Чи можна зробити генератор із асинхронного двигуна. Як зробити генератор для вітряка з асинхронного двигуна своїми руками
Електротехніка існує і діє за власними законами та принципами. Серед них існує так званий принцип оборотності, що дозволяє виготовити генератор своїми руками асинхронного двигуна. Для вирішення цього завдання потрібне знання та чітке розуміння принципів роботи даного обладнання.
Перехід асинхронного двигуна у режим генератора
Насамперед потрібно розглянути принцип роботи асинхронного двигуна, оскільки саме цей агрегат є основою при створенні генератора.
Електродвигун асинхронного типу являє собою пристрій, що перетворює електричну енергію на механічну та теплову. Можливість такого перетворення забезпечується , що виникає між обмотками статора та ротора. Головна особливістьасинхронних двигунів полягає у різниці частоти обертання цих елементів.
Самі статор та ротор є співвісними деталями круглого перерізу, виготовлені із сталевих пластин з пазами всередині кільця. У цілому наборі утворюються поздовжні канавки, де розташовується обмотка з мідного дроту. У роторі функцію обмотки виконують прутки з алюмінію, що знаходяться в пазах сердечника і замкнуті з обох боків стопорними пластинами. Коли на обмотки статора подається напруга, виникає магнітне поле, що обертається. У зв'язку з різницею частоти обертання між обмотками відбувається наведення ЕРС, що призводить до обертання центрального валу.
На відміну від асинхронного електродвигуна, генератор, навпаки, здійснює перетворення теплової та механічної енергії на електричну. Найбільшого поширення набули індукційні пристрої, що характеризуються наведенням міжобмотувальної електрорушійної сили. Як і у випадку з асинхронним двигуном, причиною наведення ЕРС стає різниця обертів магнітних полів статора та ротора. Звідси цілком закономірно випливає, з принципу оборотності, що перетворити асинхронний двигун на генератор цілком можливо, з допомогою певних технічних реконструкцій.
Кожен асинхронний електрогенератор є своєрідним трансформатором, що перетворює механічну енергію валу електродвигуна в змінний струм. Це відбувається, коли швидкість валу починає перевищувати синхронну та досягає 1500 об/хв і вище. Така частота обертання досягається за рахунок програми високого моменту, що крутить. Його джерелом може стати двигун внутрішнього згоряннябензогенератора чи крильчатка вітряка.
При досягненні синхронної частоти обертання в роботу включається конденсаторна батарея, в якій створюється ємнісний струм. Під його дією обмотки статора самовозбуждаются і режимі генерування починає вироблятися електричний струм. Надійна та стійка робота такого генератора, здатного видавати промислову частоту 50 Гц, за дотримання певних умов:
- Швидкість обертання повинна бути вищою за частоту роботи самого електродвигуна на величину відсотка ковзання, що становить 2-10%.
- Швидкість обертання генератора має збігатися із синхронною швидкістю.
Як зробити генератор
Маючи певну інформацію, практичні навички роботи в електротехніці цілком можливо зібрати працездатний генератор своїми руками з асинхронного двигуна. Насамперед потрібно обчислити реальну, тобто асинхронну частоту обертання електродвигуна, який використовуватиметься як генератор. Цю операцію можна виконати за допомогою тахометра.
Далі необхідно визначити синхронну частоту електродвигуна, яка для генератора буде асинхронною. Як мовилося раніше, тут треба враховувати величину ковзання, що становить 2-10%. Наприклад, в результаті вимірювань була отримана швидкість обертання 1450 об/хв., отже, необхідна частота роботи генератора становитиме 1479-1595 об/хв.
У прагненні отримати автономні джерела електроенергії фахівці знайшли спосіб, як своїми руками переробити, трифазний асинхронний електродвигун. змінного струмуу генератор. Такий метод має ряд переваг та окремі недоліки.
Зовнішній вигляд асинхронного електродвигуна
У розрізі показані основні елементи:
- чавунний корпус із радіаторними ребрами для ефективного охолодження;
- корпус короткозамкнутого ротора з лініями зсуву магнітного поля щодо осі;
- комутаційно-контактна група в коробці (борно), для комутації обмоток статора у схеми зірка або трикутник та підключення проводів електроживлення;
- щільні джгути мідних дротівобмотки статора;
- сталевий вал ротора з канавкою для фіксації шківа клиноподібною шпонкою.
Детальне розбирання асинхронного електродвигуна із зазначенням усіх деталей показано на малюнку нижче.
Детальне розбирання асинхронного двигуна
Переваги генераторів, перероблених з асинхронних двигунів:
- простота складання схеми, можливість не розбирати електродвигун, не перемотувати обмотки;
- можливість обертання генератора електроструму вітряною або гідротурбіною;
- генератор з асинхронного двигуна широко використовується в системах мотор-генератор для перетворення однофазної мережі 220В змінного струму на трифазну мережу з напругою 380В.
- можливість використання генератора в польових умовах розкручуючи його від двигунів внутрішнього згоряння.
Як недолік можна назвати складність розрахунку ємності конденсаторів, що підключаються до обмоток, це робиться експериментальним шляхом.
Тому важко досягти максимальної потужності такого генератора, бувають складнощі з електроживленням електроустановок, які мають велике значенняпускового струму, на циркулярних електропилах з трифазними двигунами змінного струму, бетонозмішувачах та інших електроустановках.
Принцип роботи генератора
В основу роботи такого генератора закладено принцип оборотності: «будь-яка електроустановка перетворює електричну енергію на механічну, може зробити зворотний процес». Використовується принцип роботи генераторів, обертання ротора викликає ЕРС та поява електричного струму в обмотках статора.
Виходячи з цієї теорії, очевидно, що асинхронний електродвигун можна переробити на електрогенератор. Щоб усвідомлено провести реконструкцію, необхідно зрозуміти, як відбувається процес генерації і що для цього потрібно. Усі двигуни, які рухає сила змінного струму, вважаються асинхронними. Поле статора рухається з невеликим випередженням щодо магнітного поля ротора, підтягуючи його у бік обертання.
Щоб отримати зворотний процес, генерацію, поле ротора має випереджати рух магнітного поля статора, в ідеальному випадку обертатись у протилежному напрямку. Домагаються цього включенням до мережі живлення, конденсатора великої ємності, збільшення ємності використовують групи конденсаторів. Конденсаторна установка заряджається, накопичуючи магнітну енергію (елемент реактивної складової змінного струму). Заряд конденсатора по фазі протилежний джерелу струму електродвигуна, тому обертання ротора починає сповільнюватися, статора обмотка генерує струм.
Перетворення
Як практично своїми руками перетворити асинхронний електродвигун на генератор?
Для підключення конденсаторів треба відкрутити верхню кришку борно (коробка), де розташована контактна група, що комутує контакти обмоток статора і підключені дроти живлення асинхронного двигуна.
Відкрите борно із контактною групою
Обмотки статора можуть бути з'єднані у схему "Зірка" або "Трикутник".
Схеми включення «Зірка» та «Трикутник»
На шильдику або в паспорті на виріб показані можливі схеми підключення та параметри двигуна різних підключеннях. Вказується:
- максимальні струми;
- напруга живлення;
- споживана потужність;
- кількість обертів за хвилину;
- ККД та інші параметри.
Параметри двигуна, вказані на шильдиці
У трифазний генератор з асинхронного електродвигуна, який роблять своїми руками, конденсатори підключаються за аналогічною схемою "Трикутником" або "Зіркою".
Варіант включення зі «Зіркою» забезпечує пусковий процес генерації струму на нижчих оборотах, ніж при з'єднанні схеми «Трикутник». При цьому напруга на виході генератора буде трохи нижчою. Підключення за схемою «Трикутника» надає незначне збільшення вихідної напруги, але вимагає вищих обертів під час запуску генератора. В однофазному асинхронному електродвигуні підключається один фазозсувний конденсатор.
Схема підключення конденсаторів на генераторі в «Трикутник»
Використовуються конденсатори моделі КБГ-МН або інші марки не менше 400 В безполярні, двополюсні електролітичні моделі в цьому випадку не підходять.
Як виглядає безполюсний конденсатор марки КБГ-МН
Розрахунок ємності конденсаторів для двигуна.
| Номінальна вихідна потужність генератора, кВт | Можлива ємність, мкФ |
|---|---|
| 2 | 60 |
| 3,5 | 100 |
| 5 | 138 |
| 7 | 182 |
| 10 | 245 |
| 15 | 342 |
У синхронних генераторах збудження процесу генерації відбувається на обмотках якоря джерела струму. 90% асинхронних двигунів мають короткозамкнуті ротори, без обмотки, збудження створюється залишковим у роторі статичним зарядом. Його достатньо щоб на початковому етапі обертання створити ЕРС, яке наводить струм, і заряджає конденсатори, через обмотки статора. Подальша підзарядка вже надходить від струму, що генерується, процес генерації буде безперервним, поки обертається ротор.
Автомат підключення навантаження до генератора, розетки та конденсатори рекомендується встановити в окремий закритий щит. Сполучні дроти від борного генератора до щита прокласти в окремому ізольованому кабелі.
Навіть при непрацюючому генераторі необхідно уникати дотику до клем конденсаторів контактів розеток. Накопичений конденсатором заряд залишається тривалий час і може вдарити струмом. Заземляйте корпуси всіх агрегатів, двигуна, генератора, щита управління.
Монтаж системи мотор-генератор
При монтажі генератора з мотором своїми руками треба враховувати, що вказана кількість номінальних оборотів використовуваного асинхронного електродвигуна на холостому ході більша.
Схема мотор-генератора на ремінній передачі
На двигуні 900 об/м при холостому ході буде 1230 об/м, щоб отримати на виході генератора, переробленого з цього двигуна достатню потужність, треба мати кількість оборотів на 10% більше холостого ходу:
1230 + 10% = 1353 об/м.
Ремінна передача розраховується за формулою:
Vг = Vм x Dм\Dг
Vг - необхідна швидкість обертання генератора 1353 об/м;
Vм – швидкість обертання двигуна 1200 об/м;
Dм – діаметр шківа на двигуні 15 см;
Dг – діаметр шківа на генераторі.
Маючи двигун на 1200 об/м де шків Ø 15 см, залишається розрахувати тільки Dг - діаметр шківа на генераторі.
Dг = Vм x Dм/Vг = 1200об/м х 15см/1353об/м = 13,3см.
Генератор на ніодимових магнітах
Як зробити генератор із асинхронного електродвигуна?
Цей саморобний генераторвиключає застосування конденсаторних установок. Джерело магнітного поля, яке наводить ЕРС і створює струм в статорній обмотці, побудований на постійних ніодимових магнітах. Щоб це зробити своїми руками необхідно послідовно виконати такі действия:
- Зняти передню та задню кришки асинхронного електродвигуна.
- Вийняти ротор із статора.
Як виглядає ротор асинхронного двигуна
- Ротор проточується, знімається верхній шар на 2 мм більший за товщину магнітів. У побутових умовах зробити розточування ротора своїми руками не завжди є можливим, за відсутності токарного обладнаннята навичок. Потрібно звернутися до спеціалістів у токарні майстерні.
- На аркуші звичайного паперу готується шаблон для розміщення круглих магнітів, Ø 10-20мм, товщиною до 10 мм, із силою тяжіння 5-9 кг, на кв/см, розмір залежить від величини ротора. Шаблон наклеюється на поверхню ротора, магніти розміщуються смугами під кутом 15-20 градусів щодо осі ротора, по 8 штук у смузі. На малюнку нижче видно, що на деяких роторах відзначені темно-світлі смуги усунення ліній магнітного поля щодо його осі.
Установка магнітів на ротор
- Ротор на магнітах розраховується так, щоб вийшло чотири групи смуг, у групі по 5 смужок, відстань між групами 2Ø магніту. Проміжки групи 0.5-1Ø магніту, таке розташування знижує силу залипання ротора до статора, він повинен провертатися зусиллями двох пальців;
- Ротор на магнітах, виготовлений за розрахованим шаблоном, заливається епоксидною смолою. Після того, як вона трохи підсохне, циліндрична частина ротора покривається шаром скловолокна і знову просочується епоксидною смолою. Це виключить виліт магнітів під час обертання ротора. Верхній шарна магнітах не повинен перевищувати початковий діаметр ротора, який був до проточки. В іншому випадку ротор не стане на своє місце або при обертанні тертиметься про обмотку статора.
- Після просушування, ротор можна поставити на місце та закрити кришки;
- Випробовувати, електрогенератор необхідно - провертати ротор електродрилем, вимірюючи напругу на виході. Кількість оборотів при досягненні потрібної напруги вимірюється тахометром.
- Знаючи необхідна кількістьоборотів генератора, ремінна передача розраховується за методикою описаною вище.
Цікавий варіант застосування, коли електрогенератор на основі асинхронного електродвигуна, використовується у схемі електричний мотор-генератор із самопідживленням. Коли частина потужності генератором, що виробляється, надходить на електродвигун, який його розкручує. Решта енергії витрачається на корисне навантаження. Здійснивши принцип самопідживлення практично можна надовго забезпечити будинок автономним електроживленням.
Відео. Г енератор із асинхронного двигуна.
Для широкого кола споживачів електроенергії купувати потужні дизельні електростанції як TEKSAN TJ 303 DW5C з потужністю на виході 303 кВА або 242 кВт немає сенсу. Малопотужні бензинові генераторидорогі, оптимальний варіантзробити своїми руками вітрові генератори або пристрій мотор-генератор з самопідживленням.
Використовуючи цю інформацію, можна зібрати генератор своїми руками, на постійних магнітах або конденсаторах. Таке обладнання дуже корисне на заміських будинках, у польових умовах, як аварійне джерело живлення, коли відсутня напруга у промислових мережах. Повноцінний будинокз кондиціонерами, електричними плитамита нагрівальними бойлерами, потужний мотор циркулярної пилкивони не потягнуть. Тимчасово забезпечити електроенергією побутові приладипершої необхідності можуть освітлення, холодильник, телевізор та інші, які не вимагають великих потужностей.
Не всі існуючі електромережі (особливо діючі у віддалених містах регіонах) можуть забезпечити споживача повноцінним харчуванням, придатним до роботи сучасного побутового обладнання. У зв'язку з низькою якістю напруги, що надходить з підстанцій, і його частими відключеннями багато користувачів змушені замислюватися про те, щоб виготовити саморобний генератор електроенергії. З тим, як виглядає такий асинхронний генераторзовні можна ознайомитися на рис. нижче.
Зазначений підхід до вирішення проблеми електроживлення за містом дозволяє суттєво заощадити в порівнянні з ситуацією, коли генераторне обладнаннякупується через торговельну мережу у готовому вигляді.
Ефект оборотності
Відомо, що принцип роботи будь-якого генеруючого електричний струм пристрою заснований на перетворенні однієї форми енергії (тепла, наприклад) в необхідний електроживлення обладнання вид. Можна скористатися так званими альтернативними (їх ще називають поновлюваними) джерелами енергопостачання, проте цей спосіб пов'язаний з ще більшими матеріальними та виробничими витратами.
Набагато простіше і економніше зробити саморобний генератор струму, скориставшись потенційними можливостями старого асинхронного електродвигуна, що є в розпорядженні користувача.
Підставою для такого виготовлення є відомий в електротехніці принцип оборотності процесів взаємодії електромагнітних полів, що пояснюється специфікою при цьому відбуваються. електричних процесів. Якщо у двигуні трифазну енергію струму використовують для перетворення її на механічне обертання валу, то в генераторі все відбувається суворо навпаки. У цих агрегатах примусове обертання якоря трансформується в поточний по фазних обмотках електричний струм, потужність якого витрачається обслуговування споживача (дивіться малюнок нижче).
Таким чином, перед тим, як зробити зразок саморобного електрогенератора з асинхронного двигуна, що був у використанні, в самому загальному випадку необхідно виконати такі маніпуляції:
- Клеми, на які подається трифазна (або однофазна – для колекторних зразків виробів) напруга потрібно перетворити на вихідні контакти генератора;
- До рухомої частини генератора, від якої працював той чи інший механізм (верстат, наприклад), слід пристосувати привід від зовнішнього джереламеханічного обертального імпульсу;
Додаткова інформація.Як таке джерело може застосовуватися будь-який відповідний для конкретних умоврушій, що обертається під впливом енергії палива, що згорає (бензину, газу або солярки). За наявності у приватному господарстві вітряка або саморобного водяного млина вирішення питання із приводом суттєво спрощується.
- Через дорожнечу бензину в умовах заміського господарства єдино прийнятним варіантом є виготовлення невеликої електростанції, що працює від дизельного двигуна або газу.
У цьому випадку працюючий на порівняно дешевому паливі двигун через спеціальну приводну муфту приєднується до валу конструкції, що споруджується, яка після невеликої доробки перетворюється на генератор змінного струму.
Вибір конструкції
Виготовити генератор з асинхронного двигуна можна цілком успішно, якщо уважно вивчити конструкцію та пристрій кожного із зазначених механізмів. Розглянемо спочатку типовий асинхронний двигун, що працює за принципом ковзання ротора у відстає по фазі електромагнітному полі статора. Нерухома частина цього агрегату (статор) обладнується, як відомо, трьома котушками, зміщеними один до одного в просторі на 120 геометричних градусів.
За рахунок взаємодії рухомого та нерухомого поля у статорних котушках наводиться змінна напруга, Подане послідовністю трьох робочих фаз (А, В і С).
Простіший варіант виготовлення синхронної машини (генератора) передбачає застосування колекторного однофазного двигуна, що має у своєму складі пристрій зміщення фази на конденсаторі фіксованої ємності.
Виготовлення однофазної системи значно спрощує конструкцію майбутнього генератора, але потужність такого виробу порівняно невелика. Ця обставина не дозволяє використовувати його для живлення деяких зразків однофазних силових агрегатів ( свердловинного насосанаприклад).
Зверніть увагу!Однофазного пристрою, зібраного на базі колекторного двигуна, за потужністю може вистачити хіба що на енергопостачання домашньої освітлювальної мережі.
У випадках, коли виникає необхідність у підключенні до лінії живлення потужнішого силового обладнання, єдине правильне рішення - виготовити генератор з асинхронного механізму (рисунок нижче).
Розглянемо, як можна переробити цей механізм трифазний генератор, більш докладно.
Порядок доопрацювання обмоток
Перш ніж зробити генератор з асинхронного двигуна, слід розібратися з його статорними котушками, з'єднаними між собою і включаються в лінію живлення за певною схемою.
Додаткова інформація.Для класичного підключення асинхронних механізмів використовуються два типи включення обмоток статора: за так званою схемою «зірка» або «в трикутник».
У першому випадку всі три лінійних котушки (А, В і С) з одного боку об'єднуються в загальний нульовий провід, тоді як другі кінці підключаються до трьох фазних ліній. При включенні трикутником кінець однієї котушки з'єднується з початком другої, а її кінець, у свою чергу, - з початком третьої обмотки і так далі аж до замикання ланцюжка.
В результаті такого підключення утворюється правильна геометрична фігура, вершини якої відповідають трьом фазним дротам, а нульовий провід взагалі відсутній.
З міркувань простоти монтажу та безпеки експлуатації в побутових схемахзазвичай вибирається підключення типу "зірка", що забезпечує можливість організації місцевого (повторного) захисного заземлення.
При доопрацюванні двигуна слід зняти кришку розподільної коробкиі отримати доступ до клем, на які в нормальних умовах надходить трифазна напруга живлення. У генераторному режимі до цих контактів слід приєднати лінію живлення з підключеними до неї побутовими трифазними споживачами.
Для організації однофазного живлення (розеткових ліній та ланцюгів освітлення, зокрема) їх потрібно буде підключити одним кінцем до обраного фазного контакту А, В або С, а іншим – до загального нульового дроту. Порядок приєднання проводів до асинхронного двигуна наводиться на наступному малюнку.
Важливо!У разі кількох лінійних (однофазних) навантажень необхідно розподілити їх по фазах таким чином, щоб ті були завантажені більш-менш рівномірно.
Таким чином, генератор своїми руками, зібраний з трифазного двигуна, буде навантажений на всі живильні ланцюги, а кінцеві споживачі отримають належні їм нормативні потужності.
Організація приводної частини
У побутових умовах як механічний привод, як правило, використовуються типові бензогенератори, з яких момент обертання передається безпосередньо на робочий вал. Основна проблема при такому підключенні - організація надійного муфтового зчеплення, що повністю передає момент, що крутить, на вісь якоря генератора (в даній ситуації його функцію виконує ротор двигуна).
При її облаштуванні найоптимальніший варіант - це звернутися за допомогою до професійним механікам, які допоможуть організувати муфтове з'єднання необхідної якості та надійності.
Зверніть увагу!Ротор механізму, що переробляється, нагадує по своїй конструкції обмотку статора з трьома зрушеними на 120 градусів обмотками (він називається в цьому випадку фазним).
Лінійні висновки кожної з обмоток з'єднуються зі знімними контактними кільцями, за допомогою яких механізм двигуна через графітові щітки подавалося запускаюча напруга. Якщо залишити все як було, виходить дуже непроста у виготовленні та обслуговуванні конструкція, використовувати яку у складі майбутнього генератора немає сенсу.
Для зручності переробки найкраще скористатися схемою короткозамкнутої рухомої частини, яка може бути отримана шляхом закорочення робочих висновків кожної котушки фазного ротора.
Генератор на постійних магнітах
Відомий ще один спосіб облаштування побутових генераторів, що полягає у використанні при виготовленні потужних постійних магнітівта низки додаткових пристроїв (у деяких засобах масової інформації їх ще називають «вічними»).
Принцип роботи такого джерела енергії на магнітах полягає у взаємодії ем полів, створюваних постійними магнітними заготовками, жорстко закріпленими на статорній і роторній частині пристрою (дивіться малюнок нижче).
Основна перевага таких двигунів, що виконують функцію генератора, – відсутність потреби у джерелі зовнішньої енергії чи паливі. Однак і в даному випадку не обходиться без недоліків, що виявляються, насамперед, у тому, що сильні магнітні поляможуть негативно впливати на здоров'я обслуговуючого персоналу.
З урахуванням цього недоліку в інших ситуаціях такий електромотор широко застосовується в різних приводних вузлах, нерідко встановлюються на промислове обладнання. Як приклад може бути наведений відомий серед фахівців генератор під позначенням «г 303».
На закінчення огляду саморобних генераторів слід зауважити, що для переробки їх з асинхронних двигунів може знадобитися цілий комплект спеціального знімного інструменту, що за своїм складом нагадує автомобільне обладнання.
Відео
За основу було взято промисловий асинхронний двигун змінного струму, потужністю 1,5 кВт із частотою обертання валу 960 об/хв. Сам по собі такий двигун спочатку не може працювати як генератор. Йому необхідне доопрацювання, а саме заміна або доробка ротора.
Табличка з маркуванням двигуна:
Двигун хороший тим, що у нього скрізь, де потрібно стоять ущільнення, особливо у підшипників. Це суттєво збільшує інтервал між періодичними. технічними обслуговуваннямиТак як пил і бруд нікуди просто так потрапити і проникнути не можуть.
Лами цього електродвигуна можна поставити на будь-який бік, що дуже зручно.
Переробка асинхронного двигуна на генератор
Знімаємо кришки, виймаємо ротор.Обмотки статора залишаються рідними, двигун не перемотується, все залишається як є, без змін.
Ротор доопрацьовувався на замовлення. Було вирішено зробити його не суцільнометалевим, а збірним.
Тобто рідний ротор сточується до певного розміру.
Виточується сталевий стакан і запресовується на ротор. Товщина скана у моєму випадку 5 мм.
Розмітка місць для приклеювання магнітів була однією з самих складних операцій. У результаті шляхом спроб і помилок було вирішено роздрукувати шаблон на папері, вирізати в ньому кружечки під неодимові магніти - вони круглі. І приклеїти магніти за шаблоном на ротор.
Основна заковика виникла у вирізуванні множинних кружечків у папері.
Усі розміри підбираються суто індивідуально під кожний двигун. Якихось загальних розмірів розміщення магнітів дати не можна.
Неодимові магніти наклеєні на супер клей.
Була зроблена сітка з капронової нитки для зміцнення.
Далі обмотується все скотчем, знизу робиться герметична опалубка, герметизована пластиліном, а зверху заливна вирва з того ж скотчу. Заливається все епоксидною смолою.
Смола потихеньку стікає зверху донизу.
Після застигання епоксидної смолизнімаємо скотч.
Тепер все готове до складання генератора.
Заганяємо ротор у статор. Робити це потрібно особливо обережно, тому що неодимові магніти мають величезну силу і ротор буквально залітає в статор.
Збираємо, закриваємо кришки.
Магніти не зачіпають. Залипання майже немає, крутиться відносно легко.
Перевірка роботи. Обертаємо генератор від дриля, з частотою обертання 1300 об/хв.
Двигун підключений зіркою, трикутником генератори такого типу підключати не можна, не працюватимуть.
Знімається напруга для перевірки між фазами.
Генератор з асинхронного двигуна працює відмінно. детальну інформаціюдивіться у відеоролику.
Канал автора -
Ідея мати автономне джерело електричної енергіїі не залежати від стаціонарної державної мережі хвилює розум багатьох мешканців сільської місцевості.
Реалізувати її досить просто: потрібний трифазний асинхронний електродвигун, який можна використовувати навіть зі старого, списаного промислового обладнання.
Генератор з асинхронного двигуна своїми руками виготовляється за однією з трьох схем, що публікуються в цій статті. Він безкоштовно і надійно перетворюватиме механічну енергію в електрику.
Як підібрати електродвигун
Щоб виключити помилки на стадії проекту необхідно приділити увагу конструкції двигуна, що купується, а також його електричним характеристикам: споживаної потужності, величині напруги живлення, числу оборотів ротора.
Асинхронні машини оборотні. Вони здатні працювати в режимі:
· Електродвигуна, коли на них подається зовнішня напруга;
або генератора, якщо їх ротор обертає джерело механічної енергії, наприклад, водяне або вітряне колесо, двигун внутрішнього згоряння.
Звертаємо увагу на заводську табличку, конструкцію ротора та статора. Враховуємо їх особливості під час створення генератора.
Що треба знати про конструкцію статора
У нього на загальному сердечнику магнітопроводу намотано три ізольовані обмотки для живлення від кожної фази напруги.
Їх підключають одним із двох способів:
1. Зіркою, коли всі кінці зібрані в одну точку. На 3 початку та загальний висновок кінців подається напруга по чотирьох дротах.
2. Трикутником - кінець однієї обмотоки підключений до початку інший так, що схема зібрана кільцем і з неї виходять лише три дроти.
Докладніше цю інформацію викладено у статті мого сайту пропідключення трифазного двигуна до побутової однофазної мережі .
Особливості конструкції ротора
На ньому також створено магнітопровід і три обмотки. Вони з'єднуються одним із двох способів:
1. через контактні висновки двигуна з фазним ротором;
2. коротко замкнуті алюмінієвою вставкою в конструкцію білического колеса - асинхронні машини.
Нам потрібний ротор короткозамкнутий. Усі схеми розроблені йому.
Конструкцію фазного ротора теж можна використовувати як генератор. Але її доведеться переробити: просто шунтуємо всі висновки між собою закороткими.
Як врахувати електричні характеристики двигуна
На роботу генератора вплинуть:
1. Діаметр дроту обмотки. Від нього безпосередньо залежить нагрівання конструкції та величина прикладеної потужності.
2. Розрахункова швидкість обертання ротора, що вказується числом оборотів.
3. Спосіб з'єднання обмоток у зірку чи трикутник.
4. Величина втрат енергії, що визначається ККД та косинус φ.
Їх дивимося на табличці чи обчислюємо непрямими методами.
Як змусити електродвигун перейти в режим генератора
Необхідно виконати дві дії:
1. Розкрутити ротор джерела сторонньої механічної потужності.
2. Збудити в обмотках електромагнітне поле.
Якщо з першим пунктом все зрозуміло, то для другого достатньо підключити батареї конденсаторів до обмоток, створивши ємнісне навантаження певної величини.
Для цього питання розроблено декілька варіантів схем.
Повна зірка
Конденсатори включають між кожною парою почав обмоток.
Спрощена зірка
У цій схемі пусковий та робочий конденсатори підключаються своїми вимикачами.
Схема трикутника
Конденсатори включені паралельно до кожної обмотки. На вихідних клемах створюється лінійна напруга 220 вольт.
Які потрібні номінали конденсаторів
Найпростіше використовувати паперові конденсатори з напругою від 500 вольт та вище. Електролітичні моделі краще не використовувати: вони можуть закипіти і вибухнути.
Формула визначення ємності має вигляд:З=Q/2π∙f∙U2.
У ній Q – реактивна потужність, f – частота, U – напруга.