Generator iz kolektorskega AC motorja 220v. Generator iz el

Ta naloga zahteva številne manipulacije, ki jih mora spremljati jasno razumevanje načel in načinov delovanja takšne opreme.

Kaj je in kako deluje

Asinhroni električni motor je stroj, v katerem poteka pretvorba električne energije v mehansko in toplotno energijo. Tak prehod postane možen zaradi pojava elektromagnetne indukcije, ki se pojavi med navitji statorja in rotorja. Značilnost asinhronih motorjev je dejstvo, da je hitrost teh dveh ključnih elementov različna.

Konstrukcijske značilnosti tipičnega elektromotorja so vidne na ilustraciji. Tako stator kot rotor sta koaksialna okrogla objekta, izdelana z zlaganjem zadostnega števila posebnih jeklenih plošč. Statorske plošče imajo na notranji strani obroča utore in v kombinaciji tvorijo vzdolžne žlebove, v katere je navito navitje bakrene žice. Za rotor njegovo vlogo igrajo aluminijaste palice, vstavljene so tudi v utore jedra, vendar so na obeh straneh zaprte z zaklepnimi ploščami.

Ko napetost nanese na navitja statorja, nastane elektromagnetno polje in se začne na njih vrteti. Zaradi dejstva, da je hitrost rotorja očitno nižja, se med navitji inducira EMF in centralna gred se začne premikati. Nesinhronizem frekvenc ni povezan le s teoretičnimi osnovami procesa, temveč tudi z dejanskim trenjem nosilnih ležajev gredi, kar bo nekoliko upočasnilo glede na polje statorja.

Kaj je električni generator?

Generator je električni stroj, ki pretvarja mehansko in toplotno energijo v električno energijo. S tega vidika gre za napravo, ki je po principu delovanja in načinu delovanja neposredno nasprotna asinhronemu motorju. Poleg tega so najpogostejši tipi generatorjev energije indukcijski.

Kot se spomnimo iz zgoraj opisane teorije, je to mogoče le z razliko v obratih magnetnih polj statorja in rotorja. Iz tega sledi en logičen zaključek (upoštevajoč tudi načelo reverzibilnosti, omenjeno na začetku članka) - teoretično je mogoče izdelati generator iz asinhronega, poleg tega je to naloga, ki jo je mogoče samostojno rešiti s previjanjem.

Delovanje motorja v generatorskem načinu

Vsak asinhroni električni generator se uporablja kot nekakšen transformator, kjer se mehanska energija iz vrtenja gredi motorja pretvori v izmenični tok. To postane mogoče, ko njegova hitrost postane višja od sinhrone (približno 1500 vrt/min). Klasično shemo za predelavo in priključitev motorja v načinu električnega generatorja z generiranjem trifaznega toka je mogoče enostavno sestaviti z lastnimi rokami:

Za varčevanje pri računih za elektriko naši bralci priporočajo Električno varčevalno škatlo. Mesečna plačila bodo 30-50 % nižja, kot so bila pred uporabo varčevalnika. Odstrani reaktivno komponento iz omrežja, zaradi česar se obremenitev in posledično poraba toka zmanjšata. Električni aparati porabijo manj električne energije, kar zmanjša stroške njenega plačila.

Za dosego takšne začetne hitrosti je treba uporabiti precej velik navor (na primer s priključitvijo motorja z notranjim zgorevanjem v plinski generator ali rotorja v vetrnici). Takoj, ko hitrost vrtenja doseže sinhrono vrednost, začne delovati kondenzatorska banka, ki ustvarja kapacitivni tok. Zaradi tega se navitja statorja samovzbujajo in nastane električni tok (generacijski način).

Pomemben pogoj za stabilno delovanje takšnega električnega generatorja s frekvenco industrijskega omrežja 50 Hz je skladnost njegovih frekvenčnih značilnosti:

1. Hitrost njegovega vrtenja mora presegati asinhrono (frekvenco samega motorja) za odstotek zdrsa (od 2 do 10%);
2. Vrednost vrtljajev generatorja se mora ujemati s sinhrono hitrostjo.

Kako sami sestaviti asinhroni generator?

S pridobljenim znanjem, iznajdljivostjo in zmožnostjo dela z informacijami lahko z lastnimi rokami sestavite / predelate delujoč generator iz motorja. Če želite to narediti, morate izvesti natančne korake v naslednjem zaporedju:

1. Izračunana je realna (asinhrona) hitrost motorja, ki naj bi se uporabljal kot električni generator. Tahograf se lahko uporablja za določanje vrtljajev na priključeni enoti;
2. Določena je sinhrona frekvenca motorja, ki bo asinhrona tudi za generator. Pri tem se upošteva količina zdrsa (2-10%). Recimo, da so meritve pokazale hitrost vrtenja 1450 vrt/min. Zahtevana frekvenca delovanja generatorja bo:

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

1. Izbira kondenzatorja zahtevane zmogljivosti (uporabljajo se standardne primerjalne tabele).

Temu lahko končate, vendar če je potrebna enofazna napetost 220 V, bo način delovanja takšne naprave zahteval uvedbo padajočega transformatorja v prej dano vezje.

Vrste generatorjev na osnovi motorjev

Nakup že pripravljenega električnega agregata za polni delovni čas nikakor ni poceni užitek in ga praktično večino naših sodržavljanov skorajda skorajda ne dosega. Domači generator lahko služi kot odlična alternativa, sestaviti ga je mogoče z zadostnim znanjem s področja elektrotehnike in vodovoda. Sestavljena naprava se lahko uspešno uporablja kot:

1. Električni generator z lastnim napajanjem. Uporabnik lahko pridobi napravo za proizvodnjo električne energije z daljšim obdobjem delovanja zaradi samonapajanja;
2. Vetrni generator. Vetrna turbina se uporablja kot pogonska naprava, potrebna za zagon motorja, ki se vrti pod vplivom vetra;
3. Generator na neodim magnetih;
4. trifazni bencinski generator;
5. Enofazni generator nizke moči na motorje električnih naprav itd.

Pretvorba standardnega motorja v delujočo generatorsko napravo, ki jo naredite sami, je vznemirljiva in očitno varčna dejavnost. Na ta način lahko predelate običajno vetrnico tako, da jo povežete z motorjem za avtonomno proizvodnjo električne energije.

V prizadevanju, da bi dobili avtonomne vire električne energije, so strokovnjaki našli način za pretvorbo trifaznega asinhronega motorja izmeničnega toka v generator z lastnimi rokami. Ta metoda ima številne prednosti in nekatere slabosti.

Videz asinhronega elektromotorja

Razdelek prikazuje glavne elemente:

1. ohišje iz litega železa z rebri radiatorja za učinkovito hlajenje;
2. primer rotorja z veverico s premičnimi linijami magnetnega polja glede na njegovo os;
3. stikalna kontaktna skupina v škatli (bor), za preklapljanje statorskih navitij v tokokrog zvezda ali trikot in povezovanje napajalnih žic;
4. gosti snopi bakrenih žic statorskega navitja;
5. jeklena gred rotorja z utorom za pritrditev jermenice s klinastim ključem.

Podrobna demontaža asinhronega elektromotorja z vsemi podrobnostmi je prikazana na spodnji sliki.

Podrobna demontaža indukcijskega motorja

Prednosti generatorjev, pretvorjenih iz asinhronih motorjev:

1. enostavnost montaže vezja, možnost nerazstavljanja elektromotorja, ne previjanja navitij;
2. možnost vrtenja generatorja električnega toka z vetrno ali hidroturbino;
3. Asinhroni motorni generator se pogosto uporablja v sistemih motor-generator za pretvorbo enofaznega omrežja 220V AC v trifazno omrežje z napetostjo 380V.
4. možnost uporabe generatorja, ki ga na terenu vrti iz motorjev z notranjim zgorevanjem.

Kot slabost je mogoče omeniti zapletenost izračuna kapacitivnosti kondenzatorjev, povezanih z navitji; pravzaprav se to naredi eksperimentalno.

Zato je težko doseči največjo moč takšnega generatorja, težave so pri napajanju električnih inštalacij, ki imajo velik zagonski tok, na krožnih žagah s trifaznimi AC motorji, betonskih mešalnikih in drugih električnih inštalacijah.

Načelo delovanja generatorja

Delovanje takšnega generatorja temelji na principu reverzibilnosti: "vsaka električna inštalacija, ki pretvarja električno energijo v mehansko, lahko obrne proces." Uporabljen je princip delovanja generatorjev, vrtenje rotorja povzroči EMF in pojav električnega toka v navitjih statorja.

Na podlagi te teorije je očitno, da se lahko asinhroni elektromotor pretvori v električni generator. Za zavestno izvedbo obnove je treba razumeti, kako poteka proces generiranja in kaj je za to potrebno. Vsi motorji, ki jih poganja izmenični tok, veljajo za asinhrone. Statorsko polje se premika nekoliko pred magnetnim poljem rotorja in ga vleče v smeri vrtenja.

Da bi dobili obratni proces, generiranje, mora biti rotorsko polje pred gibanjem magnetnega polja statorja, v idealnem primeru pa se vrteti v nasprotni smeri. To dosežemo z vključitvijo velikega kondenzatorja v napajalno omrežje; skupine kondenzatorjev se uporabljajo za povečanje kapacitivnosti. Kondenzatorska banka se polni z akumulacijo magnetne energije (element reaktivne komponente izmeničnega toka). Naboj kondenzatorja je v fazi, nasprotni trenutnemu viru elektromotorja, zato se vrtenje rotorja začne upočasniti, navitje statorja ustvarja tok.

preobrazba

Kako z lastnimi rokami praktično pretvoriti asinhroni elektromotor v generator?

Za priključitev kondenzatorjev je potrebno odviti zgornji pokrov bora (škatle), kjer se nahaja kontaktna skupina, priključeni so preklopni kontakti statorskih navitij in napajalni kabli asinhronega motorja.

Odpri bor s kontaktno skupino

Navitja statorja so lahko povezana v vezje "Star" ali "Delta".

Povezovalne sheme "Zvezda" in "Trikotnik"

Imenska ploščica ali podatkovni list izdelka prikazuje možne priključne diagrame in parametre motorja za različne povezave. Navedeno je:

• največji tokovi;
• napajalna napetost;
• poraba energije;
• število vrtljajev na minuto;
• učinkovitost in druge parametre.

Parametri motorja, ki so navedeni na imenski tablici

V trifaznem generatorju, ki ga naredite sami, iz asinhronega elektromotorja, so kondenzatorji povezani na podoben način s "trikotnik" ali "zvezdo".

Možnost vklopa z "Zvezdo" zagotavlja zagonski proces generiranja toka pri nižjih hitrostih kot ko je vezje priključeno na "Trikotnik". V tem primeru bo napetost na izhodu generatorja nekoliko nižja. Delta povezava zagotavlja rahlo povečanje izhodne napetosti, vendar zahteva višje vrtljaje za zagon generatorja. V enofaznem asinhronem elektromotorju je priključen en fazni kondenzator.

Priključni diagram kondenzatorjev na generatorju v "trikotniku"

Uporabljajo se kondenzatorji modela KBG-MN ali pa druge znamke nepolarnih, bipolarnih elektrolitskih modelov vsaj 400 V v tem primeru niso primerne.

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

Kako izgleda brezpolni kondenzator znamke KBG-MN

Izračun kapacitivnosti kondenzatorja za uporabljeni motor

Nazivna izhodna moč generatorja, v kW	Ocenjena kapacitivnost v, uF
2	60
3,5	100
5	138
7	182
10	245
15	342

V sinhronih generatorjih se vzbujanje procesa generiranja pojavi na navitjih armature iz tokovnega vira. 90% asinhronih motorjev ima rotorje z veverico, brez navitja, vzbujanje nastane zaradi preostalega statičnega naboja v rotorju. Dovolj je, da na začetni stopnji vrtenja ustvarite EMF, ki inducira tok in ponovno napolni kondenzatorje skozi navitja statorja. Nadaljnje polnjenje že prihaja iz ustvarjenega toka, proces generiranja bo neprekinjen, medtem ko se rotor vrti.

Priporočljivo je, da se avtomatski priključek obremenitve na generator, vtičnice in kondenzatorje namesti v ločeno zaprto ploščo. Povezovalne žice od generatorja bora na ščit položite v ločen izoliran kabel.

Tudi ko generator ne deluje, se je treba izogibati dotikanju sponk kondenzatorjev kontaktov vtičnice. Naboj, ki ga nabere kondenzator, ostane dolgo časa in lahko povzroči električni udar. Ozemljite ohišja vseh enot, motorja, generatorja, nadzorne plošče.

Vgradnja sistema motor-generator

Pri nameščanju generatorja z motorjem z lastnimi rokami je treba upoštevati, da je navedeno število nazivnih vrtljajev uporabljenega asinhronega elektromotorja v prostem teku večje.

Shema motor-generatorja na jermenskem pogonu

Pri motorju 900 vrt/min v prostem teku bo 1230 vrt/min, da bi dobili dovolj moči na izhodu generatorja, pretvorjenega iz tega motorja, je potrebno število vrtljajev 10% več kot v prostem teku:

1230 + 10 % = 1353 vrt./min.

Jermenski pogon se izračuna po formuli:

Vg = Vm x Dm\Dg

Vg - zahtevana hitrost vrtenja generatorja 1353 vrt / min;

Vm - hitrost vrtenja motorja 1200 vrt / min;

Dm - premer jermenice na motorju 15 cm;

Dg je premer jermenice na generatorju.

Če imamo motor pri 1200 vrt./min, kjer je jermenica Ø 15 cm, ostane izračunati samo Dg - premer jermenice na generatorju.

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

Generator na neodim magnetih

Kako narediti generator iz asinhronega elektromotorja?

Ta domači generator odpravlja uporabo kondenzatorskih enot. Vir magnetnega polja, ki inducira EMF in ustvarja tok v navitju statorja, je zgrajen na trajnih neodimskih magnetih. Če želite to narediti z lastnimi rokami, morate zaporedoma izvesti naslednje korake:

• Odstranite sprednji in zadnji pokrov indukcijskega motorja.
• Odstranite rotor iz statorja.

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=" (največja širina: 600px) 100vw, 600px">

Kako izgleda rotor indukcijskega motorja?

• Rotor je obdelan, zgornja plast je odstranjena za 2 mm več od debeline magnetov. Doma ni vedno mogoče narediti rotorja dolgočasnega z lastnimi rokami, če ni opreme za struženje in spretnosti. Obrniti se morate na strokovnjake v stružnih delavnicah.
• Na list navadnega papirja pripravimo šablono za postavitev okroglih magnetov, Ø 10-20 mm, debeline do 10 mm, s privlačno silo 5-9 kg, na kvadratni cm / cm, velikost je odvisna od velikosti rotorja . Šablona je prilepljena na površino rotorja, magneti so nameščeni v trakovih pod kotom 15 - 20 stopinj glede na os rotorja, 8 kosov na trak. Na spodnji sliki je razvidno, da so na nekaterih rotorjih temno svetle črte premikanja črt magnetnega polja glede na njegovo os.

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">

Namestitev magnetov na rotor

• Rotor na magnetih je izračunan tako, da dobimo štiri skupine trakov, v skupini 5 trakov je razdalja med skupinama 2Ø magneta. Vrzeli v skupini so 0,5-1Ø magneta, ta razporeditev zmanjša silo lepljenja rotorja na stator, obrniti ga je treba s prizadevanji dveh prstov;
• Rotor na magnetih, izdelan po izračunani šabloni, je napolnjen z epoksidno smolo. Ko se malo posuši, je cilindrični del rotorja prekrit s plastjo steklenih vlaken in ponovno impregniran z epoksidom. To bo preprečilo, da bi magneti izleteli, ko se rotor vrti. Zgornja plast na magnetih ne sme presegati prvotnega premera rotorja, ki je bil pred utorom. V nasprotnem primeru rotor ne bo padel na svoje mesto ali pa se bo med vrtenjem drgnil ob navitje statorja.
• Po sušenju lahko rotor zamenjate in zaprete pokrove;
• Potrebno je preizkusiti električni generator - zavrtite rotor z električnim vrtalnikom in izmerite napetost na izhodu. Število vrtljajev, ko je dosežena želena napetost, se meri s tahometrom.
• Ob poznavanju zahtevanega števila vrtljajev generatorja se jermenski pogon izračuna po zgoraj opisani metodi.

Zanimiva je uporaba, ko se električni generator, ki temelji na asinhronem elektromotorju, uporablja v vezju elektromotor-generator s samonapajanjem. Ko se del energije, ki jo ustvari generator, dovaja elektromotorju, ki ga vrti. Preostala energija se porabi za tovor. Z izvajanjem načela samo-hranjenja je praktično mogoče hiši dolgo časa zagotoviti avtonomno napajanje.

Video. G generator iz asinhronega motorja.

Za širok spekter porabnikov električne energije ni smiselno kupiti močne dizelske elektrarne, kot je TEKSAN TJ 303 DW5C z izhodno močjo 303 kVA ali 242 kW. Bencinski generatorji z nizko močjo so dragi, najboljša možnost je izdelava vetrnih generatorjev z lastnimi rokami ali samonapajajočo napravo motor-generator.

S temi informacijami lahko sestavite generator z lastnimi rokami, na trajnih magnetih ali kondenzatorjih. Takšna oprema je zelo uporabna v podeželskih hišah, na terenu, kot vir energije v sili, ko v industrijskih omrežjih ni napetosti. Polnopravna hiša s klimatskimi napravami, električnimi pečmi in ogrevalnimi kotli ne bodo potegnili močnega motorja krožne žage. Začasno oskrbite z električno energijo nujne gospodinjske aparate, razsvetljavo, hladilnik, TV in druge, ki ne zahtevajo velikih zmogljivosti.

Za potrebe gradnje zasebne stanovanjske stavbe ali poletne hiše bo domači mojster morda potreboval avtonomni vir električne energije, ki ga je mogoče kupiti v trgovini ali sestaviti z lastnimi rokami iz razpoložljivih delov.

Domači generator lahko deluje na energijo bencina, plina ali dizelskega goriva. Da bi to naredili, ga je treba povezati z motorjem prek sklopke, ki blaži udarce, ki zagotavlja nemoteno vrtenje rotorja.

Če lokalne okoljske razmere dopuščajo na primer pogoste vetrove ali je v bližini vir tekoče vode, lahko ustvarite vetrno ali hidravlično turbino in jo povežete z asinhronim trifaznim motorjem za proizvodnjo električne energije.

Zaradi takšne naprave boste imeli stalno delujoč alternativni vir električne energije. Zmanjšala bo porabo energije iz javnih omrežij in omogočila prihranke pri njenem plačilu.

V nekaterih primerih je dovoljeno uporabiti enofazno napetost za vrtenje elektromotorja in prenos navora na domači generator za ustvarjanje lastnega trifaznega simetričnega omrežja.

Kako izbrati asinhroni motor za generator po zasnovi in ​​značilnostih

Tehnološke značilnosti

Osnova domačega generatorja je trifazni asinhroni elektromotor z:

• faza;
• ali rotor z veverico.

Statorska naprava

Magnetna vezja statorja in rotorja so izdelana iz izoliranih plošč iz električnega jekla, v katerih so narejeni utori za namestitev žic navitja.

Tri posamezna navitja statorja je mogoče tovarniško ožičiti na naslednji način:

• zvezde;
• ali trikotnik.

Njihovi zaključki so povezani znotraj priključne omarice in povezani s skakalci. Tukaj je nameščen tudi napajalni kabel.

V nekaterih primerih je mogoče žice in kable povezati na druge načine.

Simetrične napetosti se dovajajo na vsako fazo indukcijskega motorja, zamaknjene v kotu za tretjino kroga. V navitjih tvorijo tokove.

Te količine so priročno izražene v vektorski obliki.

Oblikovne značilnosti rotorjev

Motorji z navitim rotorjem

Opremljeni so z navitjem, izdelanim po modelu statorja, vodniki vsakega pa so povezani z drsnimi obroči, ki preko tlačnih ščetk zagotavljajo električni stik z zagonskim in nastavitvenim krogom.

Ta zasnova je precej težka za izdelavo, draga po ceni. Zahteva redno spremljanje dela in usposobljeno vzdrževanje. Iz teh razlogov ga ni smiselno uporabljati v tej zasnovi za domači generator.

Če pa obstaja podoben motor in nima druge uporabe, se lahko sklepi vsakega navitja (tisti konci, ki so povezani z obroči) med seboj skrajšajo. Na ta način se bo fazni rotor spremenil v kratkostični. Lahko se poveže po kateri koli shemi, ki je obravnavana spodaj.

Motorji z veverico

Aluminij se vlije v utore magnetnega vezja rotorja. Navitje je izdelano v obliki vrtljive veveričje kletke (za katero je dobil tako dodatno ime) s kratkostičnimi skakalnimi obroči na koncih.

To je najpreprostejši motorni krog, ki je brez gibljivih kontaktov. Zaradi tega dlje časa deluje brez posredovanja električarjev, zanj je značilna povečana zanesljivost. Priporočljivo je, da ga uporabite za izdelavo domačega generatorja.

Oznake na ohišju motorja

Da bi domači generator deloval zanesljivo, morate biti pozorni na:

• , ki označuje kakovost zaščite telesa pred učinki zunanjega okolja;
• poraba energije;
• hitrost;
• shema povezave navitja;
• dovoljeni tokovi obremenitve;
• Učinkovitost in kosinus φ.

Načelo delovanja asinhronega motorja kot generatorja

Njegova izvedba temelji na metodi reverzibilnosti električnih strojev. Če je motor izključen iz omrežne napetosti, se rotor prisili, da se vrti z izračunano hitrostjo, potem bo EMF induciran v navitju statorja zaradi prisotnosti preostale energije magnetnega polja.

Ostaja le, da na navitja povežemo kondenzatorsko banko ustreznega razreda in skozi njih bo tekel kapacitivni vodilni tok, ki ima značaj magnetizirajočega.

Da se generator sam vzbudi in se na navitjih oblikuje simetričen sistem trifaznih napetosti, je treba izbrati kapacitivnost kondenzatorjev, ki je večja od določene, kritične vrednosti. Poleg svoje vrednosti zasnova motorja seveda vpliva na izhodno moč.

Za normalno proizvodnjo trifazne energije s frekvenco 50 Hz je potrebno vzdrževati hitrost rotorja, ki presega asinhrono komponento za količino zdrsa S, ki leži znotraj S=2÷10%. Ohraniti ga je treba na sinhroni frekvenci.

Odstopanje sinusoida od standardne vrednosti frekvence bo negativno vplivalo na delovanje opreme z elektromotorji: žagami, skobeljniki, različnimi strojnimi orodji in transformatorji. To praktično ne vpliva na uporovne obremenitve z grelnimi elementi in žarnicami z žarilno nitko.

Diagrami ožičenja

V praksi se uporabljajo vse običajne metode povezovanja statorskih navitij asinhronega motorja. Izbira enega od njih ustvarja različne pogoje za delovanje opreme in ustvarja napetost določenih vrednosti.

Zvezdne sheme

Priljubljena možnost za povezovanje kondenzatorjev

Priključni diagram asinhronega motorja z navitji, povezanimi z zvezdo, za delovanje kot trifazni omrežni generator ima standardno obliko.

Shema asinhronega generatorja s priključitvijo kondenzatorjev na dva navitja

Ta možnost je precej priljubljena. Omogoča vam napajanje treh skupin porabnikov iz dveh navitij:

• dve napetosti 220 voltov;
• ena - 380.

Delovni in zagonski kondenzator sta povezana z vezjem z ločenimi stikali.

Na podlagi istega vezja lahko ustvarite domači generator s kondenzatorji, priključenimi na eno navitje indukcijskega motorja.

diagram trikotnika

Pri sestavljanju navitij statorja v skladu z zvezdastim vezjem bo generator proizvedel trifazno napetost 380 voltov. Če jih preklopite v trikotnik, potem - 220.

Tri sheme, prikazane zgoraj na slikah, so osnovne, vendar ne edine. Na podlagi njih je mogoče ustvariti druge načine povezave.

Kako izračunati značilnosti generatorja glede na moč motorja in kapacitivnost kondenzatorja

Za ustvarjanje normalnih delovnih pogojev za električni stroj je treba upoštevati enakost njegove nazivne napetosti in moči v načinih generatorja in elektromotorja.

V ta namen je kapacitivnost kondenzatorjev izbrana ob upoštevanju jalove moči Q, ki jo ustvarijo pri različnih obremenitvah. Njegova vrednost se izračuna z izrazom:

Q=2π∙f∙C∙U 2

Iz te formule, če poznate moč motorja, lahko za zagotovitev polne obremenitve izračunate zmogljivost kondenzatorske banke:

C \u003d Q / 2π ∙ f ∙ U 2

Vendar je treba upoštevati način delovanja generatorja. V prostem teku bodo kondenzatorji po nepotrebnem obremenili navitja in jih segreli. To vodi do velikih izgub energije, pregrevanja strukture.

Da bi odpravili ta pojav, so kondenzatorji povezani v korakih, pri čemer se njihovo število določi glede na uporabljeno obremenitev. Za poenostavitev izbire kondenzatorjev za zagon asinhronega motorja v generatorskem načinu je bila ustvarjena posebna tabela.

Moč generatorja (kVA)	Način polne obremenitve				Način mirovanja
	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

Začetni kondenzatorji serije K78-17 in podobno z delovno napetostjo 400 voltov ali več so zelo primerni za uporabo kot del kapacitivne baterije. Povsem sprejemljivo jih je zamenjati s kovinsko-papirnimi analogi z ustreznimi apoeni. Povezati jih bo treba vzporedno.

Za delo v vezjih asinhronega domačega generatorja ni vredno uporabljati modelov elektrolitskih kondenzatorjev. Zasnovani so za enosmerna vezja in pri prehodu sinusoide, ki se spremeni v smer, hitro odpovejo.

Za te namene obstaja posebna shema za njihovo povezavo, ko je vsak polovični val usmerjen z diodami na njegov sklop. Je pa precej zapleteno.

Oblikovanje

Avtonomna naprava elektrarne mora v celoti zagotavljati obratovalno opremo in jo izvajati en sam modul, vključno z zgibno električno ploščo z napravami:

• meritve - z voltmetrom do 500 voltov in frekvenčnim merilnikom;
• stikalne obremenitve - tri stikala (eno splošno napaja napetost od generatorja do potrošniškega tokokroga, druga dva pa povezujeta kondenzatorje);
• zaščita - odpravljanje posledic kratkih stikov ali preobremenitev in), varčevanje delavcev pred razpadom izolacije in vstopom faznega potenciala v ohišje.

Glavna redundanca moči

Pri ustvarjanju domačega generatorja je treba zagotoviti njegovo združljivost z ozemljitvenim vezjem delovne opreme, za samostojno delovanje pa mora biti nanj varno priključen.

Če je elektrarna ustvarjena za rezervno napajanje naprav, ki delujejo iz državnega omrežja, jo je treba uporabiti, ko je napetost iz omrežja izklopljena, in ko se obnovi, jo je treba ustaviti. V ta namen je dovolj, da namestite stikalo, ki krmili vse faze hkrati, ali priključite zapleten avtomatski sistem za vklop rezervnega napajanja.

Izbira napetosti

380-voltno vezje ima povečano tveganje za poškodbe ljudi. Uporablja se v skrajnih primerih, ko s fazno vrednostjo 220 ni mogoče priti.

Preobremenitev generatorja

Takšni načini ustvarjajo prekomerno segrevanje navitij s kasnejšim uničenjem izolacije. Pojavijo se, ko so tokovi, ki potekajo skozi navitja, preseženi zaradi:

1. nepravilna izbira kapacitivnosti kondenzatorja;
2. priključitev porabnikov velike moči.

V prvem primeru je potrebno skrbno spremljati toplotni režim v prostem teku. Pri prekomernem segrevanju je potrebno prilagoditi kapacitivnost kondenzatorjev.

Značilnosti povezovanja porabnikov

Skupna moč trifaznega generatorja je sestavljena iz treh delov, ki nastanejo v vsaki fazi, kar je 1/3 celotne. Tok, ki teče skozi eno navitje, ne sme presegati nazivne vrednosti. To je treba upoštevati pri povezovanju porabnikov, jih enakomerno porazdeliti po fazah.

Ko je domači generator zasnovan za delovanje na dveh fazah, ne more varno proizvajati električne energije več kot 2/3 celotne vrednosti, in če je vključena samo ena faza, potem le 1/3.

Frekvenčni nadzor

Merilnik frekvence vam omogoča spremljanje tega indikatorja. Če ni bil nameščen v zasnovi domačega generatorja, lahko uporabite posredno metodo: v prostem teku izhodna napetost presega nominalno vrednost 380/220 za 4 ÷ 6% pri frekvenci 50 Hz.

Eno od možnosti za izdelavo domačega generatorja iz asinhronega motorja in njegove zmogljivosti v svojem videu prikazujejo lastniki kanala Maria z Aleksandrom Kostenkom.

Izdelki

(13 glasov, povprečje: 4,5 od 5)

Za osnovo je bil vzet industrijski AC indukcijski motor z močjo 1,5 kW in hitrostjo gredi 960 vrt/min. Sam po sebi tak motor sprva ne more delovati kot generator. Potrebuje dodelavo, in sicer zamenjavo ali izpopolnitev rotorja.
Identifikacijska ploščica motorja:

Motor je dober, ker ima tesnila povsod, kjer je treba, predvsem za ležaje. To bistveno poveča interval med rednim vzdrževanjem, saj prah in umazanija ne moreta priti nikamor in ne moreta prodreti.
Lame tega elektromotorja lahko postavite na obe strani, kar je zelo priročno.

Preoblikovanje asinhronega motorja v generator

Odstranite pokrove, odstranite rotor.
Navitja statorja ostanejo domača, motor se ne navije, vse ostane tako, kot je, brez sprememb.

Rotor je bil izdelan po naročilu. Odločeno je bilo, da ne bo kovinsko, ampak montažno.

To pomeni, da se domači rotor zmleti na določeno velikost.
Jeklena skodelica je obdelana in pritisnjena na rotor. Debelina skeniranja v mojem primeru je 5 mm.

Označevanje mest za lepljenje magnetov je bila ena najtežjih operacij. Kot rezultat, je bilo s poskusi in napakami odločeno, da predlogo natisnemo na papir, v njej izrežemo kroge za neodim magnete - okrogli so. In zlepite magnete po vzorcu na rotorju.
Glavna težava je nastala pri izrezovanju več krogov iz papirja.
Vse velikosti so izbrane čisto individualno za vsak motor. Nemogoče je podati splošne dimenzije za namestitev magnetov.

Neodim magneti so lepljeni s super lepilom.

Za ojačitev je bila izdelana mreža iz najlonske niti.

Nato se vse zavije z lepilnim trakom, od spodaj se naredi nepredušni opaž, zatesnjen s plastelinom, od zgoraj pa je lijak za polnjenje iz istega lepilnega traku. Vse napolnjeno z epoksidom.

Smola počasi teče od zgoraj navzdol.

Ko se epoksid strdi, odstranite trak.

Zdaj je vse pripravljeno za sestavljanje generatorja.

Rotor zapeljemo v stator. To je treba storiti zelo previdno, saj imajo neodim magneti izjemno moč in rotor dobesedno leti v stator.

Zberemo, zapremo pokrove.

Magneti se ne lepijo. Oprijema skorajda ni, vrti se razmeroma enostavno.
Preverjanje dela. Generator vrtimo iz vrtalnika, s hitrostjo vrtenja 1300 vrt/min.
Motor je povezan z zvezdo, generatorjev te vrste ni mogoče povezati s trikotnikom, ne bodo delovali.
Napetost se odstrani za testiranje med fazami.

Indukcijski motorni generator deluje odlično. Za več podrobnosti si oglejte videoposnetek.

Avtorski kanal -

Za zagotavljanje nemotenega napajanja doma se uporabljajo generatorji izmeničnega toka, ki jih poganjajo dizelski ali uplinjačni motorji z notranjim zgorevanjem. Toda iz tečaja elektrotehnike je znano, da je vsak elektromotor reverzibilen: sposoben je tudi proizvajati električno energijo. Ali je mogoče izdelati generator iz asinhronega motorja z lastnimi rokami, če že obstajata in motor z notranjim zgorevanjem? Konec koncev, potem ne bo treba kupiti drage elektrarne, ampak se bo mogoče znebiti z improviziranimi sredstvi.

Konstrukcija asinhronega elektromotorja

Asinhroni elektromotor vključuje dva glavna dela: fiksni stator in rotor, ki se vrti v njem. Rotor se vrti na ležajih, pritrjenih v odstranljive končne dele. Rotor in stator vsebujeta električna navitja, katerih zavoji so položeni v utore.

Navitje statorja je priključeno na omrežje izmeničnega toka, enofazno ali trifazno. Kovinski del statorja, kjer je položen, se imenuje magnetno vezje. Narejen je iz ločenih tanko prevlečenih plošč, ki jih izolirajo drug od drugega. S tem se odpravi pojav vrtinčnih tokov, ki onemogočajo delovanje elektromotorja zaradi nastanka prevelikih izgub za ogrevanje magnetnega vezja.

Zaključki iz navitij vseh treh faz se nahajajo v posebni škatli na ohišju motorja. Imenuje se barno, v njem so zaključki navitij med seboj povezani. Glede na napajalno napetost in tehnične podatke motorja so izhodi združeni v zvezdo ali trikot.

Navitje rotorja katerega koli asinhronega elektromotorja je podobno "kletki veverice", kot se imenuje. Izdelana je v obliki serije prevodnih aluminijastih palic, razpršenih po zunanji površini rotorja. Konci palic so zaprti, zato se tak rotor imenuje veveričja kletka.
Navitje, tako kot navitje statorja, se nahaja znotraj magnetnega vezja, prav tako iz izoliranih kovinskih plošč.

Načelo delovanja asinhronega elektromotorja

Ko je napajalna napetost priključena na stator, tok teče skozi zavoje navitja. V notranjosti ustvarja magnetno polje. Ker je tok izmeničen, se polje spreminja v skladu z obliko napajalne napetosti. Lokacija navitij v prostoru je narejena tako, da se izkaže, da se polje v njem vrti.
V navitju rotorja vrtljivo polje inducira EMF. In ker so zavoji navitja v kratkem stiku, se v njih pojavi tok. Vzajemno deluje s poljem statorja, kar vodi do pojava vrtenja gredi motorja.

Elektromotor se imenuje asinhroni, ker se statorsko polje in rotor vrtita z različnimi hitrostmi. Ta razlika v hitrosti se imenuje zdrs (S).


kje:
n je frekvenca magnetnega polja;
nr je hitrost rotorja.
Za uravnavanje hitrosti gredi v širokem območju so asinhroni elektromotorji izdelani s faznim rotorjem. Na tak rotor so navita navitja, premaknjena v prostoru, enako kot na statorju. Konci iz njih so pripeljani na obroče, s pomočjo čopiča so nanje povezani upori. Večji kot je upor za povezavo s faznim rotorjem, nižja bo hitrost njegovega vrtenja.

Asinhroni generator

In kaj se bo zgodilo, če se rotor asinhronega elektromotorja vrti? Ali bo sposoben proizvajati električno energijo in kako narediti generator iz indukcijskega motorja?
Izkazalo se je, da je to mogoče. Da bi se napetost pojavila na navitju statorja, je sprva potrebno ustvariti vrtljivo magnetno polje. Pojavlja se zaradi preostale magnetizacije rotorja električnega stroja. V prihodnosti, ko se pojavi obremenitveni tok, moč magnetnega polja rotorja doseže zahtevano vrednost in se stabilizira.
Za olajšanje procesa pojavljanja napetosti na izhodu se uporablja kondenzatorska banka, ki je v času zagona priključena na stator asinhronega generatorja (vzbujanje kondenzatorja).

Toda parameter, ki je lasten asinhronemu elektromotorju, ostaja nespremenjen: količina zdrsa. Zaradi tega bo frekvenca izhodne napetosti asinhronega generatorja nižja od hitrosti gredi.
Mimogrede, gred asinhronega generatorja je treba vrteti s takšno hitrostjo, da je dosežena nazivna hitrost vrtenja statorskega polja elektromotorja. Če želite to narediti, morate ugotoviti hitrost vrtenja gredi s plošče, ki se nahaja na ohišju. Z zaokrožitvijo njegove vrednosti na najbližje celo število dobimo hitrost vrtenja rotorja elektromotorja, pretvorjenega v generator.

Na primer, za električni motor, katerega plošča je prikazana na fotografiji, je hitrost vrtenja gredi 950 vrt / min. To pomeni, da mora biti hitrost vrtenja gredi 1000 vrt/min.

Zakaj je asinhroni generator slabši od sinhronega?

Kako dober bo domači generator iz indukcijskega motorja? Kako se bo razlikoval od sinhronega generatorja?
Za odgovor na ta vprašanja se na kratko spomnimo načela delovanja sinhronega generatorja. Enosmerni tok se dovaja v navitje rotorja skozi drsne obroče, katerih vrednost je nastavljiva. Vrtljivo polje rotorja ustvarja EMF v navitju statorja. Za pridobitev zahtevane generacijske napetosti bo sistem za avtomatsko krmiljenje vzbujanja spremenil tok v rotorju. Ker se napetost na izhodu generatorja nadzoruje z avtomatizacijo, zaradi neprekinjenega procesa regulacije napetost ostane vedno nespremenjena in ni odvisna od velikosti toka obremenitve.
Za zagon in delovanje sinhronih generatorjev se uporabljajo neodvisni viri energije (baterije). Zato začetek njegovega delovanja ni odvisen niti od videza toka obremenitve na izhodu niti od doseganja zahtevane hitrosti vrtenja. Od hitrosti vrtenja je odvisna samo frekvenca izhodne napetosti.
Toda tudi ko prejmete vzbujevalni tok iz napetosti generatorja, ostane vse našteto res.
Sinhroni generator ima še eno lastnost: sposoben je ustvariti ne le aktivno, ampak tudi jalovno moč. To je zelo pomembno pri napajanju elektromotorjev, transformatorjev in drugih enot, ki ga porabljajo. Pomanjkanje jalove moči v omrežju vodi do povečanja toplotnih izgub prevodnikov, navitij električnih strojev, zmanjšanja napetosti pri porabnikih glede na ustvarjeno vrednost.
Za vzbujanje asinhronega generatorja se uporablja preostala magnetizacija njegovega rotorja, kar je samo po sebi naključna vrednost. Ni mogoče regulirati parametrov, ki vplivajo na vrednost njegove izhodne napetosti med delovanjem.

Poleg tega asinhroni generator ne proizvaja, ampak porablja jalove moči. Zanj je treba ustvariti vzbujevalni tok v rotorju. Pomislite na vzbujanje kondenzatorja: s priključitvijo banke kondenzatorjev ob zagonu se ustvari jalova moč, ki jo potrebuje generator za začetek delovanja.
Posledično napetost na izhodu asinhronega generatorja ni stabilna in se spreminja glede na naravo obremenitve. Ko je nanj priključeno veliko število porabnikov jalove moči, se lahko navitje statorja pregreje, kar bo vplivalo na življenjsko dobo njegove izolacije.
Zato je uporaba asinhronega generatorja omejena. Deluje lahko v pogojih, ki so blizu "toplogrednim": brez preobremenitev, vhodnih tokov obremenitve, močnih porabnikov reagenta. Hkrati nanj priključeni napajalni sprejemniki ne bi smeli biti kritični za spremembe velikosti in frekvence napajalne napetosti.
Idealno mesto za uporabo asinhronega generatorja je v alternativnih energetskih sistemih, ki jih poganja vodna ali vetrna energija. V teh napravah generator ne napaja neposredno potrošnika, ampak polni baterijo. Iz njega se že preko DC-AC pretvornika napaja obremenitev.
Zato, če morate sestaviti mlin na veter ali majhno hidroelektrarno, je asinhroni generator najboljši izhod. Tu deluje njegova glavna in edina prednost - preprostost oblikovanja. Odsotnost obročev na rotorju in krtačnem aparatu vodi v dejstvo, da ga med delovanjem ni treba nenehno vzdrževati: očistite obroče, zamenjajte ščetke, odstranite grafitni prah iz njih. Dejansko, da bi z lastnimi rokami izdelali vetrni generator iz asinhronega motorja, mora biti gred generatorja neposredno povezana z rezili vetrnice. To pomeni, da bo struktura na visoki nadmorski višini. Težko jo je spraviti od tam.

Magnetni generator

Zakaj je treba z električnim tokom ustvariti magnetno polje? Navsezadnje obstajajo močni viri tega - neodim magneti.
Za pretvorbo indukcijskega motorja v generator bodo potrebni cilindrični neodim magneti, ki bodo nameščeni namesto standardnih prevodnikov navitja rotorja. Najprej morate izračunati potrebno število magnetov. Če želite to narediti, odstranite rotor iz motorja, ki se pretvori v generator. Jasno prikazuje mesta, kjer je položeno navitje "veveričevega kolesa". Dimenzije (premer) magnetov so izbrane tako, da pri vgradnji strogo v središče vodnikov kratkostičnega navitja ne pridejo v stik z magneti naslednje vrstice. Med vrsticami mora biti reža, ki ni manjša od premera uporabljenega magneta.
Ko se odločijo za premer, izračunajo, koliko magnetov se bo prilegalo vzdolž dolžine prevodnika navitja od enega roba rotorja do drugega. Hkrati med njimi ostane reža vsaj enega do dveh milimetrov. Z množenjem števila magnetov v vrsti s številom vrstic (vodnikov navitja rotorja) dobimo zahtevano število. Višina magnetov ne sme biti izbrana zelo visoka.
Za namestitev magnetov na rotor asinhronega elektromotorja ga bo treba spremeniti: odstraniti plast kovine na stružnici do globine, ki ustreza višini magneta. V tem primeru mora biti rotor skrbno centriran v stroju, da ne poruši ravnotežja. V nasprotnem primeru bo imel premik v središču mase, kar bo povzročilo pretepanje pri delu.

Nato nadaljujte z namestitvijo magnetov na površino rotorja. Za pritrditev se uporablja lepilo. Vsak magnet ima dva pola, ki se običajno imenujeta severni in južni. V eni vrstici morajo biti poli, ki se nahajajo stran od rotorja, enaki. Da ne bi prišlo do napake pri namestitvi, magnete najprej povežemo skupaj v girlando. Prepletala se bosta na strogo določen način, saj ju privlačita le nasprotna pola. Zdaj ostane samo, da z markerjem označite istoimenske drogove.
V vsaki naslednji vrstici se drog, ki se nahaja zunaj, spremeni. To pomeni, da če ste postavili vrsto magnetov s polom, označenim z markerjem, ki se nahaja zunaj rotorja, potem je naslednji položen z magneti, obrnjenimi v nasprotno smer. itd.
Po lepljenju magnetov jih je treba pritrditi z epoksi.Za to je okrog nastale strukture iz kartona ali debelega papirja izdelana šablona, ​​v katero se vlije smola. Papir je ovit okoli rotorja, ovit s trakom ali električnim trakom. Eden od končnih delov je prekrit s plastelinom ali tudi zatesnjen. Nato se rotor namesti navpično in epoksidna smola se vlije v votlino med papirjem in kovino. Ko se strdi, se pritrditve odstranijo.
Zdaj ponovno vpnemo rotor v stružnico, ga centriramo in zbrusimo površino, napolnjeno z epoksidom. To ni potrebno iz estetskih razlogov, temveč za zmanjšanje vpliva morebitnega neravnovesja zaradi dodatnih delov, nameščenih na rotorju.
Brušenje se opravi najprej z grobozrnatim brusnim papirjem. Montira se na leseni blok, ki se nato enakomerno premika vzdolž vrtljive površine. Nato lahko nanesete brusni papir z drobnejšim zrnom.

Zdaj lahko končni rotor vstavite nazaj v stator in nastalo zasnovo lahko preizkusite. Uspešno ga lahko uporabljajo tisti, ki želijo na primer izdelati vetrni generator iz asinhronega motorja. Obstaja samo ena pomanjkljivost: stroški neodimskih magnetov so zelo visoki. Zato, preden začnete predelati rotor in porabiti denar za rezervne dele, morate izračunati, katera možnost je stroškovno učinkovitejša: izdelajte generator iz indukcijskega motorja ali kupite že pripravljenega.