Generator zrób to sam z silnika asynchronicznego. Domowy generator asynchroniczny

Aby silnik indukcyjny stał się generatorem prądu przemiennego, w jego wnętrzu musi zostać wytworzone pole magnetyczne, można to zrobić poprzez umieszczenie magnesów trwałych na wirniku silnika. Cała przeróbka jest jednocześnie prosta i złożona.

Najpierw musisz wybrać odpowiedni silnik, który najlepiej nadaje się do pracy jako generator o niskiej prędkości. Są to wielobiegunowe silniki asynchroniczne, 6- i 8-biegunowe silniki wolnoobrotowe są dobrze przystosowane, z maksymalną prędkością w trybie silnika nie większą niż 1350 obr./min. Takie silniki mają największą liczbę biegunów i zębów na stojanie.

Następnie należy zdemontować silnik i wyjąć wirnik kotwicy, który musi być zeszlifowany na maszynie do określonej wielkości w celu przyklejenia magnesów. Magnesy neodymowe zwykle przyklejają małe okrągłe magnesy. Teraz postaram się podpowiedzieć jak i ile magnesów skleić.

Najpierw musisz dowiedzieć się, ile biegunów ma twój silnik, ale jest to dość trudne do zrozumienia z uzwojenia bez odpowiedniego doświadczenia, więc lepiej jest odczytać liczbę biegunów na oznaczeniu silnika, jeśli jest to oczywiście dostępne, chociaż w większości przypadków tak jest. Poniżej przykład oznaczenia silnika i dekodowanie oznaczenia.

Według marki silnika. Dla 3-fazowego: Typ silnika Moc, kW Napięcie, V Prędkość (sync.), obr./min Sprawność, % Waga, kg

Na przykład: DAF3 400-6-10 UHL1 400 6000 600 93,7 4580 Wyjaśnienie oznaczenia silnika: D - silnik; A - asynchroniczny; Ф - z wirnikiem fazowym; 3 - wersja zamknięta; 400 - moc, kW; b - napięcie, kV; 10 - liczba biegunów; UHL - wersja klimatyczna; 1 - kategoria zakwaterowania.

Zdarza się, że silniki nie są naszej produkcji, jak na zdjęciu powyżej, a oznaczenie jest niezrozumiałe, lub oznaczenie jest po prostu nieczytelne. Pozostaje jeszcze jedna metoda, to znaczy policzyć, ile zębów masz na stojanie i ile zębów zajmuje jedna cewka. Jeśli na przykład cewka zajmuje 4 zęby, a jest ich tylko 24, to twój silnik jest sześciobiegunowy.

Liczba biegunów stojana musi być znana, aby określić liczbę biegunów podczas naklejania magnesów na wirnik. Liczba ta jest zwykle równa, to znaczy, jeśli jest 6 biegunów stojana, to magnesy muszą być sklejone naprzemiennymi biegunami w ilości 6, SNSNSN.

Teraz, gdy znamy już liczbę biegunów, musimy obliczyć liczbę magnesów dla wirnika. Aby to zrobić, musisz obliczyć długość wirnika, korzystając z prostego wzoru 2nR, gdzie n=3,14. Oznacza to, że mnożymy 3,14 przez 2 i przez promień wirnika otrzymujemy obwód. Następnie mierzymy nasz wirnik wzdłuż długości żelazka, które znajduje się w aluminiowym trzpieniu. Następnie możesz narysować powstały pasek o długości i szerokości, możesz go użyć na komputerze, a następnie wydrukować.

Terrier musi określić grubość magnesów, jest to w przybliżeniu równa 10-15% średnicy wirnika, na przykład, jeśli wirnik ma 60 mm, potrzebne są magnesy o grubości 5-7 mm. W tym celu zwykle kupuje się magnesy. Jeśli wirnik ma średnicę około 6 cm, to magnesy mogą mieć wysokość 6-10 mm. Decydując, których magnesów użyć, na szablonie, którego długość jest równa długości koła

Przykład obliczenia magnesów dla wirnika np. średnica wirnika to 60 cm, obliczamy obwód = 188 cm. Długość dzielimy przez liczbę biegunów, w tym przypadku przez 6 i otrzymujemy 6 odcinków, w każdej sekcji magnesy są sklejone tym samym biegunem. Ale to nie wszystko. Pacjent musi obliczyć, ile magnesów wejdzie na jeden biegun, aby równomiernie rozłożyć je wzdłuż bieguna. Np. szerokość magnesu okrągłego to 1cm, odległość między magnesami to około 2-3mm, co oznacza 10mm + 3 = 13mm.

Obwód dzielimy na 6 części \u003d 31 mm, jest to szerokość jednego bieguna na długości obwodu wirnika i szerokość bieguna wzdłuż żelaza, powiedzmy 60 mm. Oznacza to, że powierzchnia słupa wynosi 60 na 31 mm. Daje to 8 w 2 rzędach magnesów na biegun w odległości 5 mm między nimi. W takim przypadku należy policzyć ilość magnesów tak, aby jak najściślej przylegały do słupa.

Oto przykład na magnesach o szerokości 10mm, więc odległość między nimi wynosi 5mm. Jeśli zmniejszymy średnicę magnesów np. 2 razy, czyli 5 mm, to gęściej wypełnią one biegun, w wyniku czego pole magnetyczne wzrośnie z większej ilości całkowitej masy magnes. Jest już 5 rzędów takich magnesów (5mm) i 10 długości, czyli 50 magnesów na biegun, a łączna ilość na wirnik to 300szt.

W celu ograniczenia przyklejania szablon musi być tak oznaczony, aby przemieszczenie magnesów podczas naklejania było szerokości jednego magnesu, jeżeli szerokość magnesu wynosi 5mm to przesunięcie wynosi 5mm.

Teraz, gdy zdecydowałeś się na magnesy, musisz obrobić wirnik, aby pasował do magnesów. Jeżeli wysokość magnesów wynosi 6mm, to średnica jest szlifowana o 12+1mm, 1mm to margines na krzywiznę dłoni. Magnesy można umieścić na wirniku na dwa sposoby.

Pierwszy sposób polega na uprzednim wykonaniu trzpienia, w którym wierci się otwory na magnesy według szablonu, po czym trzpień nakłada się na wirnik, a magnesy wkleja się w wywiercone otwory. Na rotorze, po obróceniu, należy dodatkowo zeszlifować na głębokość równą wysokości magnesów oddzielających paski aluminiowe pomiędzy żelazkiem. I wypełnij powstałe rowki wyżarzonymi trocinami zmieszanymi z klejem epoksydowym. To znacznie zwiększy wydajność, trociny posłużą jako dodatkowy obwód magnetyczny między żelazkiem wirnika. Próbkę można wykonać na maszynie do cięcia lub na maszynie.

Trzpień do przyklejania magnesów wykonuje się w ten sposób, obrobiony wałek owija się intelem polowym, następnie warstwa po warstwie nawija się bandaż nasączony klejem epoksydowym, następnie szlifuje się go na maszynie i zdejmuje z wirnika, shoblonu jest przyklejony i wywiercone otwory na magnesy, po czym trzpień odkłada się z powrotem na wirnik i przyklejone magnesy są zwykle przyklejane na klej epoksydowy Poniżej na zdjęciu dwa przykłady naklejek agnitowych, pierwszy przykład na 2 zdjęciach to naklejka z magnesami za pomocą trzpienia, a druga na następnej stronie przez szablon.Dwa pierwsze zdjęcia wyraźnie pokazują i myślę, że jest jasne, jak magnesy są sklejone.

Ciąg dalszy na następnej stronie.

Za podstawę przyjęto przemysłowy silnik indukcyjny prądu przemiennego o mocy 1,5 kW i prędkości obrotowej wału 960 obr/min. Sam taki silnik początkowo nie może działać jako generator. Potrzebuje udoskonalenia, a mianowicie wymiany lub udoskonalenia wirnika.
Tabliczka znamionowa silnika:

Silnik jest dobry, ponieważ ma uszczelnienia wszędzie tam, gdzie ich potrzebujesz, zwłaszcza w przypadku łożysk. To znacznie wydłuża odstępy między okresowymi konserwacjami, ponieważ kurz i brud nie mogą się nigdzie dostać i nie mogą przeniknąć.
Lamy tego silnika elektrycznego można umieścić po obu stronach, co jest bardzo wygodne.

Przeróbka silnika asynchronicznego w generator

Zdejmij osłony, wyjmij wirnik.
Uzwojenia stojana pozostają natywne, silnik nie jest przewijany, wszystko pozostaje takie, jakie jest, bez zmian.

Wirnik został sfinalizowany na zamówienie. Postanowiono, że nie będzie to w całości metalowe, ale prefabrykowane.

Oznacza to, że natywny wirnik jest szlifowany do określonego rozmiaru.
Stalowy kubek jest obrabiany maszynowo i dociskany do rotora. Grubość skanu w moim przypadku to 5 mm.

Wyznaczanie miejsc do przyklejenia magnesów było jedną z najtrudniejszych operacji. W efekcie metodą prób i błędów postanowiono wydrukować szablon na papierze, wyciąć w nim kółka na magnesy neodymowe – są okrągłe. I przyklej magnesy według wzoru na rotorze.
Główny problem polegał na wycinaniu w papierze wielu okręgów.
Wszystkie rozmiary dobierane są wyłącznie indywidualnie dla każdego silnika. Nie można podać żadnych ogólnych wymiarów dla umieszczenia magnesów.

Magnesy neodymowe są sklejone superklejem.

Siatka została wykonana z nylonowej nici dla wzmocnienia.

Następnie wszystko owija się taśmą samoprzylepną, od dołu wykonuje się szczelny szalunek uszczelniony plasteliną, a od góry lejek do napełniania z tej samej taśmy samoprzylepnej. Całość wypełniona żywicą epoksydową.

Żywica powoli spływa z góry na dół.

Po utwardzeniu żywicy epoksydowej usuń taśmę.

Teraz wszystko jest gotowe do montażu generatora.

Wbijamy wirnik do stojana. Należy to zrobić bardzo ostrożnie, ponieważ magnesy neodymowe mają ogromną siłę, a wirnik dosłownie wpada do stojana.

Zbieramy, zamykamy pokrywki.

Magnesy nie przyklejają się. Nie ma prawie żadnego przyklejania, kręci się stosunkowo łatwo.
Sprawdzenie pracy. Generator obracamy z wiertarki z prędkością obrotową 1300 obr./min.
Silnik jest połączony w gwiazdę, generatorów tego typu nie da się połączyć z trójkątem, nie będą działać.
Napięcie jest usuwane do testowania między fazami.

Generator silnika indukcyjnego działa świetnie. Zobacz film, aby uzyskać więcej informacji.

Kanał autora -

Często istnieje potrzeba zapewnienia autonomicznego zasilania w wiejskim domu. W takiej sytuacji pomoże generator zrób to sam z silnika asynchronicznego. Łatwo to zrobić samemu, mając pewne umiejętności w zakresie obsługi elektrotechniki.

Zasada działania

Silniki asynchroniczne ze względu na swoją prostą budowę i wydajną pracę znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle. Stanowią znaczną część wszystkich silników. Zasada ich działania polega na wytworzeniu pola magnetycznego poprzez działanie przemiennego prądu elektrycznego.

Eksperymenty wykazały, że obracając metalową ramkę w polu magnetycznym, można zaindukować w niej prąd elektryczny, którego pojawienie się potwierdza świecenie żarówki. Zjawisko to nazywa się indukcją elektromagnetyczną.

Urządzenie silnikowe

Silnik asynchroniczny składa się z metalowej obudowy, wewnątrz której znajdują się:

uzwojenie stojana, przez który przepływa zmienny prąd elektryczny;
wirnik nawojowy, przez który prąd płynie w przeciwnym kierunku.

Oba elementy znajdują się na tej samej osi. Stalowe płyty stojana ściśle do siebie pasują, w niektórych modyfikacjach są mocno zespawane. Miedziane uzwojenie stojana jest izolowane od rdzenia tekturowymi przekładkami. W wirniku uzwojenie wykonane jest z aluminiowych prętów zamkniętych obustronnie. Pola magnetyczne generowane przez przepływ prądu przemiennego oddziałują na siebie. Między uzwojeniami występuje pole elektromagnetyczne, które obraca wirnik, ponieważ stojan jest nieruchomy.

Generator z silnika asynchronicznego składa się z tych samych elementów, jednak w tym przypadku zachodzi działanie odwrotne, czyli przejście energii mechanicznej lub cieplnej na energię elektryczną. Podczas pracy w trybie silnikowym zachowuje szczątkowe namagnesowanie, które indukuje pole elektryczne w stojanie.

Prędkość obrotowa wirnika musi być większa niż zmiana pola magnetycznego stojana. Może być spowolniony przez moc bierną kondensatorów. Nagromadzony przez nie ładunek ma przeciwną fazę i daje „efekt hamowania”. Obrót może być dostarczany energią wiatru, wody, pary.

Obwód generatora

Generator z silnika asynchronicznego ma prosty obwód. Po osiągnięciu synchronicznej prędkości obrotowej następuje proces powstawania energii elektrycznej w uzwojeniu stojana.

W przypadku podłączenia baterii kondensatorów do uzwojenia powstaje wiodący prąd elektryczny, który tworzy pole magnetyczne. W takim przypadku kondensatory muszą mieć pojemność większą niż krytyczna, o której decydują parametry techniczne mechanizmu. Siła generowanego prądu będzie zależeć od pojemności baterii kondensatorów oraz charakterystyki silnika.

Technologia produkcji

Praca polegająca na przekształceniu asynchronicznego silnika elektrycznego w generator jest dość prosta, jeśli masz niezbędne części.

Aby rozpocząć proces zmian, wymagane są następujące mechanizmy i materiały:

silnik indukcyjny- odpowiedni jest silnik jednofazowy ze starej pralki;
przyrząd do pomiaru prędkości wirnika- obrotomierz lub tachogenerator;
kondensatory niepolarne- odpowiednie są modele typu KBG-MN o napięciu roboczym 400 V;
zestaw narzędzi ręcznych- wiertarki, piły do metalu, klucze.

Instrukcja krok po kroku

Wykonanie generatora własnymi rękami z silnika asynchronicznego odbywa się zgodnie z przedstawionym algorytmem.

Generator należy wyregulować tak, aby jego prędkość była większa niż prędkość silnika. Wartość prędkości obrotowej mierzy się obrotomierzem lub innym urządzeniem, gdy silnik jest włączony do sieci.
Otrzymaną wartość należy zwiększyć o 10% istniejącego wskaźnika.
Pojemność baterii kondensatorów jest dobrana - nie powinna być zbyt duża, w przeciwnym razie sprzęt bardzo się nagrzeje. Aby to obliczyć, możesz skorzystać z tabeli zależności między pojemnością kondensatora a mocą bierną.
Na urządzeniu zainstalowana jest bateria kondensatorów, która zapewni projektową prędkość obrotową generatora. Jego instalacja wymaga szczególnej uwagi - wszystkie kondensatory muszą być bezpiecznie izolowane.

W przypadku silników 3-fazowych kondensatory są połączone w gwiazdę lub trójkąt. Pierwszy rodzaj połączenia umożliwia generowanie energii elektrycznej przy mniejszej prędkości wirnika, ale napięcie wyjściowe będzie niższe. Aby zredukować go do 220 V, stosuje się transformator obniżający napięcie.

Wykonywanie generatora magnetycznego

Generator magnetyczny nie wymaga użycia baterii kondensatorów. Ten projekt wykorzystuje magnesy neodymowe. Aby wykonać zadanie:

ułóż magnesy na wirniku zgodnie ze schematem, obserwując bieguny - każdy z nich musi mieć co najmniej 8 elementów;
wirnik musi być najpierw obrobiony na tokarce do grubości magnesów;
mocno przymocuj magnesy za pomocą kleju;
wypełnić pozostałą wolną przestrzeń między elementami magnetycznymi żywicą epoksydową;
po zamontowaniu magnesów należy sprawdzić średnicę wirnika - nie powinna się zwiększać.

Zalety domowego generatora elektrycznego

Generator „zrób to sam” wykonany z silnika asynchronicznego stanie się ekonomicznym źródłem prądu, które zmniejszy zużycie scentralizowanej energii elektrycznej. Dzięki niemu można zasilać domowe urządzenia elektryczne, sprzęt komputerowy, grzejniki. Domowy generator z silnika asynchronicznego ma niewątpliwe zalety:

prosta i niezawodna konstrukcja;
skuteczna ochrona części wewnętrznych przed kurzem lub wilgocią;
odporność na przeciążenie;
długa żywotność;
możliwość podłączenia urządzeń bez falowników.

Podczas pracy z generatorem należy również liczyć się z możliwością przypadkowych zmian prądu elektrycznego.

W artykule opisano sposób budowy generatora trójfazowego (jednofazowego) 220/380 V w oparciu o asynchroniczny silnik prądu przemiennego.

Trójfazowy asynchroniczny silnik elektryczny, wynaleziony pod koniec XIX wieku przez rosyjskiego inżyniera elektryka M.O. Dolivo-Dobrovolsky otrzymał obecnie dominującą dystrybucję w przemyśle i rolnictwie, a także w życiu codziennym. Asynchroniczne silniki elektryczne są najprostsze i najbardziej niezawodne w działaniu. Dlatego we wszystkich przypadkach, w których jest to dopuszczalne w warunkach napędu elektrycznego i nie ma potrzeby kompensacji mocy biernej, należy stosować silniki asynchroniczne prądu przemiennego.

Istnieją dwa główne typy silników asynchronicznych: z wirnikiem klatkowym iz wirnikiem fazowym. Asynchroniczny klatkowy silnik elektryczny składa się z części stałej - stojana i części ruchomej - wirnika, obracających się w łożyskach osadzonych w dwóch osłonach silnika. Rdzenie stojana i wirnika wykonane są z oddzielnych blach elektrotechnicznych izolowanych od siebie. W rowkach rdzenia stojana układane jest uzwojenie z izolowanego drutu. Uzwojenie pręta umieszcza się w rowkach rdzenia wirnika lub wlewa się roztopione aluminium. Pierścienie zworek zwierają uzwojenie wirnika na końcach (stąd nazwa, zwarte). W przeciwieństwie do wirnika klatkowego, uzwojenie jest umieszczone w rowkach wirnika fazowego, wykonane zgodnie z rodzajem uzwojenia stojana. Końce uzwojenia doprowadzone są do pierścieni ślizgowych osadzonych na wale. Szczotki ślizgają się po pierścieniach, łącząc uzwojenie z reostatem rozruchowym lub regulacyjnym. Silniki elektryczne asynchroniczne z wirnikiem fazowym są urządzeniami droższymi, wymagają wykwalifikowanej obsługi, są mniej niezawodne, dlatego znajdują zastosowanie tylko w tych branżach, w których nie można ich obejść. Z tego powodu nie są one zbyt powszechne i nie będziemy ich dalej rozważać.

Prąd przepływa przez uzwojenie stojana, które jest włączone w obwód trójfazowy, wytwarzając wirujące pole magnetyczne. Linie pola magnetycznego wirującego pola stojana przecinają pręty uzwojenia wirnika i indukują w nich siłę elektromotoryczną (EMF). Pod wpływem tego pola elektromagnetycznego w zwartych prętach wirnika płynie prąd. Wokół prętów powstają strumienie magnetyczne, które tworzą wspólne pole magnetyczne wirnika, które oddziałując z wirującym polem magnetycznym stojana, wytwarza siłę, która wprawia wirnik w kierunku obrotu pola magnetycznego stojana. Prędkość obrotowa wirnika jest nieco mniejsza niż prędkość obrotowa pola magnetycznego wytwarzanego przez uzwojenie stojana. Wskaźnik ten charakteryzuje się poślizgiem S i dla większości silników mieści się w zakresie od 2 do 10%.

W instalacjach przemysłowych najczęściej stosuje się trójfazowe asynchroniczne silniki elektryczne, które produkowane są w postaci zunifikowanych serii. Należą do nich pojedyncze serie 4A o zakresie mocy znamionowych od 0,06 do 400 kW, których maszyny wyróżniają się wysoką niezawodnością, dobrymi osiągami i spełniają poziom światowych standardów.

Autonomiczne generatory asynchroniczne to maszyny trójfazowe, które przetwarzają energię mechaniczną silnika pierwotnego na energię elektryczną prądu przemiennego. Ich niewątpliwą przewagą nad innymi typami generatorów jest brak mechanizmu zbieracko-szczotkowego, a co za tym idzie większa trwałość i niezawodność. Jeżeli silnik asynchroniczny odłączony od sieci zostanie wprowadzony w obrót z dowolnego silnika pierwotnego, to zgodnie z zasadą odwracalności maszyn elektrycznych, po osiągnięciu prędkości synchronicznej, na zaciskach uzwojenia stojana pod napięciem powstaje pewna siła elektromotoryczna. wpływ szczątkowego pola magnetycznego. Jeśli teraz bateria kondensatorów C jest podłączona do zacisków uzwojenia stojana, to w uzwojeniach stojana popłynie wiodący prąd pojemnościowy, który w tym przypadku jest magnesujący. Pojemność akumulatora C musi przekraczać pewną wartość krytyczną C0, która zależy od parametrów autonomicznego generatora asynchronicznego: tylko w tym przypadku generator wzbudza się samoistnie i na uzwojeniach stojana powstaje trójfazowy symetryczny układ napięć. Wartość napięcia zależy ostatecznie od charakterystyki maszyny i pojemności kondensatorów. W ten sposób asynchroniczny silnik klatkowy można przekształcić w generator asynchroniczny.

Rys.1 Standardowy schemat włączania asynchronicznego silnika elektrycznego jako generatora.

Możesz dobrać moc tak, aby napięcie znamionowe i moc generatora asynchronicznego były odpowiednio równe napięciu i mocy, gdy pracuje on jako silnik elektryczny.

W tabeli 1 przedstawiono pojemności kondensatorów do wzbudzenia generatorów asynchronicznych (U=380 V, 750….1500 obr/min). Tutaj moc bierna Q jest określona wzorem:

Q = 0,314 U2 C 10 -6,

gdzie C jest pojemnością kondensatorów, uF.

moc generatora,	Na biegu jałowym
	Pojemność,	reaktywna moc,
	Pojemność,	reaktywna moc,	Pojemność,	reaktywna moc,	Pojemność,	reaktywna moc,

Jak widać z powyższych danych, obciążenie indukcyjne generatora asynchronicznego, które zmniejsza współczynnik mocy, powoduje gwałtowny wzrost wymaganej pojemności.

Aby utrzymać stałe napięcie przy rosnącym obciążeniu, konieczne jest zwiększenie pojemności kondensatorów, czyli podłączenie dodatkowych kondensatorów.

Ta okoliczność należy uznać za wadę generatora asynchronicznego.

Częstotliwość rotacji generatora asynchronicznego w trybie normalnym musi przekraczać asynchroniczną o wielkość poślizgu S = 2 ... 10% i odpowiadać częstotliwości synchronicznej.

Niespełnienie tego warunku spowoduje, że częstotliwość generowanego napięcia może różnić się od częstotliwości przemysłowej 50 Hz, co doprowadzi do niestabilnej pracy zależnych od częstotliwości odbiorników energii elektrycznej: pomp elektrycznych, pralek, urządzeń o wejście transformatora.

Szczególnie niebezpieczne jest zmniejszenie generowanej częstotliwości, gdyż w tym przypadku zmniejsza się rezystancja indukcyjna uzwojeń silników elektrycznych i transformatorów, co może powodować ich zwiększone nagrzewanie i przedwczesną awarię.

Jako generator asynchroniczny można bez żadnych przeróbek zastosować konwencjonalny asynchroniczny klatkowy silnik elektryczny o odpowiedniej mocy. Moc silnika elektrycznego generatora zależy od mocy podłączonych urządzeń. Najbardziej energochłonne z nich to:

transformatory spawalnicze do użytku domowego;

Piły elektryczne, wycinarki elektryczne, kruszarki do ziarna (moc 0,3...3 kW);

· Piece elektryczne typu „Rossiyanka”, „Dream” o mocy do 2 kW;

żelazka elektryczne (moc 850 ... 1000 W).

Szczególnie chcę się zastanowić nad działaniem domowych transformatorów spawalniczych.

Ich podłączenie do autonomicznego źródła energii elektrycznej jest jak najbardziej pożądane, ponieważ. działając z sieci przemysłowej stwarzają szereg niedogodności dla innych odbiorców energii elektrycznej. Jeśli transformator spawalniczy do użytku domowego jest zaprojektowany do pracy z elektrodami o średnicy 2 ... 3 mm, to jego całkowita moc wynosi około 4 ... 6 kW, moc generatora asynchronicznego do jego zasilania powinna wynosić 5 .. 7 kW.

Jeśli domowy transformator spawalniczy umożliwia pracę z elektrodami o średnicy 4 mm, to w najtrudniejszym trybie - „cięcie” metalu, całkowita zużywana przez niego moc może osiągnąć odpowiednio 10 ... 12 kW mocy asynchronicznej generator powinien mieścić się w zakresie 11 ... 13 kW.

Jako trójfazowa bateria kondensatorów dobrze jest stosować tzw. kompensatory mocy biernej, przeznaczone do poprawy cos φ w przemysłowych sieciach oświetleniowych. Ich oznaczenie typu: KM1-0,22-4,5-3U3 lub KM2-0,22-9-3U3, które jest rozszyfrowane w następujący sposób. KM - kondensatory cosinus impregnowane olejem mineralnym, pierwsza cyfra to wielkość (1 lub 2), następnie napięcie (0,22 kV), moc (4,5 lub 9 kvar), następnie cyfra 3 lub 2 oznacza trójfazowy lub pojedynczy wersja -fazowa, U3 (klimat umiarkowany trzeciej kategorii).

W przypadku samodzielnej produkcji baterii należy stosować kondensatory typu MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 itp. na napięcie robocze co najmniej 600 V. Nie można stosować kondensatorów elektrolitycznych.

Powyższą opcję podłączenia trójfazowego silnika elektrycznego jako generatora można uznać za klasyczną, ale nie jedyną. Istnieją inne sposoby, które sprawdzają się równie dobrze w praktyce. Na przykład, gdy bateria kondensatorów jest podłączona do jednego lub dwóch uzwojeń silnika elektrycznego-generatora.

Rys.2 Tryb dwufazowy generatora asynchronicznego.

Taki schemat należy stosować, gdy nie ma potrzeby uzyskiwania napięcia trójfazowego. Ta opcja przełączania zmniejsza pojemność roboczą kondensatorów, zmniejsza obciążenie głównego silnika mechanicznego w trybie jałowym i tak dalej. oszczędza „cenne” paliwo.

Jako generatory małej mocy, które wytwarzają przemienne jednofazowe napięcie 220 V, można stosować jednofazowe asynchroniczne silniki elektryczne klatkowe do celów domowych: z pralek, takich jak Oka, Volga, pompy do podlewania Agidel, BCN itp. Posiadają baterię kondensatorów połączoną równolegle z uzwojeniem roboczym. Możesz użyć istniejącego kondensatora przesuwającego fazę, podłączając go do uzwojenia roboczego. Może być konieczne nieznaczne zwiększenie pojemności tego kondensatora. Jego wartość będzie zdeterminowana charakterem obciążenia podłączonego do generatora: obciążenie czynne (piece elektryczne, żarówki, lutownice elektryczne) wymaga małej pojemności, indukcyjne (silniki elektryczne, telewizory, lodówki) - więcej.

Rys.3 Generator małej mocy z jednofazowego silnika asynchronicznego.

Teraz kilka słów o napędzie, który będzie napędzał generator. Jak wiadomo, każda przemiana energii wiąże się z jej nieuniknionymi stratami. O ich wartości decyduje wydajność urządzenia. Dlatego moc silnika mechanicznego musi przekraczać moc generatora asynchronicznego o 50 ... 100%. Na przykład przy asynchronicznej mocy generatora 5 kW moc silnika mechanicznego powinna wynosić 7,5 ... 10 kW. Za pomocą mechanizmu przekładni prędkość silnika mechanicznego i generatora są skoordynowane tak, że tryb pracy generatora jest ustawiony na średnią prędkość silnika mechanicznego. W razie potrzeby można na krótko zwiększyć moc generatora, zwiększając prędkość silnika mechanicznego.

Każda autonomiczna elektrownia musi zawierać niezbędne minimum załączników: woltomierz prądu przemiennego (ze skalą do 500 V), miernik częstotliwości (najlepiej) i trzy przełączniki. Jeden przełącznik łączy obciążenie z generatorem, pozostałe dwa przełączają obwód wzbudzenia. Obecność przełączników w obwodzie wzbudzenia ułatwia rozruch silnika mechanicznego, a także pozwala szybko obniżyć temperaturę uzwojeń generatora, po zakończeniu pracy wirnik niewzbudzonego generatora jest przez pewien czas obracany z silnika mechanicznego czas. Ta procedura przedłuża aktywną żywotność uzwojeń generatora.

Jeżeli generator ma zasilać urządzenia normalnie podłączone do sieci prądu przemiennego (np. oświetlenie mieszkalne, sprzęt AGD), to konieczne jest zapewnienie przełącznika dwufazowego, który odłączy ten sprzęt od sieci przemysłowej podczas pracy generatora. Oba przewody muszą być odłączone: „faza” i „zero”.

Na koniec kilka ogólnych porad.

Alternator jest urządzeniem niebezpiecznym. Używaj 380 V tylko wtedy, gdy jest to absolutnie konieczne, w przeciwnym razie użyj 220 V.

Zgodnie z wymogami bezpieczeństwa generator musi być wyposażony w uziemienie.

Zwróć uwagę na reżim termiczny generatora. „Nie lubi” bezczynności. Możliwe jest zmniejszenie obciążenia cieplnego poprzez dokładniejszy dobór pojemności kondensatorów wzbudzających.

Nie popełnij błędu co do mocy prądu elektrycznego generowanego przez generator. Jeśli podczas pracy generatora trójfazowego używana jest jedna faza, jej moc będzie wynosić 1/3 całkowitej mocy generatora, jeśli dwie fazy - 2/3 całkowitej mocy generatora.

Częstotliwość prądu przemiennego generowanego przez generator można pośrednio regulować napięciem wyjściowym, które w trybie „bezczynności” powinno być o 4…6% wyższe od wartości przemysłowej 220 V / 380 V.

Literatura:

LG Prishchep Podręcznik wiejskiego elektryka. Moskwa: Agropromizdat, 1986.
AA Podręcznik elektrotechniki Iwanowa - K .: Wyższa Szkoła, 1984.
cm001.narod.ru

„Zrób to sam” 2005, nr 3, s.78 - 82

Aby uzyskać autonomiczne źródła energii elektrycznej, eksperci znaleźli sposób na przekształcenie trójfazowego asynchronicznego silnika prądu przemiennego w generator własnymi rękami. Ta metoda ma wiele zalet i kilka wad.

Wygląd asynchronicznego silnika elektrycznego

Sekcja przedstawia główne elementy:

żeliwna obudowa z żebrami chłodnicy dla efektywnego chłodzenia;
obudowa wirnika klatkowego z liniami przesunięcia pola magnetycznego względem jego osi;
przełączanie grupy styków w puszce (bor), do przełączania uzwojeń stojana w obwody gwiazda lub trójkąt oraz podłączania przewodów zasilających;
gęste wiązki drutów miedzianych uzwojenia stojana;
stalowy wał wirnika z rowkiem do mocowania koła pasowego za pomocą klucza w kształcie klina.

Szczegółowy demontaż asynchronicznego silnika elektrycznego ze wszystkimi szczegółami przedstawia poniższy rysunek.

Szczegółowy demontaż silnika indukcyjnego

Zalety generatorów przerobionych z silników asynchronicznych:

łatwość montażu obwodu, możliwość nie demontażu silnika elektrycznego, nie przewijanie uzwojeń;
możliwość obrotu generatora prądu elektrycznego przez turbinę wiatrową lub wodną;
Silnik generatora asynchronicznego jest szeroko stosowany w układach silnik-generator do przekształcania sieci jednofazowej 220 V AC na sieć trójfazową o napięciu 380 V.
możliwość wykorzystania generatora, w terenie wirującym go z silników spalinowych.

Wadą jest złożoność obliczania pojemności kondensatorów podłączonych do uzwojeń, w rzeczywistości odbywa się to eksperymentalnie.

Dlatego trudno jest osiągnąć maksymalną moc takiego generatora, występują trudności z zasilaniem instalacji elektrycznych o dużym prądzie rozruchowym, na pilarkach tarczowych z silnikami trójfazowymi prądu przemiennego, betoniarkach i innych instalacjach elektrycznych.

Zasada działania generatora

Działanie takiego generatora opiera się na zasadzie odwracalności: „każda instalacja elektryczna przetwarzająca energię elektryczną na energię mechaniczną może odwrócić ten proces”. Wykorzystywana jest zasada działania generatorów, obrót wirnika powoduje pola elektromagnetyczne i pojawienie się prądu elektrycznego w uzwojeniach stojana.

W oparciu o tę teorię jest oczywiste, że asynchroniczny silnik elektryczny można przekształcić w generator elektryczny. Aby świadomie przeprowadzić odbudowę, konieczne jest zrozumienie, jak przebiega proces wytwarzania i co jest do tego wymagane. Wszystkie silniki napędzane prądem przemiennym są uważane za asynchroniczne. Pole stojana przesuwa się nieco przed polem magnetycznym wirnika, ciągnąc je w kierunku obrotu.

Aby uzyskać proces odwrotny, generowanie, pole wirnika musi wyprzedzać ruch pola magnetycznego stojana, w idealnym przypadku obracać się w przeciwnym kierunku. Osiąga się to poprzez włączenie dużego kondensatora do sieci zasilającej, a grupy kondensatorów służą do zwiększenia pojemności. Bateria kondensatorów jest ładowana przez akumulację energii magnetycznej (element składowej biernej prądu przemiennego). Ładunek kondensatora jest w fazie przeciwnej do źródła prądu silnika elektrycznego, więc obroty wirnika zaczynają zwalniać, uzwojenie stojana generuje prąd.

transformacja

Jak praktycznie własnymi rękami przekształcić asynchroniczny silnik elektryczny w generator?

Aby podłączyć kondensatory, należy odkręcić górną pokrywę boru (skrzynki), w której znajduje się grupa styków, przełączając styki uzwojeń stojana i przewody zasilające silnika asynchronicznego.

Bor otwarty z grupą kontaktów

Uzwojenia stojana mogą być połączone w obwód „gwiazda” lub „trójkąt”.

Schematy połączeń „Gwiazda” i „Trójkąt”

Tabliczka znamionowa lub karta danych produktu przedstawia możliwe schematy połączeń i parametry silnika dla różnych połączeń. Wskazuje się:

maksymalne prądy;
napięcie zasilania;
pobór energii;
liczba obrotów na minutę;
wydajność i inne parametry.

Parametry silnika, które są wskazane na tabliczce znamionowej

W trójfazowym generatorze z asynchronicznego silnika elektrycznego, który jest wykonywany ręcznie, kondensatory są połączone w podobny sposób z „trójkątem” lub „gwiazdą”.

Opcja włączenia z „Gwiazdą” zapewnia proces uruchamiania generowania prądu przy niższych prędkościach niż wtedy, gdy obwód jest podłączony do „Trójkąta”. W takim przypadku napięcie na wyjściu generatora będzie nieco niższe. Połączenie w trójkąt zapewnia niewielki wzrost napięcia wyjściowego, ale wymaga wyższych obrotów do uruchomienia generatora. W jednofazowym asynchronicznym silniku elektrycznym podłączony jest jeden kondensator przesuwający fazę.

Schemat połączeń kondensatorów na generatorze w „trójkącie”

Stosowane są kondensatory modelu KBG-MN lub inne marki niepolarnych, bipolarnych modeli elektrolitycznych o napięciu co najmniej 400 V nie są w tym przypadku odpowiednie.

Jak wygląda kondensator bezbiegunowy marki KBG-MN

Obliczanie pojemności kondensatora używanego silnika

Znamionowa moc wyjściowa generatora, w kW	Szacowana pojemność w, uF
2	60
3,5	100
5	138
7	182
10	245
15	342

W generatorach synchronicznych wzbudzenie procesu wytwarzania następuje na uzwojeniach twornika ze źródła prądu. 90% silników asynchronicznych ma wirniki klatkowe, bez uzwojenia, wzbudzenie jest tworzone przez szczątkowy ładunek statyczny w wirniku. Wystarczy wytworzyć w początkowej fazie obrotu siłę elektromotoryczną, która indukuje prąd i ładuje kondensatory przez uzwojenia stojana. Dalsze ładowanie już pochodzi z generowanego prądu, proces wytwarzania będzie ciągły, podczas gdy wirnik się obraca.

Zaleca się zainstalowanie automatycznego podłączenia obciążenia do generatora, gniazd i kondensatorów w osobnym zamkniętym panelu. Przewody łączące od generatora boru do ekranu ułożyć w osobnym izolowanym kablu.

Nawet gdy generator nie pracuje, należy unikać dotykania zacisków kondensatorów styków gniazda. Nagromadzony przez kondensator ładunek utrzymuje się przez długi czas i może spowodować porażenie prądem. Uziemić obudowy wszystkich jednostek, silnik, generator, panel sterowania.

Montaż układu silnik-generator

Instalując generator z silnikiem własnymi rękami, należy wziąć pod uwagę, że wskazana liczba nominalnych obrotów używanego asynchronicznego silnika elektrycznego na biegu jałowym jest większa.

Schemat silnika-generatora na napędzie pasowym

Na silniku 900 obr/min na biegu jałowym będzie to 1230 obr/min, aby uzyskać wystarczającą moc na wyjściu generatora przerobionego z tego silnika, trzeba mieć liczbę obrotów o 10% większą niż na biegu jałowym:

1230 + 10% = 1353 obr./min.

Napęd pasowy jest obliczany według wzoru:

Vg = Vm x Dm\Dg

Vg - wymagana prędkość obrotowa generatora 1353 obr./min;

Vm - prędkość obrotowa silnika 1200 obr/min;

Dm - średnica koła pasowego na silniku 15 cm;

Dg to średnica koła pasowego na generatorze.

Mając silnik o prędkości 1200 obr/min, gdzie koło pasowe ma 15 cm, pozostaje obliczyć tylko Dg - średnicę koła pasowego na generatorze.

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

Generator na magnesach neodymowych

Jak zrobić generator z asynchronicznego silnika elektrycznego?

Ten domowy generator eliminuje użycie jednostek kondensatorów. Źródło pola magnetycznego, które indukuje EMF i wytwarza prąd w uzwojeniu stojana, jest zbudowane na trwałych magnesach neodymowych. Aby to zrobić własnymi rękami, musisz kolejno wykonać następujące czynności:

Zdejmij przednią i tylną pokrywę silnika indukcyjnego.
Wyjmij wirnik ze stojana.

Jak wygląda wirnik silnika indukcyjnego?

Wirnik jest obrabiany mechanicznie, górna warstwa jest usuwana o 2 mm więcej niż grubość magnesów. W domu nie zawsze można wytaczać wirnik własnymi rękami, przy braku sprzętu i umiejętności toczenia. Musisz skontaktować się ze specjalistami z warsztatów tokarskich.
Na kartce zwykłego papieru przygotowywany jest szablon do umieszczania magnesów okrągłych Ø 10-20mm o grubości do 10mm o sile przyciągania 5-9kg na m2/cm, wielkość zależna od wielkości wirnika . Szablon nakleja się na powierzchnię wirnika, magnesy układane są w paski pod kątem 15 - 20 stopni w stosunku do osi wirnika po 8 sztuk na pasek. Poniższy rysunek pokazuje, że na niektórych wirnikach występują ciemno-jasne paski przesunięcia linii pola magnetycznego względem jego osi.

Montaż magnesów na wirniku

Wirnik na magnesach jest tak obliczony, że uzyskuje się cztery grupy pasków, w grupie 5 pasków odległość między grupami wynosi 2Ø magnesu. Szczeliny w grupie wynoszą 0,5-1Ø magnesu, takie ustawienie zmniejsza siłę przylegania wirnika do stojana, należy go obrócić wysiłkiem dwóch palców;
Wirnik na magnesach, wykonany według obliczonego szablonu, wypełniony jest żywicą epoksydową. Po wyschnięciu cylindryczna część wirnika jest pokryta warstwą włókna szklanego i ponownie impregnowana żywicą epoksydową. Zapobiegnie to wypadaniu magnesów podczas obracania się wirnika. Górna warstwa na magnesach nie powinna przekraczać pierwotnej średnicy wirnika, która znajdowała się przed rowkiem. W przeciwnym razie wirnik nie opadnie na swoje miejsce lub będzie ocierał się o uzwojenie stojana podczas obrotu.
Po wysuszeniu wirnik można wymienić, a pokrywy zamknąć;
Konieczne jest przetestowanie generatora elektrycznego - obróć wirnik wiertarką elektryczną, mierząc napięcie na wyjściu. Liczba obrotów po osiągnięciu żądanego napięcia jest mierzona za pomocą obrotomierza.
Znając wymaganą liczbę obrotów generatora, napęd pasowy oblicza się metodą opisaną powyżej.

Ciekawym zastosowaniem jest zastosowanie generatora elektrycznego opartego na asynchronicznym silniku elektrycznym w samozasilającym się obwodzie silnik-generator. Kiedy część energii generowanej przez generator jest dostarczana do silnika elektrycznego, który ją napędza. Reszta energii jest zużywana na ładunek. Realizując zasadę samozasilania praktycznie można zapewnić domowi autonomiczne zasilanie na długi czas.

Wideo. G generator z silnika asynchronicznego.

Dla szerokiego grona odbiorców energii elektrycznej nie ma sensu kupować potężnych elektrowni wysokoprężnych, takich jak TEKSAN TJ 303 DW5C o mocy wyjściowej 303 kVA lub 242 kW. Generatory benzynowe o małej mocy są drogie, najlepszą opcją jest wykonanie generatorów wiatrowych własnymi rękami lub samozasilającego się generatora silnikowego.

Korzystając z tych informacji, możesz zmontować generator własnymi rękami, na magnesach trwałych lub kondensatorach. Taki sprzęt jest bardzo przydatny w domach wiejskich, w terenie, jako awaryjne źródło zasilania, gdy w sieciach przemysłowych nie ma napięcia. Pełnoprawny dom z klimatyzatorami, kuchenkami elektrycznymi i kotłami grzewczymi, nie pociągną potężnego silnika piły tarczowej. Tymczasowo dostarcz energię elektryczną do niezbędnych sprzętów AGD, oświetlenia, lodówki, telewizora i innych, które nie wymagają dużych pojemności.