Асинхронен генератор с фазов ротор. Асинхронен генератор - основни елементи, принцип на действие и изчисляване на основните параметри

Статията описва как да се изгради трифазен (еднофазен) 220/380 V генератор на базата на асинхронен AC двигател.

Трифазен асинхронен електродвигател, изобретен в края на 19 век от руския електроинженер М.О. Доливо-Доброволски, сега е получил преобладаващо разпространение в промишлеността и в селското стопанство, както и в ежедневието. Асинхронните електродвигатели са най-простите и надеждни в експлоатация. Следователно във всички случаи, когато това е допустимо при условията на електрическото задвижване и няма нужда от компенсация на реактивната мощност, трябва да се използват асинхронни променливотокови двигатели.

Съществуват два основни типа асинхронни двигатели: с короткозатворен ротор и с фазов ротор. Асинхронният електродвигател с катерица се състои от неподвижна част - статор и подвижна част - ротор, въртящ се в лагери, монтирани в два щита на двигателя. Ядрата на статора и ротора са направени от отделни листове електротехническа стомана, изолирани един от друг. В жлебовете на сърцевината на статора е положена намотка от изолиран проводник. В жлебовете на сърцевината на ротора се поставя намотка на прът или се излива разтопен алуминий. Джъмперните пръстени свързват накъсо намотката на ротора в краищата (оттук и името, късо съединение). За разлика от ротора с катерица, в жлебовете на фазовия ротор се поставя намотка, направена според вида на намотката на статора. Краищата на намотката се отвеждат към контактни пръстени, монтирани на вала. Четките се плъзгат по протежение на пръстените, свързвайки намотката със стартов или регулиращ реостат. Асинхронните електродвигатели с фазов ротор са по-скъпи устройства, изискват квалифицирана поддръжка, са по-малко надеждни и следователно се използват само в онези отрасли, в които не могат да бъдат изоставени. Поради тази причина те не са много разпространени и няма да ги разглеждаме по-нататък.

През намотката на статора, който е включен в трифазна верига, протича ток, създавайки въртящо се магнитно поле. Линиите на магнитното поле на полето на въртящия се статор пресичат прътите на роторната намотка и индуцират в тях електродвижеща сила (ЕМС). Под действието на тази ЕМП в накъсо съединените роторни пръти протича ток. Около прътите възникват магнитни потоци, създаващи общо магнитно поле на ротора, което, взаимодействайки с въртящото се магнитно поле на статора, създава сила, която кара ротора да се върти в посоката на въртене на магнитното поле на статора. Скоростта на въртене на ротора е малко по-малка от скоростта на въртене на магнитното поле, създадено от намотката на статора. Този показател се характеризира с приплъзване S и е за повечето двигатели в диапазона от 2 до 10%.

В индустриалните инсталации най-често се използват трифазни асинхронни електродвигатели, които се произвеждат под формата на унифицирани серии. Те включват единична серия 4A с номинална мощност от 0,06 до 400 kW, чиито машини се отличават с висока надеждност, добра производителност и отговарят на нивото на световните стандарти.

Автономните асинхронни генератори са трифазни машини, които преобразуват механичната енергия на първичния двигател в променливотокова електрическа енергия. Тяхното несъмнено предимство пред другите видове генератори е липсата на колекторно-четков механизъм и в резултат на това по-голяма издръжливост и надеждност. Ако асинхронен двигател, изключен от мрежата, се върти от който и да е първичен двигател, тогава, в съответствие с принципа на обратимостта на електрическите машини, когато се достигне синхронната скорост, на клемите на намотката на статора под влияние на остатъчното магнитно поле. Ако сега батерия от кондензатори C е свързана към клемите на намотката на статора, тогава в намотките на статора ще тече водещ капацитивен ток, който в този случай е магнетизиращ. Капацитетът на батерията C трябва да надвишава определена критична стойност C0, която зависи от параметрите на автономния асинхронен генератор: само в този случай генераторът се самовъзбужда и върху намотките на статора е инсталирана трифазна симетрична система на напрежение. Стойността на напрежението зависи в крайна сметка от характеристиките на машината и капацитета на кондензаторите. Така един асинхронен двигател с катерица може да се превърне в асинхронен генератор.

Фиг.1 Стандартна схема за включване на асинхронен електродвигател като генератор.

Можете да изберете капацитета така, че номиналното напрежение и мощност на асинхронния генератор да са равни съответно на напрежението и мощността, когато работи като електродвигател.

Таблица 1 показва капацитетите на кондензаторите за възбуждане на асинхронни генератори (U=380 V, 750….1500 rpm). Тук реактивната мощност Q се определя по формулата:

Q = 0,314 U2 C 10 -6,

където C е капацитетът на кондензаторите, uF.

Както може да се види от горните данни, индуктивното натоварване на асинхронния генератор, което намалява фактора на мощността, причинява рязко увеличаване на необходимия капацитет.

За да се поддържа постоянно напрежение с нарастващо натоварване, е необходимо да се увеличи капацитетът на кондензаторите, тоест да се свържат допълнителни кондензатори.

Това обстоятелство трябва да се счита за недостатък на асинхронния генератор.

Честотата на въртене на асинхронния генератор в нормален режим трябва да надвишава асинхронната с размер на приплъзване S = 2 ... 10% и да съответства на синхронната честота.

Неспазването на това условие ще доведе до факта, че честотата на генерираното напрежение може да се различава от индустриалната честота от 50 Hz, което ще доведе до нестабилна работа на зависими от честотата потребители на електроенергия: електрически помпи, перални машини, устройства с трансформаторен вход.

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

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

битови заваръчни трансформатори;

Електрически триони, електрически фуги, зърнотрошачки (мощност 0,3 ... 3 kW);

· Електрически пещи като "Росиянка", "Мечта" с мощност до 2 kW;

електрически ютии (мощност 850 ... 1000 W).

Особено искам да се спра на работата на битовите заваръчни трансформатори.

Свързването им с автономен източник на електроенергия е най-желателно, т.к. когато работят от промишлена мрежа, те създават редица неудобства за други потребители на електроенергия. Ако домакински заваръчен трансформатор е проектиран да работи с електроди с диаметър 2 ... 3 mm, тогава общата му мощност е приблизително 4 ... 6 kW, мощността на асинхронния генератор за захранване трябва да бъде в рамките на 5 .. 7 kW.

Ако битовият заваръчен трансформатор позволява работа с електроди с диаметър 4 mm, тогава в най-трудния режим - "рязане" на метал, общата консумирана от него мощност може да достигне 10 ... 12 kW, съответно мощността на асинхронния генератор трябва да бъде в рамките на 11 ... 13 kW.

Като трифазна кондензаторна батерия е добре да се използват така наречените компенсатори на реактивна мощност, предназначени да подобрят cos φ в мрежите за индустриално осветление. Типовото им обозначение: KM1-0.22-4.5-3U3 или KM2-0.22-9-3U3, което се дешифрира по следния начин. KM - косинусови кондензатори, импрегнирани с минерално масло, първата цифра е размерът (1 или 2), след това напрежението (0,22 kV), мощността (4,5 или 9 kvar), след това числото 3 или 2 означава трифазен или единичен -фазова версия, U3 (умерен климат от трета категория).

В случай на самостоятелно производство на батерията, трябва да използвате кондензатори като MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 и др. за работно напрежение най-малко 600 V. Електролитни кондензатори не могат да се използват.

Горният вариант за свързване на трифазен електродвигател като генератор може да се счита за класически, но не и единственият. Има и други начини, които работят също толкова добре на практика. Например, когато кондензаторна батерия е свързана към една или две намотки на електрически двигател-генератор.

Фиг.2 Двуфазен режим на асинхронен генератор.

Такава схема трябва да се използва, когато няма нужда да се получава трифазно напрежение. Тази опция за превключване намалява работния капацитет на кондензаторите, намалява натоварването на първичния механичен двигател в режим на празен ход и т.н. спестява "ценно" гориво.

Като генератори с ниска мощност, които произвеждат променливо еднофазно напрежение от 220 V, можете да използвате еднофазни асинхронни електродвигатели с катерица за битови цели: от перални машини като Oka, Volga, помпи за поливане Agidel, BCN и др. Те имат кондензаторна батерия, свързана успоредно на работната намотка. Можете да използвате съществуващ кондензатор с фазово изместване, като го свържете към работната намотка. Капацитетът на този кондензатор може да се наложи леко да се увеличи. Стойността му ще се определя от естеството на товара, свързан към генератора: активен товар (електрически пещи, електрически крушки, електрически поялници) изисква малък капацитет, индуктивен (електродвигатели, телевизори, хладилници) - повече.

Фиг.3 Генератор с ниска мощност от еднофазен асинхронен двигател.

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

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

Ако генераторът трябва да захранва оборудване, което обикновено е свързано към мрежата за променлив ток (например осветление в жилищна сграда, домакински уреди), тогава е необходимо да се осигури двуфазен превключвател, който ще изключи това оборудване от промишлената мрежа по време на работа на генератора. И двата проводника трябва да бъдат изключени: "фаза" и "нула".

И накрая, някои общи съвети.

Алтернаторът е опасно устройство. Използвайте 380V само когато е абсолютно необходимо, в противен случай използвайте 220V.

Съгласно изискванията за безопасност, генераторът трябва да бъде оборудван със заземяване.

Обърнете внимание на топлинния режим на генератора. Той "не обича" празен ход. Възможно е да се намали топлинното натоварване чрез по-внимателен избор на капацитета на възбуждащите кондензатори.

Не се заблуждавайте относно мощността на електрическия ток, генериран от генератора. Ако една фаза се използва по време на работа на трифазен генератор, тогава неговата мощност ще бъде 1/3 от общата мощност на генератора, ако две фази - 2/3 от общата мощност на генератора.

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

Литература:

Л.Г. Пришчеп Учебник за селски електротехник. Москва: Агропромиздат, 1986 г.
А.А. Иванов Наръчник по електротехника.- К .: Висше училище, 1984.
cm001.narod.ru

"Направи си сам" 2005, № 3, стр.78 - 82

Намерих статия в интернет за това как да преобразувам автомобилен генератор в генератор с постоянен магнит. Възможно ли е да използвате този принцип и да преработите генератора със собствените си ръце от асинхронен електродвигател? Възможно е да има големи загуби на енергия, а не такова разположение на намотките.

Имам асинхронен тип двигател за напрежение 110 волта, обороти - 1450, 2,2 ампера, монофазен. С помощта на контейнери не се ангажирам да правя домашен генератор, тъй като ще има големи загуби.

Предлага се да се използват прости двигатели според тази схема.

Ако смените двигателя или генератора със заоблени магнити от високоговорителите, тогава трябва да ги инсталирате в раци? Крабовете са две метални части, закотвени извън възбудителните намотки.

Ако върху вала се поставят магнити, тогава валът ще шунтира магнитните силови линии. Как тогава ще бъде вълнението? Бобината също е разположена върху метален вал.

Ако промените връзката на намотките и направите паралелна връзка, ускорете до скорост над нормалните стойности, тогава получавате 70 волта. Откъде мога да взема механизъм за такива революции? Ако го пренавиете до намаляване на скоростта и по-ниска мощност, тогава мощността ще падне твърде много.

Асинхронен двигател със затворен ротор е желязо, което е напълнено с алуминий. Можете да вземете домашен генератор от кола, който има напрежение от 14 волта, ток от 80 ампера. Това са добри данни. За генератор може да се използва двигател с колектор за променлив ток от прахосмукачка или пералня. Инсталирайте пристрастие на статора, отстранете постояннотоковото напрежение от четките. Според най-високата EMF, променете ъгъла на четките. Ефективността клони към нула. Но по-добре от генератор от синхронен тип, те не са измислили.

Реших да пробвам домашен генератор. Еднофазен асинхронен двигател от бебешка пералня, усукана с бормашина. Свързах към него капацитет от 4 микрофарада, оказа се 5 волта 30 херца и ток от 1,5 милиампера за късо съединение.

Не всеки електродвигател може да се използва като генератор по този начин. Има двигатели със стоманен ротор, които имат ниска степен на намагнитване на остатъка.

Необходимо е да се знае разликата между преобразуване на електрическа енергия и генериране на енергия. Има няколко начина за преобразуване на 1 фаза в 3. Една от тях е механичната енергия. Ако електроцентралата е изключена от контакта, тогава цялото преобразуване се губи.

Ясно е откъде идва движението на жицата с увеличаване на скоростта. Не е ясно къде ще бъде магнитното поле за получаване на ЕМП в жицата.

Лесно е за обяснение. Благодарение на механизма на магнетизма, който остава, в арматурата се образува ЕМП. В статорната намотка има ток, който е затворен спрямо капацитета.

Токът е възникнал, което означава, че той дава увеличение на електродвижещата сила върху намотките на роторния вал. Възникващият ток води до увеличаване на електродвижещата сила. Електрическият ток на статора генерира много повече електродвижеща сила. Това продължава до установяване на равновесието на магнитните потоци на статора и ротора, както и допълнителни загуби.

Размерът на кондензаторите се изчислява така, че напрежението на клемите да достигне номиналната стойност. Ако е малък, тогава намалете капацитета, след това го увеличете. Имаше съмнения за старите мотори, които уж не се вълнуват. След ускоряване на ротора на двигател или генератор е необходимо бързо да се пъхне във всяка фаза с малко количество волтове. Всичко ще се нормализира. Заредете кондензатора до напрежение, равно на половината от капацитета. Включете с триполюсен ключ. Това се отнася за 3-фазен двигател. Такава схема се използва за генератори на леки автомобили, тъй като те имат ротор с катерица.

Метод 2

Можете да направите домашен генератор по друг начин. Статорът има сложен дизайн (има специално дизайнерско решение), възможно е да се регулира изходното напрежение. Направих генератор от този вид със собствените си ръце на строителната площадка. Двигателят получи мощност от 7 kW при 900 оборота в минута. Свързах възбудителната намотка по схемата триъгълник за 220 V. Пуснах я на 1600 оборота, кондензаторите бяха 3 по 120 микрофарада. Включваха се от контактор с три полюса. Генераторът действаше като трифазен токоизправител. От този токоизправител се захранва електрическа бормашина с колектор от 1000 вата и циркулярен трион за 2200 вата, 220 V, мелница 2000 вата.

Трябваше да направя система за мек старт, друг резистор с къса фаза след 3 секунди.

За двигатели с колектори това не е правилно. Ако честотата на въртене се удвои, тогава капацитетът също ще намалее.

Честотата също ще се увеличи. Веригата на резервоара беше изключена в автоматичен режим, за да не се използва торът на реактивността, да не се изразходва гориво.

По време на работа е необходимо да натиснете статора на контактора. Три фази ги демонтираха от непотребност. Причината се крие в голямото разстояние и увеличеното разсейване на полето на полюсите.

Специални механизми с двойна клетка за катерици и коси очи за катерици. Все пак получих 100 волта и честота 30 херца от двигателя на пералнята, лампата 15 вата не иска да гори. Много слаба мощност. Необходимо е да вземете двигателя по-силен или да поставите повече кондензатори.

Под вагоните се използва генератор с ротор с катерица. Механизмът му идва от скоростна кутия и ремъчно задвижване. Обороти на въртене 300 оборота. Разположен е като допълнителен генератор на натоварване.

Метод 3

Можете да проектирате домашен генератор, бензинова електроцентрала.

Вместо генератор използвайте 3-фазен асинхронен двигател с мощност 1,5 kW при 900 об./мин. Електродвигателя е италиански, свързва се на триъгълник и звезда. Първо, поставих двигателя на основа с DC мотор, свързах го към съединителя. Започнах да въртя двигателя на 1100 оборота. Имаше напрежение 250 волта на фазите. Свързах крушка от 1000 вата, напрежението веднага падна до 150 волта. Вероятно се дължи на фазов дисбаланс. Всяка фаза трябва да бъде свързана към отделен товар. Три електрически крушки от 300 вата няма да могат да намалят напрежението до 200 волта на теория. Можеш да сложиш още кондензатор.

Оборотите на двигателя трябва да се увеличат, не намаляват при натоварване, тогава захранването към мрежата ще бъде постоянно.

Необходима е значителна мощност, автогенераторът няма да даде такава мощност. Ако пренавиете голям KAMAZ, тогава 220 V няма да излезе от него, тъй като магнитната верига ще бъде пренаситена. Проектиран е за 24 волта.

Днес щях да се опитам да свържа товара чрез 3-фазно захранване (токоизправител). Гасеха лампите в гаражите, не работеше. В града на енергетиците електричеството се изключва систематично, така че е необходимо да се направи източник на постоянно захранване с електричество. За електрозаваряване има теглич, закачва се за трактора. За да свържете електрически инструмент, ви е необходим източник на постоянно напрежение от 220 V. Имаше идея да проектирате домашен генератор със собствените си ръце и инвертор към него, но не можете да работите с батерии дълго време .

Токът е пуснат наскоро. Свързах асинхронен двигател от Италия. Сложих го с мотора на резачката на рамката, усуках валовете заедно, сложих гумен съединител. Свързах намотките по звездната схема, кондензаторите в триъгълник по 15 микрофарада. Когато стартирах двигателите, мощността не работеше. Прикрепих кондензатор, зареден към фазите, напрежението се появи. Двигателят даде своята мощност от 1,5 kW. В същото време захранващото напрежение падна до 240 волта, на празен ход беше 255 волта. Мелницата от него работи добре при 950 вата.

Опитах да увелича оборотите на двигателя, но възбуждането не работи. След контакта на кондензатора с фазата, напрежението се появява веднага. Ще пробвам да сложа друг двигател.

Какви системни проекти се произвеждат в чужбина за електроцентрали? На 1-фаза е ясно, че роторът притежава намотката, няма фазов дисбаланс, защото има една фаза. При 3-фазния има система, която дава регулиране на мощността, когато към него са свързани двигатели с най-висок товар. Можете също така да свържете инвертор за заваряване.

През уикенда исках да направя домашен генератор със собствените си ръце със свързан асинхронен двигател. Успешен опит да се направи домашен генератор се оказа свързването на стар двигател с чугунен корпус за 1 kW и 950 оборота в минута. Моторът се възбужда нормално, с един капацитет от 40 uF. И инсталирах три контейнера и ги свързах със звезда. Това беше достатъчно, за да стартирате електрическа бормашина, мелница. Исках да получа изходното напрежение на една фаза. За да направя това, свързах три диода, половин мост. Изгорели са луминесцентните лампи за осветление, изгорели са и чувалите в гаража. Ще навия трансформатора на три фази.

Напишете коментари, допълнения към статията, може би съм пропуснал нещо. Разгледайте , ще се радвам ако намерите още нещо полезно при мен.

Електрическият генератор е основният елемент на автономна електроцентрала. Ако във вашата частна къща или вила няма електричество, се чудите как можете сами да поправите този проблем?

Може би отлично решение би било закупуването на електрически генератор в разпределителна мрежа. Но цената дори на модели с ниска мощност започва от 15 000 рубли, така че трябва да потърсите друг изход. Оказва се, че е той. Напълно възможно е да сглобите електрически генератор със собствените си ръце и да го свържете.

Това ще отнеме малко. Умения за работа с инструменти и познания по основи на електротехниката. Основен двигател на процеса ще бъде вашето желание, което е трудоемка и отговорна процедура. Допълнителен стимул ще бъде възможността за спестяване на голяма сума пари.

Направи си сам електрически генератори за дома: начини за изпълнение

Малко теория. Основата за възникване на електрически ток в проводник е електродвижещата сила. Появата му възниква в резултат на излагане на проводник, променящо се магнитно поле. Големината на електродвижещата сила зависи от скоростта на промяна на потока от магнитни вълни. Този ефект е в основата на създаването на синхронни и асинхронни електрически машини. Следователно не е трудно да се преобразува генератор на ток в електродвигател и обратно.

За селска къща или лятна вила генераторът за постоянен ток се използва изключително рядко. Може да се използва в специална версия за заваръчната машина. По принцип обхватът му се простира до индустрията. Алтернаторът е проектиран да генерира електричество в големи количества, така че в страната или в селска къща той ще бъде отлична алтернатива на централното захранване. Ето защо, за да създадем алтернатор у дома, ще направим преобразуването на асинхронен електродвигател със собствените си ръце. Принципът на работа на алтернатора е да преобразува механичната енергия в електрическа. Пример за елементарен електрически генератор можете да видите във видеото.

Този уникален начин за производство на светлина е много интересен. След като го подобрихме леко, получаваме възможност да си осигурим осветление на поход или сред природата. Единственото условие е, че ще трябва да карате велосипед, като вземете малко, но необходимо устройство.

В този случай, за да получим въртящо се електромагнитно поле на проводника, стартираме двигателя. Често се използва двигател с вътрешно горене. Изгарянето на гориво в горивната камера дава възвратно-постъпателно движение на буталото, което чрез свързващия прът кара коляновия вал да се върти. Той от своя страна предава въртеливо движение на ротора на генератора, който, движейки се в магнитното поле на статора, генерира електрически ток на изхода.

Алтернаторът се състои от следните части:

• част от корпуса, изработена от стомана или чугун, която действа като рамка за монтиране на лагерните възли на статора и ротора, корпус за защита на целия вътрешен пълнеж от механични повреди;
• феромагнитен статор с намотка за възбуждане на магнитен поток;
• подвижна част (ротор) със самовъзбуждаща се намотка, чийто вал се задвижва от външна сила;
• превключващ блок, който служи за отстраняване на електричество от движещ се ротор с помощта на графитни контакти за събиране на ток.

Основните компоненти на алтернатора, независимо от количеството консумирано гориво и мощността на двигателя, са роторът и статорът. Първият създава магнитно поле, а вторият го генерира.

За разлика от синхронните генератори, които имат сложен дизайн и по-ниска производителност, асинхронният аналог има цял списък от значителни предимства:

1. По-висока ефективност, загубите са 2 пъти по-ниски от тези на синхронните генератори.
2. Простотата на калъфа не намалява неговата функционалност. Надеждно защитава статора и ротора от влага и използвано масло, което увеличава периода на основен ремонт.
3. Устойчив на падане на напрежението, освен това инсталираният на изхода токоизправител предпазва електрическите уреди от повреда.
4. Възможно е захранване на устройства с висока чувствителност с омичен товар.
5. Издръжлив. Срокът на експлоатация се изчислява в десетки години.

Основните компоненти на електрическия генератор са система от намотки и система от електромагнити (или друга магнитна система).

Принципът на работа на електрическия генератор е да преобразува ротационната механична енергия в електрическа.

Системата от магнити създава магнитно поле, а системата от намотки се върти в него, превръщайки го в електрическо поле.

В допълнение, системата на генератора включва система за прекъсване на напрежението, която свързва самия генератор с устройства, консумиращи ток.

Един от най-лесните начини е да използвате асинхронен генератор.

За да създадем електрически генератор, се нуждаем от два основни елемента: асинхронен генератор и 2-цилиндров бензинов двигател.

Бензиновият двигател трябва да е с въздушно охлаждане, 8 конски сили и 3000 оборота.

Като асинхронен генератор ще действа обикновен електродвигател с мощност до 15 kW и скорост от 750 до 1500 оборота в минута.

Честотата на въртене на асинхрона за нормална работа трябва да бъде с 10 процента по-висока от синхронния брой обороти на използвания електродвигател.

Следователно асинхронният двигател трябва да се развие до скорост с 5-10 процента по-висока от номиналната. Как може да стане това?

Процедираме по следния начин:включваме електрическия мотор в мрежата, след което измерваме скоростта на празен ход с тахометър.

какво се има предвид Разгледайте примера на двигател, чиято номинална скорост е 900 об/мин.

Такъв двигател, когато работи на празен ход, ще произвежда 1230 об/мин.

По този начин, в случай на дадените данни, ремъчното задвижване трябва да бъде проектирано да осигурява скоростта на генератора и да е равна на 1353 об/мин.

Намотките на нашия асинхронен са свързани със "звезда". Те генерират трифазно напрежение, с мощност 380 V.

За да се поддържа номиналното напрежение в асинхронната верига, е необходимо правилно да се избере капацитетът на кондензаторите между фазите.

Контейнерите, те са само три, са еднакви.

Ако се усеща нагряване, това означава, че свързаният капацитет е твърде голям.

За да изберете необходимия капацитет за всяка фаза, можете да използвате следните данни, базирани на мощността на генератора:

• 2 kW - капацитет 60 uF
• 3,5 kW - капацитет 100 uF
• 5 kW - 138 uF
• 7 kW - 182 uF
• 10 kW - 245 uF
• 15 kW - 342 uF

За работа могат да се използват кондензатори с работно напрежение най-малко 400 V. Когато изключите генератора, върху неговите кондензатори остава електрически заряд.

Очевидно това означава известна степен на опасност на извършваната работа. Не забравяйте да вземете предпазни мерки, за да избегнете токов удар.

Генераторът ви позволява да работите с ръчни електрически инструменти.

За да направите това, ще ви е необходим трансформатор от 380 V до 220 V. При свързване на трифазен двигател към електроцентрала може да се окаже, че генераторът не може да го стартира от първия път.

Това не е страшно - достатъчно е да направите серия от краткотрайни стартирания на двигателя.

Те трябва да бъдат произведени, докато двигателят набере скорост.

Друг вариант е да го развиете ръчно.

Вторият вариант да направите сами електрически генератор 220 \ 380 V е да използвате мотоблок като основа.

Мотоблокът се използва много широко за оран и почистване на крайградски зони - но това далеч не е границата на полезните му приложения.

Както се оказа и беше потвърдено от опита на огромен брой хора, това помага да се реши проблемът с електричеството в къщи и стопански постройки, където то не е свързано.

Имаме нужда от мотоблок и асинхронен електродвигател, чиято скорост ще бъде от 800 до 1600 оборота в минута, а мощност - до 15 kW.

Двигателят на мотоблока и асинхронният двигател трябва да бъдат свързани. Това става с помощта на 2 ролки и задвижващ ремък.

Диаметърът на шайбата е важен. А именно, тя трябва да бъде такава, че да гарантира превишаване на скоростта на генератора с 10-15% от номиналната стойност на скоростта на електродвигателя.

Паралелно на всяка двойка намотки включваме кондензаторите. Така те ще образуват триъгълник.

Напрежението трябва да бъде премахнато между края на намотката и нейната средна точка. В резултат на това получаваме напрежение от 380 V между намотките и напрежение от 220 V между средата и края на намотката.

След това трябва да изберете кондензатори, които ще осигурят правилното стартиране и работа на генератора.

Не забравяйте, че и трите генератора имат еднакъв капацитет.

Връзката между мощността на генератора и необходимия капацитет е следната:

• 2 kW - капацитет 60 uF
• 3,5 kW - капацитет 100 uF
• 5 kW - 140 uF
• 7 kW - 180 uF
• 10 kW - 250 uF
• 15 kW - 350 uF

Може да е достатъчно да използвате само един кондензатор за необходимите товари. Други условия трябва да бъдат избрани на практика независимо.

Направи си сам електрически генератор може да се използва, наред с други неща, за отопление на частна къща или вила.

В този случай ще ви е необходим по-мощен бензинов двигател, например от кола, която може да се купи на склад за отпадъци.

Свързване на електрически генератор към частна къщакак да произвеждам?

1. изключете електричеството в къщата;
2. стартирайте и загрейте генератора;
3. свържете генератора към мрежата;
4. следете за появата на нормално захранване;
5. изключете генератора от резервната мрежа и го изключете (преди това изключете всички работещи електрически уреди в къщата).

Бъдете внимателни: ако изпълните тези стъпки в грешен ред, генераторът може да се включи напротив, което ще доведе до повреда.

Избор на генератор за дома

За да определите каква мощност на генератора трябва да изберете, трябва да оцените целия активен тип товари.

Взема предвид всички електрически крушки, електрическа кана, микровълнова печка, нагреватели, електрически инструменти. Тоест всички устройства, които планирате да използвате.

Например, ако ще използвате няколко уреда и още няколко електрически крушки, трябва да съберете общата мощност, която консумират.

И така, за ситуация, в която трябва да накарате 6 електрически крушки с мощност 100 W да светят, маслен нагревател с мощност 1,5 киловата и микровълнова фурна със същата мощност, изчислението е както следва: 1,5x2 + 600 (100 W за 6 лампи) \u003d 3,6 киловата.

Именно тази мощност (или малко повече) на генератора ви трябва.

И също така можете да гледате видеоклипа на електрическия генератор със собствените си ръце

Статията описва как да се изгради трифазен (еднофазен) 220/380 V генератор на базата на асинхронен AC двигател. Трифазен асинхронен електродвигател, изобретен в края на 19 век от руския електроинженер М.О. Доливо-Доброволски, сега е получил преобладаващо разпространение в промишлеността и в селското стопанство, както и в ежедневието.

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

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

Асинхронните електродвигатели с фазов ротор са по-скъпи устройства, изискват квалифицирана поддръжка, са по-малко надеждни и следователно се използват само в онези отрасли, в които не могат да бъдат изоставени. Поради тази причина те не са много разпространени и няма да ги разглеждаме по-нататък.

През намотката на статора, който е включен в трифазна верига, протича ток, създавайки въртящо се магнитно поле. Линиите на магнитното поле на полето на въртящия се статор пресичат прътите на роторната намотка и индуцират в тях електродвижеща сила (ЕМС). Под действието на тази ЕМП в накъсо съединените роторни пръти протича ток. Около прътите възникват магнитни потоци, създаващи общо магнитно поле на ротора, което, взаимодействайки с въртящото се магнитно поле на статора, създава сила, която кара ротора да се върти в посоката на въртене на магнитното поле на статора.

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

Най-често се използва в промишлени инсталации трифазни асинхронни електродвигатели, които се произвеждат под формата на унифицирани серии. Те включват единична серия 4A с номинална мощност от 0,06 до 400 kW, чиито машини се отличават с висока надеждност, добра производителност и отговарят на нивото на световните стандарти.

Автономните асинхронни генератори са трифазни машини, които преобразуват механичната енергия на първичния двигател в променливотокова електрическа енергия. Тяхното несъмнено предимство пред другите видове генератори е липсата на колекторно-четков механизъм и в резултат на това по-голяма издръжливост и надеждност.

Работа на асинхронен електродвигател в генераторен режим

Ако асинхронен двигател, изключен от мрежата, се върти от който и да е първичен двигател, тогава, в съответствие с принципа на обратимостта на електрическите машини, когато се достигне синхронната скорост, на клемите на намотката на статора под влияние на остатъчното магнитно поле. Ако сега батерия от кондензатори C е свързана към клемите на намотката на статора, тогава в намотките на статора ще тече водещ капацитивен ток, който в този случай е магнетизиращ.

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

Стандартната схема за включване на асинхронен електродвигател като генератор.

Можете да изберете капацитета така, че номиналното напрежение и мощност на асинхронния генератор да са равни съответно на напрежението и мощността, когато работи като електродвигател.

Таблица 1 показва капацитетите на кондензаторите за възбуждане на асинхронни генератори (U=380 V, 750….1500 rpm). Тук реактивната мощност Q се определя по формулата:

Q \u003d 0,314 U 2 C 10 -6,

където C е капацитетът на кондензаторите, uF.

Както може да се види от горните данни, индуктивното натоварване на асинхронния генератор, което намалява фактора на мощността, причинява рязко увеличаване на необходимия капацитет. За да се поддържа постоянно напрежение с нарастващо натоварване, е необходимо да се увеличи капацитетът на кондензаторите, тоест да се свържат допълнителни кондензатори. Това обстоятелство трябва да се счита за недостатък на асинхронния генератор.

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

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

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

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

Особено искам да се спра на работата на битовите заваръчни трансформатори. Свързването им с автономен източник на електроенергия е най-желателно, т.к. когато работят от промишлена мрежа, те създават редица неудобства за други потребители на електроенергия.

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

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

В случай на самостоятелно производство на батерията, трябва да използвате кондензатори като MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 и др. за работно напрежение най-малко 600 V. Електролитни кондензатори не могат да се използват.

Горният вариант за свързване на трифазен електродвигател като генератор може да се счита за класически, но не и единственият. Има и други начини, които работят също толкова добре на практика. Например, когато кондензаторна батерия е свързана към една или две намотки на електрически двигател-генератор.

Двуфазен режим на асинхронния генератор.

Фиг.2 Двуфазен режим на асинхронен генератор.

Такава схема трябва да се използва, когато няма нужда да се получава трифазно напрежение. Тази опция за превключване намалява работния капацитет на кондензаторите, намалява натоварването на първичния механичен двигател в режим на празен ход и т.н. спестява "ценно" гориво.

Като генератори с ниска мощност, които произвеждат променливо еднофазно напрежение от 220 V, можете да използвате еднофазни асинхронни електрически двигатели с катерица за битова употреба: от перални машини като Oka, Volga, помпи за поливане Agidel, BCN и др. Те имат кондензаторна банка, свързана успоредно с работната намотка, или използват съществуващ кондензатор с фазово изместване, свързан към началната намотка. Капацитетът на този кондензатор може да се наложи леко да се увеличи. Стойността му ще се определя от естеството на товара, свързан към генератора: активен товар (електрически пещи, електрически крушки, електрически поялници) изисква малък капацитет, индуктивен (електродвигатели, телевизори, хладилници) - повече.

Фиг.3 Генератор с ниска мощност от еднофазен асинхронен двигател.

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

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

Ако генераторът трябва да захранва оборудване, което обикновено е свързано към мрежата за променлив ток (например осветление в жилищна сграда, домакински уреди), тогава е необходимо да се осигури двуфазен превключвател, който ще изключи това оборудване от промишлената мрежа по време на работа на генератора. И двата проводника трябва да бъдат изключени: "фаза" и "нула".

И накрая, някои общи съвети.

1. Алтернаторът е опасно устройство. Използвайте 380V само когато е абсолютно необходимо, в противен случай използвайте 220V.

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

3. Обърнете внимание на топлинния режим на генератора. Той "не обича" празен ход. Възможно е да се намали топлинното натоварване чрез по-внимателен избор на капацитета на възбуждащите кондензатори.

4. Не се заблуждавайте относно мощността на електрическия ток, генериран от генератора. Ако една фаза се използва по време на работа на трифазен генератор, тогава неговата мощност ще бъде 1/3 от общата мощност на генератора, ако две фази - 2/3 от общата мощност на генератора.

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

Всички електрически машини работят в съответствие със закона за електромагнитната индукция, както и със закона за взаимодействие на проводник с ток и магнитно поле.

Електрическите машини според вида на захранването се разделят на DC и AC машини. Постоянният ток се генерира от непрекъсваеми източници на енергия. DC машините се характеризират със свойството обратимост. Това означава, че те могат да работят както в двигателен, така и в генераторен режим. Това обстоятелство може да се обясни с подобни явления в работата на двете машини. По-долу ще разгледаме по-подробно конструктивните характеристики на двигателя и генератора.

Двигател

Двигател, предназначен за преобразуване на електрическата енергия в механична. В промишленото производство двигателите се използват като задвижвания на металорежещи машини и други механизми, които са част от технологичните процеси. Също така двигателите се използват в домакински уреди, например в пералня.

Когато проводник под формата на затворена рамка е в магнитно поле, силите, които се прилагат върху рамката, ще накарат този проводник да се върти. В такъв случай ще става дума за най-простият двигател.

Както бе споменато по-рано, работата на DC двигателя се осъществява от непрекъсваеми източници на захранване, например от батерия, захранване. Моторът има възбудителна намотка. В зависимост от връзката си двигателите се разграничават с независимо и самовъзбуждане, което от своя страна може да бъде последователно, паралелно и смесено.

Направено е свързване на AC мотор от електрическата мрежа. Въз основа на принципа на действие двигателите се делят на синхронни и асинхронни.

Основната разлика между синхронния двигател е наличието на намотка върху въртящ се ротор, както и съществуващия четков механизъм, който служи за подаване на ток към намотките. Въртенето на ротора се извършва синхронно с въртенето на магнитното поле на статора. Оттук и името на двигателя.

При асинхронния двигател важно условие е това въртенето на ротора трябва да е по-бавно от въртенето на магнитното поле. Ако това изискване не се спазва, индукцията на електродвижещата сила и възникването на електрически ток в ротора е невъзможно.

Асинхронните двигатели се използват по-често, но те имат един съществен недостатък - без промяна на текущата честота е невъзможно да се контролира скоростта на въртене на вала. Това условие не позволява да се постигне въртене с постоянна честота. Също така значителен недостатък е ограничението на максималната скорост на въртене ( 3000 оборота в минута.).

В случаите, когато е необходимо да се постигне постоянна скорост на въртене на вала, възможността за нейното регулиране, както и постигане на скорост на въртене, надвишаваща максимално възможната за асинхронни двигатели, се използват синхронни двигатели.

Генератор

Проводникът, движещ се между два магнитни полюса, допринася за възникването на електродвижеща сила. Когато проводникът е затворен, тогава под въздействието на електродвижеща сила в него се появява ток. Това явление се основава на електрически генератор.

Генераторът може да произвежда електрическа енергия от топлинна или химическа енергия. Най-разпространени обаче са генераторите, които преобразуват механичната енергия в електрическа.

Основните компоненти на DC генератора:

• Котва, действаща като ротор.
• Статорът, върху който е разположена възбудителната намотка.
• Кадър.
• магнитни полюси.
• Колекторен монтаж и четки.

DC генераторите не се използват толкова често. Основните области на тяхното приложение: електрически транспорт, заваръчни инвертори, както и вятърни турбини.

Алтернаторът има подобен дизайн на генератора за постоянен ток, но се различава в структурата на колекторния възел и намотките на ротора.

Както при двигателите, генераторите могат да бъдат както синхронни, така и асинхронни. Разликата между тези генератори е в структурата на ротора. Синхронният генератор има индуктори, разположени на ротора, докато асинхронният генератор има специални жлебове за навиване на вала.

Синхронните генератори се използват, когато е необходимо за кратък период от време да се подаде ток с висока стартова мощност, надвишаваща номиналната. Използването на асинхронни генератори е по-предвидено в ежедневието, за енергоснабдяване на домакински уреди, както и за осветление, тъй като електрическата енергия се генерира с малко или никакво изкривяване.

Как се различава генераторът от двигателя?

Обобщавайки, важно е да се отбележи, че функционирането на двигателите и генераторите се основава на общия принцип на електромагнитната индукция. Дизайнът на тези електрически машини е подобен, но има разлика в конфигурацията на ротора.

Основната разлика е функционалното предназначение на генератора и двигателя: двигателят генерира механична енергия, като консумира електрическа енергия, а генераторът, напротив, генерира електрическа енергия, като консумира механична или друг вид енергия.