Schema de conexiuni pentru un generator de casă. Generator de la motor asincron

Motor cu inducție autoexcitat iar trecerea sa la modul de generare se poate produce din cauza prezenței unui câmp magnetic rezidual în armătură (rotor). Este foarte mic, dar este capabil să genereze un EMF care încarcă condensatorul. După ce apare efectul de autoexcitare, banca de condensatoare este alimentată din curentul electric produs și procesul de generare devine continuu.

Secretele fabricării unui generator dintr-un motor cu inducție

Pentru a transforma un motor electric într-un generator, trebuie utilizate bănci de condensatoare nepolare. Condensatoarele electrolitice nu sunt potrivite pentru aceasta. La motoarele trifazate, condensatorii sunt porniți de o „stea”, ceea ce permite generarea să înceapă la viteze mai mici ale rotorului, dar tensiunea de ieșire va fi puțin mai mică decât atunci când este conectată printr-un „triunghi”.

De asemenea, puteți face un generator dintr-un motor asincron monofazat. Dar numai cei care au un rotor cu cușcă de veveriță sunt potriviti pentru aceasta, iar pentru pornire se folosește un condensator de defazare. Motoarele colectoare monofazate nu sunt potrivite pentru conversie.

Nu este posibil să se calculeze valoarea capacității necesare a unui banc de condensatori în condiții interne. Prin urmare, maestrul de acasă trebuie să plece de la o simplă considerație: greutatea totală a băncii de condensatoare trebuie să fie egală cu sau să depășească ușor greutatea motorului electric însuși.
În practică, acest lucru duce la faptul că este aproape imposibil să se creeze un generator asincron suficient de puternic, deoarece cu cât turația nominală a motorului este mai mică, cu atât cântărește mai mult.

Evaluăm nivelul de eficiență – este profitabil?

După cum puteți vedea, este posibil ca un motor electric să genereze curent nu numai în fabricațiile teoretice. Acum trebuie să ne dăm seama cât de justificate sunt eforturile de a „schimba podeaua” mașinii electrice.


În multe publicații teoretice, principalul avantaj al asincronului este simplitatea lor. Sincer să fiu, aceasta este ipocrizie. Dispozitivul motorului nu este deloc mai simplu decât dispozitivul unui generator sincron. Desigur, nu există un circuit de excitație electrică în generatorul asincron, dar este înlocuit cu o bancă de condensatoare, care în sine este un dispozitiv tehnic complex.

Dar condensatorii nu au nevoie de service și primesc energie ca degeaba - mai întâi din câmpul magnetic rezidual al rotorului și apoi din curentul electric generat. Acesta este principalul și aproape singurul plus al mașinilor generatoare asincrone - nu pot fi întreținute. Astfel de surse de energie electrică sunt folosite în, conduse de forța vântului sau a căderii apei.

Un alt avantaj al unor astfel de mașini electrice este că curentul pe care îl generează este aproape lipsit de armonici superioare. Acest efect se numește „factorul clar”. Pentru persoanele care sunt departe de teoria ingineriei electrice, aceasta poate fi explicată astfel: cu cât factorul clar este mai mic, cu atât se cheltuiește mai puțină energie electrică pentru încălzire inutilă, câmpuri magnetice și alte „rușine” electrice.

Pentru generatoarele de la un motor asincron trifazat, factorul clar este de obicei în 2%, atunci când mașinile sincrone tradiționale dau cel puțin 15. Cu toate acestea, ținând cont de factorul clar în condițiile casnice, atunci când diferite tipuri de aparate electrice sunt conectate la rețeaua (mașinile de spălat au o sarcină inductivă mare), este practic imposibilă.

Toate celelalte proprietăți ale generatoarelor asincrone sunt negative. Acestea includ, de exemplu, imposibilitatea practică de a asigura frecvența industrială nominală a curentului generat. Prin urmare, sunt aproape întotdeauna asociate cu dispozitive de redresare și folosite pentru a încărca bateriile.

În plus, astfel de mașini electrice sunt foarte sensibile la fluctuațiile de sarcină. Dacă în generatoarele tradiționale se folosește o baterie cu o sursă mare de energie electrică pentru excitare, atunci banca de condensatoare în sine preia o parte din energia din curentul generat.

Dacă sarcina unui generator de casă de la un motor asincron depășește valoarea nominală, atunci acesta nu va avea suficientă energie electrică pentru a se reîncărca și generarea se va opri. Uneori folosesc baterii capacitive, al căror volum se modifică dinamic în funcție de sarcină. Cu toate acestea, acest lucru pierde complet avantajul „simplităţii circuitului”.

Instabilitatea frecvenței curentului generat, ale cărui modificări sunt aproape întotdeauna întâmplătoare, nu poate fi explicată științific și, prin urmare, nu poate fi luată în considerare și compensată, a predeterminat prevalența scăzută a generatoarelor asincrone în viața de zi cu zi și în economia națională.

Funcționarea unui motor cu inducție ca generator pe video

Un generator de tip asincron sau cu inducție este un tip special de dispozitiv care utilizează curent alternativ și are capacitatea de a reproduce electricitatea. Caracteristica principală este virările destul de rapide pe care le face rotorul; în ceea ce privește viteza de rotație a acestui element, depășește cu mult varietatea sincronă.

Unul dintre principalele avantaje este capacitatea de a utiliza acest dispozitiv fără modificări semnificative ale circuitului sau reglaj îndelungat.

O versiune monofazată a generatorului de inducție poate fi conectată furnizându-i tensiunea necesară, aceasta va necesita conectarea acesteia la o sursă de alimentare. Cu toate acestea, o serie de modele produc autoexcitare, această abilitate le permite să funcționeze într-un mod independent de orice sursă externă.

Acest lucru se realizează prin aducerea secvenţială a condensatoarelor în stare de funcţionare.

Schema unui generator dintr-un motor cu inducție

În aproape orice mașină de tip electric, proiectată ca generator, există 2 înfășurări active diferite, fără de care dispozitivul nu poate funcționa:

1. Înfășurare de excitație, care se află pe o ancoră specială.
2. Înfășurarea statorului, care este responsabil pentru formarea curentului electric, acest proces are loc în interiorul acestuia.

Pentru a vizualiza și înțelege mai precis toate procesele care au loc în timpul funcționării generatorului, cea mai bună opțiune ar fi să luați în considerare mai detaliat schema de funcționare a acestuia:

1. Voltaj, care este alimentat de la o baterie sau orice altă sursă, creează un câmp magnetic în înfășurarea armăturii.
2. Rotirea elementelor dispozitivuluiîmpreună cu un câmp magnetic poate fi implementat în diferite moduri, inclusiv manual.
3. Un câmp magnetic, rotindu-se cu o anumita viteza, genereaza inductie electromagnetica, din cauza careia apare un curent electric in infasurare.
4. Marea majoritate a schemelor utilizate astăzi nu are capacitatea de a furniza înfășurarea armăturii cu tensiune, acest lucru se datorează prezenței unui rotor cu cuști de veveriță în proiectare. Prin urmare, indiferent de viteza și timpul de rotație a arborelui, dispozitivele de putere vor fi în continuare dezactivate.

La transformarea unui motor într-un generator, crearea independentă a unui câmp magnetic în mișcare este una dintre condițiile principale și indispensabile.

Dispozitiv generator

Înainte de a lua orice măsură pentru a refaceîn generator, trebuie să înțelegeți dispozitivul acestei mașini, care arată astfel:

1. stator, care este echipat cu o înfăşurare de reţea cu 3 faze, aşezată pe suprafaţa sa de lucru.
2. Serpuit, cotit organizate în așa fel încât să semene cu o stea în forma sa: 3 elemente inițiale sunt legate între ele, iar 3 laturi opuse sunt conectate la inele colectoare care nu au puncte de contact între ele.
3. inele colectoare au o fixare fiabilă pe arborele rotorului.
4. În proiectare există perii speciale care nu fac mișcări independente, dar contribuie la includerea unui reostat trifazat. Acest lucru vă permite să modificați parametrii de rezistență ai înfășurării situate pe rotor.
5. De multe ori, în dispozitivul intern există un astfel de element precum un scurtcircuit automat, care este necesar pentru a scurtcircuita înfășurarea și pentru a opri reostatul, care este în stare de funcționare.
6. Un alt element suplimentar al dispozitivului generator poate fi un dispozitiv special care separă periile și inelele colectoare în momentul în care trec prin etapa de închidere. O astfel de măsură contribuie la o reducere semnificativă a pierderilor prin frecare.

Realizarea unui generator dintr-un motor

De fapt, orice motor electric asincron poate fi transformat cu propriile mâini într-un dispozitiv care funcționează ca un generator, care poate fi apoi folosit în viața de zi cu zi. Chiar și un motor luat de la o mașină de spălat de stil vechi sau orice alt echipament de uz casnic poate fi potrivit în acest scop.

Pentru ca acest proces să fie implementat cu succes, se recomandă să respectați următorul algoritm de acțiuni:

1. Îndepărtați stratul de miez al motorului, datorită căruia se va forma o adâncitură în structura sa. Acest lucru se poate face pe un strung, se recomandă îndepărtarea a 2 mm. în jurul miezului și faceți găuri suplimentare cu o adâncime de aproximativ 5 mm.
2. Faceți măsurători din rotorul rezultat, după care se face un șablon sub formă de bandă din material de staniu, care va corespunde dimensiunilor dispozitivului.
3. Instalareîn spațiul liber rezultat, magneți de neodim, care trebuie achiziționați în prealabil. Pentru fiecare stâlp sunt necesare cel puțin 8 elemente magnetice.
4. magneți de fixare se poate realiza folosind superglue universal, dar trebuie avut in vedere ca la apropierea de suprafata rotorului isi vor schimba pozitia, asa ca trebuie tinute ferm cu mana pana cand fiecare element este lipit. În plus, este recomandat să folosiți ochelari de protecție în timpul acestui proces pentru a evita stropirea cu lipici în ochi.
5. rotor de înfășurare hârtie simplă și bandă adezivă, care vor fi necesare pentru a o repara.
6. Partea de capăt a rotoruluiînchideți cu plastilină, care va asigura etanșarea dispozitivului.
7. După acțiuni este necesară prelucrarea cavităţilor libere dintre elementele magnetice. Pentru a face acest lucru, spațiul liber rămas între magneți trebuie umplut cu epoxid. Cel mai convenabil va fi să tăiați o gaură specială în coajă, să o transformați într-un gât și să închideți marginile cu plastilină. Rășina poate fi turnată în interior.
8. Așteptați solidificarea completă rășină turnată, după care învelișul de hârtie de protecție poate fi îndepărtat.
9. Rotorul trebuie fixat folosind o mașină unealtă sau o menghină, pentru a putea fi prelucrată, care constă în șlefuirea suprafeței. În aceste scopuri, puteți folosi șmirghel cu un parametru de granulație medie.
10. Definiți stareași scopul firelor care ies din motor. Două ar trebui să ducă la înfășurarea de lucru, restul poate fi întrerupt pentru a nu se confunda în viitor.
11. Uneori, procesul de rotație este desfășurat destul de prost, de cele mai multe ori cauza sunt lagărele vechi uzate și strânse, caz în care pot fi înlocuite cu altele noi.
12. Redresor pentru generator pot fi asamblate din siliciu special, care sunt concepute special pentru aceste scopuri. De asemenea, nu aveți nevoie de controler pentru încărcare, practic toate modelele moderne sunt potrivite.

După efectuarea tuturor acțiunilor de mai sus, procesul poate fi considerat finalizat, motorul asincron a fost transformat într-un generator de același tip.

Evaluarea nivelului de eficiență - este profitabil?

Generarea de curent electric de către un motor electric este destul de reală și fezabilă în practică, întrebarea principală este cât de profitabilă este?

Comparația se realizează în principal cu o versiune sincronă a unui dispozitiv similar, în care nu există circuit de excitație electrică, dar, în ciuda acestui fapt, dispozitivul și designul său nu sunt mai simple.

Acest lucru se datorează prezenței unei bănci de condensatoare, care este un element extrem de complex din punct de vedere tehnic pe care nu îl are un generator asincron.

Principalul avantaj al dispozitivului asincron este că condensatorii disponibili nu necesită nicio întreținere, deoarece toată energia este transferată din câmpul magnetic al rotorului și curentul care este generat în timpul funcționării generatorului.

Curentul electric generat în timpul funcționării nu are practic armonici mai mari, ceea ce este un alt avantaj semnificativ.

Dispozitivele asincrone nu au alte avantaje, cu excepția celor menționate, dar au o serie de dezavantaje semnificative:

1. În timpul funcționării lor nu există posibilitatea de a asigura parametrii industriali nominali ai curentului electric care este generat de generator.
2. Grad ridicat de sensibilitate chiar și cele mai mici fluctuații ale parametrilor volumului de muncă.
3. Dacă sunt depăşiţi parametrii sarcinilor admisibile la generator, se va depista un deficit de energie electrică, după care reîncărcarea va deveni imposibilă și procesul de generare va fi oprit. Pentru a elimina acest dezavantaj, se folosesc adesea baterii cu o capacitate semnificativă, care au caracteristica de a-și modifica volumul în funcție de mărimea sarcinilor exercitate.

Curentul electric generat de un generator asincron este supus unor modificări frecvente, a căror natură este necunoscută, este aleatoriu și nu poate fi explicat prin argumente științifice.

Imposibilitatea luării în considerare și a unei compensații adecvate pentru astfel de modificări explică faptul că astfel de dispozitive nu au câștigat popularitate și nu sunt utilizate pe scară largă în cele mai serioase industrii sau treburi casnice.

Funcționarea unui motor cu inducție ca generator

În conformitate cu principiile prin care funcționează toate astfel de mașini, funcționarea unui motor asincron după transformarea într-un generator are loc după cum urmează:

1. După conectarea condensatoarelor la bornele, pe înfășurarea statorului au loc o serie de procese. În special, un curent de conducere începe să se miște în înfășurare, ceea ce creează efectul de magnetizare.
2. Numai la potrivirea condensatoarelor parametrii capacității necesare, dispozitivul se autoexcita. Acest lucru contribuie la un sistem de tensiune simetric cu 3 faze pe înfășurarea statorului.
3. Valoarea finală a tensiunii va depinde de capacitățile tehnice ale mașinii utilizate, precum și de capacitățile condensatoarelor utilizate.

Datorită acțiunilor descrise, are loc procesul de transformare a unui motor cu inducție cu colivie de veveriță într-un generator cu caracteristici similare.

Aplicație

În viața de zi cu zi și în producție, astfel de generatoare sunt utilizate pe scară largă în diverse domenii și domenii, dar sunt cele mai solicitate pentru a îndeplini următoarele funcții:

1. Utilizați ca motoare pentru , aceasta este una dintre cele mai populare caracteristici. Mulți oameni își fac propriile generatoare asincrone pentru a le folosi în acest scop.
2. Lucrați ca centrală hidroelectrică cu putina iesire.
3. Nutrițieși energie electrică dintr-un apartament din oraș, o casă privată de țară sau echipamente individuale de uz casnic.
4. Efectuarea funcțiilor de bază generator de sudare.
5. Echipament neîntrerupt curent alternativ al consumatorilor individuali.

Este necesar să aveți anumite abilități și cunoștințe nu numai în fabricarea, ci și în funcționarea unor astfel de mașini, următoarele sfaturi vă pot ajuta în acest sens:

1. Orice fel de generatoare asincrone indiferent de zona in care sunt folosite, este un dispozitiv periculos, din acest motiv se recomanda izolarea acestuia.
2. În timpul procesului de fabricație este necesar să se ia în considerare instalarea instrumentelor de măsură, deoarece va fi necesar să se obțină date despre funcționarea și parametrii de funcționare ai acestuia.
3. Disponibilitate butoane speciale, cu care puteți controla dispozitivul, facilitează foarte mult procesul de operare.
4. împământare este o cerință obligatorie care trebuie implementată înainte de funcționarea generatorului.
5. În timpul lucrului, eficiența unui dispozitiv asincron poate scădea periodic cu 30-50%, nu este posibil să se depășească apariția acestei probleme, deoarece acest proces este o parte integrantă a conversiei energiei.

Pentru a asigura alimentarea neîntreruptă la domiciliu, se folosesc alternatoare, antrenate de motoare cu ardere internă diesel sau cu carburator. Dar din cursul ingineriei electrice se știe că orice motor electric este reversibil: este și capabil să genereze electricitate. Este posibil să faci un generator dintr-un motor asincron cu propriile mâini, dacă acesta și un motor cu ardere internă există deja? La urma urmei, atunci nu va fi necesară achiziționarea unei centrale electrice scumpe, dar va fi posibil să se descurce cu mijloace improvizate.

Construcția unui motor electric asincron

Un motor electric asincron include două părți principale: un stator fix și un rotor care se rotește în interiorul acestuia. Rotorul se rotește pe rulmenți fixați în părțile de capăt detașabile. Rotorul și statorul conțin înfășurări electrice ale căror spire sunt așezate în caneluri.

Înfășurarea statorului este conectată la o rețea de curent alternativ, monofazată sau trifazată. Partea metalică a statorului unde este așezat se numește circuit magnetic. Este realizat din plăci acoperite subțiri separate care le izolează unele de altele. Se elimină astfel apariția curenților turbionari, care fac imposibilă funcționarea motorului electric din cauza apariției unor pierderi excesive pentru încălzirea circuitului magnetic.

Concluziile din înfășurările tuturor celor trei faze se află într-o cutie specială pe carcasa motorului. Se numește barno, în el concluziile înfășurărilor sunt legate între ele. În funcție de tensiunea de alimentare și de datele tehnice ale motorului, ieșirile sunt combinate fie într-o stea, fie într-o deltă.

Înfășurarea rotorului oricărui motor electric asincron este similară cu o „cușcă de veveriță”, așa cum este numită. Este realizat sub forma unei serii de tije conductoare de aluminiu dispersate pe suprafața exterioară a rotorului. Capetele tijelor sunt închise, așa că un astfel de rotor se numește cușcă de veveriță.
Înfășurarea, ca și înfășurarea statorului, este situată în interiorul circuitului magnetic, de asemenea realizat din plăci metalice izolate.

Principiul de funcționare a unui motor electric asincron

Când tensiunea de alimentare este conectată la stator, curentul trece prin spirele înfășurării. Acesta creează un câmp magnetic în interior. Deoarece curentul este alternativ, câmpul se modifică în funcție de forma tensiunii de alimentare. Amplasarea înfășurărilor în spațiu este făcută în așa fel încât câmpul din interiorul acestuia să se dovedească a fi în rotație.
În înfășurarea rotorului, câmpul rotativ induce un EMF. Și deoarece spirele înfășurării sunt scurtcircuitate, atunci apare un curent în ele. Interacționează cu câmpul statorului, ceea ce duce la apariția de rotație a arborelui motorului.

Motorul electric se numește asincron deoarece câmpul statorului și rotorul se rotesc cu viteze diferite. Această diferență de viteză se numește alunecare (S).


Unde:
n este frecvența câmpului magnetic;
nr este viteza rotorului.
Pentru a regla viteza arborelui pe o gamă largă, motoarele electrice asincrone sunt realizate cu un rotor de fază. Înfășurările deplasate în spațiu sunt înfășurate pe un astfel de rotor, la fel ca pe stator. Capetele de la ele sunt scoase la inele, cu ajutorul unui aparat de perie, rezistențe sunt conectate la ele. Cu cât rezistența la conectarea la rotorul de fază este mai mare, cu atât viteza de rotație a acestuia va fi mai mică.

Generator asincron

Și ce se va întâmpla dacă rotorul unui motor electric asincron se rotește? Va fi capabil să genereze electricitate și cum să facă un generator dintr-un motor cu inducție?
Se dovedește că acest lucru este posibil. Pentru ca tensiunea să apară pe înfășurarea statorului, este inițial necesar să se creeze un câmp magnetic rotativ. Apare din cauza magnetizării reziduale a rotorului mașinii electrice. În viitor, când apare curentul de sarcină, puterea câmpului magnetic al rotorului atinge valoarea necesară și se stabilizează.
Pentru a facilita procesul de apariție a tensiunii la ieșire, se folosește o bancă de condensatoare, care este conectată la statorul generatorului asincron în momentul pornirii (excitarea condensatorului).

Dar parametrul inerent unui motor electric asincron rămâne neschimbat: cantitatea de alunecare. Din această cauză, frecvența tensiunii de ieșire a generatorului asincron va fi mai mică decât viteza arborelui.
Apropo, arborele generatorului asincron trebuie rotit cu o astfel de viteză încât să se atingă viteza nominală de rotație a câmpului stator al motorului electric. Pentru a face acest lucru, trebuie să aflați viteza de rotație a arborelui de pe placa situată pe carcasă. Prin rotunjirea valorii acesteia la cel mai apropiat număr întreg, se obține viteza de rotație a rotorului motorului electric transformat în generator.

De exemplu, pentru un motor electric, a cărui placă este prezentată în fotografie, viteza de rotație a arborelui este de 950 rpm. Aceasta înseamnă că viteza de rotație a arborelui ar trebui să fie de 1000 rpm.

De ce este un generator asincron mai rău decât unul sincron?

Cât de bun va fi un generator de casă de la un motor cu inducție? Cum va diferi de un generator sincron?
Pentru a răspunde la aceste întrebări, amintim pe scurt principiul de funcționare al unui generator sincron. Un curent continuu este furnizat înfășurării rotorului prin inele colectoare, a căror valoare este reglabilă. Câmpul rotativ al rotorului creează un EMF în înfășurarea statorului. Pentru a obține tensiunea de generare necesară, sistemul de control automat al excitației va modifica curentul din rotor. Deoarece tensiunea la ieșirea generatorului este monitorizată prin automatizare, ca urmare a unui proces continuu de reglare, tensiunea rămâne întotdeauna neschimbată și nu depinde de mărimea curentului de sarcină.
Pentru pornirea și operarea generatoarelor sincrone, sunt utilizate surse de alimentare independente (baterii). Prin urmare, începerea funcționării sale nu depinde nici de aspectul curentului de sarcină la ieșire, nici de atingerea vitezei de rotație necesare. Doar frecvența tensiunii de ieșire depinde de viteza de rotație.
Dar chiar și atunci când se primește curentul de excitație de la tensiunea generatorului, toate cele de mai sus rămân adevărate.
Generatorul sincron are încă o caracteristică: este capabil să genereze nu numai putere activă, ci și reactivă. Acest lucru este foarte important atunci când alimentați motoare electrice, transformatoare și alte unități care îl consumă. Lipsa puterii reactive în rețea duce la o creștere a pierderilor de încălzire ale conductorilor, înfășurările mașinilor electrice, o scădere a tensiunii la consumatori în raport cu valoarea generată.
Pentru a excita un generator asincron, se folosește magnetizarea reziduală a rotorului său, care în sine este o valoare aleatorie. Nu este posibil să se regleze parametrii care afectează valoarea tensiunii sale de ieșire în timpul funcționării.

În plus, un generator asincron nu generează, ci consumă putere reactivă. Este necesar ca el să creeze un curent de excitație în rotor. Gândiți-vă la excitarea condensatorului: prin conectarea unui banc de condensatori la pornire, se creează puterea reactivă necesară generatorului pentru a începe să funcționeze.
Ca urmare, tensiunea la ieșirea generatorului asincron nu este stabilă și variază în funcție de natura sarcinii. Atunci când la acesta sunt conectați un număr mare de consumatori de putere reactivă, înfășurarea statorului se poate supraîncălzi, ceea ce va afecta durata de viață a izolației sale.
Prin urmare, utilizarea unui generator asincron este limitată. Poate funcționa în condiții apropiate de cele „de seră”: fără suprasarcini, curenți de sarcină de aprindere, consumatori puternici de reactiv. Și, în același timp, receptoarele de putere conectate la acesta nu ar trebui să fie critice pentru schimbările în mărimea și frecvența tensiunii de alimentare.
Un loc ideal pentru a utiliza un generator asincron este în sistemele de energie alternativă alimentate cu apă sau energie eoliană. În aceste dispozitive, generatorul nu alimentează direct consumatorul, ci încarcă bateria. Deja, printr-un convertor DC-AC, sarcina este alimentată.
Prin urmare, dacă trebuie să asamblați o moară de vânt sau o mică centrală hidroelectrică, generatorul asincron este cea mai bună cale de ieșire. Principalul și singurul său avantaj funcționează aici - simplitatea designului. Absența inelelor pe rotor și pe aparatul cu perii duce la faptul că în timpul funcționării nu trebuie întreținut constant: curățați inelele, schimbați periile, îndepărtați praful de grafit de pe ele. Într-adevăr, pentru a realiza un generator eolian dintr-un motor asincron cu propriile mâini, arborele generatorului trebuie conectat direct la palele morii de vânt. Aceasta înseamnă că structura va fi la o altitudine mare. E greu să o scoți de acolo.

Generator magnetic

De ce trebuie creat un câmp magnetic cu un curent electric? La urma urmei, există surse puternice ale acestuia - magneți de neodim.
Pentru a transforma un motor cu inducție într-un generator, vor fi necesari magneți cilindrici de neodim, care vor fi instalați în locul conductoarelor standard ale înfășurării rotorului. Mai întâi trebuie să calculați numărul necesar de magneți. Pentru a face acest lucru, scoateți rotorul din motorul care este transformat într-un generator. Arată clar locurile unde este așezată înfășurarea „roții veveriței”. Dimensiunile (diametrul) magneților sunt alese astfel încât atunci când sunt instalați strict în centrul conductorilor înfășurării în scurtcircuit, aceștia să nu vină în contact cu magneții din rândul următor. Între rânduri ar trebui să existe un spațiu nu mai mic decât diametrul magnetului utilizat.
După ce au hotărât asupra diametrului, ei calculează câți magneți se vor potrivi pe lungimea conductorului de înfășurare de la o margine la cealaltă a rotorului. În același timp, între ele rămâne un spațiu de cel puțin unul până la doi milimetri. Înmulțind numărul de magneți dintr-un rând cu numărul de rânduri (conductoare de înfășurare a rotorului), se obține numărul necesar. Înălțimea magneților nu trebuie aleasă foarte mare.
Pentru a instala magneți pe rotorul unui motor electric asincron, acesta va trebui modificat: îndepărtați un strat de metal pe un strung până la o adâncime corespunzătoare înălțimii magnetului. În acest caz, rotorul trebuie să fie atent centrat în mașină, pentru a nu-și strica echilibrul. În caz contrar, va avea o deplasare în centrul de masă, ceea ce va duce la o bătaie în muncă.

Apoi treceți la instalarea magneților pe suprafața rotorului. Lipiciul este folosit pentru fixare. Orice magnet are doi poli, numiți în mod convențional nord și sud. Într-un rând, polii aflați departe de rotor trebuie să fie aceiași. Pentru a nu face o greșeală la instalare, magneții sunt mai întâi legați între ei într-o ghirlandă. Se vor interconecta într-un mod strict definit, deoarece sunt atrași unul de celălalt doar de poli opuși. Acum rămâne doar să marcați stâlpii cu același nume cu un marker.
În fiecare rând următor, stâlpul situat în exterior se schimbă. Adică, dacă ați așezat un rând de magneți cu un stâlp marcat cu un marker, situat în afara rotorului, atunci următorul este așezat cu magneți întoarse invers. etc.
După lipirea magneților, aceștia trebuie fixați cu epoxid.Pentru a face acest lucru, se face un șablon în jurul structurii rezultate din carton sau hârtie groasă, în care se toarnă rășina. Hârtia este înfășurată în jurul rotorului, înfășurată cu bandă sau bandă electrică. Una dintre părțile de capăt este acoperită cu plastilină sau, de asemenea, sigilată. Apoi rotorul este instalat vertical și rășina epoxidice este turnată în cavitatea dintre hârtie și metal. După ce se întărește, dispozitivele de fixare sunt îndepărtate.
Acum fixăm din nou rotorul în strung, îl centram și șlefuim suprafața umplută cu epoxi. Acest lucru nu este necesar din motive estetice, ci pentru a minimiza impactul posibilului dezechilibru din cauza pieselor suplimentare instalate pe rotor.
Slefuirea se face mai intai cu hartie abraziva cu granulatie grosiera. Este montat pe un bloc de lemn, care este apoi deplasat uniform de-a lungul unei suprafețe rotative. Apoi puteți aplica șmirghel cu granulație mai fină.

Pentru nevoile de construire a unei clădiri rezidențiale private sau a unei case de vară, un maestru de casă poate avea nevoie de o sursă autonomă de energie electrică, care poate fi cumpărată dintr-un magazin sau asamblată cu propriile mâini din piesele disponibile.

Generatorul de casă este capabil să funcționeze cu energia benzinei, a gazului sau a motorinei. Pentru a face acest lucru, acesta trebuie să fie conectat la motor printr-un ambreiaj de absorbție a șocurilor care asigură o rotire lină a rotorului.

Dacă condițiile locale de mediu permit, de exemplu, vânturi frecvente sau o sursă de apă curentă este în apropiere, atunci puteți crea o turbină eoliană sau hidraulică și o puteți conecta la un motor trifazat asincron pentru a genera electricitate.

Datorită unui astfel de dispozitiv, veți avea o sursă alternativă de energie electrică care funcționează constant. Va reduce consumul de energie din rețelele publice și va permite economii la plata acesteia.

În unele cazuri, este permisă utilizarea unei tensiuni monofazate pentru a roti un motor electric și a transmite cuplul unui generator de casă pentru a-și crea propria rețea simetrică trifazată.

Cum să alegeți un motor asincron pentru un generator după design și caracteristici

Caracteristici tehnologice

Baza unui generator de casă este un motor electric asincron trifazat cu:

• fază;
• sau rotor cu colivie.

Dispozitiv stator

Circuitele magnetice ale statorului și rotorului sunt realizate din plăci izolate din oțel electric, în care sunt create caneluri pentru a găzdui firele de înfășurare.

Cele trei înfășurări individuale ale statorului pot fi cablate din fabrică după cum urmează:

• stele;
• sau un triunghi.

Concluziile lor sunt conectate în interiorul cutiei de borne și conectate prin jumperi. Aici este instalat și cablul de alimentare.

În unele cazuri, firele și cablurile pot fi conectate în alte moduri.

La fiecare fază a motorului cu inducție sunt furnizate tensiuni simetrice, deplasate în unghi cu o treime din cerc. Ele formează curenți în înfășurări.

Aceste cantități sunt exprimate convenabil în formă vectorială.

Caracteristicile de proiectare ale rotoarelor

Motoare cu rotor bobinat

Sunt prevazute cu o infasurare modelata pe stator, iar conductoarele de la fiecare sunt conectate la inele colectoare, care asigura contact electric cu circuitul de pornire si reglare prin perii de presiune.

Acest design este destul de dificil de fabricat, costisitor ca cost. Necesită monitorizarea periodică a lucrărilor și întreținere calificată. Din aceste motive, nu are sens să-l folosești în acest design pentru un generator de casă.

Cu toate acestea, dacă există un motor similar și nu are altă aplicație, atunci concluziile fiecărei înfășurări (acele capete care sunt conectate la inele) pot fi scurtcircuitate între ele. În acest fel, rotorul de fază se va transforma într-unul scurtcircuitat. Poate fi conectat după orice schemă considerată mai jos.

Motoare cu colivie veverita

Aluminiul este turnat în interiorul canelurilor circuitului magnetic al rotorului. Înfășurarea este realizată sub forma unei cuști de veveriță rotativă (pentru care a primit un astfel de nume suplimentar) cu inele de jumper scurtcircuitate la capete.

Acesta este cel mai simplu circuit de motor, care este lipsit de contacte mobile. Datorită acestui fapt, funcționează mult timp fără intervenția electricienilor, se caracterizează printr-o fiabilitate crescută. Este recomandat să îl utilizați pentru a crea un generator de casă.

Denumiri de pe carcasa motorului

Pentru ca un generator de casă să funcționeze în mod fiabil, trebuie să acordați atenție:

• , care caracterizează calitatea protecției organismului de efectele mediului extern;
• consumul de energie;
• viteză;
• schema de conectare a înfășurării;
• curenți de sarcină admisibili;
• Eficiență și cosinus φ.

Principiul de funcționare a unui motor cu inducție ca generator

Implementarea sa se bazează pe metoda reversibilității mașinilor electrice. Dacă motorul este deconectat de la tensiunea de rețea, rotorul este forțat să se rotească la viteza calculată, atunci EMF va fi indusă în înfășurarea statorului din cauza prezenței energiei reziduale a câmpului magnetic.

Rămâne doar să conectați o bancă de condensatoare cu rating adecvat la înfășurări și un curent de conducere capacitiv va curge prin ele, care are caracterul unui magnetizator.

Pentru ca generatorul să se autoexcite și să se formeze un sistem simetric de tensiuni trifazate pe înfășurări, este necesar să se selecteze capacitatea condensatoarelor, care este mai mare decât o anumită valoare critică. Pe lângă valoarea sa, designul motorului afectează în mod natural puterea de ieșire.

Pentru generarea normală a energiei trifazate cu o frecvență de 50 Hz este necesară menținerea vitezei rotorului care depășește componenta asincronă cu cantitatea de alunecare S, care se încadrează în S=2÷10%. Trebuie menținută la nivelul frecvenței sincrone.

Abaterea sinusoidei de la valoarea frecvenței standard va afecta negativ funcționarea echipamentelor cu motoare electrice: ferăstraie, rindele, diverse mașini-unelte și transformatoare. Acest lucru nu are practic niciun efect asupra sarcinilor rezistive cu elemente de încălzire și lămpi cu incandescență.

Diagrame de cablaj

În practică, sunt utilizate toate metodele comune de conectare a înfășurărilor statorice ale unui motor cu inducție. Alegerea unuia dintre ele creează condiții diferite pentru funcționarea echipamentului și generează o tensiune de anumite valori.

Scheme de stele

O opțiune populară pentru conectarea condensatoarelor

Schema de conectare a unui motor asincron cu înfășurări legate în stea pentru funcționarea ca generator de rețea trifazat are o formă standard.

Schema unui generator asincron cu conectarea condensatoarelor la două înfășurări

Această opțiune este destul de populară. Vă permite să alimentați trei grupuri de consumatori din două înfășurări:

• două tensiuni 220 volți;
• unu - 380.

Condensatorii de lucru și de pornire sunt conectați la circuit prin întrerupătoare separate.

Pe baza aceluiași circuit, puteți crea un generator de casă cu condensatori conectați la o înfășurare a unui motor cu inducție.

diagrama triunghiulara

La asamblarea înfășurărilor statorului conform circuitului în stea, generatorul va produce o tensiune trifazată de 380 volți. Dacă le schimbați într-un triunghi, atunci - 220.

Cele trei scheme prezentate mai sus în imagini sunt de bază, dar nu singurele. Pe baza acestora se pot crea și alte metode de conectare.

Cum se calculează caracteristicile generatorului după puterea motorului și capacitatea condensatorului

Pentru a crea condiții normale de funcționare pentru o mașină electrică, este necesar să se respecte egalitatea tensiunii nominale și a puterii sale în modurile generator și motor electric.

În acest scop, capacitatea condensatoarelor este selectată ținând cont de puterea reactivă Q generată de aceștia la diferite sarcini. Valoarea acestuia se calculează prin expresia:

Q=2π∙f∙C∙U 2

Din această formulă, cunoscând puterea motorului, pentru a asigura sarcina maximă, puteți calcula capacitatea bancului de condensatori:

C \u003d Q / 2π ∙ f ∙ U 2

Cu toate acestea, trebuie luat în considerare modul de funcționare al generatorului. La relanti, condensatorii vor încărca în mod inutil înfășurările și le vor încălzi. Acest lucru duce la pierderi mari de energie, supraîncălzirea structurii.

Pentru a elimina acest fenomen, condensatoarele sunt conectate în trepte, determinându-se numărul lor în funcție de sarcina aplicată. Pentru a simplifica selecția condensatoarelor pentru pornirea unui motor asincron în modul generator, a fost creat un tabel special.

Condensatoarele de pornire din seria K78-17 și altele asemenea cu o tensiune de funcționare de 400 de volți sau mai mult sunt potrivite pentru utilizarea ca parte a unei baterii capacitive. Este destul de acceptabil să le înlocuiți cu omologi din metal-hârtie cu denumirile corespunzătoare. Acestea vor trebui conectate în paralel.

Nu merită să folosiți modele de condensatoare electrolitice pentru a funcționa în circuitele unui generator asincron de casă. Sunt proiectate pentru circuite de curent continuu, iar la trecerea unui sinusoid care își schimbă direcția, eșuează rapid.

Există o schemă specială pentru conectarea lor în astfel de scopuri, atunci când fiecare jumătate de undă este direcționată de diode către ansamblul său. Dar este destul de complicat.

Proiecta

Dispozitivul autonom al centralei electrice trebuie să asigure în totalitate echipamentul de operare și să fie realizat printr-un singur modul, inclusiv un tablou electric articulat cu dispozitive:

• măsurători - cu un voltmetru de până la 500 de volți și un frecvențămetru;
• comutarea sarcinilor - trei comutatoare (unul general furnizează tensiune de la generator la circuitul consumatorului, iar celelalte două conectează condensatori);
• protecţie - eliminarea consecinţelor scurtcircuitelor sau suprasarcinelor şi), salvând lucrătorii de defectarea izolaţiei şi potenţialul de fază care pătrunde în carcasă.

Redundanța alimentării principale

Atunci când se creează un generator de casă, este necesar să se asigure compatibilitatea acestuia cu circuitul de împământare al echipamentului de lucru, iar pentru funcționare autonomă, acesta trebuie să fie conectat în siguranță.

Dacă centrala electrică este creată pentru alimentarea cu energie de rezervă a dispozitivelor care funcționează din rețeaua de stat, atunci ar trebui utilizată atunci când tensiunea este deconectată de la linie și, atunci când este restabilită, ar trebui oprită. În acest scop, este suficient să instalați un comutator care să controleze toate fazele simultan sau să conectați un sistem automat complex pentru pornirea alimentării de rezervă.

Selectarea tensiunii

Circuitul de 380 de volți prezintă un risc crescut de rănire a oamenilor. Se folosește în cazuri extreme, când nu se poate descurca cu o valoare a fazei de 220.

Suprasarcina generatorului

Astfel de moduri creează încălzire excesivă a înfășurărilor cu distrugerea ulterioară a izolației. Acestea apar atunci când curenții care trec prin înfășurări sunt depășiți din cauza:

1. selectarea necorespunzătoare a capacității condensatorului;
2. conectarea consumatorilor de mare putere.

În primul caz, este necesar să se monitorizeze cu atenție regimul termic în timpul mersului în gol. Cu încălzire excesivă, este necesar să reglați capacitatea condensatoarelor.

Caracteristici de conectare a consumatorilor

Puterea totală a unui generator trifazat constă din trei părți generate în fiecare fază, ceea ce reprezintă 1/3 din total. Curentul care trece printr-o înfășurare nu trebuie să depășească valoarea nominală. Acest lucru trebuie luat în considerare atunci când conectați consumatorii, distribuiți-i uniform pe faze.

Când un generator de casă este proiectat să funcționeze în două faze, atunci nu poate genera în siguranță energie electrică mai mult de 2/3 din valoarea totală, iar dacă este implicată o singură fază, atunci doar 1/3.

Controlul frecvenței

Frecvențametrul vă permite să monitorizați acest indicator. Când nu a fost instalat în proiectarea unui generator de casă, puteți utiliza metoda indirectă: la ralanti, tensiunea de ieșire depășește valoarea nominală 380/220 cu 4 ÷ 6% la o frecvență de 50 Hz.

Una dintre opțiunile pentru realizarea unui generator de casă dintr-un motor asincron și capacitățile sale sunt prezentate în videoclipul lor de către proprietarii canalului Maria cu Alexander Kostenko.