Как самому сделать генератор из асинхронного двигателя: Как превратить электродвигатель в генератор

Содержание

Как превратить электродвигатель в генератор

Вопрос о необходимости иметь дома собственный генератор возникает у многих, так как вещь довольно практичная, а в некоторых случаях крайне необходима. Второй вопрос – как его сделать самому? Наиболее верный метод в данном решении – это сделать генератор из электродвигателя. На помощь приходят такие свойства электротехнических агрегатов как обратимость, позволяющая из одного преобразовать в другое. Для этих целей подходят отлично асинхронные электродвигатели переменных значений тока. В этом случае, главный атрибут генератора, такой как магнитное поле, будет обеспечиваться при вращении якоря.

Чтобы конструктивно подойти к преображению в генератор электродвигателя, рассмотрим основные конструктивные узлы последнего:

  • стартер и его обмотка;
  • крышки с подшипниками: передняя и задняя;
  • выполненный с короткозамкнутыми витками ротор;
  • контактные выходы для присоединения к сети питания.

Первоначально простая конструкция, отличающаяся надёжностью составляющих из-за их немногочисленности в конструкции, на самом деле имеет множество нюансов, основанных как на строении приводных частей, так и на участвующих в создании электромагнитной энергии с преобразованием её в механическую.  В общем смысле, суть работы электродвигателя имеет вид:

  1. Вокруг статорной обмотки появляется достаточно мощное электромагнитное поле. Назвать это условием для генерирования пока нельзя, так как в статическом поле отсутствует процесс движения.
  2. Благодаря имеющимся в роторе замкнутым виткам толстого кабеля, индуцируется ЭДС, создающее переменно магнитное поле в окружающем ротор пространстве.
  3. Под действием данных сил ротор приводится во вращение.

Поскольку генератор – это машина трёхфазного подключения, образующая электрическую энергию от механической, заданной первичным двигателем, элементы строения электродвигателей подходят для создания требуемого агрегата.

И так, приводящийся в движение ротор достигает вращения в синхронной частоте, что вызывает во влиянии остаточного магнитного поля появление электродвижущей силы на клемах статорной обмотки. Далее, путём подключения конденсаторов к зажимам, в статорных обмотках появиться намагничивающий ёмкостный ток опережения. Чтобы появилось самовозбуждение генератора, конденсаторная ёмкость должна быть больше, нежели изначальные параметры генератора в критическом ёмкостном значении. Это повысит его частоту вращения генератора процентов на 5-10 в номинальном режиме от заданной синхронной. Так, к примеру, электродвигатель частотой 1500 об/мин для обращения в генератор должен быть раскручен до 1575-1650 об/мин.

Главное правило для выполнения электрогенераторов – мощность двигателей, которые используются, не должна превышать максимума в 20 кВА. Полученный агрегат, выполненный своими руками, станет незаменимым в рамках домашнего хозяйства.

Будьте осторожны

Процесс превращения электродвигателя в генератор несёт не только массу удовольствия, но и немалый риск, связанный с нарушением техники безопасности.

Наиболее требуемыми правилами являются:

  • поскольку генератор переменного тока является достаточно опасным, применяемое напряжение должно быть 380В. 220В допускается лишь по крайнему случаю;
  • электрогенератор должен обязательно быть оборудован заземляющими отводами;
  • перед эксплуатацией выполните пробный запуск на наличие ошибок;
  • применять конденсаторы следует исходя из таблицы расчёта, представленной в любом соответствующем справочнике. Использование конденсаторов ниже или выше мощности может сулить нерабочим или неправильным в работе состоянием генераторов;
  • проверяйте надёжность соединения всех рабочих устройств и механизмов;
  • используйте частотные преобразователи Веспер или другие устройства для регулирования задающих параметров генератором, перемена энергетических величин которого может влиять на работу введённых электроприводов в полученную сеть;
  • не используйте генератор холостым ходом, так как может случиться перегрев;
  • чётко прослеживайте выходную вырабатываемую мощность тока. Так, если в трёхфазном генераторе была задействована всего одна типаемая фаза, мощность составит 30-35%, при двух – 60-70% мощности общего значения, которую имеет генератор;
  • выполняйте контроль частоты переменного тока путём сравнения выходного напряжения, величина которого при холостых оборотах превысит промышленное значение на 4-6%.
Электродвигатель

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Генератор для ветряка из асинхронного двигателя

В качестве генератора для ветряка было решено переделать асинхронный двигатель. Такая переделка очень проста и доступна, поэтому в самодельных конструкциях ветрогенераторов часто можно видеть генераторы сделанные из асинхронных двигателей.

Переделка заключается в проточке ротора под магниты, далее магниты обычно по шаблону приклеивают к ротору и заливают эпоксидной смолой чтобы не отлетели. Так-же обычно перематывают статор более толстым проводом чтобы уменьшить слишком большое напряжение и поднять силу тока. Но этот двигатель не хотелось перематывать и было решено оставить все как есть, только переделать ротор на магниты. В качестве донора был найден трехфазный асинхронный двигатель мощностью 1,32Кв. Ниже фото данного электродвигателя.

> Ротор электродвигателя был проточен на токарном станке на толщину магнитов. В этом роторе не применяется металлическая гильза, которую обычно вытачивают и надевают на ротор под магниты. Гильза нужна для усиления магнитной индукции, через нее магниты замыкают свои поля питая из под низа друг друга и магнитное поле не рассеивается, а идет все в статор. В этой конструкции применены достаточно сильные магниты размером 7,6*6мм в количестве 160 шт.

, которые и без гильзы обеспечат хорошую ЭДС.

>

> Сначала, перед наклейкой магнитов ротор был размечен на четыре полюса, и со скосом были расположены магниты. Двигатель был четырех-полюсной и так как статор не перематывался на роторе тоже должно быть четыре магнитных полюса. Каждый магнитный полюс чередуется, один полюс условно "север", второй полюс "юг". Магнитные полюса сделаны с промежутками, так в полюсах магниты сгруппированы плотнее. Магниты после размещения на роторе были замотаны скотчем для фиксации и залиты эпоксидной смолой.

После сборки ощущалось залипание ротора, при вращение вала чувствовались залипания. Было решено переделать ротор. Магниты были сбиты вместе с эпоксидной смолой и снова размещены, но теперь они более менее равномерно установлены по всему ротору, ниже фото ротора с магнитами перед заливкой эпоксидной смолой. После заливки залипание несколько снизилось и было замечено что немного упало напряжение при вращении генератора на одних и тех же оборотах и немного подрос ток.

>

После сборки готовый генератор было решено покрутить дрелью и что нибудь к ниму подключить в качестве нагрузки. Подключалась лампочка на 220 вольт 60 ватт, при 800-1000 об/м она горела в полный накал. Так-же для проверки на что способен генератор была подключена лампа мощностью 1 Кв, она горела в полнакала и сильнее дрель не осилила крутить генератор.

>

В холостую на максимальных оборотах дрели 2800 об/м напряжение генератора было более 400 вольт. При оборотах примерно 800 об/м напряжение 160 вольт. Так-же попробовали подключить кипятильник на 500 ватт, после минуты кручения вода в стакане стала горячей. Вот такие испытания прошел генератор, который был сделан из асинхронного двигателя.

Далее дошла очередь до винта. Лопасти для ветрогенератора были вырезаны из ПВХ трубы диаметром160мм. Ниже на фото сам винт диаметром 1,7 м., и расчетные данные, по которым делались лопасти.

>

После для генератора была сварена стойка с поворотной осью для крепления генератора и хвоста. Конструкция сделана по схеме с уводом ветроголовки от ветра методом складывания хвоста, поэтому генератор смещен от центра оси, а штырек позади, это шкворень, на который одевается хвост.

>

Здесь фото готового ветрогенератора. Ветрогенератор был установлен на девятиметровую мачту. Генератор при силе ветра выдавал напряжение холостого хода до 80 вольт. К нему пробовали подсоединять тенн на два киловатта, через некоторое время тенн стал теплым, значит ветрогенератор все-таки имеет какую-то мощность.

>

Потом был собран контроллер для ветрогенератора и через него подключен аккумулятор на зарядку . Зарядка была достаточно хорошим током, аккумулятор быстро зашумел, как будто его заряжают от зарядного устройства.

Пока к сожалению никаких подробных данных по мощности ветрогенератора нет, так-как пользователь разместивший свой ветрогенератор вот здесь Фотоальбом ветряки ВК.

не оставил эти данных. Но руководствуясь расчетами попробую немного просчитать что все-таки дает генератор на ветру 8-9 м/с, так-как напряжение холостого хода 80 вольт на этом ветре.

Данные на шиндике электродвигателя говорили 220/380 вольт 6,2/3,6 А.значит сопротивление генератора 35,4Ом треугольник/105,5 Ом звезда. Если он заряжал 12-ти вольтовый аккумулятор по схеме включения фаз генератора в треугольник, что скорее всего, то 80-12/35,4=1,9А. Получается при ветре 8-9 м/с ток зарядки был примерно 1,9 А, а это всего 23 ватт/ч, да немного, но может я где-то ошибся, если что поправьте в комментариях и я исправлю.

Такие большие потери из-за высокого сопротивления генератора, поэтому статор обычно перематывают более толстым проводом чтобы уменьшить сопротивление генератора, которое влияет на силу тока, и чем выше сопротивление обмотки генератора, тем меньше сила тока и выше напряжение.

Некоторые данные по ветрогенератору. Автор данного ветрогенератора Сергей написал что ток короткого замыкания 3,5А.

.При ветре 5-7м,с ,75в холостого хода,с нагрузкой надва АКБ,это 24в,2,5А и при этом на контролере срабатывал постоянно баласт..Это показания на 14.09.13г..А так получилось всё отлично..

Как сделать генератор из асинхронного двигателя (видео, схема 220В)

В статье рассказано о том, как построить трёхфазный (однофазный) генератор 220/380 В на базе асинхронного электродвигателя переменного тока. Трехфазный асинхронный электродвигатель, изобретённый в конце 19-го века русским учёным-электротехником М.О. Доливо-Добровольским, получил в настоящее время преимущественное распространение и в промышленности, и в сельском хозяйстве, а также в быту.

Асинхронные электродвигатели – самые простые и надёжные в эксплуатации. Поэтому во всех случаях, когда это допустимо по условиям электропривода и нет необходимости в компенсации реактивной мощности, следует применять асинхронные электродвигатели переменного тока.

Различают два основных вида асинхронных двигателей: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором.

Асинхронный короткозамкнутый электродвигатель состоит из неподвижной части — статора и подвижной части — ротора, вращающегося в подшипниках, укреплённых в двух щитах двигателя. Сердечники статора и ротора набраны из отдельных изолированных один от другого листов электротехнической стали. В пазы сердечника статора уложена обмотка, выполненная из изолированного провода. В пазы сердечника ротора укладывают стержневую обмотку или заливают расплавленный алюминий. Кольца-перемычки накоротко замыкают обмотку ротора по концам (отсюда и название — короткозамкнутый). В отличие от короткозамкнутого ротора, в пазах фазного ротора размещают обмотку, выполненную по типу обмотки статора. Концы обмотки подводят к контактным кольцам, укреплённым на валу. По кольцам скользят щетки, соединяя обмотку с пусковым или регулировочным реостатом.

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором являются более дорогостоящими устройствами, требуют квалифицированного обслуживания, менее надёжны, а потому применяются только в тех отраслях производства, в которых без них обойтись нельзя. По этой причине они мало распространены, и мы их в дальнейшем рассматривать не будем.

По обмотке статора, включенной в трехфазную цепь, протекает ток, создающий вращающее магнитное поле. Магнитные силовые линии вращающегося поля статора пересекают стержни обмотки ротора и индуктируют в них электродвижущую силу (ЭДС). Под действием этой ЭДС в замкнутых накоротко стержнях ротора протекает ток. Вокруг стержней возникают магнитные потоки, создающие общее магнитное поле ротора, которое, взаимодействуя с вращающим магнитным полем статора, создает усилие, заставляющее ротор вращаться в направлении вращения магнитного поля статора.

Частота вращения ротора несколько меньше частоты вращения магнитного поля, создаваемого обмоткой статора. Этот показатель характеризуется скольжением S и находиться для большинства двигателей в пределах от 2 до 10%.

В промышленных установках наиболее часто используются трёхфазные асинхронные электродвигатели, которые выпускают в виде унифицированных серий. К ним относится единая серия 4А с диапазоном номинальной мощности от 0,06 до 400 кВт, машины которой отличаются большой надёжностью, хорошими эксплуатационными качествами и соответствуют уровню мировых стандартов.

Автономные асинхронные генераторы — трёхфазные машины, преобразующие механическую энергию первичного двигателя в электрическую энергию переменного тока. Их несомненным достоинством перед другими видами генераторов являются отсутствие коллекторно-щеточного механизма и, как следствие этого, большая долговечность и надежность.

Устройство и принцип работы

Главными рабочими частями асинхронного генератора является ротор (подвижная деталь) и статор (неподвижный). На рисунке 1 ротор расположен справа, а статор слева. Обратите внимание на устройство ротора. На нём не видно обмоток из медной проволоки. На самом деле обмотки существуют, но они состоят из алюминиевых стержней короткозамкнутых на кольца, расположенные с двух сторон. На фото стержни видны в виде косых линий.

Конструкция короткозамкнутых обмоток образует, так называемую, «беличью клетку». Пространство внутри этой клетки заполнено стальными пластинами. Если быть точным, то алюминиевые стержни впрессовываются в пазы, проделанные в сердечнике ротора.


Рис. 1. Ротор и статор асинхронного генератора

Асинхронная машина, устройство которой описано выше, называется генератором с короткозамкнутым ротором. Тот, кто знаком с конструкцией асинхронного электродвигателя наверняка заметил схожесть в строении этих двух машин. По сути дела они ничем не отличаются, так как асинхронный генератор и короткозамкнутый электродвигатель практически идентичны, за исключением дополнительных конденсаторов возбуждения, используемых в генераторном режиме.

Ротор расположен на валу, который сидит на подшипниках, зажимаемых с двух сторон крышками. Вся конструкция защищена металлическим корпусом. Генераторы средней и большой мощности требуют охлаждения, поэтому на валу дополнительно устанавливается вентилятор, а сам корпус делают ребристым (см. рис. 2).


Рис. 2. Асинхронный генератор в сборе

Принцип действия

По определению, генератором является устройство, преобразующее механическую энергию в электрический ток. При этом не имеет значения, какая энергия используется для вращения ротора: ветровая, потенциальная энергия воды или же внутренняя энергия, преобразуемая турбиной либо ДВС в механическую.

В результате вращения ротора магнитные силовые линии, образованные остаточной намагниченностью стальных пластин, пересекают обмотки статора. В катушках образуется ЭДС, которая, при подсоединении активных нагрузок, приводит к образованию тока в их цепях.

При этом важно, чтобы синхронная скорость вращения вала немного (примерно на 2 – 10%) превышала синхронную частоту переменного тока (задаётся количеством полюсов статора). Другими словами, необходимо обеспечить асинхронность (несовпадение) частоты вращения на величину скольжения ротора.

Следует заметить, что полученный таким образом ток будет небольшим. Чтобы повысить выходную мощность необходимо увеличить магнитную индукцию. Добиваются повышения КПД устройства путём подключения конденсаторов к выводам катушек статора.

На рисунке 3 изображена схема сварочного асинхронного альтернатора с конденсаторным возбуждением (левая часть схемы). Обратите внимание на то, что конденсаторы возбуждения подключены по схеме треугольника. Правая часть рисунка – собственно схема самого инверторного сварочного аппарата.


Рис. 3. Схема сварочного асинхронного генератора

Существуют и другие, более сложные схемы возбуждения, например, с применением катушек индуктивности и батареи конденсаторов. Пример такой схемы показан на рисунке 4.


Рисунок 4. Схема устройства с индуктивностями

Отличие от синхронного генератора

Главное отличие синхронного альтернатора от асинхронного генератора в конструкции ротора. В синхронной машине ротор состоит из проволочных обмоток. Для создания магнитной индукции используется автономный источник питания (часто дополнительный маломощный генератор постоянного тока, расположенный на одной оси с ротором).

Преимущество синхронного генератора в том, что он генерирует более качественный ток и легко синхронизируется с другими альтернаторами подобного типа. Однако синхронные альтернаторы более чувствительны к перегрузкам и КЗ. Они дороже от своих асинхронных собратьев и требовательнее в обслуживании – необходимо следить за состоянием щёток.

Коэффициент гармоник или клирфактор асинхронных генераторов ниже, чем у синхронных альтернаторов. То есть они вырабатывают практически чистую электроэнергию. На таких токах устойчивее работают:

  • ИБП;
  • регулируемые зарядные устройства;
  • современные телевизионные приёмники.

Асинхронные генераторы обеспечивают уверенный запуск электромоторов, требующих больших пусковых токов. По этому показателю они, фактически, не уступают синхронным машинам. У них меньше реактивных нагрузок, что положительно сказывается на тепловом режиме, так как меньше энергии расходуется на реактивную мощность. У асинхронного альтернатора лучшая стабильность выходной частоты на разных скоростях вращения ротора.

Как сделать из трех одну фазу

Это действие проводить не нужно, так как оно попросту бессмысленно. Генератор если выдает трехфазное переменное напряжение, то для запитывания потребителей (телевизора, лампы накаливания, холодильника, и пр.), необходимо использовать всего один вывод. Второй – это общий, точка соединения обмоток. Как было сказано ранее, требуется соединять их по схеме звезда.

Поэтому у вас имеется возможность подключения потребителей к одной из фаз. Вопрос в том, есть ли смысл, рационально ли так поступать? Если необходимо обеспечить дом исключительно светом, никаких потребителей не планируете подключать, то вполне разумнее использовать маломощные светодиодные светильники. Они потребляют малое количество электроэнергии, поэтому генератор тока, который выдает стабильно 12 Вольт, способен обеспечить дом не только светом. Можно без труда включать и бытовую технику, которой требуется для работы именно такое напряжение.



Классификация

Генераторы короткозамкнутого типа получили наибольшее распространение, ввиду простоты их конструкции. Однако существуют и другие типы асинхронных машин: альтернаторы с фазным ротором и устройства, с применением постоянных магнитов, образующих цепь возбуждения.

На рисунке 5 для сравнения показаны два типа генераторов: слева на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, а справа – асинхронная машина на базе АД с фазным ротором. Даже при беглом взгляде на схематические изображения видно усложнённую конструкцию фазного ротора. Привлекает внимание наличие контактных колец (4) и механизма щёткодержателей (5). Цифрой 3 обозначены пазы для проволочной обмотки, на которую необходимо подать ток для её возбуждения.


Рис. 5. Типы асинхронных генераторов

Наличие обмоток возбуждения в роторе асинхронного генератора повышает качество генерируемого электрического тока, однако при этом теряются такие достоинства как простота и надёжность. Поэтому такие устройства используются в качестве источника автономного питания только в тех сферах, где без них трудно обойтись. Постоянные магниты в роторах применяют в основном для производства маломощных генераторов.


Правила намотки провода

Не всегда нужна такая информация, так как, в целях упрощения конструкции, используется та статорная обмотка, которая уже имеется. Но она не всегда удовлетворяет тем условиям, которые стоят перед вами. Например, если вы конструируете ветро генератор из (асинхронный) двигателя, невозможно получить минимальное число оборотов ротора. Следовательно, на выходе напряжение окажется малым и недостаточным для работы бытовой техники. Поэтому возникает необходимость в небольших переделках.

Обмотку проводить нужно более толстым проводом, чтобы получить более высокое значение силы тока на выходе. Для этого избавляетесь от старого провода. Намотка ведется вплотную, на картонный каркас. Когда она проведена, требуется нанести слой лака, обильно ним пропитать провод. Только не забудьте перед началом эксплуатации устройства хорошенько просушить. Для этого лампу накаливания 25 или 40 Вт установите в середине статора и оставьте на 1-2 дня. Не оставляйте только без присмотра.

Область применения

Наиболее часто встречается применение генераторных установок с короткозамкнутым ротором. Они недорогие, практически не нуждаются в обслуживании. Устройства, оборудованные пусковыми конденсаторами, обладают приличными показателями КПД.

Асинхронные альтернаторы часто используют в качестве автономного или резервного источника питания. С ними работают переносные бензиновые генераторы, их используют для мощных мобильных и стационарных дизельных генераторов.

Альтернаторы с трёхфазной обмоткой уверенно запускают трехфазный электродвигатель, поэтому часто используются в промышленных энергоустановках. Они также могут питать оборудование в однофазных сетях. Двухфазный режим позволяет экономить топливо ДВС, так как незадействованные обмотки находятся в режиме холостого хода.

Сфера применения довольно обширная:

  • транспортная промышленность;
  • сельское хозяйство;
  • бытовая сфера;
  • медицинские учреждения;

Асинхронные альтернаторы удобны для сооружения локальных ветровых и гидравлических электростанций.

Выводы

Сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками несложно. Самое главное – это решить, какой привод планируете использовать. Если это обычный бензиновый двигатель, то проблем никаких не возникнет. Большие трудности возникнут в случае, если в качестве привода вы будете использовать ветряную мельницу. Причина – обороты двигателя, равно как и выходное напряжение, напрямую зависят от силы ветра, его скорости. Поэтому такие генераторы необходимо рассчитывать таким образом, чтобы даже при минимальных оборотах вырабатывалось номинальное напряжение. Но на выходе желательно иметь не более 12 Вольт. Это окажется более простым решением.

Асинхронный генератор своими руками

Оговоримся сразу: речь пойдёт не об изготовлении генератора с нуля, а о переделывании асинхронного двигателя в альтернатор. Некоторые умельцы используют готовый статор от мотора и экспериментируют с ротором. Идея состоит в том, чтобы с помощью неодимовых магнитов сделать полюса ротора. Примерно так может выглядеть заготовка с наклеенными магнитиками (см. рис. 6):


Рис. 6. Заготовка с наклеенными магнитами

Вы наклеиваете магниты на специально выточенную заготовку, посаженную на валу электродвигателя, соблюдая их полярность и угол сдвига. Для этого потребуется не менее 128 магнитиков.

Готовую конструкцию необходимо подогнать к статору и при этом обеспечить минимальный зазор между зубцами и магнитными полюсами изготовленного ротора. Поскольку магнитики плоские, придётся их шлифовать или обтачивать, при этом постоянно охлаждая конструкцию, так как неодим теряет свои магнитные свойства при высокой температуре. Если вы сделаете всё правильно – генератор заработает.

Проблема состоит в том, что в кустарных условиях очень сложно изготовить идеальный ротор. Но если у вас есть токарный станок и вы готовы потратить несколько недель на подгонку и доработки – можете поэкспериментировать.

Я предлагаю более практичный вариант – превращение асинхронного двигателя в генератор (смотрите видео ниже). Для этого вам понадобится электромотор с подходящей мощностью и приемлемой частотой вращения ротора. Мощность двигателя должна быть минимум на 50% выше от требуемой мощности альтернатора. Если такой электромотор есть в вашем распоряжении – приступайте к переработке. В противном случае лучше купить готовый генератор.

Для переработки вам потребуется 3 конденсатора марки КБГ-МН, МБГО, МБГТ (можно брать другие марки, но не электролитические). Конденсаторы подбирайте на напряжение не менее 600 В (для трёхфазного двигателя). Реактивная мощность генератора Q связанная с емкостью конденсатора следующей зависимостью: Q = 0,314·U2·C·10-6.

При увеличении нагрузки возрастает реактивная мощность, а значит, для поддержания стабильного напряжения U необходимо увеличивать ёмкость конденсаторов, добавляя новые ёмкости путём коммутации.

Видео: делаем асинхронный генератор из однофазного двигателя – Часть 1 https://www.youtube.com/watch?v=ZQO5S9F72CQ

Часть 2 https://www.youtube.com/watch?v=nDCdADUZghs

Часть 3 https://www.youtube. com/watch?v=6M_w1b2xyM8

Часть 4 https://www.youtube.com/watch?v=CONHg7p-IYE

Часть 5 https://www.youtube.com/watch?v=z2YSqVh2vM8

Часть 6 https://www.youtube.com/watch?v=FNU83kOeSbA

Для упрощения подбора конденсаторов воспользуйтесь таблицей:

Таблица 1

Мощность альтернатора (кВт-А)Ёмкость конденсатора (мкФ) на холостом ходуЁмкость конденсатора (мкФ) при средней нагрузкеЁмкость конденсатора (мкФ) при полной нагрузке
2283660
3,54556100
56075138

На практике, обычно выбирают среднее значение, предполагая, что нагрузка не будет максимальной.

Подобрав параметры конденсаторов, подключите их к выводам обмоток статора так, как показано на схеме (рис. 7). Генератор готов.


Рис. 7. Схема подключения конденсаторов

Как получить три фазы из одной

Для более удобного использования электрических асинхронных двигателей необходимо питание от трех фаз. Но провести к себе домой такую сеть сможет не каждый, также возникают трудности с учетом электроэнергии. Поэтому приходится выкручиваться, как получается. Проще всего установить частотный преобразователь. Но его стоимость высокая, не каждый способен выделить такую сумму для собственного гаража или мастерской. Поэтому приходится применять подручные средства. Вам потребуется асинхронный двигатель, конденсатор и автотрансформатор. В качестве последнего можно использовать самодельное устройство, изготовленное из сердечника электродвигателя. Можете даже сделать чертеж генератора, чтобы упростить работу по сборке.

На него требуется намотать около 400 витков провода. Диаметр его около 6 кв. мм. Для точности требуется сделать десять отводов, чтобы совершить подгонку фаз. Можно сказать даже, что это генератор из асинхронного двигателя, своими руками сделанный. Только его основная функция – это преобразование, сдвиг фаз. Одна обмотка соединяется с фазой, между двумя остальными включен конденсатор. Вторая обмотка соединяется с нулем, третья подключается туда же, только через автотрансформатор. Средний его вывод – это одна фаза, две остальных – это выводы розетки.

Советы по эксплуатации

Асинхронный генератор не требует особого ухода. Его обслуживание заключается в контроле состояния подшипников. На номинальных режимах устройство способно работать годами без вмешательства оператора.

Слабое звено – конденсаторы. Они могут выходить из строя, особенно тогда, когда их номиналы неправильно подобраны.

При работе генератор нагревается. Если вы часто подключаете повышенные нагрузки – следите за температурой устройства или позаботьтесь о дополнительном охлаждении.

Экспериментальное определение необходимого количества витков

Чтобы определить, какое число витков вам необходимо для нормальной работы генератора, потребуется воспользоваться множеством формул. Но нужно знать сечение сердечника, материал, из которого он изготовлен. Но это зачастую просто невозможно определить. Поэтому приходится делать эксперименты. В зависимости от того, одна или три фазы вам нужно, изменяется алгоритм проведения эксперимента. Самодельный генератор из асинхронного двигателя может быть изготовлен различными методами.

Если планируется сделать одну фазу на выходе, то намотайте равномерно по всему сердечнику 10-20 витков провода. Соберите всю конструкцию и соедините с приводом, который будете использовать в дальнейшем. Проведите замер напряжения на выходе, разделите на то число витков, которое намотали. И вы получите напряжение, снимаемое с одного витка. Для вычисления длины обмотки, вам нужно применить простое вычисление – напряжение (необходимое) разделить на полученное значение. Аналогично проводится расчет и трехфазного генератора.

Индукционные генераторы

Индукционные генераторы Статья Учебники по альтернативной энергии 09.03.2012 08.02.2020 Учебники по альтернативной энергии

Поделитесь / добавьте в закладки с:

Использование асинхронных двигателей в качестве генераторов

В связи с постоянно растущими расходами на электроэнергию поиск способов уменьшить нашу зависимость от местной коммунальной компании стал одной из основных целей. Наряду с солнечной энергией, генерация «энергии ветра» и «гидроэнергии» стала важной частью небольшой системы возобновляемых источников энергии домовладельцев.Существует несколько общих типов генераторов, доступных в качестве возможных кандидатов для использования в качестве ветряных или гидротурбинных генераторов, но, возможно, наиболее распространенным типом электрических генераторов, используемых в отрасли, являются индукционные генераторы .

Индукционные генераторы , также известные как «асинхронные генераторы», обычно используются для небольших схем из-за таких преимуществ, как простота, доступность, надежность и, что более важно, их низкая стоимость. Кроме того, поскольку индукционные генераторы являются бесщеточными (то есть у них нет коммутатора или угольных щеток), они требуют очень небольшого количества систем управления или технического обслуживания, как правило, только чистую смазку подшипников на протяжении всего срока их службы.

Однофазные индукционные генераторы

Индукционный генератор очень похож на асинхронный двигатель, используемый в промышленности, и разница в том, что когда машина вращается быстрее, чем его нормальная рабочая скорость, индукционный генератор вырабатывает электричество переменного тока. Стоимость киловатта (кВт) однофазного индукционного генератора обычно выше, чем у трехфазного генератора того же размера на киловатт выходной мощности. Поэтому обычно используются трехфазные генераторы, которые также могут вырабатывать однофазное выходное напряжение.

Большинство домашних систем малого масштаба предназначены для работы параллельно с коммунальной сетью, обеспечивая небольшую часть общих потребностей домовладельцев в электроэнергии. Индукционный генератор способен производить совместимую с сетью мощность переменного тока без использования дополнительного инвертора или электронного управления, поскольку он синхронизируется с сетью, то есть вырабатывает электричество с той же частотой и напряжением.

При таких операциях выходное напряжение и частота генераторов поддерживаются в допустимых пределах энергокомпании за счет подключения резистивного балласта, который поддерживает постоянную сумму нагрузки потребителя и балластной нагрузки.Также статические конденсаторы иногда используются для коррекции коэффициента мощности и для обеспечения возбуждения машины.

Асинхронные машины с короткозамкнутым ротором в ветро- и гидроэнергетике широко используются в качестве предпочтительных генераторов. Обычно генераторы ветряных турбин труднее контролировать, чем гидрогенераторы, потому что их скорость и, следовательно, выходная мощность сильно различаются. Но поскольку индукционный генератор подключен к электросети с постоянной частотой, поэтому синхронизирующее оборудование не требуется, индукционный генератор работает практически с постоянной скоростью (в небольшом диапазоне скольжения).Таким образом, при использовании в качестве ветряной турбины он работает с оптимальной эффективностью только в небольшом диапазоне изменения скорости ветра.

Асинхронная машина не имеет заранее определенной скорости вращения для данной частоты и напряжения, как в случае работы синхронного генератора, но ее скорость при постоянной частоте сети может изменяться в зависимости от нагрузки. Мощность, выдаваемая генератором, изменяется при изменении скорости машины. При синхронной скорости, то есть скорости вращения, точно равной частоте переменного тока, мощность вообще не генерируется.Разница между синхронной скоростью генератора и фактической скоростью называется «скольжением». Крутящий момент и мощность машин изменяются линейно со скольжением.

Если скольжение генератора регулируется в соответствии с требованиями к нагрузке, индукционный генератор выдает необходимую мощность. Синхронная скорость является функцией электрической частоты, в то время как фактическая скорость определяется водяной или ветряной турбиной, подключенной к валу генератора. Поэтому для выработки энергии индукционный генератор должен вращаться быстрее, чем скорость скольжения.

Очевидно, что для маломасштабной генерации индукционный генератор преобразует потенциальную энергию в кинетическую, а затем в электрическую. Ротор вращается выше синхронной скорости и развивает противодействующий крутящий момент, который противодействует этому превышению скорости, так же как и тормоз.

Ротор генератора возвращает мощность в виде электрической энергии, а не рассеивает ее в виде тепла, что обычно называется асинхронной генерацией. Затем кинетическая энергия преобразуется в электрическую, и генератор подает активную мощность в электрическую сеть.

Однако для успешной работы электросеть должна обеспечивать реактивную мощность для создания вращающегося магнитного поля статора. То есть индукционный генератор получает ток возбуждения или намагничивания непосредственно от электросети. Тогда индукционный генератор потребляет, а не поставляет реактивную мощность (KVAR) и поставляет только реальную мощность (KW) непосредственно в сеть.

Двигатели обычно могут функционировать как генераторы, и наоборот, и поскольку индукционный генератор на самом деле является асинхронным двигателем, приводимым в действие турбиной, называемой первичным двигателем, он имеет несколько преимуществ перед другими типами генераторов.

Преимущества индукционных генераторов

  • Он дешевле и более доступен, чем аналогичный синхронный генератор.
  • Не использует контактные кольца для передачи тока к катушкам возбуждения в роторе.
  • Не требует внешнего напряжения возбуждения постоянного поля.
  • Электрический ток индуцируется в обмотках ротора под действием трансформатора
  • Он автоматически синхронизируется с системой питания, поэтому его управление проще и дешевле.

В качестве индукционного генератора можно использовать трехфазную индукционную машину с короткозамкнутым ротором или асинхронный двигатель конденсаторного типа. Из двух вариантов лучше выбрать трехфазный двигатель. Эти машины обычно можно найти в цехах перемотки моторов, на складах, складских дворах и т. Д., Довольно дешево, так как их так много. В большинстве бытовых приборов, таких как стиральные машины и сушилки, обычно используются однофазные асинхронные двигатели.

Размер используемой индукционной машины зависит от требуемой мощности генератора. Эффективность увеличивается с размером, но, как правило, нет необходимости превышать 10 л.с. (7,5 кВт) для трехфазной машины или 3 л.с. (750 Вт) для однофазной машины. Как правило, лучшие индукционные генераторы - это машины, рассчитанные на 1700 об / мин или выше.

Чтобы узнать больше об «индукционных генераторах» или получить дополнительную информацию о ветровой энергии о различных доступных ветроэнергетических системах, или изучить преимущества и недостатки использования индукционных генераторов как части системы ветряных турбин, подключенных к сети, нажмите здесь, чтобы получить Ваш экземпляр одной из лучших книг по трехфазным самовозбуждающим индукционным генераторам прямо от Amazon.

Преобразователь частоты с асинхронным двигателем

| Otherpower

Асинхронные двигатели - обычное дело, вы найдете их на инструментах, печах, воздуходувках и т. Д. Их можно превратить в эффективные бесщеточные генераторы с низкой частотой вращения, установив в якорь постоянные магниты. Мы провели эксперименты, устанавливая в арматуру излишки магнитов жесткого диска компьютера. Несомненно, «избыточный» магнит, вероятно, не оптимизирован для применения, но результаты все еще многообещающие, и мы думаем, что это может быть дешевый, быстрый и практичный подход к созданию генератора переменного тока с низкой частотой вращения.Если не очень изобретателен, вероятно, потребуется иметь или найти кого-нибудь, у кого есть токарный станок по металлу ... что делает его получасовым проектом.


Para Español, traducción de Julio Andrade.

ПРИМЕЧАНИЕ. - Мы прекратили эксперименты с этими преобразованиями. Они работают, но обмотки двигателей не рассчитаны на выработку большой мощности. Сопротивление слишком велико, что делает их ОЧЕНЬ неэффективными, когда они достигают более высоких скоростей. Они также зубчатые, что вызывает медленный запуск.Мы обнаружили, что создание эффективного генератора с нуля - это такой же объем работы, как и преобразование асинхронного двигателя, а самодельные генераторы работают НАМНОГО лучше. Вы можете увидеть некоторые из наших последних, самых мощных и наиболее эффективных созданных с нуля генераторов с постоянным магнитом на наших страницах Wind слева. Магниты На фото выше показаны магниты, которые мы использовали, хотя, несомненно, любые небольшие магниты могут быть настроены для нормальной работы. Магниты, которые мы использовали, имеют прямоугольную форму и дугообразную форму, так что 8 из них подходят для образования кольца прибл.Диаметр 3 3/4 дюйма (на фото выше), который, кажется, довольно хорошо подходит для асинхронных двигателей от 1/2 до 2 л.с. Магниты выходят из жесткого диска компьютера, наши излишки, и их можно приобрести в нашем магазине. страница продуктов. Магниты поставляются намагниченными с помощью северного или южного полюса на вогнутой поверхности. Это магниты из NdFeB (неодим-железо-бор) чрезвычайно высокого качества - намного более сильные, чем обычные керамические магниты или магниты из AlNiCo. ОБНОВЛЕНИЕ - Эти магниты были излишками, и они ПРОДАНЫ. Мы больше не можем получить. У нас есть несколько прямоугольных блочных магнитов, которые должны помочь и все еще помещаются внутри арматуры ... вам просто нужно повернуть слот по-другому.

Арматура

Якорь должен иметь прорезь для размещения магнитов. Мы думаем, что они должны быть достаточно плотно прижаты, а затем приклеены (лучше всего эпоксидная смола). Скорее всего, кривизна магнитов не будет идеально соответствовать диаметру якоря, поэтому паз должен быть достаточно глубоким, чтобы самая высокая точка магнитов находилась на одном уровне с поверхностью любителя.В приведенном выше якоре используется 6 магнитов. Мы использовали щупы, чтобы выровнять зазор между магнитами. Несомненно, можно было бы высверлить якорь, чтобы принять дисковые магниты, но дисковые магниты не идеальны, и некоторые характеристики будут скомпрометированы. Конечно, количество используемых магнитов зависит от количества полюсов двигателя. Двигатель на 3600 об / мин будет иметь 2 полюса, 1800 об / мин - 4 полюса и 1200 - 6 полюсов. Напряжение зависит от скорости, с которой изменяется магнитное поле, поэтому ... чем больше полюсов, тем лучше будет двигатель для генератора с низкой частотой вращения.Чем ниже номинальная скорость двигателя, тем лучше он будет работать на низких оборотах. В наших тестах мы всегда использовали одинаковое количество магнитов в качестве полюсов, за исключением двигателя мощностью 2 лошадиных силы, у которого было 4 полюса. В этом двигателе мы установили 8 магнитов, но группами по два, так что на якоре было 2 северных и два южных полюса.

Результаты ...

Первым протестированным нами двигателем был вентилятор печи мощностью 1/2 л.с., номинальный ток 7 ампер и 1050 об / мин. У него было 6 полюсов, и мы установили в якорь 6 магнитов, расположенных на равном расстоянии.Это зубчатые колеса (когда магнитное поле блокируется пазами в статоре двигателя) настолько, что трудно повернуть вал двигателя. Он достигает зарядного напряжения (12 В) прибл. 80 об / мин! При 400 об / мин он заряжает 12-вольтовые аккумуляторы при токе более 10 ампер. Мы проверили это с пропеллером ветрогенератора - см. Наши страницы ветра слева; В принципе, это работало довольно хорошо, но скорость ветра должна была составить около 10 миль в час, прежде чем пропеллер начал вращаться. Как только он начал вращаться ... он продолжал вращаться и хорошо генерировал.Мы также подключили его к велосипеду - он легко поместил бы 10 ампер в батарею с помощью педали. Я подозреваю, что этот, вероятно, достигнет пика в 15-20 ампер, но он станет неэффективным примерно через 10. Это можно изменить, если бы можно было сделать регулятор, который выводил бы катушки в двигателе (генераторе) последовательно и соединял их параллельно. при определенных оборотах. Еще один недостаток этого двигателя ... это был довольно дешевый двигатель печного нагнетателя с бронзовыми втулками, он мог прослужить дольше с более качественными подшипниками.Второй двигатель был однофазным, мощностью 2 л.с., 1800 об / мин, мощностью 15 ампер. В этом моторе мы установили 8 магнитов. Как ни странно, эти магниты жесткого диска компьютера просто идеально подходят, здесь нет зазоров и перекрытий - диаметр кольца точно такой же, как у якоря. Магниты на этом двигателе расположены в наборах по 2 штуки, так что ... мы помещаем 2 магнита с севером вверх, затем 2 магнита с югом вверх ... и т. Д., Чтобы на якоре было 4 магнитных полюса. Этот генератор не так плох, как первый, и, безусловно, будет хорошо работать на большинстве ветряных мельниц.Он не достигает зарядного напряжения примерно до 150 об / мин, но ... при 400 об / мин он заряжает мои батареи более чем на 15 ампер и, вероятно, будет эффективен до 20-30 ампер. Оба этих испытательных генератора переменного тока становится очень трудно повернуть вручную, если провода закорочены ... даже пара оборотов в минуту вручную вызовет очень заметную искру на проводах. Это может быть отличной альтернативой, учитывая сложность и трудозатраты на изготовление генератора с нуля. Учитывая, насколько медленно заряжаются эти генераторы, они могут быть самыми мощными из всех генераторов с низкой частотой вращения, с которыми нам еще предстоит столкнуться.Мы хотели бы знать, что другие люди сделали в этой области, поэтому отправьте нам электронное письмо, если у вас есть какие-либо идеи / опыт. Поворотные преобразователи частоты

- Мотор-генераторные установки

Georator - международный лидер в производстве и продаже поворотных преобразователей частоты. Мы работаем по всему миру и гордимся своим качеством и обслуживанием. Обратитесь к одному из наших опытных торговых представителей сегодня, чтобы запросить расценки или дополнительную информацию.

Что такое вращающийся преобразователь частоты?

Ротационные преобразователи частоты (также называемые «Мотор-генераторы» или MG Sets) преобразуют поступающую мощность переменного тока в механическую энергию вращения (вращающийся двигатель), который передает свою мощность вращения генератору, который преобразует свою механическую мощность в выходную электрическую мощность переменного тока.Мощность вращения часто описывается в лошадиных силах, в то время как электрическая мощность описывается в киловаттах (кВт) или киловольт-амперах (кВА). Этому процессу присуще преобразование частоты (герц - Гц), напряжения и / или фазы (3 фазы, 1 фаза).

Типы поворотных преобразователей и двигателей-генераторов

Мотор-генераторная установка с ременной муфтой

Мотор-генераторная установка с ременной муфтой

Самый простой способ соединения приводного двигателя с генератором - это использование приводных ремней и шкивов.

Прочитайте больше

Электрогенераторная установка с прямым соединением

Электрогенераторная установка с прямым соединением

Этот метод также допускает параллельную работу нескольких преобразователей частоты.

Прочитайте больше

Электрогенераторы с общим валом

Электрогенераторы с общим валом

Синхронный двигатель - это самый совершенный и точный преобразователь частоты вращения.

Прочитайте больше

Бесщеточные генераторы на постоянных магнитах

Бесщеточные генераторы на постоянных магнитах

Бесщеточные преобразователи частоты с постоянным магнитом 400 Гц, также известные под торговым названием «NoBrush».

Прочитайте больше

Что приводит в действие вращающийся преобразователь частоты?

Двигатель В генераторных установках используется несколько методов соединения приводного двигателя с генератором. Самый простой и наименее затратный метод - это преобразователи с ременной муфтой, в которых приводные ремни и шкивы используются не только для передачи энергии от двигателя к генератору, но и для изменения частоты за счет передаточного числа шкивов. Некоторые клиенты обеспокоены долговечностью приводных ремней, но на практике приводные ремни не выходят из строя при правильной конструкции и установке.Georator имеет безупречный послужной список в этом отношении.

Другой метод - это преобразователи с прямым соединением, которые напрямую соединяют вал двигателя с валом генератора с помощью механической муфты и регулируют скорость приводного двигателя для изменения скорости вращения генератора, таким образом изменяя выходную частоту. Для этой цели используется электронный привод с регулируемой скоростью (ASD) вместо обычного пускателя двигателя.

Наконец, наиболее сложным и наиболее дорогостоящим методом является сборка двигателя и генератора на одном общем валу, который называется преобразователем частоты на общем валу.В этом случае изменение частоты осуществляется путем намотки двигателя с другим числом электрических полюсов, чем у генератора. Например, 12-полюсный двигатель и 10-полюсный генератор обеспечат преобразование с 60 Гц в 50 Гц.

В некоторых приложениях требуется только изоляция линии электропередачи (полное отсутствие непрерывности на входе и выходе) или кондиционирование линии электропередачи (плохая входящая электрическая мощность преобразуется в хорошую выходную мощность). В этих изоляторах линий электропередачи между двигателем и генератором используется изолированная гибкая муфта для передачи энергии от двигателя к генератору и полной изоляции входа от выхода.Обычно частоты не меняются, хотя может потребоваться преобразование фазы или напряжения.

Каковы общие области применения поворотных преобразователей?

Роторные преобразователи частоты очень хороши при запуске и работе с типичными заводскими нагрузками. Они обладают способностью создавать высокие пусковые импульсные токи в течение коротких периодов времени, что делает их идеальными для нагрузок двигателя. Эти преобразователи очень прочные и могут выдерживать суровые условия окружающей среды. Несмотря на то, что они подвержены проливному дождю, с соответствующими кожухами эти устройства могут быть размещены на открытом воздухе и выдерживают широкий диапазон рабочих температур.

Типовые характеристики поворотных преобразователей частоты

  • Больше подходит для больших приложений 10 кВА плюс
  • Намного лучше при пуске двигателя при нагрузках
  • Прочная конструкция для напольного монтажа
  • Обычно фиксированная выходная частота
  • Стоимость не увеличивается линейно с увеличением мощности; например, 3x мощность = 1,5x стоимость
  • Гармонические искажения и шум от входной мощности не передаются на выход
  • Может вызывать сильные токи перегрузки 2-4X на короткие периоды времени
  • КПД при полной нагрузке до 90 +% на больших агрегатах

Синхронные двигатели и генераторы - промышленность сегодня%

Функции и применение синхронных двигателей.

В настоящее время доступен большой набор синхронных двигателей и генераторов для широкого спектра промышленных применений. Электродвигатели стали неотъемлемой частью промышленного производства. Они преобразуют электрическую энергию в механическую, позволяя промышленным машинам выполнять возложенные на них задачи. Не все электродвигатели выполняют одинаковый набор задач, но некоторые из них специально разработаны для конкретной отрасли.

Приложения в промышленной сфере

Помимо множества различных функций, обеспечиваемых тщательно разработанными двигателями, задачи, выполняемые в отрасли, являются, пожалуй, наиболее сложными.Некоторые электродвигатели используются при добыче угля, а некоторые обеспечивают энергию для дробления и измельчения в цементной промышленности. С другой стороны, для сталелитейных заводов требуется стабильная подача, чтобы обеспечить непрерывность производственного процесса в чрезвычайно теплой атмосфере. По этой причине часто используют специальные двигатели для конвейерных лент. В сахарной промышленности используются индивидуальные высоковольтные двигатели или двигатели IE4 super premium, поскольку они могут обеспечивать более высокое напряжение, не требуя большого количества электроэнергии.

Применения в производственных машинах

Электродвигатели используются не только для питания полей и оборудования, но и для привода целого ряда производственных машин. Моторы внизу - это те, которые приводят в движение воздушный винт, включают турбину или всасывают дым и мусор в людных общественных или частных местах. На гидротехнических сооружениях именно электродвигатели помогают накачивать воду. Кроме того, в компрессорах используются усовершенствованные трехфазные электродвигатели, поскольку они могут достаточно охлаждаться и, таким образом, выдерживать более высокие температуры.Эти преимущества также делают их идеальным выбором для промышленных котлов.

В электрических системах, которые мы используем в промышленности, на электростанциях или в частных домах, двигатели и генераторы стали повседневным устройством. В связи со спросом на системы с высокой энергоэффективностью и более низким энергопотреблением, можно наблюдать изобретение новых моделей этих электрических устройств. Основным расчетным фактором для надежной работы двигателей и генераторов является коэффициент мощности.Это отношение приложенной мощности к требуемой мощности. Обычно общая мощность, потребляемая на предприятиях и на предприятиях, рассчитывается на основе коэффициента мощности. Поэтому коэффициент мощности всегда должен поддерживаться на постоянном уровне. Однако из-за увеличения реактивной мощности в этих устройствах коэффициент мощности уменьшается. Введено множество методов для поддержания постоянного значения коэффициента мощности. Концепция синхронного двигателя - одна из них.

Синхронный двигатель: что это такое?

Синхронный двигатель определяется так: двигатель переменного тока, в котором в неподвижном состоянии вращение вала синхронно с частотой приложенного тока.

Синхронный двигатель не работает с индукционным током. В отличие от асинхронных двигателей, эти двигатели имеют многофазные магниты переменного тока на статоре, которые создают вращающееся магнитное поле. В этом случае ротор имеет постоянный магнит, который синхронизируется с вращающимся магнитным полем и вращается синхронно с частотой подаваемого тока.

Функциональность синхронного двигателя

Работа синхронных двигателей основана на взаимодействии магнитного поля статора в сочетании с магнитным полем ротора.Трехфазные обмотки включены в статор и работают от трехфазного тока. Таким образом, обмотка статора создает трехфазное вращающееся магнитное поле. На ротор подается постоянный ток.

Если нагрузка больше, чем пробивная нагрузка, двигатель десинхронизируется. Преимущество трехфазной обмотки статора состоит в том, что она определяет направление вращения. При однофазной обмотке нет необходимости определять направление вращения, и двигатель может запускаться в обоих направлениях.Пусковые устройства необходимы для управления направлением вращения этих синхронных двигателей.

Области применения синхронных двигателей

Синхронные двигатели обычно используются в приложениях, в которых требуется постоянная и точная скорость. Типичное применение этих двигателей малой мощности - позиционирующие машины. Они также используются в приводах роботов. Синхронные двигатели также используются в шаровых мельницах, часах, проигрывателях и вертушках. Они также используются в качестве серводвигателей и синхронизаторов.

Такие двигатели доступны в диапазоне от подковообразных до промышленных с высокими рабочими характеристиками. Хотя они используются в промышленных типоразмерах с высокими рабочими характеристиками, эти двигатели могут выполнять две основные функции. Один - как эффективное средство преобразования энергии переменного тока в механическую энергию, а другой - как коррекция коэффициента мощности.

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓
  • Образование
  • Исследование
  • Инновации
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT
  • Подробнее ↓
    • Прием + помощь
    • Студенческая жизнь
    • Новости
    • Выпускников
    • О MIT
Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

Однофазный асинхронный генератор своими руками.

Как сделать своими руками генератор для ветряка из асинхронного двигателя

Местные электросети не всегда способны полноценно обеспечивать электроэнергией дома, особенно если речь идет о загородных коттеджах и особняках. Перебои с постоянным электроснабжением или полное его отсутствие заставляют искать электричество. Одно из таких применений - устройство , способное преобразовывать и хранить электричество , используя для этого самые необычные ресурсы (энергию, приливы и отливы).Принцип его работы довольно прост, что дает возможность сделать электрогенератор своими руками. Возможно, самодельная модель не сможет составить конкуренцию аналогу заводской сборки, но это отличный способ сэкономить более 10 000 рублей. Если рассматривать самодельный электрогенератор как временный альтернативный источник электроснабжения, то вполне можно обойтись и самодельным изделием.

Как сделать электрогенератор, что для этого потребуется, а также какие нюансы придется учесть, узнаем дальше.

Желание иметь в своем пользовании электрогенератор омрачается одной неприятностью - это дороговизна . Как ни крути, но самые маломощные модели имеют довольно запредельную стоимость - от 15000 рублей и выше. Именно этот факт наводит на мысль о создании генератора своими руками. Однако сам процесс может быть трудным , если:

  • Отсутствие навыков работы с инструментами и схемами;
  • нет опыта создания подобных устройств;
  • необходимых запчастей и запчастей нет в наличии.

Если все это и большое желание присутствует, то можно попробовать собрать генератор , руководствуясь инструкцией по сборке и прилагаемой схемой.

Не секрет, что купленный электрогенератор будет иметь более расширенный перечень возможностей и функций, а самодельное изделие может выйти из строя и выйти из строя в самые неподходящие моменты. Поэтому покупка или изготовление своими руками - вопрос сугубо индивидуальный, требующий ответственного подхода.

Как работает электрогенератор?

Принцип работы генератора основан на физическом явлении электромагнитной индукции. Проводник, проходящий через искусственно созданное электромагнитное поле, создает импульс, который преобразуется в постоянный ток.

Генератор имеет двигатель, который может вырабатывать электроэнергию, сжигая в своих отсеках определенный вид топлива:, или. В свою очередь, топливо, попадая в камеру сгорания, в процессе сгорания образует газ, который вращает коленчатый вал.Последний передает импульс на ведомый вал, который уже способен отдавать определенное количество энергии на выходе.

Желание разработать автономный источник для производства электроэнергии позволило построить генератор на базе обычного асинхронного двигателя. Разработка отличается надежностью и относительной простотой.

Типы и описание асинхронного двигателя

Есть два типа двигателей:

  1. Ротор с короткозамкнутым ротором . В его состав входят статор (неподвижный элемент) и ротор (вращающийся элемент), движущиеся за счет работы подшипников, прикрепленных к двум щитам двигателя. Сердечники изготовлены из стали, а также изолированы друг от друга. Изолированный провод размещают по канавкам сердечника статора, а обмотку сердечника устанавливают по пазам ротора или потокам расплавленного алюминия. Специальные кольца-перемычки играют роль замыкающего элемента обмотки ротора. Независимые разработки преобразуют механические движения двигателя и создают электрическую энергию переменного напряжения.Их преимущество в том, что отсутствует коллекторно-щелочной механизм, что делает их более надежными и долговечными.
  2. Фазовый ротор - дорогое устройство, требующее специализированного обслуживания. Состав такой же, как у короткозамкнутого ротора. Единственное исключение - обмотка сердечника ротора и статора выполнена из изолированного провода, а его концы соединены с кольцами, прикрепленными к валу. Через них проходят специальные щетки, которые объединяют провода с регулировочными или пусковыми резисторами. Из-за низкого уровня надежности используется только для тех отраслей производства, для которых он предназначен.

Область применения

Аппарат применяется в различных отраслях:

  1. Как обычный двигатель для ветряных электростанций.
  2. Для вашей отдельной квартиры или дома.
  3. Как малая гидроэлектростанция.
  4. В качестве альтернативы генератору инверторного типа (сварочный).
  5. Для создания системы бесперебойного питания от сети переменного тока.

Достоинства и недостатки генератора

К положительным качествам разработки относятся:

  1. Простая и быстрая сборка с возможностью избежать разборки двигателя и обмотки.
  2. Возможность осуществлять вращение электрического тока с помощью ветряной турбины или гидротурбины.
  3. Применение устройства в системах мотор-генератор для преобразования однофазной сети (220 В) в трехфазную (380 В).
  4. Возможность использования разработки в районах отсутствия электроэнергии, претендующих на продвижение двигателя внутреннего сгорания.

Минусы:

  1. Задача расчета емкости конденсата, который присоединяется к обмоткам.
  2. Трудно достичь отметки максимальной мощности, которая способна к саморазвитию.

Принцип действия

Генератор вырабатывает электрическую энергию при условии, что число оборотов ротора немного превышает синхронную скорость.Самый простой тип производит около 1800 об / мин, учитывая, что уровень его синхронной скорости становится 1500 оборотов.

Принцип его действия основан на преобразовании механической энергии в электрическую. Чтобы заставить ротор вращаться и производить электричество, вы можете использовать сильный крутящий момент. В идеале - постоянный холостой ход, который способен поддерживать такие же обороты.

Все типы двигателей, работающих от энергии непостоянного тока, называются асинхронными. У них есть магнитное поле вращения статора, а не поле ротора, соответственно, направляя его в направлении его движения. Чтобы преобразовать электродвигатель в работающий генератор, необходимо увеличить скорость движения ротора, чтобы он не следовал за магнитным полем статора, а начал двигаться в другом направлении.

Аналогичный результат можно получить, подключив устройство к электросети, с большой емкостью или целой группой конденсаторов. Они заряжают и накапливают энергию магнитных полей. Фаза конденсатора имеет заряд, противоположный источнику тока двигателя, что вызывает замедление ротора, и ток генерируется обмоткой статора.


Схема генератора

Схема очень проста и не требует специальных знаний и навыков. Если приступить к разработке, не подключив его к сети, начнется вращение, и после достижения синхронной частоты обмотка статора будет вырабатывать электрическую энергию.

Прикрепив к ее клеммам специальную батарею из нескольких конденсаторов (C), можно получить ведущий емкостной ток, который будет производить намагничивание.Емкость конденсаторов должна быть выше критического обозначения C 0, которое зависит от размера и характеристик генератора.

В этой ситуации происходит самозапуск, и на обмотке статора устанавливается система с симметричным трехфазным напряжением. Скорость генерируемого тока напрямую зависит от емкости конденсаторов, а также от характеристик машины.


Сделай сам

Чтобы преобразовать электродвигатель в эффективный генератор, необходимо использовать неполярные конденсаторные батареи, поэтому лучше не использовать электролитические конденсаторы.

В трехфазном двигателе можно подключить конденсатор по следующим схемам:

  • «Звезда» - позволяет генерировать при меньшем количестве витков, но с меньшим выходным напряжением;
  • «Треугольник» - входит в работу с большим количеством оборотов, соответственно выдает большее напряжение.

Можно создать собственное устройство из однофазного двигателя, но при условии, что оно будет оснащено короткозамкнутым ротором.Для начала разработки воспользуйтесь фазосдвигающим конденсатором. Однофазный двигатель коллекторного типа для доработки не подходит.


Необходимые инструменты

Создать собственный генератор очень просто; главное иметь все необходимые элементы:

  1. Асинхронный двигатель.
  2. Тахогенератор (прибор для измерения тока) или тахометр.
  3. Емкость для конденсаторов.
  4. Конденсатор.
  5. Инструменты.

Прохождение

  1. Поскольку необходимо будет изменить конфигурацию генератора таким образом, чтобы частота вращения превышала частоту вращения двигателя, сначала необходимо подключить двигатель к электросети и запустить его.Затем с помощью тахометра определите скорость его вращения.
  2. Узнав скорость, необходимо к полученному обозначению прибавить еще 10%. Например, технический показатель двигателя - 1000 об / мин, тогда генератор должен иметь около 1100 об / мин (1000 * 0,1% = 100, 1000 + 100 = 1100 об / мин).
  3. Необходимо подобрать емкость для конденсаторов. Для определения размера воспользуйтесь таблицей данных.

Таблица ёмкостей конденсаторов

Мощность генератора кВ А Холостой ход
Вместимость Mkf Реактивная мощность Квар COS = 1 COS = 0.8
Вместимость Mkf Реактивная мощность Квар Вместимость Mkf Реактивная мощность Квар
2,0 28 1,27 36 1,63 60 2,72
3,5 45 2,04 56 2,54 100 4,53
5,0 60 2,72 75 3,4 138 6,25
7,0 74 3,36 98 4,44 182 8,25
10,0 92 4,18 130 5,9 245 11,1
15,0 120 5,44 172 7,8 342 15,5

Важно! Если мощность большая, генератор начнет нагреваться.

Выберите соответствующие конденсаторы, которые могут обеспечить желаемую скорость вращения. Будьте осторожны при установке.

Важно! Все конденсаторы должны быть изолированы специальным покрытием.

Аппарат готов и может использоваться как источник электроэнергии.

Важно! Устройство с короткозамкнутым ротором создает высокое напряжение, поэтому, если нужен индикатор 220В, следует дополнительно установить понижающий трансформатор.

Магнитогенератор

Магнитный генератор имеет несколько отличий.Например, не нужно устанавливать конденсаторные батареи. Магнитное поле, которое будет генерировать электричество в обмотке статора, создается неодимовыми магнитами.

Характеристики генератора:

  1. Необходимо открутить обе крышки двигателя.
  2. Понадобится для снятия ротора.
  3. Ротор необходимо обработать, удалив верхний слой желаемой толщины. (толщина магнита + 2мм). Самостоятельно выполнить эту процедуру без токарного оборудования крайне сложно, поэтому следует обратиться в токарную службу.
  4. Сделайте шаблон для круглых магнитов на листе бумаги. исходя из параметров диаметра 10-20 мм, толщины около 10 мм и прижимной силы порядка 5-9 кг на см2. Размер следует выбирать в зависимости от габаритов ротора. Затем прикрепите созданный шаблон к ротору и разместите магниты полюсами и под углом 15-20 0 к оси ротора.Примерное количество магнитов в одной полосе - около 8 штук.
  5. У вас должно быть 4 группы полосок по 5 полос в каждой. Расстояние между группами должно составлять 2 диаметра магнита, а между полосами в группе - 0,5–1 диаметра магнита. Благодаря такому расположению ротор не будет прилипать к статору.
  6. Установив все магниты, следует залить ротор специальной эпоксидной смолой. Как только он высохнет, покройте цилиндрический элемент стекловолокном и снова пропитайте его смолой.Такое крепление позволит избежать вылета магнитов в момент движения. Следите за тем, чтобы диаметр ротора был таким же, как и перед канавкой, чтобы при установке он не трулся об обмотку статора.
  7. После сушки ротора его можно установить на место и прикрутить обе крышки двигателя.
  8. Провести испытания. Для запуска генератора потребуется вращать ротор электродрелью, а на выходе измерить ток, полученный с помощью тахометра.


Повторять или нет

Чтобы определить, эффективна ли работа самодельного генератора, необходимо рассчитать, насколько оправданы усилия по трансформации устройства.

Нельзя сказать, что устройство очень простое. Двигатель с асинхронным двигателем по сложности не уступает синхронному генератору. Единственное отличие - отсутствие электрической схемы для возбуждения работы, но она заменена конденсаторной батареей, что не упрощает устройство.

Преимущество конденсаторов в том, что они не требуют дополнительного обслуживания, и они получают энергию от магнитного поля ротора или производимого электрического тока. Из этого можно сказать, что единственный плюс данной разработки - отсутствие необходимости в обслуживании.

Еще одно положительное качество - влияние фактора очистки. Он заключается в отсутствии в генерируемом токе высших гармоник, то есть чем ниже его скорость, тем меньше энергии уходит на нагрев, магнитное поле и другие моменты.У трехфазного электродвигателя этот показатель составляет около 2%, а у синхронных машин - не менее 15%. К сожалению, учесть показатель в быту, когда в сеть включены различные типы электроприборов, нереально.

Прочие показатели и свойства застройки отрицательные. Он не может обеспечить номинальную промышленную частоту создаваемого напряжения. Поэтому устройство используется с выпрямительными машинами, а также для зарядки аккумулятора.

Генератор чувствителен к малейшему падению электричества. В промышленных разработках для возбуждения используется батарея, а в самодельном варианте часть энергии идет на батарею конденсаторов. В случае, когда нагрузка на генератор выше номинальной, у него не хватает электроэнергии для подзарядки, и он останавливается. В некоторых случаях используются емкостные батареи, которые меняют свой динамический объем в зависимости от нагрузки.

  1. Устройство очень опасно, поэтому не рекомендуется использовать напряжение 380 В. Без крайней необходимости.
  2. По технике безопасности необходимо дополнительно установить заземление.
  3. Следуйте режиму термического проявления. Ему не свойственно работать на холостом ходу. Чтобы снизить тепловые эффекты, следует хорошо подбирать емкость конденсатора.
  4. Правильно рассчитать мощность вырабатываемого электрического напряжения. Например, если в трехфазном генераторе работает только одна фаза, то мощность составляет 1/3 от общей, а если работают две фазы, соответственно, 2/3.
  5. Есть возможность косвенно контролировать частоту непостоянного тока. В режиме холостого хода выходное напряжение начинает расти, и превышает промышленное (220 / 380В) на 4-6%.
  6. Лучше всего изолировать развитие.
  7. Следует укомплектовать самодельным изобретением тахометр и вольтметр для фиксации его работы.
  8. Желательно предусмотреть специальные кнопки. для включения и выключения механизма.
  9. Уровень КПД снизится на 30-50% Это явление неизбежно.

Все электрические машины работают в соответствии с законом электромагнитной индукции, а также с законом взаимодействия проводника с током и магнитным полем.

Электрические машины по типу мощности делятся на переменного тока и постоянного тока . Постоянный ток вырабатывается источниками бесперебойного питания. Для машин постоянного тока характерно свойство обратимости.Это означает, что они могут работать как в моторном, так и в генераторном режиме. Это обстоятельство можно объяснить с помощью схожих явлений в работе обеих машин. Более подробно конструктивные особенности двигателя и генератора будут рассмотрены далее.

Двигатель

Двигатель

предназначен для преобразования электрической энергии в механическую . В промышленном производстве двигатели используются в качестве приводов станков и других механизмов, входящих в технологические процессы.Также двигатели используются в бытовой технике, например, в стиральной машине.

Когда проводник находится в магнитном поле в виде замкнутой рамки, силы, приложенные к рамке, заставляют проводник вращаться. В данном случае это будет примерно , самый простой двигатель .

Как было сказано ранее, двигатель постоянного тока работает от источников бесперебойного питания, например, от аккумулятора, блока питания. Двигатель имеет обмотку возбуждения.В зависимости от его подключения различают двигатели с независимым и самовозбуждением, которые, в свою очередь, могут быть последовательными, параллельными и смешанными.

Электродвигатель переменного тока подключен к электрической сети . По принципу действия двигатели делятся на синхронные и асинхронные.

Основным отличием синхронного двигателя является наличие обмотки на вращающемся роторе , а также имеющегося щеточного механизма, который служит для подачи тока на обмотки.Ротор вращается синхронно с вращением магнитного поля статора. Отсюда и такое название у двигателя.

В асинхронном двигателе важным условием является то, что вращение ротора должно быть медленнее, чем вращение магнитного поля . Если это требование не соблюдается, управление электродвижущей силой и возникновение электрического тока в роторе невозможно.

Чаще используются асинхронные двигатели, но у них есть один существенный недостаток - без изменения частоты тока невозможно контролировать скорость вращения вала.Это условие не позволяет добиться вращения с постоянной частотой. Также существенным недостатком является ограничение максимальной скорости вращения ( 3000 об / мин .).

В случаях, когда необходимо добиться постоянной скорости вращения вала, возможности ее регулирования, а также достижения частоты вращения, превышающей максимально возможную для асинхронных двигателей, используются синхронные двигатели.

Генератор

Проводник, движущийся между двумя магнитными полюсами, способствует возникновению электродвижущей силы.Когда проводник закрыт, возникает ток под действием электродвижущей силы. Действие основано на этом явлении. электрогенератор .

Генератор может вырабатывать электрическую энергию из тепловой или химической энергии. Однако наиболее распространены генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую.

Основные компоненты генератора постоянного тока:

  • Якорь, действующий как ротор.
  • Статор, на котором расположена катушка возбуждения.
  • Корпус
  • Магнитные полюса.
  • Коллекторный узел и щетки.

Генераторы постоянного тока используются реже. Основные области их применения: электротранспорт, сварочные инверторы, а также ветряные турбины.

Генератор имеет аналогичную конструкцию с генератором постоянного тока, но отличается конструкцией коллекторного узла и обмоток на роторе.

Как и двигатели, генераторы могут быть синхронными и асинхронными.Разница между этими генераторами заключается в конструкции ротора. Катушки индуктивности синхронного генератора расположены на роторе, а асинхронный генератор для размещения обмотки на валу имеет специальные пазы.

Синхронные генераторы используются, когда необходимо подать ток с высокой пусковой мощностью в течение короткого периода времени, превышающей номинальную. Использование асинхронных генераторов в большей степени предусмотрено в быту, для энергоснабжения бытовой техники, а также для освещения, поскольку электрическая энергия вырабатывается практически без искажений.

В чем разница между генератором и двигателем?

Подводя итоги, важно отметить, что работа двигателей и генераторов основана на общем принципе электромагнитной индукции. Конструкция этих электрических машин аналогична, но есть различие в конфигурации ротора.

Основное различие заключается в функциональном назначении генератора и двигателя: двигатель вырабатывает механическую энергию, потребляя электрическую энергию, а генератор, наоборот, вырабатывает электрическую энергию, потребляя механическую или другой вид энергии.

Уже прочитано: 3,739

Этапы

Имеет два основных этапа:

  • производство роторов
  • создание генератора

Эти работы между собой практически не имеют ничего общего, так как необходимо сделать узлы системы разными по сути и назначению. Для изготовления обоих элементов используются самодельные механизмы и приспособления, которые можно использовать или переделать в нужный узел. Одним из вариантов создания генератора, часто применяемого при изготовлении ветрогенератора, является изготовление асинхронного электродвигателя, наиболее удачно и эффективно решающего проблему.Рассмотрим вопрос подробнее:

Генератор от асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель - лучшая «заготовка» для изготовления генератора. Он обладает лучшими характеристиками по сопротивлению короткому замыканию, менее требователен к пыли и грязи. Кроме того, асинхронные генераторы вырабатывают больше «чистой» энергии, коэффициент очистки (наличие высших гармоник) у этих устройств составляет всего 2% против 15% у синхронных генераторов. Высшие гармоники способствуют нагреву двигателя и сбивают режим вращения, поэтому их малое количество - большой плюс конструкции.

Асинхронные устройства не имеют вращающихся обмоток, что в значительной степени исключает возможность их выхода из строя или повреждения от трения или короткого замыкания.

Также немаловажным фактором является наличие на выходных обмотках напряжения 220 В или 380 В, что позволяет подключать приборы потребления непосредственно к генератору, минуя систему стабилизации тока. То есть, пока есть ветер, приборы будут работать так же, как от сети.

Единственное отличие от работы полного комплекса - прекращение работы сразу после стихания ветра, при этом батареи, входящие в комплект, некоторое время питают потребляющие устройства своей емкостью.

Как переделать ротор

Единственное изменение, которое вносится в конструкцию асинхронного двигателя при его преобразовании в генератор, - это установка постоянных магнитов на ротор. Чтобы получить больший ток, иногда обмотки перематывают более толстым проводом, который имеет меньшее сопротивление и дает лучший результат, но эта процедура не критична, можно обойтись без нее - генератор заработает.

Ротор асинхронного двигателя не имеет обмоток и других элементов, являясь, по сути, обычным маховиком.Обработка ротора производится на токарном станке по металлу, без него не обойтись. Поэтому при создании проекта необходимо сразу решить вопрос технического сопровождения работ, найти друга токаря или организацию, занимающуюся такой работой. Ротор необходимо уменьшить в диаметре на толщину магнитов, которые будут на нем установлены.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Использование ветрогенератора при слабом ветре - ротор Онипко

Магниты можно установить двумя способами:

  • Изготовление и установка стальной втулки, которая надевается на ротор, предварительно уменьшенный в диаметре, после чего к втулке прикрепляются магниты.Этот метод дает возможность увеличить силу магнитов, плотность поля, способствуя более активному формированию ЭДС
  • .
  • уменьшение диаметра только на толщину магнитов плюс необходимый рабочий зазор. Этот метод проще, но потребует установки более сильных магнитов, а лучше всего неодимовых магнитов, которые имеют гораздо большую силу и создают мощное поле.

Магниты установлены по конструктивному принципу ротора, т.е.е. не ось воли, а несколько смещенная по направлению вращения (эти линии хорошо видны на роторе). Магниты расположены чередующимися полюсами и прикреплены к ротору с помощью клея (рекомендуется эпоксидная смола). После того, как он высохнет, можно собрать генератор, которым теперь стал наш двигатель, и приступить к процедурам испытаний.

Испытания вновь созданного генератора

Данная процедура позволяет определить степень КПД генератора, опытным путем определить скорость вращения ротора, необходимую для получения желаемого напряжения.Обычно прибегают к использованию другого двигателя, например, электродрели с регулируемой частотой вращения патрона. Вращая ротор генератора с подключенным к нему вольтметром или лампочкой, проверьте, какие скорости необходимы для минимальных, а какие - максимального предела мощности генератора, чтобы получить данные, на основе которых будет создаваться ветряная турбина.

В целях тестирования можно подключить любое устройство потребления (например, обогреватель или осветительное устройство) и убедиться, что оно работает.Это поможет снять любые вопросы, которые могут возникнуть, и внести изменения, если возникнет необходимость. Например, иногда возникают ситуации с «заклиниванием» ротора, который не запускается при слабом ветре. Это происходит при неравномерном распределении магнитов и устраняется путем разборки генератора, отсоединения магнитов и повторного усиления их в более однородной конфигурации.

По завершении всех работ появляется полностью рабочий генератор, которому теперь нужен источник вращения.

К сожалению, отечественные энергоснабжающие организации не сдерживают свое слово. Их контракты с потребителями бесполезны. Электроснабжение за пределами крупных городов непостоянно, качество подаваемого тока низкое (имеется в виду напряжение), поэтому у жителей малых городов и поселков всегда есть свечи, керосиновые лампы, а самые современные устанавливают бензиновые генераторы тока. В этой статье будет предложен еще один вариант, на который укажет вопрос, как сделать электрогенератор своими руками? Рассмотрим одну из версий этого устройства.

Электрогенератор от мотоблока

Жители дачных поселков давно пользуются мотоблоками. Ведь это сегодня, если можно так выразиться, самый надежный помощник, без которого нет работы в саду или огороде. Правда, как и все инструменты этого типа, ходунки выходят из строя. Восстановить можно, но как показывает практика, лучше купить новый.

Хозяева инструмента не спешат с ними прощаться, поэтому у каждого хозяина загородного дома будет один старый экземпляр в кладовке.Его можно использовать при постройке электрогенератора 220/380 вольт. Он создаст крутящий момент для генератора тока, который можно адаптировать как обычный асинхронный двигатель. При этом потребуется мощный электродвигатель (не менее 15 кВт, с частотой вращения вала 800-1600 об / мин). Почему такая большая мощность электродвигателя?


Самодельный генератор на пару лампочек делать нет смысла, так как решается вопрос полной обеспеченности дачного дома электричеством.А с электродвигателем малой мощности получить достаточно электричества не получится. Хотя все зависит от общей мощности бытовой техники и освещения дома. Ведь в небольших коттеджах кроме холодильника с телевизором больше ничего нет. Поэтому совет - сначала рассчитайте мощность дома, затем выберите электродвигатель-генератор.

Сборка генератора

Итак, чтобы собрать бензиновый генератор напряжением 220 вольт, нужно на одной станине установить мототрактор и электродвигатель так, чтобы их валы были параллельны.Дело в том, что вращение от мотоблока на электродвигатель будет передаваться с помощью двух шкивов. Один будет установлен на валу бензинового двигателя, второй - на валу электрического. При этом необходимо правильно подбирать диаметры шкивов. Именно этими габаритами подбирается частота вращения электродвигателя. Этот показатель должен быть равен номиналу, который указан на бирке оборудования. Приветствуется небольшое отклонение в большую сторону в пределах 10-15%.

Когда механическая часть сборки будет завершена, шкивы, соединенные ремнем, будут установлены, можно переходить к электрической части.


  • Сначала обмотки электродвигателя соединяются по звезде.
  • Во-вторых, конденсаторы, подключенные к каждой обмотке, должны образовывать треугольник.
  • В-третьих, напряжение в такой схеме снимается между концом обмотки и средней точкой. Именно здесь вырабатывается ток 220 вольт, а между обмотками - 380 вольт.

Внимание! Установленные в электрической цепи конденсаторы должны иметь одинаковую емкость. Величина мощности подбирается в зависимости от мощности электродвигателя. Именно это соотношение будет поддерживать правильную работу генератора тока, а особенно его запуск.

Для информации приводим соотношение мощности двигателя к емкости конденсатора:

  • 2 кВт - 60 мкФ.
  • 5 кВт - 140 мкФ.
  • 10 кВт - 250 мкФ.
  • 15 кВт - 350 мкФ.

Обратите внимание на несколько полезных советов, которые дают специалисты.

  • Если будет нагреваться электродвигатель, то необходимо заменить конденсаторы на элементы с уменьшенной емкостью.
  • Обычно для самодельных электрогенераторов используют конденсаторы с напряжением не менее 400 вольт.
  • Обычно для активной нагрузки достаточно одного конденсатора.
  • Если есть необходимость использовать для питания дома все три фазы электродвигателя, то в сети необходимо установить трехфазный трансформатор.

И один момент. Если вы столкнулись с проблемой, как организовать отопление с помощью самодельного электрогенератора, то двигатель из мотоблока здесь будет маленьким (имеется в виду мощность устройства). Оптимальный вариант - двигатель от авто, например, от Оки или Жигулей. Многие могут сказать, что такое оборудование будет стоить больших денег. Ничего подобного. Купить подержанный автомобиль сегодня можно всего за копейки, так что затраты будут мизерными.

Достоинства и недостатки

Итак, в чем преимущества данного устройства:

  • Вы тешите себя мыслью, что сделали это сами.То есть вы гордитесь собой.
  • Финансовые затраты сведены к минимуму. Самодельный агрегат обойдется намного дешевле заводского аналога.
  • Если все этапы сборки провести правильно, то собранное своими руками электрооборудование можно считать надежным и достаточно производительным.

Несколько отрицательных моментов у подобных устройств.

  • Если вы новичок в электрике или попробуете, не вникая во все тонкости и нюансы сборки, сделать генератор тока, то потерпите фиаско.Потраченное вами время и деньги будут выброшены на ветер.

В принципе это единственный недостаток, который радует.

Другие исполнения электрогенераторов

Бензиновый вариант - не единственный. Чтобы вал двигателя вращался по-разному. Например, с помощью ветряка или водяного насоса. Не самые простые конструкции, но они позволяют уйти от потребления энергии в виде бензина.

Например, собрать гидрогенератор своими руками тоже несложно.Если рядом с домом протекает река, ее воду можно использовать как силу для вращения вала. Для этого в его канале устанавливают колесо с множеством баков. С такой конструкцией вы можете создать поток воды, который будет вращать турбину, прикрепленную к валу двигателя. И чем больше объем каждой емкости, чем чаще их устанавливают (количество увеличивается), тем больше мощность потока воды. По сути, это своего рода регулятор напряжения генератора.


С ветряными генераторами дело обстоит немного иначе, потому что ветровые нагрузки не являются постоянными величинами.Вращение ветряка, которое передается на вал электродвигателя, необходимо регулировать, доводя до необходимого значения частоты вращения вала электродвигателя. Поэтому в этой конструкции регулятор напряжения - обычный механический редуктор. Но здесь, как говорится, палка о двух концах. Если ветер уменьшает порывы, нужна повышающая коробка передач, если наоборот, повышающая, нужна понижающая передача. В этом сложность конструкции ветрогенератора.

Вывод по теме

Подводя итог, нужно понимать, что самодельные электрогенераторы - не панацея.Лучше проследить, чтобы в поселок постоянно подавался электрический ток. Этого сложно добиться, но компенсацию за неудобства можно получить в судебном порядке. И отправить уже полученные деньги на покупку заводского бензогенератора. Правда, нужно учитывать расход дорогостоящего топлива (бензина). Но если есть желание собрать электрогенератор своими руками, то углубитесь в тему и попробуйте.


полезная энергия ветра.Ветрогенератор от асинхронного двигателя Ветрогенератор от асинхронного двигателя без переделок

В этом разделе представлены самодельные ветрогенераторы с генераторами на базе переделанных асинхронных двигателей. Ветрогенераторы на основе таких двигателей очень популярны, так как асинхронные двигатели широко распространены и легко модифицируются. Переделка в основном заключается в перемотке статора, правда, не всегда, если двигатель многодиапазонный и малооборотный, то перемотать его нельзя. Также ротор таких двигателей обрабатывается и оснащается постоянными магнитами, в результате двигатель превращается в тихоходный генератор для ветряной мельницы.

>

Деревянный пропеллерный ветрогенератор

Небольшое описание и фотографии самодельного ветрогенератора на основе асинхронного двигателя, который преобразован в магниты из неодима.

>

Колесные ветрогенераторы

В статье содержится небольшое описание с фотографиями ветрогенераторов с генераторами, которые представляют собой мотор-колесо. Существуют разные конструкции по типу крепления колесного двигателя.

>

Ветрогенератор мощностью 1 кВт от асинхронного двигателя

Ветрогенератор от асинхронного двигателя 1500 Вт, 1500 об / мин, четырехполюсный, преобразованный в постоянные магниты, а статор перемотан на 12 полюсов.Схема защиты от сильного ветра классическая со смещением оси генератора от центра. Мельница работает от ночного освещения, которое включается автоматически.

>

Преобразование асинхронного двигателя в генератор для ветряной мельницы

Конструкция собственного генератора для ветряного генератора в принципе проста и может быть легко осуществлена ​​без значительных затрат сил и денег. Для этого достаточно переделать ротор на постоянные магниты.


>

Асинхронный ветрогенератор

Еще один интересный фото-рассказ о переделке асинхронного двигателя в генератор для ветрогенератора. Ротор двигателя обрабатывался под магнитами, которые, как всегда, залиты эпоксидной смолой. Статор не перематывался, поэтому генератор оказался высоковольтным с большим фазным сопротивлением. Сам ветрогенератор выполнен по классической схеме со складывающимся оперением, установленным на девятиметровой мачте.

> Фоторассказ об изготовлении ветрогенератора, его отладке и установке, изготовлении, анемометре.Тестирование и тесты. Этот материал был написан на фотоотчете пользователя под ником Сергей, найденном на одном из форумов. Первый этап, калибровка и установка анемометра, переделка асинхронного двигателя в генератор.
Страница 1 -

Чтобы сделать ветрогенератор своими руками мощностью до 1 кВт, приобретать спецтехнику не нужно. Эту задачу легко решить с помощью асинхронного двигателя. Причем указанной мощности будет вполне достаточно для создания условий для работы индивидуальной бытовой техники и для подключения уличного освещения в саду на даче.

Если вы сделаете ветряк своими руками, то у вас будет бесплатный источник энергии, который вы сможете использовать по своему усмотрению. Сделать ветрогенератор на базе асинхронного двигателя сможет любой домашний мастер.

Из чего состоит генератор?

Генераторная установка, вырабатывающая электроэнергию, включает следующие основные элементы:

Принцип работы

Самодельная ветряная турбина Работа осуществляется по аналогии с ветряными турбинами , которые используются в промышленности.Основная цель - генерировать переменное напряжение, для которого кинетическая энергия преобразуется в электрическую. Ветер приводит в движение ветроколесо роторного типа, в результате чего полученная энергия перетекает от него к генератору. И обычно роль последнего играет асинхронный двигатель.

В результате создания генератора тока последний попадает в аккумулятор, который снабжен модулем и контроллером заряда. Оттуда он направляется в инвертор постоянного напряжения, источником работы которого является электросеть.В результате удается создать переменное напряжение , характеристики которого подходят для бытового использования (220 В 50 Гц).

Контроллер используется для преобразования переменного напряжения в постоянное. Именно с его помощью заряжаются аккумуляторы. В некоторых случаях инверторы способны выполнять функции источника бесперебойного питания. Другими словами, в случае проблем с подачей электричества они могут использовать батареи или генераторы в качестве источника питания для бытовых устройств.

Материалы и инструменты

Для изготовления ветряного генератора у достаточно асинхронного двигателя , который необходимо будет переделать. При этом необходимо запастись рядом материалов:

Характеристики генератора и установка

Генератор имеет следующие характеристики:

Особенности монтажа

Чаще всего монтаж генератора своими руками осуществляется осуществляется с помощью трехлопастного ветроколеса, достигающего в диаметре около 2 м.Решение об увеличении количества лезвий или их длины не улучшает производительность. Независимо от выбранного варианта относительно конфигурации, размеров и формы лопастей в первую очередь следует произвести предварительные расчеты.

При самостоятельной установке нужно обращать внимание на такой параметр, как состояние почвы участка, на котором будут размещаться опоры и растяжки. Мачта устанавливается путем выкапывания ямы глубиной не более 0,5 м, которую необходимо залить бетонным раствором.

Подключение к сети осуществляется в строго определенном порядке : Сначала подключаются батареи, затем сам ветрогенератор.

Вращение ветрогенератора может осуществляться в горизонтальной или вертикальной плоскости. В этом случае обычно выбор останавливается на вертикальной плоскости, которая связана с конструктивным оформлением. Допускается использование в качестве роторов моделей Дарье и Савониуса.

При проектировании установки следует использовать уплотнительные прокладки или колпачок.Благодаря такому раствору влага не повредит генератору.

Необходимо выбрать открытое пространство для установки мачты и опоры. Подходит для мачты высотой 15 м. Наиболее распространены мачты , высота которых не превышает 5-7 м.

Оптимально, если самодельный ветрогенератор будет выполнять роль резервного источника питания.

Эти установки имеют ограничения по использованию, так как их работа возможна только в тех регионах, где скорость ветра достигает примерно 7-8 м / с.

Прежде чем приступить к созданию ветряка своими руками, произведите точные расчеты. В некоторых случаях возникают трудности с обработкой агрегатов асинхронных двигателей;

Ветряк невозможно создать без электрических модулей, а также серии экспериментов.

Как сделать асинхронный генератор своими руками?

Хотя всегда можно приобрести готовый асинхронный генератор , можно пойти другим путем и сэкономить, сделав его самостоятельно.Здесь не будет никаких сложностей. Остается только подготовить необходимые инструменты.

  1. Одной из особенностей генератора является то, что он должен вращаться быстрее, чем двигатель. Этого можно добиться следующим образом. После запуска нужно узнать обороты двигателя. В решении этой проблемы нам поможет тахометр или тахометр.
  2. После определения вышеуказанного параметра к значению следует прибавить 10%. Если, например, его крутящий момент составляет 1200 об / мин, то для генератора он будет 1320 об / мин.
  3. Чтобы сделать электрогенератор на основе асинхронного двигателя, вам потребуется найти подходящий конденсатор для конденсаторов. При этом следует помнить, что все конденсаторы не должны отличаться по фазе отдельно друг от друга.
  4. Рекомендуются контейнеры среднего размера. Если он окажется слишком большим, это приведет к нагреву асинхронного двигателя.
  5. Для сборки следует использовать конденсаторы , которые могут гарантировать желаемую скорость вращения.К их установке нужно отнестись со всей серьезностью. Их рекомендуется защищать с помощью специальных изоляционных материалов.

Это все операции, которые необходимо выполнить при установке генератора на базе двигателя. Далее можно переходить к его установке. Учтите, что при использовании устройства с короткозамкнутым ротором вы получите ток высокого напряжения. По этой причине, чтобы добиться значения 220 В, нужен понижающий трансформатор.

Для обеспечения бесперебойного электроснабжения дома используются генераторы с приводом от дизельных или карбюраторных двигателей внутреннего сгорания.Но из курса электротехники известно, что любой электродвигатель обратим: он также способен вырабатывать электричество. Возможно ли сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками, если он и ДВС уже есть в наличии? Ведь тогда покупать дорогую силовую установку не нужно, а подручными средствами можно.

Конструкция асинхронного двигателя

Асинхронный электродвигатель состоит из двух основных частей: неподвижного статора и вращающегося внутри него ротора.Ротор вращается на подшипниках, установленных в съемных концевых частях. Ротор и статор содержат электрические обмотки, витки которых уложены в пазах.

Обмотка статора подключается к сети переменного тока, однофазной или трехфазной. Металлическая часть статора, на которой он размещается, называется магнитной цепью. Он состоит из отдельных пластин с тонким покрытием, которые изолируют их друг от друга. Это исключает появление вихревых токов, делающих невозможным работу двигателя из-за возникновения чрезмерных потерь на нагрев магнитопровода.

Выводы с обмоток всех трех фаз находятся в специальной коробке на корпусе двигателя. Его называют стержнем, в нем выводы обмоток соединены между собой. В зависимости от напряжения питания и технических данных двигателя выводы совмещаются либо звездой, либо треугольником.

Обмотка ротора любого асинхронного электродвигателя похожа на «беличью клетку», так ее называют. Он выполнен в виде серии токопроводящих алюминиевых стержней, распределенных по внешней поверхности ротора.Концы стержней закрыты, поэтому этот ротор называется беличьей клеткой.

Обмотка, как и статор, расположена внутри магнитопровода, также набранная из изолированных металлических пластин.

Принцип работы асинхронного двигателя

Когда напряжение питания подключено к статору, ток течет через витки обмотки. Он создает внутри магнитное поле. Поскольку ток переменный, поле изменяется в соответствии с формой напряжения питания.Расположение обмоток в пространстве таково, что поле внутри них вращается.

В обмотке ротора вращающееся поле индуцирует ЭДС. А поскольку витки обмотки закорочены, в них появляется ток. Он взаимодействует с полем статора, это приводит к появлению вращения вала двигателя.

Электродвигатель называется асинхронным, потому что поле статора и ротор вращаются с разной скоростью. Эта разница скоростей называется проскальзыванием (S).

n - частота магнитного поля;

nr - частота вращения ротора.

Для регулирования скорости вращения вала в широких пределах асинхронные двигатели выполняют с фазным ротором. Смещенные в пространстве обмотки намотаны на такой ротор, как и на статор. Концы от них подводятся к кольцам, с помощью щеточного аппарата к ним подключаются резисторы. Чем больше сопротивление, подключенное к фазному ротору, тем меньше будет скорость его вращения.

Асинхронный генератор

А что будет, если ротор асинхронного двигателя вращается? Сможет ли он вырабатывать электричество, и как сделать генератор из асинхронного двигателя?

Оказывается, это возможно.Чтобы на обмотке статора появилось напряжение, изначально необходимо создать вращающееся магнитное поле. Возникает из-за остаточной намагниченности ротора электрической машины. Впоследствии при появлении тока нагрузки напряженность магнитного поля ротора достигает необходимого значения и стабилизируется.

Для облегчения процесса появления напряжения на выходе используется конденсаторная батарея, подключенная к статору асинхронного генератора в момент пуска (возбуждение конденсатора).

Но параметр характеристики асинхронного двигателя остается неизменным: величина скольжения. Из-за этого частота выходного напряжения асинхронного генератора будет меньше частоты вращения вала.

Кстати, вал асинхронного генератора нужно вращать с такой скоростью, чтобы достигалась номинальная частота вращения поля статора электродвигателя. Для этого нужно узнать скорость вращения вала по пластине, расположенной на корпусе.Округляя его значение до ближайшего целого числа, скорость вращения ротора преобразуется в электродвигатель-генератор.

Например, для электродвигателя, шильдик которого изображен на фото, частота вращения вала составляет 950 об / мин. Это означает, что скорость вращения вала должна быть 1000 об / мин.

Почему асинхронный генератор хуже синхронного?

Насколько хорош самодельный асинхронный двигатель-генератор? Чем он будет отличаться от синхронного генератора?

Чтобы ответить на эти вопросы, вкратце напомним принцип работы синхронного генератора.Через контактные кольца на обмотку ротора подается постоянный ток, величина которого регулируется. Вращающееся поле ротора создает ЭДС в обмотке статора. Для получения необходимого значения напряжения генерации система автоматического управления возбуждением изменит ток в роторе. Поскольку напряжение на выходе генератора контролируется автоматикой, в результате непрерывного процесса регулирования напряжение всегда остается неизменным и не зависит от величины тока нагрузки.

Для запуска и работы синхронных генераторов используются независимые источники энергии (аккумуляторные батареи). Поэтому начало его работы не зависит ни от появления тока нагрузки на выходе, ни от достижения требуемой скорости вращения. Только частота выходного напряжения зависит от скорости вращения.

Но даже когда ток возбуждения поступает от генератора напряжения, все вышесказанное остается верным.

Синхронный генератор имеет еще одну особенность: он способен генерировать не только активную, но и реактивную мощность.Это очень важно при питании потребляющих электродвигателей, трансформаторов и других агрегатов. Недостаток реактивной мощности в сети приводит к увеличению потерь на греющие проводники, обмотки электрических машин и снижению значения напряжения потребителей по отношению к генерируемому значению.

Для возбуждения асинхронного генератора используется остаточная намагниченность его ротора, которая сама по себе является случайной величиной. Регулирование параметров, влияющих на величину его выходного напряжения во время работы, невозможно.

Кроме того, асинхронный генератор не производит, а потребляет реактивную мощность. Ему необходимо создать в роторе ток возбуждения. Напомним о конденсаторном возбуждении: при подключении конденсаторной батареи при запуске создается реактивная мощность, необходимая генератору для запуска работы.

В результате напряжение на выходе асинхронного генератора нестабильно и изменяется в зависимости от характера нагрузки. При подключении к нему большого количества потребителей реактивной мощности возможно перегрев обмотки статора, что скажется на сроке службы его изоляции.

Следовательно, использование асинхронного генератора ограничено. Может работать в условиях, близких к «тепличным»: отсутствие перегрузок, пусковых токов нагрузки, мощных потребителей реагентов. И при этом потребители электроэнергии, подключенные к нему, не должны критично изменять величину и частоту питающего напряжения.

Идеальное место для использования асинхронного генератора - это системы альтернативной энергетики, работающие от воды или ветра. В этих устройствах генератор не питает напрямую потребителя, а заряжает аккумулятор.От него уже через преобразователь постоянного тока в переменный питается нагрузка.

Поэтому, если вам нужно собрать ветряк или небольшую гидроэлектростанцию, лучший выход - именно асинхронный генератор. Здесь работает его главное и единственное преимущество - простота дизайна. Отсутствие колец на роторе и щеточном аппарате приводит к тому, что в процессе эксплуатации его не нужно постоянно обслуживать: чистить кольца, менять щетки, удалять с них пыль графита.Ведь для того, чтобы сделать ветрогенератор из асинхронного двигателя своими руками, вал генератора необходимо напрямую соединить с лопастями ветряка. Значит - конструкция будет на большой высоте. Снять его оттуда хлопотно.

Магнитный генератор

А зачем создавать магнитное поле с помощью электрического тока? Ведь его источники мощные - неодимовые магниты.

Для преобразования асинхронного двигателя в генератор потребуются цилиндрические неодимовые магниты, которые будут установлены вместо стандартных проводников обмотки ротора.Для начала нужно рассчитать необходимое количество магнитов. Для этого снимают ротор с двигателя, переоборудованного в генератор. На нем хорошо видны места, в которых проложена обмотка «беличьего колеса». Размер (диаметр) магнитов подбирается таким образом, чтобы при установке точно в центре проводников короткозамкнутой обмотки они не соприкасались с магнитами следующего ряда. Между рядами должен быть зазор не меньше диаметра используемого магнита.

Определив диаметр, вычисляют, сколько магнитов умещается по длине проводника обмотки от одного края ротора до другого. Между ними при этом оставляют зазор не менее одного-двух миллиметров. Умножая количество магнитов в ряду на количество рядов (проводников обмотки ротора), получают необходимое количество. Высота магнитов не должна выбираться очень большой.

Чтобы установить магниты на ротор асинхронного двигателя, необходимо будет его модифицировать: удалить металлический слой на токарном станке на глубину, соответствующую высоте магнита.В этом случае ротор необходимо тщательно отцентрировать в машине, чтобы не нарушить его равновесие. В противном случае у него произойдет смещение центра масс, что приведет к биению в работе.

Далее приступаем к установке магнитов на поверхность ротора. Для фиксации используйте клей. У любого магнита есть два полюса, условно называемые северным и южным. В пределах одного ряда полюса, расположенные вдали от ротора, должны быть одинаковыми. Чтобы не ошибиться при установке, магниты сначала соединяются между собой в гирлянду.Они сцепляются строго определенным образом, так как притягиваются друг к другу только противоположными полюсами. Теперь осталось только отметить одноименные столбы маркером.

В каждом последующем ряду полюс, расположенный снаружи, меняется. То есть, если вы разложили ряд магнитов с полюсом, отмеченным маркером, расположенным снаружи от ротора, то следующий будет выложен с магнитами, которые перевернуты. И т. Д.

После приклеивания магнитов их необходимо закрепить эпоксидной смолой.Для этого вокруг получившейся картонной или плотной бумажной конструкции делается шаблон, в который будет заливаться смола. Бумага оборачивается вокруг ротора, обматывается изолентой или изолентой. Одна из торцевых частей покрывается пластилином или тоже заделывается пломбировкой. Затем ротор устанавливается вертикально и в полость между бумагой и металлом заливается эпоксидная смола. После отверждения устройства снимаются.

Теперь снова зажимаем ротор в токарном станке, центрируем и шлифуем поверхность, покрытую эпоксидной смолой.Это необходимо не из эстетических соображений, а для сведения к минимуму эффекта возможного дисбаланса в результате установки дополнительных деталей на ротор.

Шлифовка выполняется сначала крупной наждачной бумагой. Он устанавливается на деревянный брусок, который затем равномерно перемещается по вращающейся поверхности. Затем можно нанести наждачную бумагу с более мелкой зернистостью.

Теперь готовый ротор можно вставить обратно в статор и протестировать полученную конструкцию. Его с успехом могут использовать те, кто хочет сделать, например, ветрогенератор из асинхронного двигателя.Недостаток только один: стоимость неодимовых магнитов очень высока. Поэтому, прежде чем приступить к переделке ротора и тратиться на запчасти, следует посчитать, какой вариант экономически выгоднее: сделать генератор из асинхронного двигателя или приобрести готовый.

Генератор из асинхронного двигателя своими руками в домашних условиях


Как сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками для использования совместно с ДВС или в составе ветроэнергетической установки.Преимущества и недостатки асинхронных генераторов перед синхронными, их конструкция и принципы работы.

Ветрогенератор своими руками из асинхронного двигателя

Я сделал свой пропеллер из еловых досок 1 ″ x4 ″. Я попытался найти три доски без сучков с хорошими вертикальными волокнами и примерно одинаковой плотности (это определялось по весу).

Конечно, можно использовать и другие породы дерева, я только что нашел под рукой только ель. Размер досок подбирался таким образом, чтобы гребной винт был достаточно легким, чтобы быстро заводиться и не сильно нагружать опоры.На нарезку лезвий ушло около 2 часов. Конечно, если бы я потратил больше времени, пропеллер вышел бы лучше, размеры в основном определялись интуитивно (мой рисунок показан на рисунке 1).

Однако, если вы хотите делать все по правилам, в сети есть масса информации по аэродинамике, резьбе по дереву и даже по изготовлению пропеллеров.

Рис. 1. Поперечное сечение лезвия.

После проверки лопастей на одинаковый размер, я соединил их двумя болтами и проверил, хорошо ли сбалансирована полученная конструкция.Когда все три лопасти стали одинаковыми, я покрасил их и прикрепил к ступице, которую я использовал в качестве старой 8-дюймовой шестерни. После этого я смог надвинуть всю конструкцию на ось и попробовать скрутить, определив степень сбалансированности и отпилив слишком тяжелые детали (конечно, потом их пришлось снова красить). Всего на сборку и балансировку винта ушло около 4 часов.

Следует отметить, что три лезвия после балансировки имели разную толщину, местами отличались на 1/8 дюйма.Чтобы этого не произошло, рекомендуется выбирать дерево лучших пород и уделять больше внимания первоначальной распиловке. Для резки я использовал в основном электрорубанок. Также стоит обратить внимание на то, чтобы лопасти не перекручивались, то есть угол их наклона относительно оси всегда постоянный. Для винта такого маленького размера это вполне нормально.

Магниты имеют прямоугольную форму и изогнуты так, что подходят для якорей большинства двигателей с нулевой мощностью.5 или больше. и выше. Выемки настолько глубоки, что край вставленного в них магнита находится на одном уровне с поверхностью якоря. Магниты склеены эпоксидным клеем. Они расположены попарно из двух магнитов с одинаковой полярностью.

Подключенный генератор выдает 12 В примерно при 160 об / мин. При другом способе подключения генератор мог достичь максимальной нагрузки при 80 об / мин, однако это могло значительно ограничить силу тока. Конечно, результирующий ток будет переменным, но для зарядки аккумулятора нам понадобится постоянный, поэтому я использовал ТК на 40 ампер.

Во время сборки мачта опиралась на небольшой штатив из сосны. Для подъема использовался еще один штатив побольше.

Башня поддерживалась четырьмя удлинителями троса диаметром 1/8 ″ от авиационного троса со шнурками для регулировки.

Шасси и хвостовая часть ветряка

Мельницу действительно очень легко сделать. Я начал с кусков стали толщиной 3/8 дюйма, к которым можно было прикрутить генератор. Для этого я приварил трубу, которая подходит к трубе на конце мачты - на ней будет вращаться ветряк.В этой машине нет токоприемников, я просто использовал достаточно кабеля, чтобы она могла сделать несколько оборотов перед остановкой. Линия электропередачи генератора немного длиннее кабеля, поэтому мельница может остановиться, не выдергивая шнур питания. Хвост закреплен железным треугольником в 4 ярдах от центра вращения. Два стальных стержня 0,5 дюйма служат для лучшей фиксации хвоста. Я немного сдвинул хвост и генератор вокруг оси, это было сделано предельно интуитивно в надежде, что порывы ветра не раскрутят его слишком быстро.

Мой самодельный ветрогенератор хорошо заводится только при высоких скоростях ветра. Эту проблему можно решить, сделав гребной винт больше, шире лопастей или даже больше лопастей. Но после запуска генератора лопасти достаточно хорошо крутились даже на очень малой скорости. Ветер в наших краях порывистый, направление часто меняется, поэтому мне сложно связать полученную электроэнергию со скоростью ветра. Лучший результат, который мне удалось измерить, - 25 А при высокой скорости ветра, хотя обычно на моих 12-вольтовых батареях вы можете получить 5-15 А на низкой скорости.

Возможно, имеет смысл построить регулятор с соответствующим транспортным средством или линейный усилитель потока, который лучше справится с потреблением генератора и обеспечит значительно большую силу тока.

Проверка в действии

После 8 недель безупречной работы у меня сломалась самодельная мельница. По радио транслировалось штормовое предупреждение.

Я удостоверился, что кабель все еще не поврежден, и попытался сделать так, чтобы он оставался целым. Через некоторое время я услышал странный звук.Мельница все еще крутилась и даже выдавала 20 А, но было очевидно, что что-то случилось. Оказалось, что одна из лопаток отвалилась.

Я обнаружил обломки лезвия, похоже, изначально треснуло. Учитывая, что два других лезвия остались нетронутыми, сама конструкция была хорошей. Подтверждением этого факта является то, что мельница достаточно длительное время работала двумя лопастями при очень сильном порывистом ветре.

Вместо того, чтобы ремонтировать этот винт, я своими руками сделал новый винт.Он был побольше, для него использовалось более крепкое дерево, к тому же я немного покрутил лезвия. Высота мачты остается прежней. Новый самодельный гребной винт заводился намного легче и работал намного тише.

Помимо прочего, эта неудача доказала, что он выбрал правильную конструкцию башни. Она легко опускается и поднимается при необходимости. Спуск старого винта, изготовление нового и установка его на мачту заняли всего 4 часа. В результате при нормальной скорости ветра такая импровизированная ветряная мельница выдает от 100 до 200 Вт.

Ветрогенератор своими руками (генератор на постоянных магнитах от асинхронного электродвигателя)


Ветрогенератор своими руками (генератор на постоянных магнитах от асинхронного электродвигателя) Пропеллер Пропеллер для этой ветряной мельницы будет трехлопастным.

В качестве генератора для ветряка было решено переделать асинхронный двигатель. Такая переделка очень проста и доступна по цене, поэтому в самодельных конструкциях ветрогенераторов часто можно встретить генераторы на основе асинхронных двигателей.

Переделка заключается в пазу ротора для магнитов, потом магниты обычно приклеиваются к ротору по шаблону и заливаются эпоксидной смолой, чтобы не слетали. Также обычно наматывают статор более толстым проводом, чтобы снизить слишком большое напряжение и увеличить силу тока. Но этот двигатель перематывать не захотел и было решено оставить все как есть, только переделать ротор с магнитами. В качестве донора трехфазный асинхронный двигатель мощностью 1.Найдено 32 кВт. Ниже фото этого электродвигателя.

> Ротор электродвигателя обработан на токарном станке до толщины магнитов. В этом роторе не используется металлическая втулка, которую обычно проворачивают и надевают на ротор под магнитами. Гильза нужна для усиления магнитной индукции, через нее магниты замыкают свои поля, питающиеся из-под днища друг друга и магнитное поле не рассеивается, а все идет к статору. В такой конструкции достаточно сильных магнитов по 7.Используется размер 6 * 6мм в количестве 160 шт., Что без рукава обеспечит хорошую ЭДС.

>

> Сначала перед наклейкой на магнитах ротор разметили на четыре полюса, а магниты поставили со скосом. Двигатель был четырехполюсным и, поскольку статор не наматывался на ротор, также должно быть четыре магнитных полюса. Каждый магнитный полюс чередуется, один полюс условно «северный», второй полюс «южный». Магнитные полюса сделаны с интервалами, поэтому на полюсах магниты сгруппированы плотнее.Магниты после установки на ротор обматывали липкой лентой для фиксации и покрывали эпоксидной смолой.

После сборки чувствовалось заедание ротора; при вращении вала ощущалось заедание. Было решено переделать ротор. Магниты сбили вместе с эпоксидной смолой и переставили, но теперь они более или менее равномерно установлены по всему ротору, ниже фото ротора с магнитами до заливки эпоксидной смолы. После заливки прилипание немного уменьшилось и было замечено, что при вращении генератора на тех же оборотах немного упало напряжение и немного увеличился ток.

>

После сборки было решено скрутить готовый генератор дрелью и что-то подключить к нему в качестве нагрузки. Была подключена лампочка на 220 вольт 60 ватт, при 800-1000 об / мин горела на полном нагреве. Также, чтобы проверить, на что способен генератор, подключили лампу мощностью 1кВт, она сгорела на полную мощность и сильнее сверла крутить генератор не осилила.

>

На холостом ходу при максимальной частоте вращения дрели 2800 об / мин напряжение генератора было более 400 вольт.Примерно на 800 об / мин напряжение 160 вольт. Также пробовали подключить бойлер на 500 ватт, через минуту кручения вода в стакане стала горячей. Это тесты, которые прошел генератор, состоящий из асинхронного двигателя.

>

После этого была приварена стойка с поворотной осью для генератора для крепления генератора и хвостовика. Конструкция выполнена по схеме с ветряной головкой, удаленной от ветра складыванием хвоста, поэтому генератор смещен от центра оси, а шкворень сзади - это шкворень, на который надевается хвост.

>

Вот фото готового ветрогенератора. Ветрогенератор был установлен на девятиметровой мачте. Генератор с ветроэнергетикой генерировал напряжение холостого хода до 80 вольт. Его пытались подключить десять тонн к двум киловаттам, через некоторое время десять нагрелись, а это значит, что у ветрогенератора еще есть какая-то мощность.

>

Потом был собран контроллер для ветрогенератора и через него подключили аккумулятор для зарядки.Зарядка была достаточно хорошей, батарея быстро шуршала, как будто заряжалась от зарядного устройства.

Пока, к сожалению, подробных данных о мощности ветрогенератора нет, так как пользователь разместивший здесь свой ветрогенератор

С появлением разнообразных технических устройств, выпускаемых серийно, люди, которые хотят узнать что-то новое и создать это новое своими руками, сделали такие устройства и механизмы самостоятельно.

Самодельный ветрогенератор не исключение.Для его изготовления используются как подручные инструменты, так и материалы, а также используются комплектующие заводского производства, ранее использовавшиеся в других устройствах.

Принцип действия

Принцип действия ветрогенератора основан на преобразовании энергии ветра в электрическую. Преобразование осуществляется путем передачи кинетической поступательной энергии ветровых потоков (№ 1 на схеме) во вращательное движение (№ 2 на схеме) лопастей ветряной турбины («B» на схеме).В свою очередь, вращательное движение лопастей через механическую передачу (устройство вторичного вала и редуктора) передается на вал электрогенератора («G» на схеме), который генерирует электрический ток (№ 3 на схеме).

Как сделать своими руками

При изготовлении ветрогенератора своими руками могут быть использованы различные материалы и доступные инструменты. Важнейшим условием успешного решения поставленной задачи является желание сделать такой механизм самостоятельно и умение работать с разнообразными инструментами, а также наличие свободного времени.

Вот несколько вариантов изготовления таких устройств из подручных средств:

От автомобильного генератора

Автомобильный генератор по своей структуре включает производство электрической энергии, которая вырабатывается вращением его вала. В этом плане вариант использования такого устройства - наиболее простое решение, при самостоятельном строительстве ветряной установки.

Самой сложной частью такого устройства являются лопасти и их крепление.Для изготовления этой площадки можно использовать лист, нержавеющий, металл, (алюминий, нержавеющая или оцинкованная сталь), который должен иметь возможность прикрепляться к валу генератора и позволять закрепить на нем необходимое количество лопастей.

Лезвия могут быть изготовлены из пластиковых труб диаметром 100,0 - 120,0 мм, для чего их следует обрезать до необходимой длины и разрезать пополам, после чего места пропила следует обработать абразивными материалами и закрепить на заранее подготовленном устанавливать. Собранный узел устанавливается на валу генератора.

Несущая конструкция изготовлена ​​из металлических труб диаметром от 20,0 до 25,0 мм, размер и форма зависят от типа автомобильного генератора. Данный монтажный блок несет максимальную нагрузку, так как именно эта часть созданного ветрогенератора подвержена ветровым потокам и подвержена влиянию собственного веса смонтированных деталей.

На изготовленную опорную конструкцию монтируется генератор с лопастями, а также монтажный стержень, который может быть изготовлен из любого прочного материала: пластика, фанеры, листового металла.

Когда проект готов, к клеммам генератора подключаются провода и вся установка монтируется на заранее подготовленное основание. Высота основания и место его установки необходимо подбирать индивидуально, в зависимости от конкретных условий и региона расположения, что определяется наличием и скоростью воздушных потоков.

Один из вариантов ветряка на автомобильном генераторе представлен на фото ниже:

Из асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель - это электрическое устройство, используемое для преобразования электрической энергии в механическую энергию в виде вращательного движения вала данного устройства.

Асинхронный двигатель по своей конструкции имеет статор, в котором размещены электрические обмотки и ротор, вращающийся внутри статора, а при нормальной работе ротор вращается под действием электрического поля, создаваемого в статоре, когда напряжение применяется к обмоткам, то при использовании аналогичных электрических машин при изготовлении ветрогенератора происходит обратный процесс - при вращении ротора в электрических обмотках статора генерируется электрический ток.Единственным условием этого варианта конструкции является необходимость незначительной переделки используемого асинхронного двигателя.

Величина переделки зависит от типа используемого двигателя, поэтому если это револьверная машина с частотой вращения более 1000, то перемотка обмоток статора необходима, при использовании тихоходных устройств перемотка не требуется. Кроме того, для обеспечения надежной работы созданного ветрогенератора необходимо установить магниты, для этого откачивается ротор машины, размер магнитов устанавливается, магниты приклеиваются к ротору, после чего данный агрегат залит эпоксидной смолой.

Магниты расположены по шаблону для создания однородно направленной ЭДС, генерируемой в устройстве. Полюса магнитов («+» и «-») должны чередоваться, что обеспечит правильную работу устройства.

Вариант расположения магнитов на роторе асинхронного двигателя показан на фото ниже:

По окончании работ по переделке ротора двигатель собирается, изготавливаются лопасти ветроустановки и конструкция их крепления.

Лопасти могут быть изготовлены, как в случае использования автомобильного генератора (пластиковые трубы), или из другого доступного материала: листового металла, пластика, дерева и т. Д.

Несущая конструкция должна быть прочной, т.к. асинхронный двигатель имеет значительный вес. Один из вариантов крепления показан на фото ниже:

Для подключения собранной и смонтированной установки используется схема подключения обмоток «треугольник» ниже:

М - двигатель асинхронный;

С - конденсаторы, обеспечивающие нормальную работу установки;

SA1 - коммутационное устройство для вывода двигателя из строя;

ХР1 - клеммная колодка для подключения двигателя к сети нагрузки.

Неодимовые магниты

Неодимовый магнит - мощное устройство, в состав которого входят редкоземельные металлы - неодим, железо и бор. Этот тип магнита устойчив к размагничиванию и силе притяжения.

Для изготовления ветрогенератора этого типа необходимо приобрести комплект неодимовых магнитов и использовать автомобильную ступицу или другое приспособление (шкив и др.), Которое послужит основой для конструкции.

При изготовлении однофазного генератора количество полюсов должно соответствовать количеству магнитов; при изготовлении 3-х фазного генератора соотношение полюсов и катушек должно составлять 2/3 или 4/3 соответственно.

Магниты приклеены к поверхности ступицы (шкива), при этом их полюса должны чередоваться. Чтобы не ошибиться при изготовлении этого элемента, лучше всего отметить поверхность, на которой установлены магниты, а также обозначить их полярность. Вариант крепления магнитов с помощью шкива показан на фото:

.

Катушки намотаны из медной проволоки, количество которой соответствует количеству установленных магнитов. При намотке используется провод ПЭТВ или аналог, используемый при изготовлении обмоток электрических машин.Количество витков можно рассчитать, но при отсутствии опыта выполнения таких расчетов можно применить и вариант выбора необходимого количества.

Для небольшого генератора с неодимовым магнитом общее количество витков в обмотке статора должно составлять 1000 - 1200 штук, в свою очередь, для определения количества витков в одной катушке это количество нужно разделить на количество изготовленных катушек.

Внутренний диаметр (отверстие) катушки должен соответствовать диаметру магнита или быть несколько больше его.

Изготовлен статор генератора. Для этого можно использовать прочный пластик или фанеру, на поверхности которых осуществляется разметка и крепление изготовленных катушек.

Вариант выполнения этой операции показан на следующей фотографии:

Катушки крепятся с помощью клея, после чего вся поверхность заливается эпоксидной смолой. Толщина полученного статора должна соотноситься с толщиной неодимовых магнитов.Концы катушек перед заливкой выводятся наружу, где в дальнейшем соединяются по схеме «звезда» или «треугольник».

Осуществляется сборка выпускаемых агрегатов в единое изделие. В случае использования автомобильной ступицы конструкция следующая:

К ротору (ступице) генератора крепятся лопатки или приводной вал, при горизонтальной установке статора. Собранные блоки монтируются на подготовленное основание, а нагрузка подключается к выводам катушек.

Самодельный ветрогенератор для дома и дачи

Для резервного электроснабжения загородного дома или коттеджа вертикальный ветрогенератор наиболее подходит, благодаря простоте конструкции, возможности работы при малых ветровых нагрузках и отсутствии необходимости установки высоких мачт, служащих площадкой. для установки ветрогенератора.

Из вышеперечисленных вариантов изготовления подобных устройств своими руками наиболее действенным вариантом является использование неодимовых магнитов. В этом случае выполняется несущая конструкция, в нижней части которой устанавливаются изготовленный генератор и приемное устройство в виде полусфер, как показано на рисунке ниже:

Приводной вал изготовлен из стальных шпилек, которые установлены в подшипниках, установленных на несущей конструкции, которая в свою очередь выполнена из профиля (уголка, трубы и т. Д.).) и листовой металл.

В нижней части штифт прикреплен к оси генератора, а в верхней его части установлена ​​конструкция, на которой установлены лопасти.

Лезвия Caracas (полусфера) могут быть изготовлены из дерева, фанеры или толстого пластика. Для поверхности лопаток используется тонкая фанера, тонкий пластик или легкий металл (оцинкованное железо и др.), Которые закрепляются на раме лопасти, после чего монтируются на конструкцию в верхней части шпилек. .

После завершения сборки собранное изделие устанавливается на заранее подготовленное место и включается в работу.

Ветрогенератор для отопления

Принимая решение об установке системы отопления для загородного дома или коттеджа, необходимо помнить, что, как и в случае электроснабжения таких объектов, ветрогенератор не является надежным источником энергии, а может служить только в качестве в чрезвычайной ситуации или в качестве второго источника, дополняя другие альтернативные методы получения необходимой энергии: солнечные панели, геотермальные установки и т. д.

Независимо от того, на какой источник (основной, дополнительный или резервный) работает ветрогенератор, системе отопления требуется электроэнергия для нагрева нагревательных элементов котла и работы циркуляционных насосов.

В связи с этим, на расчетную мощность смонтированной установки влияет ее мощность, то есть способность производить определенное количество электроэнергии в единицу времени. Из вышеперечисленных вариантов для конструкции системы отопления можно применить конструкцию с использованием неодимовых магнитов и асинхронного двигателя.

Плюсы и минусы DIY

У любого технического устройства есть свои достоинства и недостатки, и ветряки не исключение. Итак, у различных типов ветрогенераторов есть свои плюсы и минусы, которые определяют их технические характеристики, стоимость и условия установки.

Однако, независимо от конструкции таких устройств, если они были изготовлены самостоятельно, они имеют общие преимущества и недостатки, которые можно сформулировать следующим образом:

Преимущества самоделок:

  1. Низкая стоимость.
  2. Возможность изготовления из подручных средств.

Недостатки самоделок:

  1. Нет возможности создавать надежные устройства для обеспечения потребителей электрической энергией достаточной мощности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *