Gör-det-själv-generator från en asynkronmotor. Hemmagjord asynkron generator

För att en induktionsmotor ska bli en växelströmsgenerator måste ett magnetfält bildas inuti den, detta kan göras genom att placera permanentmagneter på motorns rotor. Hela förändringen är både enkel och komplex på samma gång.

Först måste du välja en lämplig motor som är mest lämpad för att arbeta som en låghastighetsgenerator. Dessa är flerpoliga asynkronmotorer, 6- och 8-poliga låghastighetsmotorer är väl lämpade, med en maximal hastighet i motorläge på högst 1350 rpm. Sådana motorer har det största antalet stolpar och tänder på statorn.

Därefter måste du demontera motorn och ta bort ankarrotorn, som måste slipas på maskinen till en viss storlek för att limma magneter. Neodymmagneter, brukar limma små runda magneter. Nu ska jag försöka berätta hur och hur många magneter som ska limmas.

Först måste du ta reda på hur många poler din motor har, men det är ganska svårt att förstå detta genom att linda utan relevant erfarenhet, så det är bättre att läsa antalet poler på motormärkningen, om den är tillgänglig, naturligtvis, även om det i de flesta fall är det. Nedan finns ett exempel på en motormärkning och en avkodning av märkningen.

Efter motormärke. För 3-fas: Motortyp Effekt, kW Spänning, V-hastighet, (synk.), rpm Verkningsgrad, % Vikt, kg

Till exempel: DAF3 400-6-10 UHL1 400 6000 600 93,7 4580 Förklaring av motorbeteckning: D - motor; A - asynkron; Ф - med en fasrotor; 3 - stängd version; 400 - effekt, kW; b - spänning, kV; 10 - antal stolpar; UHL - klimatversion; 1 - boendekategori.

Det händer att motorerna inte är av vår produktion, som på bilden ovan, och märkningen är obegriplig, eller så är märkningen helt enkelt inte läsbar. Då återstår en metod, detta är att räkna hur många tänder du har på statorn och hur många tänder en spole upptar. Om till exempel spolen tar 4 tänder, och det bara finns 24 av dem, så är din motor sexpolig.

Antalet statorpoler måste vara känt för att kunna bestämma antalet poler vid fastsättning av magneter på rotorn. Detta antal är vanligtvis lika, det vill säga om det finns 6 statorpoler, måste magneterna limmas med alternerande poler i mängden 6, SNSNSN.

Nu när antalet poler är känt måste vi beräkna antalet magneter för rotorn. För att göra detta måste du beräkna längden på rotorn med hjälp av en enkel formel 2nR där n=3,14. Det vill säga, vi multiplicerar 3,14 med 2 och med rotorns radie visar det sig omkretsen. Därefter mäter vi vår rotor längs järnets längd, som är i en aluminiumdorn. Efter det kan du rita den resulterande remsan med en längd och bredd, du kan använda den på en dator och sedan skriva ut den.

Terrier behöver bestämma tjockleken på magneterna, den är ungefär lika med 10-15% av rotorns diameter, till exempel, om rotorn är 60 mm, behövs magneterna med en tjocklek på 5-7 mm. För detta brukar magneter köpas runda. Om rotorn är ca 6 cm i diameter kan magneterna vara 6-10 mm höga. Efter att ha bestämt vilka magneter som ska användas, på mallen vars längd är lika med längden på cirkeln

Ett exempel på beräkning av magneter för en rotor, till exempel, rotordiametern är 60 cm, vi beräknar omkretsen = 188 cm. Vi delar längden med antalet poler, i det här fallet med 6, och vi får 6 sektioner, i varje sektion limmas magneterna med samma pol. Men det är inte allt. Patienten måste beräkna hur många magneter som kommer in på en pol för att fördela dem jämnt längs polen. Till exempel är bredden på en rund magnet 1cm, avståndet mellan magneterna är ca 2-3mm, vilket betyder 10mm + 3 = 13mm.

Vi delar upp omkretsen i 6 delar \u003d 31 mm, detta är bredden på en stolpe längs rotorns omkrets och bredden på stolpen längs järnet, låt oss säga 60 mm. Detta betyder att ytan på stolpen är 60 gånger 31 mm. Detta resulterar i 8 i 2 rader av magneter per pol med ett avstånd på 5 mm mellan dem. I det här fallet är det nödvändigt att räkna antalet magneter så att de passar så tätt som möjligt på stolpen.

Här är ett exempel på magneter med en bredd på 10 mm, så avståndet mellan dem är 5 mm. Om du minskar magneternas diameter, till exempel med 2 gånger, det vill säga 5 mm, kommer de att fylla polen tätare, vilket resulterar i att magnetfältet ökar från en större mängd av den totala massan av magneten. Det finns redan 5 rader av sådana magneter (5 mm) och 10 i längd, det vill säga 50 magneter per pol, och det totala antalet per rotor är 300 st.

För att minska vidhäftningen måste mallen vara märkt så att förskjutningen av magneterna under klistermärket är en magnets bredd, om magnetens bredd är 5 mm så är förskjutningen 5 mm.

Nu när du har bestämt dig för magneterna måste du bearbeta rotorn så att den passar magneterna. Om höjden på magneterna är 6 mm så slipas diametern med 12 + 1 mm, 1 mm är marginalen för händernas krökning. Magneter kan placeras på rotorn på två sätt.

Det första sättet är att man först gör en dorn, i vilken hål för magneterna borras enligt en mall, varefter dornen sätts på rotorn, och magneterna limmas in i de borrade hålen. På rotorn, efter svängning, är det nödvändigt att slipa ytterligare till ett djup som är lika med höjden på magneterna som skiljer aluminiumremsor mellan järnet. Och fyll de resulterande spåren med glödgat sågspån blandat med epoxilim. Detta kommer att öka effektiviteten avsevärt, sågspånet kommer att fungera som en extra magnetisk krets mellan rotorns järn. Provet kan göras med en skärmaskin eller på en maskin.

Dornen för att sticka magneter görs så här, den bearbetade axeln lindas med field-intel, sedan lindas bandaget indränkt i epoxilim lager för lager, sedan slipas det till storlek på maskinen och tas bort från rotorn, shoblonen limmas på och hål för magneterna borras.Därefter sätts dornen tillbaka på rotorn och limmade magneter brukar limmas på epoxilim Nedan på bilden finns två exempel på agnitstickers, det första exemplet på 2 bilder är en klistermärke av magneter med hjälp av en dorn, och den andra på nästa sida rakt igenom mallen De två första bilderna visar tydligt och jag tycker att det är tydligt hur magneter limmas.

Fortsättning på nästa sida.

En industriell AC-induktionsmotor med en effekt på 1,5 kW och en axelhastighet på 960 rpm togs som grund. I sig själv kan en sådan motor initialt inte fungera som en generator. Han behöver förfining, nämligen utbyte eller förfining av rotorn.
Motorns identifieringsskylt:

Motorn är bra eftersom den har tätningar överallt där du behöver dem, speciellt för lager. Detta ökar avsevärt intervallet mellan periodiskt underhåll, eftersom damm och smuts inte bara kan komma någonstans och inte tränga in.
Lamadjuren i denna elmotor kan placeras på båda sidor, vilket är mycket bekvämt.

Ändring av en asynkronmotor till en generator

Ta bort kåporna, ta bort rotorn.
Statorlindningarna förblir inbyggda, motorn lindas inte tillbaka, allt förblir som det är, utan förändringar.

Rotorn färdigställdes på beställning. Man beslutade att göra den inte helt i metall, utan prefabricerad.

Det vill säga att den ursprungliga rotorn slipas ner till en viss storlek.
En stålkopp bearbetas och pressas på rotorn. Tjockleken på skanningen i mitt fall är 5 mm.

Att markera platser för limning av magneter var en av de svåraste operationerna. Som ett resultat, genom försök och misstag, beslutades det att skriva ut mallen på papper, klippa ut cirklar i den för neodymmagneter - de är runda. Och limma magneterna enligt mönstret på rotorn.
Det största problemet uppstod i att klippa ut flera cirklar i papper.
Alla storlekar väljs rent individuellt för varje motor. Det är omöjligt att ge några generella dimensioner för placeringen av magneter.

Neodymmagneter limmas med superlim.

Ett nät gjordes av nylontråd för förstärkning.

Sedan lindas allt med tejp, en lufttät form förseglad med plasticine görs underifrån och en påfyllningstratt från samma tejp görs ovanifrån. Allt fyllt med epoxi.

Harts flyter långsamt uppifrån och ner.

När epoxin har härdat, ta bort tejpen.

Nu är allt klart för att montera generatorn.

Vi kör in rotorn i statorn. Detta bör göras mycket noggrant, eftersom neodymmagneter har en enorm styrka och rotorn bokstavligen flyger in i statorn.

Vi samlar in, stäng locken.

Magneter fastnar inte. Det är nästan ingen stickning, den snurrar relativt lätt.
Kontrollera arbete. Vi roterar generatorn från en borr, med en rotationshastighet på 1300 rpm.
Motorn är ansluten till en stjärna, generatorer av denna typ kan inte anslutas med en triangel, de kommer inte att fungera.
Spänningen tas bort för testning mellan faserna.

Induktionsmotorgeneratorn fungerar utmärkt. Se videon för mer information.

Författarens kanal -

Ofta finns det ett behov av att tillhandahålla en autonom strömförsörjning i ett hus på landet. I en sådan situation kommer en gör-det-själv-generator från en asynkronmotor att hjälpa till. Det är lätt att göra det själv, med vissa färdigheter i att hantera elektroteknik.

Funktionsprincip

På grund av sin enkla struktur och effektiva drift används asynkronmotorer i stor utsträckning inom industrin. De utgör en betydande andel av alla motorer. Principen för deras funktion är att skapa ett magnetfält genom verkan av en växelström.

Experiment har visat att genom att rotera en metallram i ett magnetfält är det möjligt att inducera en elektrisk ström i den, vars utseende bekräftas av glöden från en glödlampa. Detta fenomen kallas elektromagnetisk induktion.

Motoranordning

En asynkronmotor består av ett metallhölje, inuti vilket är:

lindningsstator, genom vilken en elektrisk växelström leds;
lindningsrotor, genom vilken ström flyter i motsatt riktning.

Båda elementen är på samma axel. Statorns stålplåtar passar tätt ihop, i vissa modifieringar är de fast svetsade. Statorns kopparlindning är isolerad från kärnan med kartongdistanser. I rotorn är lindningen gjord av aluminiumstänger stängda på båda sidor. De magnetiska fälten som genereras av passagen av en växelström verkar på varandra. En EMF uppstår mellan lindningarna, som roterar rotorn, eftersom statorn är stationär.

Generatorn från en asynkronmotor består av samma komponenter, men i detta fall sker den omvända åtgärden, det vill säga övergången av mekanisk eller termisk energi till elektrisk energi. När den arbetar i motorläget behåller den kvarvarande magnetisering, vilket inducerar ett elektriskt fält i statorn.

Rotorns rotationshastighet måste vara högre än förändringen i statorns magnetfält. Den kan bromsas av kondensatorernas reaktiva effekt. Laddningen som ackumuleras av dem är motsatt i fas och ger en "bromseffekt". Rotation kan förses med energin från vind, vatten, ånga.

Generatorkrets

Generatorn från en asynkronmotor har en enkel krets. Efter att ha nått den synkrona rotationshastigheten sker processen för bildning av elektrisk energi i statorlindningen.

Om en kondensatorbank kopplas till lindningen uppstår en ledande elektrisk ström som bildar ett magnetfält. I det här fallet måste kondensatorerna ha en högre kapacitans än den kritiska, vilket bestäms av mekanismens tekniska parametrar. Styrkan hos den genererade strömmen kommer att bero på kapaciteten hos kondensatorbanken och motorns egenskaper.

Tillverkningsteknik

Arbetet med att omvandla en asynkron elmotor till en generator är ganska enkelt om du har de nödvändiga delarna.

För att starta förändringsprocessen krävs följande mekanismer och material:

induktionsmotor- en enfasmotor från en gammal tvättmaskin är lämplig;
instrument för mätning av rotorhastighet- varvräknare eller varvräknare;
opolära kondensatorer- modeller av typen KBG-MN med en driftspänning på 400 V är lämpliga;
en uppsättning handverktyg- borrar, bågfilar, nycklar.

Steg-för-steg-instruktion

Att göra en generator med dina egna händer från en asynkronmotor utförs enligt den presenterade algoritmen.

Generatorn måste justeras så att dess varvtal är större än motorvarvtalet. Värdet på rotationshastigheten mäts med en varvräknare eller annan anordning när motorn är påslagen i elnätet.
Det resulterande värdet bör ökas med 10 % av den befintliga indikatorn.
Kapaciteten för kondensatorbanken är vald - den bör inte vara för stor, annars blir utrustningen väldigt varm. För att beräkna det kan du använda tabellen över förhållandet mellan kondensatorns kapacitans och reaktiv effekt.
En kondensatorbank är installerad på utrustningen, som kommer att tillhandahålla designrotationshastigheten för generatorn. Dess installation kräver särskild uppmärksamhet - alla kondensatorer måste vara säkert isolerade.

För 3-fasmotorer är kondensatorer anslutna i stjärn- eller trekantskoppling. Den första typen av anslutning gör det möjligt att generera elektricitet med lägre rotorhastighet, men utspänningen blir lägre. För att minska den till 220 V används en nedtrappningstransformator.

Att göra en magnetisk generator

Den magnetiska generatorn kräver inte användning av en kondensatorbank. Denna design använder neodymmagneter. För att få jobbet gjort:

arrangera magneterna på rotorn enligt schemat, observera polerna - var och en av dem måste ha minst 8 element;
rotorn måste först bearbetas på en svarv till magneternas tjocklek;
fixera magneterna ordentligt med lim;
fyll resten av det fria utrymmet mellan de magnetiska elementen med epoxi;
efter att ha installerat magneterna måste du kontrollera rotorns diameter - den bör inte öka.

Fördelar med en hemmagjord elektrisk generator

En gör-det-själv-generator gjord av en asynkronmotor kommer att bli en ekonomisk strömkälla som kommer att minska förbrukningen av centraliserad el. Med den kan du ge ström till elektriska hushållsapparater, datorutrustning, värmare. En hemgjord generator från en asynkronmotor har otvivelaktiga fördelar:

enkel och pålitlig design;
effektivt skydd av inre delar från damm eller fukt;
överbelastningsmotstånd;
lång livslängd;
möjligheten att ansluta enheter utan växelriktare.

När du arbetar med en generator bör du också ta hänsyn till möjligheten för slumpmässiga förändringar i elektrisk ström.

Artikeln beskriver hur man bygger en trefas (enfas) 220/380 V generator baserad på en asynkron AC-motor.

En trefas asynkron elmotor, uppfann i slutet av 1800-talet av den ryske elektroingenjören M.O. Dolivo-Dobrovolsky, har nu fått en övervägande spridning inom industrin, och inom jordbruket, såväl som i vardagen. Asynkrona elmotorer är de enklaste och mest pålitliga i drift. Därför bör asynkrona AC-motorer användas i alla fall där det är tillåtet under den elektriska drivenhetens förhållanden och det inte finns något behov av reaktiv effektkompensation.

Det finns två huvudtyper av asynkronmotorer: med en ekorrburrotor och med en fasrotor. En elmotor med asynkron ekorrbur består av en fast del - statorn och en rörlig del - rotorn, roterande i lager monterade i två motorsköldar. Stator- och rotorkärnorna är gjorda av separata plåtar av elektriskt stål isolerade från varandra. En lindning gjord av isolerad tråd läggs i spåren på statorkärnan. En stavlindning placeras i spåren på rotorkärnan eller smält aluminium hälls. Bygelringarna kortsluter rotorlindningen i ändarna (därav namnet, kortsluten). Till skillnad från en ekorrburrotor placeras en lindning i spåren på fasrotorn, gjord enligt typen av statorlindning. Lindningens ändar leds till släpringar monterade på axeln. Borstar glider längs ringarna och förbinder lindningen med en start- eller justerande reostat. Asynkrona elmotorer med en fasrotor är dyrare enheter, kräver kvalificerat underhåll, är mindre tillförlitliga och används därför endast i de industrier där de inte kan undvaras. Av denna anledning är de inte särskilt vanliga, och vi kommer inte att överväga dem ytterligare.

En ström flyter genom statorlindningen, som ingår i en trefaskrets, vilket skapar ett roterande magnetfält. De magnetiska fältlinjerna i det roterande statorfältet korsar rotorlindningsstavarna och inducerar en elektromotorisk kraft (EMF) i dem. Under inverkan av denna EMF flyter en ström i de kortslutna rotorstavarna. Magnetiska flöden uppstår runt stängerna, vilket skapar ett gemensamt magnetfält för rotorn, som, i samverkan med statorns roterande magnetfält, skapar en kraft som gör att rotorn roterar i rotationsriktningen för statorns magnetfält. Rotorns rotationshastighet är något lägre än rotationshastigheten för magnetfältet som skapas av statorlindningen. Denna indikator kännetecknas av slirning S och är för de flesta motorer i intervallet från 2 till 10 %.

I industriella installationer används oftast trefasiga asynkrona elmotorer, som produceras i form av enhetliga serier. Dessa inkluderar en enda 4A-serie med ett nominellt effektområde från 0,06 till 400 kW, vars maskiner kännetecknas av hög tillförlitlighet, bra prestanda och uppfyller nivån på världsstandarder.

Autonoma asynkrona generatorer är trefasmaskiner som omvandlar den mekaniska energin från primärmotorn till elektrisk AC-energi. Deras otvivelaktiga fördel gentemot andra typer av generatorer är frånvaron av en samlar-borstemekanism och som ett resultat större hållbarhet och tillförlitlighet. Om en asynkronmotor frånkopplad från nätverket sätts i rotation från vilken primärmotor som helst, i enlighet med principen om reversibilitet för elektriska maskiner, när den synkrona hastigheten uppnås, bildas en del EMF vid terminalerna på statorlindningen under påverkan av det kvarvarande magnetfältet. Om nu ett batteri av kondensatorer C är anslutet till polerna på statorlindningen, kommer en ledande kapacitiv ström att flyta i statorlindningarna, som i detta fall magnetiserar. Batterikapaciteten C måste överstiga ett visst kritiskt värde C0, vilket beror på parametrarna för en autonom asynkron generator: endast i detta fall exciterar generatorn själv och ett trefas symmetriskt spänningssystem är installerat på statorlindningarna. Spänningsvärdet beror i slutändan på maskinens egenskaper och kondensatorernas kapacitans. Således kan en asynkron ekorrburmotor förvandlas till en asynkron generator.

Fig.1 Standardschema för att slå på en asynkron elmotor som generator.

Du kan välja kapacitet så att den asynkrona generatorns märkspänning och effekt är lika med respektive spänning och effekt när den fungerar som elmotor.

Tabell 1 visar kondensatorernas kapacitanser för excitation av asynkrona generatorer (U=380 V, 750….1500 rpm). Här bestäms den reaktiva effekten Q av formeln:

Q = 0,314 U2C10-6,

där C är kondensatorernas kapacitans, uF.

generatorkraft,	Tomgång
	kapacitet,	responsiv kraft,
	kapacitet,	responsiv kraft,	kapacitet,	responsiv kraft,	kapacitet,	responsiv kraft,

Som kan ses från ovanstående data orsakar den induktiva belastningen på den asynkrona generatorn, vilket minskar effektfaktorn, en kraftig ökning av den erforderliga kapacitansen.

För att hålla spänningen konstant med ökande belastning är det nödvändigt att öka kondensatorernas kapacitans, det vill säga att ansluta ytterligare kondensatorer.

Denna omständighet måste betraktas som en nackdel med den asynkrona generatorn.

Rotationsfrekvensen för den asynkrona generatorn i normalt läge måste överstiga den asynkrona med mängden slip S = 2 ... 10 %, och motsvara den synkrona frekvensen.

Underlåtenhet att följa detta villkor kommer att leda till att frekvensen av den genererade spänningen kan skilja sig från den industriella frekvensen på 50 Hz, vilket kommer att leda till instabil drift av frekvensberoende elkonsumenter: elektriska pumpar, tvättmaskiner, enheter med en transformatoringång.

Det är särskilt farligt att minska den genererade frekvensen, eftersom det induktiva motståndet i lindningarna av elektriska motorer och transformatorer i detta fall minskar, vilket kan orsaka ökad uppvärmning och för tidigt fel.

Som en asynkron generator kan en konventionell asynkron elmotor med ekorrbur med lämplig effekt användas utan några modifieringar. Effekten hos elmotorgeneratorn bestäms av kraften hos de anslutna enheterna. De mest energikrävande av dem är:

hushållssvetstransformatorer;

Elektriska sågar, elektriska skarvar, spannmålskrossar (effekt 0,3 ... 3 kW);

· Elektriska ugnar som "Rossiyanka", "Dröm" med effekt upp till 2 kW;

elektriska strykjärn (effekt 850 ... 1000 W).

Jag vill särskilt uppehålla mig vid driften av hushållssvetstransformatorer.

Deras anslutning till en autonom elkälla är mest önskvärd, eftersom. när de arbetar från ett industrinät skapar de en rad olägenheter för andra elkonsumenter. Om en hushållssvetstransformator är utformad för att fungera med elektroder med en diameter på 2 ... 3 mm, är dess totala effekt cirka 4 ... 6 kW, den asynkrona generatorns effekt för att driva den bör vara inom 5 .. 7 kW.

Om en hushållssvetstransformator tillåter drift med elektroder med en diameter på 4 mm, då i det svåraste läget - "skärande" metall, kan den totala effekten som förbrukas av den nå 10 ... 12 kW, respektive kraften hos den asynkrona generator bör vara inom 11 ... 13 kW.

Som trefaskondensatorbank är det bra att använda de så kallade reaktiva effektkompensatorerna, utformade för att förbättra cos φ i industriella belysningsnätverk. Deras typbeteckning: KM1-0.22-4.5-3U3 eller KM2-0.22-9-3U3, som dechiffreras enligt följande. KM - cosinuskondensatorer impregnerade med mineralolja, den första siffran är storleken (1 eller 2), sedan spänningen (0,22 kV), effekt (4,5 eller 9 kvar), sedan betyder siffran 3 eller 2 en trefas eller enkel -fasversion, U3 (temperat klimat av tredje kategorin).

Vid egentillverkning av batteriet bör kondensatorer som MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 etc. användas för en driftspänning på minst 600 V. Elektrolytiska kondensatorer kan inte användas.

Ovanstående alternativ för att ansluta en trefas elektrisk motor som en generator kan betraktas som klassiskt, men inte det enda. Det finns andra sätt som fungerar lika bra i praktiken. Till exempel när en kondensatorbank är ansluten till en eller två lindningar i en elmotorgenerator.

Fig.2 Tvåfasläge för en asynkron generator.

Ett sådant schema bör användas när det inte finns något behov av att få en trefasspänning. Detta omkopplingsalternativ minskar kondensatorernas arbetskapacitans, minskar belastningen på den primära mekaniska motorn i tomgångsläge, och så vidare. sparar "dyrbart" bränsle.

Som lågeffektsgeneratorer som producerar en alternerande enfasspänning på 220 V, kan du använda enfasiga asynkrona ekorrbur-elektriska motorer för hushållsbruk: från tvättmaskiner som Oka, Volga, bevattningspumpar Agidel, BCN, etc. De har en kondensatorbank ansluten parallellt med arbetslindningen. Du kan använda en befintlig fasförskjutningskondensator genom att ansluta den till arbetslindningen. Kapacitansen för denna kondensator kan behöva ökas något. Dess värde kommer att bestämmas av typen av belastning som är ansluten till generatorn: en aktiv belastning (elektriska ugnar, glödlampor, elektriska lödkolvar) kräver en liten kapacitans, en induktiv (elektriska motorer, tv-apparater, kylskåp) - mer.

Fig.3 Lågeffektgenerator från en enfas asynkronmotor.

Nu några ord om drivkraften, som kommer att driva generatorn. Som ni vet är all omvandling av energi förknippad med dess oundvikliga förluster. Deras värde bestäms av enhetens effektivitet. Därför måste kraften hos en mekanisk motor överstiga effekten hos en asynkron generator med 50 ... 100%. Till exempel, med en asynkron generatoreffekt på 5 kW, bör effekten hos en mekanisk motor vara 7,5 ... 10 kW. Med hjälp av transmissionsmekanismen koordineras hastigheten på den mekaniska motorn och generatorn så att generatorns driftläge ställs in på den mekaniska motorns medelhastighet. Om det behövs kan du kort öka kraften på generatorn genom att öka hastigheten på den mekaniska motorn.

Varje autonomt kraftverk måste innehålla det nödvändiga minimum av tillbehör: en AC voltmeter (med en skala på upp till 500 V), en frekvensmätare (helst) och tre strömbrytare. En omkopplare kopplar belastningen till generatorn, de andra två kopplar om exciteringskretsen. Närvaron av strömbrytare i exciteringskretsen underlättar starten av en mekanisk motor och låter dig också snabbt minska temperaturen på generatorlindningarna, efter arbetets slut roteras rotorn på en oexciterad generator från en mekanisk motor för några tid. Denna procedur förlänger den aktiva livslängden för generatorlindningarna.

Om generatorn ska driva utrustning som normalt är ansluten till växelströmsnätet (till exempel bostadsbelysning, hushållsapparater), är det nödvändigt att tillhandahålla en tvåfasbrytare som kopplar bort denna utrustning från det industriella nätverket under driften av generatorn. Båda ledningarna måste kopplas bort: "fas" och "noll".

Till sist några allmänna råd.

Generatorn är en farlig enhet. Använd endast 380V när det är absolut nödvändigt, annars använd 220V.

Enligt säkerhetskraven måste generatorn vara utrustad med jordning.

Var uppmärksam på generatorns termiska regim. Han "gillar inte" att gå på tomgång. Det är möjligt att minska den termiska belastningen genom mer noggrant val av kapacitansen hos magnetiseringskondensatorerna.

Gör inga misstag om effekten av den elektriska ström som genereras av generatorn. Om en fas används under driften av en trefasgenerator, kommer dess effekt att vara 1/3 av generatorns totala effekt, om två faser - 2/3 av generatorns totala effekt.

Frekvensen för växelströmmen som genereras av generatorn kan indirekt styras av utspänningen, som i "tomgång"-läget bör vara 4 ... 6% högre än industrivärdet på 220 V / 380 V.

Litteratur:

L.G. Prishchep En lantlig elektrikers lärobok. Moskva: Agropromizdat, 1986.
A.A. Ivanov Handbook of Electrical Engineering. - K .: Higher School, 1984.
cm001.narod.ru

"Gör det själv" 2005, nr 3, s.78 - 82

I ett försök att få autonoma elkällor har experter hittat ett sätt att omvandla en trefas asynkron AC-motor till en generator med sina egna händer. Denna metod har ett antal fördelar och några nackdelar.

Utseendet av en asynkron elmotor

Avsnittet visar huvudelementen:

gjutjärnslåda med kylflänsar för effektiv kylning;
fallet med en ekorrburrotor med magnetfältsskiftningslinjer i förhållande till dess axel;
omkopplingskontaktgrupp i en låda (bor), för omkoppling av statorlindningarna till stjärn- eller deltakretsar och anslutning av strömförsörjningsledningar;
täta buntar av koppartrådar av statorlindningen;
stålrotoraxel med ett spår för fixering av remskivan med en kilformad nyckel.

En detaljerad demontering av en asynkronmotor med alla detaljer visas i figuren nedan.

Detaljerad demontering av en induktionsmotor

Fördelar med generatorer omvandlade från asynkronmotorer:

enkel montering av kretsen, förmågan att inte demontera elmotorn, inte spola tillbaka lindningarna;
möjligheten att rotera den elektriska strömgeneratorn av en vind- eller hydroturbin;
Asynkronmotorgenerator används ofta i motorgeneratorsystem för att konvertera ett enfas 220V AC-nätverk till ett trefasnät med en spänning på 380V.
möjligheten att använda generatorn, i fältet snurra den från förbränningsmotorer.

Som en nackdel kan man notera komplexiteten i att beräkna kapacitansen hos kondensatorer som är anslutna till lindningarna; i själva verket görs detta experimentellt.

Därför är det svårt att uppnå maximal effekt för en sådan generator, det finns svårigheter med strömförsörjningen av elektriska installationer som har en stor startström, på cirkelsågar med trefas AC-motorer, betongblandare och andra elektriska installationer.

Principen för driften av generatorn

Driften av en sådan generator är baserad på principen om reversibilitet: "alla elektriska installationer som omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi kan vända processen." Principen för drift av generatorer används, rotorns rotation orsakar EMF och utseendet av elektrisk ström i statorlindningarna.

Baserat på denna teori är det uppenbart att en asynkron elmotor kan omvandlas till en elektrisk generator. För att medvetet kunna genomföra rekonstruktionen är det nödvändigt att förstå hur generationsprocessen går till och vad som krävs för detta. Alla motorer som drivs av växelström anses vara asynkrona. Statorfältet rör sig med en liten ledning i förhållande till rotorns magnetfält och drar det i rotationsriktningen.

För att få den omvända processen, generering, måste rotorfältet ligga före rörelsen av statorns magnetfält, i det ideala fallet, rotera i motsatt riktning. Detta uppnås genom att inkludera en stor kondensator i strömförsörjningsnätverket; grupper av kondensatorer används för att öka kapacitansen. Kondensatorbanken laddas genom att ackumulera magnetisk energi (ett element av den reaktiva komponenten av växelströmmen). Laddningen av kondensatorn är i motsatt fas till elmotorns strömkälla, så rotorns rotation börjar sakta ner, statorlindningen genererar ström.

omvandling

Hur man praktiskt omvandlar en asynkron elektrisk motor till en generator med egna händer?

För att ansluta kondensatorer är det nödvändigt att skruva av det övre locket på boret (lådan), där kontaktgruppen är belägen, byta kontakterna på statorlindningarna och strömkablarna till den asynkrona motorn är anslutna.

Öppet bor med kontaktgrupp

Statorlindningarna kan anslutas i en "Star"- eller "Delta"-krets.

Anslutningsscheman "Stjärna" och "Triangel"

Märkskylten eller produktdatabladet visar möjliga anslutningsscheman och motorparametrar för olika anslutningar. Det anges:

maximala strömmar;
matningsspänning;
Energiförbrukning;
antalet varv per minut;
effektivitet och andra parametrar.

Motorparametrar, som anges på märkskylten

I en trefasgenerator från en asynkron elektrisk motor, som tillverkas för hand, är kondensatorerna anslutna på liknande sätt med en "triangel" eller "stjärna".

Möjligheten att slå på med "Star" ger startprocessen att generera ström vid lägre hastigheter än när kretsen är ansluten till "Triangeln". I det här fallet kommer spänningen vid generatorns utgång att vara något lägre. Deltaanslutning ger en liten ökning av utspänningen, men kräver högre RPM för att starta generatorn. I en enfas asynkron elmotor är en fasskiftande kondensator ansluten.

Anslutningsschema över kondensatorer på generatorn i "triangeln"

Kondensatorer av KBG-MN-modellen används, eller andra märken av minst 400 V opolära, bipolära elektrolytiska modeller är inte lämpliga i detta fall.

Hur ser en pollös kondensator av märket KBG-MN ut

Kondensatorkapacitansberäkning för den använda motorn

Generatorns nominella uteffekt, i kW	Beräknad kapacitans i, uF
2	60
3,5	100
5	138
7	182
10	245
15	342

I synkrona generatorer sker exciteringen av genereringsprocessen på ankarlindningarna från en strömkälla. 90 % av asynkronmotorerna har rotorer med ekorrbur, utan lindning skapas excitation av den kvarvarande statiska laddningen i rotorn. Det räcker att skapa en EMF i det inledande skedet av rotationen, vilket inducerar en ström och laddar kondensatorerna genom statorlindningarna. Ytterligare laddning kommer redan från den genererade strömmen, genereringsprocessen kommer att vara kontinuerlig medan rotorn roterar.

Det rekommenderas att installera den automatiska lastanslutningen till generatorn, uttag och kondensatorer i en separat sluten panel. Lägg anslutningstrådarna från borgeneratorn till skärmen i en separat isolerad kabel.

Även när generatorn inte är igång är det nödvändigt att undvika att vidröra terminalerna på uttagskontakternas kondensatorer. Laddningen som ackumuleras av kondensatorn kvarstår under lång tid och kan orsaka en elektrisk stöt. Jorda husen på alla enheter, motor, generator, kontrollpanel.

Installation av motor-generatorsystemet

När du installerar en generator med en motor med dina egna händer, måste det beaktas att det indikerade antalet nominella varv för den använda asynkrona elektriska motorn vid tomgång är större.

Schema för en motorgenerator på en remdrift

På en motor på 900 rpm på tomgång kommer det att vara 1230 rpm, för att få tillräckligt med effekt vid utgången av generatorn omvandlad från denna motor, är det nödvändigt att ha ett antal varv 10% mer än tomgång:

1230 + 10% = 1353 rpm.

Remdrift beräknas med formeln:

Vg = Vm x Dm\Dg

Vg - den erforderliga rotationshastigheten för generatorn 1353 rpm;

Vm - motorns rotationshastighet 1200 rpm;

Dm - remskiva diameter på motorn 15 cm;

Dg är diametern på remskivan på generatorn.

Att ha en motor på 1200 rpm där remskivan är Ø 15 cm, återstår att bara beräkna Dg - diametern på remskivan på generatorn.

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

Generator på neodymmagneter

Hur man gör en generator från en asynkron elektrisk motor?

Denna hemmagjorda generator eliminerar användningen av kondensatorenheter. Källan till magnetfältet, som inducerar en EMF och skapar en ström i statorlindningen, är byggd på permanenta neodymmagneter. För att göra detta med dina egna händer måste du sekventiellt utföra följande steg:

Ta bort de främre och bakre kåporna på induktionsmotorn.
Ta bort rotorn från statorn.

Hur ser en induktionsmotorrotor ut?

Rotorn bearbetas, det översta lagret tas bort med 2 mm mer än magneternas tjocklek. Hemma är det inte alltid möjligt att göra en rotor tråkig med dina egna händer, i avsaknad av vridutrustning och färdigheter. Du behöver kontakta specialisterna på svarvverkstäder.
En mall är förberedd på ett ark vanligt papper för att placera runda magneter, Ø 10-20 mm, upp till 10 mm tjocka, med en attraktionskraft på 5-9 kg, per kvm / cm, storleken beror på storleken på rotorn . Mallen limmas på rotorns yta, magneterna placeras i remsor i en vinkel på 15 - 20 grader i förhållande till rotoraxeln, 8 stycken per remsa. Figuren nedan visar att det på vissa rotorer finns mörkt ljusa ränder av förskjutning av magnetfältlinjerna i förhållande till dess axel.

Montering av magneter på rotorn

Rotorn på magneter beräknas så att fyra grupper av remsor erhålls, i en grupp om 5 remsor är avståndet mellan grupperna 2Ø av magneten. Mellanrummen i gruppen är 0,5-1Ø av magneten, detta arrangemang minskar rotorns stickkraft till statorn, den måste vridas med två fingrars ansträngningar;
Rotorn på magneter, gjord enligt den beräknade mallen, är fylld med epoxiharts. Efter att den torkat lite täcks den cylindriska delen av rotorn med ett lager av glasfiber och impregneras igen med epoxi. Detta kommer att förhindra att magneterna flyger ut när rotorn roterar. Det övre lagret på magneterna bör inte överstiga rotorns ursprungliga diameter, som var före spåret. Annars kommer rotorn inte att falla på plats eller skaver mot statorlindningen under rotation.
Efter torkning kan rotorn bytas ut och locken stängas;
Det är nödvändigt att testa den elektriska generatorn - vrid rotorn med en elektrisk borr, mät spänningen vid utgången. Antalet varv när önskad spänning uppnås mäts med en varvräknare.
Genom att känna till det erforderliga antalet varv av generatorn, beräknas remdriften med den metod som beskrivs ovan.

En intressant tillämpning är när en elektrisk generator baserad på en asynkron elmotor används i en självmatande elmotor-generatorkrets. När en del av den kraft som genereras av generatorn tillförs elmotorn, som snurrar den. Resten av energin går åt till nyttolasten. Genom att implementera principen om självmatning är det praktiskt möjligt att förse huset med autonom strömförsörjning under lång tid.

Video. G generator från en asynkronmotor.

För ett brett spektrum av elkonsumenter är det ingen mening att köpa kraftfulla dieselkraftverk som TEKSAN TJ 303 DW5C med en uteffekt på 303 kVA eller 242 kW. Bensingeneratorer med låg effekt är dyra, det bästa alternativet är att göra vindgeneratorer med dina egna händer eller en självmatande motorgenerator.

Med hjälp av denna information kan du montera en generator med dina egna händer, på permanentmagneter eller kondensatorer. Sådan utrustning är mycket användbar i hus på landet, på fältet, som en nödkraftkälla när det inte finns någon spänning i industriella nätverk. Ett fullfjädrat hus med luftkonditionering, elektriska spisar och värmepannor, de kommer inte att dra en kraftfull cirkelsågsmotor. Tillföra tillfälligt el till nödvändiga hushållsapparater, belysning, kylskåp, TV och andra som inte kräver stor kapacitet.