DIY jednofázový generátor striedavého prúdu. Asynchrónny motor v režime generátora

Túžba mať elektrický generátor pre vaše použitie je zatienená jednou nepríjemnosťou - to je vysoké náklady na jednotku. Čokoľvek sa dá povedať, modely s najnižšou spotrebou energie majú pomerne prehnané náklady - od 15 000 rubľov a viac. Práve táto skutočnosť naznačuje myšlienku vytvorenia generátora vlastnými rukami. Avšak on sám proces môže byť náročný, Ak:

• žiadna zručnosť pri práci s nástrojmi a schémami;
• žiadne skúsenosti s tvorbou podobné zariadenia;
• vypredané potrebné detaily a náhradné diely.

Ak je toto všetko a veľká túžba prítomné, potom môžete skúsiť postaviť generátor, riaďte sa montážnym návodom a priloženou schémou.

Nie je žiadnym tajomstvom, že zakúpený elektrický generátor bude mať rozšírený zoznam schopností a funkcií, zatiaľ čo domáci generátor môže zlyhať a zlyhať v tých najnevhodnejších okamihoch. Preto, či si kúpiť alebo urobiť sami, je čisto individuálna otázka, ktorá si vyžaduje zodpovedný prístup.

Ako funguje elektrický generátor?

Princíp činnosti elektrického generátora je založený na fyzikálny jav elektromagnetická indukcia. Vodič prechádzajúci umelo vytvoreným elektromagnetickým poľom vytvára impulz, ktorý sa mení na jednosmerný prúd.

Generátor má motor, ktorý je schopný vyrábať elektrickú energiu spaľovaním určitého druhu paliva vo svojich oddeleniach:, príp. Na druhej strane palivo, ktoré vstupuje do spaľovacej komory, počas spaľovacieho procesu produkuje plyn, ktorý otáča kľukový hriadeľ. Ten prenáša impulz na hnaný hriadeľ, ktorý je už schopný poskytnúť určité množstvo výstupnej energie.

energie elektrický prúd, ktorý vstupuje do asynchrónneho motora, sa na výstupe z neho ľahko mení na pohybovú energiu. Ale čo ak je potrebná reverzná transformácia? V tomto prípade si môžete postaviť domáci generátor z asynchrónneho motora. Fungovať bude len v inom režime: elektrina sa začne generovať vykonávaním mechanickej práce. Perfektné riešenie– premena na veterný generátor – zdroj voľnej energie.

Experimentálne bolo dokázané, že magnetické pole vzniká striedavým elektrickým poľom. Toto je základom princípu činnosti asynchrónneho motora, ktorého konštrukcia zahŕňa:

• Telo je to, čo vidíme zvonku;
• Stator je stacionárna časť elektromotora;
• Rotor je prvok, ktorý je poháňaný.

Pri statore hlavným prvkom– vinutie, na ktoré je privedené striedavé napätie (princíp činnosti nie je na permanentných magnetoch, ale na magnetickom poli, ktoré je poškodené striedavým elektrickým). Rotor je valec so štrbinami, v ktorých je umiestnené vinutie. Ale prúd, ktorý do nej vstupuje opačný smer. V dôsledku toho sa vytvárajú dve premenné elektrické polia. Každý z nich vytvára magnetické pole, ktoré sa začne vzájomne ovplyvňovať. Ale konštrukcia statora je taká, že sa nemôže pohybovať. Výsledkom interakcie dvoch magnetických polí je preto rotácia rotora.

Konštrukcia a princíp činnosti elektrického generátora

Experimenty tiež potvrdzujú, že magnetické pole vytvára striedavé elektrické pole. Nižšie je uvedený diagram, ktorý jasne ilustruje princíp činnosti generátora.

Ak je kovový rám umiestnený a otáčaný v magnetickom poli, magnetický tok, ktorý ním preniká, sa začne meniť. To povedie k vytvoreniu indukovaného prúdu vo vnútri rámu. Ak pripojíte konce k súčasnému spotrebiteľovi, napríklad k elektrickej lampe, môžete pozorovať jej žiaru. To naznačuje, že mechanická energia vynaložená na otáčanie rámu vo vnútri magnetické pole, premenil na elektrickú energiu, ktorá pomohla rozsvietiť lampu.

Konštrukčne sa elektrický generátor skladá z rovnakých častí ako elektromotor: kryt, stator a rotor. Rozdiel je len v princípe fungovania. Rotor je poháňaný magnetickým poľom vytvoreným elektrickým poľom vo vinutí statora. A vo vinutí statora sa objaví elektrický prúd v dôsledku zmeny magnetického toku, ktorý do neho preniká, v dôsledku nútenej rotácie rotora.

Od elektromotora po elektrický generátor

Ľudský život je dnes nemysliteľný bez elektriny. Všade sa preto stavajú elektrárne, ktoré premieňajú energiu vody, vetra a atómových jadier na elektrickú energiu. Stal sa univerzálnym, pretože sa dá premeniť na energiu pohybu, tepla a svetla. To sa stalo dôvodom masívneho rozšírenia elektromotorov. Elektrické generátory sú menej obľúbené, pretože štát dodáva elektrinu centrálne. Ale aj tak sa občas stane, že nejde elektrina a nie je ju odkiaľ dostať. V tomto prípade vám pomôže generátor z asynchrónneho motora.

Už sme povedali vyššie, že elektrický generátor a motor sú si konštrukčne podobné. To vyvoláva otázku: je možné využiť tento zázrak techniky ako zdroj mechanickej aj elektrickej energie? Ukazuje sa, že je to možné. A my vám povieme, ako previesť motor na zdroj prúdu vlastnými rukami.

Význam prepracovania

Ak potrebujete elektrický generátor, prečo ho vyrábať z motora, ak si môžete kúpiť nové zariadenie? Kvalitné elektrické vybavenie však nie je lacným potešením. A ak máte ten, ktorý sa nepoužíva v momentálne motor, prečo by mu nemal dobre slúžiť? Jednoduchými manipuláciami a minimálne náklady získate vynikajúci zdroj prúdu, ktorý dokáže napájať zariadenia s aktívnou záťažou. Patria sem počítačové, elektronické a rádiové zariadenia, obyčajné lampy, ohrievače a zváracie meniče.

Úspora však nie je jedinou výhodou. Výhody generátora elektrického prúdu skonštruovaného z asynchrónny elektromotor:

• Konštrukcia je jednoduchšia ako u synchrónneho analógu;
• Maximálna ochrana vnútorných častí pred vlhkosťou a prachom;
• Vysoká odolnosť proti preťaženiu a skratu;
• Takmer úplná absencia nelineárnych skreslení;
• Faktor vôle (hodnota vyjadrujúca nerovnomerné otáčanie rotora) nie viac ako 2 %;
• Vinutia sú počas prevádzky statické, takže sa dlho neopotrebúvajú, čím sa zvyšuje ich životnosť;
• Vyrobená elektrina má okamžite napätie 220V alebo 380V, podľa toho, ktorý motor sa rozhodnete prerobiť: jednofázový alebo trojfázový. To znamená, že súčasné spotrebiče môžu byť pripojené priamo ku generátoru bez meničov.

Aj keď elektrický generátor nemôže plne uspokojiť vaše potreby, možno ho použiť v spojení s centralizovaným napájaním. V tomto prípade opäť hovoríme o úspore: budete musieť zaplatiť menej. Prínos bude vyjadrený ako rozdiel získaný odpočítaním vyrobenej elektriny od množstva spotrebovanej elektriny.

Čo je potrebné na prestavbu?

Ak chcete vyrobiť generátor z asynchrónneho motora vlastnými rukami, musíte najprv pochopiť, čo bráni premene elektrickej energie z mechanickej energie. Pripomeňme, že na vytvorenie indukčného prúdu je potrebná prítomnosť magnetického poľa, ktoré sa mení s časom. Keď zariadenie pracuje v režime motora, vytvára sa v statore aj rotore v dôsledku napájania zo siete. Ak prepnete zariadenie do režimu generátora, ukáže sa, že neexistuje žiadne magnetické pole. odkiaľ pochádza?

Keď zariadenie pracuje v režime motora, rotor si zachováva zvyškovú magnetizáciu. Práve táto sila spôsobuje indukovaný prúd v statore v dôsledku nútenej rotácie. A aby sa magnetické pole udržalo, bude potrebné nainštalovať kondenzátory, ktoré prenášajú kapacitný prúd. Je to on, kto udrží magnetizáciu v dôsledku samobudenia.

Vyriešili sme otázku, odkiaľ pochádza pôvodné magnetické pole. Ako však uviesť rotor do pohybu? Samozrejme, ak to roztočíte vlastnými rukami, môžete napájať malú žiarovku. Ale výsledok vás pravdepodobne neuspokojí. Ideálnym riešením je premeniť motor na veterný generátor alebo veterný mlyn.

Toto je názov zariadenia, ktoré premieňa kinetickú energiu vetra na mechanickú a potom na elektrickú. Veterné generátory sú vybavené lopatkami, ktoré sa pohybujú, keď sa stretnú s vetrom. Môžu sa otáčať vo vertikálnej aj horizontálnej rovine.

Od teórie k praxi

Postavme si veterný generátor z motora vlastnými rukami. Pre ľahké pochopenie sú k pokynom priložené diagramy a videá. Budete potrebovať:

• Zariadenie na prenos veternej energie do rotora;
• Kondenzátory pre každé vinutie statora.

Je ťažké sformulovať pravidlo, podľa ktorého by ste si mohli vybrať zariadenie na zachytávanie vetra na prvýkrát. Tu sa musíte riadiť skutočnosťou, že keď zariadenie pracuje v režime generátora, rýchlosť rotora by mala byť o 10% vyššia ako pri prevádzke ako motor. Musíte brať do úvahy nie nominálnu frekvenciu, ale voľnobežné otáčky. Príklad: menovitá frekvencia je 1000 ot./min. av režime nečinnosti je 1400. Potom na generovanie prúdu budete potrebovať frekvenciu približne 1540 ot./min.

Výber kondenzátorov podľa kapacity sa vykonáva podľa vzorca:

C je požadovaná kapacita. Q – rýchlosť otáčania rotora v otáčkach za minútu. P je číslo „pi“ rovné 3,14. f – fázová frekvencia (konštantná hodnota pre Rusko, rovná 50 Hertzom). U – sieťové napätie (220 ak je jedna fáza a 380 ak je trojfázová).

Príklad výpočtu : Trojfázový rotor sa otáča rýchlosťou 2500 ot./min. PotomC = 2500/(2 x 3,14 x 50 x 380 x 380) = 56 uF.

Pozor! Nevyberajte nádobu väčšiu, ako je vypočítaná hodnota. V opačnom prípade bude aktívny odpor vysoký, čo povedie k prehriatiu generátora. To sa môže stať aj pri spustení zariadenia bez záťaže. V tomto prípade bude užitočné znížiť kapacitu kondenzátora. Aby ste to ľahko urobili sami, umiestnite nádobu nie ako celok, ale ako prefabrikovaný. Napríklad 60 μF môže byť zložených zo 6 kusov 10 μF zapojených paralelne k sebe.

Ako sa pripojiť?

Pozrime sa, ako vyrobiť generátor z asynchrónneho motora na príklade trojfázového motora:

1. Pripojte hriadeľ k zariadeniu, ktoré otáča rotor pomocou veternej energie;
2. Kondenzátory pripojte do trojuholníkového vzoru, ktorého vrcholy sú spojené s koncami hviezdy alebo vrcholmi trojuholníka statora (v závislosti od typu pripojenia vinutia);
3. Ak je na výstupe potrebné napätie 220 voltov, spojte statorové vinutia do trojuholníka (koniec prvého vinutia so začiatkom druhého, koniec druhého so začiatkom tretieho, koniec tretieho so začiatkom prvého);
4. Ak potrebujete napájať zariadenia od 380 voltov, potom je na pripojenie vinutia statora vhodný hviezdicový obvod. Za týmto účelom spojte začiatok všetkých vinutí dohromady a konce pripojte k príslušným nádobám.

Pokyny krok za krokom, ako vyrobiť nízkoenergetický jednofázový veterný generátor vlastnými rukami:

1. Vyhoďte to zo starého práčka elektrický motor;
2. Určite pracovné vinutie a paralelne s ním pripojte kondenzátor;
3. Zabezpečte, aby sa rotor otáčal pomocou veternej energie.

Získate veterný mlyn, ako vo videu, a bude produkovať 220 voltov.

Pre elektrické spotrebiče napájané z DC, budete musieť dodatočne nainštalovať usmerňovač. A ak máte záujem sledovať parametre napájania, nainštalujte na výstup ampérmeter a voltmeter.

Poradte! Kvôli nedostatku konštantného vetra môžu veterné generátory niekedy prestať pracovať alebo nefungujú na plný výkon. Preto je vhodné zorganizovať si vlastnú elektráreň. Na tento účel je veterný mlyn pripojený k batérii počas veterného počasia. Akumulovaná elektrina sa dá využiť v pokojných obdobiach.

Elektromotor je zariadenie, ktoré funguje ako menič energie a pracuje v režime získavania mechanickej energie z elektrickej energie. Jednoduchými transformáciami bez použitia permanentného magnetu, ale vďaka zvyškovej magnetizácii, motor začne pracovať ako zdroj energie. Toto sú dva vzájomne inverzné javy, ktoré vám pomôžu ušetriť: nemusíte kupovať veterný generátor, ak máte položený elektromotor. Pozrite si video a učte sa.

Na internete som našiel článok o tom, ako previesť autogenerátor na generátor s permanentným magnetom. Je možné použiť tento princíp a previesť generátor vlastnými rukami z asynchrónneho elektromotora? Je možné, že v dôsledku nesprávneho usporiadania cievok dôjde k veľkým stratám energie.

Mám asynchrónny motor s napätím 110 voltov, otáčky – 1450, 2,2 ampérov, jednofázový. Nezaväzujem sa vyrobiť domáci generátor pomocou kontajnerov, pretože dôjde k veľkým stratám.

Odporúča sa použiť jednoduché motory podľa tejto schémy.

Ak meníte motor alebo generátor s okrúhlymi magnetmi z reproduktorov, musíte ich nainštalovať do krabov? Raci sú dvaja kovové časti, sú ukotvené mimo cievok poľa.

Ak sú magnety umiestnené na hriadeli, hriadeľ posunie magnetické siločiary. Aké bude potom vzrušenie? Cievka je tiež umiestnená na kovovom hriadeli.

Ak zmeníte pripojenie vinutia a urobíte paralelné pripojenie, zrýchlite na rýchlosti nad normálne hodnoty, potom sa ukáže 70 voltov. Kde môžem získať mechanizmus pre takéto rýchlosti? Ak ho pretočíte na nižšie otáčky a nižší výkon, výkon príliš klesne.

Asynchrónny motor s uzavretým rotorom je vyrobený zo železa, ktoré je vyplnené hliníkom. Môžete si vziať domáci generátor z auta, ktorý má napätie 14 voltov a prúd 80 ampérov. Toto sú dobré údaje. Pre generátor možno použiť motor s komutátorom na striedavý prúd z vysávača alebo práčky. Nainštalujte magnetizáciu na stator a odstráňte jednosmerné napätie z kief. Podľa najvyššieho EMF zmeňte uhol kefiek. Koeficient užitočná akcia má tendenciu k nule. Nebolo však vynájdené nič lepšie ako synchrónny generátor.

Rozhodol som sa otestovať domáci generátor. Jednofázový asynchrónny motor z malej práčky sa otáčal vŕtačkou. Pripojil som k nemu kapacitu 4 µF, ukázalo sa, že 5 voltov 30 hertzov a prúd 1,5 miliampéra na skrat.

Nie každý elektromotor môže byť pri tejto metóde použitý ako generátor. Existujú motory s oceľovým rotorom, ktoré majú na zvyšku nízky stupeň magnetizácie.

Je potrebné poznať rozdiel medzi premenou elektrickej energie a výrobou energie. Existuje niekoľko spôsobov, ako previesť 1 fázu na 3. Jednou z nich je mechanická energia. Ak je elektráreň odpojená od zásuvky, potom sa všetka konverzia stratí.

Je jasné, odkiaľ bude pochádzať pohyb drôtu so zvyšujúcou sa rýchlosťou. Nie je jasné, odkiaľ bude pochádzať magnetické pole na vytvorenie EMF v drôte.

Je to jednoduché vysvetliť. V dôsledku mechanizmu magnetizmu, ktorý zostáva, sa v kotve generuje emf. Vo vinutí statora vzniká prúd, ktorý je skratovaný na kapacitu.

Prúd vznikol, čo znamená, že zvyšuje elektromotorická sila na cievkach hriadeľa rotora. Výsledný prúd zvyšuje elektromotorickú silu. Elektrický prúd statora vytvára oveľa väčšiu elektromotorickú silu. Toto pokračuje, kým magnetické toky statora a rotor nie sú v rovnováhe, ako aj ďalšie straty.

Veľkosť kondenzátorov sa vypočíta tak, aby napätie na svorkách dosiahlo menovitú hodnotu. Ak je malá, znížte kapacitu a potom ju zvýšte. Pochybnosti boli o starých motoroch, ktoré vraj nevzrušujú. Po zrýchlení rotora motora alebo generátora musíte rýchlo vložiť malé množstvo voltov do akejkoľvek fázy. Všetko sa vráti do normálu. Nabite kondenzátor na napätie rovnajúce sa polovici kapacity. Zapnite pomocou trojpólového vypínača. To platí pre 3-fázový motor. Tento obvod sa používa pre generátory osobných automobilov, pretože majú rotor vo veveričke.

Metóda 2

Domáci generátor si môžete vyrobiť aj iným spôsobom. Stator má premyslenú konštrukciu (má špeciálne konštrukčné riešenie) a je možné regulovať výstupné napätie. Generátor tohto typu som vyrobil vlastnými rukami na stavenisku. Motor produkoval 7 kW pri 900 ot./min. Budiace vinutie som zapojil podľa 220 V delta obvodu som spustil na 1600 ot./min., kondenzátory boli 3 až 120 uF. Zapínal ich stýkač s tromi pólmi. Generátor fungoval ako trojfázový usmerňovač. Napájanie z tohto usmerňovača elektrická vŕtačka s 1000 W zberačom a 2200 W kotúčovou pílou, 220 V, 2000 W brúskou.

Musel som urobiť systém mäkkého štartu, ďalší rezistor so skratovanou fázou po 3 sekundách.

Toto nie je správne pre motory s komutátormi. Ak zdvojnásobíte rotačnú frekvenciu, zníži sa aj kapacita.

Zvýši sa aj frekvencia. Okruh nádrže bol automaticky vypnutý, aby sa nevyužíval torus reaktivity a neplytvalo palivom.

Počas prevádzky musíte stlačiť stator stýkača. Tri fázy ich demontovali ako zbytočné. Dôvod spočíva vo vysokej medzere a zvýšenom rozptyle poľa pólov.

Špeciálne mechanizmy s dvojitou klietkou pre veveričky a šikmými očami pre veveričky. Napriek tomu som dostal 100 voltov a frekvenciu 30 hertzov z motora práčky, 15 wattová lampa nechce svietiť. Veľmi slabá sila. Je potrebné zobrať silnejší motor, prípadne osadiť viac kondenzátorov.

Pod autami je použitý generátor s rotorom vo veveričke. Jeho mechanizmus pochádza z prevodovky a remeňového pohonu. Rýchlosť otáčania 300 ot./min. Je umiestnený ako dodatočný generátor záťaže.

Metóda 3

Môžete navrhnúť domáci generátor, elektráreň poháňanú benzínom.

Namiesto generátora použite 3-fázový asynchrónny motor s výkonom 1,5 kW pri 900 ot./min. Elektromotor je taliansky a môže byť spojený s trojuholníkom alebo hviezdou. Najprv som motor umiestnil na podstavec s jednosmerným motorom a pripevnil ho k spojke. Začal som točiť motor na 1100 ot./min. Na fázach sa objavilo napätie 250 voltov. Pripojil som 1000 wattovú žiarovku, napätie okamžite kleslo na 150 voltov. Je to pravdepodobne spôsobené fázovou nerovnováhou. Každá fáza musí mať samostatné zaťaženie. Tri 300 wattové žiarovky teoreticky nedokážu znížiť napätie na 200 voltov. Môžete dať väčší kondenzátor.

Otáčky motora sa musia pri zaťažení zvyšovať a nie znižovať, potom bude napájanie siete konštantné.

Je potrebný značný výkon; Ak previniete veľký KAMAZ, nevyjde z neho 220 V, pretože magnetický obvod bude presýtený. Bol navrhnutý pre 24 voltov.

Dnes som chcel vyskúšať pripojenie záťaže cez 3-fázový zdroj (usmerňovač). Zhasli svetlá v garážach, ale nefungovalo to. V meste energetikov sa svetlá systematicky vypínajú, preto je potrebné vytvoriť zdroj neustáleho napájania elektrickou energiou. K traktoru je pripevnený nadstavec na elektrické zváranie. Na pripojenie elektrického náradia potrebujete zdroj konštantného napätia 220 V. Bol tu nápad postaviť si domáci generátor vlastnými rukami a invertor k nemu, ale batérie Nemôžete pracovať dlho.

Elektrina bola nedávno zapnutá. Pripojil som asynchrónny motor z Talianska. Položil som ho s motorom reťazovej píly na rám, skrútil hriadele dohromady a namontoval gumenú spojku. Cievky som zapojil do hviezdicového obvodu, kondenzátory do trojuholníka, každý 15 μF. Keď som naštartoval motory, nebol žiadny výkon. Pripojil som kondenzátor nabitý na fázy a objavilo sa napätie. Motor produkoval svoj výkon 1,5 kW. Súčasne napájacie napätie kleslo na 240 voltov, voľnobežné otáčky bolo to 255 voltov. Brúska fungovala normálne pri 950 wattoch.

Skúšal som zvýšiť otáčky motora, no žiadne vzrušenie sa nekonalo. Po kontakte kondenzátora s fázou sa okamžite objaví napätie. Skúsim nainštalovať iný motor.

Aké návrhy systémov sa vyrábajú v zahraničí pre elektrárne? Na 1-fázových je jasné, že rotor vlastní vinutie, nie je tam žiadna fázová nevyváženosť, pretože je tam jedna fáza. V 3-fázovom je systém, ktorý umožňuje nastavenie výkonu, keď sú k nemu pripojené motory s najvyššou záťažou. Môžete tiež pripojiť invertor na zváranie.

Cez víkend som si chcel vyrobiť domáci generátor vlastnými rukami pomocou asynchrónneho motora. Úspešný pokus o výrobu domáceho generátora sa ukázal byť pripojením starého motora s liatinovým krytom 1 kW a 950 ot./min. Motor je budený normálne, s jedným 40 µF kondenzátorom. A nainštaloval som tri kontajnery a spojil ich hviezdou. To stačilo na spustenie elektrickej vŕtačky a brúsky. Chcel som, aby produkoval výstup napätia na jednej fáze. K tomu som pripojil tri diódy, polovičný mostík. Zhoreli žiarivky na osvetlenie, podpálili sa vrecia v garáži. Transformátor naviniem do troch fáz.

Píšte komentáre, doplnky k článku, možno mi niečo uniklo. Pozri sa, budem rád, ak nájdeš na mojom ešte niečo užitočné.

Pre potreby výstavby súkromnej obytnej budovy alebo chaty domáci kutil môže byť potrebné samostatný zdroj elektrická energia, ktorú si môžete kúpiť v obchode alebo zostaviť vlastnými rukami z dostupných dielov.

Domáci generátor môže pracovať na energii benzínu, plynu alebo nafty. K tomu musí byť pripojený k motoru cez spojku tlmiacu nárazy, ktorá zaisťuje plynulé otáčanie rotora.

Ak to miestni dovolia prírodné podmienky, ak sú napríklad časté vetry alebo sa v blízkosti nachádza zdroj tečúcej vody, potom môžete vytvoriť veternú alebo hydraulickú turbínu a pripojiť ju k asynchrónnemu trojfázovému motoru na výrobu elektriny.

Vďaka takémuto zariadeniu budete mať neustále v práci alternatívny zdroj elektriny. Zníži spotrebu energie z verejných sietí a umožní vám ušetriť na jej platbe.

V niektorých prípadoch je povolené použiť jednofázové napätie na otáčanie elektromotora a prenos krútiaceho momentu na podomácky vyrobený generátor na vytvorenie vlastnej trojfázovej symetrickej siete.

Ako si vybrať asynchrónny motor pre generátor na základe konštrukcie a charakteristík

Technologické vlastnosti

Základom domáci generátor tvorí asynchrónny trojfázový elektromotor s:

• fáza;
• alebo rotor vo veveričke.

Statorové zariadenie

Magnetické jadrá statora a rotora sú vyrobené z izolovaných elektrooceľových platní, v ktorých sú vytvorené drážky na uloženie drôtov vinutia.

Tri samostatné statorové vinutia môžu byť pripojené z výroby podľa nasledujúcej schémy:

• hviezdy;
• alebo trojuholník.

Ich svorky sú prepojené vo vnútri svorkovnice a prepojené prepojkami. Je tu nainštalovaný aj napájací kábel.

V niektorých prípadoch môžu byť vodiče a káble pripojené iným spôsobom.

Do každej fázy asynchrónneho motora sa privádza symetrické napätie, posunuté pozdĺž uhla o tretinu kruhu. Vytvárajú prúdy vo vinutí.

Je vhodné vyjadriť tieto veličiny vo vektorovej forme.

Vlastnosti konštrukcie rotora

Motory s vinutým rotorom

Sú vybavené vinutím vyrobeným ako statorové vinutie a vodiče z každého sú pripojené k zberným krúžkom, ktoré zabezpečujú elektrický kontakt so štartovacím a nastavovacím obvodom cez tlakové kefy.

Tento dizajn je pomerne náročný na výrobu a nákladný. Vyžaduje pravidelné monitorovanie prevádzky a kvalifikovanú údržbu. Z týchto dôvodov nemá zmysel používať ho v tomto dizajne pre domáci generátor.

Ak však existuje podobný motor a nie je preň iné využitie, potom môžu byť vodiče každého vinutia (tie konce, ktoré sú spojené s krúžkami) medzi sebou skratované. Takto sa navinutý rotor zmení na skratovaný. Môže byť pripojený podľa ľubovoľnej schémy uvedenej nižšie.

Motory vo veveričke

Vo vnútri drážok magnetického obvodu rotora sa naleje hliník. Vinutie je vyrobené vo forme otočnej klietky veveričky (pre ktorú dostal taký dodatočný názov) s prepojovacími krúžkami, ktoré sú na koncoch skratované.

Toto je najviac jednoduchý obvod motor, ktorý nemá pohyblivé kontakty. Vďaka tomu funguje dlhodobo bez zásahu elektrikárov a vyznačuje sa zvýšenou spoľahlivosťou. Odporúča sa použiť na vytvorenie domáceho generátora.

Značky na kryte motora

Aby domáci generátor fungoval spoľahlivo, musíte venovať pozornosť:

• , charakterizujúce kvalitu ochrany bývania pred vplyvmi prostredia;
• spotreba energie;
• rýchlosť;
• schéma zapojenia vinutia;
• prípustné zaťažovacie prúdy;
• Účinnosť a kosínus φ.

Princíp činnosti asynchrónneho motora ako generátora

Jeho realizácia je založená na metóde reverzibility elektrického stroja. Ak motor, odpojený od sieťového napätia, začne násilne otáčať rotor pri konštrukčnej rýchlosti, potom sa vo vinutí statora indukuje EMF v dôsledku prítomnosti zvyškovej energie magnetického poľa.

Ostáva už len pripojiť na vinutia kondenzátorovú banku zodpovedajúceho výkonu a cez ne bude tiecť kapacitný vedúci prúd, ktorý má magnetizačný charakter.

Aby došlo k samobudeniu generátora a aby sa na vinutiach vytvoril symetrický systém trojfázových napätí, je potrebné zvoliť kapacitu kondenzátorov väčšiu ako určitá kritická hodnota. Výstupný výkon je okrem jeho hodnoty prirodzene ovplyvnený aj konštrukciou motora.

Pre normálnu tvorbu trojfázovej energie s frekvenciou 50 Hz je potrebné udržiavať otáčky rotora, ktoré prevyšujú asynchrónnu zložku o veľkosť sklzu S, ktorá leží v rozsahu S=2÷10%. Musí sa udržiavať na úrovni synchrónnej frekvencie.

Odchýlka sínusoidy od štandardnej hodnoty frekvencie negatívne ovplyvní činnosť zariadenia s elektromotory: píly, lietadlá, rôzne stroje a transformátory. Toto nemá prakticky žiadny vplyv na odporové zaťaženie vykurovacích telies a žiaroviek.

Schémy elektrického zapojenia

V praxi sa používajú všetky bežné spôsoby pripojenia statorových vinutí asynchrónneho motora. Výberom jedného z nich tvoria rôzne podmienky na prevádzku zariadenia a generovanie napätia určitých hodnôt.

Hviezdicové obvody

Populárna možnosť pripojenia kondenzátorov

Schéma zapojenia pre asynchrónny motor s vinutím zapojeným do hviezdy pre prevádzku ako generátor trojfázovej siete má štandardný tvar.

Schéma asynchrónneho generátora s kondenzátormi pripojenými k dvom vinutiam

Táto možnosť je pomerne populárna. Umožňuje napájať tri skupiny spotrebiteľov z dvoch vinutí:

• dve napätia 220 voltov;
• jedna - 380.

Pracovné a štartovacie kondenzátory sú pripojené k obvodu pomocou samostatných spínačov.

Na základe toho istého obvodu môžete vytvoriť domáci generátor pripojením kondenzátorov k jednému vinutiu asynchrónneho motora.

Trojuholníkový diagram

Pri montáži vinutia statora podľa hviezdicového obvodu bude generátor vyrábať trojfázové napätie 380 voltov. Ak ich prepnete na trojuholník, potom - 220.

Tri schémy zobrazené na obrázkoch vyššie sú základné, ale nie jediné. Na ich základe možno vytvárať ďalšie spôsoby pripojenia.

Ako vypočítať charakteristiky generátora na základe výkonu motora a kapacity kondenzátora

Na vytvorenie normálnych prevádzkových podmienok pre elektrický stroj je potrebné zachovať rovnosť medzi jeho menovitým napätím a výkonom v režime generátora a elektromotora.

Na tento účel sa kapacita kondenzátorov vyberá s prihliadnutím na jalový výkon Q, ktorý generujú pri rôznych zaťaženiach. Jeho hodnota sa vypočíta podľa výrazu:

Q=2π∙f∙C∙U 2

Z tohto vzorca, ktorý pozná výkon motora, aby sa zabezpečilo plné zaťaženie, môžete vypočítať kapacitu kondenzátorovej banky:

С=Q/2π∙f∙U 2

Treba však brať do úvahy prevádzkový režim generátora. Pri voľnobehu budú kondenzátory zbytočne zaťažovať vinutia a zahrievať ich. To vedie k veľkým stratám energie a prehrievaniu konštrukcie.

Na odstránenie tohto javu sú kondenzátory zapojené v etapách, pričom ich počet sa určuje v závislosti od použitého zaťaženia. Na zjednodušenie výberu kondenzátorov na spustenie asynchrónneho motora v režime generátora bola vytvorená špeciálna tabuľka.

Štartovacie kondenzátory série K78-17 a podobné s prevádzkovým napätím 400 voltov alebo viac sú vhodné na použitie ako súčasť kapacitnej batérie. Je úplne prijateľné nahradiť ich kovovými papierovými náprotivkami s príslušnými nominálnymi hodnotami. Budú musieť byť zostavené paralelne.

Na prevádzku v obvodoch asynchrónneho domáceho generátora sa neoplatí používať modely elektrolytických kondenzátorov. Sú určené pre jednosmerné obvody a pri prechode cez sínusoidu meniacu sa smer rýchlo zlyhajú.

Na ich pripojenie na takéto účely existuje špeciálna schéma, keď je každá polvlna nasmerovaná diódami na vlastnú zostavu. Ale je to dosť komplikované.

Dizajn

Autonómne zariadenie elektrárne musí plne podporovať prevádzkové zariadenie a musí byť vykonávané ako jeden modul vrátane sklopného elektrického panelu so zariadeniami:

• merania - s voltmetrom do 500 voltov a frekvenčným meračom;
• spínanie záťaže - tri spínače (jeden spoločný dodáva napätie z generátora do obvodu spotrebiča a ďalšie dva pripájajú kondenzátory);
• ochrana - odstránenie následkov skratov alebo preťažení a) ochrana pracovníkov pred porušením izolácie a fázovým potenciálom, ktorý sa dostane do krytu.

Redundancia hlavného napájacieho zdroja

Pri vytváraní domáceho generátora je potrebné zabezpečiť jeho kompatibilitu s uzemňovacím obvodom pracovného zariadenia a keď výdrž batérie– bezpečne pripojte k .

Ak je elektráreň vytvorená pre záložné napájanie zariadenia pracujúce zo štátnej siete, potom by sa mala používať pri odpojení napätia z vedenia a pri obnovení by sa mala zastaviť. Na tento účel stačí nainštalovať spínač, ktorý ovláda všetky fázy súčasne alebo pripojiť komplexný systém automatické zapnutie záložného napájania.

Výber napätia

380 voltový obvod má zvýšené riziko zranenia ľudí. Používa sa v extrémnych prípadoch, keď nie je možné vyjsť s hodnotou fázy 220.

Preťaženie generátora

Takéto režimy vytvárajú nadmerné zahrievanie vinutí s následným zničením izolácie. Vyskytujú sa, keď sú prúdy prechádzajúce vinutím prekročené v dôsledku:

1. nesprávny výber kapacity kondenzátora;
2. pripojenie vysokovýkonných spotrebiteľov.

V prvom prípade je potrebné pozorne sledovať tepelné podmienky počas nečinnosti. Ak dôjde k nadmernému zahrievaniu, je potrebné upraviť kapacitu kondenzátorov.

Vlastnosti pripojenia spotrebiteľov

Celkový výkon trojfázový generátor pozostáva z troch častí vyrobených v každej fáze, čo je 1/3 celku. Prúd prechádzajúci jedným vinutím by nemal prekročiť menovitú hodnotu. Toto sa musí brať do úvahy pri pripájaní spotrebiteľov a ich rovnomernej distribúcii medzi fázami.

Keď je domáci generátor navrhnutý tak, aby fungoval na dvoch fázach, nemôže bezpečne vyrábať elektrinu viac ako 2/3 celkovej hodnoty, a ak je zapojená iba jedna fáza, potom iba 1/3.

Ovládanie frekvencie

Frekvenčný merač vám umožňuje sledovať tento indikátor. Ak nie je nainštalovaný v dizajne domáceho generátora, môžete ho použiť nepriama metóda: pri voľnobehu výstupné napätie presahuje menovitých 380/220 o 4÷6% pri frekvencii 50 Hz.

Jednu z možností výroby domáceho generátora z asynchrónneho motora a jeho schopnosti ukazujú vo svojom videu majitelia kanálov Maria a Alexander Kostenko.

Na napájanie domácich spotrebičov a priemyselné zariadenia je potrebný zdroj elektriny. Elektrický prúd je možné generovať niekoľkými spôsobmi. Ale najsľubnejšia a nákladovo najefektívnejšia je dnes generovanie prúdu elektrickými strojmi. Najjednoduchší na výrobu, najlacnejší a najspoľahlivejší v prevádzke sa ukázal byť asynchrónny generátor, ktorý vyrába leví podiel elektriny, ktorú spotrebujeme.

Aplikácia elektrické stroje tento typ je diktovaný ich výhodami. Asynchrónne elektrické generátory naopak poskytujú:

• viac vysoký stupeň spoľahlivosť;
• dlhá životnosť;
• efektívnosť;
• minimálne náklady na údržbu.

Tieto a ďalšie vlastnosti asynchrónnych generátorov sú vlastné ich konštrukcii.

Dizajn a princíp činnosti

Hlavnými pracovnými časťami asynchrónneho generátora sú rotor (pohyblivá časť) a stator (pevná časť). Na obrázku 1 je rotor umiestnený vpravo a stator vľavo. Venujte pozornosť konštrukcii rotora. Nie sú na ňom viditeľné žiadne vinutia medeného drôtu. Vinutia v skutočnosti existujú, ale pozostávajú z hliníkových tyčí skratovaných na krúžky umiestnené na oboch stranách. Na fotografii sú tyče viditeľné vo forme šikmých čiar.

Konštrukcia vinutí nakrátko tvorí takzvanú „klietku veveričky“. Priestor vo vnútri tejto klietky je vyplnený oceľovými platňami. Presnejšie povedané, hliníkové tyče sú zalisované do štrbín vytvorených v jadre rotora.

Ryža. 1. Rotor a stator asynchrónneho generátora

Asynchrónny stroj, ktorého štruktúra je opísaná vyššie, sa nazýva generátor vo veveričke. Každý, kto pozná konštrukciu asynchrónneho elektromotora, si pravdepodobne všimol podobnosť v štruktúre týchto dvoch strojov. V podstate sa nelíšia, pretože asynchrónny generátor a elektromotor s klietkou nakrátko sú takmer identické, s výnimkou prídavných budiacich kondenzátorov používaných v režime generátora.

Rotor je umiestnený na hriadeli, ktorý je uložený na ložiskách upnutých na oboch stranách krytmi. Celá konštrukcia je chránená kovovým plášťom. Generátory stredného a vysokého výkonu vyžadujú chladenie, preto je na hriadeli dodatočne inštalovaný ventilátor a samotné puzdro je rebrované (pozri obr. 2).

Princíp fungovania

Podľa definície je generátor zariadenie, ktoré premieňa mechanickú energiu na elektrický prúd. Nezáleží na tom, aká energia sa použije na otáčanie rotora: vietor, potenciálna energia vody alebo vnútorná energia premenená turbínou alebo spaľovacím motorom na mechanickú energiu.

V dôsledku rotácie rotora prechádzajú magnetické siločiary vytvorené zvyškovou magnetizáciou oceľových dosiek cez vinutia statora. V cievkach sa generuje EMF, ktorý pri pripojení aktívnych záťaží vedie k tvorbe prúdu v ich obvodoch.

V tomto prípade je dôležité, aby synchrónna rýchlosť otáčania hriadeľa bola o niečo (asi o 2 - 10%) vyššia ako synchrónna frekvencia striedavého prúdu (nastavená počtom pólov statora). Inými slovami, je potrebné zabezpečiť asynchrónnosť (nesúlad) otáčok o veľkosť sklzu rotora.

Treba poznamenať, že prúd získaný týmto spôsobom bude malý. Na zvýšenie výstupného výkonu je potrebné zvýšiť magnetickú indukciu. Zvýšenie účinnosti zariadenia dosahujú pripojením kondenzátorov na svorky cievok statora.

Obrázok 3 znázorňuje schému kondenzátorom budeného asynchrónneho zváracieho alternátora (ľavá strana schémy). Upozorňujeme, že poľné kondenzátory sú zapojené v konfigurácii trojuholníka. Pravá strana Na obrázku je skutočná schéma samotného invertorového zváracieho stroja.

Sú iní, viac zložité obvody budenie, napríklad pomocou induktorov a banky kondenzátorov. Príklad takéhoto obvodu je znázornený na obrázku 4.

Rozdiel od synchrónneho generátora

Hlavným rozdielom medzi synchrónnym alternátorom a asynchrónnym generátorom je konštrukcia rotora. V synchrónnom stroji sa rotor skladá z drôtových vinutí. Na vytvorenie magnetickej indukcie sa používa autonómny zdroj energie (často prídavný nízkoenergetický jednosmerný generátor umiestnený na rovnakej osi ako rotor).

Výhodou synchrónneho generátora je, že generuje kvalitnejší prúd a je ľahko synchronizovateľný s inými alternátormi podobného typu. Synchrónne alternátory sú však citlivejšie na preťaženie a skraty. Sú drahšie ako ich asynchrónne náprotivky a náročnejšie na údržbu - je potrebné sledovať stav kefiek.

Harmonický koeficient alebo clearingový faktor asynchrónnych generátorov je nižší ako u synchrónnych alternátorov. To znamená, že vyrábajú takmer čistú elektrinu. Nasledujúce fungujú stabilnejšie pri takýchto prúdoch:

• Nastaviteľné nabíjačky;
• moderné televízne prijímače.

Asynchrónne generátory poskytujú spoľahlivé štartovanie elektromotorov, ktoré vyžadujú vysoké štartovacie prúdy. V tomto ukazovateli v skutočnosti nie sú nižšie ako synchrónne stroje. Majú menej reaktívneho zaťaženia, čo má pozitívny vplyv na tepelný režim, pretože na jalový výkon sa spotrebuje menej energie. Asynchrónny alternátor má lepšiu stabilitu výstupnej frekvencie pri rôznych rýchlostiach rotora.

Klasifikácia

Generátory skratového typu sú najrozšírenejšie kvôli jednoduchosti ich konštrukcie. Existujú však aj iné typy asynchrónnych strojov: alternátory s vinutým rotorom a zariadenia využívajúce permanentné magnety, ktoré tvoria budiaci obvod.

Na porovnanie, obrázok 5 zobrazuje dva typy generátorov: vľavo na základni a vpravo - asynchrónny stroj založený na IM s navinutým rotorom. Aj pri letmom pohľade na schematické obrázky môžete vidieť komplikovaný dizajn navinutého rotora. Prítomnosť zberných krúžkov (4) a mechanizmu držiaka kefy (5) priťahuje pozornosť. Číslo 3 označuje drážky pre vinutie drôtu, do ktorého treba privádzať prúd na jeho vybudenie.

Prítomnosť budiacich vinutí v rotore asynchrónneho generátora zlepšuje kvalitu generovaného elektrického prúdu, strácajú sa však také výhody, ako je jednoduchosť a spoľahlivosť. Preto sa takéto zariadenia používajú ako zdroj autonómne napájanie len v tých oblastiach, kde je ťažké sa bez nich zaobísť. Permanentné magnety v rotoroch sa používajú najmä na výrobu generátorov s nízkym výkonom.

Rozsah pôsobnosti

Najbežnejšie použitie generátorových súprav s rotorom vo veveričke. Sú lacné a nevyžadujú prakticky žiadnu údržbu. Zariadenia vybavené štartovacími kondenzátormi majú slušné ukazovatele účinnosti.

Asynchrónne alternátory sa často používajú ako autonómny alebo záložný zdroj energie. Pracujú s nimi, používajú sa na výkonné mobilné a.

Alternátory s trojfázové vinutie S istotou spúšťajú trojfázový elektromotor, preto sa často používajú v priemyselných elektrárňach. Môžu tiež napájať zariadenia v jednofázových sieťach. Dvojfázový režim vám umožňuje ušetriť palivo na spaľovacom motore, pretože nepoužívané vinutia sú v režime nečinnosti.

Rozsah aplikácie je pomerne široký:

• dopravný priemysel;
• poľnohospodárstvo;
• sféra domácností;
• lekárske inštitúcie;

Asynchrónne alternátory sú vhodné na výstavbu miestnych veterných a vodných elektrární.

DIY asynchrónny generátor

Okamžite urobme rezerváciu: nehovoríme o výrobe generátora od nuly, ale o premene asynchrónneho motora na alternátor. Niektorí remeselníci používajú hotový stator z motora a experimentujú s rotorom. Cieľom je použiť neodýmové magnety na výrobu pólov rotora. Obrobok s nalepenými magnetmi môže vyzerať asi takto (pozri obr. 6):

Magnety nalepíte na špeciálne opracovaný obrobok namontovaný na hriadeli elektromotora, pričom dodržíte ich polaritu a uhol posunu. To bude vyžadovať najmenej 128 magnetov.

Hotová konštrukcia musí byť prispôsobená statoru a zároveň zabezpečiť minimálnu medzeru medzi zubami a magnetickými pólmi vyrábaného rotora. Keďže magnety sú ploché, budete ich musieť brúsiť alebo brúsiť za stáleho chladenia konštrukcie, pretože neodým stráca svoju magnetické vlastnosti pri vysoká teplota. Ak urobíte všetko správne, generátor bude fungovať.

Problém je, že v remeselných podmienkach je veľmi ťažké vyrobiť ideálny rotor. Ale ak máte sústruh a ste pripravení stráviť niekoľko týždňov úpravami a úpravami - môžete experimentovať.

ponúkam viac praktická možnosť– premena asynchrónneho motora na generátor (pozri video nižšie). Na to budete potrebovať elektromotor s vhodným výkonom a prijateľnou rýchlosťou rotora. Výkon motora musí byť aspoň o 50 % vyšší ako požadovaný výkon alternátora. Ak máte k dispozícii takýto elektromotor, začnite spracovávať. V opačnom prípade je lepšie kúpiť hotový generátor.

Na recykláciu budete potrebovať 3 kondenzátory značiek KBG-MN, MBGO, MBGT (môžete zobrať aj iné značky, ale nie elektrolytické). Kondenzátory vyberte pre napätie najmenej 600 V (pre trojfázový motor). Jalový výkon generátora Q súvisí s kapacitou kondenzátora podľa nasledujúcej závislosti: Q = 0,314·U 2 ·C·10 -6.

So zvyšujúcim sa zaťažením sa zvyšuje jalový výkon, čo znamená, že na udržanie stabilného napätia U je potrebné zvýšiť kapacitu kondenzátorov pridaním nových kapacít pomocou spínania.

Video: vytvorenie asynchrónneho generátora z jednofázový motor– 1. časť

Časť 2

V praxi sa zvyčajne volí priemerná hodnota za predpokladu, že zaťaženie nebude maximálne.

Po zvolení parametrov kondenzátorov ich pripojte na svorky vinutia statora podľa schémy (obr. 7). Generátor je pripravený.

Asynchrónny generátor nevyžaduje špeciálnu starostlivosť. Jeho údržba spočíva v sledovaní stavu ložísk. V nominálnych režimoch môže zariadenie fungovať roky bez zásahu operátora.

Slabým článkom sú kondenzátory. Môžu zlyhať, najmä ak sú ich denominácie nesprávne zvolené.

Generátor sa počas prevádzky zahrieva. Ak často pripájate zvýšené zaťaženie, sledujte teplotu zariadenia alebo sa postarajte o dodatočné chladenie.