Prebacite asinhroni na generator bez premotavanja. Domaći asinhroni generator. Razlika od sinhronog generatora

Članak opisuje kako napraviti trofazni (jednofazni) 220/380 V generator na bazi asinhronog elektromotora naizmjenična struja. Trofazni asinhroni elektromotor, koji je krajem 19. stoljeća izumio ruski elektroinženjer M.O. Dolivo-Dobrovolsky, sada je postao pretežno raširen kako u industriji tako iu poljoprivreda, kao i u svakodnevnom životu.

Asinhroni elektromotori su najjednostavniji i najpouzdaniji za rad. Stoga, u svim slučajevima kada je to dopušteno u uvjetima elektromotornog pogona i nema potrebe za kompenzacijom jalove snage, treba koristiti asinhrone AC motore.

Postoje dvije glavne vrste asinhronih motora: sa kaveznim rotorom i sa faza rotor. Asinhroni kavezni elektromotor sastoji se od stacionarnog dijela - statora i pokretnog dijela - rotora, koji se okreće u ležajevima postavljenim u dva štita motora. Jezgra statora i rotora su izrađena od odvojenih elektro čeličnih limova izolovanih jedan od drugog. Namotaj od izolovana žica. Namotaj šipke se postavlja u žljebove jezgre rotora ili se sipa rastopljeni aluminij. Prstenovi kratkospojnika kratko spajaju namotaj rotora na krajevima (otuda naziv kratko spojeni). Za razliku od kaveznog rotora, namotaj napravljen kao namotaj statora se postavlja u proreze fazno namotanog rotora. Krajevi namota su dovedeni do kliznih prstenova postavljenih na osovinu. Četke klize duž prstenova, povezujući namotaj sa startnim ili kontrolnim reostatom.

Asinkroni elektromotori s namotanim rotorom su skuplji uređaji, zahtijevaju kvalificirano održavanje, manje su pouzdani i stoga se koriste samo u onim industrijama u kojima se ne mogu bez njih. Iz tog razloga oni nisu baš česti i nećemo ih dalje razmatrati.

Struja teče kroz namotaj statora spojen na trofazno kolo, stvarajući rotirajuće magnetsko polje. Linije magnetnog polja rotirajućeg polja statora prelaze šipke namotaja rotora i induciraju u njima elektromotorna sila(EMF). Pod uticajem ovog EMF-a struja teče u kratkospojnim šipkama rotora. Magnetski fluksovi nastaju oko šipki, stvarajući opće magnetsko polje rotora, koje, u interakciji s rotirajućim magnetskim poljem statora, stvara silu koja uzrokuje rotaciju rotora u smjeru rotacije. magnetsko polje stator.

Frekvencija rotacije rotora je nešto manja od frekvencije rotacije magnetnog polja stvorenog namotajem statora. Ovaj indikator karakterizira proklizavanje S i za većinu motora je u rasponu od 2 do 10%.

Najčešće se koristi u industrijskim instalacijama trofazni asinhroni elektromotori, koji se proizvode u obliku objedinjene serije. To uključuje pojedinačnu seriju 4A sa nominalnim rasponom snage od 0,06 do 400 kW, čije su mašine veoma pouzdane, imaju dobre performanse i zadovoljavaju svetske standarde.

Autonomni asinhroni generatori su trofazne mašine koje pretvaraju mehaničku energiju glavnog pokretača u električnu energiju naizmjenične struje. Njihova nesumnjiva prednost u odnosu na druge tipove generatora je nepostojanje mehanizma komutator-četka i, kao posljedica toga, veća izdržljivost i pouzdanost.

Rad asinhronog elektromotora u generatorskom režimu

Ako se asinhroni motor isključen iz mreže postavi u rotaciju iz bilo kojeg primarnog motora, tada, u skladu s principom reverzibilnosti električnih strojeva, kada se postigne sinhrona brzina rotacije, na priključcima namota statora formira se određeni EMF pod uticajem rezidualnog magnetnog polja. Ako sada spojite bateriju kondenzatora C na terminale namotaja statora, tada će vodeća struja teći u namotajima statora. kapacitivna struja, što je u ovom slučaju magnetizirajuće.

Kapacitet baterije C mora premašiti određenu kritičnu vrijednost C0, ovisno o parametrima autonomnog asinhronog generatora: samo u tom slučaju generator se samopobuđuje i na namotajima statora je ugrađen trofazni simetrični naponski sistem. Vrijednost napona u konačnici ovisi o karakteristikama mašine i kapacitetu kondenzatora. Tako se može pretvoriti u asinhroni kavezni elektromotor asinhroni generator.

Standardno kolo za povezivanje asinhronog elektromotora kao generatora.

Možete odabrati kontejner tako da Nazivni napon i snaga asinhronog generatora bile su jednake naponu i snazi ​​kada je radio kao elektromotor.

U tabeli 1 prikazani su kapaciteti kondenzatora za pobudu asinhronih generatora (U=380 V, 750...1500 o/min). Ovdje je reaktivna snaga Q određena formulom:

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

gdje je C kapacitet kondenzatora, μF.

Kao što se može vidjeti iz gornjih podataka, induktivno opterećenje na asinkronom generatoru, koje smanjuje faktor snage, uzrokuje naglo povećanje potrebnog kapaciteta. Za održavanje konstantnog napona s povećanjem opterećenja potrebno je povećati kapacitet kondenzatora, odnosno priključiti dodatne kondenzatore. Ova se okolnost mora smatrati nedostatkom asinhronog generatora.

Frekvencija rotacije asinhronog generatora u normalnom režimu mora biti veća od asinhronog za vrijednost klizanja S = 2...10%, i odgovarati sinhronoj frekvenciji. Ne ispunjava ovo stanjeće dovesti do činjenice da se frekvencija generiranog napona može razlikovati od industrijske frekvencije od 50 Hz, što će dovesti do nestabilnog rada frekventno zavisnih potrošača električne energije: električnih pumpi, mašine za pranje veša, uređaji sa transformatorskim ulazom.

Posebno je opasno smanjenje generirane frekvencije, jer se u tom slučaju smanjuje induktivni otpor namotaja elektromotora i transformatora, što može uzrokovati njihovo pojačano zagrijavanje i prijevremeni kvar.

Običan asinhroni kavezni elektromotor odgovarajuće snage može se koristiti kao asinhroni generator bez ikakvih modifikacija. Snaga elektromotora-generatora određena je snagom priključenih uređaja. Energetski najintenzivniji od njih su:

• Kućni transformatori za zavarivanje;
• električne pile, električne fugalice, drobilice za zrno (snage 0,3...3 kW);
• električne peći tipa "Rossiyanka" i "Dream" snage do 2 kW;
• električne pegle (snage 850…1000 W).

Posebno bih se želio zadržati na radu transformatora za zavarivanje u domaćinstvu. Njihovo povezivanje na autonomni izvor električne energije je najpoželjnije, jer kada radite od industrijska mreža stvaraju niz neugodnosti za ostale potrošače električne energije.

Ako je transformator za zavarivanje u domaćinstvu dizajniran za rad s elektrodama promjera 2...3 mm, onda je puna moć iznosi približno 4...6 kW, snaga asinhronog generatora za napajanje treba biti unutar 5...7 kW. Ako transformator za zavarivanje u domaćinstvu omogućava rad s elektrodama promjera 4 mm, tada u najtežem načinu - "rezanje" metala, ukupna snaga koju troši može doseći 10...12 kW, odnosno snaga asinhronog generatora treba biti unutar 11...13 kW.

Kao trofaznu banku kondenzatora, dobro je koristiti takozvane kompenzatore reaktivne snage, dizajnirane za poboljšanje cosφ u mrežama industrijske rasvjete. Njihova tipična oznaka: KM1-0,22-4,5-3U3 ili KM2-0,22-9-3U3, koja se dešifruje na sljedeći način. KM - impregnirani kosinusni kondenzatori mineralno ulje, prvi broj je veličina (1 ili 2), zatim napon (0,22 kV), snaga (4,5 ili 9 kvar), zatim broj 3 ili 2 označava trofaznu ili monofaznu verziju, U3 (umjerena klima treća kategorija).

Kada self-made baterije, trebali biste koristiti kondenzatore kao što su MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4, itd. za radni napon od najmanje 600 V. Elektrolitički kondenzatori se ne mogu koristiti.

Gore razmatrana opcija za povezivanje trofaznog elektromotora kao generatora može se smatrati klasičnom, ali ne i jedinom. Postoje i druge metode koje su se jednako dobro dokazale u praksi. Na primjer, kada je banka kondenzatora spojena na jedan ili dva namota generatora elektromotora.

Dvofazni način rada asinhronog generatora.

Slika 2 Dvofazni način rada asinhronog generatora.

Ovu šemu treba koristiti kada nema potrebe za pribavljanjem trofazni napon. Ova opcija uključivanja smanjuje radni kapacitet kondenzatori, smanjuje opterećenje primarnog mehaničkog motora u praznom hodu itd. štedi "dragoceno" gorivo.

Kao generatori male snage koji proizvode naizmjenični jednofazni napon od 220 V, možete koristiti jednofazne asinkrone elektromotore s kaveznim kavezom za kućnu upotrebu: od mašina za pranje rublja kao što su "Oka", "Volga", pumpe za zalivanje "Agidel" ", "BTsN" itd. Njihova kondenzatorska baterija se može spojiti paralelno sa radnim namotom, ili koristiti postojeći fazni kondenzator, spojen na startno namotavanje. Kapacitet ovog kondenzatora će možda trebati malo povećati. Njegova vrijednost će biti određena prirodom opterećenja priključenog na generator: za aktivna opterećenja (električne peći, žarulje, električne lemilice) potrebno je mali kapacitet, induktivni (elektromotori, televizori, frižideri) - više.

Slika 3 Jednofazni generator male snage asinhroni motor.

Sada nekoliko riječi o primarnom mehaničkom motoru, koji će pokretati generator. Kao što znate, svaka transformacija energije povezana je s njenim neizbježnim gubicima. Njihova vrijednost je određena efikasnošću uređaja. Stoga snaga mehaničkog motora mora premašiti snagu asinhronog generatora za 50...100%. Na primjer, sa snagom asinhronog generatora od 5 kW, snaga mehaničkog motora trebala bi biti 7,5...10 kW. Koristeći mehanizam prijenosa, brzina mehaničkog motora i generatora se usklađuju tako da je način rada generatora podešen na prosječnu brzinu mehaničkog motora. Ako je potrebno, možete nakratko povećati snagu generatora povećanjem brzine mehaničkog motora.

Svaka autonomna elektrana mora sadržavati potrebni minimum prilozi: AC voltmetar (sa skalom do 500 V), mjerač frekvencije (po mogućnosti) i tri prekidača. Jedan prekidač povezuje opterećenje sa generatorom, a druga dva prekidača uzbude. Prisutnost prekidača u krugu pobude olakšava pokretanje mehaničkog motora, a također vam omogućava da brzo smanjite temperaturu namota generatora; nakon završetka rada, rotor nepobuđenog generatora neko vrijeme se rotira mehaničkim motor. Ovaj postupak produžava aktivni vijek namotaja generatora.

Ako se generator koristi za napajanje opreme koja je inače povezana na AC mrežu (na primjer, stambena rasvjeta, kućni električni aparati), tada je potrebno obezbijediti dvofazni prekidač, koji će ovu opremu isključiti iz industrijske mreže tokom rada generatora. Potrebno je odvojiti obje žice: "fazu" i "nulu".

U zaključku, nekoliko općih savjeta.

1. Alternator je opasan uređaj. Koristite 380 V samo kada je to apsolutno neophodno; u svim ostalim slučajevima koristite 220 V.

2. Prema sigurnosnim zahtjevima, električni generator mora biti opremljen uzemljenjem.

3. Obratite pažnju na termalni način rada generatora. On "ne voli" prazan hod. Smanjite termičko opterećenje moguće pažljivijim odabirom kapacitivnosti uzbudljivih kondenzatora.

4. Nemojte pogriješiti sa snagom električna struja proizvodi generator. Ako tokom rada trofazni generator Ako se koristi jedna faza, njena snaga će biti 1/3 ukupna snaga generatora, ako su dvije faze 2/3 ukupne snage generatora.

5. Frekvencija naizmjenične struje koju proizvodi generator može se indirektno kontrolirati izlaznim naponom, koji bi u načinu rada bez opterećenja trebao biti 4...6% veći od industrijske vrijednosti od 220/380 V.

Izvori napajanja se dijele na sinhrone i asinhrone ovisno o vrsti generatora. U elektrotehnici, prema zakonima fizike, postoji princip reverzibilnosti energije: električni automobili, koji može pretvoriti električnu energiju u mehaničku energiju, također može izvršiti obrnutu transformaciju. Asinhroni generator radi na ovom principu: sposoban je pretvoriti mehaničku energiju rotacije rotora u električnu struju na namotaju statora. Koristi se za napone od 220 i 380 V.

Tip asinhronog generatora

U režimu rada generatora, predznak klizanja se mijenja, a asinhroni motori stvaraju električnu energiju.

Aplikacija

• Generatori su našli primenu kao vučni elektromotori na objektima transportne infrastrukture u mašinama sa reostatskim i regenerativnim kočenjem, kao i u poljoprivredi u uređajima gde nema potrebe za kompenzacijom reaktivne snage i visokim zahtevima za kvalitetom isporučene električne energije (gde su mali skokovi napona). su moguće, tj. nema regulatora parametara).
• Za potrebe domaćinstva asinhroni generatori se koriste kao motori autonomnih elektrana, koje pokreću prirodne sile: energija padajuće vode, energija vjetra itd.
• Druga primjena je korištenje generatora kao punjača baterija.
• Za napajanje jedinica za zavarivanje.
• Sigurnost neprekidno napajanje posebno važni predmeti: frižideri sa lekovima itd.

Ovaj uređaj se koristi u industrijske svrhe

Teoretski je moguće pretvoriti asinhroni motor u asinhroni generator. Za završetak zadatka potrebno je:

• jasno razumjeti šta je struja;
• pozna fiziku transformacije mehanička energija na električnu;
• stvoriti sve neophodne uslove za pojavu električne struje na namotaju statora.

Asinhroni generatorski uređaj

Glavne komponente asinhronog generatora:

• Rotor je rotirajući element na kojem se stvara emf. Vrsta izvršenja – kratki spoj. Vodljive površine su izrađene od aluminijuma.
• Kabelski ulaz je neophodan za oslobađanje primljene električne energije.
• Temperaturni senzor za namotaj generatora je potreban za kontinuirano praćenje temperature na ovom namotu.
• Zapečaćene prirubnice su dizajnirane za brtvljenje spojeva dijelova.
• Stator na čijim namotajima se tokom procesa stvara električna energija.
• Namotaj može biti dva tipa: jednofazni i trofazni (za napone od 220 i 380 V), postavljeni na površinu statora u obliku zvijezde. 3 tačke su povezane jedna s drugom, 3 druge su spojene na klizne prstenove.
• Klizni prstenovi nemaju električnu vezu jedan s drugim i pričvršćeni su na osovinu rotora.
• Četke su potrebne kao regulator, uz njihovu pomoć pokreće se trofazni reostat, zahvaljujući kojem se može kontrolirati otpor namotaja rotora.
• Kratki spoj se koristi da se reostat zaustavi.

Princip rada

Kako se lopatice rotora rotiraju, na provodnom dijelu počinje da se javlja električna struja. Rezultirajuće magnetsko polje inducira dvije vrste namotaja statora AC napon– jednofazni i trofazni.

Parametri generirane energije se podešavaju promjenom opterećenja na statoru. Nema regulatora u kolu, jer Strukturno, uređaj ne može biti opremljen ovom jedinicom: ne postoji električna veza između rotora i statora.

U kojim slučajevima je potrebno koristiti asinkrone uređaje:

• teški uslovi rada opreme - prašina;
• ne postoje posebni zahtjevi za kvalitetom pretvorene energije (frekvencija i napon);
• ne postoji mogućnost ugradnje sinhrone mašine;
• ograničen budžet objekta;
• postoji mogućnost preopterećenja proces tranzicije rad.

Asinhroni uređaji ne tolerišu česta preopterećenja tokom rada. Prilikom rada s prekomjernom snagom, aktivira se zaštita. Ponovno pokretanje uređaja ima Negativan uticaj na ekonomski efekat instalacije.

Jer Nema kontrole parametara, potrebna je veza merni instrumenti.

Da bi se osigurao ispravan rad sistema i izbjegle prijevremene popravke, potrebno je izračunati snagu generatora na osnovu očekivanog opterećenja objekta.

Princip rada u dvofazni način rada asinhroni generator se koristi za slučajeve koji ne zahtijevaju stvaranje trofaznog napona.

Prednosti:

• mali radni kapacitet;
• nisko opterećenje u stanju mirovanja, a kao rezultat, ušteda u primarnoj energiji (resursu koji pokreće rotor).

Nedostaci:

• Nema regulatora napona.

Generatori male snage 220 V

Asinhroni elektromotori sa kaveznim rotorima iz mašina za pranje rublja koriste se kao donorski uređaji. kućni usisivači, električni uređaji za zalijevanje i slični, kod kojih su kondenzatorske baterije spojene u kolo paralelno s radnim namotom. Da bi se povećala radna efikasnost, kapacitet kondenzatora se povećava: u manjoj mjeri za aktivna opterećenja (lampe, lemilice), a u većoj mjeri za induktivna opterećenja (na primjer, frižideri, televizori, itd.).

• Snaga primarnog uređaja je odabrana da bude 50..100% veća od snage koju troši asinhroni generator. Ovo je neophodno za smanjenje gubitaka i povećanje efikasnosti procesa. Povećana efikasnost se postiže trajnim ili kratkim povećanjem brzine mehaničkog elementa.
• Kako kolo ne sadrži strujni regulator, stabilan rad instalacije zahtijeva stalno praćenje parametara, tj. prisutnost uređaja za mjerenje frekvencije (tahometar), napona (voltmetar) i seta prekidača (za spajanje tereta na generator i dva za prebacivanje kola uzbude. Ovaj sklop pojednostavljuje pokretanje i povećava stabilnost električnu opremu.
• Ako je spojen na generator kućna mreža rasvjete, potrebno je osigurati dvofazni prekidač u električnom krugu, koji će u ovom slučaju isključiti električnu rasvjetu iz stacionarne mreže.

Monofazni prekidači za isključenje su u ovom slučaju zabranjeni, jer potrebno je odvojiti fazne i neutralne žice.

Efikasnost instalacije

Prije izvođenja rekonstrukcije potrebno je uzeti u obzir razmjere ekonomskog efekta nove opreme i izvodljivosti postupka.

Prednosti uređaja:

1. Niska cijena električne energije: konverzija zahtijeva prisustvo magnetnog polja koje stvara električnu struju.
2. Struja sadrži mali broj viših harmonika: male gubitke zbog vlastitog zagrijavanja, formiranje magnetnih polja itd.
3. Visoka pouzdanost.
4. Nema kola uzbude.
5. Jeftina gotovih modela.
6. Mogućnost pretvaranja jednostavnog asinhronog motora u generator.
7. Nedostatak mehanizma komutator-četkica u dizajnu uređaja, što povećava vijek trajanja.
8. Nema potrebe za održavanjem kondenzatorskih baterija.

Nedostaci:

1. Nemogućnost generisanja industrijske frekvencije proizvedene struje.
2. Ne postoji kontrola mrežnih parametara.
3. Potreba za uključivanjem ispravljača u radni krug.
4. Induktivno opterećenje zahtijeva povećanje primijenjenog zahtjeva za kapacitetom. Posljedično, povećava se potreba za povezivanjem dodatnih kondenzatorskih elemenata u krug uređaja. Što naknadno povećava troškove instalacije.
5. Ništa manje tehničke složenosti uređaja od sinkronih generatora.
6. Visoka osjetljivost na fluktuacije opterećenja. Jer Za rad uređaja koristi se kondenzator koji uzima energiju (tradicionalni generatori koriste baterije koje imaju rezervu snage); ako se opterećenje poveća, možda neće biti dovoljno struje za punjenje i proizvodnja će se zaustaviti. Da bi se spriječila ova pojava, koriste se baterije promjenjivog kapaciteta ovisno o opterećenju. Aplikacija ove opreme ekonomski isplativo za velike objekte.

Konverzija motora

Princip pretvaranje motora u najjednostavniji asinhroni generator:

1. Za nadogradnju vam je potreban motor iz mašine za pranje veša.
2. Smanjite debljinu zida jezgre. Za ovo je potrebno strug izbrusiti 2 mm po cijeloj površini. Napravite rupe (ne-kroz) ne veće od 5 mm dubine.
3. Napravite traku od tankog lima metala ili lima, dimenzija koje odgovaraju dimenzijama rotora.
4. Instalirajte neodimijske magnete u rezultirajuće slobodno područje u količini od najmanje 8 komada. Osigurajte super-ljepilom.

Magneti moraju biti pritisnuti na površinu dok se potpuno ne stvrdnu, inače će se pomicati. Preporučljivo je koristiti naočare kako biste spriječili da vam ljepilo uđe u oči ako magnet isklizne.

1. Zatvorite rotor sa svih strana debelim papirom i pričvrstite rubove trakom.
2. Efikasno zatvorite kraj rotora mastikom.
3. Popunite slobodni prostor između magnetnih elemenata epoksidna smola kroz rupu na papiru.
4. Nakon što se smola stvrdne, uklonite sloj papira.
5. Površinu rotora izbrusite brusnim papirom; ako postoji, možete koristiti Dremel.
6. Povežite motor na radni namotaj sa dvije žice. Uklonite sve neiskorištene žice.
7. Po potrebi zamijenite ležajeve novim.
8. Instalirajte strujni ispravljač i kontroler punjenja.

Testiranje montiranog uređaja

Kada koristite asinkroni generator, kao i druge električne uređaje, morate slijediti sigurnosna pravila:

• Uređaj mora biti zaštićen od mehaničkih uticaja i vremenskih uslova.
• Preporučuje se izrada posebnog zaštitnog poklopca za montirani generator.
• Za ispravan rad potrebno je stalno praćenje parametara uređaja (napon, frekvencija). Ne postoji regulator struje. Instalacija mjernih instrumenata omogućit će praćenje efikasnosti autonomnog sistema.
• Iz sigurnosnih razloga preporučuje se korištenje domaćeg generatora za napon od 0,23 kV.
• Uređaj mora biti spojen na strujni krug za uzemljenje.
• Treba izbegavati duge periode praznog hoda.
• Zabranjeno je dozvoliti da se oprema pregrije.
• Generator mora biti opremljen dugmetom za uključivanje/isključivanje radi optimizacije performansi.

U nedostatku znanja o osnovama elektrotehnike, stručnjaci snažno preporučuju kupovinu tvornički proizvedenog generatora.

Rekonstrukcija asinhronog motora

Proces se sastoji od tri faze:

1. Spajanje baterija kondenzatora na terminale. Nakon toga počinje proces magnetizacije na namotu, što je posljedica kretanja vodeće struje.
2. Samopobuda uređaja. Javlja se kada ispravan izbor kapacitete kondenzatora.
3. Dobivanje konačnih vrijednosti napona. Zavisi od tehničke karakteristike uređaji, tip i kapacitet kondenzatora.

Modernizacija asinhronog motora

At ispravno izvođenje akcije, možete dobiti generator sa karakteristikama asinhronog motora.

Video

Asinhroni generatori - korisna stvar V domaćinstvo. Više moćni uređaji mogu poslužiti kao autonomne elektrane koje će osigurati normalne naponske i frekvencijske parametre mreže.

Jedan od prvih generatora sa AC uzbudom

Ekonomski je svrsishodno ponovo opremiti poznati radni neiskorišteni asinhroni elektromotor. Samo u ovom slučaju će doći do ekonomskog efekta, za razliku od nabavke novog uređaja.

Unatoč prilično radno intenzivnom principu modernizacije, nedostajućem regulatoru mrežnih parametara, domaći asinhroni generatori su dobra odluka minimizirati finansijske troškove za električnu energiju u uslovima stalnog rasta cijena energije.

Asinhroni ili indukcijski generator je posebna vrsta uređaja koji koristi naizmjeničnu struju i ima sposobnost generiranja električne energije. Glavna karakteristika je izvođenje prilično brzih okreta koje rotor pravi; po brzini rotacije ovog elementa značajno je superiorniji od sinkrone varijante.

Jedna od glavnih prednosti je mogućnost korištenja ovog uređaja bez značajnih modifikacija kola ili dugotrajnog podešavanja.

Jednofazni tip indukcijskog generatora može se spojiti primjenom potrebnog napona na njega, što će zahtijevati njegovo povezivanje na izvor napajanja. Međutim, brojni modeli proizvode samopobudu; ova sposobnost im omogućava da funkcioniraju u načinu rada neovisnom o bilo kakvim vanjskim izvorima.

To se postiže uzastopnim dovođenjem kondenzatora u radno stanje.

Generatorsko kolo od asinhronog motora

U skoro svakom automobilu električni tip, dizajniran kao generator, postoje 2 različita aktivna namota bez kojih je rad uređaja nemoguć:

1. Field winding, koji se nalazi na posebnom sidru.
2. Namotaj statora koji je odgovoran za stvaranje električne struje, ovaj proces dešava u njoj.

U cilju vizualizacije i preciznijeg razumijevanja svih procesa koji se dešavaju tokom rada generatora, najviše najbolja opcija Pogledajmo bliže kako to funkcionira:

1. voltaža, koji se napaja iz baterije ili bilo kojeg drugog izvora, stvara magnetsko polje u namotu armature.
2. Rotirajući elementi uređaja zajedno sa magnetnim poljem moguće je realizovati Različiti putevi, uključujući i ručno.
3. Magnetno polje, rotirajući određenom brzinom, stvara elektromagnetsku indukciju, zbog čega se u namotu pojavljuje električna struja.
4. Velika većina shema koje se danas koriste nema mogućnost pružanja napona na namotu armature, to je zbog prisustva rotora s vjevericama u dizajnu. Stoga, bez obzira na brzinu i vrijeme rotacije osovine, uređaji za napajanje će i dalje biti bez napona.

Prilikom pretvaranja motora u generator, neovisno stvaranje pokretnog magnetskog polja jedan je od glavnih i obaveznih uvjeta.

Generatorski uređaj

Prije poduzimanja bilo kakve radnje za preuređenjeu generator, morate razumjeti strukturu ove mašine, koja izgleda ovako:

1. Stator, koji je opremljen 3-faznim mrežnim namotom koji se nalazi na njegovoj radnoj površini.
2. Navijanje organiziran tako da po obliku podsjeća na zvijezdu: 3 početna elementa su međusobno povezana, a 3 suprotne strane spojene na klizne prstenove koji nemaju dodirnih tačaka jedan s drugim.
3. klizni prstenovi imaju pouzdano pričvršćivanje na osovinu rotora.
4. U dizajnu Postoje posebne četke koje ne prave nikakve samostalne pokrete, ali pomažu u uključivanju reostata u tri faze. To vam omogućava da promijenite parametre otpora namotaja koji se nalazi na rotoru.
5. Često, in unutrašnja struktura Postoji takav element kao što je automatski kratki spoj, koji je neophodan za kratki spoj namotaja i zaustavljanje reostata koji je u radnom stanju.
6. Još jedan dodatni element generatorski uređaji možda specijalni uređaj, koji razdvaja četke i klizne prstenove u trenutku kada prolaze kroz fazu zatvaranja. Ova mjera pomaže da se značajno smanje gubici trenja.

Izrada generatora od motora

Zapravo, svaki asinhroni elektromotor može biti svojim rukama pretvoren u uređaj koji funkcionira kao generator, koji se potom može koristiti u svakodnevnom životu. Čak i motor uzet iz stare mašine za pranje veša ili bilo koje druge opreme za domaćinstvo može biti prikladan za ovu svrhu.

Da bi se ovaj proces uspješno implementirao, preporučuje se pridržavanje sljedećeg algoritma radnji:

1. Uklonite sloj jezgre motora, zbog čega će se u njegovoj strukturi formirati udubljenje. To se može učiniti na tokarilici, preporučljivo je ukloniti 2 mm. oko jezgre i napravite dodatne rupe dubine oko 5 mm.
2. Uzmite dimenzije iz rezultirajućeg rotora, nakon čega se od limenog materijala izrađuje šablon u obliku trake, koji će odgovarati dimenzijama uređaja.
3. Instaliraj u rezultirajućem slobodnom prostoru neodimijski magneti, koji se moraju kupiti unaprijed. Svaki pol će zahtijevati najmanje 8 magnetnih elemenata.
4. Fiksiranje magneta mogu se uraditi pomoću univerzalnog superljepila, ali treba imati na umu da će prilikom približavanja površini rotora promijeniti svoj položaj, pa se moraju čvrsto držati rukom dok se svaki element ne zalijepi. Osim toga, preporučljivo je koristiti zaštitne naočare tokom ovog procesa kako biste izbjegli prskanje ljepila u oči.
5. Zamotajte rotor običan papir i traku, koja će biti potrebna da se popravi.
6. Krajnji dio rotora prekrijte plastelinom, što će osigurati brtvljenje uređaja.
7. Nakon izvršenih radnji potrebno je obraditi slobodne šupljine između magnetnih elemenata. Da biste to učinili, preostali između magneta slobodan prostor mora biti ispunjen epoksidnom smolom. Najprikladniji način bi bio izrezati posebnu rupu u ljusci, pretvoriti je u vrat i zapečatiti granice plastelinom. Možete sipati smolu unutra.
8. Sačekajte da se potpuno stvrdne napunjen smolom, nakon čega se zaštitna papirna školjka može ukloniti.
9. Rotor mora biti fiksiran pomoću mašine ili škripca da se može obraditi, a to se sastoji od brušenja površine. U ove svrhe možete koristiti brusni papir srednje granulacije.
10. Odredite stanje i svrhu žica koje izlaze iz motora. Dva bi trebala dovesti do radnog namotaja, ostatak se može odrezati kako se u budućnosti ne bi zbunili.
11. Ponekad je proces rotacije prilično loš, najčešće su uzrok stari dotrajali i zategnuti ležajevi, u tom slučaju se mogu zamijeniti novim.
12. Ispravljač za generator mogu se sastaviti od specijalnog silicijuma, koji je dizajniran posebno za ove svrhe. Također vam nije potreban kontroler za punjenje; praktično svi moderni modeli su prikladni.

Nakon što su svi gore navedeni koraci završeni, proces se može smatrati završenim; asinhroni motor je pretvoren u generator istog tipa.

Procjena nivoa efikasnosti - da li je to isplativo?

Proizvodnja električne struje elektromotorom je sasvim realna i izvodljiva u praksi, glavno je pitanje koliko je to isplativo?

Poređenje se vrši prvenstveno sa sinhronom verzijom sličnog uređaja, koji nedostaje električni krug ekscitacije, ali uprkos ovoj činjenici, njegova struktura i dizajn nisu jednostavniji.

To je zbog prisustva kondenzatorske banke, što je izuzetno teško tehnički element koji nedostaje u asinhronom generatoru.

Glavna prednost asinhroni uređaj je da raspoloživi kondenzatori ne zahtijevaju nikakvo održavanje, jer se sva energija prenosi iz magnetnog polja rotora i struja koja se stvara tokom rada generatora.

Električna struja stvorena tokom rada praktično nema više harmonike, što je još jedna značajna prednost.

Asinhroni uređaji nemaju drugih prednosti osim navedenih, ali imaju niz značajnih nedostataka:

1. Tokom njihovog rada ne postoji mogućnost osiguranja nazivnih industrijskih parametara električne struje koju generiše generator.
2. Visok stepen osetljivostičak i najmanje fluktuacije u parametrima radnog opterećenja.
3. Kada su parametri prekoračeni dozvoljena opterećenja do generatora, otkriće se nedostatak električne energije, nakon čega će punjenje postati nemoguće i proces proizvodnje će biti zaustavljen. Da bi se otklonio ovaj nedostatak, često se koriste baterije značajnog kapaciteta, koje imaju mogućnost mijenjanja volumena ovisno o veličini primijenjenog opterećenja.

Električna struja koju proizvodi asinhroni generator podložna je čestim promjenama, čija je priroda nepoznata, slučajna je i ne može se ni na koji način objasniti naučnim argumentima.

Nemogućnost uzimanja u obzir i odgovarajuće kompenzacije za takve promjene objašnjava činjenicu da ovakvi uređaji nisu stekli popularnost i nisu postali posebno rašireni u najozbiljnijim industrijama ili kućnim poslovima.

Funkcionisanje asinhronog motora kao generatora

U skladu sa principima na kojima rade sve takve mašine, rad indukcionog motora nakon pretvaranja u generator odvija se na sledeći način:

1. Nakon spajanja kondenzatora na terminale, na namotajima statora dolazi do niza procesa. Konkretno, vodeća struja počinje da se kreće u namotu, što stvara efekat magnetizacije.
2. Samo ako se kondenzatori poklapaju parametara potrebnog kapaciteta, uređaj se samopobuđuje. Ovo promoviše simetričan trofazni sistem napona na namotaju statora.
3. Konačna vrijednost napona zavisiće od tehničke mogućnosti mašina koja se koristi, kao i mogućnosti upotrebljenih kondenzatora.

Zahvaljujući opisanim radnjama dolazi do procesa pretvaranja kaveznog asinhronog motora u generator sličnih karakteristika.

Aplikacija

U svakodnevnom životu i proizvodnji, takvi generatori se široko koriste u različitim poljima i područjima, ali su najtraženiji za obavljanje sljedećih funkcija:

1. Koristi se kao motori za , ovo je jedna od najpopularnijih karakteristika. Mnogi ljudi prave svoje vlastite asinhrone generatore kako bi ih koristili u ove svrhe.
2. Radi kao hidroelektrana sa malim izlazom.
3. Obezbeđivanje hrane i struja u gradskom stanu privatno seoska kuća ili odvojenu opremu za domaćinstvo.
4. Obavljanje osnovnih funkcija generator za zavarivanje.
5. Neprekidna oprema naizmjenične struje pojedinih potrošača.

Neophodno je imati određene vještine i znanje ne samo u proizvodnji, već iu radu s takvim mašinama, u tome vam mogu pomoći sljedeći savjeti:

1. Bilo koja vrsta asinhronih generatora bez obzira na prostor u kojem se koriste, predstavlja opasan uređaj, iz tog razloga se preporučuje izolacija.
2. Tokom procesa proizvodnje uređaja potrebno je razmotriti ugradnju mjernih instrumenata, jer će biti potrebno dobiti podatke o njegovom funkcionisanju i radnim parametrima.
3. Dostupnost posebnih dugmadi, pomoću kojih možete upravljati uređajem, uvelike olakšava proces rada.
4. Uzemljenje je obavezan uslov, koji se mora implementirati prije rada generatora.
5. Tokom rada, efikasnost asinhronog uređaja može periodično da se smanji za 30-50%, nije moguće prevazići pojavu ovog problema, jer je ovaj proces sastavni deo konverzije energije.

Da bi asinhroni motor postao generator izmjenične struje, potrebno je da se unutar njega formira magnetsko polje, što se može učiniti postavljanjem na rotor motora trajni magneti. Cijela izmjena je i jednostavna i složena u isto vrijeme.

Prvo morate odabrati odgovarajući motor koji je najprikladniji za rad kao generator niske brzine. To su višepolni asinhroni motori, 6- i 8-polni, motori male brzine su dobro prilagođeni, sa maksimalna brzina u načinu rada motora ne više od 1350 o/min. Takvi motori imaju najveći broj polove i zube na statoru.

Zatim morate rastaviti motor i ukloniti anker-rotor, koji se mora brusiti na stroju do određene veličine za lijepljenje magneta. Neodimijumski magneti, obično lepe male okrugle magnete. Sada ću vam pokušati reći kako i koliko magneta zalijepiti.

Prvo morate saznati koliko polova ima vaš motor, ali je to prilično teško razumjeti iz namotaja bez odgovarajućeg iskustva, pa je bolje pročitati broj polova na oznaci motora, ako je dostupan, naravno, iako u većini slučajeva jeste. Ispod je primjer oznake motora i dekodiranje oznake.

Po marki motora. Za 3-fazne: Tip motora Snaga, kW Napon, V Brzina, (sinh.), O/min Efikasnost, % Težina, kg

Na primjer: DAF3 400-6-10 UHL1 400 6000 600 93,7 4580 Objašnjenje oznake motora: D - motor; A - asinhroni; F - sa namotanim rotorom; 3 - zatvorena verzija; 400 - snaga, kW; b - napon, kV; 10 - broj polova; UHL - Klimatske performanse; 1 - kategorija smještaja.

Dešava se da motori nisu naše proizvodnje, kao na gornjoj fotografiji, a oznaka je nerazumljiva, ili oznaka jednostavno nije čitljiva. Tada ostaje samo jedna metoda, a to je da izbrojite koliko zubaca imate na statoru i koliko zubaca zauzima jedan kalem. Ako, na primjer, zavojnica zauzima 4 zuba, a ima ih samo 24, onda je vaš motor šestopolni.

Potrebno je znati broj polova statora kako bi se odredio broj polova prilikom lijepljenja magneta na rotor. Ova količina je obično jednaka, odnosno ako ima 6 polova statora, tada se magneti moraju zalijepiti naizmjeničnim polovima u količini od 6, SNSNSN.

Sada kada je broj polova poznat, moramo izračunati broj magneta za rotor. Da biste to učinili, morate izračunati obim rotora koristeći jednostavnu formulu 2nR gdje je n=3,14. Odnosno, pomnožimo 3,14 sa 2 i poluprečnikom rotora dobijemo obim. Zatim mjerimo naš rotor po dužini gvožđa, koji se nalazi u aluminijumskom trnu. Nakon toga možete nacrtati rezultirajuću traku njenom dužinom i širinom, možete to učiniti na računaru i potom je odštampati.

Morate odlučiti o debljini magneta, ona je otprilike jednaka 10-15% promjera rotora, na primjer, ako je rotor 60 mm, onda magneti moraju biti debljine 5-7 mm. U tu svrhu magneti se obično kupuju okrugli. Ako je rotor promjera približno 6 cm, onda magneti mogu biti visoki 6-10 mm. Odlučivši koje magnete koristiti, na predlošku čija je dužina jednaka dužini kruga

Primjer izračunavanja magneta za rotor, na primjer, promjer rotora je 60 cm, izračunavamo obim = 188 cm. Dužinu podijelimo sa brojem polova, u ovom slučaju sa 6, i dobijemo 6 sekcija, u svakoj sekciji magneti su zalijepljeni istim polom. Ali to nije sve. Sada morate izračunati koliko će magneta stati u jedan pol kako biste ih ravnomjerno rasporedili duž pola. Na primjer širina okrugli magnet 1cm, razmak između magneta je oko 2-3mm, što znači 10mm +3=13mm.

Dužinu kruga podijelimo na 6 dijelova = 31mm, ovo je širina jednog pola po dužini obima rotora, a širina stupa uz željezo, recimo 60mm. To znači da je površina stuba 60 x 31 mm. Ispostavilo se da je to 8 u 2 reda magneta po polu s razmakom od 5 mm između njih. U tom slučaju potrebno je preračunati broj magneta kako bi što čvršće pristajali na stup.

Evo primjera sa magnetima širine 10 mm, tako da je razmak između njih 5 mm. Ako smanjite promjer magneta, na primjer, 2 puta, odnosno 5 mm, tada će oni gušće ispuniti pol, zbog čega će se magnetsko polje povećati zbog veće količine ukupne mase magneta. Takvih magneta već ima 5 redova (5mm) i 10 u dužinu, odnosno 50 magneta po polu, a ukupan broj po rotoru je 300 kom.

Kako bi se smanjilo lijepljenje, šablon mora biti označen tako da pomak magneta pri lijepljenju bude širina jednog magneta; ako je širina magneta 5 mm, onda je pomak 5 mm.

Sada kada ste se odlučili za magnete, morate izbrusiti rotor tako da magneti odgovaraju. Ako je visina magneta 6 mm, tada se prečnik brusi za 12 + 1 mm, 1 mm je margina za zakrivljenost ruku. Magneti se mogu postaviti na rotor na dva načina.

Prvi način je da se prethodno izradi trn u kojem se po šablonu izbuše rupe za magnete, nakon čega se trn stavlja na rotor, a magneti se lijepe u izbušene rupe. Na rotoru, nakon okretanja, potrebno je dodatno brusiti do dubine jednake visini magneta koji razdvajaju aluminijske trake između glačala. I napunite rezultirajuće žljebove žarenom piljevinom pomiješanom sa epoksi ljepilo. To će značajno povećati efikasnost, piljevina će služiti kao dodatni magnetni krug između gvožđa rotora. Može se napraviti uzorak mašina za sečenje ili na mašini.

Trn za lepljenje magneta se radi ovako, obrađena osovina se omota poliintelom, zatim se sloj po sloj namota zavoj impregniran epoksidnim lepkom, zatim se na mašini samlje do veličine i skida sa rotora, šoblon je zalijepi se i izbuše se rupe za magnete.Nakon toga se trn vraća nazad na rotor i zalijepljeni magneti se obično lijepe na epoksidni ljepilo Ispod na fotografiji su dva primjera agnit naljepnica,prvi primjer na 2 fotografije je naljepnica magneta pomoću trna, a drugi na sledećoj stranici pravo kroz šablon.Na prve dve fotografije se jasno vidi i mislim da je jasno kako se magneti lepe.

>

>

Nastavak na sljedećoj stranici.

Ideja je imati izvanmrežni izvor električna energija i da ne zavisi od stacionarne državne mreže uzbuđuje umove mnogih seoskih stanovnika.

Implementacija je prilično jednostavna: potreban vam je trofazni asinhroni elektromotor koji se može koristiti čak i od stare, povučene industrijske opreme.

Generator "uradi sam" iz asinhronog motora izrađen je prema jednoj od tri sheme objavljene u ovom članku. On će besplatno i pouzdano pretvoriti mehaničku energiju u električnu.

Kako odabrati električni motor

Da biste otklonili greške u fazi projektovanja, potrebno je obratiti pažnju na dizajn kupljenog motora, kao i na njegove električne karakteristike: potrošnju energije, napon napajanja, brzinu rotora.

Asinhrone mašine su reverzibilne. Mogu da rade u sledećim režimima:

· elektromotor kada se na njih dovodi vanjski napon;

ili generator, ako njihov rotor rotira izvor mehaničke energije, na primjer, točak vode ili vjetra, motor s unutarnjim sagorijevanjem.

Obratite pažnju na natpisnu pločicu, dizajn rotora i statora. Njihove karakteristike uzimamo u obzir prilikom izrade generatora.

Šta trebate znati o dizajnu statora

Ima tri izolirana namotaja namotana na zajedničko jezgro magnetskog kola za napajanje iz svake faze napona.

Oni su povezani na jedan od dva načina:

1. Zvijezda, kada su svi krajevi sakupljeni u jednoj tački. Napon se dovodi do 3 početka i zajedničkog terminala krajeva preko četiri žice.

2. Trokut - kraj jednog namotaja spojen je na početak drugog tako da je kolo sastavljeno u prsten i iz njega izlaze samo tri žice.

Ove informacije su detaljnije predstavljene u članku na mojoj web stranici opovezivanje trofaznog motora na jednofaznu kućnu mrežu .

Karakteristike dizajna rotora

Takođe ima magnetno kolo i tri namotaja. Oni su povezani na jedan od dva načina:

1. preko kontaktnih terminala motora sa namotanim rotorom;

2. kratko spojeni sa aluminijskim umetkom u konstrukciji kotača - asinhrone mašine.

Potreban nam je kavezni rotor. Svi krugovi su dizajnirani za njega.

Dizajn namotanog rotora može se koristiti i kao generator. Ali to će se morati ponoviti: jednostavno preklopimo sve izlaze između sebe kratkim spojevima.

Kako uzeti u obzir električne karakteristike motora

Na rad generatora će uticati:

1. Prečnik žice za namotavanje. Zagrijavanje konstrukcije i količina primijenjene snage direktno ovise o tome.

2. Projektna brzina rotora, naznačena brojem okretaja.

3. Način spajanja namotaja u zvijezdu ili trokut.

4. Količina gubitka energije, određena efikasnošću i kosinusom φ.

Gledamo ih na tanjiru ili ih izračunavamo indirektnim metodama.

Kako natjerati električni motor da uđe u generatorski mod

Morate uraditi dvije stvari:

1. Okrenite rotor iz izvora vanjske mehaničke snage.

2. Pobudite elektromagnetno polje u namotajima.

Ako je sve jasno s prvom točkom, onda je za drugu dovoljno spojiti kondenzatorsku banku na namotaje, stvarajući kapacitivno opterećenje određene vrijednosti.

Za ovo pitanje razvijeno je nekoliko varijanti shema.

Puna zvijezda

Kondenzatori su uključeni između svakog para namotaja.

Pojednostavljena zvijezda

U ovom krugu, početni i radni kondenzatori povezani su svojim prekidačima.

Dijagram trougla

Kondenzatori su povezani paralelno sa svakim namotom. Na izlaznim stezaljkama stvara se linearni napon od 220 volti.

Koje snage kondenzatora su potrebne?

Najlakši način je korištenje papirnih kondenzatora napona od 500 volti i više. Bolje je ne koristiti elektrolitičke modele: oni mogu ključati i eksplodirati.

Formula za određivanje kapaciteta je:S=Q/2π∙f∙U2.

U njemu je Q reaktivna snaga, f je frekvencija, U je napon.