Электростанция в рюкзаке

Комплект батареек — обязательный предмет снаряжения любой туристской группы. А вот члены физико-технического кружка города Перми и их руководитель Иван Иванович Левин считают, что в походах можно обойтись и без них, если взять с собой… маленькую электростанцию. Такую, как видите на нашем рисунке. Догадываетесь, что она использует энергию ветра? К ней можно подключить транзистор и одновременно несколько низковольтных электролампочек и с комфортом располагаться на ночлег. Ветер (с какой бы стороны он ни дул) вращает верхний и нижний виндроторы.

Между ними установлен главный рабочий орган станции — электрический генератор, а проще сказать, обыкновенный микроэлектродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Возникает вопрос: зачем нужны два виндротора? И правда, чтобы вращать ротор, вполне хватило бы и одного. Но генератор только в том случае работает эффективно, если его вал имеет расчетную частоту вращения. Для всех микроэлектродвигателей частота вращения составляет несколько тысяч оборотов в минуту. Изготовить же высокооборотный виндротор не просто — нужны прочные материалы, надежные подшипники, балансировка.

Можно, конечно, между виндротором и генератором установить повышающий редуктор, но тогда возникнут другие трудности — придется увеличивать диаметр и высоту виндротора, что утяжелит конструкцию. Юные техники из Перми пошли на хитрость — установили два виндротора. Верхний вращает ротор генератора, а нижний — его статор. Ротор вращается в одну сторону, а статор в другую, благодаря чему суммарная   частота   вращения   удвоилась.

Геометрические размеры виндроторов указаны на рисунке. Лучший материал для них — жесть. Каждый ротор состоит из двух дисков и двух полуцилиндров, соединенных  между  собой   пайкой.
На такой электростанции можно использовать любой электродвигатель постоянного тока, например от электромеханической игрушки, отслужившей свой срок. В данной конструкции установлен ПДЗ. Он генерирует напряжение 9 В — удобно питать транзисторный приемник, и, кроме того, его статор имеет цилиндрический корпус. А это тоже очень важно. Такой корпус легче установить в дюралюминиевый стакан  (см.  рис), выточенный на токарном станке. Хвостовик стакана служит одновременно и осью, к которой крепится нижний виндротор, и коллектором — на него посажены две втулки из изоляционного материала, текстолита или эбонита. На наружную (цилиндрическую) поверхность втулок наклеена медная фольга, а к ней припаяны выводы токосъемников генератора. Скользя по фольге, латунные лепестки обеспечивают   надежный   контакт.

Ротор генератора и ось хвостовика статора соединяются с валами виндроторов резиновыми трубками. Обратите внимание, где установлены подшипниковые узлы. Их крепление на каркасе показано  на  рисунке  схематически.
Готовые узлы ветроэлектростанции собираются на раме. Это два дюралюминиевых диска толщиной 3 мм, скрепленных между собой стержнями. Чтобы диски располагались строго параллельно друг другу, все стержни должны быть одинаковой длины. Рама крепится к двум вертикальным стойкам — на рисунке это две трубы. В походе вместо труб можно  использовать  шесты.
В.   ФАЛЕНСКИЙ. Рисунки  В.  СКУМПЭ. Журнал юный техник.

Оставить комментарий:

XHTML: Вы можете использовать теги: