Генератор от колектор AC мотор 220v. Генераторът от ел
Тази задача изисква редица манипулации, които трябва да бъдат придружени от ясно разбиране на принципите и режимите на работа на такова оборудване.
Какво представлява и как работи
Електродвигател от асинхронен тип е машина, в която се извършва преобразуването на електрическата енергия в механична и топлинна енергия. Такъв преход става възможен поради явлението на електромагнитна индукция, което възниква между намотките на статора и ротора. Характеристика на асинхронните двигатели е фактът, че скоростта на тези два ключови елемента е различна.
Конструктивните характеристики на типичен електродвигател могат да се видят на илюстрацията. И статорът, и роторът са коаксиални кръгли обекти, произведени чрез подреждане на достатъчен брой специални стоманени плочи. Статорните плочи имат жлебове от вътрешната страна на пръстена и, когато се комбинират, образуват надлъжни жлебове, в които е навита намотката на медния проводник. За ротора ролята му се играе от алуминиеви пръти, те също се вкарват в жлебовете на сърцевината, но са затворени от двете страни със заключващи пластини.
Когато напрежението се приложи към намотките на статора, възниква електромагнитно поле и започва да се върти върху тях. Поради факта, че скоростта на ротора е очевидно по-ниска, между намотките се индуцира EMF и централният вал започва да се движи. Несинхронността на честотите е свързана не само с теоретичните основи на процеса, но и с действителното триене на опорните лагери на вала, което ще го забави донякъде спрямо полето на статора.
Какво е електрически генератор?
Генераторът е електрическа машина, която преобразува механична и топлинна енергия в електрическа енергия. От тази гледна точка това е устройство, точно противоположно по принцип на действие и режим на работа на асинхронен двигател. Освен това най-често срещаният тип генератори на енергия са индукционните.
Както си спомняме от описаната по-горе теория, това става възможно само с разлика в завоите на магнитните полета на статора и ротора. От това следва едно логично заключение (като се има предвид и принципът на обратимостта, споменат в началото на статията) - теоретично е възможно да се направи генератор от асинхронен, освен това това е задача, която може да бъде решена самостоятелно чрез пренавиване.
Работа на двигателя в генераторен режим
Всеки асинхронен електрически генератор се използва като вид трансформатор, където механичната енергия от въртенето на вала на двигателя се преобразува в променлив ток. Това става възможно, когато скоростта му стане по-висока от синхронната (около 1500 об/мин). Класическата схема за преработка и свързване на двигателя в режим на електрически генератор с генериране на трифазен ток може лесно да се сглоби със собствените си ръце:
За да спестите от сметките си за ток, нашите читатели препоръчват Electricity Saving Box. Месечните плащания ще бъдат с 30-50% по-малко, отколкото преди използването на спестовника. Той премахва реактивния компонент от мрежата, в резултат на което се намалява натоварването и в резултат на това консумацията на ток. Електрическите уреди консумират по-малко електроенергия, намалявайки разходите за нейното плащане.
За да се постигне такава начална скорост, е необходимо да се приложи доста голям въртящ момент (например чрез свързване на двигател с вътрешно горене в газогенератор или работно колело във вятърна мелница). Веднага щом скоростта на въртене достигне синхронната стойност, кондензаторната банка започва да действа, създавайки капацитивен ток. Поради това намотките на статора се самовъзбуждат и се генерира електрически ток (режим на генериране).
Необходимо условие за стабилна работа на такъв електрически генератор с честота на индустриална мрежа от 50 Hz е съответствието на неговите честотни характеристики:
- Скоростта на неговото въртене трябва да надвишава асинхронната (честотата на самия двигател) с процента на приплъзване (от 2 до 10%);
- Стойността на скоростта на генератора трябва да съответства на синхронната скорост.
Как сами да сглобите асинхронен генератор?
С придобитите знания, изобретателност и способност да работите с информация, можете да сглобите / преработите работещ генератор от двигател със собствените си ръце. За да направите това, трябва да изпълните точните стъпки от следната последователност:
- Изчислява се реалната (асинхронна) скорост на двигателя, който се планира да се използва като електрогенератор. Тахограф може да се използва за определяне на оборотите на свързано устройство;
- Определя се синхронната честота на двигателя, която също ще бъде асинхронна за генератора. Това отчита размера на приплъзването (2-10%). Да кажем, че измерванията показаха скорост на въртене от 1450 об/мин. Необходимата честота на работа на генератора ще бъде:
n GEN = (1,02…1,1)n DV = (1,02…1,1) 1450 = 1479…1595 об/мин;
- Избор на кондензатор с необходимия капацитет (използват се стандартни сравнителни таблици с данни).
Можете да сложите край на това, но ако е необходимо еднофазно мрежово напрежение от 220V, тогава режимът на работа на такова устройство ще изисква въвеждането на понижаващ трансформатор в дадената по-рано верига.
Видове генератори, базирани на двигатели
Купуването на готов електрогенератор на пълен работен ден в никакъв случай не е евтино удоволствие и едва ли е достъпно за практическото мнозинство от нашите съграждани. Домашният генератор може да послужи като отлична алтернатива, той може да бъде сглобен с достатъчно познания в областта на електротехниката и ВиК. Сглобеното устройство може да се използва успешно като:
- Електрически генератор със самостоятелно захранване. Потребителят може да получи устройство за генериране на електричество с дълъг период на действие поради самозахранване;
- Вятърен генератор. Като задвижващо устройство, необходимо за стартиране на двигателя, който се върти под въздействието на вятъра, се използва вятърна турбина;
- Генератор на неодимови магнити;
- Трифазен бензинов генератор;
- Еднофазен генератор с ниска мощност на двигатели на електрически уреди и др.
Преобразуването на стандартен двигател в работещо генераторно устройство, направено сам, е вълнуваща и очевидно спестяваща бюджет дейност. По този начин можете да преработите обикновена вятърна мелница, като я свържете към двигател за автономно производство на електроенергия.
В опит да получат автономни източници на електричество, експертите са намерили начин да преобразуват трифазен асинхронен AC двигател в генератор със собствените си ръце. Този метод има редица предимства и някои недостатъци.
Външен вид на асинхронен електродвигател
Разделът показва основните елементи:
- чугунен корпус с радиаторни ребра за ефективно охлаждане;
- тяло на ротор с катерична клетка с линии на изместване на магнитно поле спрямо оста му;
- превключваща контактна група в кутия (бор), за превключване на намотките на статора във вериги звезда или триъгълник и свързване на захранващи проводници;
- плътни снопове от медни проводници на намотката на статора;
- стоманен роторен вал с жлеб за фиксиране на макарата с клиновидна шпонка.
Подробно разглобяване на асинхронен електродвигател с всички подробности е показано на фигурата по-долу.
Подробно разглобяване на асинхронен двигател
Предимства на генераторите, преобразувани от асинхронни двигатели:
- лекота на сглобяване на веригата, способността да не се разглобява електрическият двигател, да не се навиват намотките;
- възможността за въртене на генератора на електрически ток от вятърна или хидротурбина;
- Генераторът на асинхронен двигател се използва широко в системите двигател-генератор за преобразуване на еднофазна мрежа 220V AC в трифазна мрежа с напрежение 380V.
- възможността за използване на генератора, въртейки го на полето от двигатели с вътрешно горене.
Като недостатък може да се отбележи сложността на изчисляване на капацитета на кондензаторите, свързани към намотките; всъщност това се прави експериментално.
Поради това е трудно да се постигне максималната мощност на такъв генератор, има трудности при захранването на електрически инсталации, които имат голям пусков ток, на циркуляри с трифазни AC двигатели, бетонобъркачки и други електрически инсталации.
Принципът на работа на генератора
Работата на такъв генератор се основава на принципа на обратимостта: „всяка електрическа инсталация, която преобразува електрическата енергия в механична, може да обърне процеса“. Използва се принципът на работа на генераторите, въртенето на ротора причинява ЕМП и появата на електрически ток в намотките на статора.
Въз основа на тази теория е очевидно, че асинхронният електродвигател може да бъде превърнат в електрически генератор. За да се извърши съзнателно реконструкцията, е необходимо да се разбере как протича процесът на генериране и какво е необходимо за това. Всички двигатели, задвижвани от променлив ток, се считат за асинхронни. Статорното поле се движи малко по-напред от магнитното поле на ротора, дърпайки го по посока на въртене.
За да се получи обратен процес, генериране, полето на ротора трябва да е пред движението на магнитното поле на статора, в идеалния случай да се върти в обратна посока. Това се постига чрез включване на голям кондензатор в захранващата мрежа; групи от кондензатори се използват за увеличаване на капацитета. Кондензаторната банка се зарежда чрез акумулиране на магнитна енергия (елемент от реактивния компонент на променливия ток). Зарядът на кондензатора е във фаза, противоположна на източника на ток на електродвигателя, така че въртенето на ротора започва да се забавя, намотката на статора генерира ток.
трансформация
Как на практика да конвертирате асинхронен електродвигател в генератор със собствените си ръце?
За да свържете кондензатори, е необходимо да развиете горния капак на бора (кутия), където е разположена контактната група, да се свържат превключващите контакти на намотките на статора и захранващите проводници на асинхронния двигател.
Отворен бор с контактна група
Намотките на статора могат да бъдат свързани във верига "звезда" или "триъгълник".
Схеми за свързване "звезда" и "триъгълник"
Табелката с данни или листът с данни на продукта показва възможните схеми на свързване и параметри на двигателя за различни връзки. Посочено е:
- максимални токове;
- захранващо напрежение;
- консумация на енергия;
- броят на оборотите в минута;
- ефективност и други параметри.
Параметри на двигателя, които са посочени на табелката
В трифазен генератор „направи си сам“ от асинхронен електродвигател кондензаторите са свързани по подобен начин с „триъгълник“ или „звезда“.
Възможността за включване със "Звезда" осигурява стартиране на процеса на генериране на ток при по-ниски скорости, отколкото когато веригата е свързана към "Триъгълник". В този случай напрежението на изхода на генератора ще бъде малко по-ниско. Delta връзката осигурява леко увеличение на изходното напрежение, но изисква по-високи обороти за стартиране на генератора. В еднофазен асинхронен електродвигател е свързан един фазоизместващ кондензатор.
Схема на свързване на кондензатори на генератора в "триъгълника"
Използват се кондензатори от модела KBG-MN или други марки с поне 400 V неполярни, биполярни електролитни модели не са подходящи в този случай.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2016/09/kondensator-1.jpg 650w
Как изглежда безполюсен кондензатор марка KBG-MN
Изчисляване на капацитета на кондензатора за използвания двигател
| Номинална изходна мощност на генератора, в kW | Приблизителен капацитет в, uF |
|---|---|
| 2 | 60 |
| 3,5 | 100 |
| 5 | 138 |
| 7 | 182 |
| 10 | 245 |
| 15 | 342 |
При синхронните генератори възбуждането на процеса на генериране се осъществява върху намотките на котвата от източник на ток. 90% от асинхронните двигатели имат ротори с катерична клетка, без намотка, възбуждането се създава от остатъчния статичен заряд в ротора. Достатъчно е да се създаде EMF в началния етап на въртене, което индуцира ток и презарежда кондензаторите през намотките на статора. По-нататъшното презареждане вече идва от генерирания ток, процесът на генериране ще бъде непрекъснат, докато роторът се върти.
Препоръчително е да инсталирате автоматичното свързване на товара към генератора, контактите и кондензаторите в отделен затворен панел. Поставете свързващите проводници от генератора на бор към екрана в отделен изолиран кабел.
Дори когато генераторът не работи, е необходимо да се избягва докосването на клемите на кондензаторите на контактите на гнездото. Натрупаният от кондензатора заряд остава за дълго време и може да причини токов удар. Заземете корпусите на всички модули, двигател, генератор, контролен панел.
Монтаж на системата мотор-генератор
Когато инсталирате генератор с двигател със собствените си ръце, трябва да се има предвид, че посоченият брой номинални обороти на асинхронния електродвигател, използван на празен ход, е по-голям.
Схема на мотор-генератор на ремъчно задвижване
При двигател от 900 об / мин на празен ход ще бъде 1230 об / мин, за да се получи достатъчно мощност на изхода на генератора, преобразуван от този двигател, е необходимо да има брой обороти с 10% повече от празен ход:
1230 + 10% = 1353 об/мин.
Ремъчното задвижване се изчислява по формулата:
Vg = Vm x Dm\Dg
Vg - необходимата скорост на въртене на генератора 1353 rpm;
Vm - скорост на въртене на двигателя 1200 rpm;
Dm - диаметър на ролката на двигателя 15 cm;
Dg е диаметърът на макарата на генератора.
При наличие на двигател при 1200 rpm, където макарата е Ø 15 cm, остава да се изчисли само Dg - диаметърът на ролката на генератора.
Dg = Vm x Dm / Vg = 1200rpm x 15cm/1353rpm = 13,3 cm.
Генератор на неодимови магнити
Как да направите генератор от асинхронен електродвигател?
Този домашен генератор елиминира използването на кондензаторни единици. Източникът на магнитното поле, което индуцира ЕМП и създава ток в намотката на статора, е изграден върху постоянни неодимови магнити. За да направите това със собствените си ръце, трябва последователно да изпълните следните стъпки:
- Свалете предния и задния капак на асинхронния двигател.
- Извадете ротора от статора.
Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2016/09/rotor-1-600x448.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2016/09/rotor-1-768x573..jpg 1024w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2016/09/rotor-1.jpg 1200w" sizes=" (макс. ширина: 600px) 100vw, 600px">
Как изглежда роторът на асинхронния двигател?
- Роторът е обработен, горният слой се отстранява с 2 мм повече от дебелината на магнитите. У дома не винаги е възможно да направите ротор скучен със собствените си ръце, при липса на оборудване и умения за струговане. Трябва да се свържете със специалистите в стругарските работилници.
- Върху лист обикновена хартия се приготвя шаблон за поставяне на кръгли магнити, Ø 10-20 мм, с дебелина до 10 мм, със сила на привличане 5-9 кг, на кв / см, размерът зависи от размера на ротора . Шаблонът се залепва върху повърхността на ротора, магнитите се поставят на ленти под ъгъл от 15 - 20 градуса спрямо оста на ротора, по 8 броя на лента. Фигурата по-долу показва, че на някои ротори има тъмни светли ивици на изместване на линиите на магнитното поле спрямо оста им.
Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2016/09/rotor-01-600x309.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2016/09/rotor-01.jpg 730w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Монтиране на магнитите на ротора
- Роторът върху магнити е изчислен така, че да се получат четири групи ленти, в група от 5 ленти, разстоянието между групите е 2Ø от магнита. Пролуките в групата са 0,5-1Ø от магнита, това разположение намалява силата на залепване на ротора към статора, той трябва да се завърти с усилията на два пръста;
- Роторът върху магнити, изработен по изчисления шаблон, се запълва с епоксидна смола. След като изсъхне малко, цилиндричната част на ротора се покрива със слой от фибростъкло и отново се импрегнира с епоксидна смола. Това ще предотврати излитането на магнитите, когато роторът се върти. Горният слой върху магнитите не трябва да надвишава оригиналния диаметър на ротора, който е бил преди жлеба. В противен случай роторът няма да си дойде на мястото или ще се трие в намотката на статора по време на въртене.
- След изсъхване роторът може да се смени и капаците да се затворят;
- Необходимо е да тествате електрическия генератор - завъртете ротора с електрическа бормашина, измервайки напрежението на изхода. Броят на оборотите при достигане на желаното напрежение се измерва с тахометър.
- Знаейки необходимия брой обороти на генератора, ремъчното задвижване се изчислява по описания по-горе метод.
Интересно приложение е, когато електрически генератор, базиран на асинхронен електродвигател, се използва във верига електромотор-генератор със самозахранване. Когато част от мощността, генерирана от генератора, се подава към електрическия мотор, който го завърта. Останалата част от енергията се изразходва за полезния товар. Чрез прилагане на принципа на самозахранване е практически възможно да се осигури на къщата автономно захранване за дълго време.
Видео. г генератор от асинхронен двигател.
За широк кръг потребители на електроенергия няма смисъл да купуват мощни дизелови електроцентрали като TEKSAN TJ 303 DW5C с изходна мощност 303 kVA или 242 kW. Бензиновите генератори с ниска мощност са скъпи, най-добрият вариант е да направите вятърни генератори със собствените си ръце или устройство за самозахранване на мотор-генератор.
Използвайки тази информация, можете да сглобите генератор със собствените си ръце, на постоянни магнити или кондензатори. Такова оборудване е много полезно в селски къщи, на полето, като авариен източник на захранване, когато няма напрежение в индустриалните мрежи. Пълноценна къща с климатици, електрически печки и отоплителни котли, те няма да теглят мощен мотор за циркулярен трион. Временно захранване с електричество на основни домакински уреди, осветление, хладилник, телевизор и други, които не изискват големи мощности.
За нуждите на изграждането на частна жилищна сграда или лятна къща, домашният майстор може да се нуждае от автономен източник на електрическа енергия, който може да бъде закупен в магазин или сглобен със собствените си ръце от наличните части.
Домашният генератор може да работи с енергията на бензин, газ или дизелово гориво. За да направите това, той трябва да бъде свързан към двигателя чрез ударопоглъщащ съединител, който осигурява плавно въртене на ротора.
Ако местните условия на околната среда позволяват, например, чести ветрове или е наблизо източник на течаща вода, тогава можете да създадете вятърна или хидравлична турбина и да я свържете към асинхронен трифазен двигател за генериране на електричество.
Благодарение на такова устройство ще имате постоянно работещ алтернативен източник на електричество. Това ще намали консумацията на енергия от обществените мрежи и ще позволи спестявания при заплащането й.
В някои случаи е допустимо да се използва еднофазно напрежение за завъртане на електрически двигател и предаване на въртящ момент към домашен генератор, за да се създаде своя собствена трифазна симетрична мрежа.
Как да изберем асинхронен двигател за генератор по дизайн и характеристики
Технологични характеристики
Основата на домашен генератор е трифазен асинхронен електродвигател с:
- фаза;
- или ротор с катерица.
Статорно устройство
Магнитните вериги на статора и ротора са изработени от изолирани плочи от електрическа стомана, в които са създадени жлебове за настаняване на намотките.
Трите отделни статорни намотки могат да бъдат свързани фабрично, както следва:
- звезди;
- или триъгълник.
Техните изводи са свързани вътре в клемната кутия и свързани с джъмпери. Тук е инсталиран и захранващият кабел.
В някои случаи проводниците и кабелите могат да бъдат свързани по друг начин.
Към всяка фаза на асинхронния двигател се подават симетрични напрежения, изместени на ъгъл с една трета от окръжността. Те образуват токове в намотките.
Тези количества удобно се изразяват във векторна форма.
Конструктивни характеристики на роторите
Двигатели с навит ротор
Те са снабдени с намотка, изработена по модела на статора, като проводниците от всяка са свързани към плъзгащи пръстени, които осигуряват електрически контакт с веригата за пускане и настройка чрез четки за налягане.
Този дизайн е доста труден за производство, скъп на цена. Изисква периодично наблюдение на работата и квалифицирана поддръжка. Поради тези причини няма смисъл да го използвате в този дизайн за домашен генератор.
Въпреки това, ако има подобен двигател и той няма друго приложение, тогава изводите на всяка намотка (тези краища, които са свързани към пръстените) могат да бъдат окъсени един с друг. По този начин фазовият ротор ще се превърне в късо съединение. Може да бъде свързан по всяка схема, разгледана по-долу.
Двигатели с катерица
Алуминият се излива вътре в жлебовете на магнитната верига на ротора. Намотката е направена под формата на въртяща се клетка за катерици (за която е получила такова допълнително име) с джъмперни пръстени, късо съединени в краищата.
Това е най-простата верига на двигателя, която е лишена от движещи се контакти. Поради това той работи дълго време без намесата на електротехници, характеризира се с повишена надеждност. Препоръчително е да го използвате за създаване на домашен генератор.
Обозначения на корпуса на двигателя
За да може домашен генератор да работи надеждно, трябва да обърнете внимание на:
- , което характеризира качеството на защита на тялото от въздействието на външната среда;
- консумация на енергия;
- скорост;
- схема на свързване на намотките;
- допустими токове на натоварване;
- Ефективност и косинус φ.
Принципът на работа на асинхронен двигател като генератор
Изпълнението му се основава на метода на обратимостта на електрическата машина. Ако двигателят е изключен от мрежовото напрежение, роторът е принуден да се върти с изчислената скорост, тогава EMF ще се индуцира в намотката на статора поради наличието на остатъчна енергия на магнитното поле.
Остава само да свържете кондензаторна банка с подходящ рейтинг към намотките и през тях ще тече капацитивен водещ ток, който има характер на намагнетизиращ.
За да може генераторът да се самовъзбужда и върху намотките да се образува симетрична система от трифазни напрежения, е необходимо да се избере капацитетът на кондензаторите, който е по-голям от определена критична стойност. В допълнение към неговата стойност, дизайнът на двигателя естествено влияе на изходната мощност.
За нормалното генериране на трифазна енергия с честота 50 Hz е необходимо да се поддържа скоростта на ротора, превишаваща асинхронния компонент с количеството приплъзване S, което се намира в рамките на S=2÷10%. Трябва да се поддържа на ниво синхронна честота.
Отклонението на синусоидата от стандартната стойност на честотата ще повлияе неблагоприятно на работата на оборудването с електрически двигатели: триони, рендета, различни машини и трансформатори. Това практически няма ефект върху резистивните натоварвания с нагревателни елементи и лампи с нажежаема жичка.
Електрически схеми
На практика се използват всички общи методи за свързване на намотките на статора на асинхронен двигател. Изборът на един от тях създава различни условия за работа на оборудването и генерира напрежение с определени стойности.
Звездни схеми
Популярна опция за свързване на кондензатори
Схемата на свързване на асинхронен двигател със звездно свързани намотки за работа като генератор на трифазен мрежов има стандартна форма.
Схема на асинхронен генератор с свързване на кондензатори към две намотки
Тази опция е доста популярна. Позволява ви да захранвате три групи консуматори от две намотки:
- две напрежения 220 волта;
- един - 380.
Работните и стартовите кондензатори са свързани към веригата чрез отделни ключове.
Въз основа на същата схема можете да създадете домашен генератор с кондензатори, свързани към една намотка на асинхронен двигател.
триъгълна диаграма
При сглобяване на намотките на статора според звездната верига генераторът ще произведе трифазно напрежение от 380 волта. Ако ги превключите на триъгълник, тогава - 220.
Трите схеми, показани по-горе на снимките, са основни, но не и единствени. Въз основа на тях могат да бъдат създадени други методи за свързване.
Как да изчислим характеристиките на генератора по мощност на двигателя и капацитет на кондензатора
За да се създадат нормални условия на работа на електрическа машина, е необходимо да се спазва равенството на нейното номинално напрежение и мощност в режимите на генератора и електродвигателя.
За тази цел капацитетът на кондензаторите се избира, като се вземе предвид генерираната от тях реактивна мощност Q при различни натоварвания. Стойността му се изчислява по израза:
Q=2π∙f∙C∙U 2
От тази формула, знаейки мощността на двигателя, за да осигурите пълно натоварване, можете да изчислите капацитета на кондензаторната банка:
C \u003d Q / 2π ∙ f ∙ U 2
Въпреки това трябва да се вземе предвид режимът на работа на генератора. На празен ход кондензаторите ненужно ще натоварят намотките и ще ги загреят. Това води до големи загуби на енергия, прегряване на конструкцията.
За да се елиминира това явление, кондензаторите се свързват на стъпки, определяйки техния брой в зависимост от приложеното натоварване. За да се опрости изборът на кондензатори за стартиране на асинхронен двигател в режим на генератор, е създадена специална таблица.
| Мощност на генератора (kVA) | Режим на пълно натоварване | Режим на празен ход | ||||
| cos φ=0,8 | cos φ=1 | Q (квар) | C (uF) | |||
| Q (квар) | C (uF) | Q (квар) | C (uF) | |||
| 15 | 15,5 | 342 | 7,8 | 172 | 5,44 | 120 |
| 10 | 11,1 | 245 | 5,9 | 130 | 4,18 | 92 |
| 7 | 8,25 | 182 | 4,44 | 98 | 3,36 | 74 |
| 5 | 6,25 | 138 | 3,4 | 75 | 2,72 | 60 |
| 3,5 | 4,53 | 100 | 2,54 | 56 | 2,04 | 45 |
| 2 | 2,72 | 60 | 1,63 | 36 | 1,27 | 28 |
Стартовите кондензатори от серията K78-17 и други подобни с работно напрежение от 400 волта или повече са много подходящи за използване като част от капацитивна батерия. Напълно приемливо е да ги замените с метално-хартиени аналози със съответните номинали. Те ще трябва да бъдат свързани паралелно.
Не си струва да използвате модели на електролитни кондензатори за работа във веригите на асинхронен домашен генератор. Те са предназначени за DC вериги и при преминаване на синусоида, която променя посоката, те бързо се отказват.
Има специална схема за свързването им за такива цели, когато всяка полувълна се насочва от диоди към нейния монтаж. Но е доста сложно.
Дизайн
Автономното устройство на електроцентралата трябва напълно да осигурява работното оборудване и да се осъществява от един модул, включително шарнирно електрическо табло с устройства:
- измервания - с волтметър до 500 волта и честотомер;
- превключващи товари - три ключа (един общ захранва напрежението от генератора към веригата на консуматора, а другите два свързват кондензатори);
- защита - елиминиране на последствията от късо съединение или претоварване и), спестяване на работниците от разпадане на изолацията и навлизане на фазов потенциал в кутията.
Резервиране на основно захранване
При създаването на домашен генератор е необходимо да се осигури неговата съвместимост със заземяващата верига на работното оборудване, а за автономна работа той трябва да бъде надеждно свързан.
Ако електроцентралата е създадена за резервно захранване на устройства, работещи от държавната мрежа, тогава тя трябва да се използва, когато напрежението е изключено от линията, а когато се възстанови, трябва да бъде спряно. За тази цел е достатъчно да инсталирате превключвател, който управлява всички фази едновременно или да свържете сложна автоматична система за включване на резервно захранване.
Избор на напрежение
Веригата от 380 волта има повишен риск от нараняване на хора. Използва се в екстремни случаи, когато не е възможно да се мине с фазова стойност от 220.
Претоварване на генератора
Такива режими създават прекомерно нагряване на намотките с последващо разрушаване на изолацията. Те възникват, когато токовете, преминаващи през намотките, са превишени поради:
- неправилен избор на капацитет на кондензатора;
- свързване на консуматори с висока мощност.
В първия случай е необходимо внимателно да се следи топлинният режим по време на празен ход. При прекомерно нагряване е необходимо да се регулира капацитетът на кондензаторите.
Характеристики на свързване на консуматори
Общата мощност на трифазен генератор се състои от три части, генерирани във всяка фаза, което е 1/3 от общата. Токът, преминаващ през една намотка, не трябва да надвишава номиналната стойност. Това трябва да се има предвид при свързване на консуматори, разпределете ги равномерно по фазите.
Когато домашен генератор е проектиран да работи на две фази, той не може безопасно да генерира електричество повече от 2/3 от общата стойност, а ако е включена само една фаза, тогава само 1/3.
Контрол на честотата
Честотомерът ви позволява да наблюдавате този индикатор. Когато не е инсталиран в дизайна на домашен генератор, можете да използвате индиректния метод: на празен ход изходното напрежение надвишава номиналното 380/220 с 4 ÷ 6% при честота 50 Hz.
Една от възможностите за изработка на домашен генератор от асинхронен двигател и неговите възможности са показани във видеото им от собствениците на канала Мария с Александър Костенко.
продукти
(13 гласа, средно: 4,5 от 5)
За основа беше взет индустриален асинхронен двигател с променлив ток с мощност 1,5 kW и скорост на вала 960 rpm. Сам по себе си такъв двигател първоначално не може да работи като генератор. Той се нуждае от усъвършенстване, а именно от подмяна или усъвършенстване на ротора.
Идентификационна табелка на двигателя:
Двигателят е добър, защото има уплътнения навсякъде където трябва, особено за лагери. Това значително увеличава интервала между периодичната поддръжка, тъй като прахът и мръсотията не могат просто да стигнат навсякъде и не могат да проникнат.
Ламите на този електродвигател могат да се поставят от двете страни, което е много удобно.
Промяна на асинхронен двигател в генератор
Свалете капаците, свалете ротора.Намотките на статора остават естествени, двигателят не се пренавива, всичко остава както е, без промени.
Роторът беше финализиран по поръчка. Решено е да се направи не изцяло метален, а сглобяем.
Тоест, родният ротор се смила до определен размер.
Стоманена чаша се обработва и притиска към ротора. Дебелината на сканирането в моя случай е 5 мм.
Маркирането на места за залепване на магнити беше една от най-трудните операции. В резултат на това, чрез опит и грешка, беше решено да отпечатате шаблона на хартия, да изрежете кръгове в него за неодимови магнити - те са кръгли. И залепете магнитите според шаблона на ротора.
Основният проблем възникна в изрязването на множество кръгове от хартия.
Всички размери се избират чисто индивидуално за всеки двигател. Невъзможно е да се дадат някакви общи размери за поставяне на магнити.
Неодимовите магнити са залепени със супер лепило.
Направена е мрежа от найлонова нишка за подсилване.
След това всичко се увива с лепяща лента, отдолу се прави херметичен кофраж, запечатан с пластилин, а отгоре се прави фуния за пълнене от същата лепяща лента. Всичко е напълнено с епоксидна смола.
Смолата бавно тече отгоре надолу.
След като епоксидната смола се втвърди, отстранете лентата.
Сега всичко е готово за сглобяване на генератора.
Задвижваме ротора в статора. Това трябва да се направи много внимателно, тъй като неодимовите магнити имат огромна сила и роторът буквално лети в статора.
Събираме, затваряме капаците.
Магнитите не залепват. Почти няма залепване, върти се относително лесно.
Проверка на работата. Завъртаме генератора от бормашина, със скорост на въртене 1300 rpm.
Двигателят е свързан със звезда, генераторите от този тип не могат да бъдат свързани с триъгълник, те няма да работят.
Напрежението се отстранява за тестване между фазите.
Генераторът с асинхронен двигател работи отлично.Вижте видеото за повече подробности.
Авторски канал -
За осигуряване на непрекъснато захранване у дома се използват алтернатори, задвижвани от дизелови или карбураторни двигатели с вътрешно горене. Но от курса на електротехниката е известно, че всеки електродвигател е обратим: той също така е способен да генерира електричество. Възможно ли е да направите генератор от асинхронен двигател със собствените си ръце, ако той и двигател с вътрешно горене вече съществуват? В крайна сметка, тогава няма да е необходимо да купувате скъпа електроцентрала, но ще бъде възможно да се справите с импровизирани средства.
Изграждане на асинхронен електродвигател
Асинхронният електродвигател включва две основни части: фиксиран статор и ротор, въртящ се вътре в него. Роторът се върти върху лагери, фиксирани в подвижни крайни части. Роторът и статорът съдържат електрически намотки, чиито завои са положени в канали.
Намотката на статора е свързана към мрежа с променлив ток, еднофазна или трифазна. Металната част на статора, където е положен, се нарича магнитна верига. Изработен е от отделни тънки плочи с покритие, които ги изолират една от друга. Това елиминира появата на вихрови токове, които правят работата на електродвигателя невъзможна поради възникването на прекомерни загуби за нагряване на магнитната верига.
Изводите от намотките и на трите фази са разположени в специална кутия на корпуса на двигателя. Нарича се барно, в него изводите на намотките са свързани един с друг. В зависимост от захранващото напрежение и техническите данни на двигателя, изходите се комбинират в звезда или триъгълник.
Намотката на ротора на всеки асинхронен електродвигател е подобна на "клетка за катерици", както се нарича. Изработен е под формата на серия от проводими алуминиеви пръти, разпръснати по външната повърхност на ротора. Краищата на прътите са затворени, така че такъв ротор се нарича клетка с катерици.
Намотката, подобно на намотката на статора, е разположена вътре в магнитната верига, също изработена от изолирани метални пластини.
Принципът на работа на асинхронен електродвигател
Когато захранващото напрежение е свързано към статора, токът протича през завоите на намотката. Създава магнитно поле вътре. Тъй като токът е променлив, полето се променя в съответствие с формата на захранващото напрежение. Разположението на намотките в пространството е направено по такъв начин, че полето вътре в него се оказва въртящо се.
В намотката на ротора въртящото се поле индуцира ЕМП. И тъй като завоите на намотката са на късо съединение, тогава в тях се появява ток. Той взаимодейства с полето на статора, което води до появата на въртене на вала на двигателя.
Електродвигателят се нарича асинхронен, тъй като полето на статора и ротора се въртят с различни скорости. Тази разлика в скоростта се нарича приплъзване (S). 
където:
n е честотата на магнитното поле;
nr е скоростта на ротора.
За регулиране на скоростта на вала в широк диапазон, асинхронните електродвигатели са направени с фазов ротор. Намотки, изместени в пространството, се навиват на такъв ротор, както и на статора. Краищата от тях се извеждат към пръстените, с помощта на апарат за четка, към тях се свързват резистори. Колкото по-голямо е съпротивлението за свързване към фазовия ротор, толкова по-ниска ще бъде скоростта на неговото въртене.
Асинхронен генератор
И какво ще се случи, ако роторът на асинхронен електродвигател се върти? Ще може ли да генерира електричество и как да се направи генератор от асинхронен двигател?
Оказва се, че това е възможно. За да се появи напрежение върху намотката на статора, първоначално е необходимо да се създаде въртящо се магнитно поле. Появява се поради остатъчното намагнитване на ротора на електрическата машина. В бъдеще, когато се появи ток на натоварване, силата на магнитното поле на ротора достига необходимата стойност и се стабилизира.
За улесняване на процеса на поява на напрежение на изхода се използва кондензаторна банка, която е свързана към статора на асинхронния генератор в момента на стартиране (кондензаторно възбуждане).
Но параметърът, присъщ на асинхронния електродвигател, остава непроменен: количеството приплъзване. Поради това честотата на изходното напрежение на асинхронния генератор ще бъде по-ниска от скоростта на вала.
Между другото, валът на асинхронния генератор трябва да се върти с такава скорост, че да се достигне номиналната скорост на въртене на статорното поле на електродвигателя. За да направите това, трябва да разберете скоростта на въртене на вала от плочата, разположена върху корпуса. Чрез закръгляне на стойността му до най-близкото цяло число се получава скоростта на въртене на ротора на електродвигателя, превърнат в генератор. 
Например, за електрически двигател, чиято плоча е показана на снимката, скоростта на въртене на вала е 950 rpm. Това означава, че скоростта на въртене на вала трябва да бъде 1000 rpm.
Защо асинхронният генератор е по-лош от синхронния?
Колко добър ще бъде домашен генератор от асинхронен двигател? Как ще се различава от синхронния генератор?
За да отговорим на тези въпроси, припомняме накратко принципа на работа на синхронен генератор. Постоянен ток се подава към намотката на ротора чрез плъзгащи пръстени, чиято стойност е регулируема. Въртящото се поле на ротора създава ЕМП в намотката на статора. За да се получи необходимото генериращо напрежение, системата за автоматично управление на възбуждането ще промени тока в ротора. Тъй като напрежението на изхода на генератора се следи от автоматизация, в резултат на непрекъснат процес на регулиране, напрежението винаги остава непроменено и не зависи от големината на тока на натоварване.
За стартиране и работа на синхронни генератори се използват независими източници на енергия (батерии). Следователно началото на неговата работа не зависи нито от появата на тока на натоварване на изхода, нито от постигането на необходимата скорост на въртене. Само честотата на изходното напрежение зависи от скоростта на въртене.
Но дори и при получаване на тока на възбуждане от напрежението на генератора, всичко по-горе остава вярно.
Синхронният генератор има още една характеристика: той е в състояние да генерира не само активна, но и реактивна мощност. Това е много важно при захранване на електродвигатели, трансформатори и други агрегати, които го консумират. Липсата на реактивна мощност в мрежата води до увеличаване на топлинните загуби на проводници, намотки на електрически машини, намаляване на напрежението при консуматорите спрямо генерираната стойност.
За възбуждане на асинхронния генератор се използва остатъчното намагнитване на ротора му, което само по себе си е произволна стойност. Не е възможно да се регулират параметрите, които влияят на стойността на изходното му напрежение по време на работа.
Освен това асинхронният генератор не генерира, а консумира реактивна мощност. За него е необходимо да създаде ток на възбуждане в ротора. Помислете за възбуждането на кондензатора: чрез свързване на група кондензатори при стартиране се създава реактивната мощност, необходима на генератора, за да започне работа.
В резултат на това напрежението на изхода на асинхронния генератор не е стабилно и варира в зависимост от естеството на натоварването. Когато към него са свързани голям брой консуматори на реактивна мощност, намотката на статора може да прегрее, което ще повлияе на живота на неговата изолация.
Следователно използването на асинхронен генератор е ограничено. Може да работи в условия, близки до "парниковите": без претоварвания, пускови токове на натоварване, мощни консуматори на реагенти. И в същото време свързаните към него захранващи приемници не трябва да са критични за промените в големината и честотата на захранващото напрежение.
Идеалното място за използване на асинхронен генератор е в алтернативни енергийни системи, захранвани от вода или вятърна енергия. В тези устройства генераторът не захранва директно консуматора, а зарежда батерията. От него вече чрез DC-AC преобразувател се захранва товарът.
Ето защо, ако трябва да сглобите вятърна мелница или малка водноелектрическа централа, асинхронният генератор е най-добрият изход. Тук работи основното и единствено предимство - простотата на дизайна. Отсъствието на пръстени на ротора и четковия апарат води до факта, че по време на работа не е необходимо да се поддържа постоянно: почистване на пръстените, смяна на четките, отстраняване на графитния прах от тях. Всъщност, за да направите вятърен генератор от асинхронен двигател със собствените си ръце, валът на генератора трябва да бъде директно свързан към лопатките на вятърната мелница. Това означава, че конструкцията ще бъде на голяма надморска височина. Трудно е да я измъкнеш оттам.
Магнитен генератор
Защо е необходимо да се създаде магнитно поле с електрически ток? В крайна сметка има мощни източници за него - неодимови магнити.
За преобразуване на асинхронен двигател в генератор ще са необходими цилиндрични неодимови магнити, които ще бъдат инсталирани на мястото на стандартните проводници на намотката на ротора. Първо трябва да изчислите необходимия брой магнити. За да направите това, извадете ротора от двигателя, който се превръща в генератор. На нея ясно се виждат местата, където е положена намотката на "колелото на катерица". Размерите (диаметърът) на магнитите са избрани така, че когато са монтирани стриктно в центъра на проводниците на късо съединената намотка, те да не влизат в контакт с магнитите от следващия ред. Между редовете трябва да има празнина не по-малка от диаметъра на използвания магнит.
След като са решили диаметъра, те изчисляват колко магнита ще се поберат по дължината на проводника на намотката от единия ръб на ротора до другия. В същото време между тях се оставя празнина от най-малко един до два милиметра. Чрез умножаване на броя на магнитите в ред по броя на редовете (проводниците на намотка на ротора), се получава необходимия брой. Височината на магнитите не трябва да се избира много висока.
За да инсталирате магнити върху ротора на асинхронен електродвигател, той ще трябва да бъде модифициран: отстранете слой метал върху струг до дълбочина, съответстваща на височината на магнита. В този случай роторът трябва да бъде внимателно центриран в машината, за да не наруши баланса му. В противен случай той ще има изместване на центъра на масата, което ще доведе до побой в работата.
След това продължете да инсталирате магнитите върху повърхността на ротора. За фиксиране се използва лепило. Всеки магнит има два полюса, условно наречени северен и южен. В рамките на един ред полюсите, разположени далеч от ротора, трябва да са еднакви. За да не се допусне грешка при монтажа, магнитите първо се свързват заедно в гирлянд. Те ще се зацепят по строго определен начин, тъй като се привличат един към друг само от противоположни полюси. Сега остава само да маркирате едноименните стълбове с маркер.
Във всеки следващ ред се сменя стълбът, разположен отвън. Тоест, ако сте изложили ред магнити с полюс, маркиран с маркер, разположен извън ротора, тогава следващият е разположен с магнити, обърнати обратно. И т.н.
След залепването на магнитите те трябва да бъдат фиксирани с епоксидна смола.За да направите това, около получената структура от картон или плътна хартия се прави шаблон, в който се излива смолата. Хартията се увива около ротора, обвива се с тиксо или електрическа лента. Една от крайните части е покрита с пластилин или също запечатана. След това роторът се монтира вертикално и епоксидната смола се излива в кухината между хартията и метала. След като се втвърди, приспособленията се отстраняват.
Сега отново захващаме ротора в струга, центрираме го и шлайфаме повърхността, напълнена с епоксидна смола. Това не е необходимо от естетически причини, а за да се сведе до минимум въздействието на възможен дисбаланс поради допълнителни части, инсталирани на ротора.
Шлайфането се извършва първо с едрозърнеста шкурка. Монтира се върху дървен блок, който след това се движи равномерно по въртяща се повърхност. След това можете да нанесете шкурка с по-фини зърна.
Сега готовият ротор може да бъде поставен обратно в статора и полученият дизайн може да бъде тестван. Може да се използва успешно от тези, които искат да направят например вятърен генератор от асинхронен двигател. Има само един недостатък: цената на неодимовите магнити е много висока. Ето защо, преди да започнете да преработвате ротора и да харчите пари за резервни части, трябва да изчислите кой вариант е по-рентабилен: да направите генератор от асинхронен двигател или да закупите готов.