Vēja ģeneratora vadīšanai tiek izgatavota rotora tipa turbīna ar vertikālu griešanās asi. Šis rotora tips ir ļoti spēcīgs un izturīgs, tam ir relatīvi mazs rotācijas ātrums un to var viegli ražot mājās apstākļi bez spārna ar spārna aerodinamisko profilu un citas problēmas, kas saistītas ar dzenskrūves ražošanu vēja ģeneratoram ar horizontālu rotācijas asi. Turklāt šāda turbīna darbojas gandrīz klusi un neatkarīgi no tā, kur pūš vējš. Darbs ir praktiski neatkarīgs no turbulences un biežām vēja stipruma un virziena izmaiņām. Turbīnai raksturīgi lieli starta griezes momenti, darbība ar salīdzinoši zemu ātrumu. Šīs turbīnas efektivitāte ir maza, taču ar to pietiek, lai darbinātu mazjaudas ierīces, viss atmaksājas ar dizaina vienkāršību un uzticamību.
Elektriskais ģenerators
Kā ģenerators tiek izmantots modificēts kompakts pastāvīgs automašīnas starteris. Ģeneratora izeja: maiņstrāva ar jaudu 1,0 ... 6,5 W (atkarībā no vēja ātruma).
Starta pārveidošanas par ģeneratoru variants ir aprakstīts rakstā: Ģenerators no startera
Vēja turbīnas izgatavošana
Šī vēja turbīna ir praktiski bezvērtīga un viegli izgatavojama.
Turbīnas dizains sastāv no diviem vai vairākiem puscilindriem, kas uzstādīti uz vertikālas vārpstas. Rotors griežas dažādu lāpstiņu atšķirīgās vēja pretestības dēļ, kas pagrieztas pret vēju ar dažādiem izliekumiem. Rotora efektivitāte ir nedaudz palielināta centrālās spraugas starp asmeņiem dēļ, jo, atstājot pirmo, uz otro asmeni papildus iedarbojas noteikts gaisa daudzums.
Ģenerators ir fiksēts uz izejas vārpstas statīva, caur kuru iziet vads ar saņemto strāvu. Šis dizains novērš bīdāmo kontaktu strāvas noņemšanai. Turbīnas rotors ir uzstādīts uz ģeneratora korpusa un piestiprināts pie montāžas tapu brīvajiem galiem.
No 1,5 mm bieza alumīnija loksnes tiek izgriezts disks ar diametru 280 līdz 330 mm vai kvadrātveida plāksne, kas ierakstīta šajā diametrā.
Attiecībā uz diska centru tiek iezīmēti un urbti pieci caurumi (viens centrā un 4 plāksnes stūros) asmeņu uzstādīšanai un divi caurumi (simetriski pret centrālo) turbīnas piestiprināšanai pie ģeneratora.
Caurumos, kas atrodas plāksnes stūros, asmeņu nostiprināšanai ir uzstādīti mazi alumīnija stūri ar biezumu 1,0 ... 1,5 mm.
Mēs izgatavojam turbīnu asmeņus no kannas ar diametru 160 mm un augstumu 160 mm. Burka tiek sagriezta pa asi uz pusēm, iegūstot divus identiskus asmeņus. Kārbas malas pēc griezuma 3 ... 5 mm platumā ir saliektas par 180 grādiem un sagrieztas, lai stiprinātu malu un novērstu asās griešanas malas.
Abas turbīnu lāpstiņas no kārbas atvērtās daļas puses ir savstarpēji savienotas ar U formas džemperi ar atveri vidū. Lai palielinātu rotora efektivitāti, džemperis veido 32 mm platu spraugu starp asmeņu centrālo daļu.
Kārbas pretējā pusē (apakšā) asmeņus savstarpēji savieno minimālais garums. Šajā gadījumā visā asmens garumā tiek saglabāta atstarpe 32 mm platumā.
Saliktais asmeņu bloks ir uzstādīts un uzstādīts uz diska trīs punktos - džempera centrālajam caurumam un iepriekš uzstādītajiem alumīnija stūriem. Turbīnu asmeņi ir piestiprināti pie plāksnes stingri viens pret otru.
Lai savienotu visas detaļas, varat izmantot kniedes, pašvītņojošās skrūves, skrūvju savienojumu M3 vai M4, leņķus vai izmantot citas metodes.
Caurumos, diska otrā pusē, ir uzstādīts ģenerators un tiek piestiprināts ar uzgriežņiem montāžas tapu brīvajos galos.
Lai nodrošinātu vēja ģeneratora uzticamu patstāvīgu palaišanu, turbīnai ir jāpievieno otrs līdzīgs asmeņu līmenis. Šajā gadījumā otrās pakāpes asmeņi tiek nobīdīti pa asi attiecībā pret pirmās pakāpes asmeņiem 90 grādu leņķī. Rezultāts ir četru lāpstiņu rotors. Tas nodrošina, ka vienmēr ir vismaz viens asmens, kas spēj noķert vēju un dod turbīnai impulsu griezties.
Lai samazinātu vēja ģeneratora izmēru, turbīnas lāpstiņu otro līmeni var izgatavot un nostiprināt ap ģeneratoru. No 1,0 mm biezas alumīnija loksnes mēs izgatavojam divus asmeņus 100 mm platumā (ģeneratora augstums), 240 mm garus (līdzīgi pirmās pakāpes asmens garumam). Lieciet asmeņus 80 mm rādiusā, līdzīgi kā pirmā līmeņa asmeņi.
Katru otrās (apakšējās) pakāpes asmeni nostiprina, izmantojot divus stūrus.
Viens ir uzstādīts brīvā caurumā diska perifērijā, līdzīgi kā augšējā līmeņa asmeņu stiprinājums, bet ar 90 grādu nobīdi. Otrais stūris ir piestiprināts pie uzstādītā ģeneratora tapas. Fotoattēlā skaidrības labad apakšējā līmeņa asmeņu montāža tiek noņemta.
Konstrukcijas stiprības nodrošināšanai pēc vispārējas montāžas abas apakšējās kārtas asmeņus caur atverēm lāpstiņu apakšējā daļā papildus piesaista ģeneratoram ar stieples skavu.
Pēc turbīnas montāžas un uzstādīšanas uz ģeneratora šī konstrukcija izrādījās:
Dabā veiktie testi ir parādījuši, ka vēja ģeneratora konstrukcija ir funkcionāla, taču tā labi nesākas ar mazu vēja ātrumu. Tāpēc turbīnas lāpstiņu augšējā līmenī papildus diviem pieejamajiem tiek pievienoti vēl divi asmeņi (līdzīgi esošajiem) vai no 1,0 mm biezas alumīnija loksnes, kas ir līdzīgi pēc konstrukcijas un izmēra. Apakšējā līmeņa asmeņi ir nedaudz iegareni, lai palielinātu sākuma griezes momentu.
Vēja turbīnas darbības video