DIY ühefaasiline vahelduvvoolu generaator. Asünkroonne mootor generaatori režiimis

Soov saada enda kasutusse elektrigeneraator jääb varju ühe ebameeldivuse poolt – see on üksuse kõrge hind. Mida iganes võib öelda, väikseima võimsusega mudelite hind on üsna kõrge - alates 15 000 rubla ja rohkem. Just see asjaolu viitab ideele luua generaator oma kätega. Samas ta ise protsess võib olla keeruline, Kui:

• tööriistade ja diagrammidega töötamise oskus puudub;
• loomise kogemus puudub sarnased seadmed;
• läbimüüdud vajalikud üksikasjad ja varuosad.

Kui see kõik ja suur soov on olemas, siis võite proovida generaatorit ehitada, juhindudes montaažijuhendist ja lisatud skeemist.

Pole saladus, et ostetud elektrigeneraatoril on laiendatud võimaluste ja funktsioonide loend, samas kui omatehtud generaator võib ebaõnnestuda ja ebaõnnestuda kõige ebasobivamatel hetkedel. Seetõttu on see, kas osta või ise teha, puhtalt individuaalne küsimus, mis nõuab vastutustundlikku lähenemist.

Kuidas elektrigeneraator töötab?

Elektrigeneraatori tööpõhimõte põhineb füüsiline nähtus elektromagnetiline induktsioon. Kunstlikult loodud elektromagnetvälja läbiv juht tekitab impulsi, mis muundatakse alalisvooluks.

Generaatoril on mootor, mis on võimeline tootma elektrit, põletades oma sektsioonides teatud tüüpi kütust: või. Põlemiskambrisse sisenev kütus omakorda toodab põlemisprotsessis gaasi, mis pöörab väntvõlli. Viimane edastab impulsi veovõllile, mis on juba võimeline tagama teatud koguse väljundenergiat.

Energia elektrivool, sisenedes asünkroonsesse mootorisse, muutub sellest väljumisel kergesti liikumisenergiaks. Aga mis siis, kui on vaja pöördteisendust? Sel juhul saate asünkroonmootorist omatehtud generaatori ehitada. See töötab ainult erinevas režiimis: elektrit hakatakse tootma mehaanilise töö tegemisel. Ideaalne lahendus– muutmine tuulegeneraatoriks – vaba energia allikaks.

Eksperimentaalselt on tõestatud, et magnetväli tekib vahelduva elektrivälja toimel. See on asünkroonse mootori tööpõhimõtte alus, mille disain sisaldab:

• Keha on see, mida me väljastpoolt näeme;
• Staator on elektrimootori statsionaarne osa;
• Rootor on element, mida juhitakse.

Staatori juures põhielement– mähis, millele rakendatakse vahelduvpinget (tööpõhimõte ei ole püsimagnetitel, vaid vahelduvelektri poolt kahjustatud magnetväljal). Rootor on piludega silinder, millesse mähis asetatakse. Kuid sellesse sisenev vool on vastassuunas. Selle tulemusena moodustub kaks muutujat elektriväljad. Igaüks neist loob magnetvälja, mis hakkab üksteisega suhtlema. Kuid staatori konstruktsioon on selline, et see ei saa liikuda. Seetõttu on kahe magnetvälja vastasmõju tulemuseks rootori pöörlemine.

Elektrigeneraatori konstruktsioon ja tööpõhimõte

Eksperimendid kinnitavad ka seda, et magnetväli tekitab vaheldumisi elektriväli. Allpool on diagramm, mis illustreerib selgelt generaatori tööpõhimõtet.

Kui metallraam asetada ja magnetvälja pöörata, hakkab sellesse tungiv magnetvoog muutuma. See toob kaasa indutseeritud voolu moodustumise raami sees. Kui ühendate otsad voolutarbijaga, näiteks elektrilambiga, saate jälgida selle sära. See viitab sellele, et raami sees pööramisele kulutatud mehaaniline energia magnetväli, muutus elektrienergiaks, mis aitas lambi põlema panna.

Struktuuriliselt koosneb elektrigeneraator samadest osadest nagu elektrimootor: korpusest, staatorist ja rootorist. Erinevus seisneb ainult tööpõhimõttes. Rootorit juhib staatori mähises oleva elektrivälja tekitatud magnetväli. Ja staatori mähisesse ilmub elektrivool sellesse tungiva magnetvoo muutumise tõttu rootori sunnitud pöörlemise tõttu.

Elektrimootorist elektrigeneraatorini

Tänapäeva inimelu pole mõeldav ilma elektrita. Seetõttu ehitatakse kõikjale elektrijaamu, mis muudavad vee, tuule ja aatomituumade energia elektrienergiaks. See on muutunud universaalseks, kuna seda saab muuta liikumise, soojuse ja valguse energiaks. See sai elektrimootorite massilise leviku põhjuseks. Elektrigeneraatorid on vähem populaarsed, sest riik varustab elektrit tsentraalselt. Aga sellegipoolest juhtub vahel, et elektrit pole ja pole kuskilt võtta. Sel juhul aitab teid asünkroonse mootori generaator.

Oleme juba eespool öelnud, et elektrigeneraator ja mootor on struktuurilt sarnased. See tõstatab küsimuse: kas seda tehnikaimet on võimalik kasutada nii mehaanilise kui ka elektrienergia allikana? Selgub, et see on võimalik. Ja me ütleme teile, kuidas mootor oma kätega vooluallikaks muuta.

Ümbertöötamise tähendus

Kui teil on vaja elektrigeneraatorit, siis miks teha seda mootorist, kui saate osta uusi seadmeid? Kvaliteetsed elektriseadmed pole aga odav nauding. Ja kui teil on selline, mida ei kasutata Sel hetkel mootor, miks ei võiks see teda hästi teenida? Lihtsate manipulatsioonide abil ja minimaalsed kulud saate suurepärase vooluallika, mis suudab toita aktiivse koormusega seadmeid. Nende hulka kuuluvad arvuti-, elektroonika- ja raadioseadmed, tavalised lambid, küttekehad ja keevitusmuundurid.

Kuid kokkuhoid pole ainus eelis. Sellest valmistatud elektrivoolugeneraatori eelised asünkroonne elektrimootor:

• Disain on lihtsam kui sünkroonse analoogi oma;
• Maksimaalne sisekülgede kaitse niiskuse ja tolmu eest;
• Kõrge vastupidavus ülekoormustele ja lühistele;
• Mittelineaarsete moonutuste peaaegu täielik puudumine;
• kliirensitegur (väärtus, mis väljendab rootori ebaühtlast pöörlemist) mitte rohkem kui 2%;
• Mähised on töö ajal staatilised, nii et need ei kulu pikka aega, suurendades nende kasutusiga;
• Tekkinud elektril on kohe pinge 220V või 380V, olenevalt sellest, millise mootori otsustate teisendada: ühefaasilise või kolmefaasilise. See tähendab, et voolutarbijaid saab ühendada otse generaatoriga, ilma inverteriteta.

Isegi kui elektrigeneraator ei suuda teie vajadusi täielikult rahuldada, saab seda kasutada koos tsentraliseeritud toiteallikaga. Sel juhul räägime jällegi säästmisest: peate vähem maksma. Kasu väljendatakse vahena, mis saadakse toodetud elektrienergia lahutamisel tarbitud elektrikogusest.

Mida on vaja ümberehitamiseks?

Asünkroonmootorist oma kätega generaatori valmistamiseks peate kõigepealt mõistma, mis takistab elektrienergia muundamist mehaanilisest energiast. Tuletame meelde, et induktsioonvoolu tekkeks on vajalik ajas muutuva magnetvälja olemasolu. Kui seade töötab mootorirežiimis, tekib see võrgust saadava toite tõttu nii staatoris kui ka rootoris. Kui lülitate seadmed generaatorirežiimile, selgub, et magnetvälja pole üldse. Kust ta tuleb?

Pärast seda, kui seade töötab mootorirežiimis, säilitab rootor jääkmagnetiseerimise. Just see jõud põhjustab sunnitud pöörlemise tõttu staatoris indutseeritud voolu. Ja selleks, et magnetväli säiliks, on vaja paigaldada kondensaatorid, mis kannavad mahtuvuslikku voolu. Just tema säilitab magnetiseerituse eneseergastuse tõttu.

Oleme lahendanud küsimuse, kust algne magnetväli pärineb. Kuidas aga rootorit liikuma panna? Muidugi, kui seda oma kätega keerutada, saate väikese lambipirni toita. Kuid tõenäoliselt ei rahulda tulemus teid. Ideaalne lahendus on muuta mootor tuulegeneraatoriks ehk tuulikuks.

Nii nimetatakse seadet, mis muudab tuule kineetilise energia mehaaniliseks ja seejärel elektriliseks. Tuulegeneraatorid on varustatud labadega, mis tuulega kokku puutudes liiguvad. Neid saab pöörata nii vertikaalsel kui ka horisontaalsel tasapinnal.

Teooriast praktikasse

Ehitame oma kätega mootorist tuulegeneraatori. Arusaadavuse hõlbustamiseks on juhistega kaasas diagrammid ja videod. Sa vajad:

• Seade tuuleenergia edastamiseks rootorile;
• Kondensaatorid iga staatori mähise jaoks.

Raske on sõnastada reeglit, mille järgi võiks esimesel korral valida tuulepüüdja. Siin tuleb juhinduda asjaolust, et kui seadmed töötavad generaatorirežiimis, peaks rootori kiirus olema 10% suurem kui mootorina töötades. Arvesse tuleb võtta mitte nimisagedust, vaid tühikäigu kiirust. Näide: nimisagedus on 1000 p/min ja tühikäigul on see 1400. Siis on voolu genereerimiseks vaja sagedust ligikaudu 1540 p/min.

Kondensaatorite valik võimsuse järgi toimub järgmise valemi järgi:

C on vajalik võimsus. Q – rootori pöörlemiskiirus pööretes minutis. P on arv "pi", mis on võrdne 3,14. f – faasisagedus (konstantne väärtus Venemaa jaoks, võrdne 50 hertsiga). U – võrgupinge (220, kui üks faas, ja 380, kui kolm).

Arvutamise näide : Kolmefaasiline rootor pöörleb 2500 pööret minutis. SiisC = 2500/(2*3,14*50*380*380)=56 uF.

Tähelepanu!Ärge valige mahutit, mis on suurem kui arvutatud väärtus. Vastasel juhul on aktiivne takistus kõrge, mis põhjustab generaatori ülekuumenemist. See võib juhtuda ka siis, kui seade käivitatakse ilma koormuseta. Sel juhul on kasulik kondensaatori mahtuvust vähendada. Ise tegemise hõlbustamiseks asetage konteiner mitte tervikuna, vaid monteerituna. Näiteks 60 μF võib koosneda 6 tükist 10 μF, mis on üksteisega paralleelselt ühendatud.

Kuidas ühendada?

Vaatame, kuidas kolmefaasilise mootori näitel asünkroonmootorist generaatorit valmistada:

1. Ühendage võll tuuleenergia abil rootorit pöörleva seadmega;
2. Ühendage kondensaatorid kolmnurga mustriga, mille tipud on ühendatud tähe otstega või staatori kolmnurga tippudega (olenevalt mähiste ühendamise tüübist);
3. Kui väljundis on vaja pinget 220 V, ühendage staatori mähised kolmnurgas (esimese mähise ots teise algusega, teise lõpp kolmanda algusega, kolmanda lõpp esimese algusega);
4. Kui teil on vaja seadmeid toita 380 voltist, sobib staatori mähiste ühendamiseks tähtahel. Selleks ühendage kõigi mähiste algus kokku ja ühendage otsad vastavate konteineritega.

Samm-sammult juhised väikese võimsusega ühefaasilise tuulegeneraatori oma kätega valmistamiseks:

1. Võtke see vanast välja pesumasin elektrimootor;
2. Määrake töömähis ja ühendage sellega paralleelselt kondensaator;
3. Veenduge, et rootor pöörleb tuuleenergia abil.

Saate tuuleveski, nagu videos, ja see annab 220 volti.

Elektriseadmete jaoks, mis töötavad toiteallikaga alalisvool, peate lisaks paigaldama alaldi. Ja kui olete huvitatud toiteallika parameetrite jälgimisest, paigaldage väljundisse ampermeeter ja voltmeeter.

Nõuanne! Pideva tuule puudumise tõttu võivad tuulegeneraatorid mõnikord lakata töötamast või mitte töötada täisvõimsusel. Seetõttu on mugav korraldada oma elektrijaam. Selleks ühendatakse tuulik tuulise ilmaga aku külge. Kogunenud elektrit saab kasutada rahulikul ajal.

Elektrimootor on seade, mis toimib energiamuundurina ja töötab elektrienergiast mehaanilise energia saamise režiimis. Läbi lihtsate teisenduste ilma püsimagneti kasutamata, kuid tänu jääkmagnetiseerimisele hakkab mootor töötama jõuallikana. Need on kaks vastastikku pöördvõrdelist nähtust, mis aitavad säästa: kui teil on elektrimootor, pole vaja tuulegeneraatorit osta. Vaata videot ja õpi.

Leidsin Internetist artikli, kuidas muuta autogeneraator püsimagnetgeneraatoriks. Kas seda põhimõtet on võimalik kasutada ja generaatorit oma kätega asünkroonsest elektrimootorist teisendada? Võimalik, et poolide vale paigutuse tõttu tekivad suured energiakadud.

Mul on asünkroonset tüüpi mootor pingega 110 volti, kiirus – 1450, 2,2 amprit, ühefaasiline. Ma ei võta endale kohustust konteinerite abil isetehtud generaatorit valmistada, kuna sellega kaasnevad suured kaod.

Soovitatav on kasutada lihtsad mootorid selle skeemi järgi.

Kui vahetate kõlaritest ümmarguste magnetitega mootorit või generaatorit, kas peate need krabidesse paigaldama? Krabid on kaks metallosad, on ankurdatud väljapoole pooli.

Kui võllile asetatakse magnetid, šunteerib võll magnetilisi jõujooni. Kuidas siis põnevust tuleb? Mähis asub ka metallvõllil.

Kui muudate mähiste ühendust ja teete paralleelühendus, kiirendada normaalväärtustest kõrgematele kiirustele, siis selgub 70 volti. Kust saada mehhanismi selliste kiiruste jaoks? Kui kerite selle tagasi madalamale kiirusele ja väiksemale võimsusele, langeb võimsus liiga palju.

Suletud rootoriga asünkroonmootor on valmistatud rauast, mis on täidetud alumiiniumiga. Autost võite võtta omatehtud generaatori, mille pinge on 14 volti ja voolutugevus 80 amprit. Need on head andmed. Generaatoriks saab kasutada tolmuimeja või pesumasina vahelduvvoolul töötavat kommutaatorit. Paigaldage staatorile magnetiseerimine ja eemaldage harjadelt alalispinge. Vastavalt kõrgeimale EMF-ile muutke harjade nurka. Koefitsient kasulik tegevus kipub nulli. Kuid midagi paremat kui sünkroongeneraator pole leiutatud.

Otsustasin katsetada omatehtud generaatorit. Ühefaasiline asünkroonmootor väikesest pesumasinast treiti puuriga. Ühendasin sellega 4 µF mahtuvuse, tuli välja 5 volti 30 hertsi ja vooluks 1,5 milliamprit lühiseks.

Seda meetodit kasutades ei saa iga elektrimootorit generaatorina kasutada. Seal on terasrootoriga mootoreid, millel on ülejäänud osas madal magnetiseerimisaste.

On vaja teada, mis vahe on elektrienergia muundamisel ja energia tootmisel. Ühe faasi teisendamiseks 3-ks on mitu võimalust. Üks neist on mehaaniline energia. Kui elektrijaam on pistikupesast lahti ühendatud, läheb kogu konversioon kaotsi.

On selge, kust tuleb traadi liikumine kasvava kiirusega. Pole selge, kust tuleb magnetväli, et tekitada juhtmes elektromagnetvälja.

Seda on lihtne seletada. Tänu allesjäänud magnetismimehhanismile tekib armatuuris emf. Staatori mähises tekib vool, mis on mahtuvusega lühistatud.

Vool on tekkinud, mis tähendab, et see suurendab elektromotoorjõud rootori võlli poolidel. Saadud vool suurendab elektromotoorjõudu. Staatori elektrivool tekitab palju suurema elektromotoorjõu. See kestab seni, kuni staatori magnetvood ja rootor on tasakaalus, samuti täiendavad kaod.

Kondensaatorite suurus arvutatakse nii, et pinge klemmidel jõuab nimiväärtuseni. Kui see on väike, vähendage võimsust, seejärel suurendage seda. Kahtlustati vanade mootorite osas, mis väidetavalt ei eruta. Pärast mootori või generaatori rootori kiirendamist peate kiiresti mis tahes faasi pistma väikese koguse volti. Kõik normaliseerub. Laadige kondensaator pingele, mis võrdub poole mahutavusega. Lülitage sisse kolmepooluselise lülitiga. See kehtib 3-faasilise mootori kohta. Seda vooluringi kasutatakse sõiduautode generaatorite jaoks, kuna neil on oravapuuriga rootor.

2. meetod

Omatehtud generaatorit saate teha muul viisil. Staator on nutika disainiga (sellel on spetsiaalne disainilahendus), võimalik reguleerida väljundpinget. Tegin seda tüüpi generaatori oma kätega ehitusplatsil. Mootor andis 7 kW 900 p/min juures. Ühendasin ergutusmähise 220 V delta ahela järgi käivitasin 1600 p/min, kondensaatorid olid 3 kuni 120 uF. Neid lülitas sisse kolme poolusega kontaktor. Generaator toimis kolmefaasilise alaldina. Toide sellest alaldist elektriline puur 1000-vatise kollektoriga ja 2200-vatise ketassaega, 220 V, 2000-vatise veskiga.

Pidin tegema pehme käivitussüsteemi, 3 sekundi pärast teise takisti, mille faas on lühis.

See ei kehti kommutaatoritega mootorite puhul. Kui kahekordistate pöörlemissagedust, väheneb ka mahtuvus.

Samuti suureneb sagedus. Paagi ahel lülitus automaatselt välja, et mitte kasutada reaktiivsustoru ja mitte raisata kütust.

Töö ajal peate vajutama kontaktori staatorit. Kolm faasi demonteerisid need kui mittevajalikud. Põhjus peitub pooluste suures vahes ja suurenenud väljade hajumises.

Spetsiaalsed mehhanismid kahekordse puuriga oravale ja kaldsilmadega oravale. Sellegipoolest sain pesumasina mootorist 100 volti ja sageduseks 30 hertsi, 15 vatine lamp ei taha põleda. Väga nõrk jõud. On vaja võtta tugevam mootor või paigaldada rohkem kondensaatoreid.

Autode all on kasutusel oravapuuriga rootoriga generaator. Selle mehhanism pärineb käigukastist ja rihmülekandest. Pöörlemiskiirus 300 p/min. See asub lisakoormuse generaatorina.

3. meetod

Saate kujundada omatehtud generaatori, bensiinimootoriga elektrijaama.

Generaatori asemel kasutage 3-faasilist asünkroonset mootorit võimsusega 1,5 kW kiirusel 900 p / min. Elektrimootor on itaaliapärane ja ühendatav kolmnurga või tähega. Esiteks asetasin mootori alalisvoolumootoriga alusele ja kinnitasin selle siduri külge. Hakkasin mootorit keerama 1100 p/min juures. Faasidele ilmus pinge 250 volti. Ühendasin 1000 vatise lambipirni, pinge langes kohe 150 volti. Selle põhjuseks on tõenäoliselt faaside tasakaalustamatus. Igal faasil peab olema eraldi koormus. Kolm 300-vatist lambipirni ei suuda teoreetiliselt pinget 200 voltini alandada. Võid panna suurema kondensaatori.

Mootori pöördeid tuleb koormuse all tõsta ja mitte alandada, siis on võrgu toide konstantne.

Vajalik on märkimisväärne võimsus; autogeneraator sellist võimsust ei anna. Kui kerite suure KAMAZi tagasi, ei tule sellest 220 V välja, kuna magnetahel on üleküllastunud. See oli mõeldud 24 volti jaoks.

Täna kavatsesin proovida koormuse ühendamist läbi 3-faasilise toiteallika (alaldi). Nad kustutasid garaažides tuled, kuid see ei töötanud. Energeetikute linnas lülitatakse tuled süstemaatiliselt välja, mistõttu on vaja luua pideva elektrivarustuse allikas. Elektrikeevitamiseks on olemas kinnitus, mis kinnitatakse traktori külge. Elektritööriista ühendamiseks on vaja pidevat pingeallikat 220 V. Tekkis idee ehitada oma kätega isetehtud generaator ja selle jaoks inverter, kuid patareid Sa ei saa kaua töötada.

Elekter lülitati hiljuti sisse. Ühendasin Itaaliast pärit asünkroonmootori. Asetasin selle koos mootorsae mootoriga raamile, keerasin võllid kokku ja paigaldasin kummist siduri. Poolid ühendasin täheahela järgi, kondensaatorid kolmnurgas, igaüks 15 μF. Kui mootorid käivitasin, polnud võimsust. Ühendasin faasidega laetud kondensaatori ja tekkis pinge. Mootori võimsus oli 1,5 kW. Samal ajal langes toitepinge 240 volti, tühikäigu kiirus see oli 255 volti. Veski töötas normaalselt 950 vatti.

Üritasin mootori pöördeid tõsta, aga elevust polnud. Pärast kondensaatori kontakti faasiga ilmub pinge kohe. Proovin paigaldada teistsuguse mootori.

Milliseid süsteemiprojekte toodetakse elektrijaamadele välismaal? 1-faasilistel on selge, et rootorile kuulub mähis, faaside tasakaalustamatust pole, sest on üks faas. 3-faasilises on süsteem, mis võimaldab võimsust reguleerida, kui sellega on ühendatud suurima koormusega mootorid. Keevitamiseks saate ühendada ka inverteri.

Nädalavahetusel tahtsin asünkroonmootori abil oma kätega teha isetehtud generaatori. Edukas katse teha omatehtud generaator osutus vana mootori ühendamiseks malmist korpusega 1 kW ja 950 pööret minutis. Mootor ergastatakse normaalselt, ühe 40 µF mahtuvusega. Ja ma paigaldasin kolm konteinerit ja ühendasin need tärniga. Sellest piisas elektritrelli ja veski käivitamiseks. Tahtsin, et see toodaks pinget ühel faasil. Selleks ühendasin kolm dioodi, poolsilla. Valgustamiseks mõeldud luminofoorlambid põlesid läbi, garaažis olevad kotid süüdati põlema. Kerin trafo kolme faasi.

Kirjutage artiklile kommentaare, täiendusi, võib-olla jäin millestki kahe silma vahele. Heitke pilk peale, mul on hea meel, kui leiate minu omast midagi muud kasulikku.

Eraelamu või suvila ehitamise vajadusteks kodu meistrimees võib vaja minna iseseisev allikas elektrienergiat, mida saate poest osta või olemasolevatest osadest oma kätega kokku panna.

Omatehtud generaator võib töötada bensiini, gaasi või diislikütuse energial. Selleks tuleb see ühendada mootoriga läbi amortisaatori ühendusmuhvi, mis tagab rootori sujuva pöörlemise.

Kui kohalikud lubavad looduslikud tingimused Näiteks kui puhub sagedasi tuuli või läheduses on voolava vee allikas, saate luua tuule- või hüdroturbiini ja ühendada selle elektri tootmiseks asünkroonse kolmefaasilise mootoriga.

Tänu sellisele seadmele on teil pidev töö alternatiivne allikas elektrit. See vähendab avalike võrkude energiatarbimist ja võimaldab säästa selle tasumisel.

Mõnel juhul on selle kasutamine lubatud ühefaasiline pinge elektrimootori pööramiseks ja pöördemomendi edastamiseks omatehtud generaatorile, et luua oma kolmefaasiline sümmeetriline võrk.

Kuidas valida generaatorile asünkroonmootorit disaini ja omaduste põhjal

Tehnoloogilised omadused

Alus omatehtud generaator moodustab asünkroonse kolmefaasilise elektrimootori, millel on:

• faas;
• või oravapuuriga rootor.

Staatori seade

Staatori ja rootori magnetsüdamikud on valmistatud isoleeritud elektriterasest plaatidest, millesse on tekitatud sooned mähise juhtmete mahutamiseks.

Tehases saab ühendada kolm eraldi staatorimähist vastavalt järgmisele skeemile:

• tähed;
• või kolmnurk.

Nende klemmid on ühendatud klemmikarbi sees ja ühendatud džempritega. Siia on paigaldatud ka toitekaabel.

Mõnel juhul võib juhtmeid ja kaableid ühendada muul viisil.

Asünkroonmootori igale faasile antakse sümmeetrilised pinged, mida nihutatakse piki nurka kolmandiku ringi võrra. Need tekitavad mähistes voolu.

Neid koguseid on mugav väljendada vektorkujul.

Rootori disaini omadused

Haava rootori mootorid

Need on varustatud mähisega, mis on valmistatud nagu staatorimähis, ja mõlema juhtmed on ühendatud libisemisrõngastega, mis tagavad surveharjade kaudu elektrilise kontakti käivitus- ja reguleerimisahelaga.

Seda disaini on üsna raske toota ja kallis. See nõuab perioodilist töö jälgimist ja kvalifitseeritud hooldust. Nendel põhjustel pole mõtet seda omatehtud generaatori jaoks selles kujunduses kasutada.

Kui aga on sarnane mootor ja muud kasutust sellel pole, siis saab iga mähise juhtmed (need otsad, mis on rõngastega ühendatud) omavahel lühistada. Sel viisil muutub haava rootor lühiseks. Seda saab ühendada vastavalt mis tahes allpool käsitletud skeemile.

Oravapuuriga mootorid

Rootori magnetahela soonte sisse valatakse alumiinium. Mähis on valmistatud pöörleva oravapuuri kujul (mille jaoks ta sai sellise lisanime), mille otstes on lühistatud hüppaja rõngad.

See on kõige rohkem lihtne vooluring mootor, millel puuduvad liikuvad kontaktid. Tänu sellele töötab see pikka aega ilma elektrikute sekkumiseta ja seda iseloomustab suurenenud töökindlus. Soovitatav on seda kasutada omatehtud generaatori loomiseks.

Märgised mootori korpusel

Selleks, et omatehtud generaator töötaks usaldusväärselt, peate tähelepanu pöörama:

• , mis iseloomustab eluaseme kaitse kvaliteeti keskkonnamõjude eest;
• energiatarve;
• kiirus;
• mähise ühendusskeem;
• lubatud koormusvoolud;
• Kasutegur ja koosinus φ.

Asünkroonse mootori tööpõhimõte generaatorina

Selle rakendamine põhineb elektrimasina pöörduvuse meetodil. Kui vooluvõrgust lahti ühendatud mootor hakkab rootorit sunniviisiliselt pöörlema ​​ettenähtud kiirusel, indutseeritakse staatorimähises magnetvälja jääkenergia tõttu EMF.

Jääb vaid ühendada mähistega vastava nimiväärtusega kondensaatoripank ja läbi nende voolab mahtuvuslik juhtvool, millel on magnetiseeriv iseloom.

Selleks, et tekkida generaatori iseergutus ja mähistele moodustuks sümmeetriline kolmefaasiliste pingete süsteem, on vaja valida kondensaatorite mahtuvus, mis on suurem kui teatud kriitiline väärtus. Lisaks väärtusele mõjutab väljundvõimsust loomulikult ka mootori konstruktsioon.

Kolmefaasilise energia normaalseks genereerimiseks sagedusega 50 Hz on vaja säilitada rootori kiirus, mis ületab asünkroonset komponenti libisemisväärtuse S võrra, mis jääb vahemikku S=2÷10%. Seda tuleb hoida sünkroonse sageduse tasemel.

Sinusoidi kõrvalekalle sageduse standardväärtusest mõjutab negatiivselt seadmete tööd elektrimootorid: saed, höövlid, erinevad masinad ja trafod. See praktiliselt ei mõjuta kütteelementide ja hõõglampide takistuslikku koormust.

Elektriühenduste skeemid

Praktikas kasutatakse kõiki tavalisi asünkroonmootori staatori mähiste ühendamise meetodeid. Valides ühe neist nad loovad erinevaid tingimusi seadmete tööks ja genereerida teatud väärtustega pinget.

Täheringid

Populaarne võimalus kondensaatorite ühendamiseks

Kolmefaasilise võrgugeneraatorina töötamiseks mõeldud tähega ühendatud mähistega asünkroonmootori ühendusskeemil on standardvorm.

Kahe mähisega ühendatud kondensaatoritega asünkroonse generaatori skeem

See valik on üsna populaarne. See võimaldab teil toita kolme tarbijarühma kahest mähisest:

• kaks pinget 220 volti;
• üks - 380.

Töö- ja käivituskondensaatorid ühendatakse ahelaga eraldi lülitite abil.

Sama vooluahela põhjal saate luua omatehtud generaatori, ühendades kondensaatorid asünkroonse mootori ühe mähisega.

Kolmnurga diagramm

Staatori mähiste kokkupanemisel täheahela järgi generaator toodab kolmefaasiline pinge 380 volti. Kui lülitate need kolmnurgaks, siis - 220.

Ülaltoodud piltidel näidatud kolm skeemi on põhilised, kuid mitte ainsad. Nende põhjal saab luua muid ühendusviise.

Kuidas arvutada generaatori omadusi mootori võimsuse ja kondensaatori võimsuse põhjal

Elektrimasina normaalsete töötingimuste loomiseks on vaja säilitada selle nimipinge ja võimsuse võrdsus generaatori ja elektrimootori režiimides.

Sel eesmärgil valitakse kondensaatorite mahtuvus, võttes arvesse reaktiivvõimsust Q, mida nad tekitavad erinevatel koormustel. Selle väärtus arvutatakse järgmise avaldise abil:

Q=2π∙f∙C∙U 2

Sellest valemist, teades mootori võimsust, saate täiskoormuse tagamiseks arvutada kondensaatoripatarei võimsuse:

С=Q/2π∙f∙U 2

Siiski tuleks arvestada generaatori töörežiimiga. Tühikäigul koormavad kondensaatorid mähiseid asjatult ja soojendavad neid. See toob kaasa suuri energiakadusid ja konstruktsiooni ülekuumenemist.

Selle nähtuse kõrvaldamiseks ühendatakse kondensaatorid etapiviisiliselt, määrates nende arvu sõltuvalt rakendatavast koormusest. Generaatorirežiimis asünkroonmootori käivitamiseks kondensaatorite valiku lihtsustamiseks on loodud spetsiaalne tabel.

Seeria K78-17 käivituskondensaatorid ja sarnased, mille tööpinge on 400 volti või rohkem, sobivad hästi mahtuvusliku aku osana. On täiesti vastuvõetav asendada need sobiva nimiväärtusega metallist paberist analoogidega. Need tuleb paralleelselt kokku panna.

Asünkroonse omatehtud generaatori ahelates töötamiseks ei tasu kasutada elektrolüütkondensaatorite mudeleid. Need on mõeldud alalisvooluahelate jaoks ja suunda muutva sinusoidi läbimisel ebaõnnestuvad need kiiresti.

Nende ühendamiseks sellistel eesmärkidel on spetsiaalne skeem, kui iga poollaine suunatakse dioodidega oma sõlme. Kuid see on üsna keeruline.

Disain

Elektrijaama autonoomne seade peab täielikult toetama tööseadmeid ja olema teostatud ühe moodulina, sealhulgas hingedega elektripaneeli koos seadmetega:

• mõõtmised - voltmeetriga kuni 500 volti ja sagedusmõõturiga;
• koormuse lülitamine - kolm lülitit (üks ühine annab pinget generaatorist tarbijaahelasse ja ülejäänud kaks ühendavad kondensaatoreid);
• kaitse – lühise või ülekoormuse tagajärgede kõrvaldamine ja) töötajate säästmine isolatsiooni purunemise ja korpusesse jõudva faasipotentsiaali eest.

Peamise toiteallika koondamine

Omatehtud generaatori loomisel on vaja tagada selle ühilduvus tööseadmete maandusahelaga ja kui aku kestvus– ühendage kindlalt .

Kui elektrijaam luuakse selleks varutoide riigivõrgust töötavad seadmed, siis tuleks seda kasutada siis, kui liinilt pinge on lahti ühendatud ja taastudes peatada. Selleks piisab, kui paigaldada lüliti, mis juhib kõiki faase samaaegselt või ühendab keeruline süsteem varutoite automaatne sisselülitamine.

Pinge valik

380-voldine vooluring suurendab inimeste vigastuste ohtu. Seda kasutatakse äärmuslikel juhtudel, kui faasiväärtusega 220 pole võimalik hakkama saada.

Generaatori ülekoormus

Sellised režiimid põhjustavad mähiste liigset kuumenemist, millele järgneb isolatsiooni hävitamine. Need tekivad siis, kui mähiseid läbivad voolud ületatakse järgmistel põhjustel:

1. kondensaatori mahtuvuse vale valik;
2. suure võimsusega tarbijate ühendamine.

Esimesel juhul on tühikäigu ajal vaja hoolikalt jälgida soojustingimusi. Ülekuumenemise korral tuleb kondensaatorite mahtuvust reguleerida.

Tarbijate ühendamise omadused

üldine võim kolmefaasiline generaator koosneb kolmest igas faasis toodetud osast, mis on 1/3 koguarvust. Ühte mähist läbiv vool ei tohiks ületada nimiväärtust. Seda tuleb tarbijate ühendamisel arvestada, jaotades need faaside vahel ühtlaselt.

Kui omatehtud generaator on kavandatud töötama kahel faasil, ei saa see ohutult toota elektrit rohkem kui 2/3 koguväärtusest ja kui kaasatud on ainult üks faas, siis ainult 1/3.

Sageduse juhtimine

Sagedusmõõtur võimaldab teil seda indikaatorit jälgida. Kui see pole omatehtud generaatori konstruktsiooni paigaldatud, saate seda kasutada kaudne meetod: tühikäigul ületab väljundpinge sagedusel 50 Hz nimiväärtust 380/220 4÷6% võrra.

Kanaliomanikud Maria ja Aleksander Kostenko näitavad oma videos üht võimalust asünkroonmootorist omatehtud generaatori valmistamiseks ja selle võimalusi.

Kodumasinate toiteks ja tööstusseadmed elektriallikas on vajalik. Elektrivoolu on võimalik tekitada mitmel viisil. Kuid tänapäeval on kõige paljutõotavam ja kulutõhusam voolu genereerimine elektrimasinate abil. Kõige lihtsamini valmistatav, odavaim ja töökindlaimaks osutus asünkroongeneraator, mis toodab lõviosa meie tarbitavast elektrist.

Rakendus elektrimasinad seda tüüpi määravad nende eelised. Asünkroonsed elektrigeneraatorid seevastu pakuvad:

• rohkem kõrge aste usaldusväärsus;
• pikk kasutusiga;
• tõhusus;
• minimaalsed hoolduskulud.

Need ja muud asünkroonsete generaatorite omadused on nende konstruktsioonile omased.

Disain ja tööpõhimõte

Asünkroonse generaatori peamised tööosad on rootor (liikuv osa) ja staator (fikseeritud osa). Joonisel 1 asub rootor paremal ja staator vasakul. Pöörake tähelepanu rootori konstruktsioonile. Sellel pole näha vasktraadi mähiseid. Tegelikult on mähised olemas, kuid need koosnevad alumiiniumvarrastest, mis on lühistatud mõlemal küljel asuvate rõngastega. Fotol on vardad nähtavad kaldjoonte kujul.

Lühistatud mähiste konstruktsioon moodustab nn oravapuuri. Selle puuri sees olev ruum on täidetud terasplaatidega. Täpselt öeldes surutakse alumiiniumvardad rootori südamikusse tehtud piludesse.

Riis. 1. Asünkroonse generaatori rootor ja staator

Asünkroonset masinat, mille ehitust on eespool kirjeldatud, nimetatakse oravapuuri generaatoriks. Kes on kursis asünkroonse elektrimootori konstruktsiooniga, on ilmselt märganud nende kahe masina ülesehituse sarnasust. Sisuliselt ei erine need üksteisest, kuna asünkroongeneraator ja oravapuuriga elektrimootor on peaaegu identsed, välja arvatud generaatorirežiimis kasutatavad täiendavad ergutuskondensaatorid.

Rootor asub võllil, mis asetseb mõlemalt poolt katetega kinnitatud laagritel. Kogu konstruktsioon on kaitstud metallkorpusega. Keskmise ja suure võimsusega generaatorid vajavad jahutust, seetõttu paigaldatakse võllile lisaks ventilaator ja korpus ise on ribiline (vt joonis 2).

Tööpõhimõte

Definitsiooni järgi on generaator seade, mis muudab mehaanilise energia elektrivooluks. Pole tähtis, millist energiat kasutatakse rootori pööramiseks: tuult, vee potentsiaalset energiat või turbiini või sisepõlemismootori poolt mehaaniliseks energiaks muudetud siseenergiat.

Rootori pöörlemise tulemusena läbivad staatori mähised terasplaatide jääkmagnetiseerimisel tekkinud magnetvälja jõujooned. Mähistes tekib EMF, mis aktiivsete koormuste ühendamisel põhjustab nende ahelates voolu moodustumist.

Sel juhul on oluline, et võlli sünkroonne pöörlemiskiirus oleks veidi (umbes 2–10%) suurem kui vahelduvvoolu sünkroonsagedus (määratud staatori pooluste arvu järgi). Teisisõnu on vaja tagada pöörlemiskiiruse asünkroonsus (mittevastavus) rootori libisemise võrra.

Tuleb märkida, et sel viisil saadud vool on väike. Väljundvõimsuse suurendamiseks on vaja suurendada magnetinduktsiooni. Nad saavutavad seadme efektiivsuse tõusu, ühendades kondensaatorid staatori poolide klemmidega.

Joonisel 3 on kujutatud kondensaatoriga ergastava asünkroonse keevitusgeneraatori skeem (skeemi vasak pool). Pange tähele, et väljakondensaatorid on ühendatud kolmnurga konfiguratsioonis. Parem osa Joonisel on inverterkeevitusmasina enda tegelik skeem.

On teisi, rohkemgi keerulised ahelad ergastamiseks näiteks induktiivpoolid ja kondensaatoripanka kasutades. Sellise vooluringi näide on näidatud joonisel 4.

Erinevus sünkroongeneraatorist

Peamine erinevus sünkroongeneraatori ja asünkroongeneraatori vahel on rootori konstruktsioon. Sünkroonmasinas koosneb rootor traadi mähistest. Magnetinduktsiooni loomiseks kasutatakse autonoomset toiteallikat (sageli täiendavat väikese võimsusega alalisvoolugeneraatorit, mis asub rootoriga samal teljel).

Sünkroongeneraatori eeliseks on see, et see genereerib kvaliteetsemat voolu ja on kergesti sünkroniseeritav teiste sarnast tüüpi generaatoritega. Sünkroongeneraatorid on aga tundlikumad ülekoormuste ja lühiste suhtes. Need on kallimad kui asünkroonsed kolleegid ja nende hooldus on nõudlikum - on vaja jälgida harjade seisukorda.

Asünkroongeneraatorite harmoonilistegur ehk puhastustegur on madalam kui sünkroongeneraatoritel. See tähendab, et nad toodavad peaaegu puhast elektrit. Järgmised töötavad selliste voolude korral stabiilsemalt:

• reguleeritavad laadijad;
• kaasaegsed televiisorid.

Asünkroonsed generaatorid tagavad kõrget käivitusvoolu nõudvate elektrimootorite usaldusväärse käivitamise. Selle näitaja poolest ei jää nad tegelikult alla sünkroonmasinatele. Neil on vähem reaktiivseid koormusi, mis avaldab positiivset mõju termiline režiim, kuna reaktiivvõimsusele kulub vähem energiat. Asünkroongeneraatoril on parem väljundsageduse stabiilsus erinevatel rootori kiirustel.

Klassifikatsioon

Oravpuuri tüüpi generaatorid on oma disaini lihtsuse tõttu kõige levinumad. Siiski on ka teist tüüpi asünkroonseid masinaid: mähitud rootoriga generaatorid ja püsimagneteid kasutavad seadmed, mis moodustavad ergutusahela.

Võrdluseks on joonisel 5 näidatud kahte tüüpi generaatoreid: vasakul alusel ja paremal asünkroonne masin, mis põhineb keritud rootoriga IM-il. Isegi kiire pilguga skemaatilised pildid näete haavarootori keerulist konstruktsiooni. Tähelepanu köidavad libisemisrõngad (4) ja harjahoidiku mehhanism (5). Number 3 tähistab traadi mähise sooni, kuhu selle ergutamiseks tuleb voolu anda.

Väljamähiste olemasolu asünkroonse generaatori rootoris parandab genereeritud elektrivoolu kvaliteeti, kuid sellised eelised nagu lihtsus ja töökindlus kaovad. Seetõttu kasutatakse selliseid seadmeid allikana autonoomne toiteallikas ainult nendes piirkondades, kus ilma nendeta on raske hakkama saada. Püsimagnetid rootorites kasutatakse neid peamiselt väikese võimsusega generaatorite tootmiseks.

Kasutusala

Kõige tavalisem oravapuurirootoriga generaatorikomplektide kasutus. Need on odavad ja praktiliselt ei vaja hooldust. Käivituskondensaatoritega varustatud seadmetel on korralikud efektiivsusnäitajad.

Asünkroonseid generaatoreid kasutatakse sageli autonoomse või varutoiteallikana. Nad töötavad nendega, neid kasutatakse võimsate mobiiltelefonide ja.

Generaatorid koos kolmefaasiline mähis Nad käivitavad enesekindlalt kolmefaasilise elektrimootori, seetõttu kasutatakse neid sageli tööstuslikes elektrijaamades. Samuti saavad nad toita ühefaasiliste võrkude seadmeid. Kahefaasiline režiim võimaldab säästa kütust sisepõlemismootoril, kuna kasutamata mähised on tühikäigurežiimis.

Rakendusala on üsna lai:

• transporditööstus;
• Põllumajandus;
• majapidamissfäär;
• meditsiiniasutused;

Asünkroongeneraatorid on mugavad kohalike tuule- ja hüdroelektrijaamade ehitamiseks.

DIY asünkroonne generaator

Teeme kohe reservatsiooni: me ei räägi generaatori nullist valmistamisest, vaid asünkroonmootori muutmisest generaatoriks. Mõned käsitöölised kasutavad mootorist valmis staatorit ja katsetavad rootoriga. Idee on kasutada rootori pooluste valmistamiseks neodüümmagneteid. Toorik, millele on liimitud magnetid, võib välja näha umbes selline (vt joonis 6):

Liimite magnetid spetsiaalselt töödeldud tooriku külge, mis on paigaldatud elektrimootori võllile, jälgides nende polaarsust ja nihkenurka. Selleks on vaja vähemalt 128 magnetit.

Valmis konstruktsioon tuleb kohandada staatoriga ja samal ajal tagada minimaalne vahe hammaste ja valmistatud rootori magnetpooluste vahel. Kuna magnetid on lamedad, peate neid lihvima või teritama, samal ajal struktuuri pidevalt jahutades, kuna neodüüm kaotab oma magnetilised omadused juures kõrge temperatuur. Kui teete kõik õigesti, siis generaator töötab.

Probleem on selles, et ideaalset rootorit on käsitöölistes tingimustes väga raske valmistada. Aga kui sul on treipink ja olete valmis kulutama mitu nädalat kohandamisele ja muudatustele – saate katsetada.

Pakun rohkem praktiline variant– asünkroonse mootori muutmine generaatoriks (vt videot allpool). Selleks vajate sobiva võimsusega ja vastuvõetava rootori kiirusega elektrimootorit. Mootori võimsus peab olema vähemalt 50% suurem generaatori nõutavast võimsusest. Kui teie käsutuses on selline elektrimootor, alustage töötlemist. Vastasel juhul on parem osta valmis generaator.

Ringlussevõtuks vajate 3 kaubamärkide KBG-MN, MBGO, MBGT kondensaatorit (võite võtta ka muid kaubamärke, kuid mitte elektrolüütilisi). Valige kondensaatorid pingele vähemalt 600 V (kolmefaasilise mootori jaoks). Generaatori Q reaktiivvõimsus on seotud kondensaatori mahtuvusega järgmise sõltuvusega: Q = 0,314·U 2 ·C·10 -6.

Koormuse kasvades reaktiivvõimsus suureneb, mis tähendab, et stabiilse pinge U säilitamiseks on vaja kondensaatorite mahtuvust tõsta, lisades ümberlülituste kaudu uusi mahtuvusi.

Video: asünkroonse generaatori valmistamine ühefaasiline mootor- 1. osa

2. osa

Praktikas valitakse tavaliselt keskmine väärtus, eeldades, et koormus ei ole maksimaalne.

Olles valinud kondensaatorite parameetrid, ühendage need staatori mähiste klemmidega, nagu on näidatud diagrammil (joonis 7). Generaator on valmis.

Asünkroonne generaator ei vaja erilist hoolt. Selle hooldus seisneb laagrite seisukorra jälgimises. Nimirežiimidel võib seade töötada aastaid ilma operaatori sekkumiseta.

Nõrk lüli on kondensaatorid. Nad võivad ebaõnnestuda, eriti kui nende nimiväärtus on valesti valitud.

Generaator kuumeneb töötamise ajal. Kui ühendate sageli suurenenud koormusi, jälgige seadme temperatuuri või hoolitsege täiendava jahutuse eest.