Прехвърлете асинхронния към генератора без пренавиване. Домашен асинхронен генератор. Разлика от синхронен генератор

Статията описва как да се изгради трифазен (еднофазен) 220/380 V генератор на базата на асинхронен електродвигател променлив ток. Трифазен асинхронен електродвигател, изобретен в края на 19 век от руския електроинженер М.О. Доливо-Доброволски, сега е станал предимно широко разпространен както в индустрията, така и в селско стопанство, както и в ежедневието.

Асинхронните електродвигатели са най-простите и надеждни за работа. Следователно във всички случаи, когато това е допустимо при условията на електрозадвижването и няма нужда от компенсация на реактивната мощност, трябва да се използват асинхронни променливотокови двигатели.

Има два основни вида асинхронни двигатели: с ротор с катерицаи със фазаротор. Асинхронният електродвигател с катерица се състои от неподвижна част - статор и подвижна част - ротор, въртящ се в лагери, монтирани в два щита на двигателя. Ядрата на статора и ротора са направени от отделни листове от електротехническа стомана, изолирани един от друг. Намотка, изработена от изолиран проводник. В жлебовете на сърцевината на ротора се поставя намотка на прът или се излива разтопен алуминий. Джъмперните пръстени дават накъсо намотката на ротора в краищата (оттук и името късо съединение). За разлика от ротора с катерица, намотка, направена като намотка на статор, се поставя в прорезите на ротор с фазова намотка. Краищата на намотката се довеждат до контактни пръстени, монтирани на вала. Четки се плъзгат по протежение на пръстените, свързвайки намотката към стартов или контролен реостат.

Асинхронните електродвигатели с навит ротор са по-скъпи устройства, изискват квалифицирана поддръжка, по-малко надеждни са и следователно се използват само в онези индустрии, където не могат без тях. Поради тази причина те не са много разпространени и няма да ги разглеждаме по-нататък.

През намотката на статора, свързана към трифазна верига, протича ток, създавайки въртящо се магнитно поле. Линиите на магнитното поле на полето на въртящия се статор пресичат прътите на намотката на ротора и индуцират в тях електродвижеща сила(ЕМП). Под въздействието на тази ЕМП протича ток в късо съединените роторни пръти. Около прътите възникват магнитни потоци, създаващи общо магнитно поле на ротора, което, взаимодействайки с въртящото се магнитно поле на статора, създава сила, караща ротора да се върти в посоката на въртене магнитно полестатор.

Честотата на въртене на ротора е малко по-малка от честотата на въртене на магнитното поле, създадено от намотката на статора. Този показател се характеризира с приплъзване S и е за повечето двигатели в диапазона от 2 до 10%.

Най-често се използва в промишлени инсталации трифазни асинхронни електродвигатели, които се произвеждат под формата на унифицирани серии. Сред тях са единичните серии 4А с диапазон на номиналната мощност от 0,06 до 400 kW, машините от които са с висока надеждност, добра производителност и отговарят на световните стандарти.

Автономните асинхронни генератори са трифазни машини, които преобразуват механичната енергия на главния двигател в електрическа енергия на променлив ток. Тяхното несъмнено предимство пред другите видове генератори е липсата на колекторно-четков механизъм и, като следствие, по-голяма издръжливост и надеждност.

Работа на асинхронен електродвигател в генераторен режим

Ако асинхронен двигател, изключен от мрежата, се завърти от който и да е първичен двигател, тогава, в съответствие с принципа на обратимостта на електрическите машини, когато се достигне синхронна скорост на въртене, на клемите на намотката на статора се образува определен ЕМП. под въздействието на остатъчно магнитно поле. Ако сега свържете батерия от кондензатори C към клемите на намотката на статора, тогава в намотките на статора ще тече водещ ток. капацитивен ток, което в случая е магнетизиращо.

Капацитетът на батерията C трябва да надвишава определена критична стойност C0, в зависимост от параметрите на автономния асинхронен генератор: само в този случай генераторът се самовъзбужда и върху намотките на статора е инсталирана трифазна симетрична система на напрежение. Стойността на напрежението в крайна сметка зависи от характеристиките на машината и капацитета на кондензаторите. По този начин може да се преобразува асинхронен електродвигател с катерица асинхронен генератор.

Стандартна схема за свързване на асинхронен електродвигател като генератор.

Можете да изберете контейнера, така че Номинално напрежениеи мощността на асинхронния генератор са равни съответно на напрежението и мощността при работа като електродвигател.

В таблица 1 са дадени капацитетите на кондензаторите за възбуждане на асинхронни генератори (U=380 V, 750...1500 об/мин). Тук реактивната мощност Q се определя по формулата:

Q = 0,314 U 2 C 10 -6,

където C е капацитетът на кондензаторите, μF.

Както се вижда от горните данни, индуктивното натоварване на асинхронния генератор, което намалява фактора на мощността, предизвиква рязко увеличаване на необходимия капацитет. За да поддържате постоянно напрежение с нарастващо натоварване, е необходимо да увеличите капацитета на кондензатора, тоест да свържете допълнителни кондензатори. Това обстоятелство трябва да се счита за недостатък на асинхронния генератор.

Честотата на въртене на асинхронен генератор в нормален режим трябва да надвишава асинхронната със стойност на приплъзване S = 2...10% и да съответства на синхронната честота. Не се изпълнява това състояниеще доведе до факта, че честотата на генерираното напрежение може да се различава от индустриалната честота от 50 Hz, което ще доведе до нестабилна работа на зависими от честотата потребители на електроенергия: електрически помпи, перални машини, устройства с трансформаторен вход.

Намаляването на генерираната честота е особено опасно, тъй като в този случай индуктивното съпротивление на намотките на електродвигателите и трансформаторите намалява, което може да доведе до тяхното повишено нагряване и преждевременна повреда.

Обикновен асинхронен електродвигател с катерица с подходяща мощност може да се използва като асинхронен генератор без никакви модификации. Мощността на електродвигателя-генератор се определя от мощността на свързаните устройства. Най-енергоемките от тях са:

• битови заваръчни трансформатори;
• електрически триони, електрически фуги, зърнотрошачки (мощност 0,3...3 kW);
• електрически пещи тип "Росиянка" и "Мечта" с мощност до 2 kW;
• електрически ютии (мощност 850…1000 W).

Особено бих искал да се спра на работата на битовите заваръчни трансформатори. Свързването им с автономен източник на електроенергия е най-желателно, т.к при работа от индустриална мрежасъздават редица неудобства за останалите потребители на електроенергия.

Ако домакински заваръчен трансформатор е проектиран да работи с електроди с диаметър 2...3 mm, тогава го пълна мощносте приблизително 4...6 kW, мощността на асинхронния генератор за захранване трябва да бъде в рамките на 5...7 kW. Ако битовият заваръчен трансформатор позволява работа с електроди с диаметър 4 mm, тогава в най-тежкия режим - "рязане" на метал, общата консумирана от него мощност може да достигне 10...12 kW, съответно мощността на асинхронен генератор трябва да бъде в рамките на 11...13 kW.

Като трифазна банка от кондензатори е добре да се използват така наречените компенсатори на реактивна мощност, предназначени да подобрят cosφ в мрежите за индустриално осветление. Типичното им обозначение: KM1-0.22-4.5-3U3 или KM2-0.22-9-3U3, което се дешифрира по следния начин. KM - импрегнирани косинусни кондензатори минерално масло, първото число е размерът (1 или 2), след това напрежението (0,22 kV), мощността (4,5 или 9 kvar), след това числото 3 или 2 означава трифазна или еднофазна версия, U3 (умерен климат на трета категория).

Кога ръчно правенобатерии, трябва да използвате кондензатори като MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 и др. за работно напрежение най-малко 600 V. Електролитни кондензатори не могат да се използват.

Обсъдената по-горе опция за свързване на трифазен електродвигател като генератор може да се счита за класическа, но не и единствена. Има и други методи, които са се доказали също толкова добре в практиката. Например, когато една банка от кондензатори е свързана към една или две намотки на електродвигател генератор.

Двуфазен режим на асинхронен генератор.

Фиг.2 Двуфазен режим на асинхронен генератор.

Тази схема трябва да се използва, когато няма нужда от получаване трифазно напрежение. Тази опция за включване намалява работоспособносткондензатори, намалява натоварването на първичния механичен двигател в режим на празен ход и др. спестява "ценно" гориво.

Като генератори с ниска мощност, които произвеждат променливо еднофазно напрежение от 220 V, можете да използвате еднофазни асинхронни електрически двигатели с катерица за битова употреба: от перални машини като "Oka", "Volga", помпи за поливане "Agidel". ", "BTsN" и т.н. Кондензаторната им батерия може да се свърже паралелно с работната намотка или да използва съществуваща фазово изместващ кондензатор, свързан с начална намотка. Възможно е капацитетът на този кондензатор да се увеличи леко. Стойността му ще се определя от естеството на товара, свързан към генератора: за активни товари (електрически пещи, осветителни крушки, електрически поялници) е необходимо малък капацитет, индуктивни (ел. двигатели, телевизори, хладилници) - др.

Фиг. 3 Маломощен монофазен генератор асинхронен двигател.

Сега няколко думи за първичния механичен двигател, който ще задвижва генератора. Както знаете, всяка трансформация на енергия е свързана с нейните неизбежни загуби. Тяхната стойност се определя от ефективността на устройството. Следователно мощността на механичния двигател трябва да надвишава мощността на асинхронния генератор с 50...100%. Например, при мощност на асинхронен генератор от 5 kW, мощността на механичен двигател трябва да бъде 7,5...10 kW. С помощта на трансмисионен механизъм скоростта на механичния двигател и генератора се съгласуват така, че режимът на работа на генератора да се настрои на средната скорост на механичния двигател. Ако е необходимо, можете за кратко да увеличите мощността на генератора, като увеличите скоростта на механичния двигател.

Всяка автономна електроцентрала трябва да съдържа необходимия минимум прикачени файлове: AC волтметър (със скала до 500 V), честотомер (за предпочитане) и три превключвателя. Един превключвател свързва товара към генератора, а другите два превключват веригата на възбуждане. Наличието на превключватели във веригата на възбуждане улеснява стартирането на механичен двигател и също така ви позволява бързо да намалите температурата на намотките на генератора; след приключване на работата роторът на невъзбудения генератор се върти известно време от механичния двигател. Тази процедура удължава активния живот на намотките на генератора.

Ако генераторът се използва за захранване на оборудване, което обикновено е свързано към електрическата мрежа (например жилищно осветление, домакински електроуреди), тогава е необходимо да се осигури двуфазен превключвател, който ще изключи това оборудване от индустриалната мрежа по време на работа на генератора. И двата проводника трябва да бъдат изключени: „фаза“ и „нула“.

В заключение няколко общи съвета.

1. Алтернаторът е опасно устройство. Използвайте 380 V само когато е абсолютно необходимо; във всички останали случаи използвайте 220 V.

2. Съгласно изискванията за безопасност, електрическият генератор трябва да бъде оборудван със заземяване.

3. Обърнете внимание на термичния режим на генератора. Той "не обича" празен ход. Намалете термично натоварваневъзможно чрез по-внимателен подбор на капацитета на възбуждащите кондензатори.

4. Не грешете със силата електрически токпроизведени от генератора. Ако по време на работа трифазен генераторАко се използва една фаза, нейната мощност ще бъде 1/3 обща мощностгенератор, ако две фази са 2/3 от общата мощност на генератора.

5. Честотата на променливия ток, генериран от генератора, може да се контролира косвено от изходното напрежение, което в режим на празен ход трябва да бъде с 4...6% по-високо от индустриалната стойност от 220/380 V.

Източниците на енергия се разделят на синхронни и асинхронни в зависимост от вида на генератора. В електротехниката, според законите на физиката, има принцип на обратимост на енергията: електрически автомобили, който може да преобразува електрическата енергия в механична енергия, може също да извърши обратната трансформация. Асинхронният генератор работи на този принцип: той е в състояние да преобразува механичната енергия на въртене на ротора в електрически ток върху намотката на статора. Използва се за напрежение 220 и 380 V.

Тип асинхронен генератор

В режим на работа на генератор знакът на приплъзването се променя и асинхронните двигатели генерират електрическа енергия.

Приложение

• Генераторите намират приложение като тягови електродвигатели в съоръженията на транспортната инфраструктура в машини с реостатно и регенеративно спиране, както и в селското стопанство в устройства, където няма нужда от компенсация на реактивната мощност и високи изисквания към качеството на доставяната електроенергия (при малки скокове на напрежението). са възможни, т.е. няма регулатор на параметрите).
• За домакински нуждиасинхронните генератори се използват като двигател на автономни електроцентрали, които се задвижват от природни сили: енергията на падащата вода, вятърната енергия и др.
• Друго приложение е използването на генератор като зарядно устройство за батерии.
• За захранване на заваръчни агрегати.
• Сигурност непрекъсваемо захранванеособено важни обекти: хладилници с лекарства и др.

Това устройство се използва за промишлени цели

Теоретично е възможно да се преобразува асинхронен двигател в асинхронен генератор. За да изпълните задачата, трябва:

• ясно разбират какво е ток;
• познават физиката на трансформацията механична енергиякъм електрически;
• създавай всичко необходимите условияза появата на електрически ток върху намотката на статора.

Асинхронно генераторно устройство

Основни компоненти на асинхронен генератор:

• Роторът е въртящ се елемент, върху който се генерира емф. Тип на изпълнение – късо съединение. Проводимите повърхности са изработени от алуминий.
• Необходим е кабелен вход за освобождаване на полученото електричество.
• Необходим е температурен сензор за намотката на генератора, за да следи непрекъснато температурата на тази намотка.
• Уплътнените фланци са предназначени за уплътняване на свързването на части.
• Статор, върху чиито намотки се генерира електричество по време на процеса.
• Намотката може да бъде два вида: еднофазна и трифазна (за напрежение 220 и 380 V), разположена на повърхността на статора под формата на звезда. 3 точки са свързани помежду си, 3 други са свързани с плъзгащи се пръстени.
• Плъзгащите пръстени нямат електрическа връзка помежду си и са фиксирани към вала на ротора.
• Като регулатор са необходими четки, с тяхна помощ се стартира трифазен реостат, чрез който може да се контролира съпротивлението на намотката на ротора.
• Късото съединение се използва за принудително спиране на реостата.

Принцип на действие

Когато лопатките на ротора се въртят, върху проводящата част започва да се появява електрически ток. Полученото магнитно поле индуцира два вида намотки на статора AC напрежение– монофазни и трифазни.

Параметрите на генерираната енергия се регулират чрез промяна на натоварването на статора. Във веригата няма регулатор, т.к Структурно устройството не може да бъде оборудвано с това устройство: няма електрическа връзка между ротора и статора.

В какви случаи е необходимо да се използват асинхронни устройства:

• трудни условия на работа на оборудването - прах;
• няма специални изисквания към качеството на преобразуваната енергия (честота и напрежение);
• няма възможност за инсталиране на синхронна машина;
• ограничен бюджет на съоръжението;
• има възможност за претоварване в преходен процесработа.

Асинхронните устройства не понасят чести претоварвания по време на работа. При работа с прекомерна мощност се задейства защита. Рестартирането на устройства има Отрицателно влияниевърху икономическия ефект от инсталацията.

защото Няма контрол на параметрите, необходима е връзка измервателни уреди.

За да се осигури правилна работа на системата и да се избегнат преждевременни ремонти, е необходимо да се изчисли мощността на генератора въз основа на очакваното натоварване на съоръжението.

Принцип на действие в двуфазен режимасинхронен генератор се използва за случаи, които не изискват генериране на трифазно напрежение.

Предимства:

• малка работоспособност;
• ниски натоварвания в режим на празен ход и в резултат на това спестяване на първична енергия (ресурсът, който задвижва ротора).

недостатъци:

• Няма регулатор на напрежението.

Маломощни генератори 220 V

Като донорни устройства се използват асинхронни електродвигатели с ротори с катерица от перални машини. домакински прахосмукачки, електрически устройства за поливане и подобни, в които кондензаторните батерии са свързани във верига, успоредна на работната намотка. За да се увеличи ефективността на работа, капацитетът на кондензатора се увеличава: в по-малка степен за активни товари (лампи, поялници) и в по-голяма степен за индуктивни товари (например хладилници, телевизори и др.).

• Мощността на основното устройство е избрана да бъде 50..100% по-голяма от мощността, консумирана от асинхронния генератор. Това е необходимо за намаляване на загубите и повишаване на ефективността на процеса. Повишена ефективност се постига чрез постоянно или краткотрайно увеличаване на скоростта на механичен елемент.
• Тъй като веригата не съдържа регулатор на тока, стабилната работа на инсталацията изисква постоянно наблюдение на параметрите, т.е. наличието на устройство за измерване на честота (тахометър), напрежение (волтметър) и набор от превключватели (за свързване на товара към генератора и два за превключване на веригата на възбуждане. Тази схема опростява пускането и повишава стабилността на електрическото оборудване.
• Ако е свързан към генератор домакинска мрежаосветление, е необходимо да се предвиди двуфазен ключ в електрическата верига, който в този случай ще изключи електрическото осветление от стационарната мрежа.

Еднофазните превключватели за изключване са забранени в този случай, т.к необходимо е да изключите фазовите и нулевите проводници.

Ефективност на монтажа

Преди да се извърши реконструкция, е необходимо да се вземе предвид мащабът на икономическия ефект от новото оборудване и осъществимостта на процедурата.

Предимства на устройството:

1. Ниска цена на електроенергия: преобразуването изисква наличието на магнитно поле, което генерира електрически ток.
2. Токът съдържа малък брой висши хармоници: малки загуби поради собственото си нагряване, образуването на магнитни полета и др.
3. Висока надеждност.
4. Няма верига за възбуждане.
5. Евтини готови модели.
6. Възможност за преобразуване на обикновен асинхронен двигател в генератор.
7. Липсата на комутаторно-четков механизъм в конструкцията на устройството, което увеличава експлоатационния живот.
8. Няма нужда от поддръжка на кондензаторни батерии.

недостатъци:

1. Невъзможност за генериране на индустриална честота на генерирания ток.
2. Няма контрол на мрежовите параметри.
3. Необходимостта от включване на токоизправители в работната верига.
4. Индуктивният товар изисква увеличаване на изискването за приложен капацитет. Следователно необходимостта от свързване на допълнителни кондензаторни елементи към веригата на устройството се увеличава. Което впоследствие оскъпява монтажа.
5. Устройството е не по-малко технически сложно от синхронните генератори.
6. Висока чувствителност към промени в натоварването. защото За работа на устройството се използва кондензатор, който отнема енергия (традиционните генератори използват батерии, които имат резерв на мощност); ако натоварването се увеличи, може да няма достатъчно електричество за презареждане и генерирането ще спре. За предотвратяване на това явление се използват батерии с променлив капацитет в зависимост от натоварването. Приложение на това оборудванеикономически осъществими за големи съоръжения.

Преобразуване на двигателя

Принцип преобразуване на двигателя в прост асинхронен генератор:

1. За да надстроите, ще ви е необходим двигател от пералня.
2. Намалете дебелината на стените на ядрото. За това е необходимо да се стругсмилайте 2 мм по цялата повърхност. Направете дупки (несквозни) с дълбочина не повече от 5 мм.
3. Направете лента от тънък лист метал или калай, като размерите съответстват на размерите на ротора.
4. Инсталирайте неодимови магнити в получената свободна зона в количество най-малко 8 броя. Закрепете със супер лепило.

Магнитите трябва да се притискат към повърхността, докато се втвърдят напълно, в противен случай ще се движат. Препоръчително е да използвате очила, за да предотвратите попадането на лепило в очите ви, ако магнитът се изплъзне.

1. Покрийте ротора от всички страни с плътна хартия и закрепете краищата с лента.
2. Ефективно запечатайте крайната част на ротора с мастика.
3. Запълнете свободното пространство между магнитните елементи епоксидна смолапрез дупка, направена в хартията.
4. След като смолата се втвърди, отстранете слоя хартия.
5. Шлайфайте повърхността на ротора с шкурка; ако има такава, можете да използвате Dremel.
6. Свържете двигателя към работната намотка с два проводника. Премахнете всички неизползвани проводници.
7. Ако е необходимо, сменете лагерите с нови.
8. Инсталирайте токоизправителя и контролера за зареждане.

Тестване на сглобеното устройство

Когато използвате асинхронен генератор, както и други електрически устройства, трябва да спазвате правилата за безопасност:

• Устройството трябва да бъде защитено от механични влияния и атмосферни влияния.
• Препоръчва се производството на специален защитен корпус за сглобения генератор.
• За правилна работа е необходимо постоянно наблюдение на параметрите на устройството (напрежение, честота). Няма регулатор на ток. Инсталирането на измервателни уреди ще ви позволи да наблюдавате ефективността на автономната система.
• От съображения за безопасност се препоръчва използването на домашен генератор при напрежение 0,23 kV.
• Устройството трябва да бъде свързано към заземителна верига.
• Трябва да се избягват дълги периоди на празен ход.
• Забранено е оборудването да се прегрява.
• Генераторът трябва да бъде оборудван с бутон за включване/изключване за оптимизиране на работата.

Ако нямате основни познания по електротехника, експертите силно препоръчват закупуването на фабрично произведен генератор.

Реконструкция на асинхронен двигател

Процесът се състои от три етапа:

1. Свързване на кондензаторни батерии към клеми. След това започва процесът на намагнитване върху намотката, който се причинява от движението на водещия ток.
2. Самовъзбуждане на устройството. Възниква при правилен изборкапацитет на кондензатора.
3. Получаване на крайни стойности на напрежението. Зависи от техническа характеристикаустройства, вид и капацитет на кондензатори.

Модернизация на асинхронен двигател

При правилно изпълнениедействия, можете да получите генератор с характеристиките на асинхронен двигател.

Видео

Асинхронни генератори – полезно нещо V домакинство. | Повече ▼ мощни устройстваТе могат да служат като автономни електроцентрали, които ще осигурят нормално напрежение и честотни параметри на мрежата.

Един от първите генератори с AC възбудител

Икономически е целесъобразно да се преоборудва неизползван асинхронен електродвигател, за който е известно, че работи. Само в този случай ще има икономически ефект, за разлика от закупуването на ново устройство.

Въпреки доста трудоемкия принцип на модернизация, липсващия регулатор на параметрите на мрежата, домашните асинхронни генератори са добро решениеминимизиране на финансовите разходи за електроенергия в условията на непрекъснато нарастващи цени на енергията.

Асинхронен или индукционен тип генератор е специален тип устройство, което използва променлив ток и има способността да генерира електричество. Основна характеристикае извършването на доста бързи завои, които роторът прави; по отношение на скоростта на въртене на този елемент той значително превъзхожда синхронното разнообразие.

Едно от основните предимства е възможността да се използва това устройство без значителни модификации на веригата или продължителна настройка.

Еднофазен тип индукционен генератор може да бъде свързан чрез прилагане на необходимото напрежение към него, това ще изисква свързването му към източник на захранване. Въпреки това, редица модели произвеждат самовъзбуждане; тази способност им позволява да функционират в режим, независим от външни източници.

Това се постига чрез последователно привеждане на кондензаторите в работно състояние.

Генераторна верига от асинхронен двигател

На практика във всяка кола електрически тип, проектиран като генератор, има 2 различни активни намотки, без които работата на устройството е невъзможна:

1. Намотка на полето, който се намира на специална котва.
2. Намотка на статора, който е отговорен за образуването на електрически ток, този процессе случва вътре в нея.

За да визуализирате и по-точно разберете всички процеси, протичащи по време на работата на генератора, най-много най-добрият вариантНека да разгледаме по-отблизо как работи:

1. Волтаж, който се захранва от батерия или друг източник, създава магнитно поле в намотката на котвата.
2. Въртящи се елементи на устройствотозаедно с магнитно поле е възможно да се реализира различни начини, включително ръчно.
3. Магнитно поле, въртящ се с определена скорост, генерира електромагнитна индукция, поради което в намотката се появява електрически ток.
4. По-голямата част от схемите, използвани днесняма способността да осигурява напрежение към намотката на котвата, това се дължи на наличието на ротор с катерица в конструкцията. Следователно, независимо от скоростта и времето на въртене на вала, захранващите устройства все още ще бъдат изключени.

При преобразуване на двигател в генератор самостоятелното създаване на движещо се магнитно поле е едно от основните и задължителни условия.

Генераторно устройство

Преди да предприемете каквото и да е действие за преустройствов генератора, трябва да разберете структурата на тази машина, която изглежда така:

1. Статор, който е оборудван с трифазна мрежова намотка, разположена на работната му повърхност.
2. Навиванеорганизиран по такъв начин, че да прилича на звезда по форма: 3 начални елемента са свързани помежду си, а 3 срещуположни страни са свързани с плъзгащи се пръстени, които нямат точки на контакт помежду си.
3. Плъзгащи пръстениимат надеждно закрепване към вала на ротора.
4. В дизайнаИма специални четки, които не правят никакви независими движения, но помагат за включване на реостата с три фази. Това ви позволява да промените параметрите на съпротивлението на намотката, разположена на ротора.
5. Често, в вътрешна структураИма такъв елемент като автоматичен късо съединение, който е необходим за късо съединение на намотката и спиране на реостата, който е в работно състояние.
6. Още едно допълнителен елементгенераторни устройстваможе би специално устройство, който разделя четките и контактните пръстени в момента, когато преминават през етапа на затваряне. Тази мярка спомага за значително намаляване на загубите от триене.

Изработка на генератор от двигател

Всъщност всеки асинхронен електродвигател може да бъде със собствените си ръцепревърнат в устройство, което функционира като генератор, което след това може да се използва в ежедневието. Дори двигател, взет от стара пералня или друго домакинско оборудване, може да бъде подходящ за тази цел.

За да бъде успешно изпълнен този процес, се препоръчва да се придържате към следния алгоритъм на действия:

1. Отстранете слоя на сърцевината на двигателя, поради което в структурата му ще се образува вдлъбнатина. Това може да се направи на струг, като се препоръчва да се отстранят 2 мм. по цялата сърцевина и направете допълнителни отвори с дълбочина около 5 mm.
2. Вземете размериот получения ротор, след което се изработва шаблон под формата на лента от калаен материал, който ще съответства на размерите на устройството.
3. Инсталирайв полученото свободно пространство има неодимови магнити, които трябва да бъдат закупени предварително. Всеки полюс ще изисква най-малко 8 магнитни елемента.
4. Фиксиране на магнитиможе да се направи с универсално суперлепило, но трябва да се има предвид, че при приближаване до повърхността на ротора те ще променят позицията си, така че трябва да се държат здраво с ръце, докато всеки елемент бъде залепен. Освен това се препоръчва да използвате предпазни очила по време на този процес, за да избегнете пръскане на лепило в очите ви.
5. Увийте ротора обикновена хартияи лентата, която ще е необходима за закрепването му.
6. Крайната част на роторапокрийте с пластилин, което ще осигури запечатване на устройството.
7. След завършени действиянеобходимо е да се обработят свободните кухини между магнитните елементи. За да направите това, останалите между магнитите свободно пространствотрябва да се запълни с епоксидна смола. Най-удобният начин би бил да изрежете специална дупка в черупката, да я превърнете във врата и да запечатате границите с пластилин. Можете да налеете смола вътре.
8. Изчакайте, докато се втвърди напълнозапълнен със смола, след което защитната хартиена обвивка може да се отстрани.
9. Роторът трябва да бъде фиксиранс помощта на машина или менгеме, за да може да се обработва, което се състои в шлайфане на повърхността. За тези цели можете да използвате шкурка със средна степен на зърно.
10. Определете състояниетои предназначението на кабелите, излизащи от двигателя. Две трябва да водят до работната намотка, останалите могат да бъдат отрязани, за да не се объркате в бъдеще.
11. Понякога процесът на ротация е доста лош, най-често причината са стари износени и стегнати лагери, като в този случай могат да се сменят с нови.
12. Токоизправител за генератормогат да бъдат сглобени от специален силикон, които са предназначени специално за тези цели. Освен това не се нуждаете от контролер за зареждане, почти всички съвременни модели са подходящи.

След като всички горни стъпки са изпълнени, процесът може да се счита за завършен, асинхронният двигател е преобразуван в генератор от същия тип.

Оценка на нивото на ефективност - изгодно ли е?

Генерирането на електрически ток от електродвигател е съвсем реално и осъществимо на практика, основният въпрос е колко е изгодно?

Сравнението се прави предимно със синхронна версия на подобно устройство, който липсва електрическа веригавъзбуждане, но въпреки този факт неговата структура и дизайн не са по-прости.

Това се дължи на наличието на кондензаторна банка, което е изключително трудно техническиелемент, който липсва от асинхронен генератор.

Основно предимство асинхронно устройствое, че наличните кондензатори не изискват никаква поддръжка, тъй като цялата енергия се прехвърля от магнитното поле на ротора и тока, който се генерира по време на работа на генератора.

Електрическият ток, създаден по време на работа, практически няма висши хармоници, което е друго съществено предимство.

Асинхронните устройства нямат други предимства освен споменатите, но имат редица съществени недостатъци:

1. По време на тяхната експлоатацияняма възможност за осигуряване на номиналните индустриални параметри на електрическия ток, генериран от генератора.
2. Висока степен на чувствителностдори и при най-малките промени в параметрите на работното натоварване.
3. Ако параметрите са превишени допустими натоварваниякъм генератора, ще се установи липса на електричество, след което презареждането ще стане невъзможно и процесът на генериране ще бъде спрян. За да се елиминира този недостатък, често се използват батерии със значителен капацитет, които имат способността да променят обема си в зависимост от големината на приложените натоварвания.

Електрическият ток, произведен от асинхронен генератор, е обект на чести промени, чиято природа е неизвестна, тя е случаен и не може да бъде обяснена по никакъв начин с научни аргументи.

Невъзможността да се вземат предвид и подходящо компенсиране на такива промени обяснява факта, че такива устройства не са придобили популярност и не са получили особено широко разпространение в най-сериозните отрасли или домакински дела.

Функциониране на асинхронен двигател като генератор

В съответствие с принципите, на които работят всички такива машини, работата на асинхронен двигател след преобразуване в генератор се извършва, както следва:

1. След свързване на кондензаторите към клемите, на намотките на статора протичат редица процеси. По-специално, водещият ток започва да се движи в намотката, което създава ефект на намагнитване.
2. Само ако кондензаторите съвпадатпараметри на необходимия капацитет, устройството се самовъзбужда. Това насърчава симетрична 3-фазна система на напрежение върху намотката на статора.
3. Крайна стойност на напрежениетоще зависи от технически възможностиизползваната машина, както и възможностите на използваните кондензатори.

Благодарение на описаните действия се осъществява процесът на преобразуване на асинхронен двигател с катерица в генератор с подобни характеристики.

Приложение

В ежедневието и в производството такива генератори се използват широко в различни области и области, но те са най-търсени за изпълнение на следните функции:

1. Използвайте като двигателиза това е една от най-популярните функции. Много хора правят свои собствени асинхронни генератори, за да ги използват за тези цели.
2. Работа като водноелектрическа централас малък изход.
3. Осигуряване на хранаи ток в градски апартамент, частен Вилаили отделно домакинско оборудване.
4. Изпълнявайте основни функциигенератор за заваряване.
5. Непрекъсваемо оборудванепроменлив ток на отделни консуматори.

Необходимо е да имате определени умения и знания не само в производството, но и в работата на такива машини; следните съвети могат да помогнат за това:

1. Всякакъв вид асинхронни генераториНезависимо от областта, в която се използват, това е опасно устройство, поради тази причина се препоръчва да се изолира.
2. По време на производствения процес на устройствотонеобходимо е да се обмисли инсталирането на измервателни уреди, тъй като ще е необходимо да се получат данни за неговото функциониране и работни параметри.
3. Наличие на специални бутони, с който можете да контролирате устройството, значително улеснява процеса на работа.
4. Заземяванее задължително изискване, които трябва да бъдат изпълнени преди работа на генератора.
5. По време на работа, Ефективността на асинхронно устройство може периодично да намалява с 30-50%; не е възможно да се преодолее появата на този проблем, тъй като този процес е неразделна част от преобразуването на енергия.

За да може един асинхронен двигател да се превърне в генератор на променлив ток, вътре в него трябва да се образува магнитно поле; това може да стане, като го поставите върху ротора на двигателя постоянни магнити. Цялата промяна е проста и сложна едновременно.

Първо трябва да изберете подходящ двигател, който е най-подходящ за работа като нискоскоростен генератор. Това са многополюсни асинхронни двигатели, 6 и 8-полюсни, нискоскоростни двигатели са много подходящи, с максимална скороств режим на двигател не повече от 1350 об / мин. Такива двигатели имат най-голямото числополюси и зъби на статора.

След това трябва да разглобите двигателя и да премахнете арматурния ротор, който трябва да бъде смлян на машина до определен размер за залепване на магнити. Залепени са неодимови магнити, обикновено малки кръгли магнити. Сега ще се опитам да ви кажа как и колко магнита да залепите.

Първо трябва да разберете колко полюса има вашият двигател, но е доста трудно да разберете това от намотката без подходящ опит, така че е по-добре да прочетете броя на полюсите върху маркировката на двигателя, ако разбира се има такава , въпреки че в повечето случаи е така. По-долу е даден пример за маркировка на двигателя и описание на маркировките.

По марка двигател. За 3-фазен: Тип двигател Мощност, kW Напрежение, V Скорост на въртене, (синхрон.), rpm Ефективност, % Тегло, kg

Например: DAF3 400-6-10 UHL1 400 6000 600 93.7 4580 Обозначение на двигателя: D - двигател; А - асинхронен; F - с навит ротор; 3 - затворена версия; 400 - мощност, kW; b - напрежение, kV; 10 - брой полюси; UHL - Климатично изпълнение; 1 - категория настаняване.

Случва се двигатели да не са наше производство, както е на снимката по-горе, а маркировките да са неясни или просто да не се четат. След това остава само един метод, това е да преброите колко зъба имате на статора и колко зъба заема една бобина. Ако, например, бобината заема 4 зъба и има само 24 от тях, тогава вашият двигател е шестполюсен.

Броят на полюсите на статора трябва да се знае, за да се определи броят на полюсите при залепване на магнити към ротора. Това количество обикновено е равно, т.е. ако има 6 полюса на статора, тогава магнитите трябва да бъдат залепени с редуващи се полюси в размер на 6, SNSNSN.

След като вече знаем броя на полюсите, трябва да изчислим броя на магнитите за ротора. За да направите това, трябва да изчислите обиколката на ротора, като използвате простата формула 2nR, където n=3,14. Тоест умножаваме 3,14 по 2 и по радиуса на ротора получаваме обиколката. След това измерваме нашия ротор по дължината на желязото, което е в алуминиев дорник. След това можете да нарисувате получената лента с нейната дължина и ширина, можете да го направите на компютър и след това да я разпечатате.

Трябва да вземете решение за дебелината на магнитите, тя е приблизително равна на 10-15% от диаметъра на ротора, например, ако роторът е 60 мм, тогава магнитите трябва да са с дебелина 5-7 мм. За тази цел магнитите обикновено се купуват кръгли. Ако роторът е с диаметър приблизително 6 cm, тогава магнитите могат да бъдат с височина 6-10 mm. След като решите кои магнити да използвате, върху шаблона, чиято дължина е равна на дължината на кръга

Пример за изчисляване на магнити за ротор, например диаметърът на ротора е 60 cm, изчисляваме обиколката = 188 cm. Разделяме дължината на броя на полюсите, в случая на 6 и получаваме 6 секции, във всяка секция магнитите са залепени с един и същи полюс. Но това не е всичко. Сега трябва да изчислите колко магнита ще се поберат в един полюс, за да ги разпределите равномерно по полюса. Например ширина кръгъл магнит 1см, разстоянието между магнитите е около 2-3мм, което означава 10мм +3=13мм.

Разделяме дължината на кръга на 6 части = 31 mm, това е ширината на един полюс по дължината на обиколката на ротора и ширината на полюса по протежение на желязото, да кажем 60 mm. Това означава, че полюсната площ е 60 на 31 mm. Това се оказва 8 в 2 реда магнити на полюс с разстояние 5 мм между тях. В този случай е необходимо да преизчислите броя на магнитите, така че да пасват възможно най-плътно на полюса.

Ето пример с магнити с ширина 10 мм, така че разстоянието между тях е 5 мм. Ако намалите диаметъра на магнитите, например, 2 пъти, тоест 5 mm, тогава те ще запълнят полюса по-плътно, в резултат на което магнитното поле ще се увеличи поради по-голямото количество от общата маса на магнита. Вече има 5 реда такива магнити (5 мм) и 10 на дължина, тоест по 50 магнита на полюс, а общият брой на ротор е 300 бр.

За да се намали залепването, шаблонът трябва да бъде маркиран така, че изместването на магнитите при залепване да е с ширината на един магнит; ако ширината на магнита е 5 mm, тогава изместването е 5 mm.

Сега, след като сте решили магнитите, трябва да смилате ротора, така че магнитите да паснат. Ако височината на магнитите е 6 мм, тогава диаметърът се смила до 12+1 мм, 1 мм е запас за ръчно огъване. Магнитите могат да бъдат поставени върху ротора по два начина.

Първият метод е първо да се направи дорник, в който по шаблон се пробиват отвори за магнитите, след което дорникът се поставя върху ротора, а магнитите се залепват в пробитите отвори. На ротора, след набраздяване, трябва допълнително да смилате разделителните алуминиеви ленти между желязото до дълбочина, равна на височината на магнитите. И напълнете получените жлебове с отгряти дървени стърготини, смесени с епоксидно лепило. Това значително ще увеличи ефективността, стърготините ще служат като допълнителна магнитна верига между желязото на ротора. Може да се направи проба режеща машинаили на машина.

Дорникът за залепване на магнити се прави по следния начин: обработеният вал се увива в полиинтел, след това слой по слой се навива превръзка, напоена с епоксидно лепило, след което се смила до размер на машина и се отстранява от ротора, залепва се шаблон и се правят дупки се пробиват за магнитите.След това дорникът се поставя обратно на ротора и залепените магнити обикновено се залепват с епоксидно лепило.По-долу на снимката има два примера за залепване на магнити, първият пример от 2 снимки е залепване на магнити с помощта на дорник, а втората на следващата страница директно през шаблона.На първите две снимки се вижда ясно и мисля ясно как са залепени магнитите.

>

>

Продължава на следващата страница.

Идеята за наличие на автономен източник електрическа енергияи не в зависимост от фиксираната държавна мрежа тревожи умовете на много жители на селските райони.

Изпълнението е доста просто: имате нужда от трифазен асинхронен електродвигател, който може да се използва дори от старо, изведено от експлоатация промишлено оборудване.

Генератор от асинхронен двигател се прави със собствените си ръце според една от трите схеми, публикувани в тази статия. Той ще преобразува механичната енергия в електричество свободно и надеждно.

Как да изберем електродвигател

За да се отстранят грешките на етапа на проекта, е необходимо да се обърне внимание на дизайна на закупения двигател, както и на неговите електрически характеристики: консумация на енергия, захранващо напрежение, скорост на ротора.

Асинхронните машини са обратими. Те могат да работят в следните режими:

· електродвигател при подаване на външно напрежение към тях;

· или генератор, ако техният ротор върти източник на механична енергия, например водно или вятърно колело, двигател с вътрешно горене.

Обръщаме внимание на табелката, дизайна на ротора и статора. Ние вземаме предвид техните характеристики при създаването на генератор.

Какво трябва да знаете за дизайна на статора

Има три изолирани намотки, навити на общ магнитопровод за захранване от всяка фаза на напрежение.

Те са свързани по един от двата начина:

1. Звезда, когато всички краища са събрани в една точка. Напрежението се подава към 3-те начала и общата клема на краищата чрез четири проводника.

2. Триъгълник - краят на едната намотка е свързан с началото на другата, така че веригата да се сглоби в пръстен и от него да излизат само три проводника.

Тази информация е представена по-подробно в статията на моя уебсайт засвързване на трифазен двигател към еднофазна битова мрежа .

Характеристики на конструкцията на ротора

Освен това има магнитна верига и три намотки. Те са свързани по един от двата начина:

1. през контактните клеми на двигател с навит ротор;

2. късо съединение с алуминиева вложка в дизайна на колелото на катерица - асинхронни машини.

Имаме нужда от ротор с катерица. Всички вериги са предназначени за него.

Дизайнът на навит ротор може да се използва и като генератор. Но ще трябва да се преработи: ние просто свързваме накъсо всички изходи един към друг.

Как да вземем предвид електрическите характеристики на двигателя

Работата на генератора ще бъде повлияна от:

1. Диаметър на телта за навиване. Отоплението на конструкцията и количеството приложена мощност директно зависят от това.

2. Проектната скорост на ротора, обозначена с броя на оборотите.

3. Метод за свързване на намотки в звезда или триъгълник.

4. Количеството загуба на енергия, определено от ефективността и косинуса φ.

Гледаме ги на чиния или ги изчисляваме по косвени методи.

Как да накарате електрически мотор да премине в режим на генератор

Трябва да направите две неща:

1. Завъртете ротора от източник на външна механична енергия.

2. Възбудете електромагнитно поле в намотките.

Ако всичко е ясно с първата точка, тогава за втората е достатъчно да свържете банка от кондензатори към намотките, създавайки капацитивен товар с определен размер.

За този проблем са разработени няколко варианта на схеми.

Пълна звезда

Между всяка двойка намотки са включени кондензатори.

Опростена звезда

В тази схема стартовите и работните кондензатори са свързани чрез собствени ключове.

Триъгълна диаграма

Кондензаторите са свързани паралелно към всяка намотка. На изходните клеми се създава линейно напрежение от 220 волта.

Какви номинални стойности на кондензатора са необходими?

Най-лесният начин е да използвате хартиени кондензатори с напрежение от 500 волта и повече. По-добре е да не използвате електролитни модели: те могат да кипнат и да експлодират.

Формулата за определяне на капацитета е:С=Q/2π∙f∙U2.

В него Q е реактивна мощност, f е честота, U е напрежение.