Направи си сам генератор от асинхронен двигател. Самоделен асинхронен генератор

За да се превърне асинхронният двигател в генератор на променлив ток, вътре в него трябва да се образува магнитно поле, което може да стане чрез поставяне на постоянни магнити върху ротора на двигателя. Цялата промяна е едновременно проста и сложна.

Първо трябва да изберете подходящ двигател, който е най-подходящ за работа като генератор с ниска скорост. Това са многополюсни асинхронни двигатели, 6- и 8-полюсни, нискоскоростни двигатели са добре пригодени, с максимална скорост в двигателен режим не повече от 1350 rpm. Такива двигатели имат най-голям брой полюси и зъби на статора.

След това трябва да разглобите двигателя и да премахнете анкерния ротор, който трябва да бъде смлян на машината до определен размер за залепване на магнити. Неодимови магнити, обикновено лепят малки кръгли магнити. Сега ще се опитам да ви кажа как и колко магнита да залепите.

Първо трябва да разберете колко полюса има вашият двигател, но е доста трудно да се разбере това чрез навиване без съответен опит, така че е по-добре да прочетете броя на полюсите на маркировката на двигателя, ако е наличен, разбира се, въпреки че в повечето случаи е така. По-долу е даден пример за маркировка на двигателя и декодиране на маркировката.

По марка на двигателя. За 3-фазни: Тип двигател Мощност, kW Напрежение, V Скорост, (синхрон.), об/мин Ефективност, % Тегло, кг

Например: DAF3 400-6-10 UHL1 400 6000 600 93.7 4580 Обяснение на обозначението на двигателя: D - двигател; A - асинхронен; Ф - с фазов ротор; 3 - затворена версия; 400 - мощност, kW; b - напрежение, kV; 10 - брой полюси; UHL - климатична версия; 1 - категория настаняване.

Случва се двигателите да не са от нашето производство, както е на снимката по-горе, и маркировката е неразбираема или просто не се чете. След това остава един метод, това е да преброите колко зъба имате на статора и колко зъба заема една намотка. Ако например бобината отнема 4 зъба, а има само 24 от тях, тогава вашият мотор е шестполюсен.

Броят на полюсите на статора трябва да бъде известен, за да се определи броят на полюсите при залепване на магнити към ротора. Този брой обикновено е равен, тоест ако има 6 полюса на статора, тогава магнитите трябва да бъдат залепени с редуващи се полюси в размер на 6, SNSNSN.

Сега, когато броят на полюсите е известен, трябва да изчислим броя на магнитите за ротора. За да направите това, трябва да изчислите дължината на ротора, като използвате проста формула 2nR, където n=3,14. Тоест, умножаваме 3,14 по 2 и по радиуса на ротора се оказва обиколката. След това измерваме нашия ротор по дължината на ютията, която е в алуминиев дорник. След това можете да нарисувате получената лента с дължина и ширина, можете да я използвате на компютър и след това да я отпечатате.

Териерът трябва да определи дебелината на магнитите, тя е приблизително равна на 10-15% от диаметъра на ротора, например, ако роторът е 60 мм, тогава магнитите са необходими с дебелина 5-7 мм. За това обикновено магнитите се купуват кръгли. Ако роторът е с диаметър около 6 см, тогава магнитите могат да бъдат високи 6-10 мм. След като решите кои магнити да използвате, върху шаблона, чиято дължина е равна на дължината на кръга

Пример за изчисляване на магнити за ротор, например, диаметърът на ротора е 60 cm, ние изчисляваме обиколката = 188 cm. Разделяме дължината на броя на полюсите, в този случай на 6, и получаваме 6 секции, във всяка секция магнитите са залепени със същия полюс. Но това не е всичко. Пациентът трябва да изчисли колко магнита ще влязат в един полюс, за да ги разпредели равномерно по полюса. Например, ширината на кръгъл магнит е 1 см, разстоянието между магнитите е около 2-3 мм, което означава 10 мм + 3 = 13 мм.

Разделяме обиколката на 6 части \u003d 31 mm, това е ширината на един полюс по дължината на обиколката на ротора и ширината на полюса по протежение на желязото, да кажем 60 mm. Това означава, че площта на полюса е 60 на 31 мм. Това води до 8 в 2 реда магнити на полюс с разстояние от 5 мм между тях. В този случай е необходимо да се преброи броят на магнитите, така че да прилягат възможно най-плътно на полюса.

Ето пример за магнити с ширина 10 мм, така че разстоянието между тях е 5 мм. Ако намалите диаметъра на магнитите, например, с 2 пъти, тоест 5 mm, тогава те ще запълнят полюса по-плътно, в резултат на което магнитното поле ще се увеличи от по-голямо количество от общата маса на магнита. Вече има 5 реда такива магнити (5 мм) и 10 на дължина, тоест по 50 магнита на полюс, а общият брой на ротор е 300 бр.

За да се намали залепването, шаблонът трябва да бъде маркиран така, че изместването на магнитите по време на стикера да е широчината на един магнит, ако ширината на магнита е 5 мм, тогава преместването е 5 мм.

Сега, когато сте решили за магнитите, трябва да обработите ротора, за да пасне на магнитите. Ако височината на магнитите е 6 мм, тогава диаметърът се смила с 12 + 1 мм, 1 мм е границата за кривината на ръцете. Магнитите могат да се поставят върху ротора по два начина.

Първият начин е първо да се изработи дорник, в който по шаблон се пробиват отвори за магнитите, след което дорникът се поставя върху ротора, а магнитите се залепват в пробитите отвори. На ротора, след завъртане, е необходимо допълнително да се смила на дълбочина, равна на височината на магнитите, разделящи алуминиеви ленти между ютията. И напълнете получените канали с отгорели дървени стърготини, смесени с епоксидно лепило. Това значително ще увеличи ефективността, дървените стърготини ще служат като допълнителна магнитна верига между желязото на ротора. Пробата може да бъде направена с машина за рязане или на машина.

Донникът за залепване на магнитите се прави така, обработеният вал се обвива с полиинтелин, след това превръзката, импрегнирана с епоксидно лепило, се навива слой по слой, след което се смила до размера на машината и се отстранява от ротора, шоблонът е залепват се и се пробиват дупки за магнитите.След това дорника се връща обратно на ротора и обикновено залепените магнити се залепват върху епоксидно лепило По-долу на снимката са два примера за стикери агнит, първият пример на 2 снимки е стикер на магнити с помощта на дорник, а втория на следващата страница точно през шаблона.На първите две снимки ясно се вижда и мисля, че е ясно как се лепят магнитите.

Продължение на следващата страница.

За основа беше взет индустриален асинхронен двигател с променлив ток с мощност 1,5 kW и скорост на вала 960 rpm. Сам по себе си такъв двигател първоначално не може да работи като генератор. Той се нуждае от усъвършенстване, а именно от подмяна или усъвършенстване на ротора.
Идентификационна табелка на двигателя:

Двигателят е добър, защото има уплътнения навсякъде където трябва, особено за лагери. Това значително увеличава интервала между периодичната поддръжка, тъй като прахът и мръсотията не могат просто да стигнат навсякъде и не могат да проникнат.
Ламите на този електродвигател могат да се поставят от двете страни, което е много удобно.

Промяна на асинхронен двигател в генератор

Свалете капаците, свалете ротора.
Намотките на статора остават естествени, двигателят не се пренавива, всичко остава както е, без промени.

Роторът беше финализиран по поръчка. Решено е да се направи не изцяло метален, а сглобяем.

Тоест, родният ротор се смила до определен размер.
Стоманена чаша се обработва и притиска към ротора. Дебелината на сканирането в моя случай е 5 мм.

Маркирането на места за залепване на магнити беше една от най-трудните операции. В резултат на това, чрез опит и грешка, беше решено да отпечатате шаблона на хартия, да изрежете кръгове в него за неодимови магнити - те са кръгли. И залепете магнитите според шаблона на ротора.
Основният проблем възникна в изрязването на множество кръгове от хартия.
Всички размери се избират чисто индивидуално за всеки двигател. Невъзможно е да се дадат някакви общи размери за поставяне на магнити.

Неодимовите магнити са залепени със супер лепило.

Направена е мрежа от найлонова нишка за подсилване.

След това всичко се увива с лепяща лента, отдолу се прави херметичен кофраж, запечатан с пластилин, а отгоре се прави фуния за пълнене от същата лепяща лента. Всичко е напълнено с епоксидна смола.

Смолата бавно тече отгоре надолу.

След като епоксидната смола се втвърди, отстранете лентата.

Сега всичко е готово за сглобяване на генератора.

Задвижваме ротора в статора. Това трябва да се направи много внимателно, тъй като неодимовите магнити имат огромна сила и роторът буквално лети в статора.

Събираме, затваряме капаците.

Магнитите не залепват. Почти няма залепване, върти се относително лесно.
Проверка на работата. Завъртаме генератора от бормашина, със скорост на въртене 1300 rpm.
Двигателят е свързан със звезда, генераторите от този тип не могат да бъдат свързани с триъгълник, те няма да работят.
Напрежението се отстранява за тестване между фазите.

Генераторът с асинхронен двигател работи отлично.Вижте видеото за повече подробности.

Авторски канал -

Често има нужда от осигуряване на автономно захранване в селска къща. В такава ситуация генераторът на асинхронен двигател ще ви помогне да го направите сами. Лесно е да го направите сами, като имате определени умения в работата с електротехника.

Принцип на действие

Поради своята проста структура и ефективна работа, асинхронните двигатели се използват широко в индустрията. Те съставляват значителна част от всички двигатели. Принципът на тяхното действие е да създават магнитно поле чрез действието на променлив електрически ток.

Експериментите показват, че чрез завъртане на метална рамка в магнитно поле е възможно да се индуцира електрически ток в нея, чийто външен вид се потвърждава от светенето на електрическа крушка. Това явление се нарича електромагнитна индукция.

Устройство на двигателя

Асинхронният двигател се състои от метален корпус, вътре в който са:

намотка на статора,през който преминава променлив електрически ток;
навиващ ротор,през който протича ток в обратна посока.

И двата елемента са на една и съща ос. Стоманените плочи на статора прилепват плътно една към друга, в някои модификации са здраво заварени. Медната намотка на статора е изолирана от сърцевината с картонени дистанционери. В ротора намотката е направена от алуминиеви пръти, затворени от двете страни. Магнитните полета, генерирани от преминаването на променлив ток, действат едно върху друго. Между намотките възниква EMF, който върти ротора, тъй като статорът е неподвижен.

Генераторът от асинхронен двигател се състои от същите компоненти, но в този случай се получава обратното действие, тоест преходът на механична или топлинна енергия в електрическа енергия. Когато работи в двигателен режим, той запазва остатъчна намагнитност, която индуцира електрическо поле в статора.

Скоростта на въртене на ротора трябва да бъде по-висока от промяната в магнитното поле на статора. Може да се забави от реактивната мощност на кондензаторите. Натрупаният от тях заряд е противоположен по фаза и дава "спирачен ефект". Въртенето може да бъде осигурено с енергията на вятъра, водата, парата.

Генераторна верига

Генераторът от асинхронен двигател има проста схема. След достигане на синхронната скорост на въртене протича процесът на образуване на електрическа енергия в намотката на статора.

Ако към намотката е свързана кондензаторна банка, възниква водещ електрически ток, който образува магнитно поле. В този случай кондензаторите трябва да имат капацитет, по-висок от критичния, който се определя от техническите параметри на механизма. Силата на генерирания ток ще зависи от капацитета на кондензаторната банка и характеристиките на двигателя.

Технология на производство

Работата по преобразуването на асинхронен електродвигател в генератор е доста проста, ако имате необходимите части.

За да стартирате процеса на промяна, са необходими следните механизми и материали:

индукционен двигател- подходящ е еднофазен двигател от стара пералня;
инструмент за измерване на скоростта на ротора- тахометър или тахогенератор;
неполярни кондензатори- подходящи са модели от типа KBG-MN с работно напрежение 400 V;
комплект ръчни инструменти- бормашини, ножовки, ключове.

Инструкция стъпка по стъпка

Изработването на генератор със собствените си ръце от асинхронен двигател се извършва съгласно представения алгоритъм.

Генераторът трябва да се регулира така, че скоростта му да е по-голяма от оборотите на двигателя. Стойността на скоростта на въртене се измерва с тахометър или друго устройство, когато двигателят е включен в електрическата мрежа.
Получената стойност трябва да се увеличи с 10% от съществуващия индикатор.
Избира се капацитетът на кондензаторната банка - той не трябва да е твърде голям, в противен случай оборудването ще се нагорещи много. За да го изчислите, можете да използвате таблицата на връзката между капацитета на кондензатора и реактивната мощност.
На оборудването е инсталирана кондензаторна банка, която ще осигури проектната скорост на въртене на генератора. Инсталирането му изисква специално внимание - всички кондензатори трябва да бъдат надеждно изолирани.

За 3-фазни двигатели кондензаторите са свързани в звезда или триъгълник. Първият тип връзка прави възможно генерирането на електричество при по-ниска скорост на ротора, но изходното напрежение ще бъде по-ниско. За да се намали до 220 V, се използва понижаващ трансформатор.

Изработка на магнитен генератор

Магнитният генератор не изисква използването на кондензаторна банка. Този дизайн използва неодимови магнити. За да свършите работата:

подредете магнитите върху ротора по схемата, като спазвате полюсите - всеки от тях трябва да има поне 8 елемента;
роторът първо трябва да бъде обработен на струг до дебелината на магнитите;
фиксирайте магнитите здраво с лепило;
запълнете останалата част от свободното пространство между магнитните елементи с епоксидна смола;
след като инсталирате магнитите, трябва да проверите диаметъра на ротора - той не трябва да се увеличава.

Предимства на домашен електрически генератор

Генератор, направен сам, направен от асинхронен двигател, ще се превърне в икономичен източник на ток, който ще намали консумацията на централизирано електричество. С него можете да осигурите захранване на домакински електрически уреди, компютърно оборудване, нагреватели. Домашен генератор от асинхронен двигател има несъмнени предимства:

прост и надежден дизайн;
ефективна защита на вътрешните части от прах или влага;
устойчивост на претоварване;
дълъг експлоатационен живот;
възможността за свързване на устройства без инвертори.

Когато работите с генератор, трябва да вземете предвид и възможността за произволни промени в електрическия ток.

Статията описва как да се изгради трифазен (монофазен) 220/380 V генератор на базата на асинхронен AC двигател.

Трифазен асинхронен електродвигател, изобретен в края на 19 век от руския електроинженер М.О. Доливо-Доброволски, сега е получил преобладаващо разпространение в индустрията, в селското стопанство, както и в ежедневието. Асинхронните електродвигатели са най-простите и надеждни в експлоатация. Следователно, във всички случаи, когато това е допустимо при условията на електрическото задвижване и няма нужда от компенсация на реактивната мощност, трябва да се използват асинхронни AC двигатели.

Има два основни типа асинхронни двигатели: с ротор с катерица и с фазов ротор. Асинхронният електродвигател с катерица се състои от неподвижна част - статор и подвижна част - ротор, въртящ се в лагери, монтирани в два щита на двигателя. Ядрото на статора и ротора са изработени от отделни листове от електрическа стомана, изолирани един от друг. В жлебовете на ядрото на статора се полага намотка, изработена от изолиран проводник. В жлебовете на сърцевината на ротора се поставя намотка на прът или се излива разтопен алуминий. Джъмперните пръстени свързват на късо намотката на ротора в краищата (оттук и името, късо съединение). За разлика от ротора с катерица, в жлебовете на фазовия ротор се поставя намотка, направена според вида на намотката на статора. Краищата на намотката се водят към плъзгащи пръстени, монтирани на вала. Четките се плъзгат по пръстените, свързвайки намотката със стартов или регулиращ реостат. Асинхронните електродвигатели с фазов ротор са по-скъпи устройства, изискват квалифицирана поддръжка, по-малко надеждни и следователно се използват само в онези индустрии, в които не могат да бъдат избегнати. Поради тази причина те не са много често срещани и няма да ги разглеждаме по-нататък.

През намотката на статора, която е включена в трифазна верига, протича ток, създавайки въртящо се магнитно поле. Линиите на магнитното поле на въртящото се статорно поле пресичат прътите на намотката на ротора и индуцират в тях електродвижеща сила (EMF). Под действието на тази ЕМП в късо съединените роторни пръти тече ток. Около прътите възникват магнитни потоци, създаващи общо магнитно поле на ротора, което, взаимодействайки с въртящото се магнитно поле на статора, създава сила, която кара ротора да се върти в посоката на въртене на магнитното поле на статора. Скоростта на въртене на ротора е малко по-малка от скоростта на въртене на магнитното поле, създадено от намотката на статора. Този индикатор се характеризира с приплъзване S и е за повечето двигатели в диапазона от 2 до 10%.

В промишлените инсталации най-често се използват трифазни асинхронни електродвигатели, които се произвеждат под формата на унифицирани серии. Те включват единична серия 4A с номинална мощност от 0,06 до 400 kW, чиито машини се отличават с висока надеждност, добра производителност и отговарят на нивото на световните стандарти.

Автономните асинхронни генератори са трифазни машини, които преобразуват механичната енергия на първичния двигател в електрическа енергия с променлив ток. Тяхното несъмнено предимство пред другите видове генератори е липсата на колекторно-четков механизъм и в резултат на това по-голяма издръжливост и надеждност. Ако асинхронен двигател, изключен от мрежата, бъде пуснат в движение от който и да е първичен двигател, тогава, в съответствие с принципа на реверсивност на електрическите машини, при достигане на синхронната скорост на изводите на статорната намотка под влияние на остатъчното магнитно поле. Ако сега батерия от кондензатори C е свързана към клемите на намотката на статора, тогава в намотките на статора ще тече водещ капацитивен ток, който в този случай е намагнетизиращ. Капацитетът на батерията C трябва да надвишава определена критична стойност C0, която зависи от параметрите на автономен асинхронен генератор: само в този случай генераторът се самовъзбужда и върху намотките на статора е инсталирана трифазна система за симетрично напрежение. Стойността на напрежението зависи в крайна сметка от характеристиките на машината и капацитета на кондензаторите. По този начин, асинхронен двигател с катерица може да се превърне в асинхронен генератор.

Фиг.1 Стандартна схема за включване на асинхронен електродвигател като генератор.

Можете да изберете капацитета, така че номиналното напрежение и мощността на асинхронния генератор да са равни, съответно, на напрежението и мощността, когато работи като електродвигател.

Таблица 1 показва капацитетите на кондензаторите за възбуждане на асинхронни генератори (U=380 V, 750….1500 rpm). Тук реактивната мощност Q се определя по формулата:

Q = 0,314 U2 C 10 -6,

където C е капацитетът на кондензаторите, uF.

мощност на генератора,	На празен ход
	капацитет,	реактивна мощност,
	капацитет,	реактивна мощност,	капацитет,	реактивна мощност,	капацитет,	реактивна мощност,

Както се вижда от горните данни, индуктивното натоварване на асинхронния генератор, което намалява фактора на мощността, причинява рязко увеличаване на необходимия капацитет.

За да се поддържа постоянно напрежение с увеличаване на натоварването, е необходимо да се увеличи капацитетът на кондензаторите, тоест да се свържат допълнителни кондензатори.

Това обстоятелство трябва да се разглежда като недостатък на асинхронния генератор.

Честотата на въртене на асинхронния генератор в нормален режим трябва да надвишава асинхронния с размера на приплъзване S = 2 ... 10% и да съответства на синхронната честота.

Неспазването на това условие ще доведе до факта, че честотата на генерираното напрежение може да се различава от индустриалната честота от 50 Hz, което ще доведе до нестабилна работа на честотно зависими консуматори на електроенергия: електрически помпи, перални машини, устройства с трансформаторен вход.

Особено опасно е да се намали генерираната честота, тъй като в този случай индуктивното съпротивление на намотките на електродвигателите и трансформаторите намалява, което може да причини тяхното повишено нагряване и преждевременна повреда.

Като асинхронен генератор може да се използва конвенционален асинхронен електродвигател с катерична клетка с подходяща мощност без никакви модификации. Мощността на електродвигателя-генератора се определя от мощността на свързаните устройства. Най-енергийно интензивните от тях са:

битови заваръчни трансформатори;

Електрически триони, електрически фуги, зърнотрошачки (мощност 0,3 ... 3 kW);

· Електрически пещи като "Росиянка", "Мечта" с мощност до 2 kW;

електрически ютии (мощност 850 ... 1000 W).

Особено искам да се спра на работата на битовите заваръчни трансформатори.

Свързването им с автономен източник на електричество е най-желателно, т.к. когато работят от индустриална мрежа, те създават редица неудобства за другите консуматори на електроенергия. Ако домакински заваръчен трансформатор е проектиран да работи с електроди с диаметър 2 ... 3 mm, тогава неговата обща мощност е приблизително 4 ... 6 kW, мощността на асинхронния генератор за захранване трябва да бъде в рамките на 5 .. 7 kW.

Ако домакински заваръчен трансформатор позволява работа с електроди с диаметър 4 mm, тогава в най-трудния режим - "рязане" на метал, общата консумирана от него мощност може да достигне 10 ... 12 kW, съответно мощността на асинхронния генераторът трябва да бъде в рамките на 11 ... 13 kW.

Като трифазна кондензаторна батерия е добре да се използват т. нар. компенсатори на реактивна мощност, предназначени да подобрят cos φ в индустриални осветителни мрежи. Тяхното обозначение на типа: KM1-0.22-4.5-3U3 или KM2-0.22-9-3U3, което се дешифрира по следния начин. KM - косинус кондензатори, импрегнирани с минерално масло, първата цифра е размерът (1 или 2), след това напрежението (0,22 kV), мощност (4,5 или 9 kvar), след това числото 3 или 2 означава трифазен или единичен -фазов вариант, U3 (умерен климат от трета категория).

При самостоятелно производство на батерията трябва да се използват кондензатори като MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 и др. за работно напрежение най-малко 600 V. Не могат да се използват електролитни кондензатори.

Горната опция за свързване на трифазен електродвигател като генератор може да се счита за класическа, но не и единствена. Има и други начини, които работят също толкова добре на практика. Например, когато кондензаторна банка е свързана към една или две намотки на електродвигател-генератор.

Фиг.2 Двуфазен режим на асинхронен генератор.

Такава схема трябва да се използва, когато няма нужда от получаване на трифазно напрежение. Тази опция за превключване намалява работния капацитет на кондензаторите, намалява натоварването на първичния механичен двигател в режим на празен ход и т.н. спестява "скъпоценно" гориво.

Като генератори с ниска мощност, които произвеждат променливо еднофазно напрежение от 220 V, можете да използвате еднофазни асинхронни електродвигатели с катерица за битови цели: от перални машини като Oka, Volga, помпи за поливане Agidel, BCN и др. Те имат кондензаторна банка, свързана успоредно с работната намотка. Можете да използвате съществуващ кондензатор за изместване на фазата, като го свържете към работната намотка. Капацитетът на този кондензатор може да се наложи леко да се увеличи. Стойността му ще се определя от естеството на товара, свързан към генератора: активен товар (електрически пещи, електрически крушки, електрически поялници) изисква малък капацитет, индуктивен (електрически двигатели, телевизори, хладилници) - повече.

Фиг.3 Генератор с ниска мощност от еднофазен асинхронен двигател.

Сега няколко думи за основния двигател, който ще задвижва генератора. Както знаете, всяка трансформация на енергия е свързана с нейните неизбежни загуби. Тяхната стойност се определя от ефективността на устройството. Следователно мощността на механичен двигател трябва да надвишава мощността на асинхронен генератор с 50 ... 100%. Например, с мощност на асинхронен генератор от 5 kW, мощността на механичен двигател трябва да бъде 7,5 ... 10 kW. С помощта на трансмисионния механизъм скоростта на механичния двигател и генератора се координират така, че режимът на работа на генератора да се настрои при средната скорост на механичния двигател. Ако е необходимо, можете за кратко да увеличите мощността на генератора, като увеличите скоростта на механичния двигател.

Всяка автономна електроцентрала трябва да съдържа необходимия минимум от приставки: волтметър за променлив ток (със скала до 500 V), честотомер (за предпочитане) и три превключвателя. Един ключ свързва товара към генератора, другите два превключват веригата на възбуждане. Наличието на превключватели във веригата на възбуждане улеснява стартирането на механичен двигател, а също така ви позволява бързо да намалите температурата на намотките на генератора, след края на работата роторът на невъзбуден генератор се върти от механичен двигател за някои време. Тази процедура удължава активния живот на намотките на генератора.

Ако генераторът трябва да захранва оборудване, което обикновено е свързано към мрежата за променлив ток (например жилищно осветление, домакински уреди), тогава е необходимо да се осигури двуфазен превключвател, който ще изключи това оборудване от индустриалната мрежа по време на работа на генератора. И двата проводника трябва да бъдат изключени: "фаза" и "нула".

И накрая, някои общи съвети.

Алтернаторът е опасно устройство. Използвайте 380V само когато е абсолютно необходимо, в противен случай използвайте 220V.

Съгласно изискванията за безопасност генераторът трябва да бъде оборудван със заземяване.

Обърнете внимание на топлинния режим на генератора. Той "не обича" празен ход. Възможно е да се намали топлинното натоварване чрез по-внимателен избор на капацитета на възбуждащите кондензатори.

Не се заблуждавайте относно мощността на електрическия ток, генериран от генератора. Ако една фаза се използва по време на работа на трифазен генератор, тогава неговата мощност ще бъде 1/3 от общата мощност на генератора, ако две фази - 2/3 от общата мощност на генератора.

Честотата на променливия ток, генериран от генератора, може да бъде индиректно контролирана от изходното напрежение, което в режим "на празен ход" трябва да бъде с 4 ... 6% по-високо от индустриалната стойност от 220 V / 380 V.

литература:

Л.Г. Прищеп Учебник за селски електротехник. Москва: Агропромиздат, 1986.
А.А. Иванов Наръчник по електротехника - К.: Висше училище, 1984.
cm001.narod.ru

„Направи си сам” 2005, бр.3, с.78 – 82

В опит да получат автономни източници на електричество, експертите са намерили начин да преобразуват трифазен асинхронен AC двигател в генератор със собствените си ръце. Този метод има редица предимства и някои недостатъци.

Външен вид на асинхронен електродвигател

Разделът показва основните елементи:

чугунен корпус с радиаторни ребра за ефективно охлаждане;
тяло на ротор с катерична клетка с линии на изместване на магнитно поле спрямо оста му;
превключваща контактна група в кутия (бор), за превключване на намотките на статора във вериги звезда или триъгълник и свързване на захранващи проводници;
плътни снопове от медни проводници на намотката на статора;
стоманен роторен вал с жлеб за фиксиране на макарата с клиновидна шпонка.

Подробно разглобяване на асинхронен двигател с всички подробности е показано на фигурата по-долу.

Подробно разглобяване на асинхронен двигател

Предимства на генераторите, преобразувани от асинхронни двигатели:

лекота на сглобяване на веригата, способността да не се разглобява електрическият двигател, да не се навиват намотките;
възможността за въртене на генератора на електрически ток от вятърна или хидротурбина;
Генераторът на асинхронен двигател се използва широко в системите двигател-генератор за преобразуване на еднофазна мрежа 220V AC в трифазна мрежа с напрежение 380V.
възможността за използване на генератора, въртейки го на полето от двигатели с вътрешно горене.

Като недостатък може да се отбележи сложността на изчисляване на капацитета на кондензаторите, свързани към намотките; всъщност това се прави експериментално.

Поради това е трудно да се постигне максималната мощност на такъв генератор, има трудности със захранването на електрически инсталации, които имат голям пусков ток, на циркулярни триони с трифазни AC двигатели, бетонобъркачки и други електрически инсталации.

Принципът на работа на генератора

Работата на такъв генератор се основава на принципа на обратимостта: „всяка електрическа инсталация, която преобразува електрическата енергия в механична, може да обърне процеса“. Използва се принципът на работа на генераторите, въртенето на ротора причинява ЕМП и появата на електрически ток в намотките на статора.

Въз основа на тази теория е очевидно, че асинхронният електродвигател може да бъде превърнат в електрически генератор. За да се извърши съзнателно реконструкцията, е необходимо да се разбере как протича процесът на генериране и какво е необходимо за това. Всички двигатели, задвижвани от променлив ток, се считат за асинхронни. Статорното поле се движи с леко преднина спрямо магнитното поле на ротора, дърпайки го по посока на въртене.

За да се получи обратен процес, генериране, полето на ротора трябва да е пред движението на магнитното поле на статора, в идеалния случай да се върти в обратна посока. Това се постига чрез включване на голям кондензатор в захранващата мрежа; групи от кондензатори се използват за увеличаване на капацитета. Кондензаторната банка се зарежда чрез акумулиране на магнитна енергия (елемент от реактивния компонент на променливия ток). Зарядът на кондензатора е във фаза, противоположна на източника на ток на електродвигателя, така че въртенето на ротора започва да се забавя, намотката на статора генерира ток.

трансформация

Как на практика да конвертирате асинхронен електродвигател в генератор със собствените си ръце?

За да свържете кондензатори, е необходимо да развиете горния капак на бора (кутия), където е разположена контактната група, да се свържат превключващите контакти на намотките на статора и захранващите проводници на асинхронния двигател.

Отворен бор с контактна група

Намотките на статора могат да бъдат свързани във верига "звезда" или "триъгълник".

Схеми за свързване "звезда" и "триъгълник"

Табелката с данни или техническият лист на продукта показва възможните диаграми на свързване и параметри на двигателя за различни връзки. Посочено е:

максимални токове;
захранващо напрежение;
консумация на енергия;
броят на оборотите в минута;
ефективност и други параметри.

Параметри на двигателя, които са посочени на табелката

В трифазен генератор от асинхронен електродвигател, който е направен ръчно, кондензаторите са свързани по подобен начин с „триъгълник“ или „звезда“.

Опцията за включване със "Звезда" осигурява стартиращ процес на генериране на ток при по-ниски скорости, отколкото когато веригата е свързана към "Триъгълника". В този случай напрежението на изхода на генератора ще бъде малко по-ниско. Delta връзката осигурява леко увеличение на изходното напрежение, но изисква по-високи обороти за стартиране на генератора. В еднофазен асинхронен електродвигател е свързан един фазоизместващ кондензатор.

Схема на свързване на кондензатори на генератора в "триъгълника"

Използват се кондензатори от модела KBG-MN или други марки с поне 400 V неполярни, биполярни електролитни модели не са подходящи в този случай.

Как изглежда безполюсен кондензатор марка KBG-MN

Изчисляване на капацитета на кондензатора за използвания двигател

Номинална изходна мощност на генератора, в kW	Приблизителен капацитет в, uF
2	60
3,5	100
5	138
7	182
10	245
15	342

При синхронните генератори възбуждането на процеса на генериране се осъществява върху намотките на котвата от източник на ток. 90% от асинхронните двигатели имат ротори с катерична клетка, без намотка, възбуждането се създава от остатъчния статичен заряд в ротора. Достатъчно е да се създаде EMF в началния етап на въртене, което индуцира ток и презарежда кондензаторите през намотките на статора. По-нататъшното презареждане вече идва от генерирания ток, процесът на генериране ще бъде непрекъснат, докато роторът се върти.

Препоръчително е да инсталирате автоматичното свързване на товара към генератора, контактите и кондензаторите в отделен затворен панел. Поставете свързващите проводници от генератора на бор към екрана в отделен изолиран кабел.

Дори когато генераторът не работи, е необходимо да се избягва докосването на клемите на кондензаторите на контактите на гнездото. Натрупаният от кондензатора заряд остава за дълго време и може да причини токов удар. Заземете корпусите на всички модули, двигател, генератор, контролен панел.

Монтаж на системата мотор-генератор

Когато инсталирате генератор с двигател със собствените си ръце, трябва да се има предвид, че посоченият брой номинални обороти на използвания асинхронен електродвигател на празен ход е по-голям.

Схема на мотор-генератор на ремъчно задвижване

При двигател от 900 об / мин на празен ход ще бъде 1230 об / мин, за да се получи достатъчно мощност на изхода на генератора, преобразуван от този двигател, е необходимо да има брой обороти с 10% повече от празен ход:

1230 + 10% = 1353 об/мин.

Ремъчното задвижване се изчислява по формулата:

Vg = Vm x Dm\Dg

Vg - необходимата скорост на въртене на генератора 1353 rpm;

Vm - скорост на въртене на двигателя 1200 rpm;

Dm - диаметър на ролката на двигателя 15 cm;

Dg е диаметърът на макарата на генератора.

При наличие на двигател при 1200 rpm, където макарата е Ø 15 cm, остава да се изчисли само Dg - диаметърът на ролката на генератора.

Dg = Vm x Dm / Vg = 1200rpm x 15cm/1353rpm = 13,3 cm.

Генератор на неодимови магнити

Как да направите генератор от асинхронен електродвигател?

Този домашен генератор елиминира използването на кондензаторни единици. Източникът на магнитното поле, което индуцира ЕМП и създава ток в намотката на статора, е изграден върху постоянни неодимови магнити. За да направите това със собствените си ръце, трябва последователно да изпълните следните стъпки:

Свалете предния и задния капак на асинхронния двигател.
Извадете ротора от статора.

Как изглежда роторът на асинхронния двигател?

Роторът е обработен, горният слой се отстранява с 2 мм повече от дебелината на магнитите. У дома не винаги е възможно да направите ротор скучен със собствените си ръце, при липса на оборудване и умения за струговане. Трябва да се свържете със специалистите в стругарските работилници.
Върху лист обикновена хартия се приготвя шаблон за поставяне на кръгли магнити, Ø 10-20 мм, с дебелина до 10 мм, със сила на привличане 5-9 кг, на кв / см, размерът зависи от размера на ротора . Шаблонът се залепва върху повърхността на ротора, магнитите се поставят на ленти под ъгъл от 15 - 20 градуса спрямо оста на ротора, по 8 броя на лента. Фигурата по-долу показва, че на някои ротори има тъмни светли ивици на изместване на линиите на магнитното поле спрямо оста им.

Монтиране на магнитите на ротора

Роторът върху магнити е изчислен така, че да се получат четири групи ленти, в група от 5 ленти, разстоянието между групите е 2Ø от магнита. Пролуките в групата са 0,5-1Ø от магнита, това разположение намалява силата на залепване на ротора към статора, той трябва да се завърти с усилията на два пръста;
Роторът върху магнити, изработен по изчисления шаблон, се запълва с епоксидна смола. След като изсъхне малко, цилиндричната част на ротора се покрива със слой от фибростъкло и отново се импрегнира с епоксидна смола. Това ще предотврати излитането на магнитите, когато роторът се върти. Горният слой върху магнитите не трябва да надвишава оригиналния диаметър на ротора, който е бил преди жлеба. В противен случай роторът няма да си дойде на мястото или ще се трие в намотката на статора по време на въртене.
След изсъхване роторът може да се смени и капаците да се затворят;
Необходимо е да тествате електрическия генератор - завъртете ротора с електрическа бормашина, измервайки напрежението на изхода. Броят на оборотите при достигане на желаното напрежение се измерва с тахометър.
Знаейки необходимия брой обороти на генератора, ремъчното задвижване се изчислява по описания по-горе метод.

Интересно приложение е, когато електрически генератор, базиран на асинхронен електродвигател, се използва във верига електромотор-генератор със самозахранване. Когато част от мощността, генерирана от генератора, се подава към електрическия мотор, който го завърта. Останалата част от енергията се изразходва за полезния товар. Чрез прилагане на принципа на самозахранване е практически възможно да се осигури на къщата автономно захранване за дълго време.

Видео. г генератор от асинхронен двигател.

За широк кръг от потребители на електроенергия няма смисъл да купуват мощни дизелови електроцентрали като TEKSAN TJ 303 DW5C с изходна мощност 303 kVA или 242 kW. Бензиновите генератори с ниска мощност са скъпи, най-добрият вариант е да направите вятърни генератори със собствените си ръце или устройство за самозахранване на мотор-генератор.

Използвайки тази информация, можете да сглобите генератор със собствените си ръце, на постоянни магнити или кондензатори. Такова оборудване е много полезно в селски къщи, на полето, като авариен източник на захранване, когато няма напрежение в индустриалните мрежи. Пълноценна къща с климатици, електрически печки и отоплителни котли, те няма да теглят мощен мотор за циркулярен трион. Временно захранване с електричество на основни домакински уреди, осветление, хладилник, телевизор и други, които не изискват големи мощности.