Générateur à partir d'un moteur électrique sans carburant à partir de 3 kW. Comment fabriquer un générateur électrique asynchrone de vos propres mains. La section montre les principaux éléments

09.03.2020

Conception et principe de fonctionnement

Principales pièces de travail générateur asynchrone est un rotor (partie mobile) et un stator (partie fixe). Sur la figure 1, le rotor est situé à droite et le stator à gauche. Faites attention à la conception du rotor. Aucun enroulement n’est visible dessus. fil de cuivre. En fait, des bobinages existent, mais ils sont constitués de tiges d'aluminium court-circuitées à des anneaux situés de part et d'autre. Sur la photo, les tiges sont visibles sous forme de lignes obliques.

La conception des enroulements en court-circuit forme ce qu'on appelle une « cage d'écureuil ». L'espace à l'intérieur de cette cage est rempli de plaques d'acier. Pour être précis, des tiges d'aluminium sont pressées dans des fentes pratiquées dans le noyau du rotor.

Riz. 1. Rotor et stator d'un générateur asynchrone

Une machine asynchrone dont la structure est décrite ci-dessus est appelée générateur à cage d'écureuil. Quiconque connaît la conception d’un moteur électrique asynchrone a probablement remarqué la similitude dans la structure de ces deux machines. En substance, ils ne sont pas différents, puisque le générateur asynchrone et le moteur électrique à cage d'écureuil sont presque identiques, à l'exception des condensateurs d'excitation supplémentaires utilisés en mode générateur.

Le rotor est situé sur un arbre qui repose sur des roulements serrés des deux côtés par des couvercles. L'ensemble de la structure est protégé par une enveloppe métallique. Générateurs de milieu et haute puissance nécessitent un refroidissement, c'est pourquoi un ventilateur est en outre installé sur l'arbre et le boîtier lui-même est nervuré (voir Fig. 2).

Riz. 2. Ensemble générateur asynchrone

Principe de fonctionnement

Par définition, un générateur est un appareil qui convertit l'énergie mécanique en courant électrique. Peu importe l'énergie utilisée pour faire tourner le rotor : le vent, énergie potentielle de l'eau ou énergie interne, converti par une turbine ou un moteur à combustion interne en un moteur mécanique.

En raison de la rotation du rotor, le champ magnétique les lignes électriques, formés par l'aimantation résiduelle des plaques d'acier, traversent les enroulements du stator. Une FEM est générée dans les bobines, ce qui, lorsque des charges actives sont connectées, conduit à la formation de courant dans leurs circuits.

Dans ce cas, il est important que la vitesse de rotation de l'arbre synchrone soit légèrement (environ 2 à 10 %) supérieure à la fréquence synchrone du courant alternatif (fixée par le nombre de pôles du stator). En d'autres termes, il est nécessaire d'assurer l'asynchronisme (désadaptation) de la vitesse de rotation en fonction du glissement du rotor.

Il convient de noter que le courant ainsi obtenu sera faible. Pour augmenter la puissance de sortie, il est nécessaire d’augmenter l’induction magnétique. Cherchent accroître l'efficacité appareils en connectant des condensateurs aux bornes des bobines du stator.

La figure 3 montre un schéma d'un alternateur asynchrone à souder avec excitation par condensateur ( côté gauche schème). Veuillez noter que les condensateurs de terrain sont connectés dans une configuration en triangle. Le côté droit de la figure est le schéma réel de la machine à souder à onduleur elle-même.

Riz. 3. Schéma d'un générateur asynchrone de soudage

Il y en a d'autres, plus circuits complexes excitation, par exemple, à l'aide d'inductances et d'une batterie de condensateurs. Un exemple d'un tel circuit est illustré à la figure 4.

Figure 4. Schéma de l'appareil avec inductances

Différence avec le générateur synchrone

La principale différence entre un alternateur synchrone et un générateur asynchrone réside dans la conception du rotor. Dans une machine synchrone, le rotor est constitué d'enroulements de fils. Pour créer une induction magnétique, il est utilisé source autonome alimentation (souvent un générateur supplémentaire de faible puissance courant continu, situé sur le même axe que le rotor).

L’avantage d’un générateur synchrone est qu’il génère un courant de meilleure qualité et se synchronise facilement avec d’autres alternateurs de type similaire. Cependant, les alternateurs synchrones sont plus sensibles aux surcharges et aux courts-circuits. Ils sont plus chers que leurs homologues asynchrones et plus exigeants en entretien - il est nécessaire de surveiller l'état des balais.

Le coefficient harmonique ou facteur de compensation des générateurs asynchrones est inférieur à celui des alternateurs synchrones. Autrement dit, ils génèrent de l’électricité presque pure. Les éléments suivants fonctionnent de manière plus stable à de tels courants :

chargeurs réglables;
récepteurs de télévision modernes.

Les générateurs asynchrones assurent un démarrage fiable des moteurs électriques nécessitant des courants de démarrage élevés. Dans cet indicateur, elles ne sont en réalité pas inférieures aux machines synchrones. Ils ont moins de charges réactives, ce qui a un effet positif sur les conditions thermiques, puisque moins d'énergie est dépensée en puissance réactive. Un alternateur asynchrone a une meilleure stabilité de fréquence de sortie à différentes vitesses rotation des rotors.

Classification

Générateurs de type court-circuit reçus plus grande distribution, en raison de la simplicité de leur conception. Il existe cependant d'autres types de machines asynchrones : les alternateurs à rotor bobiné et les dispositifs utilisant des aimants permanents qui forment un circuit d'excitation.

A titre de comparaison, la figure 5 montre deux types de générateurs : à gauche sur la base, et à droite - une machine asynchrone basée sur un IM à rotor bobiné. Même un rapide coup d’œil sur les images schématiques révèle la conception complexe du rotor bobiné. La présence de bagues collectrices (4) et d'un mécanisme porte-balais (5) attire l'attention. Le chiffre 3 indique les rainures de l'enroulement du fil, auxquelles le courant doit être fourni pour l'exciter.

Riz. 5. Types de générateurs asynchrones

La présence d'enroulements de champ dans le rotor d'un générateur asynchrone augmente la qualité du produit généré courant électrique Cependant, des avantages tels que la simplicité et la fiabilité sont perdus. Par conséquent, de tels dispositifs ne sont utilisés comme source d’énergie autonome que dans les zones où il est difficile de s’en passer. Les aimants permanents des rotors sont principalement utilisés pour la production de générateurs de faible puissance.

Champ d'application

Application la plus courante groupes électrogènes avec un rotor à cage d'écureuil. Ils sont peu coûteux et ne nécessitent pratiquement aucun entretien. Les appareils équipés de condensateurs de démarrage ont des indicateurs d'efficacité décents.

Les alternateurs asynchrones sont souvent utilisés seuls ou source de sauvegarde nutrition. Ils travaillent avec eux, ils sont utilisés pour des mobiles puissants et.

Les alternateurs avec enroulements triphasés démarrent de manière fiable un moteur électrique triphasé, ils sont donc souvent utilisés dans les centrales électriques industrielles. Ils peuvent également alimenter des équipements dans des réseaux monophasés. Le mode biphasé permet d'économiser du carburant sur le moteur à combustion interne, puisque les enroulements inutilisés sont en mouvement inactif.

Le champ d'application est assez étendu :

industrie des transports;
Agriculture;
sphère domestique;
établissements médicaux;

Les alternateurs asynchrones conviennent à la construction de centrales éoliennes et hydrauliques locales.

Générateur asynchrone DIY

Réservons tout de suite : il ne s'agit pas de fabriquer un générateur de toutes pièces, mais de le refaire. moteur asynchrone dans l'alternateur. Certains artisans utilisent un stator prêt à l'emploi provenant d'un moteur et expérimentent le rotor. L'idée est d'utiliser des aimants en néodyme pour réaliser les pôles du rotor. Une pièce avec des aimants collés pourrait ressembler à ceci (voir Fig. 6) :

Riz. 6. Vierge avec aimants collés

Vous collez des aimants sur une pièce spécialement usinée montée sur l'arbre du moteur électrique, en respectant leur polarité et leur angle de déplacement. Cela nécessitera au moins 128 aimants.

La structure finie doit être ajustée au stator et en même temps assurer un écart minimum entre les dents et les pôles magnétiques du rotor fabriqué. Les aimants étant plats, vous devrez les meuler ou les affûter, tout en refroidissant constamment la structure, car le néodyme perd son Propriétés magnétiquesà haute température. Si vous faites tout correctement, le générateur fonctionnera.

Le problème est qu’il est très difficile de réaliser un rotor idéal dans des conditions artisanales. Mais si vous possédez un tour et êtes prêt à passer quelques semaines à effectuer des ajustements et des modifications, vous pouvez expérimenter.

J'offre plus option pratique– transformer un moteur asynchrone en générateur (voir vidéo ci-dessous). Pour ce faire, vous aurez besoin d’un moteur électrique doté d’une puissance adaptée et d’une vitesse de rotor acceptable. La puissance du moteur doit être au moins 50 % supérieure à la puissance requise de l'alternateur. Si vous disposez d'un tel moteur électrique, commencez le traitement. Sinon, il vaut mieux acheter un générateur prêt à l'emploi.

Pour le recyclage vous aurez besoin de 3 condensateurs des marques KBG-MN, MBGO, MBGT (vous pouvez prendre d'autres marques, mais pas électrolytiques). Choisir des condensateurs pour une tension d'au moins 600 V (pour un moteur triphasé). La puissance réactive du générateur Q est liée à la capacité du condensateur par la dépendance suivante : Q = 0,314·U 2 ·C·10 -6.

À mesure que la charge augmente, la puissance réactive augmente, ce qui signifie que pour maintenir une tension U stable, il est nécessaire d'augmenter la capacité des condensateurs, en ajoutant de nouvelles capacités par commutation.

Vidéo : réaliser un générateur asynchrone à partir d'un moteur monophasé - Partie 1

Partie 2

En pratique, la valeur moyenne est généralement choisie en supposant que la charge ne sera pas maximale.

Après avoir sélectionné les paramètres des condensateurs, connectez-les aux bornes des enroulements du stator comme indiqué sur le schéma (Fig. 7). Le générateur est prêt.

Riz. 7. Schéma de connexion du condensateur

Un générateur asynchrone ne nécessite pas de soins particuliers. Son entretien consiste à surveiller l’état des roulements. En modes nominaux, l'appareil peut fonctionner pendant des années sans intervention de l'opérateur.

Le maillon faible, ce sont les condensateurs. Ils peuvent échouer, surtout lorsque leurs dénominations sont mal sélectionnées.

Le générateur chauffe pendant le fonctionnement. Si vous vous connectez souvent charges accrues– surveiller la température de l'appareil ou assurer un refroidissement supplémentaire.

Dans le but d'obtenir des sources d'électricité autonomes, les experts ont trouvé le moyen de refaire un système triphasé moteur électrique asynchrone courant alternatif au générateur. Cette méthode présente un certain nombre d’avantages et quelques inconvénients.

Apparition d'un moteur électrique asynchrone

La section présente les principaux éléments :

corps en fonte avec ailettes de radiateur pour un refroidissement efficace ;
boîtier de rotor à cage d'écureuil avec lignes de cisaillement champ magnétique par rapport à son axe ;
commutation contacter le groupe dans un boîtier (borno), pour commuter les enroulements du stator dans les circuits étoile ou triangle et connecter les fils d'alimentation ;
garrots serrés fils de cuivre enroulements de stator ;
arbre de rotor en acier avec une rainure pour fixer la poulie avec une clé à coin.

Un démontage détaillé du moteur électrique asynchrone, indiquant toutes les pièces, est présenté dans la figure ci-dessous.

Démontage détaillé d'un moteur asynchrone

Avantages des générateurs convertis à partir de moteurs asynchrones :

facilité de montage du circuit, pas besoin de démonter le moteur électrique, pas de rembobinage des enroulements ;
la possibilité de faire tourner le générateur de courant électrique avec une turbine éolienne ou hydraulique ;
Le générateur d'un moteur asynchrone est largement utilisé dans les systèmes moteur-générateur pour convertir un réseau monophasé 220V AC en un réseau triphasé avec une tension de 380V.
possibilité d'utiliser un générateur, en conditions de terrain le faire tourner à partir de moteurs à combustion interne.

Comme inconvénient, on peut noter la difficulté de calculer la capacité des condensateurs connectés aux enroulements, en fait, cela se fait expérimentalement ;

Il est donc difficile de réaliser Puissance maximum un tel générateur, il existe des difficultés d'alimentation électrique des installations électriques qui ont grande importance courant de démarrage, sur scies circulaires électriques avec moteurs triphasés, bétonnières et autres installations électriques.

Principe de fonctionnement du générateur

Le fonctionnement d'un tel générateur repose sur le principe de réversibilité : « toute installation électrique qui convertit énergie électrique en un processus mécanique, le processus peut être inversé. Le principe de fonctionnement des générateurs est utilisé ; la rotation du rotor provoque une CEM et l'apparition d'un courant électrique dans les enroulements du stator.

Sur la base de cette théorie, il est évident qu’un moteur électrique asynchrone peut être transformé en générateur électrique. Afin de procéder consciemment à la reconstruction, il est nécessaire de comprendre comment se déroule le processus de génération et ce qui est nécessaire pour cela. Tous les moteurs entraînés par courant alternatif sont considérés comme asynchrones. Le champ du stator se déplace légèrement en avant du champ magnétique du rotor, l'entraînant avec lui dans le sens de rotation.

Pour obtenir le processus inverse, la génération, le champ du rotor doit faire avancer le mouvement du champ magnétique du stator, tournant idéalement dans le sens opposé. Ceci est réalisé en connectant un grand condensateur au réseau d'alimentation ; pour augmenter la capacité, des groupes de condensateurs sont utilisés. Le condensateur est chargé en accumulant de l'énergie magnétique (un élément de la composante réactive du courant alternatif). La charge du condensateur est en phase opposée à la source de courant du moteur électrique, donc la rotation du rotor commence à ralentir, l'enroulement du stator génère du courant.

Conversion

Comment convertir pratiquement un moteur électrique asynchrone en générateur de vos propres mains ?

Pour connecter les condensateurs, vous devez dévisser le couvercle supérieur du bore (boîte), où se trouve le groupe de contacts, commutant les contacts des enroulements du stator et les fils d'alimentation du moteur asynchrone.

Bore ouvert avec groupe de contact

Les enroulements du stator peuvent être connectés en configuration « Étoile » ou « Triangle ».

Circuits de connexion "Étoile" et "Triangle"

La plaque signalétique ou le passeport du produit indique schémas possibles connexions et paramètres du moteur lorsque diverses connexions. Indiqué:

courants maximaux ;
tension d'alimentation ;
consommation d'énergie;
nombre de tours par minute ;
Efficacité et autres paramètres.

Paramètres moteur indiqués sur la plaque signalétique

Dans un générateur triphasé à partir d'un moteur électrique asynchrone fabriqué à la main, les condensateurs sont connectés dans un circuit similaire "Triangle" ou "Étoile".

L'option de connexion avec une « étoile » assure le processus de démarrage de génération de courant à des vitesses inférieures à celles lors de la connexion du circuit en « Triangle ». Dans ce cas, la tension à la sortie du générateur sera légèrement inférieure. La connexion Delta fournit une légère augmentation de la tension de sortie, mais nécessite un régime plus élevé lors du démarrage du générateur. Dans un moteur électrique asynchrone monophasé, un condensateur déphaseur est connecté.

Schéma de connexion des condensateurs sur un générateur en « Triangle »

Les condensateurs du modèle KBG-MN ou d'autres marques d'au moins 400 V non polaires sont utilisés ; les modèles électrolytiques bipolaires ne conviennent pas dans ce cas.

A quoi ressemble un condensateur sans pôle de la marque KBG-MN ?

Calcul de la capacité du condensateur du moteur utilisé

Puissance de sortie nominale du générateur, kW	Capacité estimée en, µF
2	60
3,5	100
5	138
7	182
10	245
15	342

Dans les générateurs synchrones, le processus de génération est excité sur les enroulements d'induit à partir de la source de courant. 90 % des moteurs asynchrones ont des rotors à cage d'écureuil, sans enroulement créé par une charge statique résiduelle dans le rotor ; Il suffit de créer une FEM au stade initial de rotation, qui induit un courant et recharge les condensateurs à travers les enroulements du stator. Une recharge supplémentaire provient déjà du courant généré ; le processus de génération sera continu pendant que le rotor tourne.

Il est recommandé d'installer la connexion automatique de charge au générateur, aux prises et aux condensateurs dans un panneau fermé séparé. Posez les fils de connexion du générateur de bore au tableau dans un câble isolé séparé.

Même lorsque le générateur ne fonctionne pas, vous devez éviter de toucher les bornes du condensateur des contacts de la prise. La charge accumulée par le condensateur reste longue durée et peut vous donner un choc électrique. Mettez à la terre les boîtiers de toutes les unités, moteur, générateur, panneau de commande.

Installation d'un système moteur-générateur

Lors de l'installation d'un générateur avec un moteur de vos propres mains, vous devez tenir compte du fait que le nombre spécifié de tours nominaux du moteur électrique asynchrone utilisé au ralenti est supérieur.

Schéma d'un moteur-générateur sur un entraînement par courroie

Sur un moteur de 900 tr/min au ralenti il y aura 1230 tr/min, afin d'obtenir une puissance suffisante en sortie d'un générateur converti à partir de ce moteur, il faut avoir un nombre de tours 10% supérieur au régime de ralenti :

1230 + 10% = 1353 tr/min.

L'entraînement par courroie est calculé à l'aide de la formule :

Vg = Vm x Dm\Dg

Vg – vitesse de rotation requise du générateur 1353 tr/min ;

Vm – vitesse de rotation du moteur 1200 tr/min ;

Dm – le diamètre de la poulie sur le moteur est de 15 cm ;

Dg – diamètre de la poulie sur le générateur.

Ayant un moteur 1200 tr/min où la poulie fait Ø 15 cm, il ne reste plus qu'à calculer Dg - le diamètre de la poulie sur la génératrice.

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

Générateur avec aimants néodyme

Comment fabriquer un générateur à partir d'un moteur électrique asynchrone ?

Ce générateur fait maison élimine l’utilisation de condensateurs. La source du champ magnétique, qui induit les champs électromagnétiques et crée du courant dans l'enroulement du stator, est constituée d'aimants permanents en néodyme. Pour le faire vous-même, vous devez effectuer séquentiellement les étapes suivantes :

Retirez les capots avant et arrière du moteur asynchrone.
Retirez le rotor du stator.

A quoi ressemble le rotor d'un moteur asynchrone ?

Le rotor est meulé, la couche supérieure de 2 mm plus grande que l'épaisseur des aimants est retirée. Dans les conditions quotidiennes, il n'est pas toujours possible d'aléser un rotor de ses propres mains, en l'absence d'équipement et de compétences en tournage. Vous devez contacter des spécialistes des ateliers de tournage.
Un gabarit est préparé sur une feuille de papier ordinaire pour placer des aimants ronds, Ø 10-20 mm, jusqu'à 10 mm d'épaisseur, avec une force d'attraction de 5-9 kg par m²/cm, la taille dépend de la taille du rotor . Le gabarit est collé à la surface du rotor, les aimants sont placés en bandes à un angle de 15 à 20 degrés par rapport à l'axe du rotor, 8 pièces par bande. La figure ci-dessous montre que sur certains rotors, il existe des bandes sombres de déplacement des lignes de champ magnétique par rapport à son axe.

Installation d'aimants sur le rotor

Le rotor sur aimants est calculé pour qu'il y ait quatre groupes de bandes, dans un groupe de 5 bandes, la distance entre les groupes est de 2Ø de l'aimant. Les écarts dans le groupe sont de 0,5-1Ø de l'aimant, cette disposition réduit la force de collage du rotor au stator, il doit être tourné avec les efforts de deux doigts ;
Le rotor magnétique, réalisé selon le gabarit calculé, est coulé une résine époxy. Après avoir un peu séché, la partie cylindrique du rotor est recouverte d'une couche de fibre de verre et à nouveau imprégnée de résine époxy. Cela empêchera les aimants de s'envoler lorsque le rotor tourne. Couche supérieure sur les aimants ne doit pas dépasser le diamètre d'origine du rotor, qui se trouvait avant la rainure. Sinon, le rotor ne se mettra pas en place ou frottera contre l'enroulement du stator lors de la rotation.
Après séchage, le rotor peut être remis en place et les couvercles fermés ;
Pour tester un générateur électrique, il est nécessaire de faire tourner le rotor avec une perceuse électrique en mesurant la tension à la sortie. Le nombre de tours lorsque la tension souhaitée est atteinte est mesuré par un tachymètre.
Connaissance quantité requise vitesse du générateur, l'entraînement par courroie est calculé selon la méthode décrite ci-dessus.

Une option d'application intéressante est l'utilisation d'un générateur électrique basé sur un moteur électrique asynchrone dans un circuit moteur-générateur électrique auto-alimenté. Lorsqu'une partie de l'énergie générée par le générateur va au moteur électrique, qui le fait tourner. Le reste de l’énergie est consacré à la charge utile. En mettant en œuvre le principe de l'auto-alimentation, il est pratiquement possible de pendant longtemps fournir à la maison une alimentation électrique autonome.

Vidéo. g générateur à partir d'un moteur asynchrone.

Pour un large éventail de consommateurs d'électricité, achetez des centrales diesel comme TEKSAN TJ 303 DW5C avec une puissance de sortie de 303 kVA ou 242 kW n'a pas de sens. Batterie faible générateurs à essence cher, Meilleure option fabriquez vos propres éoliennes ou un moteur-générateur auto-alimenté.

En utilisant ces informations, vous pouvez assembler un générateur de vos propres mains, en utilisant aimants permanents ou des condensateurs. Un tel équipement est très utile dans les maisons de campagne, sur le terrain, comme source d'alimentation de secours lorsqu'il n'y a pas de tension dans les réseaux industriels. Maison entièrement équipée avec climatisation, cuisinières électriques et chaudières de chauffage, moteur puissant scie circulaire ils ne le tireront pas. Fournir temporairement de l'électricité appareils électroménagers les nécessités de base peuvent être l'éclairage, le réfrigérateur, la télévision et d'autres qui ne nécessitent pas de grandes puissances.

Il est souvent nécessaire de fournir une alimentation électrique autonome dans maison de campagne. Dans une telle situation, un générateur fabriqué à partir d'un moteur asynchrone sera utile. Il n'est pas difficile de le fabriquer soi-même, si l'on possède certaines compétences dans la manipulation des équipements électriques.

Principe d'opération

En raison de leur conception simple et de leur fonctionnement efficace, les moteurs à induction sont largement utilisés dans l’industrie. Ils représentent une proportion importante de tous les moteurs. Le principe de leur fonctionnement est de créer un champ magnétique par l'action d'un courant électrique alternatif.

Des expériences ont prouvé que la rotation armature en métal dans un champ magnétique, un courant électrique peut y être induit, dont l'apparition est confirmée par la lueur d'une ampoule. Ce phénomène est appelé induction électromagnétique.

Dispositif moteur

Un moteur asynchrone est constitué de boîtier métallique, à l'intérieur duquel se trouvent :

stator avec enroulement,à travers lequel passe le courant électrique alternatif ;
rotor à tours d'enroulement,à travers lequel le courant circule dans la direction opposée.

Les deux éléments sont sur le même axe. Les plaques de stator en acier s'emboîtent étroitement ; dans certaines modifications, elles sont fermement soudées. L'enroulement du stator en cuivre est isolé du noyau avec des entretoises en carton. Le bobinage du rotor est constitué de tiges d'aluminium, fermées des deux côtés. Les champs magnétiques générés par le passage du courant alternatif agissent les uns sur les autres. Une FEM apparaît entre les enroulements, qui fait tourner le rotor, puisque le stator est stationnaire.

Le générateur d'un moteur asynchrone est constitué du même Composants, cependant dans dans ce cas est passe action inverse, c'est-à-dire la transition de l'énergie mécanique ou thermique en énergie électrique. Lorsqu'il fonctionne en mode moteur, il conserve la magnétisation résiduelle, induisant champ électrique dans le stator.

La vitesse de rotation du rotor doit être supérieure à la variation du champ magnétique du stator. Elle peut être ralentie par la puissance réactive des condensateurs. La charge qu'ils accumulent est de phase opposée et donne un « effet de freinage ». La rotation peut être assurée par l’énergie du vent, de l’eau et de la vapeur.

Circuit générateur

Le générateur d'un moteur asynchrone a un circuit simple. Après avoir atteint la vitesse de rotation synchrone, le processus de génération d'énergie électrique dans l'enroulement du stator se produit.

Si vous connectez une batterie de condensateurs au bobinage, un courant électrique dominant apparaît, formant un champ magnétique. Dans ce cas, les condensateurs doivent avoir une capacité supérieure à la capacité critique, qui est déterminée paramètres techniques mécanisme. L'intensité du courant généré dépendra de la capacité de la batterie de condensateurs et des caractéristiques du moteur.

Technologie de fabrication

Le travail de conversion d’un moteur électrique asynchrone en générateur est assez simple si vous disposez des pièces nécessaires.

Pour commencer le processus de conversion, vous devez disposer des mécanismes et du matériel suivants :

moteur asynchrone– un moteur monophasé d'une vieille machine à laver fera l'affaire ;
dispositif pour mesurer la vitesse du rotor– tachymètre ou générateur tachymétrique ;
condensateurs apolaires– les modèles de type KBG-MN avec une tension de fonctionnement de 400 V conviennent ;
ensemble d'outils pratiques– perceuses, scies à métaux, clés.

Instruction étape par étape

Fabriquer un générateur de vos propres mains à partir d'un moteur asynchrone est réalisé selon l'algorithme présenté.

Le générateur doit être réglé pour que sa vitesse soit supérieure au régime moteur. La vitesse de rotation est mesurée avec un tachymètre ou un autre appareil lorsque le moteur est allumé.
La valeur résultante doit être augmentée de 10 % par rapport à l'indicateur existant.
La capacité de la batterie de condensateurs est sélectionnée - elle ne doit pas être trop grande, sinon l'équipement deviendra très chaud. Pour le calculer, vous pouvez utiliser le tableau de la relation entre la capacité du condensateur et la puissance réactive.
Une batterie de condensateurs est installée sur l'équipement, qui fournira la vitesse de rotation calculée pour le générateur. Son installation nécessite attention particulière– tous les condensateurs doivent être isolés de manière fiable.

Pour les moteurs triphasés, les condensateurs sont connectés en étoile ou en triangle. Le premier type de connexion permet de produire de l'électricité à une vitesse de rotor inférieure, mais la tension de sortie sera plus faible. Pour le réduire à 220 V, un transformateur abaisseur est utilisé.

Fabriquer un générateur magnétique

Le générateur magnétique ne nécessite pas l’utilisation d’une batterie de condensateurs. Cette conception utilise des aimants en néodyme. Pour terminer le travail, vous devez :

disposez les aimants sur le rotor selon le schéma, en observant les pôles - chacun d'eux doit avoir au moins 8 éléments ;
Le rotor doit d'abord être meulé tour sur l'épaisseur des aimants ;
utilisez de la colle pour fixer fermement les aimants ;
reste espace libre remplir d'époxy entre les éléments magnétiques ;
Après avoir installé les aimants, vous devez vérifier le diamètre du rotor - il ne doit pas augmenter.

Avantages d'un générateur électrique fait maison

Un générateur fabriqué maison à partir d'un moteur asynchrone deviendra une source de courant économique, ce qui réduira la consommation d'électricité centralisée. Il peut être utilisé pour fournir de la nourriture appareils électroménagers, matériel informatique, chauffages. Générateur fait maison d'un moteur asynchrone présente des avantages incontestables :

conception simple et fiable ;
protection efficace pièces internes de la poussière ou de l'humidité ;
résistance aux surcharges;
longue durée de vie;
la possibilité de connecter des appareils sans onduleurs.

Lorsque vous travaillez avec un générateur, vous devez également prendre en compte la possibilité de changements aléatoires du courant électrique.

La réponse à la question de savoir comment fabriquer son propre générateur électrique à partir d'un moteur électrique repose sur la connaissance de la structure de ces mécanismes. La tâche principale est de transformer le moteur en une machine fonctionnant comme un générateur. Dans ce cas, vous devriez réfléchir à la façon dont toute cette assemblée sera mise en mouvement.

Où est utilisé le générateur ?

Les équipements de ce type sont utilisés entièrement différentes régions. Il pourrait être installation industrielle, habitation privée ou pavillonnaire, chantier, et de toute envergure, bâtiments civils différentes utilisations prévues.

En un mot, un ensemble de composants tels qu'un générateur électrique de tout type et un moteur électrique permettent de mettre en œuvre les tâches suivantes :

Alimentation de secours ;
Alimentation électrique autonome sur une base constante.

Dans le premier cas nous parlons de sur l'option d'assurance en cas de situations dangereuses, comme la surcharge du réseau, les accidents, les pannes, etc. Dans le deuxième cas, un autre type de générateur électrique et un moteur électrique permettent d'obtenir de l'électricité dans des zones où il n'y a pas d'électricité. réseau centralisé. Parallèlement à ces facteurs, il existe une autre raison pour laquelle il est recommandé d'utiliser une source d'alimentation autonome : la nécessité de fournir une tension stable à l'entrée du consommateur. De telles mesures sont souvent prises lorsqu'il est nécessaire de mettre en service des équipements dotés d'une automatisation particulièrement sensible.

Caractéristiques de l'appareil et types existants

Pour décider quel générateur électrique et quel moteur électrique choisir pour mettre en œuvre les tâches, vous devez comprendre quelle est la différence entre espèces existantes source autonome d’approvisionnement en énergie.

Modèles essence, gaz et diesel

La principale différence réside dans le type de carburant. De cette position il y a :

Générateur d'essence.
Mécanisme diesel.
Appareil alimenté au gaz.

Dans le premier cas, le générateur électrique et le moteur électrique contenus dans la structure sont principalement utilisés pour fournir de l'électricité aux court instant, ce qui est dû à l'aspect économique du problème en raison de coût élevé de l'essence.

L'avantage du mécanisme diesel est que son entretien et son fonctionnement nécessitent beaucoup moins de carburant. De plus, un générateur électrique diesel autonome et un moteur électrique y fonctionneront. une longue période temps sans arrêts en raison des ressources moteur importantes.

L'appareil à gaz est excellente option en cas d'organisation d'une source permanente d'électricité, puisque le combustible dans ce cas est toujours à portée de main : raccordement au réseau de gaz, utilisation de bouteilles. Par conséquent, le coût d’exploitation d’une telle unité sera inférieur en raison de la disponibilité du carburant.

Basique unités structurelles Ces machines diffèrent également par leur conception. Les moteurs sont :

Deux temps ;
Quatre temps.

La première option est installée sur des appareils de puissance et de dimensions inférieures, tandis que la seconde est utilisée sur des appareils plus fonctionnels. Le générateur a une unité - un alternateur, son autre nom est "générateur dans un générateur". Il existe deux exécutions : synchrone et asynchrone.

Selon le type de courant, on les distingue :

Générateur électrique monophasé et, par conséquent, un moteur électrique à l'intérieur ;
Version triphasée.

Pour comprendre comment fabriquer un générateur électrique à partir d'un moteur électrique asynchrone, il est important de comprendre le principe de fonctionnement de cet équipement. Ainsi, la base du fonctionnement est la transformation différents typesénergies. Tout d'abord, la transition se produit énergie cinétique expansion des gaz résultant de la combustion du carburant en expansion mécanique. Cela se produit avec la participation directe du mécanisme à manivelle lors de la rotation de l'arbre du moteur.

Conversion énergie mécanique dans le composant électrique se produit par la rotation du rotor de l’alternateur, entraînant la formation d’un champ électromagnétique et d’une CEM. A la sortie après stabilisation tension de sortie atteint le consommateur.

Fabriquer une source d'électricité sans unité d'entraînement

La manière la plus courante de mettre en œuvre une telle tâche consiste à essayer d'organiser l'alimentation électrique via un générateur asynchrone. Fonctionnalité cette méthode est d'appliquer un minimum d'effort en termes d'installation de composants supplémentaires pour le bon fonctionnement d'un tel appareil. Cela est dû au fait que ce mécanisme fonctionne sur le principe d'un moteur asynchrone et produit de l'électricité.

Regardons la vidéo, générateur sans carburant tout seul:

Dans ce cas, le rotor tourne à une vitesse beaucoup plus élevée que celle qu'un analogue synchrone pourrait produire. Il est tout à fait possible de fabriquer de vos propres mains un générateur électrique à partir d'un moteur électrique asynchrone, sans utiliser de composants supplémentaires ni de réglages particuliers.

Par conséquent schéma les appareils resteront quasiment intacts, mais il sera possible d'alimenter en électricité une petite installation : privée ou Maison de vacances, appartement. L'utilisation de tels appareils est assez étendue :

En tant que moteur pour ;
Sous forme de petites centrales hydroélectriques.

Pour organiser une source d'approvisionnement énergétique véritablement autonome, un générateur électrique sans moteur d'entraînement doit fonctionner par auto-excitation. Et ceci est réalisé en connectant les condensateurs en série.

Regardons la vidéo, générateur à faire soi-même, étapes de travail :

Une autre option pour y parvenir consiste à utiliser un moteur Stirling. Sa particularité est la conversion de l'énergie thermique en travail mécanique. Un autre nom pour une telle unité est un moteur à combustion externe, ou plus précisément, basé sur le principe de fonctionnement, puis plutôt un moteur à chauffage externe.

Cela est dû au fait que pour que l'appareil fonctionne efficacement, une différence de température significative est nécessaire. En augmentant cette valeur, la puissance augmente également. Un générateur électrique basé sur un moteur de chauffage externe Stirling peut fonctionner à partir de n'importe quelle source de chaleur.

Séquence d'actions pour l'autoproduction

Pour transformer le moteur en une source d'alimentation autonome, vous devez modifier légèrement le circuit en connectant des condensateurs à l'enroulement du stator :

Schéma de connexion pour un moteur asynchrone

Dans ce cas, un courant capacitif principal (magnétisant) circulera. En conséquence, un processus d'auto-excitation du nœud se forme et Valeur CEM change en conséquence. Ce paramètre est largement influencé par la capacité des condensateurs connectés, mais il ne faut pas oublier les paramètres du générateur lui-même.

Pour éviter la surchauffe de l'appareil, qui est généralement une conséquence directe de paramètres de condensateur mal sélectionnés, vous devez vous laisser guider par des tableaux spéciaux lors de leur choix :

Efficacité et faisabilité

Avant de décider où acheter un générateur électrique autonome sans moteur, il faut déterminer si la puissance d’un tel appareil est vraiment suffisante pour répondre aux besoins de l’utilisateur. Plus souvent appareils faits maison Ce type sert les consommateurs de faible puissance. Si vous décidez de fabriquer de vos propres mains un générateur électrique autonome sans moteur, achetez éléments nécessaires possible à tout moment centre de services ou magasin.

Mais leur avantage est leur coût relativement faible, étant donné qu'il suffit de modifier légèrement le circuit en connectant plusieurs condensateurs. conteneur approprié. Ainsi, avec quelques connaissances, il est possible de construire un générateur compact et de faible puissance qui fournira suffisamment d'électricité pour alimenter les consommateurs.

Si nécessaire, un moteur électrique asynchrone triphasé à rotor à cage d'écureuil de type « cage d'écureuil » peut être utilisé comme générateur de courant alternatif.

Cette solution est pratique en raison de la large disponibilité de moteurs asynchrones, ainsi que de l'absence d'ensemble collecteur-balais dans de tels moteurs, ce qui rend un tel générateur fiable et durable. S'il y a moyen pratique faire tourner son rotor, puis pour générer de l'électricité il suffira de connecter trois condensateurs identiques aux enroulements du stator. La pratique montre que de tels générateurs peuvent fonctionner pendant des années sans nécessiter d'entretien.

Puisqu'il y a une magnétisation résiduelle sur le rotor, lorsqu'il tourne, une force électromotrice induite apparaîtra dans les enroulements du stator, et comme des condensateurs sont connectés aux enroulements, il y aura un courant capacitif correspondant qui magnétisera le rotor. Avec une rotation ultérieure du rotor, une auto-excitation se produira, grâce à laquelle un courant sinusoïdal triphasé sera établi dans les enroulements du stator.

En mode générateur, la vitesse du rotor doit correspondre à la fréquence synchrone du moteur, qui est supérieure à sa fréquence de fonctionnement (asynchrone). Par exemple : le moteur AIR112MV8 possède 4 paires de bobinages statoriques pôles magnétiques, ce qui signifie que sa vitesse synchrone nominale est de 750 tr/min, mais lorsqu'il fonctionne sous charge, le rotor de ce moteur tourne à 730 tr/min puisqu'il s'agit d'un moteur à induction. Cela signifie qu'en mode générateur, vous devez faire tourner son rotor à une fréquence de 750 tr/min. En conséquence, pour les moteurs à deux paires de pôles magnétiques, la fréquence synchrone nominale est de 1 500 tr/min et pour les moteurs à une paire de pôles, de 3 000 tr/min.

Les condensateurs sont choisis en fonction de la puissance du moteur asynchrone utilisé et de la nature de la charge. Puissance réactive, qui est fourni par les condensateurs dans ce mode de fonctionnement, en fonction de leurs capacités, peut être calculé à l'aide de la formule :

Par exemple, il existe un moteur asynchrone conçu pour une puissance nominale de 3 kW lorsqu'il fonctionne de réseau triphasé avec une tension de 380 Volts et une fréquence de 50 Hz. Cela signifie que les condensateurs à pleine charge doivent fournir toute cette puissance. Le courant étant triphasé, on parle de la capacité de chaque condensateur. La capacité peut être trouvée à l'aide de la formule :

Par conséquent, pour un moteur à induction triphasé de 3 kW donné, la capacité de chacun des trois condensateurs à pleine capacité charge active sera:

Les condensateurs de démarrage des séries K78-17, K78-36 et similaires pour des tensions de 400 volts et plus, de préférence 600 volts, ou des condensateurs métal-papier de valeurs similaires sont parfaits à cet effet.

En parlant des modes de fonctionnement d'un générateur issu d'un moteur asynchrone, il est important de noter qu'au ralenti les condensateurs connectés créeront un courant réactif, qui chauffera simplement les enroulements du stator, il est donc logique de le faire unités de condensateur composites et connecter les conteneurs conformément aux exigences d’une charge spécifique. Le courant à vide, avec cette solution, sera considérablement réduit, ce qui soulagera l'ensemble du système. Au contraire, les charges de nature réactive nécessiteront la connexion de condensateurs supplémentaires dépassant la valeur nominale en raison du facteur de puissance caractéristique des charges réactives.

Il est possible de connecter les bobinages du stator aussi bien en étoile, pour obtenir 380 Volts, qu'en triangle, pour obtenir 220 Volts. S'il n'y a pas besoin de courant triphasé, vous ne pouvez utiliser qu'une seule phase en connectant les condensateurs à un seul des enroulements du stator.

Vous pouvez également travailler avec deux enroulements. En attendant, il ne faut pas oublier que la puissance fournie par chacun des enroulements à la charge ne doit pas dépasser le tiers de la puissance totale du générateur. Selon vos besoins, vous pouvez brancher un redresseur triphasé, ou utiliser du courant alternatif continu. Pour faciliter le contrôle, il est utile d'organiser un support indicateur avec instruments de mesure- des voltmètres, des ampèremètres et un fréquencemètre. Les disjoncteurs automatiques sont idéaux pour commuter les condensateurs.

Une attention particulière doit être accordée aux précautions de sécurité, prendre en compte valeurs critiques courants et calculez les sections transversales de tous les fils en conséquence. Une isolation fiable constitue également un facteur de sécurité important.