DIY asynchroner Elektromotor. Kann ein Asynchronmotor als Generator arbeiten – wie nutzt man ihn zu Hause? Der Anwendungsbereich ist recht breit

Ein Rentner baut Windmühlen und spart Strom

Rentner aus Die Region Amur hat sich entschiedenallein, um zu kämpfenErhöhung der Zölle fürElektrizität. Danach entstand der Wunsch, das fast Unmögliche zu tunDie nächsten Rechnungen kamen anVersorgungsunternehmen.

Anschließend entwarf der ehemalige Energieingenieur einen eigenen Plan zur Elektrifizierung des gesamten Geländes. Jetzt drehen sich oben die Flügel und unten leuchten die Lichter. UM Wie Der Wind brachte Veränderung

Asynchroner Elektromotor als Generator

Arbeit asynchroner Elektromotor im Generatorbetrieb

Der Artikel beschreibt den Aufbau eines dreiphasigen (einphasigen) 220/380-V-Generators auf Basis eines asynchronen Elektromotors Wechselstrom.

Ein dreiphasiger asynchroner Elektromotor, Ende des 19. Jahrhunderts vom russischen Elektroingenieur M.O. erfunden. Dolivo-Dobrovolsky, hat sich mittlerweile überwiegend in der Industrie, der Landwirtschaft und auch im Alltag verbreitet. Asynchrone Elektromotoren sind am einfachsten und zuverlässigsten zu betreiben. Daher sollten in allen Fällen, in denen dies unter den Bedingungen des Elektroantriebs zulässig ist und keine Notwendigkeit einer Blindleistungskompensation besteht, asynchrone Wechselstrommotoren eingesetzt werden.

Es gibt zwei Haupttypen von Asynchronmotoren:mit Käfigläufer und mit Phasenrotor . Ein asynchroner Käfigläufermotor besteht aus einem stationären Teil – dem Stator – und einem beweglichen Teil – dem Rotor, der sich in Lagern dreht, die in zwei Motorschilden montiert sind. Die Stator- und Rotorkerne bestehen aus separaten, voneinander isolierten Elektroblechen. Eine Wicklung aus Isolierter Draht. In die Nuten des Rotorkerns wird eine Stabwicklung eingelegt oder geschmolzenes Aluminium gegossen. Überbrückungsringe schließen die Rotorwicklung an den Enden kurz (daher der Name kurzgeschlossen). Im Gegensatz zu einem Käfigläufer wird in den Nuten eines Phasenläufers eine Wicklung in Form einer Statorwicklung platziert. Die Enden der Wicklung werden zu Schleifringen geführt, die auf der Welle montiert sind. Bürsten gleiten entlang der Ringe und verbinden die Wicklung mit einem Start- oder Steuerwiderstand. Asynchrone Elektromotoren mit gewickeltem Rotor sind teurere Geräte, erfordern eine qualifizierte Wartung, sind weniger zuverlässig und werden daher nur in Branchen eingesetzt, in denen auf sie nicht verzichtet werden kann. Aus diesem Grund kommen sie nicht sehr häufig vor und wir werden sie nicht weiter betrachten.

Entlang der Statorwicklung enthalten Dreiphasenschaltung Es fließt ein Strom, der ein rotierendes Magnetfeld erzeugt. Die magnetischen Feldlinien des rotierenden Statorfeldes kreuzen die Rotorwicklungsstäbe und induzieren in ihnen elektromotorische Kraft(EMF). Unter dem Einfluss dieser EMK fließt Strom in den kurzgeschlossenen Rotorstäben. Um die Stäbe entstehen magnetische Flüsse, die ein allgemeines Magnetfeld des Rotors erzeugen, das in Wechselwirkung mit dem rotierenden Magnetfeld des Stators eine Kraft erzeugt, die den Rotor in Drehrichtung dreht Magnetfeld Stator. Die Rotationsfrequenz des Rotors ist etwas niedriger als die Rotationsfrequenz des von der Statorwicklung erzeugten Magnetfelds. Dieser Indikator ist durch Schlupf S gekennzeichnet und liegt bei den meisten Motoren im Bereich von 2 bis 10 %.

Am häufigsten in Industrieanlagen verwendetDreiphasen-Asynchron-Elektromotoren, die in Form einheitlicher Serien produziert werden. Dazu gehört die Single-4A-Serie mit einem Nennleistungsbereich von 0,06 bis 400 kW, deren Maschinen äußerst zuverlässig sind, eine gute Leistung aufweisen und den Weltstandards entsprechen.

Autonome Asynchrongeneratoren sind Drehstrommaschinen, die die mechanische Energie des Primärmotors in umwandeln elektrische Energie Wechselstrom. Ihr unbestrittener Vorteil gegenüber anderen Generatortypen ist das Fehlen eines Kommutator-Bürsten-Mechanismus und damit eine höhere Haltbarkeit und Zuverlässigkeit. Wenn ein vom Netz getrennter Asynchronmotor von einer beliebigen Antriebsmaschine in Rotation versetzt wird, dann nach dem Reversibilitätsprinzip elektrische Maschinen Bei Erreichen der synchronen Drehzahl entsteht unter dem Einfluss des Restmagnetfeldes eine gewisse EMK an den Anschlüssen der Statorwicklung. Wenn Sie nun eine Batterie mit Kondensatoren C an die Anschlüsse der Statorwicklung anschließen, fließt in den Statorwicklungen ein voreilender kapazitiver Strom, der in diesem Fall magnetisierend ist. Die Batteriekapazität C muss abhängig von den Parametern des autonomen Asynchrongenerators einen bestimmten kritischen Wert C0 überschreiten: Nur in diesem Fall erregt sich der Generator selbst und an den Statorwicklungen wird ein dreiphasiges symmetrisches Spannungssystem installiert. Der Spannungswert hängt letztendlich von den Eigenschaften der Maschine und der Kapazität der Kondensatoren ab. Somit kann ein asynchroner Käfigläufer-Elektromotor umgebaut werden Asynchrongenerator.

Standardschaltung zum Anschluss eines Asynchron-Elektromotors als Generator.

Sie können den Container so auswählen Nennspannung und die Leistung des Asynchrongenerators entsprachen der Spannung bzw. der Leistung beim Betrieb als Elektromotor.

Tabelle 1 zeigt die Kapazitäten der Kondensatoren zur Erregung von Asynchrongeneratoren (U=380 V, 750...1500 U/min). Hier wird die Blindleistung Q durch die Formel bestimmt:

Q = 0,314 U2 C 10-6,

Dabei ist C die Kapazität der Kondensatoren, μF.

Wie aus den obigen Daten ersichtlich ist, führt die induktive Belastung des Asynchrongenerators, die den Leistungsfaktor verringert, zu einem starken Anstieg der erforderlichen Kapazität. Um bei steigender Belastung eine konstante Spannung aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, die Kapazität des Kondensators zu erhöhen, also zusätzliche Kondensatoren anzuschließen. Dieser Umstand ist als Nachteil des Asynchrongenerators anzusehen.

Die Drehfrequenz eines Asynchrongenerators im Normalbetrieb muss die des Asynchrongenerators um einen Schlupfwert S = 2...10 % überschreiten und der Synchronfrequenz entsprechen. Nicht erfüllend dieser Zustand führt dazu, dass die Frequenz der erzeugten Spannung von der Industriefrequenz von 50 Hz abweichen kann, was zu einem instabilen Betrieb frequenzabhängiger Stromverbraucher führt: elektrische Pumpen, Waschmaschinen, Geräte mit Transformatoreingang. Besonders gefährlich ist eine Verringerung der erzeugten Frequenz, da in diesem Fall der induktive Widerstand der Wicklungen von Elektromotoren und Transformatoren abnimmt, was zu deren erhöhter Erwärmung und vorzeitigem Ausfall führen kann. Ein gewöhnlicher Asynchron-Käfigläufermotor mit entsprechender Leistung kann ohne Umbauten als Asynchrongenerator verwendet werden. Die Leistung des Elektromotor-Generators wird durch die Leistung der angeschlossenen Geräte bestimmt. Die energieintensivsten davon sind:

· Haushaltsschweißtransformatoren;

· Elektrosägen, Elektrohobelmaschinen, Getreidebrecher (Leistung 0,3...3 kW);

· Elektroöfen der Typen „Rossiyanka“ und „Dream“ mit einer Leistung von bis zu 2 kW;

· elektrische Bügeleisen (Leistung 850…1000 W).

Ich möchte besonders auf den Betrieb von Haushaltsschweißtransformatoren eingehen. Ihr Anschluss an eine autonome Stromquelle ist äußerst wünschenswert, weil Wenn sie über ein Industrienetz betrieben werden, verursachen sie eine Reihe von Unannehmlichkeiten für andere Stromverbraucher. Wenn Haushalt Schweißtransformator Entwickelt, um mit Elektroden mit einem Durchmesser von 2...3 mm zu arbeiten volle Kraft ca. 4...6 kW beträgt, sollte die Leistung des Asynchrongenerators, der ihn antreibt, zwischen 5...7 kW liegen. Wenn ein Haushaltsschweißtransformator das Arbeiten mit Elektroden mit einem Durchmesser von 4 mm ermöglicht, kann die von ihm verbrauchte Gesamtleistung im schwersten Modus – dem „Schneiden“ von Metall – 10 bis 12 kW bzw. die Leistung eines Asynchrongenerators erreichen sollte innerhalb von 11...13 kW liegen.

Bei einer dreiphasigen Kondensatorbank empfiehlt es sich, sogenannte Blindleistungskompensatoren zu verwenden, die den cosφ verbessern sollenin industriellen Beleuchtungsnetzen. Ihre typische Bezeichnung: KM1-0.22-4.5-3U3 oder KM2-0.22-9-3U3, die wie folgt entschlüsselt wird. KM - mit Mineralöl imprägnierte Kosinuskondensatoren, die erste Zahl ist die Größe (1 oder 2), dann die Spannung (0,22 kV), die Leistung (4,5 oder 9 kvar), dann bedeutet die Zahl 3 oder 2 dreiphasig oder einphasig. Phasenversion, U3 (gemäßigtes Klima der dritten Kategorie).

Bei Eigenfertigung der Batterie sollten Sie Kondensatoren wie MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 usw. für eine Betriebsspannung von mindestens 600 V verwenden. Elektrolytkondensatoren können nicht verwendet werden.

Die oben diskutierte Möglichkeit, einen Drehstrom-Elektromotor als Generator anzuschließen, kann als klassisch, aber nicht als einzige angesehen werden. Es gibt andere Methoden, die sich in der Praxis ebenso gut bewährt haben. Zum Beispiel, wenn eine Kondensatorbank an eine oder zwei Wicklungen eines Elektromotorgenerators angeschlossen wird.

Zweiphasenmodus eines Asynchrongenerators.

Abb.2 Zweiphasenmodus eines Asynchrongenerators.

Diese Schaltung sollte verwendet werden, wenn keine dreiphasige Spannung erforderlich ist. Diese Schaltmöglichkeit reduziert die Arbeitskapazität der Kondensatoren, reduziert die Belastung des primären mechanischen Motors im Leerlauf usw. spart „kostbaren“ Kraftstoff.

Als Generatoren mit geringer Leistung, die eine einphasige Wechselspannung von 220 V erzeugen, können Sie einphasige asynchrone Käfigläufermotoren für den Hausgebrauch verwenden: von Waschmaschinen wie „Oka“, „Wolga“, Bewässerungspumpen „Agidel“. ", "BTsN" usw. Ihre Kondensatorbatterie kann parallel zur Arbeitswicklung angeschlossen werden oder einen vorhandenen Phasenverschiebungskondensator verwenden, der an angeschlossen ist Beginn des Aufziehens. Die Kapazität dieses Kondensators muss möglicherweise etwas erhöht werden. Sein Wert wird durch die Art der an den Generator angeschlossenen Last bestimmt: Für aktive Lasten (Elektroöfen, Glühbirnen, elektrische Lötkolben) ist er erforderlich kleine kapazität, induktiv (Elektromotoren, Fernseher, Kühlschränke) – mehr.

Abb. 3 Einphasengenerator mit geringer Leistung Asynchronmotor.

Nun ein paar Worte zum primären mechanischen Motor, der den Generator antreibt. Wie Sie wissen, ist jede Energieumwandlung mit unvermeidlichen Verlusten verbunden. Ihr Wert wird durch die Effizienz des Geräts bestimmt. Daher muss die Leistung eines mechanischen Motors die Leistung eines Asynchrongenerators um 50...100 % übertreffen. Beispielsweise sollte bei einer Asynchrongeneratorleistung von 5 kW die Leistung eines mechanischen Motors 7,5...10 kW betragen. Über einen Übertragungsmechanismus werden die Drehzahlen des mechanischen Motors und des Generators so angepasst, dass die Betriebsart des Generators auf die mittlere Drehzahl des mechanischen Motors eingestellt wird. Bei Bedarf können Sie die Leistung des Generators kurzzeitig erhöhen, indem Sie die Drehzahl des mechanischen Motors erhöhen.

Jedes autonome Kraftwerk muss über das erforderliche Minimum an Zubehör verfügen: ein Wechselspannungsmessgerät (mit einer Skala von bis zu 500 V), ein Frequenzmessgerät (vorzugsweise) und drei Schalter. Ein Schalter verbindet die Last mit dem Generator, die anderen beiden schalten den Erregerkreis. Das Vorhandensein von Schaltern im Erregerkreis erleichtert das Starten eines mechanischen Motors und ermöglicht außerdem eine schnelle Senkung der Temperatur der Generatorwicklungen; nach Abschluss der Arbeiten wird der Rotor des nicht erregten Generators durch die Mechanik für einige Zeit gedreht Motor. Dieses Verfahren verlängert die aktive Lebensdauer der Generatorwicklungen.

Wenn ein Generator verwendet werden soll, um Geräte mit Strom zu versorgen, die normalerweise an ein Wechselstromnetz angeschlossen sind (z. B. Beleuchtung in einem Wohngebäude, elektrische Haushaltsgeräte), muss ein zweiphasiger Schalter vorgesehen werden, der das Gerät ausschaltet Stromversorgung während des Generatorbetriebs. dieses Gerät aus dem Industrienetzwerk. Es ist notwendig, beide Drähte zu trennen: „Phase“ und „Null“.

Abschließend noch einige allgemeine Ratschläge.

1. Der Generator ist ein gefährliches Gerät. Verwenden Sie 380 V nur, wenn dies unbedingt erforderlich ist; in allen anderen Fällen verwenden Sie 220 V.

2. Aus Sicherheitsgründen muss der Stromgenerator mit einer Erdung ausgestattet sein.

3. Achten Sie auf den thermischen Modus des Generators. Er „mag“ den Leerlauf nicht. Durch eine sorgfältigere Wahl der Kapazität der Erregerkondensatoren lässt sich die thermische Belastung reduzieren.

4. Machen Sie mit der Macht nichts falsch elektrischer Strom vom Generator erzeugt. Wenn beim Betrieb eines Drehstromgenerators eine Phase verwendet wird, beträgt deren Leistung 1/3 totale Kraft Generator, wenn zwei Phasen 2/3 der gesamten Generatorleistung ausmachen.

5. Die Frequenz des vom Generator erzeugten Wechselstroms lässt sich indirekt über die Ausgangsspannung steuern, die im „Leerlauf“-Modus 4...6 % über dem Industriewert von 220/380 V liegen sollte.

Diese Aufgabe erfordert eine Reihe von Manipulationen, die mit einem klaren Verständnis der Prinzipien und Funktionsweise solcher Geräte einhergehen müssen.

Was es ist und wie es funktioniert

Ein asynchroner Elektromotor ist eine Maschine, in der elektrische Energie in mechanische und thermische Energie umgewandelt wird. Ein solcher Übergang wird durch das Phänomen der elektromagnetischen Induktion möglich, die zwischen den Stator- und Rotorwicklungen auftritt. Ein Merkmal von Asynchronmotoren ist die Tatsache, dass die Drehzahl dieser beiden Schlüsselelemente unterschiedlich ist.

Die Konstruktionsmerkmale eines typischen Elektromotors sind in der Abbildung zu erkennen. Sowohl der Stator als auch der Rotor sind koaxial runder Abschnitt Objekte werden durch Sammeln einer ausreichenden Anzahl von Platten aus Spezialstahl hergestellt. Die Statorplatten sind auf der Ringinnenseite mit Nuten versehen und bilden zusammengenommen Längsnuten, in die die Wicklung gewickelt wird. Kupferkabel. Für den Rotor übernehmen Aluminiumstäbe ihre Rolle, sie werden ebenfalls in die Nuten des Kerns eingesetzt, aber auf beiden Seiten durch Sicherungsbleche verschlossen.

Wenn Spannung an die Statorwicklungen angelegt wird, entsteht auf ihnen ein elektromagnetisches Feld und sie beginnen sich zu drehen. Aufgrund der Tatsache, dass die Rotorrotationsgeschwindigkeit offensichtlich niedriger ist, wird eine EMK zwischen den Wicklungen induziert und die Zentralwelle beginnt sich zu bewegen. Nichtsynchronität der Frequenzen ist nicht nur damit verbunden theoretische Grundlagen Der Prozess, aber auch die tatsächliche Reibung der Wellenstützlager, wird ihn relativ zum Statorfeld etwas verlangsamen.

Was ist ein elektrischer Generator?

Der Generator ist eine elektrische Maschine, die mechanische und elektrische Energie umwandelt Wärmeenergie auf elektrisch. Unter diesem Gesichtspunkt handelt es sich um ein Gerät, das in Funktionsprinzip und Funktionsweise einem Asynchronmotor direkt entgegengesetzt ist. Darüber hinaus sind Induktionsgeneratoren die gebräuchlichste Art von Stromgeneratoren.

Wie wir uns aus der oben beschriebenen Theorie erinnern, ist dies nur möglich, wenn sich die Umdrehungen der Magnetfelder von Stator und Rotor unterscheiden. Daraus ergibt sich eine logische Schlussfolgerung (unter Berücksichtigung auch des am Anfang des Artikels erwähnten Prinzips der Reversibilität): Es ist theoretisch möglich, aus einer Asynchronmaschine einen Generator zu machen, außerdem ist dies ein Problem, das unabhängig gelöst werden kann durch Zurückspulen.

Motorbetrieb im Generatorbetrieb

Als eine Art Transformator wird jeder asynchrone elektrische Generator verwendet mechanische Energie aus der Drehung der Motorwelle wird in Wechselstrom umgewandelt. Dies wird möglich, wenn seine Drehzahl höher als synchron wird (ca. 1500 U/min). Klassisches Schema zum Umrüsten und Verbinden eines Motors im elektrischen Generatormodus mit Ausgang Drehstrom Sie können es ganz einfach selbst zusammenbauen:

Um Stromkosten zu sparen, empfehlen unsere Leser die Stromsparbox. Die monatlichen Zahlungen werden 30–50 % niedriger ausfallen als vor der Nutzung des Sparers. Dadurch wird der Blindanteil aus dem Netz entfernt, was zu einer Reduzierung der Last und damit des Stromverbrauchs führt. Elektrogeräte verbrauchen weniger Strom und die Kosten werden gesenkt.

Um eine solche Startgeschwindigkeit zu erreichen, muss ein relativ großes Drehmoment aufgebracht werden (z. B. durch Anschluss eines Verbrennungsmotors an einen Gasgenerator oder eines Laufrads an einer Windmühle). Sobald die Drehzahl den Synchronwert erreicht, beginnt die Kondensatorbank zu arbeiten und erzeugt kapazitiver Strom. Dadurch kommt es zu einer Selbsterregung der Statorwicklungen und es wird elektrischer Strom erzeugt (Generationsmodus).

Eine notwendige Bedingung stabiler Betrieb eines solchen elektrischen Generators mit einer Industrienetzfrequenz von 50 Hz ist die Einhaltung seiner Frequenzeigenschaften:

1. Seine Drehzahl muss die asynchrone Drehzahl (die Betriebsfrequenz des Motors selbst) um einen Schlupfprozentsatz (von 2 bis 10 %) überschreiten;
2. Die Drehzahl des Generators muss mit der Synchrondrehzahl übereinstimmen.

Wie baut man einen Asynchrongenerator selbst zusammen?

Wenn Sie Wissen, Einfallsreichtum und die Fähigkeit erworben haben, mit Informationen zu arbeiten, können Sie mit Ihren eigenen Händen einen funktionierenden Generator aus einem Motor zusammenbauen/nachbauen. Dazu müssen Sie die genauen Schritte in der folgenden Reihenfolge ausführen:

1. Es wird die reale (asynchrone) Drehzahl des Motors berechnet, der als elektrischer Generator eingesetzt werden soll. Um die Geschwindigkeit einer an das Netzwerk angeschlossenen Einheit zu bestimmen, können Sie einen Fahrtenschreiber verwenden;
2. Es wird die Synchronfrequenz des Motors ermittelt, die auch für den Generator asynchron ist. Hierbei wird die Schlupfmenge berücksichtigt (2-10 %). Nehmen wir an, die Messungen ergaben eine Drehzahl von 1450 U/min. Die erforderliche Betriebsfrequenz des elektrischen Generators beträgt:

n GEN = (1,02…1,1)n DV = (1,02…1,1)·1450 = 1479…1595 U/min;

1. Auswahl eines Kondensators mit der erforderlichen Kapazität (es werden Standard-Vergleichsdatentabellen verwendet).

Sie können dem ein Ende setzen, aber wenn Spannung erforderlich ist einphasiges Netzwerk 220 V, dann erfordert der Betriebsmodus eines solchen Geräts die Einführung eines Abwärtstransformators in die zuvor beschriebene Schaltung.

Arten von motorbasierten Generatoren

Der Kauf eines handelsüblichen, vorgefertigten Stromgenerators ist keineswegs ein billiges Vergnügen und dürfte für die praktische Mehrheit unserer Mitbürger kaum erschwinglich sein. Eine ausgezeichnete Alternative wäre hausgemachter Generator, es kann mit ausreichenden Kenntnissen in Elektrotechnik und Sanitär zusammengebaut werden. Das zusammengebaute Gerät kann erfolgreich verwendet werden als:

1. Eigenbetriebener elektrischer Generator. Der Benutzer kann mit seinen eigenen Händen ein Gerät zur Stromerzeugung mit langer Wirkungsdauer durch Selbstaufladung erwerben;
2. Windgenerator. Als Antriebsvorrichtung zum Starten des Motors dient eine Windmühle, die sich unter dem Einfluss des Windes dreht;
3. Generator mit Neodym-Magneten;
4. Dreiphasen-Gasgenerator;
5. Einzelphase Generator mit geringer Leistung an Motoren von Elektrogeräten usw.

Einen Standardmotor mit eigenen Händen in ein funktionierendes Stromerzeugungsgerät umzuwandeln, ist eine spannende Tätigkeit und schont offensichtlich Ihr Budget. Auf diese Weise können Sie eine normale Windmühle umbauen, indem Sie sie an einen Motor zur autonomen Energieerzeugung anschließen.

Um autonome Stromquellen zu erhalten, haben Spezialisten einen Weg gefunden, einen dreiphasigen asynchronen Wechselstrommotor mit eigenen Händen in einen Generator umzuwandeln. Diese Methode hat eine Reihe von Vorteilen und einige Nachteile.

Aussehen eines asynchronen Elektromotors

Der Abschnitt zeigt die Hauptelemente:

1. Gusseisengehäuse mit Kühlerlamellen für effiziente Kühlung;
2. ein Käfigläufergehäuse mit Magnetfeldverschiebungslinien relativ zu seiner Achse;
3. Schaltkontaktgruppe im Kasten (Borno) zum Schalten von Statorwicklungen in Stern- oder Dreieckschaltung und zum Anschluss von Stromversorgungsleitungen;
4. enge Tourniquets Kupferkabel Statorwicklungen;
5. Rotorwelle aus Stahl mit einer Nut zur Befestigung der Riemenscheibe mit einem Keilschlüssel.

Eine detaillierte Demontage des Asynchron-Elektromotors mit Angabe aller Teile ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Detaillierte Demontage eines Asynchronmotors

Vorteile von aus Asynchronmotoren umgebauten Generatoren:

1. einfache Schaltungsmontage, keine Demontage des Elektromotors erforderlich, kein Neuspulen der Wicklungen;
2. die Fähigkeit, den Stromgenerator mit einer Wind- oder Wasserturbine zu drehen;
3. Der Generator eines Asynchronmotors wird häufig in Motor-Generator-Systemen verwendet, um ein einphasiges 220-V-Wechselstromnetz umzuwandeln Dreiphasennetz mit Spannung 380V.
4. Möglichkeit der Verwendung eines Generators, in Feldbedingungen es aus Verbrennungsmotoren drehen.

Als Nachteil kann die Schwierigkeit festgestellt werden, die Kapazität der an die Wicklungen angeschlossenen Kondensatoren zu berechnen; tatsächlich erfolgt dies experimentell.

Daher ist es schwierig zu erreichen maximale Leistung Bei einem solchen Generator gibt es Schwierigkeiten bei der Stromversorgung elektrischer Anlagen sehr wichtig Anlaufstrom, bei Kreissägen mit Drehstrommotoren Wechselstrom, Betonmischer und andere Elektroinstallationen.

Funktionsprinzip des Generators

Der Betrieb eines solchen Generators basiert auf dem Prinzip der Reversibilität: „Jede elektrische Anlage, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt, kann den umgekehrten Vorgang durchführen.“ Es wird das Funktionsprinzip von Generatoren genutzt; die Drehung des Rotors verursacht eine EMF und das Auftreten eines elektrischen Stroms in den Statorwicklungen.

Basierend auf dieser Theorie ist es offensichtlich, dass ein asynchroner Elektromotor in einen elektrischen Generator umgewandelt werden kann. Um die Rekonstruktion bewusst durchführen zu können, ist es notwendig zu verstehen, wie der Generierungsprozess abläuft und was dafür erforderlich ist. Als Asynchronmotoren gelten alle mit Wechselstrom betriebenen Motoren. Das Statorfeld bewegt sich geringfügig vor dem Rotormagnetfeld und zieht es in Drehrichtung mit.

Um den umgekehrten Prozess, die Erzeugung, zu erreichen, muss das Rotorfeld die Bewegung des Statormagnetfelds vorantreiben und sich idealerweise in die entgegengesetzte Richtung drehen. Dies wird durch den Anschluss eines großen Kondensators an das Stromversorgungsnetz erreicht; zur Erhöhung der Kapazität werden Gruppen von Kondensatoren eingesetzt. Die Kondensatoreinheit wird durch die Ansammlung magnetischer Energie (ein Element der Blindkomponente des Wechselstroms) aufgeladen. Die Ladung des Kondensators ist in entgegengesetzter Phase zur Stromquelle des Elektromotors, sodass die Drehung des Rotors langsamer wird und die Statorwicklung Strom erzeugt.

Konvertierung

Wie kann man einen asynchronen Elektromotor praktisch mit eigenen Händen in einen Generator umwandeln?

Um die Kondensatoren anzuschließen, müssen Sie sie abschrauben obere Abdeckung Bor (Box), wo sich die Kontaktgruppe befindet, die die Kontakte der Statorwicklungen schaltet und die Stromkabel des Asynchronmotors verbindet.

Offenes Bor mit Kontaktgruppe

Die Statorwicklungen können in einer „Stern“- oder „Dreieck“-Konfiguration angeschlossen werden.

Anschlussschaltungen „Stern“ und „Dreieck“

Das Typenschild oder Produktdatenblatt zeigt mögliche Anschlusspläne und Motorparameter für verschiedene Verbindungen. Angezeigt:

• maximale Ströme;
• Versorgungsspannung;
• Energieverbrauch;
• Anzahl der Umdrehungen pro Minute;
• Effizienz und andere Parameter.

Auf dem Typenschild angegebene Motorparameter

IN Dreiphasengenerator Bei einem selbstgebauten asynchronen Elektromotor sind die Kondensatoren in einer ähnlichen „Dreiecks“- oder „Stern“-Schaltung verbunden.

Die Anschlussmöglichkeit mit einem „Stern“ gewährleistet den Startvorgang der Stromerzeugung mit geringeren Geschwindigkeiten als beim Anschluss des Stromkreises im „Dreieck“. In diesem Fall ist die Spannung am Generatorausgang etwas niedriger. Die Dreieckschaltung sorgt für eine leichte Erhöhung der Ausgangsspannung, erfordert jedoch beim Starten des Generators eine höhere Drehzahl. Bei einem einphasigen Asynchron-Elektromotor ist ein Phasenschieberkondensator angeschlossen.

Anschlussplan von Kondensatoren an einem Generator im „Dreieck“

Es werden Kondensatoren des Typs KBG-MN oder anderer Marken mit mindestens 400 V unpolar verwendet; bipolare Elektrolytmodelle sind in diesem Fall nicht geeignet.

Wie sieht ein polloser Kondensator der Marke KBG-MN aus?

Berechnung der Kondensatorkapazität für den verwendeten Motor

Bei Synchrongeneratoren wird der Erzeugungsprozess an den Ankerwicklungen von der Stromquelle angeregt. 90 % der Asynchronmotoren haben Käfigläufer ohne Wicklung; die Erregung erfolgt durch eine statische Restladung im Rotor. Es reicht aus, im Anfangsstadium der Drehung eine EMK zu erzeugen, die Strom induziert und die Kondensatoren über die Statorwicklungen auflädt. Die weitere Nachladung erfolgt bereits durch den erzeugten Strom; der Erzeugungsprozess erfolgt kontinuierlich, solange sich der Rotor dreht.

Es wird empfohlen, den automatischen Lastanschluss an Generator, Steckdosen und Kondensatoren in einem separaten geschlossenen Schaltschrank zu installieren. Verlegen Sie die Verbindungsleitungen vom Borgenerator zur Schalttafel in einem separaten isolierten Kabel.

Auch wenn der Generator nicht in Betrieb ist, dürfen Sie die Kondensatoranschlüsse der Buchsenkontakte nicht berühren. Die vom Kondensator angesammelte Ladung bleibt erhalten lange Zeit und es kann zu einem Stromschlag kommen. Erden Sie die Gehäuse aller Einheiten, Motor, Generator, Bedienfeld.

Installation eines Motor-Generator-Systems

Wenn Sie einen Generator mit Motor selbst installieren, müssen Sie berücksichtigen, dass die angegebene Nenndrehzahl des im Leerlauf verwendeten Asynchron-Elektromotors größer ist.

Schema eines Motorgenerators mit Riemenantrieb

Bei einem Motor mit 900 U/min im Leerlauf beträgt die Drehzahl 1230 U/min. Um am Ausgang eines von diesem Motor umgebauten Generators ausreichend Leistung zu erhalten, muss die Drehzahl um 10 % über der Leerlaufdrehzahl liegen:

1230 + 10 % = 1353 U/min.

Der Riemenantrieb wird nach folgender Formel berechnet:

Vg = Vm x Dm\Dg

Vg – erforderliche Generatordrehzahl 1353 U/min;

Vm – Motordrehzahl 1200 U/min;

Dm – Riemenscheibendurchmesser am Motor beträgt 15 cm;

Dg – Durchmesser der Riemenscheibe am Generator.

Bei einem Motor mit 1200 U/min und einem Riemenscheibendurchmesser von 15 cm bleibt nur noch die Berechnung von Dg – dem Durchmesser der Riemenscheibe am Generator.

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

Generator mit Neodym-Magneten

Wie macht man aus einem asynchronen Elektromotor einen Generator?

Dieser selbstgebaute Generator macht den Einsatz von Kondensatoreinheiten überflüssig. Die Quelle des Magnetfelds, das EMF induziert und Strom in der Statorwicklung erzeugt, ist auf Permanentmagneten aus Neodym aufgebaut. Um dies selbst zu tun, müssen Sie nacheinander die folgenden Schritte ausführen:

• Entfernen Sie die vordere und hintere Abdeckung des Asynchronmotors.
• Entfernen Sie den Rotor vom Stator.

Wie sieht der Rotor eines Asynchronmotors aus?

• Der Rotor wird geschliffen, die oberste Schicht, die 2 mm größer als die Dicke der Magnete ist, wird entfernt. IN Lebensbedingungen Es ist nicht immer möglich, den Rotor mit eigenen Händen zu bohren, da es an Drehausrüstung und -fähigkeiten mangelt. Sie müssen sich an Spezialisten in Drehwerkstätten wenden.
• Auf einem Blatt normales Papier eine Vorlage für die Platzierung ist in Vorbereitung runde Magnete, Ø 10–20 mm, Dicke bis zu 10 mm, mit einer Anziehungskraft von 5–9 kg pro Quadratzentimeter, Größe hängt von der Größe des Rotors ab. Die Schablone wird auf die Oberfläche des Rotors geklebt, die Magnete werden streifenweise in einem Winkel von 15 - 20 Grad zur Rotorachse angebracht, 8 Stück pro Streifen. Die folgende Abbildung zeigt, dass bei einigen Rotoren dunkel-helle Streifen der Verschiebung der Magnetfeldlinien relativ zu ihrer Achse vorhanden sind.

Installation von Magneten am Rotor

• Der Rotor auf Magneten ist so berechnet, dass es vier Streifengruppen gibt, bei einer Gruppe von 5 Streifen beträgt der Abstand zwischen den Gruppen 2Ø des Magneten. Die Lücken in der Gruppe betragen 0,5–1 Ø des Magneten. Diese Anordnung verringert die Kraft, mit der der Rotor am Stator haftet. Er muss mit der Kraft von zwei Fingern gedreht werden.
• Der nach der berechneten Vorlage gefertigte Magnetrotor wird gegossen Epoxidharz. Nach etwas Trocknung wird der zylindrische Teil des Rotors mit einer Glasfaserschicht überzogen und erneut mit Epoxidharz imprägniert. Dadurch wird verhindert, dass die Magnete herausfliegen, wenn sich der Rotor dreht. Obere Schicht Bei Magneten sollte der ursprüngliche Durchmesser des Rotors, der vor der Nut lag, nicht überschritten werden. Andernfalls kann der Rotor nicht einrasten oder beim Drehen an der Statorwicklung reiben.
• Nach dem Trocknen kann der Rotor wieder eingesetzt und die Deckel geschlossen werden;
• Um einen elektrischen Generator zu testen, muss der Rotor mit einer elektrischen Bohrmaschine gedreht und die Spannung am Ausgang gemessen werden. Die Anzahl der Umdrehungen bei Erreichen der gewünschten Spannung wird mit einem Drehzahlmesser gemessen.
• Wissen erforderliche Menge Generatordrehzahl wird der Riementrieb nach der oben beschriebenen Methode berechnet.

Eine interessante Anwendungsmöglichkeit ist der Einsatz eines elektrischen Generators auf Basis eines asynchronen Elektromotors in einem selbstspeisenden Elektromotor-Generator-Kreislauf. Wenn ein Teil der vom Generator erzeugten Energie an den Elektromotor geht, der ihn dreht. Der Rest der Energie wird aufgewendet Nutzlast. Durch die Umsetzung des Prinzips der Selbsternährung ist dies praktisch möglich lange Zeit Versorgen Sie das Haus mit autonomer Stromversorgung.

Video. G Generator aus einem Asynchronmotor.

Kaufen Sie für ein breites Spektrum an Stromverbrauchern leistungsstarke Dieselkraftwerke wie TEKSAN TJ 303 DW5C mit einer Ausgangsleistung von 303 kVA oder 242 kW macht keinen Sinn. Geringer Strom Benzingeneratoren teuer, Beste Option Bauen Sie Ihre eigenen Windgeneratoren oder ein selbstangetriebenes Motor-Generator-Gerät.

Anhand dieser Informationen können Sie mit Ihren eigenen Händen einen Generator zusammenbauen Permanentmagnete oder Kondensatoren. Diese Art von Ausrüstung ist sehr nützlich für Landhäuser, im Feld, als Notstromquelle, wenn keine Spannung anliegt Industrielle Netzwerke. Voll ausgestattetes Haus mit Klimaanlage, Elektroherde und Heizkesseln kommen sie mit einem leistungsstarken Kreissägenmotor nicht zurecht. Stellen Sie vorübergehend Strom bereit Haushaltsgeräte Grundbedürfnisse können Beleuchtung, Kühlschrank, Fernseher und andere Dinge sein, die keine große Leistung erfordern.

Um eine unterbrechungsfreie Stromversorgung des Hauses zu gewährleisten, werden Wechselstromgeneratoren eingesetzt, die von Diesel- oder Vergaser-Verbrennungsmotoren angetrieben werden. Aber aus dem Elektrotechnikstudium wissen wir, dass jeder Elektromotor reversibel ist: Er ist auch in der Lage, Strom zu erzeugen. Ist es möglich, mit eigenen Händen einen Generator aus einem Asynchronmotor zu bauen, wenn man bereits einen und einen Verbrennungsmotor hat? Dann müssen Sie schließlich kein teures Kraftwerk kaufen, sondern können mit improvisierten Mitteln auskommen.

Aufbau eines asynchronen Elektromotors

Ein asynchroner Elektromotor besteht aus zwei Hauptteilen: einem stationären Stator und einem darin rotierenden Rotor. Der Rotor dreht sich auf Lagern, die in abnehmbaren Endteilen montiert sind. Rotor und Stator enthalten elektrische Wicklungen, deren Windungen in Nuten verlegt sind.

Die Statorwicklung ist an ein Wechselstromnetz angeschlossen, einphasig oder dreiphasig. Metallteil Der Stator, in dem er platziert ist, wird als Magnetkreis bezeichnet. Es besteht aus einzelnen dünnen beschichteten Platten, die sie voneinander isolieren. Dadurch wird das Auftreten von Wirbelströmen vermieden, die den Betrieb des Elektromotors aufgrund übermäßiger Verluste durch Erwärmung des Magnetkreises unmöglich machen.

Die Anschlüsse der Wicklungen aller drei Phasen befinden sich in einer speziellen Box am Motorgehäuse. Es wird ein Barno genannt, bei dem die Anschlüsse der Wicklungen miteinander verbunden sind. Abhängig von der Versorgungsspannung und den technischen Daten des Motors werden die Klemmen entweder zu einem Stern oder zu einem Dreieck zusammengefasst.

Die Rotorwicklung eines jeden Asynchron-Elektromotors ähnelt einem „Käfigläufer“, so wird es genannt. Es besteht aus einer Reihe leitfähiger Aluminiumstäbe, die entlang der Außenfläche des Rotors verteilt sind. Die Enden der Stäbe sind geschlossen, weshalb ein solcher Rotor Käfigläufer genannt wird.
Die Wicklung befindet sich wie die Statorwicklung in einem Magnetkern, der ebenfalls aus isolierten Metallplatten besteht.

Funktionsprinzip eines Asynchron-Elektromotors

Wenn die Versorgungsspannung an den Stator angeschlossen wird, fließt Strom durch die Windungen der Wicklung. Es erzeugt im Inneren ein Magnetfeld. Da es sich um einen Wechselstrom handelt, ändert sich das Feld entsprechend der Form der Versorgungsspannung. Die Anordnung der Wicklungen im Raum erfolgt so, dass sich das Feld im Inneren als rotierend herausstellt.
In der Rotorwicklung induziert das Drehfeld eine EMK. Und da die Windungen der Wicklung kurzgeschlossen sind, entsteht in ihnen ein Strom. Es interagiert mit dem Statorfeld, was zur Drehung der Welle des Elektromotors führt.

Der Elektromotor wird als Asynchronmotor bezeichnet, da sich Statorfeld und Rotor mitdrehen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Dieser Geschwindigkeitsunterschied wird Schlupf (S) genannt.


Wo:
n – Magnetfeldfrequenz;
nr – Rotorrotationsfrequenz.
Zum Einstellen der Wellengeschwindigkeit in weiten Grenzen Asynchrone Elektromotoren werden mit einem gewickelten Rotor hergestellt. Auf einem solchen Rotor sind wie auf dem Stator im Raum verschobene Wicklungen gewickelt. Ihre Enden werden auf Ringe geführt und mit einer Bürstenvorrichtung werden Widerstände mit ihnen verbunden. Je größer der angeschlossene Widerstand ist gewickelter Rotor, desto geringer ist die Rotationsgeschwindigkeit.

Asynchrongenerator

Was passiert, wenn der Rotor eines Asynchron-Elektromotors gedreht wird? Wird es in der Lage sein, Strom zu erzeugen und wie kann man aus einem Asynchronmotor einen Generator machen?
Es stellt sich heraus, dass dies möglich ist. Damit an der Statorwicklung Spannung entsteht, muss zunächst ein rotierendes Magnetfeld erzeugt werden. Dies ist auf die Restmagnetisierung des Rotors einer elektrischen Maschine zurückzuführen. Wenn anschließend ein Laststrom auftritt, erreicht die Stärke des Rotormagnetfelds den erforderlichen Wert und stabilisiert sich.
Um das Auftreten von Spannung am Ausgang zu erleichtern, wird eine Kondensatorbank verwendet, die zum Zeitpunkt des Starts mit dem Stator des Asynchrongenerators verbunden ist (Kondensatorerregung).

Der für einen Asynchron-Elektromotor charakteristische Parameter bleibt jedoch unverändert: der Schlupf. Aus diesem Grund ist die Frequenz der Ausgangsspannung des Asynchrongenerators niedriger als die Drehzahl der Welle.
Übrigens muss die Welle eines Asynchrongenerators mit einer solchen Drehzahl gedreht werden, dass die Nenndrehzahl des Statorfeldes des Elektromotors erreicht wird. Dazu müssen Sie die Drehzahl der Welle anhand der Platte am Gehäuse ermitteln. Durch Aufrunden des Werts auf die nächste ganze Zahl erhält man die Drehzahl des Rotors des Elektromotors, der in einen Generator umgewandelt wird.

Bei einem Elektromotor, dessen Platte auf dem Foto abgebildet ist, beträgt die Wellendrehzahl beispielsweise 950 U/min. Das bedeutet, dass die Wellendrehzahl 1000 U/min betragen sollte.

Warum ist ein Asynchrongenerator schlechter als ein Synchrongenerator?

Wie gut wird ein selbstgebauter Generator aus einem Asynchronmotor sein? Wie unterscheidet es sich von einem Synchrongenerator?
Um diese Fragen zu beantworten, erinnern wir uns kurz an das Funktionsprinzip eines Synchrongenerators. Über Schleifringe wird der Rotorwicklung Gleichstrom zugeführt, dessen Größe einstellbar ist. Das rotierende Feld des Rotors erzeugt eine EMK in der Statorwicklung. Um die erforderliche Erzeugungsspannung zu erhalten automatisches System Durch die Anpassung der Erregung ändert sich der Strom im Rotor. Da die Spannung am Generatorausgang durch einen kontinuierlichen Regelungsprozess automatisch überwacht wird, bleibt die Spannung immer unverändert und ist nicht vom Laststrom abhängig.
Zum Starten und Betreiben von Synchrongeneratoren werden unabhängige Stromquellen (Batterien) verwendet. Daher hängt der Start des Betriebs weder vom Auftreten eines Laststroms am Ausgang noch vom Erreichen der erforderlichen Drehzahl ab. Lediglich die Frequenz der Ausgangsspannung hängt von der Drehzahl ab.
Aber auch wenn der Erregerstrom aus der Generatorspannung stammt, bleibt alles oben Gesagte wahr.
Ein Synchrongenerator hat noch eine weitere Eigenschaft: Er ist in der Lage, nicht nur Wirk-, sondern auch Blindleistung zu erzeugen. Dies ist sehr wichtig, wenn Elektromotoren, Transformatoren und andere Geräte betrieben werden, die es verbrauchen. Der Mangel an Blindleistung im Netz führt zu einem Anstieg der Wärmeverluste von Leitern und Wicklungen elektrischer Maschinen und zu einem Rückgang des Spannungsniveaus zwischen den Verbrauchern im Verhältnis zum erzeugten Wert.
Zur Erregung eines Asynchrongenerators wird die Restmagnetisierung seines Rotors genutzt, die an sich eine Zufallsgröße ist. Es ist nicht möglich, die Parameter, die den Wert seiner Ausgangsspannung während des Betriebs beeinflussen, zu regulieren.

Darüber hinaus erzeugt ein Asynchrongenerator keine Blindleistung, sondern verbraucht sie. Für ihn ist es notwendig, einen Erregerstrom im Rotor zu erzeugen. Erinnern wir uns an die Kondensatorerregung: Durch den Anschluss einer Kondensatorbank beim Start wird die Blindleistung erzeugt, die der Generator benötigt, um zu arbeiten.
Dadurch ist die Spannung am Ausgang des Asynchrongenerators nicht stabil und variiert je nach Art der Last. Wenn es damit verbunden ist große Zahl Bei Blindleistungsverbrauchern kann es zu einer Überhitzung der Statorwicklung kommen, was sich auf die Lebensdauer der Isolierung auswirkt.
Daher ist der Einsatz eines Asynchrongenerators begrenzt. Es kann unter Bedingungen betrieben werden, die denen eines „Treibhauses“ nahe kommen: keine Überlastungen, Einschaltstromstöße oder starke Verbraucher des Reagenzes. Gleichzeitig sollten daran angeschlossene elektrische Empfänger unkritisch gegenüber Änderungen der Größe und Frequenz der Versorgungsspannung sein.
Idealer Platz für den Einsatz eines Asynchrongenerators sind Systeme alternative Energie angetrieben durch Wasser- oder Windenergie. Bei diesen Geräten versorgt der Generator den Verbraucher nicht direkt, sondern lädt ihn auf Batterie. Von ihr schon, durch den Konverter Gleichstrom Bei Variabler wird die Last mit Strom versorgt.
Wenn Sie also eine Windmühle oder ein kleines Wasserkraftwerk bauen müssen, ist ein Asynchrongenerator der beste Ausweg. Sein Haupt- und einziger Vorteil liegt hier in der Einfachheit des Designs. Durch das Fehlen von Ringen am Rotor- und Bürstenapparat ist während des Betriebs keine ständige Wartung erforderlich: Ringe reinigen, Bürsten wechseln, Graphitstaub von ihnen entfernen. Denn um mit eigenen Händen einen Windgenerator aus einem Asynchronmotor zu bauen, muss die Generatorwelle direkt mit den Rotorblättern der Windmühle verbunden werden. Dies bedeutet, dass sich die Struktur darauf befindet Hohe Höhe. Es ist mühsam, es von dort zu entfernen.

Magnetischer Generator

Warum muss ein Magnetfeld durch elektrischen Strom erzeugt werden? Schließlich gibt es starke Quellen dafür – Neodym-Magnete.
Um einen Asynchronmotor in einen Generator umzuwandeln, benötigen Sie zylindrische Neodym-Magnete, die anstelle der Standardleiter der Rotorwicklung eingebaut werden. Zuerst müssen Sie die benötigte Anzahl an Magneten berechnen. Entfernen Sie dazu den Rotor vom Motor, der zum Generator umgebaut werden soll. Es zeigt deutlich die Stellen, an denen die Wicklung des „Eichhörnchenrads“ verlegt ist. Die Abmessungen (Durchmesser) der Magnete sind so gewählt, dass sie bei striktem Einbau in die Mitte der Leiter der kurzgeschlossenen Wicklung nicht mit den Magneten in Berührung kommen nächste Reihe. Zwischen den Reihen sollte ein Abstand vorhanden sein, der mindestens dem Durchmesser des verwendeten Magneten entspricht.
Nachdem Sie sich für den Durchmesser entschieden haben, berechnen Sie, wie viele Magnete entlang der Länge des Wicklungsleiters von einer Kante des Rotors zur anderen passen. Zwischen ihnen bleibt ein Abstand von mindestens ein bis zwei Millimetern. Durch Multiplikation der Anzahl der Magnete in einer Reihe mit der Anzahl der Reihen (Leiter der Rotorwicklung) erhält man die erforderliche Anzahl. Die Höhe der Magnete sollte nicht sehr groß sein.
Um Magnete am Rotor eines Asynchron-Elektromotors anzubringen, muss dieser modifiziert werden: Entfernen Sie ihn Drehbank Metallschicht bis zu einer Tiefe, die der Höhe des Magneten entspricht. In diesem Fall muss der Rotor sorgfältig in der Maschine zentriert werden, um seine Auswuchtung nicht zu beeinträchtigen. Andernfalls kommt es zu einer Schwerpunktverlagerung, die im Betrieb zu Schlägen führt.

Dann beginnen sie, Magnete auf der Oberfläche des Rotors anzubringen. Zur Fixierung wird Kleber verwendet. Jeder Magnet hat zwei Pole, die üblicherweise als Nord- und Südpole bezeichnet werden. Innerhalb einer Reihe müssen die vom Rotor entfernten Pole gleich sein. Um Fehler bei der Montage zu vermeiden, werden die Magnete zunächst zu einer Girlande zusammengebunden. Sie werden auf streng definierte Weise aneinander haften, da sie nur durch gegensätzliche Pole zueinander angezogen werden. Jetzt müssen nur noch die gleichnamigen Pole mit einem Marker markiert werden.
In jeder weiteren Reihe wechselt der außen liegende Pol. Das heißt, wenn Sie eine Reihe von Magneten so anordnen, dass der Pol mit einer Markierung außerhalb des Rotors markiert ist, dann wird die nächste Reihe mit andersherum gedrehten Magneten ausgelegt. Usw.
Nach dem Aufkleben der Magnete müssen diese mit Epoxidharz fixiert werden. Dazu wird rund um die entstandene Struktur aus Pappe bzw dickes Papier Erstellen Sie eine Schablone, in die das Harz gegossen wird. Das Papier wird um den Rotor gewickelt und mit Klebeband oder Klebeband abgedeckt. Eines der Endteile wird mit Plastilin überzogen oder auch versiegelt. Anschließend wird der Rotor vertikal eingebaut und Epoxidharz in den Hohlraum zwischen Papier und Metall gegossen. Nach dem Aushärten werden die Geräte entfernt.
Jetzt spannen wir den Rotor wieder in die Drehmaschine, zentrieren ihn und schleifen die mit Epoxidharz gefüllte Oberfläche. Dies ist nicht aus ästhetischen Gründen erforderlich, sondern um die Auswirkungen einer möglichen Unwucht zu minimieren, die durch die Installation zusätzlicher Teile am Rotor entstehen kann.
Das Schleifen erfolgt zunächst mit grobem Schleifpapier. Es ist beigefügt Holzblock, der dann gleichmäßig entlang der rotierenden Oberfläche bewegt wird. Anschließend können Sie Schleifpapier mit feinerer Körnung verwenden.

Nun kann der fertige Rotor wieder in den Stator eingesetzt und die entstandene Struktur getestet werden. Es kann erfolgreich von denen eingesetzt werden, die beispielsweise aus einem Asynchronmotor einen Windgenerator bauen möchten. Es gibt nur einen Nachteil: Die Kosten für Neodym-Magnete sind sehr hoch. Bevor Sie mit der Neuanfertigung des Rotors beginnen und Geld für Ersatzteile ausgeben, sollten Sie daher berechnen, welche Option wirtschaftlicher ist: die Herstellung eines Generators aus einem Asynchronmotor oder der Kauf eines fertigen Motors.

Es wurde beschlossen, einen Asynchronmotor als Generator für eine Windmühle umzubauen. Diese Modifikation ist sehr einfach und erschwinglich hausgemachte Strukturen In Windkraftanlagen sieht man oft Generatoren aus Asynchronmotoren.

Die Modifikation besteht darin, den Rotor unter den Magneten einzuschneiden, dann werden die Magnete meist nach einer Schablone auf den Rotor geklebt und mit Epoxidharz gefüllt, damit sie nicht wegfliegen. Normalerweise wird der Stator auch mit einem dickeren Draht umwickelt, um zu viel Spannung zu reduzieren und den Strom zu erhöhen. Aber ich wollte diesen Motor nicht neu wickeln und beschloss, alles so zu belassen, wie es ist, sondern nur den Rotor auf Magnete umzustellen. Als Spender wurde ein Drehstrom-Asynchronmotor mit einer Leistung von 1,32 kW gefunden. Unten ist ein Foto dieses Elektromotors.

Umwandlung eines Asynchronmotors in einen Generator Der Rotor des Elektromotors wurde auf einer Drehmaschine auf die Dicke der Magnete bearbeitet. Dieser Rotor verwendet keine Metallhülse, die normalerweise bearbeitet und unter den Magneten auf dem Rotor platziert wird. Die Hülse wird benötigt, um die magnetische Induktion zu verstärken. Durch sie schließen die Magnete ihre Felder, indem sie sich gegenseitig von unten speisen, und das Magnetfeld löst sich nicht auf, sondern reicht bis zum Stator. Dieses Design nutzt genug starke Magnete 7,6*6mm groß in einer Menge von 160 Stück, was auch ohne Hülse für eine gute EMF sorgt.

Vor dem Aufkleben der Magnete wurde zunächst der Rotor in vier Pole markiert und die Magnete schräg platziert. Der Motor war vierpolig und da der Stator nicht umgespult wurde, sollten auch am Rotor vier Magnetpole vorhanden sein. Jeder Magnetpol wechselt, ein Pol ist herkömmlicherweise „Nord“, der zweite Pol ist „Süd“. Die Magnetpole sind in Abständen angeordnet, sodass die Magnete an den Polen näher beieinander gruppiert sind. Nach dem Aufsetzen auf den Rotor wurden die Magnete zur Fixierung mit Klebeband umwickelt und mit Epoxidharz gefüllt.

Nach dem Zusammenbau fühlte sich der Rotor an, und als sich die Welle drehte, war ein Festkleben zu spüren. Es wurde beschlossen, den Rotor neu zu gestalten. Die Magnete wurden mit Epoxidharz zusammengeschlagen und erneut platziert, aber jetzt sind sie mehr oder weniger gleichmäßig im Rotor verteilt. Unten sehen Sie ein Foto des Rotors mit Magneten, bevor er mit Epoxidharz gefüllt wird. Nach dem Befüllen ließ das Kleben etwas nach und es fiel auf, dass die Spannung bei gleichbleibender Drehzahl des Generators leicht abfiel und der Strom leicht anstieg.

Nach dem Zusammenbau des fertigen Generators wurde beschlossen, ihn mit einer Bohrmaschine zu drehen und etwas als Last daran anzuschließen. Angeschlossen war eine 220 Volt 60 Watt Glühbirne, bei 800-1000 U/min brannte sie mit voller Intensität. Um zu testen, wozu der Generator fähig war, wurde außerdem eine 1-kW-Lampe angeschlossen; sie brannte mit voller Intensität und der Bohrer war nicht stark genug, um den Generator anzutreiben.

Leerlauf an maximale Geschwindigkeit Bohrer 2800 U/min, die Generatorspannung betrug mehr als 400 Volt. Bei ca. 800 U/min beträgt die Spannung 160 Volt. Wir haben auch versucht, einen 500-Watt-Boiler anzuschließen, nach einer Minute Drehen wurde das Wasser im Glas heiß. Dies sind die Tests, die der Generator, der aus einem Asynchronmotor bestand, bestanden hat.

Anschließend wurde ein Ständer mit rotierender Achse für den Generator geschweißt, um Generator und Heck zu montieren. Das Design basiert auf einem Schema, bei dem der Windkopf durch Falten des Hecks vom Wind wegbewegt wird, sodass der Generator von der Mitte der Achse versetzt ist und der Stift dahinter der Stift ist, auf dem das Heck platziert ist.

Hier ist ein Foto des fertigen Windgenerators. Der Windgenerator wurde auf einem neun Meter hohen Mast installiert. Bei starkem Wind erzeugte der Generator eine Leerlaufspannung von bis zu 80 Volt. Sie haben versucht, einen Zwei-Kilowatt-Tenn daran anzuschließen, aber nach einer Weile wurde der Tenn warm, was bedeutet, dass der Windgenerator noch etwas Strom hat.

Dann wurde eine Steuerung für den Windgenerator zusammengebaut und die Batterie zum Laden darüber angeschlossen. Der Ladestrom war recht gut, der Akku begann schnell Geräusche zu machen, als würde er über ein Ladegerät geladen.

Die Daten im Schaltplan des Elektromotors lauten 220/380 Volt 6,2/3,6 A. Das bedeutet, dass der Generatorwiderstand 35,4 Ohm Dreieck/105,5 Ohm Stern beträgt. Wenn er eine 12-Volt-Batterie nach dem Schema der Verbindung der Generatorphasen im Dreieck geladen hat, was am wahrscheinlichsten ist, dann 80-12/35,4 = 1,9 A. Es stellte sich heraus, dass bei einem Wind von 8-9 m/s der Ladestrom etwa 1,9 A betrug, also nur 23 Watt/Stunde, nicht viel, aber vielleicht habe ich mich irgendwo geirrt.

Solch große Verluste Aufgrund des hohen Widerstands des Generators wird der Stator normalerweise mit einem dickeren Draht umwickelt, um den Widerstand des Generators zu verringern, was sich auf die Stromstärke auswirkt. Je höher der Widerstand der Generatorwicklung, desto geringer die Stromstärke und die höher die Spannung.