметром 1¾ дюйма (44.45 мм) равномерно расположены по окружности радиусом 4 дюйма (101.6 мм). И конечно, 6 отверстий для шпилек ⁵/₈ дюйма в диаметре. В переднем роторе необходимо добавить 6 отверстий с ½-дюймовой резьбой и шагом 13 витков на дюйм.
    
7. Шпиндель. Это шпиндель, продающийся в комплекте со ступицей.
    
8. Крышка опорного подшипника. Вырезается из стали ¼ дюйма (6.35 мм) толщиной, и предназначена для верхней части трубы опорного подшипника. Внешний диаметр крышки 4 дюйма (101.6 мм) и внутренний диаметр 1¼ дюйма (31.75 мм). Центральное отверстие необходимо, чтобы пропустить через него электрические провода, идущие от генератора внутрь башни.
    
9. Задний фланец шпинделя. Он помещается в задней части корпуса шпинделя (деталь № 3). Имеет внешний диаметр 6 дюймов (152.4 мм) (для размещения внутри корпуса шпинделя) и отверстие диаметром 2¼ дюйма (57.15 мм) для самого шпинделя.
    
10. Шарнир хвостовика. Это 2-х дюймовая (50.8 мм) труба длинной 24 дюйма (609.6 мм).
     
11. Подшипник хвостовика. Это деталь, к которой приваривается хвостовая балка. Она свободно вращается на шарнире хвостовика. Необходимо отрезать на длину 9 дюймов (снизу) половину трубы (180 градусов, как показано на фото).
     
12. Это «отходы» после отрезания подшипника хвостовика. Мы приварим их обратно к подшипнику хвостовика для повышения его жесткости.
     
13. Фланцы крепления лопастей. Они имеют диаметр 28 дюймов (711.2 мм) с 3 выступами по 10 дюймов (254 мм) в ширину. Конечно, у них должны быть 6 отверстий для шпилек на окружности в 5½ дюйма (139.7 мм). Добавим еще по 5 отверстий на выступ (5/8 дюйма (15.9 мм) в диаметре) для болтов крепления лопастей. Задний фланец имеет 3-х дюймовое (76.2 мм) отверстие в центре. Оно нужно для того, чтобы в ней поместилась крышка ступицы, содержащая густую смазку.

На фото, приведенном выше, не показана хвостовая балка – труба 1½ дюйма (38.1 мм) диаметром и 8 футов 6 дюймов (2.6 м) длинной. Крепление хвостовой флюгерной лопасти изготовлено из стального проката 1½ дюйма на ¼ дюйма (38.1 мм и 6.35 мм) и 4 фута (1.22 м) в длину. Устанавливается также распорка, которая поддерживает хвостовую балку. Она приварена снизу к хвостовой балке и хвостовому подшипнику и имеет длину 70 дюймов (1.78 м). Чтобы увеличить жесткость конструкции, добавляем несколько перемычек между ними. Нет на фото еще одной детали – кронштейна шарнира хвостовика. Эта деталь находится между поворотным подшипником и шарниром хвостовика. Она имеет треугольную форму и вырезана из стали толщиной ½ дюйма (12.7 мм). Длинна ее 9 дюймов (228.6 мм), ширина в основании один дюйм (25.4 мм) и угол между катетом и гипотенузой 20 градусов. Следующее фото наглядно демонстрирует эту деталь.

Здесь изображен выше упомянутый кронштейн шарнира хвостовика во время установки для сварки. Мы выфрезеровали 3/8 дюймовую прорезь в железном уголке так, чтобы с его помощью точно отцентровать кронштейн на стержне шарнира хвостовика.

Картинка выше демонстрирует весь, почти завершенный, блок генератора. Вы можете видеть, как сварены между собой кронштейн статора, клинья кронштейна статора, корпус шпинделя и задний фланец шпинделя. Мы также вырезали отверстие 4½ дюйма (114.3 мм) диаметром в корпусе шпинделя (напомним, что это труба 5 дюймов (127 мм) диаметром) для установки небольшого отрезка 4 дюймовой (101.6 мм) трубы, которая соединит весь узел статора с поворотным подшипником.

Блок генератора фиксируется сваркой на поворотном подшипнике. Упомянутая выше 4-х дюймовая труба длинной 6 дюймов (152.4 мм) устанавливается так, что расстояние от оси шпинделя генератора до оси опорного подшипника (и башни) составляет 8½ дюйма (216 мм). На фото показано, как мы используем кондуктор – это облегчает выполнение операции при серийном изготовлении генераторов.

Итак, все работы с металлом окончены. Сейчас мы готовимся передать все детали, включая магнитные роторы и фланцы крепления лопастей на покрытие порошковой краской.

Порошковая краска – очень хорошее покрытие и очень прочное. И дешевле, чем самому покрывать детали автоэмалью.

Здесь готовый механизм показан спереди. Теперь мы можем перейти к следующему этапу работы.

Продолжение читайте здесь

otherpower.com