Generator de la un colector motor AC 220v. Generatorul de la el

Această sarcină necesită o serie de manipulări, care trebuie să fie însoțite de o înțelegere clară a principiilor și modurilor de funcționare a unor astfel de echipamente.

Ce este și cum funcționează

Un motor electric de tip asincron este o mașină în care are loc transformarea energiei electrice în energie mecanică și termică. O astfel de tranziție devine posibilă datorită fenomenului de inducție electromagnetică care are loc între înfășurările statorului și rotorului. O caracteristică a motoarelor asincrone este faptul că viteza acestor două elemente cheie este diferită.

Caracteristicile de design ale unui motor electric tipic pot fi văzute în ilustrație. Atât statorul, cât și rotorul sunt obiecte circulare coaxiale, fabricate prin stivuirea unui număr suficient de plăci speciale de oțel. Plăcile statorului au caneluri în interiorul inelului și, atunci când sunt combinate, formează caneluri longitudinale în care este înfășurată înfășurarea firului de cupru. Pentru rotor, rolul său este jucat de bare de aluminiu, acestea fiind introduse și în canelurile miezului, dar sunt închise pe ambele părți cu plăci de blocare.

Când tensiunea este aplicată înfășurărilor statorului, apare un câmp electromagnetic și începe să se rotească asupra lor. Datorită faptului că turația rotorului este evident mai mică, între înfășurări este indus un EMF și arborele central începe să se miște. Nesincronismul frecvențelor este legată nu numai de fundamentele teoretice ale procesului, ci și de frecarea reală a lagărelor de susținere a arborelui, o va încetini oarecum în raport cu câmpul statorului.

Ce este un generator electric?

Generatorul este o mașină electrică care transformă energia mecanică și termică în energie electrică. Din acest punct de vedere, este un dispozitiv direct opus în principiu de funcționare și mod de funcționare unui motor asincron. Mai mult decât atât, cel mai comun tip de generatoare de energie sunt inducția.

După cum ne amintim din teoria descrisă mai sus, acest lucru devine posibil numai cu o diferență între turațiile câmpurilor magnetice ale statorului și rotorului. De aici rezultă o concluzie logică (având în vedere și principiul reversibilității menționat la începutul articolului) - teoretic este posibil să se realizeze un generator dintr-unul asincron, în plus, aceasta este o sarcină care poate fi rezolvată independent prin derulare.

Funcționarea motorului în modul generator

Orice generator electric asincron este folosit ca un fel de transformator, unde energia mecanică din rotația arborelui motorului este convertită în curent alternativ. Acest lucru devine posibil atunci când viteza sa devine mai mare decât cea sincronă (aproximativ 1500 rpm). Schema clasică de reluare și conectare a motorului în modul unui generator electric cu generarea de curent trifazat poate fi asamblată cu ușurință cu propriile mâini:

Pentru a economisi la facturile de energie electrică, cititorii noștri recomandă Electricity Saving Box. Plățile lunare vor fi cu 30-50% mai mici decât erau înainte de utilizarea economizorului. Îndepărtează componenta reactivă din rețea, în urma căreia sarcina și, ca urmare, consumul de curent sunt reduse. Aparatele electrice consumă mai puțină energie electrică, reducând costul plății acesteia.

Pentru a obține o astfel de viteză de pornire, este necesar să se aplice un cuplu destul de mare (de exemplu, prin conectarea unui motor cu ardere internă la un generator de gaz sau a unui rotor într-o moară de vânt). De îndată ce viteza de rotație atinge valoarea sincronă, banca de condensatoare începe să acționeze, creând un curent capacitiv. Din acest motiv, înfășurările statorului sunt autoexcitate și se generează curent electric (modul de generare).

O condiție necesară pentru funcționarea stabilă a unui astfel de generator electric cu o frecvență a rețelei industriale de 50 Hz este conformitatea caracteristicilor sale de frecvență:

1. Viteza de rotație a acestuia trebuie să o depășească pe cea asincronă (frecvența motorului în sine) cu procentul de alunecare (de la 2 la 10%);
2. Valoarea vitezei generatorului trebuie să se potrivească cu viteza sincronă.

Cum să asamblați singur un generator asincron?

Cu cunoștințele acumulate, ingeniozitatea și capacitatea de a lucra cu informații, puteți asambla / reface un generator funcțional dintr-un motor cu propriile mâini. Pentru a face acest lucru, trebuie să efectuați pașii exacti din următoarea secvență:

1. Se calculează viteza reală (asincronă) a motorului, care este planificată să fie utilizată ca generator electric. Un tahograf poate fi utilizat pentru a determina rotațiile pe o unitate conectată;
2. Se determină frecvența sincronă a motorului, care va fi și asincronă pentru generator. Aceasta ia în considerare cantitatea de alunecare (2-10%). Să presupunem că măsurătorile au arătat o viteză de rotație de 1450 rpm. Frecvența necesară de funcționare a generatorului va fi:

n GEN = (1,02…1,1)n DV = (1,02…1,1) 1450 = 1479…1595 rpm;

1. Selectarea unui condensator cu capacitatea necesară (se folosesc tabelele de date comparative standard).

Puteți pune capăt acestui lucru, dar dacă este necesară o tensiune monofazată de 220 V, atunci modul de funcționare al unui astfel de dispozitiv va necesita introducerea unui transformator descendente în circuitul dat anterior.

Tipuri de generatoare bazate pe motoare

Achiziționarea unui generator electric gata făcut cu normă întreagă nu este deloc o plăcere ieftină și este greu accesibilă pentru majoritatea practică a concetățenilor noștri. Un generator de casă poate servi ca o alternativă excelentă, poate fi asamblat cu suficiente cunoștințe în domeniul ingineriei electrice și instalațiilor sanitare. Dispozitivul asamblat poate fi utilizat cu succes ca:

1. Generator electric autoalimentat. Utilizatorul poate obține un dispozitiv de generare a energiei electrice cu o perioadă lungă de acțiune datorită autoalimentării;
2. Generator eolian. O turbină eoliană este folosită ca dispozitiv de propulsie necesar pornirii motorului, care se rotește sub influența vântului;
3. Generator pe magneți de neodim;
4. Generator trifazat pe benzină;
5. Generator monofazat de putere redusă pe motoarele aparatelor electrice etc.

Conversia de către dvs. a unui motor standard într-un dispozitiv generator de funcționare este o activitate interesantă și, evident, care economisește bugetul. În acest fel, puteți reface o moară de vânt convențională conectând-o la un motor pentru generarea autonomă de energie.

În efortul de a obține surse autonome de energie electrică, experții au găsit o modalitate de a transforma un motor de curent alternativ trifazat asincron într-un generator cu propriile mâini. Această metodă are o serie de avantaje și unele dezavantaje.

Aspectul unui motor electric asincron

Secțiunea prezintă principalele elemente:

1. carcasă din fontă cu aripioare radiator pentru o răcire eficientă;
2. cazul unui rotor cu cușcă de veveriță cu linii de deplasare a câmpului magnetic în raport cu axa sa;
3. grup de contacte de comutare într-o cutie (bor), pentru comutarea înfășurărilor statorului în circuite stea sau triunghi și conectarea cablurilor de alimentare;
4. mănunchiuri dense de fire de cupru ale înfășurării statorului;
5. arbore rotor din oțel cu o canelură pentru fixarea scripetelui cu o cheie în formă de pană.

O dezasamblare detaliată a unui motor electric asincron cu toate detaliile este prezentată în figura de mai jos.

Demontarea detaliată a unui motor cu inducție

Avantajele generatoarelor convertite din motoare asincrone:

1. ușurința de asamblare a circuitului, capacitatea de a nu dezasambla motorul electric, de a nu derula înfășurările;
2. posibilitatea de rotație a generatorului de curent electric de către o turbină eoliană sau hidro;
3. Generatorul de motor asincron este utilizat pe scară largă în sistemele generatoare de motoare pentru a converti o rețea monofazată de 220V AC într-o rețea trifazată cu o tensiune de 380V.
4. posibilitatea utilizarii generatorului, invartindu-l in camp de la motoarele cu ardere interna.

Ca dezavantaj, se poate observa complexitatea calculării capacității condensatoarelor conectate la înfășurări; de fapt, acest lucru se face experimental.

Prin urmare, este dificil să se atingă puterea maximă a unui astfel de generator, apar dificultăți la alimentarea instalațiilor electrice care au un curent mare de pornire, pe ferăstraie circulare cu motoare trifazate de curent alternativ, betoniere și alte instalații electrice.

Principiul de funcționare al generatorului

Funcționarea unui astfel de generator se bazează pe principiul reversibilității: „orice instalație electrică care transformă energia electrică în energie mecanică poate inversa procesul”. Se folosește principiul de funcționare al generatoarelor, rotația rotorului provoacă EMF și apariția curentului electric în înfășurările statorului.

Pe baza acestei teorii, este evident că un motor electric asincron poate fi transformat într-un generator electric. Pentru a realiza în mod conștient reconstrucția, este necesar să înțelegem cum are loc procesul de generare și ce este necesar pentru aceasta. Toate motoarele antrenate de curent alternativ sunt considerate asincrone. Câmpul statorului se mișcă ușor înaintea câmpului magnetic al rotorului, trăgându-l în direcția de rotație.

Pentru a obține procesul invers, generarea, câmpul rotorului trebuie să fie înaintea mișcării câmpului magnetic al statorului, în cazul ideal, rotiți în direcția opusă. Acest lucru se realizează prin includerea unui condensator mare în rețeaua de alimentare; grupuri de condensatoare sunt folosite pentru a crește capacitatea. Banca de condensatoare este încărcată prin acumularea de energie magnetică (un element al componentei reactive a curentului alternativ). Sarcina condensatorului este în fază opusă sursei de curent a motorului electric, astfel încât rotația rotorului începe să încetinească, înfășurarea statorului generează curent.

transformare

Cum să transformi practic un motor electric asincron într-un generator cu propriile mâini?

Pentru a conecta condensatorii, este necesar să deșurubați capacul superior al borului (cutiei), unde se află grupul de contacte, comutarea contactelor înfășurărilor statorului și firele de alimentare ale motorului asincron sunt conectate.

Bor deschis cu grup de contact

Înfășurările statorului pot fi conectate într-un circuit „Star” sau „Delta”.

Scheme de conectare „Star” și „Triunghi”

Plăcuța de identificare sau fișa tehnică a produsului prezintă schemele de conectare posibile și parametrii motorului pentru diferite conexiuni. Este indicat:

• curenți maximi;
• Tensiunea de alimentare;
• consumul de energie;
• numărul de rotații pe minut;
• eficiență și alți parametri.

Parametrii motorului, care sunt indicați pe plăcuța de identificare

Într-un generator trifazat dintr-un motor electric asincron, care este realizat manual, condensatorii sunt conectați într-un mod similar cu un „triunghi” sau „stea”.

Opțiunea de includere cu „Star” oferă procesul de pornire de generare a curentului la viteze mai mici decât atunci când circuitul este conectat la „Triunghi”. În acest caz, tensiunea la ieșirea generatorului va fi puțin mai mică. Conexiunea Delta oferă o ușoară creștere a tensiunii de ieșire, dar necesită turații mai mari pentru a porni generatorul. Într-un motor electric asincron monofazat, este conectat un condensator de defazare.

Schema de conectare a condensatoarelor la generator în „Triunghi”

Se folosesc condensatoare modelului KBG-MN sau alte mărci de cel puțin 400 V modele electrolitice bipolare nepolare nu sunt potrivite în acest caz.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2016/09/kondensator-1.jpg 650w

Cum arată un condensator fără poli marca KBG-MN

Calculul capacității condensatorului pentru motorul utilizat

Puterea nominală de ieșire a generatorului, în kW	Capacitate estimată în, uF
2	60
3,5	100
5	138
7	182
10	245
15	342

La generatoarele sincrone, excitarea procesului de generare are loc pe înfășurările armăturii de la o sursă de curent. 90% din motoarele asincrone au rotoare cu colivie, fara infasurare, excitatia este creata de sarcina statica reziduala din rotor. Este suficient să creați un EMF în stadiul inițial de rotație, care induce un curent și reîncarcă condensatorii prin înfășurările statorului. Reîncărcarea ulterioară vine deja de la curentul generat, procesul de generare va fi continuu în timp ce rotorul se rotește.

Se recomandă instalarea conexiunii automate de sarcină la generator, prize și condensatoare într-un panou închis separat. Așezați firele de conectare de la generatorul de bor la ecran într-un cablu izolat separat.

Chiar și atunci când generatorul nu funcționează, este necesar să se evite atingerea bornelor condensatoarelor contactelor prizei. Sarcina acumulată de condensator rămâne mult timp și poate provoca un șoc electric. Pământați carcasele tuturor unităților, motor, generator, panou de comandă.

Instalarea sistemului motor-generator

Când instalați un generator cu un motor cu propriile mâini, trebuie să țineți cont de faptul că numărul indicat de rotații nominale ale motorului electric asincron utilizat la ralanti este mai mare.

Schema unui motor-generator pe o curea de transmisie

La un motor de 900 rpm la ralanti, acesta va fi 1230 rpm, pentru a obține suficientă putere la ieșirea generatorului convertit din acest motor, este necesar să aveți un număr de rotații cu 10% mai mult decât la ralanti:

1230 + 10% = 1353 rpm.

Transmisia cu curea este calculată prin formula:

Vg = Vm x Dm\Dg

Vg - viteza de rotație necesară a generatorului 1353 rpm;

Vm - viteza de rotatie a motorului 1200 rpm;

Dm - diametru scripete pe motor 15 cm;

Dg este diametrul scripetelui de pe generator.

Având un motor la 1200 rpm unde scripetele are Ø 15 cm, rămâne de calculat doar Dg - diametrul scripetei de pe generator.

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

Generator pe magneți de neodim

Cum se face un generator dintr-un motor electric asincron?

Acest generator de casă elimină utilizarea unităților condensatoare. Sursa câmpului magnetic, care induce un EMF și creează un curent în înfășurarea statorului, este construită pe magneți permanenți de neodim. Pentru a face acest lucru cu propriile mâini, trebuie să efectuați succesiv următorii pași:

• Scoateți capacele din față și din spate ale motorului cu inducție.
• Scoateți rotorul din stator.

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=" (lățimea maximă: 600px) 100vw, 600px">

Cum arată rotorul unui motor cu inducție?

• Rotorul este prelucrat, stratul superior este îndepărtat cu 2 mm mai mult decât grosimea magneților. Acasă, nu este întotdeauna posibil să faci un rotor plictisitor cu propriile mâini, în absența echipamentului și a abilităților de strunjire. Trebuie să contactați specialiștii în atelierele de strunjire.
• Se pregătește un șablon pe o foaie de hârtie simplă pentru plasarea magneților rotunzi, Ø 10-20mm, grosime de până la 10 mm, cu o forță de atracție de 5-9 kg, pe mp/cm, dimensiunea depinde de mărimea rotorului . Șablonul este lipit pe suprafața rotorului, magneții sunt plasați în benzi la un unghi de 15 - 20 de grade față de axa rotorului, câte 8 bucăți pe bandă. Figura de mai jos arată că pe unele rotoare există dungi întunecate de deplasare a liniilor câmpului magnetic în raport cu axa sa.

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">

Montarea magneților pe rotor

• Rotorul pe magneți se calculează astfel încât să se obțină patru grupe de benzi, într-un grup de 5 benzi, distanța dintre grupuri este de 2Ø a magnetului. Golurile din grup sunt de 0,5-1Ø ale magnetului, acest aranjament reduce forta de lipire a rotorului de stator, acesta trebuie rotit prin eforturile a doua degete;
• Rotorul pe magneți, realizat conform șablonului calculat, este umplut cu rășină epoxidică. După ce se usucă puțin, partea cilindrică a rotorului este acoperită cu un strat de fibră de sticlă și din nou impregnată cu epoxid. Acest lucru va împiedica magneții să zboare când rotorul se rotește. Stratul superior de pe magneți nu trebuie să depășească diametrul inițial al rotorului, care era înainte de canelura. În caz contrar, rotorul nu va cădea la loc sau se va freca de înfășurarea statorului în timpul rotației.
• După uscare, rotorul poate fi înlocuit și capacele închise;
• Este necesar să testați generatorul electric - rotiți rotorul cu un burghiu electric, măsurând tensiunea la ieșire. Numărul de rotații când este atinsă tensiunea dorită este măsurat de un turometru.
• Cunoscând numărul necesar de rotații ale generatorului, transmisia prin curea este calculată folosind metoda descrisă mai sus.

O aplicație interesantă este atunci când un generator electric bazat pe un motor electric asincron este utilizat într-un circuit motor-generator electric cu autoalimentare. Când o parte din puterea generată de generator este furnizată motorului electric, care îl învârte. Restul energiei este cheltuită pe sarcina utilă. Prin implementarea principiului auto-hrănirii, este practic posibil să asigurați casa cu alimentare autonomă pentru o perioadă lungă de timp.

Video. G generator de la un motor asincron.

Pentru o gamă largă de consumatori de energie electrică, nu are sens să cumpere centrale diesel puternice precum TEKSAN TJ 303 DW5C, cu o putere de ieșire de 303 kVA sau 242 kW. Generatoarele pe benzină de putere redusă sunt scumpe, cea mai bună opțiune este să fabricați generatoare eoliene cu propriile mâini sau cu un dispozitiv cu motor-generator cu autoalimentare.

Folosind aceste informații, puteți asambla un generator cu propriile mâini, pe magneți permanenți sau condensatori. Un astfel de echipament este foarte util în casele de țară, în câmp, ca sursă de energie de urgență atunci când în rețelele industriale nu există tensiune. O casă cu drepturi depline, cu aparate de aer condiționat, sobe electrice și cazane de încălzire, nu vor trage un motor puternic de ferăstrău circular. Furnizați temporar energie electrică la aparatele de uz casnic esențiale, iluminatul, frigiderul, televizorul și altele care nu necesită capacități mari.

Pentru nevoile de construire a unei clădiri rezidențiale private sau a unei case de vară, un maestru de casă poate avea nevoie de o sursă autonomă de energie electrică, care poate fi cumpărată dintr-un magazin sau asamblată cu propriile mâini din piesele disponibile.

Generatorul de casă este capabil să funcționeze cu energia benzinei, a gazului sau a motorinei. Pentru a face acest lucru, acesta trebuie să fie conectat la motor printr-un ambreiaj de absorbție a șocurilor care asigură o rotire lină a rotorului.

Dacă condițiile locale de mediu permit, de exemplu, vânturi frecvente sau o sursă de apă curentă este în apropiere, atunci puteți crea o turbină eoliană sau hidraulică și o puteți conecta la un motor trifazat asincron pentru a genera electricitate.

Datorită unui astfel de dispozitiv, veți avea o sursă alternativă de energie electrică care funcționează constant. Va reduce consumul de energie din rețelele publice și va permite economii la plata acesteia.

În unele cazuri, este permisă utilizarea unei tensiuni monofazate pentru a roti un motor electric și a transmite cuplul unui generator de casă pentru a-și crea propria rețea simetrică trifazată.

Cum să alegeți un motor asincron pentru un generator după design și caracteristici

Caracteristici tehnologice

Baza unui generator de casă este un motor electric asincron trifazat cu:

• fază;
• sau rotor cu colivie.

Dispozitiv stator

Circuitele magnetice ale statorului și rotorului sunt realizate din plăci izolate din oțel electric, în care sunt create caneluri pentru a găzdui firele de înfășurare.

Cele trei înfășurări individuale ale statorului pot fi cablate din fabrică după cum urmează:

• stele;
• sau un triunghi.

Concluziile lor sunt conectate în interiorul cutiei de borne și conectate prin jumperi. Aici este instalat și cablul de alimentare.

În unele cazuri, firele și cablurile pot fi conectate în alte moduri.

La fiecare fază a motorului cu inducție sunt furnizate tensiuni simetrice, deplasate în unghi cu o treime din cerc. Ele formează curenți în înfășurări.

Aceste cantități sunt exprimate convenabil în formă vectorială.

Caracteristicile de proiectare ale rotoarelor

Motoare cu rotor bobinat

Sunt prevazute cu o infasurare modelata pe stator, iar conductoarele de la fiecare sunt conectate la inele colectoare, care asigura contactul electric cu circuitul de pornire si reglare prin perii de presiune.

Acest design este destul de dificil de fabricat, costisitor ca cost. Necesită monitorizarea periodică a lucrărilor și întreținere calificată. Din aceste motive, nu are sens să-l folosești în acest design pentru un generator de casă.

Cu toate acestea, dacă există un motor similar și nu are altă aplicație, atunci concluziile fiecărei înfășurări (acele capete care sunt conectate la inele) pot fi scurtcircuitate între ele. În acest fel, rotorul de fază se va transforma într-unul scurtcircuitat. Poate fi conectat după orice schemă considerată mai jos.

Motoare cu colivie veverita

Aluminiul este turnat în interiorul canelurilor circuitului magnetic al rotorului. Înfășurarea este realizată sub forma unei cuști de veveriță rotativă (pentru care a primit un astfel de nume suplimentar) cu inele de jumper scurtcircuitate la capete.

Acesta este cel mai simplu circuit de motor, care este lipsit de contacte mobile. Datorită acestui fapt, funcționează mult timp fără intervenția electricienilor, se caracterizează printr-o fiabilitate crescută. Este recomandat să îl utilizați pentru a crea un generator de casă.

Denumiri de pe carcasa motorului

Pentru ca un generator de casă să funcționeze în mod fiabil, trebuie să acordați atenție:

• , care caracterizează calitatea protecției organismului de efectele mediului extern;
• consumul de energie;
• viteză;
• schema de conectare a înfășurării;
• curenți de sarcină admisibili;
• Eficiență și cosinus φ.

Principiul de funcționare a unui motor cu inducție ca generator

Implementarea sa se bazează pe metoda reversibilității mașinilor electrice. Dacă motorul este deconectat de la tensiunea de rețea, rotorul este forțat să se rotească la viteza calculată, atunci EMF va fi indusă în înfășurarea statorului din cauza prezenței energiei reziduale a câmpului magnetic.

Rămâne doar să conectați o bancă de condensatoare cu rating adecvat la înfășurări și un curent de conducere capacitiv va curge prin ele, care are caracterul unui magnetizator.

Pentru ca generatorul să se autoexcite și să se formeze un sistem simetric de tensiuni trifazate pe înfășurări, este necesar să se selecteze capacitatea condensatoarelor, care este mai mare decât o anumită valoare critică. Pe lângă valoarea sa, designul motorului afectează în mod natural puterea de ieșire.

Pentru generarea normală a energiei trifazate cu o frecvență de 50 Hz este necesară menținerea vitezei rotorului care depășește componenta asincronă cu cantitatea de alunecare S, care se încadrează în S=2÷10%. Trebuie menținută la nivelul frecvenței sincrone.

Abaterea sinusoidei de la valoarea frecvenței standard va afecta negativ funcționarea echipamentelor cu motoare electrice: ferăstraie, rindele, diverse mașini-unelte și transformatoare. Acest lucru nu are practic niciun efect asupra sarcinilor rezistive cu elemente de încălzire și lămpi cu incandescență.

Diagrame de cablaj

În practică, sunt utilizate toate metodele comune de conectare a înfășurărilor statorice ale unui motor cu inducție. Alegerea unuia dintre ele creează condiții diferite pentru funcționarea echipamentului și generează o tensiune de anumite valori.

Scheme de stele

O opțiune populară pentru conectarea condensatoarelor

Schema de conectare a unui motor asincron cu înfășurări legate în stea pentru funcționarea ca generator de rețea trifazat are o formă standard.

Schema unui generator asincron cu conectarea condensatoarelor la două înfășurări

Această opțiune este destul de populară. Vă permite să alimentați trei grupuri de consumatori din două înfășurări:

• două tensiuni 220 volți;
• unu - 380.

Condensatorii de lucru și de pornire sunt conectați la circuit prin întrerupătoare separate.

Pe baza aceluiași circuit, puteți crea un generator de casă cu condensatori conectați la o înfășurare a unui motor cu inducție.

diagrama triunghiulara

La asamblarea înfășurărilor statorului conform circuitului în stea, generatorul va produce o tensiune trifazată de 380 volți. Dacă le schimbați într-un triunghi, atunci - 220.

Cele trei scheme prezentate mai sus în imagini sunt de bază, dar nu singurele. Pe baza acestora se pot crea și alte metode de conectare.

Cum se calculează caracteristicile generatorului după puterea motorului și capacitatea condensatorului

Pentru a crea condiții normale de funcționare pentru o mașină electrică, este necesar să se respecte egalitatea tensiunii nominale și a puterii sale în modurile generator și motor electric.

În acest scop, capacitatea condensatoarelor este selectată ținând cont de puterea reactivă Q generată de aceștia la diferite sarcini. Valoarea acestuia se calculează prin expresia:

Q=2π∙f∙C∙U 2

Din această formulă, cunoscând puterea motorului, pentru a asigura sarcina maximă, puteți calcula capacitatea bancului de condensatori:

C \u003d Q / 2π ∙ f ∙ U 2

Cu toate acestea, trebuie luat în considerare modul de funcționare al generatorului. La relanti, condensatorii vor încărca în mod inutil înfășurările și le vor încălzi. Acest lucru duce la pierderi mari de energie, supraîncălzirea structurii.

Pentru a elimina acest fenomen, condensatoarele sunt conectate în trepte, determinându-se numărul lor în funcție de sarcina aplicată. Pentru a simplifica selecția condensatoarelor pentru pornirea unui motor asincron în modul generator, a fost creat un tabel special.

Puterea generatorului (kVA)	Modul de încărcare completă				Modul inactiv
	cos φ=0,8		cos φ=1		Q (kvar)	C (uF)
	Q (kvar)	C (uF)	Q (kvar)	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

Condensatoarele de pornire din seria K78-17 și altele asemenea, cu o tensiune de funcționare de 400 de volți sau mai mult, sunt potrivite pentru utilizarea ca parte a unei baterii capacitive. Este destul de acceptabil să le înlocuiți cu omologi din metal-hârtie cu denumirile corespunzătoare. Acestea vor trebui conectate în paralel.

Nu merită să folosiți modele de condensatoare electrolitice pentru a funcționa în circuitele unui generator asincron de casă. Sunt proiectate pentru circuite de curent continuu, iar la trecerea unui sinusoid care își schimbă direcția, eșuează rapid.

Există o schemă specială pentru conectarea lor în astfel de scopuri, atunci când fiecare jumătate de undă este direcționată de diode către ansamblul său. Dar este destul de complicat.

Proiecta

Dispozitivul autonom al centralei electrice trebuie să asigure complet echipamentul de operare și să fie realizat printr-un singur modul, inclusiv un tablou electric articulat cu dispozitive:

• măsurători - cu un voltmetru de până la 500 de volți și un frecvențămetru;
• comutarea sarcinilor - trei comutatoare (unul general furnizează tensiune de la generator la circuitul consumatorului, iar celelalte două conectează condensatori);
• protecţie - eliminarea consecinţelor scurtcircuitelor sau suprasarcinelor şi), salvând lucrătorii de defectarea izolaţiei şi potenţialul de fază care pătrunde în carcasă.

Redundanța alimentării principale

Atunci când se creează un generator de casă, este necesar să se asigure compatibilitatea acestuia cu circuitul de împământare al echipamentului de lucru, iar pentru funcționare autonomă, acesta trebuie să fie conectat în siguranță.

Dacă centrala electrică este creată pentru alimentarea cu energie de rezervă a dispozitivelor care funcționează din rețeaua de stat, atunci ar trebui utilizată atunci când tensiunea este deconectată de la linie și, atunci când este restabilită, ar trebui oprită. În acest scop, este suficient să instalați un comutator care să controleze toate fazele simultan sau să conectați un sistem automat complex pentru pornirea alimentării de rezervă.

Selectarea tensiunii

Circuitul de 380 de volți prezintă un risc crescut de rănire a oamenilor. Se folosește în cazuri extreme, când nu se poate descurca cu o valoare a fazei de 220.

Suprasarcina generatorului

Astfel de moduri creează încălzire excesivă a înfășurărilor cu distrugerea ulterioară a izolației. Acestea apar atunci când curenții care trec prin înfășurări sunt depășiți din cauza:

1. selectarea necorespunzătoare a capacității condensatorului;
2. conectarea consumatorilor de mare putere.

În primul caz, este necesar să se monitorizeze cu atenție regimul termic în timpul mersului în gol. Cu încălzire excesivă, este necesar să reglați capacitatea condensatoarelor.

Caracteristici de conectare a consumatorilor

Puterea totală a unui generator trifazat constă din trei părți generate în fiecare fază, ceea ce reprezintă 1/3 din total. Curentul care trece printr-o înfășurare nu trebuie să depășească valoarea nominală. Acest lucru trebuie luat în considerare atunci când conectați consumatorii, distribuiți-i uniform pe faze.

Când un generator de casă este proiectat să funcționeze în două faze, atunci nu poate genera în siguranță energie electrică mai mult de 2/3 din valoarea totală, iar dacă este implicată o singură fază, atunci doar 1/3.

Controlul frecventei

Frecvențametrul vă permite să monitorizați acest indicator. Când nu a fost instalat în proiectarea unui generator de casă, puteți utiliza metoda indirectă: la ralanti, tensiunea de ieșire depășește valoarea nominală 380/220 cu 4 ÷ 6% la o frecvență de 50 Hz.

Una dintre opțiunile pentru realizarea unui generator de casă dintr-un motor asincron și capacitățile sale sunt prezentate în videoclipul lor de către proprietarii canalului Maria cu Alexander Kostenko.

Produse

(13 voturi, medie: 4,5 din 5)

S-a luat ca bază un motor industrial cu inducție AC cu o putere de 1,5 kW și o turație a arborelui de 960 rpm. În sine, un astfel de motor nu poate funcționa inițial ca generator. Are nevoie de rafinament, și anume de înlocuirea sau rafinamentul rotorului.
Plăcuța de identificare a motorului:

Motorul este bun pentru ca are etansari peste tot unde este nevoie, mai ales la rulmenti. Acest lucru crește semnificativ intervalul dintre întreținerea periodică, deoarece praful și murdăria nu pot ajunge nicăieri și nu pot pătrunde.
Lamele acestui motor electric pot fi plasate pe ambele părți, ceea ce este foarte convenabil.

Modificarea unui motor asincron într-un generator

Scoateți capacele, scoateți rotorul.
Înfășurările statorului rămân native, motorul nu este rebobinat, totul rămâne așa cum este, fără modificări.

Rotorul a fost finalizat la comandă. S-a decis să nu fie integral metal, ci prefabricat.

Adică, rotorul nativ este măcinat până la o anumită dimensiune.
O cupă de oțel este prelucrată și presată pe rotor. Grosimea scanării în cazul meu este de 5 mm.

Marcarea locurilor pentru lipirea magneților a fost una dintre cele mai dificile operațiuni. Ca urmare, prin încercare și eroare, s-a decis să tipăriți șablonul pe hârtie, să decupați cercuri în el pentru magneți de neodim - sunt rotunzi. Și lipiți magneții conform modelului de pe rotor.
Problema principală a apărut în tăierea mai multor cercuri în hârtie.
Toate dimensiunile sunt selectate pur individual pentru fiecare motor. Este imposibil să se ofere dimensiuni generale pentru amplasarea magneților.

Magneții de neodim sunt lipiți cu super-clei.

O plasă a fost făcută din fir de nailon pentru întărire.

Apoi totul este înfășurat cu bandă adezivă, de jos se face un cofraj sigilat, sigilat cu plastilină, iar de sus se face o pâlnie din aceeași bandă adezivă. Toate umplute cu epoxid.

Rășina curge încet de sus în jos.

Odată ce epoxidul s-a întărit, îndepărtați banda.

Acum totul este gata pentru asamblarea generatorului.

Introducem rotorul în stator. Acest lucru ar trebui făcut cu mare atenție, deoarece magneții de neodim au o putere extraordinară, iar rotorul zboară literalmente în stator.

Colectăm, închidem capacele.

Magneții nu se lipesc. Aproape că nu se lipește, se învârte relativ ușor.
Verificarea muncii. Rotim generatorul dintr-un burghiu, cu o viteza de rotatie de 1300 rpm.
Motorul este conectat cu o stea, generatoarele de acest tip nu pot fi conectate cu un triunghi, nu vor funcționa.
Tensiunea este eliminată pentru testare între faze.

Generatorul de motor cu inducție funcționează excelent. Vezi videoclipul pentru mai multe detalii.

Canalul autorului -

Pentru a asigura alimentarea neîntreruptă la domiciliu, se folosesc alternatoare, antrenate de motoare cu ardere internă diesel sau cu carburator. Dar din cursul ingineriei electrice se știe că orice motor electric este reversibil: este și capabil să genereze electricitate. Este posibil să faci un generator dintr-un motor asincron cu propriile mâini, dacă acesta și un motor cu ardere internă există deja? La urma urmei, atunci nu va fi necesară achiziționarea unei centrale electrice scumpe, dar va fi posibil să se descurce cu mijloace improvizate.

Construcția unui motor electric asincron

Un motor electric asincron include două părți principale: un stator fix și un rotor care se rotește în interiorul acestuia. Rotorul se rotește pe rulmenți fixați în părțile de capăt detașabile. Rotorul și statorul conțin înfășurări electrice ale căror spire sunt așezate în caneluri.

Înfășurarea statorului este conectată la o rețea de curent alternativ, monofazată sau trifazată. Partea metalică a statorului unde este așezat se numește circuit magnetic. Este realizat din plăci acoperite subțiri separate care le izolează unele de altele. Se elimină astfel apariția curenților turbionari, care fac imposibilă funcționarea motorului electric din cauza apariției unor pierderi excesive pentru încălzirea circuitului magnetic.

Concluziile din înfășurările tuturor celor trei faze se află într-o cutie specială pe carcasa motorului. Se numește barno, în el concluziile înfășurărilor sunt legate între ele. În funcție de tensiunea de alimentare și de datele tehnice ale motorului, ieșirile sunt combinate fie într-o stea, fie într-o deltă.

Înfășurarea rotorului oricărui motor electric asincron este similară cu o „cușcă de veveriță”, așa cum este numită. Este realizat sub forma unei serii de tije conductoare de aluminiu dispersate pe suprafața exterioară a rotorului. Capetele tijelor sunt închise, așa că un astfel de rotor se numește cușcă de veveriță.
Înfășurarea, la fel ca înfășurarea statorului, este situată în interiorul circuitului magnetic, tot din plăci metalice izolate.

Principiul de funcționare a unui motor electric asincron

Când tensiunea de alimentare este conectată la stator, curentul trece prin spirele înfășurării. Acesta creează un câmp magnetic în interior. Deoarece curentul este alternativ, câmpul se modifică în funcție de forma tensiunii de alimentare. Amplasarea înfășurărilor în spațiu se face în așa fel încât câmpul din interiorul acestuia să se dovedească a fi în rotație.
În înfășurarea rotorului, câmpul rotativ induce un EMF. Și deoarece spirele înfășurării sunt scurtcircuitate, atunci apare un curent în ele. Interacționează cu câmpul statorului, ceea ce duce la apariția de rotație a arborelui motorului.

Motorul electric se numește asincron deoarece câmpul statorului și rotorul se rotesc cu viteze diferite. Această diferență de viteză se numește alunecare (S).


Unde:
n este frecvența câmpului magnetic;
nr este viteza rotorului.
Pentru a regla viteza arborelui pe o gamă largă, motoarele electrice asincrone sunt realizate cu un rotor de fază. Înfășurările deplasate în spațiu sunt înfășurate pe un astfel de rotor, la fel ca pe stator. Capetele de la ele sunt scoase la inele, cu ajutorul unui aparat de perie, rezistențe sunt conectate la ele. Cu cât rezistența la conectarea la rotorul de fază este mai mare, cu atât viteza de rotație a acestuia va fi mai mică.

Generator asincron

Și ce se va întâmpla dacă rotorul unui motor electric asincron se rotește? Va fi capabil să genereze electricitate și cum să facă un generator dintr-un motor cu inducție?
Se dovedește că acest lucru este posibil. Pentru ca tensiunea să apară pe înfășurarea statorului, este inițial necesar să se creeze un câmp magnetic rotativ. Apare din cauza magnetizării reziduale a rotorului mașinii electrice. În viitor, când apare curentul de sarcină, puterea câmpului magnetic al rotorului atinge valoarea necesară și se stabilizează.
Pentru a facilita procesul de apariție a tensiunii la ieșire, se utilizează o bancă de condensatoare, care este conectată la statorul generatorului asincron în momentul pornirii (excitarea condensatorului).

Dar parametrul inerent unui motor electric asincron rămâne neschimbat: cantitatea de alunecare. Din această cauză, frecvența tensiunii de ieșire a generatorului asincron va fi mai mică decât viteza arborelui.
Apropo, arborele generatorului asincron trebuie rotit cu o astfel de viteză încât să se atingă viteza nominală de rotație a câmpului stator al motorului electric. Pentru a face acest lucru, trebuie să aflați viteza de rotație a arborelui de pe placa situată pe carcasă. Prin rotunjirea valorii acesteia la cel mai apropiat număr întreg, se obține viteza de rotație a rotorului motorului electric transformat în generator.

De exemplu, pentru un motor electric, a cărui placă este prezentată în fotografie, viteza de rotație a arborelui este de 950 rpm. Aceasta înseamnă că viteza de rotație a arborelui ar trebui să fie de 1000 rpm.

De ce este un generator asincron mai rău decât unul sincron?

Cât de bun va fi un generator de casă de la un motor cu inducție? Cum va diferi de un generator sincron?
Pentru a răspunde la aceste întrebări, amintim pe scurt principiul de funcționare al unui generator sincron. Un curent continuu este furnizat înfășurării rotorului prin inele colectoare, a căror valoare este reglabilă. Câmpul rotativ al rotorului creează un EMF în înfășurarea statorului. Pentru a obține tensiunea de generare necesară, sistemul de control automat al excitației va modifica curentul din rotor. Deoarece tensiunea la ieșirea generatorului este monitorizată prin automatizare, ca urmare a unui proces continuu de reglare, tensiunea rămâne întotdeauna neschimbată și nu depinde de mărimea curentului de sarcină.
Pentru pornirea și operarea generatoarelor sincrone, sunt utilizate surse de alimentare independente (baterii). Prin urmare, începerea funcționării sale nu depinde nici de aspectul curentului de sarcină la ieșire, nici de atingerea vitezei de rotație necesare. Doar frecvența tensiunii de ieșire depinde de viteza de rotație.
Dar chiar și atunci când se primește curentul de excitație de la tensiunea generatorului, toate cele de mai sus rămân adevărate.
Generatorul sincron are încă o caracteristică: este capabil să genereze nu numai putere activă, ci și reactivă. Acest lucru este foarte important atunci când alimentați motoare electrice, transformatoare și alte unități care îl consumă. Lipsa puterii reactive în rețea duce la o creștere a pierderilor de încălzire ale conductorilor, înfășurările mașinilor electrice, o scădere a tensiunii la consumatori în raport cu valoarea generată.
Pentru a excita generatorul asincron, se folosește magnetizarea reziduală a rotorului său, care în sine este o valoare aleatorie. Nu este posibil să se regleze parametrii care afectează valoarea tensiunii sale de ieșire în timpul funcționării.

În plus, un generator asincron nu generează, ci consumă putere reactivă. Este necesar ca el să creeze un curent de excitație în rotor. Gândiți-vă la excitarea condensatorului: prin conectarea unui banc de condensatori la pornire, se creează puterea reactivă necesară generatorului pentru a începe să funcționeze.
Ca urmare, tensiunea la ieșirea generatorului asincron nu este stabilă și variază în funcție de natura sarcinii. Atunci când la acesta sunt conectați un număr mare de consumatori de putere reactivă, înfășurarea statorului se poate supraîncălzi, ceea ce va afecta durata de viață a izolației sale.
Prin urmare, utilizarea unui generator asincron este limitată. Poate funcționa în condiții apropiate de cele „de seră”: fără suprasarcini, curenți de sarcină de aprindere, consumatori puternici de reactiv. Și, în același timp, receptoarele de putere conectate la acesta nu ar trebui să fie critice pentru schimbările în mărimea și frecvența tensiunii de alimentare.
Un loc ideal pentru a utiliza un generator asincron este în sistemele de energie alternativă alimentate cu apă sau energie eoliană. În aceste dispozitive, generatorul nu alimentează direct consumatorul, ci încarcă bateria. Deja, printr-un convertor DC-AC, sarcina este alimentată.
Prin urmare, dacă trebuie să asamblați o moară de vânt sau o mică centrală hidroelectrică, generatorul asincron este cea mai bună cale de ieșire. Principalul și singurul său avantaj funcționează aici - simplitatea designului. Absența inelelor pe rotor și pe aparatul cu perii duce la faptul că în timpul funcționării nu trebuie întreținut constant: curățați inelele, schimbați periile, îndepărtați praful de grafit de pe ele. Într-adevăr, pentru a realiza un generator eolian dintr-un motor asincron cu propriile mâini, arborele generatorului trebuie conectat direct la palele morii de vânt. Aceasta înseamnă că structura va fi la o altitudine mare. E greu să o scoți de acolo.

Generator magnetic

De ce trebuie creat un câmp magnetic cu un curent electric? La urma urmei, există surse puternice ale acestuia - magneți de neodim.
Pentru a transforma un motor cu inducție într-un generator, vor fi necesari magneți cilindrici de neodim, care vor fi instalați în locul conductoarelor standard ale înfășurării rotorului. Mai întâi trebuie să calculați numărul necesar de magneți. Pentru a face acest lucru, scoateți rotorul din motorul care este transformat într-un generator. Arată clar locurile unde este așezată înfășurarea „roții veveriței”. Dimensiunile (diametrul) magneților sunt alese astfel încât atunci când sunt instalați strict în centrul conductorilor înfășurării în scurtcircuit, aceștia să nu vină în contact cu magneții din rândul următor. Între rânduri ar trebui să existe un spațiu nu mai mic decât diametrul magnetului utilizat.
După ce au hotărât asupra diametrului, ei calculează câți magneți se vor potrivi pe lungimea conductorului de înfășurare de la o margine la cealaltă a rotorului. În același timp, între ele rămâne un spațiu de cel puțin unul până la doi milimetri. Înmulțind numărul de magneți dintr-un rând cu numărul de rânduri (conductoare de înfășurare a rotorului), se obține numărul necesar. Înălțimea magneților nu trebuie aleasă foarte mare.
Pentru a instala magneți pe rotorul unui motor electric asincron, acesta va trebui modificat: îndepărtați un strat de metal pe un strung până la o adâncime corespunzătoare înălțimii magnetului. În acest caz, rotorul trebuie să fie atent centrat în mașină, pentru a nu-și strica echilibrul. În caz contrar, va avea o deplasare în centrul de masă, ceea ce va duce la o bătaie în muncă.

Apoi treceți la instalarea magneților pe suprafața rotorului. Lipiciul este folosit pentru fixare. Orice magnet are doi poli, numiți în mod convențional nord și sud. Într-un rând, polii aflați departe de rotor trebuie să fie aceiași. Pentru a nu face o greșeală la instalare, magneții sunt mai întâi legați între ei într-o ghirlandă. Se vor interconecta într-un mod strict definit, deoarece sunt atrași unul de celălalt doar de poli opuși. Acum rămâne doar să marcați stâlpii cu același nume cu un marker.
În fiecare rând următor, stâlpul situat în exterior se schimbă. Adică, dacă ați așezat un rând de magneți cu un stâlp marcat cu un marker, situat în afara rotorului, atunci următorul este așezat cu magneți întoarse invers. etc.
După lipirea magneților, aceștia trebuie fixați cu epoxid.Pentru a face acest lucru, se face un șablon în jurul structurii rezultate din carton sau hârtie groasă, în care se toarnă rășina. Hârtia este înfășurată în jurul rotorului, înfășurată cu bandă sau bandă electrică. Una dintre părțile de capăt este acoperită cu plastilină sau, de asemenea, sigilată. Apoi rotorul este instalat vertical și rășina epoxidice este turnată în cavitatea dintre hârtie și metal. După ce se întărește, dispozitivele de fixare sunt îndepărtate.
Acum fixăm din nou rotorul în strung, îl centram și șlefuim suprafața umplută cu epoxi. Acest lucru nu este necesar din motive estetice, ci pentru a minimiza impactul posibilului dezechilibru din cauza pieselor suplimentare instalate pe rotor.
Slefuirea se face mai intai cu hartie abraziva cu granulatie grosiera. Este montat pe un bloc de lemn, care este apoi deplasat uniform de-a lungul unei suprafețe rotative. Apoi puteți aplica șmirghel cu granulație mai fină.

Acum rotorul finit poate fi introdus înapoi în stator și designul rezultat poate fi testat. Poate fi folosit cu succes de cei care doresc să realizeze, de exemplu, un generator eolian dintr-un motor asincron. Există un singur dezavantaj: costul magneților de neodim este foarte mare. Prin urmare, înainte de a începe să refaceți rotorul și să cheltuiți bani pe piese de schimb, ar trebui să calculați care opțiune este mai rentabilă: faceți un generator dintr-un motor asincron sau cumpărați unul gata făcut.