Túžba rozvíjať sa samostatný zdroj na výrobu elektrickej energie umožnilo postaviť generátor z klasického asynchrónneho motora. Vývoj je spoľahlivý a pomerne jednoduchý.

Typy a popis asynchrónneho motora

Existujú dva typy motorov:

1. Rotor vo veveričke. Zahŕňa stator (nepohyblivý prvok) a rotor (rotačný prvok), ktorý sa pohybuje v dôsledku činnosti ložísk pripevnených k dvom krytom motora. Jadrá sú vyrobené z ocele a sú tiež navzájom izolované. Pozdĺž drážok jadra statora je umiestnený izolovaný drôt a pozdĺž drážok jadra rotora je inštalované vinutie tyče alebo sa naleje roztavený hliník. Špeciálne prepojovacie krúžky zohrávajú úlohu uzatváracieho prvku vinutia rotora. Nezávislý vývoj transformovať mechanické pohyby motora a vytvárať elektrinu so striedavým napätím. Ich výhodou je, že nemajú alkalický zberací mechanizmus, vďaka čomu sú spoľahlivejšie a odolnejšie.
2. Sklzový rotor– drahé zariadenie, ktoré si vyžaduje špecializovaný servis. Zloženie je rovnaké ako pri skratovom rotore. Jedinou výnimkou je rotor a statorové vinutia jadra sú vyrobené z izolovaný drôt a jeho konce sú spojené s krúžkami pripevnenými k hriadeľu. Prechádzajú nimi špeciálne kefy, ktoré spájajú drôty s nastavovacím alebo štartovacím reostatom. Vzhľadom na nízku úroveň spoľahlivosti sa používa len pre tie odvetvia, pre ktoré je určený.

Rozsah pôsobnosti

Zariadenie sa používa v rôznych priemyselných odvetviach:

1. Ako bežný motor pre veterné elektrárne.
2. Pre vlastné nezávislé zásobovanie bytu alebo domu.
3. Ako malé vodné elektrárne.
4. Ako alternatívny invertorový typ generátora (zváranie).
5. Na vytvorenie systému nepretržitého napájania z AC.

Výhody a nevýhody generátora

Pozitívne vlastnosti vývoja zahŕňajú:

1. Jednoduché a rýchla montáž so schopnosťou vyhnúť sa rozoberaniu elektromotora a prevíjaniu vinutia.
2. Schopnosť otáčať elektrický prúd pomocou veternej alebo hydraulickej turbíny.
3. Použitie zariadenia v systémoch motor-generátor na premenu jednofázovej siete (220V) na trojfázovú (380V).
4. Možnosť využiť vývoj na miestach, kde nie je elektrina, s využitím spaľovacieho motora na propagáciu.

nevýhody:

1. Je problematické vypočítať kapacitu kondenzátu, ktorý je pripevnený k vinutiu.
2. Je ťažké dosiahnuť značku maximálnej sily, ktorú je samorozvoj schopný.

Princíp fungovania

Generátor vyrába elektrickú energiu za predpokladu, že počet otáčok rotora je o niečo vyšší ako synchrónna rýchlosť. Najjednoduchší typ produkuje približne 1800 otáčok za minútu, berúc do úvahy, že jeho synchrónna úroveň otáčok sa stáva 1500 ot./min.

Jeho princíp fungovania je založený na premene mechanickej energie na elektrickú. Môžete prinútiť rotor, aby sa otáčal a produkoval elektrinu pomocou silného krútiaceho momentu. IN ideálne– konštantný voľnobeh, ktorý je schopný udržiavať rovnakú rýchlosť.

Všetky typy motorov, ktoré nepracujú pod silou DC, sa nazývajú asynchrónne. V nich sa magnetické pole statora točí rýchlejšie ako pole rotora, čím ho nasmeruje v smere jeho pohybu. Ak chcete zmeniť elektromotor na funkčný generátor, budete musieť zvýšiť rýchlosť rotora tak, aby nesledoval magnetické pole statora, ale začal sa pohybovať v opačnom smere.

Podobný výsledok môžete dosiahnuť pripojením zariadenia k sieti s veľkou kapacitou alebo celou skupinou kondenzátorov. Nabíjajú a akumulujú energiu z magnetických polí. Fáza kondenzátora má náboj, ktorý je opačný ako zdroj prúdu motora, vďaka čomu sa rotor spomalí a vinutie statora začne generovať prúd.

Obvod generátora

Schéma je veľmi jednoduchá a nevyžaduje špeciálne znalosti a zručnosti. Ak spustíte vývoj bez pripojenia k sieti, začne rotácia a po dosiahnutí synchrónnej frekvencie začne vinutie statora vytvárať elektrickú energiu.

Pripojením špeciálnej batérie niekoľkých kondenzátorov (C) na jeho svorky môžete získať vedúci kapacitný prúd, ktorý vytvorí magnetizáciu. Kapacita kondenzátorov musí byť vyššia ako kritické označenie C 0, čo závisí od rozmerov a charakteristík generátora.

V tejto situácii nastáva samospúšťací proces a systém so symetrickým trojfázové napätie. Generovaný prúd priamo závisí od kapacity kondenzátorov, ako aj od vlastností stroja.

Urob to sám

Na premenu elektromotora na funkčný generátor budete musieť použiť nepolárne kondenzátorové banky, preto je lepšie nepoužívať elektrolytické kondenzátory.

V trojfázovom motore môžete pripojiť kondenzátor podľa nasledujúcich schém:

• "hviezda"– umožňuje generovať generáciu pri nižšom počte otáčok, ale s nižším výstupným napätím;
• "trojuholník"- prichádza do prevádzky, keď veľké množstvá ot./min, preto produkuje viac napätia.

Môžete si vytvoriť vlastné zariadenie z jednofázového motora, ale za predpokladu, že je vybavené rotorom nakrátko. Na spustenie vývoja by ste mali použiť kondenzátor s fázovým posunom. Jednofázový motor komutátorového typu nie je vhodný na prestavbu.

Požadované nástroje

Vytvorenie vlastného generátora nie je ťažké, hlavnou vecou je mať všetky potrebné prvky:

1. Asynchrónny motor.
2. Tachogenerátor (prístroj na meranie prúdu) alebo tachometer.
3. Kapacita pre kondenzátory.
4. Kondenzátor.
5. Nástroje.

Sprievodca krok za krokom

1. Keďže budete musieť prekonfigurovať generátor tak, aby rýchlosť otáčania presahovala otáčky motora, musíte najskôr pripojiť motor k elektrickej sieti a spustiť ho. Potom pomocou tachometra zistite rýchlosť jeho otáčania.
2. Po zistení rýchlosti by ste mali k výslednému označeniu pridať ďalších 10%. Napríklad technický indikátor motora je 1000 otáčok za minútu, potom by generátor mal mať približne 1100 otáčok za minútu (1000*0,1%=100, 1000+100=1100 otáčok za minútu).
3. Mali by ste zvoliť kapacitu pre kondenzátory. Na určenie veľkostí použite údaje tabuľky.

Tabuľka kondenzátorov

Výkon generátora KV A	Voľnobeh
	KapacitaMkf	Jalový výkon Kvar	COS=1		COS = 0,8
			Kapacita mkf	Jalový výkonKvar	KapacitaMkf	Jalový výkon Kvar
2,0	28	1,27	36	1,63	60	2,72
3,5	45	2,04	56	2,54	100	4,53
5,0	60	2,72	75	3,4	138	6,25
7,0	74	3,36	98	4,44	182	8,25
10,0	92	4,18	130	5,9	245	11,1
15,0	120	5,44	172	7,8	342	15,5

Dôležité! Ak je kapacita veľká, generátor sa začne zahrievať.

Vyberte vhodné kondenzátory, ktoré môžu poskytnúť požadovanú rýchlosť otáčania. Pri inštalácii buďte opatrní.

Dôležité! Všetky kondenzátory musia byť izolované špeciálnym povlakom.

Zariadenie je pripravené a môže byť použité ako zdroj elektrickej energie.

Dôležité! Zariadenie s rotorom vo veveričke vytvára vysoké napätie, takže ak je potrebné napätie 220 V, mali by ste dodatočne nainštalovať znižovací transformátor.

Magnetický generátor

Magnetický generátor má niekoľko rozdielov. Napríklad nevyžaduje inštaláciu kondenzátorových bánk. Magnetické pole, ktoré bude vytvárať elektrinu vo vinutí statora, je vytvorené neodýmovými magnetmi.

Vlastnosti vytvárania generátora:

1. Je potrebné odskrutkovať oba kryty motora.
2. Rotor bude potrebné odstrániť.
3. Rotor je potrebné nabrúsiť odstránením vrchná vrstva požadovaná hrúbka(hrúbka magnetu + 2 mm). Vykonajte tento postup sami bez sústružnícke zariadenia mimoriadne ťažké, preto by ste sa mali obrátiť na sústružnícke služby.
4. Na kus papiera vytvorte šablónu na okrúhle magnety, na základe parametrov je priemer 10-20 mm, hrúbka je asi 10 mm a sila prisatia je asi 5-9 kg na cm2. Veľkosť by sa mala zvoliť v závislosti od rozmerov rotora. Potom pripevnite vytvorenú šablónu k rotoru a umiestnite magnety svojimi pólmi a pod uhlom 15-20 0 k osi rotora. Približný počet magnetov v jednom pásiku je cca 8 kusov.
5. Mali by ste mať 4 skupiny pruhov, každá s 5 pruhmi. Medzi skupinami by mala byť vzdialenosť 2 priemery magnetov a medzi pásikmi v skupine - 0,5-1 priemer magnetu. Vďaka tomuto usporiadaniu sa rotor neprilepí na stator.
6. Po inštalácii všetkých magnetov by ste mali rotor naplniť špeciálnou epoxidovou živicou. Po zaschnutí zakryte valcový prvok sklolaminátom a znova ho impregnujte živicou. Toto upevnenie zabráni vyleteniu magnetov pri pohybe. Uistite sa, že priemer rotora je rovnaký ako pred drážkou, aby sa pri montáži neodieral o vinutie statora.
7. Po vysušení rotora je možné ho nainštalovať na miesto a priskrutkujte oba kryty motora.
8. Vykonajte testy. Na spustenie generátora budete musieť otočiť rotor pomocou elektrickej vŕtačky a na výstupe zmerať výsledný prúd tachometrom.

Prerobiť alebo nie

Ak chcete zistiť, či je prevádzka vlastného generátora účinná, mali by ste vypočítať, do akej miery je úsilie o konverziu zariadenia oprávnené.

To neznamená, že zariadenie je veľmi jednoduché. Motor asynchrónny motor nie je v zložitosti horší ako synchrónny generátor. Jediným rozdielom je absencia elektrického obvodu na spustenie prevádzky, ten je však nahradený batériou kondenzátorov, ktorá zariadenie nijako nezjednodušuje.

Výhodou kondenzátorov je, že nevyžadujú dodatočnú údržbu a energiu prijímajú z magnetické pole rotor alebo vyrobené elektrický prúd. Z toho môžeme povedať, že jedinou výhodou tohto vývoja je absencia potreby údržby.

Ešte jedna vec pozitívna kvalita– efekt jasného faktora. Spočíva v neprítomnosti vyšších harmonických vo generovanom prúde, to znamená, že čím je jeho indikátor nižší, tým menej energie sa vynakladá na vykurovanie, magnetické pole a ďalšie aspekty. Pre trojfázový elektromotor je to asi 2 %, zatiaľ čo pre synchrónne stroje je to najmenej 15 %. Bohužiaľ, zohľadnenie tohto ukazovateľa v každodennom živote, keď sú k sieti pripojené rôzne typy elektrických spotrebičov, je nereálne.

Ostatné ukazovatele a vlastnosti vývoja sú negatívne. Nie je schopný poskytnúť menovitý výkon produkovaného napätia. Preto sa zariadenia používajú spolu s rektifikačnými strojmi, ako aj na nabíjanie batérií.

Generátor je citlivý na najmenšie výkyvy elektriny. V priemyselnom vývoji sa na budenie používa batéria a v domáca verziačasť energie ide do banky kondenzátorov. Keď je zaťaženie generátora vyššie ako jeho nominálna hodnota, nemá dostatok elektriny na dobitie a zastaví sa. V niektorých prípadoch sa používajú kapacitné batérie, ktoré menia svoju dynamickú hlasitosť v závislosti od záťaže.

1. Zariadenie je veľmi nebezpečné, preto sa neodporúča používať napätie 380 V, pokiaľ to nie je absolútne nevyhnutné.
2. V súlade s preventívnymi a bezpečnostnými opatreniami musí byť nainštalované dodatočné uzemnenie.
3. Sledujte tepelné podmienky vývoja. Nie je jej vlastné pracovať pri voľnobežných otáčkach. Aby ste znížili tepelný vplyv, mali by ste si dobre vybrať kondenzátor.
4. Správne vypočítajte výkon vyrobeného elektrického napätia. Napríklad, keď v trojfázovom generátore funguje iba jedna fáza, znamená to, že výkon je 1/3 celkového výkonu a ak fungujú dve fázy, 2/3.
5. Je možné nepriamo riadiť frekvenciu prerušovaného prúdu. Keď je zariadenie nečinné, výstupné napätie sa začína zvyšovať a prekračuje priemyselné hodnoty (220/380V) o 4-6%.
6. Najlepšie je izolovať vývoj.
7. Svoj domáci vynález by ste si mali vybaviť tachometrom a voltmetrom zaznamenať svoju prácu.
8. Odporúča sa poskytnúť špeciálne tlačidlá na zapnutie a vypnutie mechanizmu.
9. Úroveň účinnosti sa zníži o 30-50%, je tento jav nevyhnutný.

Ak chcete vyrobiť veterný generátor s výkonom do 1 kW sami, nie je potrebné kupovať špeciálne vybavenie. Táto úloha jednoduché riešenie, ak máte asynchrónny motor. Okrem toho bude uvedený výkon úplne postačovať na vytvorenie podmienok pre prevádzku jednotlivých domácich spotrebičov a pripojenie pouličného osvetlenia v záhrade pri chate.

Ak si urobíte veterný mlyn vlastnými rukami, potom budete mať bezplatný zdroj energie, ktorý môžete použiť podľa vlastného uváženia. Akékoľvek domáci kutil je schopný samostatne vyrábať veterný generátor na báze asynchrónneho motora.

Z čoho pozostáva generátor?

Generátor, ktorý bude vyrábať elektrickú energiu, obsahuje tieto hlavné prvky:

Princíp fungovania

Prevádzka domáce veterné mlyny vykonávané analogicky s veternými generátormi ktoré sa používajú v priemysle. Hlavným účelom je generovanie striedavého napätia, pri ktorom sa kinetická energia premieňa na elektrickú energiu. Vietor poháňa veterné koleso rotorového typu, v dôsledku čoho z neho prúdi výsledná energia do generátora. Okrem toho zvyčajne úlohu druhého plní asynchrónny motor.

V dôsledku prúdu generovaného generátorom tento vstupuje do batérie, ktorá je vybavená modulom a regulátorom nabíjania. Odtiaľ sa posiela do jednosmerného meniča, ktorého zdrojom je elektrická sieť. V dôsledku toho sa podarí vytvoriť striedavé napätie , ktorých vlastnosti sú vhodné na použitie v domácnostiach (220 V 50 Hz).

Regulátor sa používa na transformáciu striedavého napätia na jednosmerné napätie. S jeho pomocou sa nabíjajú batérie. V niektorých prípadoch sú meniče schopné vykonávať funkcie zdroja neprerušiteľné napájanie. Inými slovami, v prípade problémov s napájaním môžu ako zdroj energie pre domáce spotrebiče použiť batérie alebo generátory.

Materiály a nástroje

Ak chcete vyrobiť veterný generátor, stačí mať asynchrónny motor, ktorý bude potrebné prerobiť. Zároveň budete musieť zásobiť množstvo materiálov:

Vlastnosti a inštalácia generátora

Generátor má nasledujúce vlastnosti:

Funkcie inštalácie

Inštalácia generátora vlastnými rukami sa najčastejšie vykonáva pomocou veterného kolesa s tromi lopatkami, ktoré dosahujú priemer približne 2 m. Rozhodnutie zvýšiť počet lopatiek alebo ich dĺžku nevedie k zlepšeniu výkonu. Bez ohľadu na zvolenú možnosť týkajúcu sa konfigurácie, rozmerov a tvaru lopatiek by sa mali najskôr vykonať predbežné výpočty.

Počas samoinštalácia musíte venovať pozornosť takému parametru, ako je stav pôdy v oblasti, kde budú umiestnené nosné a kotevné drôty. Stožiar sa inštaluje vykopaním diery s hĺbkou nie viac ako 0,5 m, ktorá musí byť vyplnená betónovou maltou.

Sieťové pripojenie vykonávané v presne stanovenom poradí: najskôr sa pripájajú batérie, potom samotný veterný generátor.

Otáčanie veterného generátora sa môže vykonávať v horizontálnej alebo vertikálnej rovine. V tomto prípade sa výber zvyčajne uskutočňuje vo vertikálnej rovine, ktorá súvisí s konštrukčným návrhom. Ako rotory je prípustné použiť modely Darrieus a Savonius.

Návrh inštalácie musí používať tesniace tesnenia alebo uzáver. Vďaka tomuto riešeniu vlhkosť generátoru neublíži.

Je potrebné zvoliť umiestnenie stožiara a podpery otvorené miesto. Vhodná výška stožiara je v tomto prípade 15 m najpoužívanejšie sú stožiare, ktorých výška nepresahuje 5-7 m.

Optimálne je, ak vlastnoručne vyrobený veterný generátor funguje ako záložný zdroj energie.

Tieto zariadenia majú obmedzenia na ich použitie, pretože ich prevádzka je možná len v oblastiach, kde rýchlosť vetra dosahuje približne 7-8 m/s.

Než začnete vytvárať veterný mlyn vlastnými rukami, urobte to presné výpočty. V niektorých prípadoch vznikajú ťažkosti so spracovaním komponentov asynchrónneho motora;

Veterný mlyn nemožno vytvoriť bez elektrických modulov, ako aj série experimentov.

Ako vyrobiť asynchrónny generátor vlastnými rukami?

Aj keď, vždy môžete si zakúpiť hotový asynchrónny generátor, môžete ísť inou cestou a ušetriť peniaze tým, že si to vyrobíte sami. Tu nebudú žiadne ťažkosti. Jediné, čo musíte urobiť, je pripraviť potrebné nástroje.

1. Jednou z vlastností generátora je to mala by sa otáčať vyššou rýchlosťou, skôr než motor. To sa dá dosiahnuť nasledujúcim spôsobom. Po naštartovaní musíte zistiť rýchlosť otáčania motora. Tento problém nám pomôže vyriešiť tachometer alebo otáčkomer.
2. Po určení vyššie uvedeného parametra by sa k hodnote malo pripočítať 10 %. Ak je napríklad jeho krútiaci moment 1200 ot / min, potom pre generátor to bude 1320 ot / min.
3. Ak chcete vyrobiť elektrický generátor založený na asynchrónnom motore, budete musieť nájsť vhodnú kapacitu pre kondenzátory. Okrem toho je potrebné pripomenúť, že všetko kondenzátory by sa nemali líšiť vo svojich fázach jeden od druhého.
4. Odporúča sa použiť stredne veľkú nádobu. Ak sa ukáže, že je príliš veľký, povedie to k zahrievaniu asynchrónneho motora.
5. Na montáž mali by sa použiť kondenzátory kto môže garantovať požadovanú rýchlosť rotácia. Ich inštalácia sa musí brať veľmi vážne. Odporúča sa ich chrániť pomocou špeciálnych izolačných materiálov.

Toto sú všetky operácie, ktoré sa musia vykonať pri usporiadaní generátora na báze motora. Potom môžete pristúpiť k jeho inštalácii. Upozorňujeme, že pri použití zariadenia vybaveného rotorom s klietkou nakrátko dostanete prúd o vysokého napätia. Z tohto dôvodu na dosiahnutie hodnoty 220 V budete potrebovať znižovací transformátor.

Energia elektrického prúdu, ktorá vstupuje do vnútra asynchrónneho motora, sa na výstupe z asynchrónneho motora ľahko mení na pohybovú energiu. Ale čo ak je potrebná reverzná transformácia? V tomto prípade si môžete postaviť domáci generátor z asynchrónneho motora. Fungovať bude len v inom režime: elektrina sa začne generovať vykonávaním mechanickej práce. Perfektné riešenie– premena na veterný generátor – zdroj voľnej energie.

Experimentálne bolo dokázané, že magnetické pole vzniká striedavým elektrickým poľom. Toto je základom princípu činnosti asynchrónneho motora, ktorého konštrukcia zahŕňa:

• Telo je to, čo vidíme zvonku;
• Stator je stacionárna časť elektromotora;
• Rotor je prvok, ktorý je poháňaný.

Hlavným prvkom statora je vinutie, na ktoré je privedené striedavé napätie (princíp činnosti nie je na permanentných magnetoch, ale na magnetickom poli, ktoré je poškodené striedavým elektrickým). Rotor je valec so štrbinami, v ktorých je umiestnené vinutie. Ale prúd, ktorý do nej vstupuje, má opačný smer. V dôsledku toho sa vytvárajú dve striedavé elektrické polia. Každý z nich vytvára magnetické pole, ktoré sa začne vzájomne ovplyvňovať. Ale konštrukcia statora je taká, že sa nemôže pohybovať. Výsledkom interakcie dvoch magnetických polí je preto rotácia rotora.

Konštrukcia a princíp činnosti elektrického generátora

Experimenty tiež potvrdzujú, že magnetické pole vytvára striedavé elektrické pole. Nižšie je uvedený diagram, ktorý jasne ilustruje princíp činnosti generátora.

Ak je kovový rám umiestnený a otáčaný v magnetickom poli, magnetický tok, ktorý ním preniká, sa začne meniť. To povedie k vytvoreniu indukovaného prúdu vo vnútri rámu. Ak pripojíte konce k súčasnému spotrebiteľovi, napríklad k elektrickej lampe, môžete pozorovať jej žiaru. To naznačuje, že mechanická energia vynaložená na otáčanie rámu v magnetickom poli sa premenila na elektrickú energiu, ktorá pomohla rozsvietiť lampu.

Štrukturálne sa elektrický generátor skladá z rovnakých častí ako elektromotor: kryt, stator a rotor. Rozdiel je len v princípe fungovania. Rotor je poháňaný magnetickým poľom vytvoreným elektrickým poľom vo vinutí statora. A vo vinutí statora sa objaví elektrický prúd v dôsledku zmeny magnetického toku, ktorý do neho preniká, v dôsledku nútenej rotácie rotora.

Od elektromotora po elektrický generátor

Ľudský život je dnes nemysliteľný bez elektriny. Všade sa preto stavajú elektrárne, ktoré premieňajú energiu vody, vetra a atómové jadrá do elektrickej energie. Stal sa univerzálnym, pretože sa dá premeniť na energiu pohybu, tepla a svetla. To sa stalo dôvodom masívneho rozšírenia elektromotorov. Elektrické generátory sú menej obľúbené, pretože štát dodáva elektrinu centrálne. Ale aj tak sa občas stane, že nejde elektrina a nie je ju odkiaľ dostať. V tomto prípade vám pomôže generátor z asynchrónneho motora.

Už sme povedali vyššie, že elektrický generátor a motor sú si konštrukčne podobné. To vyvoláva otázku: je možné použiť tento zázrak techniky ako zdroj mechanického aj elektrickej energie? Ukazuje sa, že je to možné. A my vám povieme, ako previesť motor na zdroj prúdu vlastnými rukami.

Význam prepracovania

Ak potrebujete elektrický generátor, prečo ho vyrábať z motora, ak si môžete kúpiť nové zariadenie? Kvalitné elektrické vybavenie však nie je lacným potešením. A ak máte ten, ktorý sa nepoužíva v momentálne motor, prečo by mu nemal dobre slúžiť? Autor: jednoduché manipulácie a s minimálne náklady získate vynikajúci zdroj prúdu, ktorý dokáže napájať zariadenia s aktívnou záťažou. Patria sem počítačové, elektronické a rádiové zariadenia, obyčajné lampy, ohrievače a zváracie meniče.

Úspora však nie je jedinou výhodou. Výhody elektrický generátor prúd skonštruovaný z asynchrónny elektromotor:

• Dizajn je jednoduchší ako u synchrónneho analógu;
• Maximálna ochrana vnútorných častí pred vlhkosťou a prachom;
• Vysoká odolnosť proti preťaženiu a skratu;
• Takmer úplná absencia nelineárnych skreslení;
• Faktor vôle (hodnota vyjadrujúca nerovnomerné otáčanie rotora) nie viac ako 2 %;
• Vinutia sú počas prevádzky statické, takže sa dlho neopotrebúvajú, čím sa zvyšuje ich životnosť;
• Vyrobená elektrina má okamžite napätie 220V alebo 380V, podľa toho, ktorý motor sa rozhodnete prerobiť: jednofázový alebo trojfázový. To znamená, že súčasné spotrebiče môžu byť pripojené priamo ku generátoru bez meničov.

Aj keď elektrický generátor nemôže plne vyhovovať vašim potrebám, možno ho použiť v spojení s centralizovaným napájaním. V tomto prípade opäť hovoríme o úsporách: budete musieť zaplatiť menej. Prínos bude vyjadrený ako rozdiel získaný odpočítaním vyrobenej elektriny od množstva spotrebovanej elektriny.

Čo je potrebné na prestavbu?

Ak chcete vyrobiť generátor z asynchrónneho motora vlastnými rukami, musíte najprv pochopiť, čo bráni premene elektrickej energie z mechanickej energie. Pripomeňme, že na vytvorenie indukčného prúdu je potrebná prítomnosť magnetického poľa, ktoré sa mení s časom. Keď zariadenie pracuje v režime motora, vytvára sa v statore aj rotore v dôsledku napájania zo siete. Ak prepnete zariadenie do režimu generátora, ukáže sa, že neexistuje žiadne magnetické pole. odkiaľ pochádza?

Keď zariadenie pracuje v režime motora, rotor si zachováva zvyškovú magnetizáciu. Je to ona, ktorá z nútenej rotácie spôsobuje indukovaný prúd v statore. A aby sa magnetické pole udržalo, bude potrebné nainštalovať kondenzátory, ktoré prenášajú kapacitný prúd. Je to on, kto udrží magnetizáciu v dôsledku samobudenia.

Vyriešili sme otázku, odkiaľ pochádza pôvodné magnetické pole. Ako však uviesť rotor do pohybu? Samozrejme, ak to roztočíte vlastnými rukami, môžete napájať malú žiarovku. Ale výsledok vás pravdepodobne neuspokojí. Ideálnym riešením je premeniť motor na veterný generátor alebo veterný mlyn.

Toto je názov zariadenia, ktoré premieňa kinetickú energiu vetra na mechanickú a potom na elektrickú. Veterné generátory sú vybavené lopatkami, ktoré sa pohybujú, keď sa stretnú s vetrom. Môžu sa otáčať vo vertikálnej aj horizontálnej rovine.

Od teórie k praxi

Postavme si veterný generátor z motora vlastnými rukami. Pre ľahké pochopenie sú k pokynom priložené schémy a videá. Budete potrebovať:

• Zariadenie na prenos veternej energie do rotora;
• Kondenzátory pre každé vinutie statora.

Je ťažké sformulovať pravidlo, podľa ktorého by ste si mohli vybrať zariadenie na zachytávanie vetra na prvýkrát. Tu sa musíte riadiť skutočnosťou, že keď zariadenie pracuje v režime generátora, rýchlosť rotora by mala byť o 10% vyššia ako pri prevádzke ako motor. Musíte brať do úvahy nie nominálnu frekvenciu, ale voľnobežné otáčky. Príklad: menovitá frekvencia je 1000 ot./min. av režime nečinnosti je 1400. Potom na generovanie prúdu budete potrebovať frekvenciu približne 1540 ot./min.

Výber kondenzátorov podľa kapacity sa vykonáva podľa vzorca:

C je požadovaná kapacita. Q – rýchlosť otáčania rotora v otáčkach za minútu. P je číslo „pi“ rovné 3,14. f – fázová frekvencia ( konštantný pre Rusko rovná 50 Hertzom). U – sieťové napätie (220 ak je jedna fáza a 380 ak je trojfázová).

Príklad výpočtu : Trojfázový rotor sa otáča rýchlosťou 2500 ot./min. PotomC = 2500/(2 x 3,14 x 50 x 380 x 380) = 56 uF.

Pozor! Nevyberajte nádobu väčšiu, ako je vypočítaná hodnota. V opačnom prípade bude aktívny odpor vysoký, čo povedie k prehriatiu generátora. To sa môže stať aj pri spustení zariadenia bez záťaže. V tomto prípade bude užitočné znížiť kapacitu kondenzátora. Aby ste to mohli ľahko urobiť sami, umiestnite nádobu nie ako celok, ale ako prefabrikovaný. Napríklad 60 μF môže byť zložených zo 6 kusov 10 μF zapojených paralelne k sebe.

Ako sa pripojiť?

Pozrime sa, ako vyrobiť generátor z asynchrónneho motora na príklade trojfázového motora:

1. Pripojte hriadeľ k zariadeniu, ktoré otáča rotor pomocou veternej energie;
2. Kondenzátory pripojte do trojuholníkového vzoru, ktorého vrcholy sú spojené s koncami hviezdy alebo vrcholmi trojuholníka statora (v závislosti od typu pripojenia vinutia);
3. Ak je na výstupe potrebné napätie 220 voltov, spojte statorové vinutia do trojuholníka (koniec prvého vinutia so začiatkom druhého, koniec druhého so začiatkom tretieho, koniec tretieho so začiatkom prvého);
4. Ak potrebujete napájať zariadenia od 380 voltov, potom je na pripojenie vinutia statora vhodný hviezdicový obvod. Za týmto účelom spojte začiatok všetkých vinutí dohromady a konce pripojte k príslušným nádobám.

Pokyny krok za krokom, ako vyrobiť nízkoenergetický jednofázový veterný generátor vlastnými rukami:

1. Vyhoďte to zo starého práčka elektrický motor;
2. Určite pracovné vinutie a paralelne s ním pripojte kondenzátor;
3. Zabezpečte, aby sa rotor otáčal pomocou veternej energie.

Získate veterný mlyn, ako vo videu, a bude produkovať 220 voltov.

Pre elektrické spotrebiče napájané jednosmerným prúdom bude potrebný ďalší usmerňovač. A ak máte záujem sledovať parametre napájania, nainštalujte na výstup ampérmeter a voltmeter.

Poradte! Kvôli nedostatku konštantného vetra môžu veterné generátory niekedy prestať pracovať alebo nefungujú na plný výkon. Preto je vhodné zorganizovať si vlastnú elektráreň. Na tento účel je veterný mlyn pripojený k batérii počas veterného počasia. Akumulovaná elektrina sa dá využiť v pokojných obdobiach.

Elektromotor je zariadenie, ktoré funguje ako menič energie a pracuje v režime získavania mechanickej energie z elektrickej energie. Jednoduchými transformáciami bez použitia permanentného magnetu, ale vďaka zvyškovej magnetizácii, motor začne pracovať ako zdroj energie. Toto sú dva vzájomne inverzné javy, ktoré vám pomôžu ušetriť: nemusíte kupovať veterný generátor, ak máte položený elektromotor. Pozrite si video a učte sa.

Na napájanie domácich spotrebičov a priemyselné zariadenia je potrebný zdroj elektriny. Elektrický prúd je možné generovať niekoľkými spôsobmi. Ale najsľubnejšia a cenovo najefektívnejšia je dnes súčasná generácia elektrické stroje. Najjednoduchší na výrobu, najlacnejší a najspoľahlivejší v prevádzke sa ukázal byť asynchrónny generátor, ktorý vyrába leví podiel elektriny, ktorú spotrebujeme.

Aplikácia elektrické stroje tento typ je diktovaný ich výhodami. Asynchrónne elektrické generátory naopak poskytujú:

• viac vysoký stupeň spoľahlivosť;
• dlhá životnosť;
• efektívnosť;
• minimálne náklady na údržbu.

Tieto a ďalšie vlastnosti asynchrónnych generátorov sú vlastné ich konštrukcii.

Dizajn a princíp činnosti

Hlavnými pracovnými časťami asynchrónneho generátora sú rotor (pohyblivá časť) a stator (pevná časť). Na obrázku 1 je rotor umiestnený vpravo a stator vľavo. Venujte pozornosť konštrukcii rotora. Nie sú na ňom viditeľné žiadne vinutia. medený drôt. Vinutia v skutočnosti existujú, ale pozostávajú z hliníkových tyčí skratovaných na krúžky umiestnené na oboch stranách. Na fotografii sú tyče viditeľné vo forme šikmých čiar.

Konštrukcia vinutí nakrátko tvorí takzvanú „klietku veveričky“. Priestor vo vnútri tejto klietky je vyplnený oceľovými platňami. Presnejšie povedané, hliníkové tyče sú zalisované do štrbín vytvorených v jadre rotora.

Ryža. 1. Rotor a stator asynchrónneho generátora

Asynchrónny stroj, ktorého štruktúra je opísaná vyššie, sa nazýva generátor vo veveričke. Každý, kto pozná konštrukciu asynchrónneho elektromotora, si pravdepodobne všimol podobnosť v štruktúre týchto dvoch strojov. V podstate sa nelíšia, pretože asynchrónny generátor a elektromotor s klietkou nakrátko sú takmer totožné, s výnimkou dodatočných budiacich kondenzátorov používaných v režime generátora.

Rotor je umiestnený na hriadeli, ktorý je uložený na ložiskách upnutých na oboch stranách krytmi. Celá konštrukcia je chránená kovovým plášťom. Generátory stredného a vysokého výkonu vyžadujú chladenie, preto je na hriadeli dodatočne inštalovaný ventilátor a samotné puzdro je rebrované (pozri obr. 2).

Ryža. 2. Zostava asynchrónneho generátora

Princíp fungovania

Podľa definície je generátor zariadenie, ktoré premieňa mechanickú energiu na elektrický prúd. Nezáleží na tom, aká energia sa použije na otáčanie rotora: vietor, potenciálna energia vody alebo vnútorná energia premenená turbínou alebo spaľovacím motorom na mechanickú energiu.

V dôsledku rotácie rotora prechádzajú magnetické siločiary vytvorené zvyškovou magnetizáciou oceľových dosiek cez vinutia statora. V cievkach sa generuje EMF, ktorý pri pripojení aktívnych záťaží vedie k tvorbe prúdu v ich obvodoch.

V tomto prípade je dôležité, aby synchrónna rýchlosť otáčania hriadeľa bola o niečo (asi o 2 - 10%) vyššia ako synchrónna frekvencia striedavého prúdu (nastavená počtom pólov statora). Inými slovami, je potrebné zabezpečiť asynchrónnosť (nesúlad) otáčok o veľkosť sklzu rotora.

Treba poznamenať, že prúd získaný týmto spôsobom bude malý. Na zvýšenie výstupného výkonu je potrebné zvýšiť magnetickú indukciu. Zvýšenie účinnosti zariadenia dosahujú pripojením kondenzátorov na svorky cievok statora.

Obrázok 3 znázorňuje schému kondenzátorom budeného asynchrónneho zváracieho alternátora (ľavá strana schémy). Upozorňujeme, že poľné kondenzátory sú zapojené v konfigurácii trojuholníka. Na pravej strane obrázku je skutočná schéma samotného invertorového zváracieho stroja.

Ryža. 3. Schéma zváracieho asynchrónneho generátora

Sú iní, viac zložité obvody budenie, napríklad pomocou induktorov a banky kondenzátorov. Príklad takéhoto obvodu je znázornený na obrázku 4.

Obrázok 4. Schéma zariadenia s induktormi

Rozdiel od synchrónneho generátora

Hlavným rozdielom medzi synchrónnym alternátorom a asynchrónnym generátorom je konštrukcia rotora. V synchrónnom stroji sa rotor skladá z drôtových vinutí. Na vytvorenie magnetickej indukcie sa používa autonómny zdroj energie (často prídavný nízkoenergetický jednosmerný generátor umiestnený na rovnakej osi ako rotor).

Výhodou synchrónneho generátora je, že generuje kvalitnejší prúd a je ľahko synchronizovateľný s inými alternátormi podobného typu. Synchrónne alternátory sú však citlivejšie na preťaženie a skraty. Sú drahšie ako ich asynchrónne náprotivky a náročnejšie na údržbu - je potrebné sledovať stav kefiek.

Harmonický koeficient alebo clearingový faktor asynchrónnych generátorov je nižší ako u synchrónnych alternátorov. To znamená, že vyrábajú takmer čistú elektrinu. Nasledujúce fungujú stabilnejšie pri takýchto prúdoch:

• Nastaviteľné nabíjačky;
• moderné televízne prijímače.

Asynchrónne generátory zabezpečujú spoľahlivé štartovanie elektromotorov, ktoré vyžadujú veľké štartovacie prúdy. V tomto ukazovateli v skutočnosti nie sú nižšie ako synchrónne stroje. Majú menej reaktívneho zaťaženia, čo má pozitívny vplyv na tepelné podmienky, pretože na jalový výkon sa spotrebuje menej energie. Asynchrónny alternátor má lepšiu stabilitu výstupnej frekvencie pri rôznych rýchlostiach rotora.

Klasifikácia

Generátory typu veverička sú najrozšírenejšie kvôli jednoduchosti ich konštrukcie. Existujú však aj iné typy asynchrónnych strojov: alternátory s vinutým rotorom a zariadenia využívajúce permanentné magnety, ktoré tvoria budiaci obvod.

Na porovnanie, obrázok 5 zobrazuje dva typy generátorov: vľavo na základni a vpravo - asynchrónny stroj založený na IM s navinutým rotorom. Už letmý pohľad na schematické obrázky odhalí komplikovanú konštrukciu navinutého rotora. Prítomnosť zberných krúžkov (4) a mechanizmu držiaka kefy (5) priťahuje pozornosť. Číslo 3 označuje drážky pre vinutie drôtu, do ktorého treba privádzať prúd na jeho vybudenie.

Ryža. 5. Typy asynchrónnych generátorov

Prítomnosť budiacich vinutí v rotore asynchrónneho generátora zlepšuje kvalitu generovaného elektrického prúdu, strácajú sa však také výhody, ako je jednoduchosť a spoľahlivosť. Preto sa takéto zariadenia používajú ako zdroj autonómnej energie iba v tých oblastiach, kde je ťažké sa bez nich zaobísť. Permanentné magnety v rotoroch sa používajú najmä na výrobu generátorov s nízkym výkonom.

Rozsah pôsobnosti

Najbežnejšie použitie generátorových súprav s rotorom vo veveričke. Sú lacné a nevyžadujú prakticky žiadnu údržbu. Zariadenia vybavené štartovacími kondenzátormi majú slušné ukazovatele účinnosti.

Asynchrónne alternátory sa často používajú ako autonómny alebo záložný zdroj energie. Pracujú s nimi, používajú sa na výkonné mobilné a.

Alternátory s trojfázovým vinutím spoľahlivo spúšťajú trojfázový elektromotor, preto sa často používajú v priemyselných elektrárňach. Môžu tiež napájať zariadenia v jednofázových sieťach. Dvojfázový režim vám umožňuje ušetriť palivo na spaľovacom motore, pretože nepoužívané vinutia sú v režime nečinnosti.

Rozsah aplikácie je pomerne široký:

• dopravný priemysel;
• poľnohospodárstvo;
• sféra domácností;
• lekárske inštitúcie;

Asynchrónne alternátory sú vhodné na výstavbu miestnych veterných a vodných elektrární.

DIY asynchrónny generátor

Okamžite urobme rezerváciu: nehovoríme o výrobe generátora od nuly, ale o premene asynchrónneho motora na alternátor. Niektorí remeselníci používajú hotový stator z motora a experimentujú s rotorom. Cieľom je použiť neodýmové magnety na výrobu pólov rotora. Obrobok s nalepenými magnetmi môže vyzerať asi takto (pozri obr. 6):

Ryža. 6. Blank s nalepenými magnetmi

Magnety nalepíte na špeciálne opracovaný kus namontovaný na hriadeli elektromotora, pričom dodržíte ich polaritu a uhol posunu. To bude vyžadovať najmenej 128 magnetov.

Hotová konštrukcia musí byť prispôsobená statoru a zároveň zabezpečiť minimálnu medzeru medzi zubami a magnetickými pólmi vyrábaného rotora. Keďže magnety sú ploché, budete ich musieť brúsiť alebo brúsiť za stáleho chladenia konštrukcie, pretože neodým stráca svoje magnetické vlastnosti, keď vysoká teplota. Ak urobíte všetko správne, generátor bude fungovať.

Problém je v tom, že v remeselné podmienky Je veľmi ťažké vyrobiť dokonalý rotor. Ale ak máte sústruh a ste ochotní stráviť pár týždňov úpravami a úpravami, môžete experimentovať.

ponúkam viac praktická možnosť– premena asynchrónneho motora na generátor (pozri video nižšie). Na to budete potrebovať elektromotor s vhodným výkonom a prijateľnou rýchlosťou rotora. Výkon motora musí byť aspoň o 50 % vyšší ako požadovaný výkon alternátora. Ak máte k dispozícii takýto elektromotor, začnite spracovávať. V opačnom prípade je lepšie kúpiť hotový generátor.

Na recykláciu budete potrebovať 3 kondenzátory značiek KBG-MN, MBGO, MBGT (môžete zobrať aj iné značky, ale nie elektrolytické). Kondenzátory vyberte pre napätie najmenej 600 V (pre trojfázový motor). Jalový výkon generátora Q vo vzťahu ku kapacite kondenzátora nasledujúca závislosť: Q = 0,314.U2.C.10-6.

So zvyšujúcim sa zaťažením sa zvyšuje jalový výkon, čo znamená, že na udržanie stabilného napätia U je potrebné zvýšiť kapacitu kondenzátorov pridaním nových kapacít pomocou spínania.

Video: vytvorenie asynchrónneho generátora z jednofázový motor– 1. časť

Časť 2

V praxi sa zvyčajne volí priemerná hodnota za predpokladu, že zaťaženie nebude maximálne.

Po zvolení parametrov kondenzátorov ich pripojte na svorky vinutia statora podľa schémy (obr. 7). Generátor je pripravený.

Ryža. 7. Schéma zapojenia kondenzátora

Asynchrónny generátor nevyžaduje špeciálnu starostlivosť. Jeho údržba spočíva v sledovaní stavu ložísk. V nominálnych režimoch môže zariadenie fungovať roky bez zásahu operátora.

Slabým článkom sú kondenzátory. Môžu zlyhať, najmä ak sú ich denominácie nesprávne zvolené.

Generátor sa počas prevádzky zahrieva. Ak často pripájate zvýšené zaťaženie, sledujte teplotu zariadenia alebo sa postarajte o dodatočné chladenie.

Často je potrebné zabezpečiť autonómne napájanie vidiecky dom. V takejto situácii pomôže DIY generátor vyrobený z asynchrónneho motora. Nie je ťažké to urobiť sami, majúc určité zručnosti pri manipulácii s elektrickým zariadením.

Princíp fungovania

Vďaka svojej jednoduchej konštrukcii a efektívnej prevádzke sú indukčné motory široko používané v priemysle. Tvoria podstatnú časť všetkých motorov. Princíp ich činnosti spočíva vo vytváraní magnetického poľa pôsobením striedavého elektrického prúdu.

Experimenty dokázali, že rotácia kovový rám v magnetickom poli sa v ňom môže indukovať elektrický prúd, ktorého vznik potvrdzuje žiara žiarovky. Tento jav sa nazýva elektromagnetická indukcia.

Zariadenie motora

Asynchrónny motor pozostáva z kovového krytu, vo vnútri ktorého sú:

• stator s vinutím, cez ktorý prechádza striedavý elektrický prúd;
• rotor s otáčkami vinutia, cez ktorý preteká prúd v opačnom smere.

Oba prvky sú na rovnakej osi. Oceľové statorové dosky do seba pevne zapadajú, v niektorých modifikáciách sú pevne zvarené. Medené vinutie statora je od jadra izolované kartónovými rozperami. Vinutie rotora je vyrobené z hliníkových tyčí, uzavretých na oboch stranách. Magnetické polia vznikajúce prechodom striedavého prúdu na seba pôsobia. Medzi vinutiami vzniká EMF, ktoré otáča rotor, pretože stator je stacionárny.

Generátor z asynchrónneho motora pozostáva z toho istého komponentov, avšak v v tomto prípade dochádza k opačnému efektu, teda k premene mechanickej alebo tepelnej energie na energiu elektrickú. Pri prevádzke v motorickom režime si zachováva zvyškovú magnetizáciu, ktorá indukuje elektrické pole v statore.

Rýchlosť otáčania rotora musí byť vyššia ako zmena magnetického poľa statora. Môžete to spomaliť jalový výkon kondenzátory. Náboj, ktorý akumulujú, má opačnú fázu a má „brzdný účinok“. Rotáciu môže zabezpečiť veterná, vodná a parná energia.

Obvod generátora

Generátor z asynchrónneho motora má jednoduchý obvod. Po dosiahnutí synchrónnej rýchlosti otáčania nastáva proces výroby elektrickej energie vo vinutí statora.

Ak k vinutiu pripojíte kondenzátorovú banku, objaví sa vedúci elektrický prúd, ktorý vytvára magnetické pole. V tomto prípade musia mať kondenzátory kapacitu vyššiu ako je kritická, ktorá je určená technické parametre mechanizmus. Sila generovaného prúdu bude závisieť od kapacity banky kondenzátorov a vlastností motora.

Technológia výroby

Úloha premeny asynchrónneho elektromotora na generátor je pomerne jednoduchá, ak máte potrebné diely.

Ak chcete začať proces konverzie, musíte mať nasledujúce mechanizmy a materiály:

• asynchrónny motor– postačí jednofázový motor zo starej práčky;
• zariadenie na meranie otáčok rotora– tachometer alebo tachogenerátor;
• nepolárne kondenzátory– vhodné sú modely typu KBG-MN s prevádzkovým napätím 400 V;
• sada praktických nástrojov– vŕtačky, pílky, kľúče.

Pokyny krok za krokom

Výroba generátora vlastnými rukami z asynchrónneho motora sa vykonáva podľa predloženého algoritmu.

• Generátor musí byť nastavený tak, aby jeho otáčky boli väčšie ako otáčky motora. Rýchlosť otáčania sa meria tachometrom alebo iným zariadením, keď je motor zapnutý.
• Výsledná hodnota by sa mala zvýšiť o 10 % existujúceho ukazovateľa.
• Kapacita pre kondenzátorovú banku je zvolená - nemala by byť príliš veľká, inak bude zariadenie veľmi horúce. Na jej výpočet môžete použiť tabuľku vzťahu medzi kapacitou kondenzátora a jalovým výkonom.
• Na zariadení je nainštalovaná kondenzátorová banka, ktorá poskytne vypočítanú rýchlosť otáčania generátora. Jeho inštalácia vyžaduje osobitnú pozornosť– všetky kondenzátory musia byť spoľahlivo izolované.

Pre 3-fázové motory sú kondenzátory zapojené do hviezdy alebo trojuholníka. Prvý typ zapojenia umožňuje vyrábať elektrinu pri nižšej rýchlosti rotora, ale výstupné napätie bude nižšie. Na jeho zníženie na 220 V sa používa znižovací transformátor.

Výroba magnetického generátora

Magnetický generátor nevyžaduje použitie kondenzátorovej banky. Tento dizajn využíva neodymové magnety. Na dokončenie práce by ste mali:

• usporiadajte magnety na rotor podľa schémy, pričom pozorujte póly - každý z nich musí mať najmenej 8 prvkov;
• Rotor musí byť najskôr brúsený sústruh na hrúbke magnetov;
• použite lepidlo na pevné upevnenie magnetov;
• zvyšok voľný priestor naplňte epoxidom medzi magnetickými prvkami;
• Po inštalácii magnetov musíte skontrolovať priemer rotora - nemal by sa zvyšovať.

Výhody domáceho elektrického generátora

Samostatne vyrobený generátor z asynchrónneho motora sa stane ekonomickým zdrojom prúdu, ktorý zníži spotrebu centralizovanej elektriny. Môže sa použiť na poskytovanie potravy domáce elektrospotrebiče, výpočtová technika, ohrievače. Domáci generátor z asynchrónneho motora má nesporné výhody:

• jednoduchý a spoľahlivý dizajn;
• účinná ochrana vnútorných častí pred prachom alebo vlhkosťou;
• odolnosť voči preťaženiu;
• dlhá životnosť;
• možnosť pripojenia zariadení bez meničov.

Pri práci s generátorom by ste mali brať do úvahy aj možnosť náhodných zmien elektrického prúdu.