Установка мачты и монтаж ветрогенератора
Наконец была установлена мачта высотой 14,5м. Поднимали в шестером с помощью расстяжек, так-же в помощь пошла стремянка, которую подтставляли под мачту во время подъема. Мачта сварена из трубы, а чтобы по ней залазить были приварены штырьки. Так-же на верху предусмотренна небольшая площадка чтобы можно было относительно удобно стоять и обслуживать ветрогенератор.
Ветрогенератор монтировали по частям, подовая детали по наклонному тросу , который был перекинут через блочки, закрепленные на мачте и внизу. Сначало было страшновато так-как мачта покачивалась и казалось очень высоко, но когда дело дошло до монтажа хвоста страх улитучился и на плащадке стояли уже как на земле, а помошник бегал по мачте вниз и вверх как по стремянке не смотря на высоту более 10-ти метров.
Ветрогенератор наконец поднят на ветер и пришло время подключать приборы АКБ и смотреть что дает ветрогенератор и как вообще работает. Первым делом для проверки подсоеденили к ветряку автомобильный аккумулятор и стали смотреть за процессом зарядки. Когда напряжение поднималось до 15-ти вольт было решино срочно побыстрому споять балластный регулятор, а то как-то аккумулятор портить не охота перезарядом.
Потом решили проверить свою электронику и подсоеденили инвертор, с помощью которого запитали телевизор, а к нему камеру подключили, которая снаружи снимает ветрогенератор. Получился так-сказать пункт наблюдения за ветрогенератором не выходя из дома, и все приборы перед глазами.
Эти все дни после подъема ветрогенератора так и небыло настоящего ветра, лишь изредка в пиках пару секунд анемометр показывал 7-8м/с, при этом ток зарядки был более 10 Ампер. Было замечено что хвост ветрогенератора даже не пытается складываться. Хвост было решино облегчить и немного переделать. После переделки хваст уже начинал складываться при ветре начиная с 6-тим/с. Это слишком рано и было решино подтянуть пружину придерживающую хвост.
Наконец подул ветерок по сильнее, теперь все измерительные приборы ожили и чато паказывали силу ветра 10-12м/с, ток зарядки переваливал отметку в 20Ампер. Временами ветрогенератор очень сильно раскручивался, мачта начинала изгибаться и ходить ходуном. При этом хвост только делал попытки складыааться. Было решино экстренно остановить винт, но короткое замыкание генератора не остонавливало винт, и он на порывах снова набирал обороты.
Пришлось залезать на мачту и пытаться затормозить винт вручную, но руками не удовалось этого сделать. В итоге с опаской смотря на взлетающий винт ветрогенератора переждали сильный ветер, и когда наступило затишье после осмотра ветрогенератора обнаружилрсь что крепления лопастей погнулись и по этому наступил дисбаланс и раскачивание мачты.
Ниже фото того что натворил ветер с винтом. На первом фото ступица в первоначальном виде, а далее уже после сильного ветра. Как козалось крепление лопастей было сделано с запасом прочности, но это оказалось совсем не так. Выяснились некоторые ошибки в конструкции. Оказывается нельзя было отклонять лопасти вперед относительно плоскости вращения винта, а они были специально вынесены вперед на 7 градусов чтобы при прогибании винта под ветровой нагрузкой лопасти не побились о мачту. При вращении, особенно на больших скоростях возникают большие центробежные силы, которые пытается выпрямить винт в плоскость вращения, плюс давление ветра, вот и результат, прогнутые креплания лопастей.
Аказывается эти силы намного сильнее чем ожидалось, а ведь винт , точнее лопасти проверялись на изгиб с помощью пружинных весов, и изгиб составил 20см при усилии 20 кг, и усилие прилагалось не на кончике лопасти а на радиусе 75 см. На фото ниже крепление лопастей в первоначальном виде, а фото сверху на мачте показывает как прогнулись крепления лопастей. И третье фото проверки усилия на изгиб лопастей.
С учетом всех этих последствий винт был снят подвергся анализу и чтобы подрбное предотвратить его пришлось немного переделать и усилить. Продолжение на следующей странице.
Страница 1 — Ветрогенератор из асинхронного двигателя начало
Страница 2 — Испытательный стенд, пареметры генератора.
Страница 3 — Изготовление лопастей и балансировка винта.
вы на четвертой странице
Страница 5 — Доводка ветрогенератора, электроника, акб.
Источник
Установка мачты для ветрогенератор
1. Прежде чем приступать к сборке мачты, необходимо подготовить лебёдку. Желательно приобрести лебёдку с возможностью переключения передаточного числа. Если на ней стоит короткий трос 5 м, малого диаметра (4мм), необходимо его заменить на трос из нержавеющей стали 6 мм или если её габариты позволяют намотать более толсты и длинный трос, из стали 8 мм (по прочности они эквивалентны). Длина троса – 15 м.
Закреплять трос нужно соответствующими заделками, не менее двух.
2. Уголки крепления лёбёдки необходимо стянуть между собой болтом. Также необходимо просверлить в них отверстия в соответствии с отверстиями в лебёдки. В нижней части одного из уголков установить рым-болт М12, за который будет цепляться крюк лебёдки.
3. Трубы мачты с приваренными фланцами и косынками необходимо покрасить (рекомендуемая краска – см. в списке комплектующих), а так же в двух трубах просверлить отверстия для рым-болтов М12 (на четыре стороны в соответствии с местами предполагаемового крепления тросов). Причём, в одной трубе они должны располагаться ближе к краю, а в другой – примерно посередине – оставляется место для свободного хода лопастей ветрогенератора не менее 2 м.
Рым-болты крепятся изнутри трубы гайками с капроновыми вставками (предотвращающими их самораскрутку). Чтобы удерживать гайку в центре трубы (на расстоянии от края 2 м) используйте длинную палку с прикрученным к её концу гаечным ключом имеющим закрытую головку.
4. Для сборки мачты ветрогенератора необходимо не менее трёх человек. Разложите на земле трубы мачты и рычага с соответствующих сторон от центральной опоры и в соответствии с их порядком.
5. Используя подкладочные пластины (дет. Л) и длинные болты М16 прикрутите рычаг для подъёма мачты (из трубы диам 89 мм, дет. Р) к опоре мачты. Ролик Блока на рычаге должен быть ориентирован вниз (к земле), а приваренный анкер, соответственно вверх.
6. Установите на свою опору из уголков лебёдку и продев через ролик блока её трос (для этого временно раскрутите болт на оси которого вращается ролик, снимите ролик, вставьте трос и снова закрепите ролик), закрепите его крюк на рым-болте опоры лебёдки.
7. Разложите на земле вдоль труб мачты все кабеля (они должны будут пройти внутри мачты, а затем под землёй в пластиковых трубах). Для ветрогенератора рекомендуется многожильный медный кабель с тремя проводами сечением не менее 6 мм кв каждый при длине 20 м (чем больше длина кабеля, тем больше должно быть его сечение). Рекомендуем также сразу проложить и дополнительные провода, которые могут понадобиться в будущем (например, для осветительных прожекторов, видеокамеры, охранного датчика-радара и др.). Вышеуказанные провода необходимо вывести на 4 – 6 м ниже ветрогенератора, просверлив для этого отверстия в соответствующей трубе мачты.
8. Прокопайте траншею от опоры мачты до места ввода в помещение.
Найдите выходящий из опоры мачты (на глубине 30-50 см) конец установленной там ранее пластиковой трубы.
9. Пропустите сквозь опору и заложенную в неё трубу все кабеля. Растяните их вдоль выкопанной траншеи.
10. На все анкера, включая приваренный к рычагу, оденьте карабины. Не забывайте закручивать стягивающую их гайку (предварительно вставив ушко талрепа).
11. Закрепите первый конец троса к одному из двух талрепов с карабином на анкере рычага, отмерьте с небольшим запасом его необходимую длину (от нижнего талрепа трос должен доходить до места крепления примерно в середине мачты, а от верхнего талрепа – ближе к концу мачты). Перекусив трос или отрезав его болгаркой, закрепите трос на втором талрепе анкера рычага.
Примечание: трос 8 мм лучше покупать из большого количества мелких жил — с ним намного легче работать.
12. Поднимите рычаг вертикально вверх. При этом площадка опоры мачты повернётся и окажется ориентирована вдоль поверхности земли. Пристыковывайте по одной трубе мачты, каждый раз пропуская сквозь них провода и скрепляя их между собой соответствующими болтами (М16). Обратите внимание на правильную ориентацию труб – кольца крепления тросов к трубам (рым-болты) должны быть направлены на опоры с анкерами.
В первой трубе, в месте её прикрепления к опоре, удастся установить только 6 болтов вместо 8 (мешает рычаг подъёма). После подъёма мачты и снятия рычага, не забудьте установить ещё два болта.
13. Когда будут соединены первые две трубы мачты, под них необходимо подставить вспомогательную опору (например, деревянный ящик).
14. Дополнительную часть проводов выпустили и закрепили в нижней части третьей трубы.
15. Когда присоедините третью трубу – закрепите к её кольцу (рым-болту) нижний трос, идущий от анкера рычага. Трос желательно максимально натягивать (при его закреплении, можно даже немного приподнять трубу, чтобы натяжение было полным).
В последствии, окончательный натяг необходимо будет создать, подкрутив талрепы на конце рычага – потребуются подмости или лестница.
16. После присоединения последней трубы (подставьте под неё опору), необходимо закрепить на ней верхний трос, идущий к анкеру рычага. Обеспечьте натяжение тросов.
17. Закрепите к мачте и к анкерам (через талрепы с карабинами) четыре троса боковых оттяжек. Умеренно натяните их.
Два троса нижних оттяжек крепятся только к мачте (другие их концы необходимо будет закрепить, через талрепы на анкере, когда мачта будет стоять почти вертикально).
18. Сделайте страховочное кольцо из двух витков троса 8 — его необходимо продеть через кольца рым-болтов в каждом из 2-х ярусов, и закрепить его зажимами троса одинарными (по 2 шт. между рым-болтами). Концы троса обмотайте изолентой.
Этими же зажимами троса потом лучше усилить крепление заделки тросов (около мачты и около анкеров) — для надежности , трос необходимо фиксировать не менее чем тремя заделками.
19. Подъём мачты следует начинать только в безветренную погоду. При подъёме необходимо постоянно контролировать натяжение боковых тросов, при необходимости, ослабляя или натягивая их с помощью талрепов.
Источник
Сооружение мачты для ветрогенератора: обзор конструкций, выбор и сборка самодельных ветряков
Обновлено: 8 января 2021
Ветрогенератор не может полноценно функционировать на малых высотах. Даже вертикальные конструкции, не требовательные к направлению ветра, нуждаются в некотором подъеме над поверхностью земли для размещения в более выгодных условиях.
Горизонтальные конструкции нуждаются в опорной конструкции большой высоты — считается оптимальным расположение ветряка над верхушками близлежащих построек или крон деревьев не менее, чем в 10 метрах. То есть, если неподалеку (по правилам — не менее 30 м) есть деревья высотой 10 м, то высота мачты должна составлять 20 м.
Требования достаточно просты, но соблюдать их сложно в силу технических трудностей, возникающих при создании и установке конструкций подобных размеров.
Мачта ветрогенератора: обзор конструкций
Существует несколько разновидностей мачт для ветрогенераторов:
- растяжная. Используются металлические трубы относительно небольшого диаметра. В качестве поддерживающих элементов применяются растяжки из стального троса, присоединенного к конструкции на одном или нескольких уровнях.
- сварная. Состоит из отдельных элементов, сваренных в единую систему. Обычно делают трехгранную ферму из продольных труб с наклонными поперечными элементами. Конструкция трудоемкая, способна шуметь от ветра, но вполне надежная и прочная.
- коническая. Это сооружение создается из труб большого диаметра, уменьшающегося к вершине. При создании такой конструкции придется немало потрудиться, работы непростые и требуют большого количества материалов. Существуют секционные варианты конических мачт, собранные наподобие сварных, но с разным сечением у основания и вершины.
- гидравлическая. Наиболее дорогостоящая конструкция, способная самостоятельно подниматься и опускаться при участии гидравлического механизма. Для обслуживания или ремонта ветряка такой вариант самый предпочтительный, но высокая стоимость ограничивает использование на практике.
Следует учитывать необходимость размещения мачты на должном расстоянии от построек. Кроме того, потребуется надежный фундамент, особенно для тяжелых и высоких мачт. Он представляет собой мощную бетонную подушку с залитыми анкерами, удерживающими сооружение в вертикальном положении.
Создание своими руками любого из этих вариантов потребует предварительного расчета, точности и тщательности выполнения работ.
Какую выбираем?
Выбор конструкции мачты — вопрос, в первую очередь обусловленный финансовыми и техническими возможностями владельца. Прежде всего, необходимо точно выяснить, не имеется ли ограничений на высоту сооружений для данного региона, иначе можно заработать неприятные разговоры с представителями администрации и штрафные санкции.
Наиболее правильным подходом станет предварительный расчет количества материалов, необходимых для сборки мачты. Понадобится также изучить метеорологическую обстановку в регионе, скорость преобладающих ветров, направление, наличие ураганов или шквалистых порывов или делать защиту ветрогенератора от сильного ветра. Все полученные данные помогут сузить круг поисков и выделить оптимальный вариант, соответствующий возможностям пользователя и потребностям местности.
Самодельная мачта для ветряка
Прежде всего надо определиться с точкой установки мачты. Учесть минимальное расстояние до ближайших построек или деревьев, по возможности изыскать место на пригорке или возвышении, чтобы сэкономить на высоте мачты и, соответственно, количестве материала.
Важно! Нельзя устанавливать мачту на крыше дома. На первый взгляд, такой вариант выглядит привлекательно, но он годится только для вертикальных тихоходных устройств. Появится постоянный шум и вибрация, способствующие расстройствам здоровья, депрессиям и прочим некомфортным состояниям.
Затем приступают к созданию фундаментной подушки. При выполнении работ требуется соблюдать требования СНиП, использовать качественные материалы. Поверхность основания должна быть оборудована анкерными креплениями для основания мачты.
Необходимо также установить колья для растяжек (если они планируются). Применяются металлические швеллера или уголки, закопанные в землю на 1,5 м или забетонированные для наилучшей сопротивляемости нагрузкам на отрыв.
Сборка мачты производится непосредственно на месте, если это возможно. Иначе придется изыскивать способы доставки, преодолевать отсутствие удобных подъездных путей, прочие трудности. Наиболее удобным вариантом станет изготовление всех заготовок, деталей или элементов конструкции в удобном месте — цехе, мастерской и т.п. Если проект допускает, можно изготовить отдельные части мачты, которые на месте надо лишь соединить между собой.
Необходимо предусмотреть возможность доступа к генератору. Для этого либо создают механизм опускания устройства, либо (чаще всего) приваривают к мачте скобы или штыри для подъема к генератору. Процедура обслуживания в таких условиях опасна, требует использования страховочных и защитных средств.
Установка конструкции и монтаж ветрогенератора
Установка готовой конструкции производится при помощи лебедки. Применяются разные способы:
- подъем через перпендикулярный упор, предотвращающий падение сооружения на лебедку при нарушении равновесия
- установка одной части мачты и подъем второй половины, используя первую как точку опоры
В обоих случаях следует действовать аккуратно, соблюдать правила безопасности. Подъем обычно производится при закрепленной на фундаменте поворотной части основания мачты, которая служит шарниром и одновременно фиксирует сооружение в нужном положении. Когда мачта установлена вертикально, незамедлительно устанавливаются и натягиваются распорки. Одновременно затягиваются анкерные болты, залитые в бетон на фундаменте.
Установка ветрогенератора производится на готовую мачту. В зависимости от конструкции, производится либо опускание площадки для ветряка вниз, либо придется подниматься на мачту с ветряком в руках, что сложно, физически трудно и опасно. Вопрос подъема на высоту остается самым злободневным среди владельцев ветряков, требует максимально удобного решения.
Источник