Generator z silnikiem elektrycznym bez paliwa od 3 kW. Jak zrobić asynchroniczny generator elektryczny własnymi rękami. W tej sekcji przedstawiono główne elementy

Dla jedzenia urządzenia gospodarstwa domowego I sprzęt przemysłowy wymagane jest źródło energii elektrycznej. Prąd elektryczny można wytwarzać na kilka sposobów. Jednak najbardziej obiecującą i opłacalną obecnie jest obecna generacja maszyny elektryczne. Najprostszym w produkcji, najtańszym i najbardziej niezawodnym w działaniu okazał się generator asynchroniczny, który generuje lwią część zużywanego przez nas prądu.

Aplikacja maszyny elektryczne ten typ jest podyktowany ich zaletami. Natomiast asynchroniczne generatory elektryczne zapewniają:

• więcej wysoki stopień niezawodność;
• długa żywotność;
• efektywność;
• minimalne koszty utrzymania.

Te i inne właściwości generatorów asynchronicznych są nieodłącznie związane z ich konstrukcją.

Konstrukcja i zasada działania

Główne części robocze generator asynchroniczny to wirnik (część ruchoma) i stojan (część stała). Na rysunku 1 wirnik znajduje się po prawej stronie, a stojan po lewej stronie. Zwróć uwagę na konstrukcję wirnika. Nie widać na nim żadnych uzwojeń. kabel miedziany. Rzeczywiście uzwojenia istnieją, ale składają się z aluminiowych prętów zwartych do pierścieni umieszczonych po obu stronach. Na zdjęciu pręty są widoczne w postaci ukośnych linii.

Konstrukcja zwartych uzwojeń tworzy tak zwaną „klatkę wiewiórczą”. Przestrzeń wewnątrz tej klatki jest wypełniona stalowymi płytami. Dokładniej, aluminiowe pręty wciskane są w szczeliny wykonane w rdzeniu wirnika.

Ryż. 1. Wirnik i stojan generatora asynchronicznego

Maszyna asynchroniczna, której budowę opisano powyżej, nazywana jest generatorem klatkowym. Każdy, kto zna konstrukcję asynchronicznego silnika elektrycznego, zapewne zauważył podobieństwo w budowie tych dwóch maszyn. Zasadniczo nie różnią się one, ponieważ generator asynchroniczny i silnik elektryczny klatkowy są prawie identyczne, z wyjątkiem dodatkowych kondensatorów wzbudzenia stosowanych w trybie generatora.

Wirnik osadzony jest na wale, który osadzony jest na łożyskach zaciśniętych z obu stron osłonami. Całość konstrukcji zabezpieczona jest metalową obudową. Generatory średnie i duża moc wymagają chłodzenia, dlatego na wale dodatkowo montowany jest wentylator, a sama obudowa jest żebrowana (patrz ryc. 2).

Ryż. 2. Zespół generatora asynchronicznego

Zasada działania

Z definicji generator to urządzenie, które przekształca energię mechaniczną w prąd elektryczny. Nie ma znaczenia, jaka energia jest zużywana do obracania wirnika: wiatr, energia potencjalna woda lub energia wewnętrzna, przerabiany przez turbinę lub silnik spalinowy na mechaniczny.

W wyniku obrotu wirnika magnetycznego linie energetyczne, powstałe w wyniku namagnesowania szczątkowego stalowych płytek, przecinają uzwojenia stojana. W cewkach powstaje pole elektromagnetyczne, które po podłączeniu aktywnych obciążeń powoduje powstawanie prądu w ich obwodach.

Ważne jest w tym przypadku, aby synchroniczna prędkość obrotowa wału była nieco (około 2 - 10%) większa niż częstotliwość synchroniczna prądu przemiennego (wyznaczona liczbą biegunów stojana). Inaczej mówiąc, należy zapewnić asynchroniczność (niedopasowanie) prędkości obrotowej poprzez wielkość poślizgu wirnika.

Należy zaznaczyć, że uzyskany w ten sposób prąd będzie niewielki. Aby zwiększyć moc wyjściową, konieczne jest zwiększenie indukcji magnetycznej. Poszukują zwiększenie wydajności urządzenia poprzez podłączenie kondensatorów do zacisków cewek stojana.

Rysunek 3 przedstawia schemat spawania alternatora asynchronicznego ze wzbudzeniem kondensatora ( lewa strona schemat). Należy pamiętać, że kondensatory polowe są połączone w konfiguracji trójkąta. Prawa strona rysunku to rzeczywisty schemat samej spawarki inwertorowej.

Ryż. 3. Schemat spawalniczego generatora asynchronicznego

Są inni, więcej złożone obwody wzbudzenie, na przykład za pomocą cewek indukcyjnych i zestawu kondensatorów. Przykład takiego obwodu pokazano na rysunku 4.

Rysunek 4. Schemat urządzenia z cewkami indukcyjnymi

Różnica w stosunku do generatora synchronicznego

Główną różnicą między alternatorem synchronicznym a generatorem asynchronicznym jest konstrukcja wirnika. W maszynie synchronicznej wirnik składa się z uzwojeń drutowych. Aby wytworzyć indukcję magnetyczną, stosuje się ją samodzielne źródło zasilanie (często dodatkowy generator małej mocy prąd stały, umieszczone na tej samej osi z wirnikiem).

Zaletą generatora synchronicznego jest to, że generuje on prąd wyższej jakości i można go łatwo zsynchronizować z innymi alternatorami podobnego typu. Alternatory synchroniczne są jednak bardziej wrażliwe na przeciążenia i zwarcia. Są droższe od swoich asynchronicznych odpowiedników i bardziej wymagające w utrzymaniu – konieczne jest monitorowanie stanu szczotek.

Współczynnik harmonicznych lub współczynnik rozliczeniowy generatorów asynchronicznych jest niższy niż w przypadku alternatorów synchronicznych. Oznacza to, że wytwarzają prawie czystą energię elektryczną. Przy takich prądach działają bardziej stabilnie:

• regulowane ładowarki;
• nowoczesne odbiorniki telewizyjne.

Generatory asynchroniczne zapewniają niezawodny rozruch silników elektrycznych wymagających wysokich prądów rozruchowych. W tym wskaźniku w rzeczywistości nie są gorsze od maszyn synchronicznych. Mają mniej obciążeń biernych, co pozytywnie wpływa na warunki termiczne, ponieważ mniej energii zużywa się na moc bierną. Alternator asynchroniczny ma lepszą stabilność częstotliwości wyjściowej przy różne prędkości obrót wirnika.

Klasyfikacja

Otrzymano generatory typu zwarciowego największa dystrybucja ze względu na prostotę ich konstrukcji. Istnieją jednak inne typy maszyn asynchronicznych: alternatory z uzwojonym wirnikiem oraz urządzenia wykorzystujące magnesy trwałe tworzące obwód wzbudzenia.

Dla porównania na rysunku 5 przedstawiono dwa typy generatorów: po lewej stronie na podstawie i po prawej stronie - maszynę asynchroniczną opartą na IM z uzwojonym wirnikiem. Nawet szybki rzut oka na schematyczne obrazy ujawnia złożoną konstrukcję uzwojonego wirnika. Uwagę zwraca obecność pierścieni ślizgowych (4) oraz mechanizmu trzymania szczotek (5). Liczba 3 wskazuje rowki na uzwojenie drutu, do którego należy doprowadzić prąd, aby go wzbudzić.

Ryż. 5. Rodzaje generatorów asynchronicznych

Obecność uzwojeń wzbudzenia w wirniku generatora asynchronicznego podnosi jakość generowanego prądu prąd elektryczny jednak tracone są takie zalety, jak prostota i niezawodność. Dlatego takie urządzenia są wykorzystywane jako źródło autonomicznej mocy tylko w tych obszarach, w których trudno się bez nich obejść. Magnesy trwałe w wirnikach wykorzystywane są głównie do produkcji generatorów małej mocy.

Obszar zastosowań

Najczęstsze zastosowanie agregaty prądotwórcze z wirnikiem klatkowym. Są niedrogie i praktycznie nie wymagają konserwacji. Urządzenia wyposażone w kondensatory rozruchowe mają przyzwoite wskaźniki wydajności.

Alternatory asynchroniczne są często używane jako samodzielne lub źródło zapasowe odżywianie. Współpracują z nimi, są wykorzystywane do potężnych urządzeń mobilnych i.

Alternatory z uzwojeniami trójfazowymi niezawodnie uruchamiają trójfazowy silnik elektryczny, dlatego często są stosowane w elektrowniach przemysłowych. Mogą także zasilać urządzenia w sieciach jednofazowych. Tryb dwufazowy pozwala zaoszczędzić paliwo w silniku spalinowym, ponieważ znajdują się niewykorzystane uzwojenia bezczynny ruch.

Zakres zastosowania jest dość szeroki:

• branża transportowa;
• Rolnictwo;
• sfera domowa;
• instytucje medyczne;

Alternatory asynchroniczne są wygodne przy budowie lokalnych elektrowni wiatrowych i hydraulicznych.

Generator asynchroniczny DIY

Zróbmy od razu rezerwację: nie mówimy o zrobieniu generatora od zera, ale o przeróbce silnik asynchroniczny w alternator. Niektórzy rzemieślnicy używają gotowego stojana z silnika i eksperymentują z wirnikiem. Pomysł polega na użyciu magnesów neodymowych do wykonania biegunów wirnika. Półfabrykat z przyklejonymi magnesami może wyglądać mniej więcej tak (patrz rys. 6):

Ryż. 6. Puste z przyklejonymi magnesami

Przyklejasz magnesy do specjalnie obrobionego elementu zamontowanego na wale silnika elektrycznego, przestrzegając ich polaryzacji i kąta przesunięcia. Będzie to wymagało co najmniej 128 magnesów.

Gotowa konstrukcja musi być dopasowana do stojana i jednocześnie zapewniać minimalną szczelinę pomiędzy zębami a biegunami magnetycznymi wyprodukowanego wirnika. Ponieważ magnesy są płaskie, będziesz musiał je szlifować lub ostrzyć, stale chłodząc konstrukcję, ponieważ neodym traci swoje właściwości właściwości magnetyczne Na wysoka temperatura. Jeśli zrobisz wszystko poprawnie, generator będzie działał.

Problem w tym, że bardzo trudno jest wykonać idealny rotor w warunkach rzemieślniczych. Ale jeśli masz tokarkę i chcesz spędzić kilka tygodni na wprowadzaniu poprawek i modyfikacji, możesz eksperymentować.

Oferuję więcej praktyczna opcja– zamiana silnika asynchronicznego w generator (patrz wideo poniżej). Do tego potrzebny będzie silnik elektryczny o odpowiedniej mocy i akceptowalnej prędkości obrotowej wirnika. Moc silnika musi być co najmniej o 50% większa od wymaganej mocy alternatora. Jeśli masz do dyspozycji taki silnik elektryczny, rozpocznij obróbkę. W przeciwnym razie lepiej kupić gotowy generator.

Do recyklingu potrzebne będą 3 kondensatory marek KBG-MN, MBGO, MBGT (możesz wziąć inne marki, ale nie elektrolityczne). Wybierz kondensatory na napięcie co najmniej 600 V (dla silnika trójfazowego). Moc bierną generatora Q wiąże się z pojemnością kondensatora zależnością: Q = 0,314·U 2 ·C·10 -6.

Wraz ze wzrostem obciążenia wzrasta moc bierna, co oznacza, że ​​aby utrzymać stabilne napięcie U, konieczne jest zwiększenie pojemności kondensatorów, dodawanie nowych pojemności poprzez przełączanie.

Wideo: wykonanie generatora asynchronicznego z silnika jednofazowego - część 1

Część 2

W praktyce zazwyczaj wybiera się wartość średnią, zakładając, że obciążenie nie będzie maksymalne.

Po dobraniu parametrów kondensatorów należy je podłączyć do zacisków uzwojeń stojana zgodnie ze schematem (rys. 7). Generator jest gotowy.

Ryż. 7. Schemat podłączenia kondensatora

Generator asynchroniczny nie wymaga szczególnej opieki. Jego konserwacja polega na monitorowaniu stanu łożysk. W trybach nominalnych urządzenie może pracować latami bez interwencji operatora.

Słabym ogniwem są kondensatory. Mogą ponieść porażkę, zwłaszcza gdy ich nominały zostaną niewłaściwie dobrane.

Generator nagrzewa się podczas pracy. Jeśli często się łączysz zwiększone obciążenia– monitoruj temperaturę urządzenia lub zadbaj o dodatkowe chłodzenie.

Próbując pozyskać autonomiczne źródła energii elektrycznej, specjaliści znaleźli sposób na przerobienie trójfazowego asynchroniczny silnik elektryczny prąd przemienny do generatora. Metoda ta ma wiele zalet i pewne wady.

Wygląd asynchronicznego silnika elektrycznego

W tej sekcji przedstawiono główne elementy:

1. żeliwny korpus z żeberkami chłodnicy zapewniającymi efektywne chłodzenie;
2. obudowa wirnika klatkowego z liniami ścinania pole magnetyczne względem swojej osi;
3. przełączanie skontaktuj się z Grupą w skrzynce (borno), do przełączania uzwojeń stojana w układach gwiazda lub trójkąt i łączenia przewodów zasilających;
4. gęste opaski uciskowe druty miedziane uzwojenia stojana;
5. stalowy wał wirnika z rowkiem do mocowania koła pasowego za pomocą wpustu klinowego.

Szczegółowy demontaż asynchronicznego silnika elektrycznego ze wskazaniem wszystkich części pokazano na poniższym rysunku.

Szczegółowy demontaż silnika asynchronicznego

Zalety generatorów przerobionych z silników asynchronicznych:

1. łatwość montażu obwodu, możliwość nie demontażu silnika elektrycznego, nie przewijania uzwojeń;
2. możliwość obracania generatora prądu elektrycznego za pomocą turbiny wiatrowej lub hydraulicznej;
3. Generator z silnika asynchronicznego jest szeroko stosowany w układach silnikowo-generatorowych do konwersji sieci jednofazowej 220 V prądu przemiennego na sieć trójfazową o napięciu 380 V.
4. możliwość wykorzystania generatora, w warunki terenowe przędzenie go z silników spalinowych.

Wadą jest trudność obliczenia pojemności kondensatorów podłączonych do uzwojeń, w rzeczywistości odbywa się to eksperymentalnie.

Dlatego jest to trudne do osiągnięcia maksymalna moc takiego generatora, występują trudności z zasilaniem instalacji elektrycznych, które je posiadają bardzo ważne prąd rozruchowy, na piłach tarczowych elektrycznych z silnikami trójfazowymi, betoniarkach i innych instalacjach elektrycznych.

Zasada działania generatora

Działanie takiego generatora opiera się na zasadzie odwracalności: „każda instalacja elektryczna, która przetwarza energia elektryczna w mechaniczny, proces ten można odwrócić.” Wykorzystuje się zasadę działania generatorów; obrót wirnika powoduje powstanie pola elektromagnetycznego i pojawienie się prądu elektrycznego w uzwojeniach stojana.

Na podstawie tej teorii oczywiste jest, że asynchroniczny silnik elektryczny można przekształcić w generator elektryczny. Aby świadomie przeprowadzić rekonstrukcję, należy zrozumieć, jak zachodzi proces generowania i co jest do tego potrzebne. Wszystkie silniki napędzane prądem przemiennym są uważane za asynchroniczne. Pole stojana porusza się nieco przed polem magnetycznym wirnika, ciągnąc je wraz z nim w kierunku obrotu.

Aby uzyskać proces odwrotny, czyli wytwarzanie, pole wirnika musi przyspieszać ruch pola magnetycznego stojana, idealnie obracając się w przeciwnym kierunku. Osiąga się to poprzez podłączenie dużego kondensatora do sieci zasilającej; w celu zwiększenia pojemności stosuje się grupy kondensatorów. Zespół kondensatora ładuje się poprzez gromadzenie energii magnetycznej (element składowej biernej prądu przemiennego). Ładunek kondensatora jest w fazie przeciwnej do źródła prądu silnika elektrycznego, więc obrót wirnika zaczyna zwalniać, uzwojenie stojana generuje prąd.

Konwersja

Jak praktycznie własnymi rękami zamienić asynchroniczny silnik elektryczny w generator?

Aby podłączyć kondensatory, należy odkręcić górną pokrywę boru (skrzynki), w której znajduje się grupa styków, przełączając styki uzwojeń stojana i podłączając przewody zasilające silnika asynchronicznego.

Otwarty bor z grupą kontaktową

Uzwojenia stojana można łączyć w konfiguracji „gwiazdy” lub „trójkąta”.

Obwody przyłączeniowe „Gwiazda” i „Trójkąt”

Pokazuje tabliczka znamionowa lub paszport produktu możliwe schematy połączenia i parametry silnika, kiedy różne połączenia. Wskazany:

• maksymalne prądy;
• napięcie zasilania;
• pobór energii;
• liczba obrotów na minutę;
• Wydajność i inne parametry.

Parametry silnika podane na tabliczce znamionowej

W trójfazowym generatorze z asynchronicznego silnika elektrycznego, wykonanym ręcznie, kondensatory są połączone w podobny obwód „trójkąta” lub „gwiazdy”.

Opcja połączenia z „Gwiazdą” zapewnia rozpoczęcie procesu generowania prądu przy niższych prędkościach niż przy łączeniu obwodu w „Trójkąt”. W takim przypadku napięcie na wyjściu generatora będzie nieco niższe. Połączenie w trójkąt zapewnia niewielki wzrost napięcia wyjściowego, ale wymaga wyższych obrotów podczas uruchamiania generatora. W jednofazowym asynchronicznym silniku elektrycznym podłączony jest jeden kondensator przesuwający fazę.

Schemat podłączenia kondensatorów na generatorze w „trójkącie”

W tym przypadku nie nadają się kondensatory modelu KBG-MN lub innych marek o napięciu co najmniej 400 V, a nie polarne modele elektrolityczne;

Jak wygląda kondensator bezbiegunowy marki KBG-MN?

Obliczanie pojemności kondensatora dla zastosowanego silnika

Znamionowa moc wyjściowa generatora, kW	Szacowana pojemność w, µF
2	60
3,5	100
5	138
7	182
10	245
15	342

W generatorach synchronicznych proces generowania jest wzbudzany na uzwojeniach twornika ze źródła prądu. 90% silników asynchronicznych ma wirniki klatkowe, bez uzwojenia; wzbudzenie powstaje w wyniku szczątkowego ładunku statycznego w wirniku. Wystarczy wytworzyć pole elektromagnetyczne w początkowej fazie obrotu, które indukuje prąd i ładuje kondensatory przez uzwojenia stojana. Dalsze ładowanie pochodzi już z wytworzonego prądu; proces wytwarzania będzie ciągły, dopóki wirnik się obraca.

Zaleca się montaż automatycznego podłączenia obciążenia do generatora, gniazd i kondensatorów w oddzielnym zamkniętym panelu. Ułóż przewody łączące generator boru z rozdzielnicą w oddzielnym izolowanym kablu.

Nawet gdy generator nie pracuje, należy unikać dotykania zacisków kondensatora styków gniazda. Ładunek zgromadzony przez kondensator pozostaje długi czas i może spowodować porażenie prądem. Uziemić obudowy wszystkich jednostek, silnik, generator, panel sterowania.

Instalacja układu silnik-generator

Instalując generator z silnikiem własnymi rękami, należy wziąć pod uwagę, że określona liczba obrotów znamionowych asynchronicznego silnika elektrycznego stosowanego na biegu jałowym jest większa.

Schemat generatora silnika na napędzie pasowym

Na silniku 900 obr/min na biegu jałowym będzie 1230 obr/min, aby uzyskać wystarczającą moc na wyjściu generatora przerobionego z tego silnika, należy mieć liczbę obrotów o 10% większą od biegu jałowego:

1230 + 10% = 1353 obr./min.

Napęd pasowy oblicza się ze wzoru:

Vg = Vm x Dm\Dg

Vg – wymagana prędkość obrotowa generatora 1353 obr/min;

Vm – prędkość obrotowa silnika 1200 obr/min;

Dm – średnica koła pasowego na silniku wynosi 15 cm;

Dg – średnica koła pasowego generatora.

Mając silnik 1200 obr./min, w którym koło pasowe ma średnicę Ø 15 cm, pozostaje tylko obliczyć Dg - średnicę koła pasowego na generatorze.

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

Generator z magnesami neodymowymi

Jak zrobić generator z asynchronicznego silnika elektrycznego?

Ten domowy generator eliminuje użycie jednostek kondensatorów. Źródło pola magnetycznego, które indukuje pole elektromagnetyczne i wytwarza prąd w uzwojeniu stojana, zbudowane jest na trwałych magnesach neodymowych. Aby to zrobić samodzielnie, musisz kolejno wykonać następujące kroki:

• Zdejmij przednią i tylną pokrywę silnika asynchronicznego.
• Wymontuj wirnik ze stojana.

Jak wygląda wirnik silnika asynchronicznego?

• Wirnik jest szlifowany, usuwana jest wierzchnia warstwa o 2 mm większa niż grubość magnesów. W codziennych warunkach nie zawsze możliwe jest wiercenie wirnika własnymi rękami, przy braku sprzętu i umiejętności toczenia. Musisz skontaktować się ze specjalistami w warsztatach tokarskich.
• Na kartce zwykłego papieru przygotowywany jest szablon do umieszczenia okrągłych magnesów o średnicy 10-20 mm i grubości do 10 mm, o sile przyciągania 5-9 kg na m2/cm, wielkość zależna od wielkości wirnika . Szablon przykleja się do powierzchni wirnika, magnesy umieszcza się w paskach pod kątem 15 - 20 stopni względem osi wirnika, po 8 sztuk na pasek. Poniższy rysunek pokazuje, że na niektórych wirnikach występują ciemno-jasne pasy przemieszczenia linii pola magnetycznego względem jego osi.

Montaż magnesów na wirniku

• Wirnik na magnesach jest obliczany w taki sposób, że istnieją cztery grupy pasków, w grupie 5 pasków odległość między grupami wynosi 2 Ø magnesu. Szczeliny w grupie wynoszą 0,5-1 Ø magnesu, takie ustawienie zmniejsza siłę przylegania wirnika do stojana, należy go obrócić wysiłkiem dwóch palców;
• Wirnik magnetyczny wykonany według obliczonego szablonu jest wylewany żywica epoksydowa. Po lekkim wyschnięciu cylindryczną część wirnika pokrywa się warstwą włókna szklanego i ponownie impregnuje żywicą epoksydową. Zapobiegnie to wypadaniu magnesów podczas obrotu wirnika. Górna warstwa na magnesach nie powinna przekraczać pierwotnej średnicy wirnika, która znajdowała się przed rowkiem. W przeciwnym razie wirnik nie opadnie na miejsce lub podczas obracania będzie ocierał się o uzwojenie stojana.
• Po wyschnięciu rotor można ponownie umieścić na miejscu i zamknąć pokrywy;
• Aby przetestować generator elektryczny, należy obrócić wirnik za pomocą wiertarki elektrycznej, mierząc napięcie na wyjściu. Liczbę obrotów po osiągnięciu pożądanego napięcia mierzy się tachometrem.
• Porozumiewawczy wymagana ilość prędkości generatora, napęd pasowy obliczany jest według metody opisanej powyżej.

Ciekawą opcją zastosowania jest zastosowanie generatora elektrycznego opartego na asynchronicznym silniku elektrycznym w samozasilającym się obwodzie silnik-generator elektryczny. Kiedy część mocy generowanej przez generator trafia do silnika elektrycznego, który ją obraca. Pozostała część energii jest zużywana na ładunek. Realizując zasadę samodzielnego żywienia jest to praktycznie możliwe przez długi czas zapewnić domowi autonomiczne zasilanie.

Wideo. G generator z silnika asynchronicznego.

Kupuj potężne produkty dla szerokiego grona odbiorców energii elektrycznej elektrownie diesla jak TEKSAN TJ 303 DW5C o mocy 303 kVA czy 242 kW nie ma sensu. Niska moc generatory benzynowe drogi, najlepsza opcja stwórz własne generatory wiatrowe lub urządzenie silnikowo-generatorowe z własnym zasilaniem.

Korzystając z tych informacji, możesz zmontować generator własnymi rękami, używając magnesy trwałe lub kondensatory. Sprzęt taki jest bardzo przydatny w domach wiejskich, w warunkach polowych, jako awaryjne źródło zasilania w przypadku braku napięcia w sieciach przemysłowych. W pełni wyposażony dom z klimatyzacją, kuchenki elektryczne i kotły grzewcze, mocny silnik Piła tarczowa nie wyciągną. Tymczasowo zapewnij prąd Urządzenia podstawowymi potrzebami mogą być oświetlenie, lodówka, telewizor i inne, które nie wymagają dużych mocy.

Często istnieje potrzeba zapewnienia autonomicznego zasilania w Chatka. W takiej sytuacji pomocny będzie generator DIY wykonany z silnika asynchronicznego. Wykonanie tego samodzielnie nie jest trudne, mając pewne umiejętności obsługi sprzętu elektrycznego.

Zasada działania

Silniki indukcyjne ze względu na prostą konstrukcję i efektywną pracę są szeroko stosowane w przemyśle. Stanowią one znaczną część wszystkich silników. Zasada ich działania polega na wytwarzaniu pola magnetycznego poprzez działanie przemiennego prądu elektrycznego.

Eksperymenty wykazały, że rotacja metalowa rama w polu magnetycznym można w nim zaindukować prąd elektryczny, którego pojawienie się potwierdza blask żarówki. Zjawisko to nazywa się indukcją elektromagnetyczną.

Urządzenie silnikowe

Silnik asynchroniczny składa się z metalowa skrzynka, wewnątrz których znajdują się:

• stojan z uzwojeniem, przez który przepływa przemienny prąd elektryczny;
• wirnik ze zwojami uzwojenia, przez który prąd płynie w przeciwnym kierunku.

Obydwa elementy znajdują się na tej samej osi. Stalowe płyty stojana ściśle przylegają do siebie; w niektórych modyfikacjach są mocno zespawane. Miedziane uzwojenie stojana jest izolowane od rdzenia za pomocą tekturowych przekładek. Uzwojenie wirnika wykonane jest z prętów aluminiowych, obustronnie zamkniętych. Pola magnetyczne generowane przez przepływ prądu przemiennego oddziałują na siebie. Pomiędzy uzwojeniami powstaje pole elektromagnetyczne, które obraca wirnik, ponieważ stojan jest nieruchomy.

Generator z silnika asynchronicznego składa się z tego samego składniki, jednak w w tym przypadku dzieje się działanie odwrotne, czyli przemiana energii mechanicznej lub cieplnej w energię elektryczną. Podczas pracy w trybie silnika zachowuje magnesowanie resztkowe, indukując pole elektryczne w stojanie.

Prędkość obrotowa wirnika musi być większa niż zmiana pola magnetycznego stojana. Można go spowolnić mocą bierną kondensatorów. Ładunek, który gromadzą, jest przeciwny w fazie i daje „efekt hamowania”. Rotację można zapewnić za pomocą energii wiatru, wody i pary.

Obwód generatora

Generator z silnika asynchronicznego ma prosty obwód. Po osiągnięciu synchronicznej prędkości obrotowej następuje proces wytwarzania energii elektrycznej w uzwojeniu stojana.

Jeśli podłączysz baterię kondensatorów do uzwojenia, pojawi się wiodący prąd elektryczny, tworząc pole magnetyczne. W takim przypadku kondensatory muszą mieć pojemność wyższą niż określona wartość krytyczna parametry techniczne mechanizm. Siła generowanego prądu będzie zależała od pojemności baterii kondensatorów i charakterystyki silnika.

Technologia produkcji

Zadanie przekształcenia asynchronicznego silnika elektrycznego w generator jest dość proste, jeśli masz niezbędne części.

Aby rozpocząć proces konwersji, musisz mieć następujące mechanizmy i materiały:

• silnik asynchroniczny– wystarczy silnik jednofazowy ze starej pralki;
• urządzenie do pomiaru prędkości wirnika– obrotomierz lub tachogenerator;
• kondensatory niepolarne– odpowiednie są modele typu KBG-MN o napięciu roboczym 400 V;
• zestaw przydatnych narzędzi- wiertarki, piły do ​​metalu, klucze.

Instrukcja krok po kroku

Wykonanie generatora własnymi rękami z silnika asynchronicznego odbywa się zgodnie z przedstawionym algorytmem.

• Generator należy wyregulować tak, aby jego prędkość była większa niż prędkość obrotowa silnika. Prędkość obrotową mierzy się tachometrem lub innym urządzeniem przy włączonym silniku.
• Otrzymaną wartość należy zwiększyć o 10% istniejącego wskaźnika.
• Wybrano pojemność baterii kondensatorów - nie powinna być zbyt duża, w przeciwnym razie sprzęt będzie bardzo gorący. Aby to obliczyć, możesz skorzystać z tabeli zależności między pojemnością kondensatora a mocą bierną.
• Na urządzeniu zainstalowana jest bateria kondensatorów, która zapewni obliczoną prędkość obrotową generatora. Wymagana jest jego instalacja specjalna uwaga– wszystkie kondensatory muszą być niezawodnie izolowane.

W przypadku silników trójfazowych kondensatory są połączone w gwiazdę lub trójkąt. Pierwszy rodzaj połączenia umożliwia wytwarzanie prądu przy niższych obrotach wirnika, ale napięcie wyjściowe będzie niższe. Aby zmniejszyć je do 220 V, stosuje się transformator obniżający napięcie.

Wykonanie generatora magnetycznego

Generator magnetyczny nie wymaga stosowania baterii kondensatorów. W tej konstrukcji zastosowano magnesy neodymowe. Aby zakończyć pracę należy:

• ułóż magnesy na wirniku zgodnie ze schematem, zwracając uwagę na bieguny - każdy z nich musi mieć co najmniej 8 elementów;
• wirnik należy najpierw zeszlifować tokarka na grubość magnesów;
• użyj kleju, aby mocno przymocować magnesy;
• reszta wolna przestrzeń wypełnić żywicą epoksydową pomiędzy elementami magnetycznymi;
• Po zainstalowaniu magnesów należy sprawdzić średnicę wirnika - nie powinna się ona zwiększać.

Zalety domowego generatora elektrycznego

Domowy generator z silnika asynchronicznego stanie się ekonomicznym źródłem prądu, co zmniejszy zużycie scentralizowanej energii elektrycznej. Można go używać do dostarczania pożywienia urządzenia elektryczne gospodarstwa domowego, sprzęt komputerowy, grzejniki. Domowy generator z silnika asynchronicznego ma niewątpliwe zalety:

• prosta i niezawodna konstrukcja;
• skuteczna ochrona części wewnętrzne przed kurzem lub wilgocią;
• odporność na przeciążenia;
• długa żywotność;
• możliwość podłączenia urządzeń bez falowników.

Pracując z generatorem, należy również wziąć pod uwagę możliwość przypadkowych zmian prądu elektrycznego.

Odpowiedź na pytanie, jak samodzielnie wykonać generator elektryczny z silnika elektrycznego, opiera się na znajomości budowy tych mechanizmów. Głównym zadaniem jest przekształcenie silnika w maszynę pełniącą funkcję generatora. W takim przypadku należy pomyśleć o tym, jak cały ten montaż zostanie wprawiony w ruch.

Gdzie używany jest generator?

Sprzęt tego typu jest całkowicie używany różne obszary. Mogłoby być obiekt przemysłowy, budownictwo prywatne lub podmiejskie, plac budowy i dowolnej skali, budynki cywilne różne zamierzone zastosowania.

Jednym słowem zestaw podzespołów, takich jak generator elektryczny dowolnego typu i silnik elektryczny, pozwala na realizację następujących zadań:

• Zasilanie rezerwowe;
• Autonomiczne zasilanie w trybie ciągłym.

W pierwszym przypadku mówimy o o możliwości ubezpieczenia w przypadku niebezpieczne sytuacje takich jak przeciążenie sieci, wypadki, awarie itp. W drugim przypadku inny rodzaj generatora elektrycznego i silnik elektryczny umożliwiają pozyskiwanie prądu tam, gdzie go nie ma scentralizowana sieć. Oprócz tych czynników istnieje jeszcze jeden powód, dla którego zaleca się stosowanie autonomicznego źródła zasilania - jest to potrzeba dostarczenia stabilnego napięcia na wejście konsumenta. Takie środki są często podejmowane, gdy konieczne jest uruchomienie sprzętu o szczególnie wrażliwej automatyce.

Cechy urządzenia i istniejące typy

Aby zdecydować, który generator elektryczny i silnik elektryczny wybrać do realizacji zadań, powinieneś zrozumieć, jaka jest różnica między nimi istniejące gatunki autonomiczne źródło zaopatrzenia w energię.

Modele benzynowe, gazowe i wysokoprężne

Główną różnicą jest rodzaj paliwa. Z tej pozycji są:

1. Generator benzyny.
2. Mechanizm diesla.
3. Urządzenie zasilane gazem.

W pierwszym przypadku generator elektryczny i silnik elektryczny zawarte w konstrukcji służą głównie do dostarczania energii elektrycznej do obiektu krótki czas, co wynika z ekonomicznej strony problemu wysoki koszt benzyna.

Zaletą mechanizmu diesla jest to, że jego konserwacja i eksploatacja wymagają znacznie mniej paliwa. Dodatkowo będzie w nim pracować autonomiczny generator spalinowo-elektryczny i silnik elektryczny długi okres czas bez przestojów ze względu na duże zasoby silnika.

Urządzenie gazowe jest doskonała opcja w przypadku zorganizowania stałego źródła energii elektrycznej, ponieważ paliwo w tym przypadku jest zawsze pod ręką: podłączenie do sieci gazowej, użycie butli. Dlatego też koszt eksploatacji takiej jednostki będzie niższy ze względu na dostępność paliwa.

Podstawowy jednostki strukturalne Takie maszyny różnią się także konstrukcją. Silniki to:

1. Dwusuwowy;
2. Czterosuwowy.

Pierwsza opcja jest instalowana na urządzeniach o mniejszej mocy i gabarytach, druga natomiast na urządzeniach bardziej funkcjonalnych. Generator ma jednostkę - alternator, inna nazwa to „generator w generatorze”. Istnieją dwie wersje: synchroniczna i asynchroniczna.

W zależności od rodzaju prądu wyróżnia się:

• Jednofazowy generator elektryczny i odpowiednio silnik elektryczny;
• Wersja trójfazowa.

Aby zrozumieć, jak wykonać generator elektryczny z asynchronicznego silnika elektrycznego, ważne jest zrozumienie zasady działania tego sprzętu. Zatem podstawą działania jest transformacja różne rodzaje energie. Przede wszystkim następuje przejście energia kinetyczna ekspansja gazów powstałych podczas spalania paliwa w ekspansję mechaniczną. Dzieje się to przy bezpośrednim udziale mechanizmu korbowego podczas obrotu wału silnika.

Konwersja energia mechaniczna do elementu elektrycznego następuje w wyniku obrotu wirnika alternatora, co powoduje powstanie pola elektromagnetycznego i pola elektromagnetycznego. Na wyjściu po ustabilizowaniu się napięcie wyjściowe dociera do konsumenta.

Wykonanie źródła energii elektrycznej bez jednostki napędowej

Najczęstszym sposobem realizacji takiego zadania jest próba zorganizowania zasilania poprzez generator asynchroniczny. Funkcja Ta metoda jest dołożenie minimum wysiłku w zakresie montażu dodatkowych elementów zapewniających poprawną pracę takiego urządzenia. Wynika to z faktu, że mechanizm ten działa na zasadzie silnika asynchronicznego i wytwarza energię elektryczną.

Obejrzyjmy wideo, generator bez paliwa samemu:

W tym przypadku wirnik obraca się ze znacznie większą prędkością, niż mógłby wytworzyć synchroniczny analog. Całkiem możliwe jest wykonanie generatora elektrycznego z asynchronicznego silnika elektrycznego własnymi rękami, bez użycia dodatkowych komponentów lub specjalnych ustawień.

W rezultacie Schemat obwodu urządzenia pozostaną praktycznie nietknięte, ale możliwe będzie dostarczenie prądu do małego obiektu: prywatnego lub Dom wakacyjny, mieszkanie. Zastosowanie takich urządzeń jest dość szerokie:

• Jako silnik dla;
• W postaci małych elektrowni wodnych.

Aby zorganizować prawdziwie autonomiczne źródło zasilania energią, generator elektryczny bez silnika napędowego musi działać na zasadzie samowzbudzenia. Realizuje się to poprzez połączenie kondensatorów szeregowo.

Obejrzyjmy wideo, generator zrób to sam, etapy pracy:

Inną opcją osiągnięcia tego jest użycie silnika Stirlinga. Jego cechą jest konwersja energii cieplnej na Praca mechaniczna. Inną nazwą takiej jednostki jest silnik spalinowy zewnętrznie, a ściślej bazujący na zasadzie działania, a następnie silnik z zewnętrznym ogrzewaniem.

Wynika to z faktu, że aby urządzenie działało skutecznie, wymagana jest znaczna różnica temperatur. W wyniku wzrostu tej wartości wzrasta również moc. Generator elektryczny w silniku ogrzewania zewnętrznego Stirlinga może działać z dowolnego źródła ciepła.

Sekwencja działań w celu samodzielnej produkcji

Aby zamienić silnik w autonomiczne źródło zasilania, należy nieznacznie zmienić obwód, podłączając kondensatory do uzwojenia stojana:

Schemat podłączenia silnika asynchronicznego

W takim przypadku będzie płynął wiodący prąd pojemnościowy (magnesujący). W rezultacie powstaje proces samowzbudzenia węzła i Wartość pola elektromagnetycznego odpowiednio się zmienia. Na ten parametr w dużej mierze wpływa pojemność podłączonych kondensatorów, ale nie możemy zapominać o parametrach samego generatora.

Aby zapobiec przegrzaniu urządzenia, które jest zwykle bezpośrednią konsekwencją źle dobranych parametrów kondensatorów, przy ich wyborze należy kierować się specjalnymi tabelami:

Wydajność i wykonalność

Zanim podejmiemy decyzję, gdzie kupić autonomiczny generator elektryczny bez silnika, należy ustalić, czy moc takiego urządzenia rzeczywiście jest wystarczająca do zaspokojenia potrzeb użytkownika. Częściej domowe urządzenia Ten typ służy odbiorcom małej mocy. Jeśli zdecydujesz się zrobić autonomiczny generator elektryczny bez silnika własnymi rękami, kup niezbędne elementy możliwe w każdym punkt serwisowy lub sklep.

Ale ich zaletą jest stosunkowo niski koszt, biorąc pod uwagę, że wystarczy nieznacznie zmienić obwód, podłączając kilka kondensatorów odpowiedni pojemnik. Zatem przy pewnej wiedzy możliwe jest zbudowanie kompaktowego generatora małej mocy, który zapewni wystarczającą ilość energii elektrycznej do zasilenia odbiorców.

W razie potrzeby jako generator prądu przemiennego można zastosować trójfazowy asynchroniczny silnik elektryczny z wirnikiem klatkowym typu „klatkowego”.

Rozwiązanie to jest wygodne ze względu na szeroką dostępność silników asynchronicznych, a także brak w takich silnikach zespołu komutator-szczotka, co czyni taki generator niezawodnym i trwałym. Jezeli tam wygodnym sposobem spowodować obrót jego wirnika, wówczas do wytworzenia prądu wystarczy podłączyć do uzwojeń stojana trzy identyczne kondensatory. Praktyka pokazuje, że takie generatory mogą pracować latami bez konieczności konserwacji.

Ponieważ na wirniku występuje namagnesowanie szczątkowe, gdy się on obraca, w uzwojeniach stojana pojawi się indukowany emf, a ponieważ do uzwojeń są podłączone kondensatory, będzie występował odpowiedni prąd pojemnościowy, który będzie namagnesował wirnik. Przy dalszym obrocie wirnika nastąpi samowzbudzenie, dzięki czemu w uzwojeniach stojana powstanie trójfazowy prąd sinusoidalny.

W trybie generatora prędkość wirnika musi odpowiadać częstotliwości synchronicznej silnika, która jest wyższa niż jego częstotliwość robocza (asynchroniczna). Przykładowo: silnik AIR112MV8 posiada 4 pary uzwojeń stojana bieguny magnetyczne, co oznacza, że ​​jego znamionowa prędkość synchroniczna wynosi 750 obr/min, ale podczas pracy pod obciążeniem wirnik tego silnika obraca się z prędkością 730 obr/min, ponieważ jest to silnik indukcyjny. Oznacza to, że w trybie generatora należy obracać jego wirnik z częstotliwością 750 obr./min. Odpowiednio, dla silników z dwiema parami biegunów magnetycznych znamionowa częstotliwość synchroniczna wynosi 1500 obr/min, a dla silników z jedną parą biegunów magnetycznych - 3000 obr/min.

Kondensatory dobiera się w zależności od mocy zastosowanego silnika asynchronicznego i charakteru obciążenia. Reaktywna moc, które zapewniają kondensatory w tym trybie pracy, w zależności od ich pojemności, można obliczyć za pomocą wzoru:

Na przykład istnieje silnik asynchroniczny zaprojektowany na moc znamionową 3 kW podczas pracy sieć trójfazowa o napięciu 380 woltów i częstotliwości 50 Hz. Oznacza to, że kondensatory przy pełnym obciążeniu muszą zapewnić całą tę moc. Ponieważ prąd jest trójfazowy, mówimy o pojemności każdego kondensatora. Pojemność można obliczyć ze wzoru:

Dlatego dla danego trójfazowego silnika indukcyjnego o mocy 3 kW pojemność każdego z trzech kondensatorów przy pełnym obciążenie aktywne będzie:

Do tego celu doskonale nadają się kondensatory rozruchowe serii K78-17, K78-36 i podobnych na napięcia 400 woltów i wyższe, najlepiej 600 woltów, lub kondensatory metalowo-papierowe o podobnych wartościach znamionowych.

Mówiąc o trybach pracy generatora z silnika asynchronicznego, należy pamiętać, że na biegu jałowym podłączone kondensatory wytworzą prąd bierny, który po prostu nagrzeje uzwojenia stojana, więc warto to zrobić zespoły kondensatorów kompozytowych i łączyć kontenery zgodnie z wymaganiami konkretnego ładunku. Dzięki temu rozwiązaniu prąd jałowy zostanie znacznie zmniejszony, co odciąży cały system. Przeciwnie, obciążenia o charakterze reaktywnym będą wymagały podłączenia dodatkowych kondensatorów przekraczających parametry znamionowe ze względu na współczynnik mocy charakterystyczny dla obciążeń reaktywnych.

Możliwe jest połączenie uzwojeń stojana zarówno w gwiazdę, aby uzyskać 380 woltów, jak i w trójkącie, aby uzyskać 220 woltów. Jeśli nie ma takiej potrzeby prąd trójfazowy, można wykorzystać tylko jedną fazę podłączając kondensatory tylko do jednego z uzwojeń stojana.

Można również pracować z dwoma uzwojeniami. Tymczasem należy pamiętać, że moc dostarczana przez każde z uzwojeń do obciążenia nie powinna przekraczać jednej trzeciej całkowitej mocy generatora. W zależności od potrzeb można podłączyć prostownik trójfazowy lub zastosować stały prąd przemienny. Aby ułatwić kontrolę, przydatne jest zorganizowanie stojaka wskaźnikowego urządzenia pomiarowe- woltomierze, amperomierze i miernik częstotliwości. Automatyczne wyłączniki automatyczne są idealne do przełączania kondensatorów.

Szczególną uwagę należy zwrócić na środki ostrożności, wziąć pod uwagę wartości krytyczne prądów i odpowiednio obliczyć przekroje wszystkich przewodów. Niezawodna izolacja jest również ważnym czynnikiem bezpieczeństwa.