Transformarea unui motor asincron într-un generator de viteză mică. Facem singuri acasă un generator dintr-un motor electric asincron

Dorința de a dezvolta o sursă autonomă pentru generarea de energie electrică ne-a permis să construim un generator dintr-un motor asincron convențional. Dezvoltarea este fiabilă și relativ simplă.

Tipuri și descriere de motor asincron

Există două tipuri de motoare:

1. Rotor cușcă veveriță. Include un stator (element nemișcat) și un rotor (element rotativ), care se mișcă datorită funcționării rulmenților atașați la două apărători de motor. Miezurile sunt realizate din oțel și sunt, de asemenea, izolate unul de celălalt. Un fir izolat este situat de-a lungul canelurilor miezului statorului și o înfășurare a tijei este instalată de-a lungul canelurilor miezului rotorului sau se toarnă aluminiu topit. Inelele speciale de jumper joacă rolul unui element de închidere a înfășurării rotorului. Evoluțiile independente transformă mișcările mecanice ale motorului și creează electricitate cu tensiune alternativă. Avantajul lor este că nu au un mecanism colector alcalin, ceea ce le face mai fiabile și mai durabile.
2. Rotor de alunecare– un dispozitiv scump care necesită service specializat. Compoziția este aceeași cu cea a rotorului de scurtcircuit. Singura excepție este aceea că înfășurările rotorului și statorului ale miezului sunt realizate din sârmă izolată, iar capetele sale sunt conectate la inele atașate la arbore. Prin ele trec perii speciale, care conectează firele cu un reostat de reglare sau de pornire. Din cauza nivel scăzut fiabilitate, este utilizat numai pentru acele industrii pentru care este destinat.

Domeniul de aplicare

Dispozitivul este utilizat în diverse industrii:

1. Ca un motor obișnuit pentru centralele eoliene.
2. Pentru aprovizionarea independentă a unui apartament sau a unei case.
3. Ca micile centrale hidroelectrice.
4. Ca alternativă de tip invertor de generator (sudare).
5. Pentru a crea sistem neîntrerupt Sursa de curent alternativ.

Avantajele și dezavantajele generatorului

Calitățile pozitive ale dezvoltării includ:

1. Simplu și asamblare rapida cu capacitatea de a evita dezasamblarea motorului electric si rebobinarea infasurarii.
2. Capacitatea de a roti curentul electric folosind o turbină eoliană sau hidraulică.
3. Utilizarea dispozitivului în sisteme cu motor-generator pentru a converti o rețea monofazată (220V) într-o rețea trifazată (380V).
4. Capacitatea de a utiliza dezvoltarea în locuri în care nu există energie electrică, folosind un motor cu ardere internă pentru promovare.

Contra:

1. Este problematic să se calculeze capacitatea condensului care este atașat la înfășurări.
2. Este dificil să se atingă marca de putere maximă de care este capabilă auto-dezvoltarea.

Principiul de funcționare

Generatorul produce energie electrică cu condiția ca numărul de rotații al rotorului să fie puțin mai mare decât viteza sincronă. Cel mai simplu tip produce aproximativ 1800 rpm, ținând cont că nivelul său de turație sincronă devine 1500 rpm.

Principiul său de funcționare se bazează pe conversia energiei mecanice în electricitate. Puteți forța rotorul să se rotească și să producă electricitate folosind un cuplu puternic. ÎN ideal– ralanti constant, care este capabil să mențină aceeași viteză.

Toate tipurile de motoare care nu funcționează sub forță DC, sunt numite asincrone.În ele, câmpul magnetic al statorului se învârte mai repede decât câmpul rotorului, îndreptându-l în consecință în direcția mișcării sale. Pentru a schimba motorul electric într-un generator funcțional, va trebui să creșteți viteza rotorului, astfel încât acesta să nu urmeze câmpul magnetic al statorului, ci să înceapă să se miște în cealaltă direcție.

Puteți obține un rezultat similar conectând dispozitivul la rețea, cu o capacitate mare sau cu un întreg grup de condensatori. Ele se încarcă și acumulează energie din câmpurile magnetice. Faza condensatorului are o sarcină opusă sursei de curent a motorului, datorită căreia rotorul încetinește și înfășurarea statorului începe să genereze curent.

Circuitul generatorului

Circuitul este foarte simplu și nu necesită niciunul cunoștințe specialeși aptitudini. Dacă începeți dezvoltarea fără a o conecta la rețea, va începe rotația și, după atingerea unei frecvențe sincrone, înfășurarea statorului va începe să genereze energie electrică.

Prin atașarea unei baterii speciale de mai mulți condensatori (C) la bornele sale, puteți obține un curent capacitiv de conducere, care va crea magnetizare. Capacitatea condensatoarelor trebuie să fie mai mare decât denumirea critică C 0, care depinde de dimensiunile și caracteristicile generatorului.

În această situație, are loc un proces de auto-pornire și un sistem cu simetric tensiune trifazată. Curentul generat depinde direct de capacitatea condensatoarelor, precum și de caracteristicile mașinii.

Fă-o singur

Pentru a converti un motor electric într-un generator funcțional, va trebui să utilizați bănci de condensatoare nepolare, deci este mai bine să nu folosiți condensatori electrolitici.

Într-un motor trifazat, puteți conecta un condensator conform următoarelor diagrame:

• "Stea"– face posibilă generarea la un număr mai mic de rotații, dar cu o tensiune de ieșire mai mică;
• "Triunghi"- intră în funcţiune când cantitati mari rpm, în consecință, produce mai multă tensiune.

Vă puteți crea propriul dispozitiv dintr-un motor monofazat, dar cu condiția ca acesta să fie echipat cu un rotor de scurtcircuit. Pentru a începe dezvoltarea, ar trebui să utilizați un condensator de defazare. Un motor de tip comutator monofazat nu este potrivit pentru conversie.

Instrumente necesare

Crearea propriului generator nu este dificilă, principalul lucru este să aveți toate elementele necesare:

1. Motor asincron.
2. Tahogenerator (dispozitiv pentru măsurarea curentului) sau tahometru.
3. Capacitate pentru condensatori.
4. Condensator.
5. Instrumente.

Ghid pas cu pas

1. Deoarece va trebui să reconfigurați generatorul astfel încât viteza de rotație să depășească turația motorului, trebuie mai întâi să conectați motorul la rețea și să îl porniți. Apoi utilizați un turometru pentru a determina viteza de rotație a acestuia.
2. După ce ați aflat viteza, ar trebui să adăugați încă 10% la denumirea rezultată. De exemplu, indicator tehnic motorul este de 1000 rpm, atunci generatorul ar trebui să aibă aproximativ 1100 rpm (1000*0,1%=100, 1000+100=1100 rpm).
3. Ar trebui să selectați o capacitate pentru condensatori. Pentru a determina dimensiunile, utilizați datele din tabel.

Masa de condensatoare

Important! Dacă capacitatea este mare, generatorul va începe să se încălzească.

Selectați condensatori corespunzători care pot oferi viteza de rotație necesară. Aveți grijă când instalați.

Important! Toți condensatorii trebuie izolați cu un strat special.

Aparatul este gata și poate fi folosit ca sursă de energie electrică.

Important! Un dispozitiv cu rotor cu cușcă de veveriță creează o tensiune înaltă, așa că, dacă este nevoie de 220V, ar trebui să instalați suplimentar un transformator coborâtor.

Generator magnetic

Generatorul magnetic are mai multe diferențe. De exemplu, nu necesită instalarea băncilor de condensatoare. Câmpul magnetic care va crea electricitate în înfășurarea statorului este creat de magneți de neodim.

Caracteristici ale creării unui generator:

1. Este necesar să deșurubați ambele capace ale motorului.
2. Rotorul va trebui scos.
3. Rotorul trebuie ascuțit prin îndepărtare strat superior grosimea necesară (grosime magnet + 2mm). Efectuați singur această procedură fără echipamente de strunjire extrem de dificil, așa că ar trebui să contactați un serviciu de strunjire.
4. Faceți un șablon pentru magneți rotunzi pe o bucată de hârtie, pe baza parametrilor, diametrul este de 10-20 mm, grosimea este de aproximativ 10 mm, iar forța de înjurare este de aproximativ 5-9 kg per cm 2. Mărimea trebuie selectată în funcție de dimensiunile rotorului. Apoi atașați șablonul creat la rotor și plasați magneții cu polii lor și la un unghi de 15-20 0 față de axa rotorului. Numărul aproximativ de magneți dintr-o bandă este de aproximativ 8 bucăți.
5. Ar trebui să aveți 4 grupuri de dungi, fiecare cu 5 dungi.Între grupuri ar trebui să existe o distanță de 2 diametre de magnet, iar între benzile din grup - 0,5-1 diametru de magnet. Datorită locație dată rotorul nu se va lipi de stator.
6. După instalarea tuturor magneților, ar trebui să umpleți rotorul cu un special rasina epoxidica. Odată uscat, acoperiți elementul cilindric cu fibră de sticlă și impregnați-l din nou cu rășină. Această fixare va împiedica magneții să zboare în timpul mișcării. Asigurați-vă că diametrul rotorului este același ca înainte de canelura, astfel încât în ​​timpul instalării să nu se frece de înfășurarea statorului.
7. După uscarea rotorului, acesta poate fi instalat la loc și înșurubați ambele capace ale motorului.
8. Efectuați teste. Pentru a porni generatorul, va trebui să rotiți rotorul folosind un burghiu electric, iar la ieșire măsurați curentul rezultat cu un turometru.

A reface sau nu

Pentru a determina dacă funcționarea unui generator auto-fabricat este eficientă, ar trebui să calculați cât de justificate sunt eforturile de a converti dispozitivul.

Acest lucru nu înseamnă că dispozitivul este foarte simplu. Motor motor asincron nu este inferior ca complexitate unui generator sincron. Singura diferență este absența unui circuit electric care să inițieze funcționarea, dar acesta este înlocuit cu o baterie de condensatoare, ceea ce nu simplifică în niciun fel dispozitivul.

Avantajul condensatorilor este că nu necesită întreținere suplimentară și primesc energie de la câmp magnetic rotorul sau curentul electric produs. Din aceasta putem spune că singurul avantaj al acestei dezvoltări este absența necesității de întreținere.

Încă un lucru calitate pozitivă– efect clar de factor. Constă în absența armonicilor mai mari în curentul generat, adică cu cât indicatorul său este mai scăzut, cu atât se cheltuiește mai puțină energie pentru încălzire, câmp magnetic și alte aspecte. Pentru un motor electric trifazat această cifră este de aproximativ 2%, în timp ce pentru mașinile sincrone este de cel puțin 15%. Din păcate, luarea în considerare a acestui indicator în viața de zi cu zi, atunci când diferite tipuri de aparate electrice sunt conectate la rețea, este nerealist.

Alți indicatori și proprietăți ale dezvoltării sunt negative. Nu este capabil să furnizeze frecvența de putere nominală a tensiunii produse. Prin urmare, dispozitivele sunt folosite împreună cu aparatele de redresare, precum și pentru încărcarea bateriilor.

Generatorul este sensibil la cele mai mici fluctuații ale energiei electrice.În dezvoltările industriale, o baterie este utilizată pentru excitare și în versiunea de casă o parte din energie merge la banca de condensatoare. Când sarcina generatorului este mai mare decât valoarea nominală, acesta nu are suficientă energie electrică pentru a se reîncărca și se oprește. În unele cazuri, se folosesc baterii capacitive, care își modifică volumul dinamic în funcție de sarcină.

1. Dispozitivul este foarte periculos, așa că nu este recomandat să folosiți o tensiune de 380 V, cu excepția cazului în care este absolut necesar.
2. În conformitate cu precauțiile și măsurile de siguranță trebuie instalată împământare suplimentară.
3. Monitorizați condițiile termice de dezvoltare. Nu este inerent să lucreze la ralanti. A reduce efect termic Condensatorul trebuie selectat bine.
4. Calculați corect puterea tensiunii electrice produse. De exemplu, când într-un generator trifazat funcționează o singură fază, înseamnă că puterea este 1/3 din total, iar dacă funcționează două faze, respectiv, 2/3.
5. Este posibil să se controleze indirect frecvența curentului intermitent. Când dispozitivul este în gol, tensiunea de ieșire începe să crească și depășește valorile industriale (220/380V) cu 4-6%.
6. Cel mai bine este să izolați dezvoltarea.
7. Ar trebui să vă echipați invenția de casă cu un turometru și un voltmetru pentru a-și înregistra activitatea.
8. Este recomandabil să furnizați butoane speciale pentru a porni și opri mecanismul.
9. Nivelul de eficiență va scădea cu 30-50%, acest fenomen este inevitabil.

Dacă este necesar, ca generator de curent alternativ poate fi folosit un motor electric asincron trifazat cu rotor cu colivie.

Această soluție este convenabilă datorită disponibilității largi a motoarelor asincrone, precum și a absenței unui ansamblu comutator-perie în astfel de motoare, ceea ce face ca un astfel de generator să fie fiabil și durabil. Dacă există mod convenabil face rotorul său să se rotească, apoi pentru a genera electricitate va fi suficient să conectați trei condensatoare identice la înfășurările statorului. Practica arată că astfel de generatoare pot funcționa ani de zile fără a fi nevoie de întreținere.

Deoarece există magnetizare reziduală pe rotor, atunci când se rotește, va apărea o fem indusă în înfășurările statorului și, deoarece condensatoarele sunt conectate la înfășurări, va exista un curent capacitiv corespunzător care va magnetiza rotorul. Odată cu rotirea ulterioară a rotorului, va avea loc autoexcitarea, datorită căreia se va stabili un curent sinusoidal trifazat în înfășurările statorului.

În modul generator, turația rotorului trebuie să corespundă frecvenței sincrone a motorului, care este mai mare decât frecvența sa de funcționare (asincronă). De exemplu: motorul AIR112MV8 are o înfășurare statorică cu 4 perechi de poli magnetici, ceea ce înseamnă că frecvența sa sincronă nominală este de 750 rpm, dar când funcționează sub sarcină, rotorul acestui motor se rotește la o frecvență de 730 rpm, deoarece este un motor asincron. Aceasta înseamnă că în modul generator trebuie să-și rotească rotorul la o frecvență de 750 rpm. În consecință, pentru motoarele cu două perechi de poli magnetici, frecvența sincronă nominală este de 1500 rpm, iar pentru motoarele cu o pereche de poli magnetici - 3000 rpm.

Condensatorii sunt selectați în funcție de puterea motorului asincron utilizat și de natura sarcinii. Puterea reactivă furnizată de condensatoare în acest mod de funcționare, în funcție de capacitatea lor, poate fi calculată folosind formula:

De exemplu, există un motor asincron proiectat pentru o putere nominală de 3 kW atunci când funcționează de la retea trifazata cu o tensiune de 380 Volți și o frecvență de 50 Hz. Aceasta înseamnă că condensatorii la sarcină maximă trebuie să furnizeze toată această putere. Deoarece curentul este trifazat, vorbim despre capacitatea fiecărui condensator. Capacitatea poate fi găsită folosind formula:

Prin urmare, pentru un motor cu inducție trifazat de 3 kW dat, capacitatea fiecăruia dintre cei trei condensatori la sarcină rezistivă completă va fi:

Condensatorii de pornire din seriile K78-17, K78-36 și similare pentru tensiuni de 400 de volți și mai mari, de preferință 600 de volți, sau condensatorii din metal-hârtie de valori similare sunt perfecti în acest scop.

Vorbind despre modurile de funcționare ale unui generator de la un motor asincron, este important să rețineți că la ralanti condensatorii conectați vor crea un curent reactiv, care va încălzi pur și simplu înfășurările statorului, deci este logic să faceți unitățile condensatoare compozite și să conectați condensatoarele în conformitate cu cerințele unei sarcini specifice. Curentul fără sarcină, cu această soluție, va fi redus semnificativ, ceea ce va ușura sistemul în ansamblu. Încărcările de natură reactivă, dimpotrivă, vor necesita conectarea unor condensatori suplimentari care depășesc valoarea nominală de proiectare datorită caracteristicii sarcini reactive factor de putere.

Este permisă conectarea înfășurărilor statorului atât în ​​stea, pentru a obține 380 Volți, cât și într-un triunghi, pentru a obține 220 Volți. Dacă nu este nevoie de curent trifazat, puteți utiliza o singură fază prin conectarea condensatoarelor la numai una dintre înfășurările statorului.

Puteți lucra și cu două înfășurări. Între timp, trebuie amintit că puterea furnizată de fiecare dintre înfășurări sarcinii nu trebuie să depășească o treime din puterea totală a generatorului. În funcție de nevoile dvs., puteți conecta un redresor trifazat sau puteți utiliza curent alternativ continuu. Pentru ușurință de control, este util să organizați un stand indicator cu instrumente de măsură - voltmetre, ampermetre și un frecvențămetru. Întreruptoarele automate sunt ideale pentru comutarea condensatoarelor.

Ar trebui să se acorde o atenție deosebită măsurilor de siguranță, să ia în considerare valorile critice ale curentului și să se calculeze secțiunile transversale ale tuturor firelor în consecință. Izolarea fiabilă este, de asemenea, un factor important de siguranță.

Energia curentului electric, care intră în interiorul unui motor asincron, se transformă cu ușurință în energie de mișcare la ieșirea din acesta. Dar ce se întâmplă dacă este necesară o transformare inversă? În acest caz, puteți construi generator de casă de la un motor asincron. Acesta va funcționa doar într-un mod diferit: prin performanță lucru mecanic electricitate va începe să fie generată. Soluția perfectă– transformarea într-un generator eolian – o sursă de energie gratuită.

S-a dovedit experimental că un câmp magnetic este creat de un câmp electric alternativ. Aceasta este baza principiului de funcționare al unui motor asincron, al cărui design include:

• Corpul este ceea ce vedem din exterior;
• Statorul este partea staționară a motorului electric;
• Un rotor este un element care este antrenat.

Elementul principal al statorului este înfășurarea, căreia i se aplică o tensiune alternativă (principiul de funcționare nu este pe magneți permanenți, ci pe un câmp magnetic, care este deteriorat de unul electric alternativ). Rotorul este un cilindru cu fante în care este plasată înfășurarea. Dar curentul care intră în el are direcția opusă. Ca urmare, se formează două câmpuri electrice alternative. Fiecare dintre ele creează un câmp magnetic, care începe să interacționeze unul cu celălalt. Dar designul statorului este de așa natură încât nu se poate mișca. Prin urmare, rezultatul interacțiunii a două câmpuri magnetice este rotația rotorului.

Proiectarea și principiul de funcționare a generatorului electric

Experimentele confirmă, de asemenea, că câmpul magnetic creează o alternanță câmp electric. Mai jos este o diagramă care ilustrează clar principiul de funcționare al generatorului.

Dacă un cadru metalic este plasat și rotit într-un câmp magnetic, fluxul magnetic care îl pătrunde va începe să se schimbe. Acest lucru va duce la formarea unui curent indus în interiorul cadrului. Dacă conectați capetele la un consumator de curent, de exemplu, la o lampă electrică, puteți observa strălucirea acesteia. Acest lucru sugerează că energia mecanică cheltuită în rotirea cadrului în câmpul magnetic a fost convertită în energie electrică, ceea ce a ajutat la aprinderea lămpii.

Din punct de vedere structural, un generator electric este format din aceleași părți ca un motor electric: o carcasă, un stator și un rotor. Diferența constă doar în principiul funcționării. Rotorul este antrenat de câmpul magnetic creat de câmpul electric din înfășurarea statorului. Și apare curent electricîn înfășurarea statorului din cauza modificării fluxului magnetic care îl pătrunde, din cauza rotației forțate a rotorului.

De la motor electric la generator electric

Viața umană de astăzi este de neconceput fără electricitate. Prin urmare, peste tot se construiesc centrale electrice, transformând energia apei, a vântului și nuclee atomiceîn energie electrică. A devenit universal pentru că poate fi transformat în energie de mișcare, căldură și lumină. Acesta a devenit motivul răspândirii masive a motoarelor electrice. Generatoarele electrice sunt mai puțin populare, deoarece statul furnizează electricitate la nivel central. Dar totuși, uneori se întâmplă să nu existe electricitate și să nu existe de unde să o luăm. În acest caz, un generator de la un motor asincron vă va ajuta.

Am spus deja mai sus că generatorul electric și motorul sunt similare structural unul cu celălalt. Aceasta ridică întrebarea: este posibil să folosim acest miracol al tehnologiei ca sursă atât de mecanică, cât și energie electrica? Se dovedește că este posibil. Și vă vom spune cum să convertiți un motor într-o sursă de curent cu propriile mâini.

Semnificația reluării

Dacă aveți nevoie de un generator electric, de ce să îl faceți dintr-un motor dacă puteți cumpăra echipamente noi? Cu toate acestea, echipamentele electrice de înaltă calitate nu sunt o plăcere ieftină. Și dacă aveți unul care nu este folosit în acest moment motor, de ce sa nu-i serveasca bine? De manipulări simple si cu costuri minime veți obține o sursă de curent excelentă care poate alimenta dispozitivele cu sarcini active. Acestea includ computere, echipamente electronice și radio, lămpi obișnuite, încălzitoare și convertoare de sudură.

Dar economiile nu sunt singurul avantaj. Avantajele unui generator de curent electric construit din motor electric asincron:

• Designul este mai simplu decât cel al unui analog sincron;
• Protectie maxima a interiorului impotriva umezelii si prafului;
• Rezistență ridicată la suprasarcini și scurtcircuite;
• Absența aproape completă a distorsiunilor neliniare;
• Factorul de joc (o valoare care exprimă rotația neuniformă a rotorului) nu mai mult de 2%;
• Înfășurările sunt statice în timpul funcționării, astfel încât nu se uzează mult timp, mărind durata de viață a acestora;
• Electricitatea generată are imediat o tensiune de 220V sau 380V, în funcție de ce motor decideți să convertiți: monofazat sau trifazat. Aceasta înseamnă că consumatorii de curent pot fi conectați direct la generator, fără invertoare.

Chiar dacă generatorul electric nu poate satisface pe deplin nevoile dumneavoastră, acesta poate fi utilizat împreună cu o sursă de alimentare centralizată. În acest caz, vorbim din nou de economii: va trebui să plătești mai puțin. Beneficiul va fi exprimat ca diferența obținută prin scăderea energiei electrice generate din cantitatea de energie electrică consumată.

Ce este necesar pentru remodelare?

Pentru a face un generator dintr-un motor asincron cu propriile mâini, trebuie mai întâi să înțelegeți ce împiedică conversia energiei electrice din energie mecanică. Să reamintim că pentru formarea unui curent de inducție este necesară prezența unui câmp magnetic care se modifică în timp. Atunci când echipamentul funcționează în modul motor, acesta este creat atât în ​​stator, cât și în rotor datorită puterii din rețea. Dacă comutați echipamentul în modul generator, se dovedește că nu există deloc câmp magnetic. De unde vine el?

După ce echipamentul funcționează în modul motor, rotorul păstrează magnetizarea reziduală. Această forță este cea care provoacă un curent indus în stator din cauza rotației forțate. Și pentru ca câmpul magnetic să fie menținut, va fi necesar să instalați condensatori care transportă curent capacitiv. El este cel care va menține magnetizarea datorită autoexcitației.

Am rezolvat problema de unde provine câmpul magnetic original. Dar cum se pune rotorul în mișcare? Desigur, dacă îl învârți cu propriile mâini, poți alimenta un bec mic. Dar rezultatul este puțin probabil să te mulțumească. Soluția ideală este transformarea motorului într-un generator eolian, sau o moară de vânt.

Acesta este numele dat unui dispozitiv care convertește energia cinetică a vântului în mecanică și apoi în electrică. Generatoarele eoliene sunt echipate cu pale care se mișcă atunci când întâlnesc vântul. Se pot roti atât în ​​plan vertical, cât și în plan orizontal.

De la teorie la practică

Să construim un generator eolian dintr-un motor cu propriile noastre mâini. Pentru o înțelegere ușoară, diagramele și videoclipurile sunt incluse în instrucțiuni. Veți avea nevoie de:

• Dispozitiv pentru transmiterea energiei eoliene către rotor;
• Condensatori pentru fiecare înfăşurare a statorului.

Este greu de formulat o regulă conform căreia ai putea alege prima dată un dispozitiv de captare a vântului. Aici trebuie să vă ghidați de faptul că atunci când echipamentul funcționează în modul generator, turația rotorului ar trebui să fie cu 10% mai mare decât atunci când funcționează ca motor. Trebuie să țineți cont nu de frecvența nominală, ci de viteza de ralanti. Exemplu: frecvența nominală este de 1000 rpm, iar în modul inactiv este 1400. Apoi, pentru a genera curent veți avea nevoie de o frecvență de aproximativ 1540 rpm.

Selectarea condensatoarelor după capacitate se face după formula:

C este capacitatea necesară. Q – viteza de rotație a rotorului în rotații pe minut. P este numărul „pi” egal cu 3,14. f – frecvența de fază (valoare constantă pentru Rusia, egală cu 50 Herți). U – tensiunea rețelei (220 dacă o fază și 380 dacă trei).

Exemplu de calcul : Rotorul trifazat se rotește la 2500 rpm. ApoiC = 2500/(2*3,14*50*380*380)=56 uF.

Atenţie! Nu selectați mai multă capacitate valoare calculată. În caz contrar, rezistența activă va fi mare, ceea ce va duce la supraîncălzirea generatorului. Acest lucru se poate întâmpla și atunci când dispozitivul este pornit fără încărcare. În acest caz, va fi util să reduceți capacitatea condensatorului. Pentru a fi ușor de făcut singur, așezați recipientul nu ca un întreg, ci ca unul prefabricat. De exemplu, 60 μF poate fi alcătuit din 6 bucăți de 10 μF conectate în paralel între ele.

Cum să te conectezi?

Să ne uităm la cum să facem un generator dintr-un motor asincron, folosind exemplul unui motor trifazat:

1. Conectați arborele la un dispozitiv care rotește rotorul folosind energia eoliană;
2. Conectați condensatoarele într-un model triunghiular, ale căror vârfuri sunt conectate la capetele stelei sau la vârfurile triunghiului statorului (în funcție de tipul de conectare a înfășurărilor);
3. Dacă este necesară o tensiune de 220 de volți la ieșire, conectați înfășurările statorului într-un triunghi (sfârșitul primei înfășurări cu începutul celei de-a doua, sfârșitul celei de-a doua cu începutul celui de-al treilea, sfârșitul celui de-al treilea cu începutul primului);
4. Dacă trebuie să alimentați dispozitive de la 380 de volți, atunci un circuit în stea este potrivit pentru conectarea înfășurărilor statorului. Pentru a face acest lucru, conectați începutul tuturor înfășurărilor împreună și conectați capetele la recipientele corespunzătoare.

Instrucțiuni pas cu pas despre cum să faci un generator eolian monofazat cu propriile mâini putere redusă:

1. Scoate-l din cel vechi maşină de spălat motor electric;
2. Determinați înfășurarea de lucru și conectați un condensator în paralel cu acesta;
3. Asigurați-vă că rotorul se rotește folosind energia eoliană.

Veți obține o moară de vânt, ca în videoclip, și va produce 220 de volți.

Pentru aparatele electrice alimentate cu curent continuu, va fi necesar un redresor suplimentar. Și dacă sunteți interesat să monitorizați parametrii sursei de alimentare, instalați un ampermetru și un voltmetru la ieșire.

Sfat! Din cauza lipsei vântului constant, generatoarele eoliene pot să nu mai funcționeze sau să nu funcționeze la capacitate maximă. Prin urmare, este convenabil să vă organizați propria centrală electrică. Pentru a face acest lucru, moara de vânt este conectată la baterie în timpul vântului. Electricitatea acumulată poate fi folosită în perioadele de calm.

Un motor electric este un dispozitiv care acționează ca un convertor de energie și funcționează în modul de obținere a energiei mecanice din energia electrică. Prin transformări simple fără utilizarea unui magnet permanent, dar datorită magnetizării reziduale, motorul începe să funcționeze ca sursă de energie. Acestea sunt două fenomene reciproc inverse care vă ajută să economisiți: nu trebuie să cumpărați un generator eolian dacă un motor electric este inactiv. Urmărește videoclipul și învață.

(AG) este cea mai comună mașină electrică de curent alternativ, folosită în principal ca motor.
Doar AG de joasă tensiune (tensiune de alimentare de până la 500 V) cu o putere de la 0,12 la 400 kW consumă mai mult de 40% din toată energia electrică generată în lume, iar producția lor anuală se ridică la sute de milioane, acoperind cele mai diverse nevoi ale producție industrială și agricolă, marină, aviație și sisteme de transport, sisteme de automatizare, echipamente militare și speciale.

Aceste motoare sunt relativ simple ca design, foarte fiabile în funcționare, au performanțe energetice destul de ridicate și costuri reduse. De aceea sfera de utilizare a motoarelor asincrone este în continuă extindere, atât în ​​noile domenii de tehnologie, cât și ca înlocuitor pentru mașinile electrice mai complexe de diferite modele.

De exemplu, există un interes semnificativ pentru ultimii ani cauze utilizarea motoarelor asincrone în modul generator pentru a furniza energie atât consumatorilor de curent trifazat, cât și consumatorilor de curent continuu prin dispozitive redresoare. În sisteme control automat, în urmărirea acționărilor electrice, în dispozitivele de calcul, tahogeneratoarele asincrone cu un rotor cu colivie sunt utilizate pe scară largă pentru a converti viteza unghiulară într-un semnal electric.

Aplicarea modului generator asincron

În anumite condiții de funcționare a surselor de alimentare autonome, utilizarea de modul generator asincron se dovedește a fi de preferat sau chiar singurul posibila solutie, ca, de exemplu, în centralele electrice mobile de mare viteză cu o acționare a turbinei cu gaz fără angrenaj cu o viteză de rotație n = (9...15)10 3 rpm. Lucrarea descrie un AG cu un rotor feromagnetic masiv cu o putere de 1500 kW la n = 12000 rpm, destinat complexului autonom de sudare „Sever”. În acest caz, un rotor masiv cu fante longitudinale de secțiune transversală dreptunghiulară nu conține înfășurări și este realizat dintr-o forjare solidă din oțel, ceea ce face posibilă cuplarea directă a rotorului motorului în modul generator cu o acționare a turbinei cu gaz la o viteză periferică. pe suprafața rotorului de până la 400 m/s. Pentru un rotor cu miez laminat și scurtcircuit. cu o înfășurare „cușcă de veveriță”, viteza periferică admisă nu depășește 200 - 220 m/s.

Un alt exemplu aplicare eficientă Motoarele asincrone în modul generator au fost folosite de mult timp în minicentrale hidroelectrice în condiții de sarcină stabile.

Ele se caracterizează prin ușurință în operare și întreținere, sunt pornite cu ușurință pentru funcționarea în paralel, iar forma curbei tensiunii de ieșire este mai apropiată de sinusoidală decât cea a SG atunci când funcționează pe aceeași sarcină. În plus, masa AG cu o putere de 5-100 kW este de aproximativ 1,3 - 1,5 ori mai mică decât masa AG de aceeași putere și transportă un volum mai mic de materiale de înfășurare. În același timp, din punct de vedere al designului, ele nu sunt diferite de motoarele convenționale și producția lor în masă este posibilă la fabricile de construcție de mașini electrice care produc mașini asincrone.

Dezavantaje ale modului asincron al generatorului, motor asincron (IM)

Unul dintre dezavantajele IM este că acestea consumă o putere reactivă semnificativă (50% sau mai mult din puterea totală) necesară pentru a crea un câmp magnetic în mașină, care trebuie să provină din munca paralela motor asincron în modul generator cu o rețea sau de la o altă sursă de putere reactivă (bancă de condensatoare (BC) sau compensator sincron (SC)) în timpul funcționării autonome a AG. În acest din urmă caz, este cel mai eficient să includeți o bancă de condensatoare în circuitul statorului paralel cu sarcina, deși în principiu este posibil să o includeți în circuitul rotorului. Pentru a îmbunătăți proprietăți operaționaleÎn modul asincron al generatorului, condensatorii pot fi conectați suplimentar la circuitul statorului în serie sau în paralel cu sarcina.

In toate cazurile durata de viață a bateriei motor asincron în modul generator surse de putere reactivă(BC sau SK) trebuie să furnizeze putere reactivă atât AG, cât și sarcinii, care, de regulă, are o componentă reactivă (inductivă) (cosφ n< 1, соsφ н > 0).

Masa și dimensiunile unei bănci de condensatoare sau a unui compensator sincron pot depăși masa unui generator asincron și numai atunci când cosφ n = 1 (sarcină pur activă) sunt dimensiunile SC și masa BC comparabile cu dimensiunea și masa AG.

O altă problemă, cea mai dificilă, este problema stabilizării tensiunii și frecvenței unui AG care funcționează autonom, care are o caracteristică externă „moale”.

Când se utilizează modul generator asincron Ca parte a unui sistem autonom, această problemă se complică și mai mult de instabilitatea vitezei rotorului. Metode posibile și utilizate în prezent de reglare a tensiunii în modul generator asincron.

Atunci când se proiectează AG pentru calcule de optimizare, ar trebui să se realizeze o eficiență maximă într-o gamă largă de modificări ale vitezei de rotație și sarcinii, precum și costuri minime, ținând cont de întreaga schemă de control și reglare. Proiectarea generatoarelor trebuie să țină cont de condițiile climatice ale funcționării turbinei eoliene, funcționând constant forte mecanice asupra elementelor structurale și mai ales - efecte electrodinamice și termice puternice în timpul proceselor tranzitorii care apar în timpul pornirilor, întreruperilor de alimentare, pierderii sincronizării, scurtcircuitelor și altele, precum și în timpul rafalelor semnificative de vânt.

Proiectarea unei mașini asincrone, generator asincron

Proiectarea unei mașini asincrone cu un rotor cu colivie este prezentată folosind exemplul unui motor din seria AM (Fig. 5.1).

Părțile principale ale IM sunt un stator staționar 10 și un rotor care se rotește în interiorul acestuia, separat de stator golul de aer. Pentru a reduce curenții turbionari, miezurile rotorului și statorului sunt realizate din foi separate ștanțate din oțel electric cu o grosime de 0,35 sau 0,5 mm. Foile sunt oxidate (supuse unui tratament termic), ceea ce le crește rezistența la suprafață.
Miezul statorului este încorporat în cadrul 12, adică partea exterioară mașini. Pe suprafața interioară a miezului există șanțuri în care este așezată înfășurarea 14. Înfășurarea statorului este cel mai adesea realizată trifazat în două straturi din bobine individuale cu pas scurtat din izolat. fir de cupru. Începuturile și sfârșitul fazelor de înfășurare sunt aduse la bornele cutiei de borne și sunt desemnate după cum urmează:

început - СС2, С 3;

se termina - C 4, C5, Sat.

Înfășurarea statorului poate fi conectată într-o stea (Y) sau triunghi (D). Acest lucru face posibilă utilizarea aceluiași motor la două tensiuni de linie diferite, care sunt în raport cu, de exemplu, 127/220 V sau 220/380 V. În acest caz, conexiunea Y corespunde pornirii IM la cea mai mare tensiune. .

Miezul rotorului asamblat este presat pe arborele 15 printr-o potrivire la cald și este protejat de rotire printr-o cheie. Pe suprafața exterioară, miezul rotorului are caneluri pentru așezarea înfășurării 13. Înfășurarea rotorului în cele mai comune motoare este o serie de tije din cupru sau aluminiu situate în caneluri și închise la capete cu inele. La motoarele cu o putere de până la 100 kW sau mai mult, înfășurarea rotorului se realizează prin umplerea canelurilor cu aluminiu topit sub presiune. Simultan cu înfășurarea, inelele de închidere sunt turnate împreună cu aripile de ventilație 9. Forma unei astfel de înfășurări seamănă cu o „cușcă de veveriță”.

Motor cu rotor bobinat. Generator de mod asincron O.

Pentru motoarele asincrone speciale, înfășurarea rotorului poate fi proiectată similar înfășurării statorului. Un rotor cu o astfel de înfășurare, în plus față de părțile indicate, are trei inele colectoare montate pe arbore, concepute pentru a conecta înfășurarea la circuitul extern. În acest caz, IM se numește motor cu rotor bobinat sau cu inele colectoare.

Arborele rotorului 15 combină toate elementele rotorului și servește la conectarea motorului asincron la servomotor.

Spațiul de aer dintre rotor și stator variază de la 0,4 - 0,6 mm pentru mașinile de putere redusă și până la 1,5 mm pentru mașinile de mare putere. Scuturile lagărelor 4 și 16 ale motorului servesc drept suport pentru rulmenții rotorului. Răcirea motorului asincron se realizează după principiul autosuflantei prin ventilator 5. Rulmenții 2 și 3 sunt închiși din exterior cu capace 1 având etanșări labirint. Pe carcasa statorului este instalată o cutie 21 cu bornele 20 ale înfășurării statorului. Pe corp este atașată o placă 17, pe care sunt indicate principalele date privind tensiunea arterială. În Fig. 5.1 se mai indică: 6 - priză de montare a scutului; 7 - carcasă; 8 — corp; 18 — laba; 19 - canal de ventilație.

S-a decis transformarea unui motor asincron ca generator pentru o moară de vânt. Această modificare este foarte simplă și accesibilă, deci structuri de casăÎn turbinele eoliene puteți vedea adesea generatoare fabricate din motoare asincrone.

Modificarea constă în tăierea rotorului sub magneți, apoi magneții sunt de obicei lipiți de rotor conform unui șablon și umpluți cu rășină epoxidică, astfel încât să nu zboare. De asemenea, este obișnuit să derulezi statorul cu un fir mai gros pentru a reduce prea multă tensiune și pentru a crește curentul. Dar nu am vrut să derulez acest motor și s-a decis să las totul așa cum este, doar să convertesc rotorul în magneți. Ca donator a fost găsit un motor asincron trifazat cu o putere de 1,32 kW. Mai jos este o fotografie a acestui motor electric.

> Rotorul motorului electric a fost prelucrat la strung la grosimea magneţilor. Acest rotor nu folosește un manșon metalic, care este de obicei prelucrat și plasat pe rotor sub magneți. Manșonul este necesar pentru a îmbunătăți inducția magnetică prin el, magneții își închid câmpurile, alimentându-se unul pe celălalt de jos, iar câmpul magnetic nu se disipă, ci intră în stator. Acest design folosește suficient magneți puternici dimensiunea 7.6*6mm în cantitate de 160 de bucăți, ceea ce va oferi EMF bun chiar și fără manșon.

>

> În primul rând, înainte de lipirea magneților, rotorul a fost marcat în patru poli, iar magneții au fost plasați la o teșire. Motorul era cu patru poli și, din moment ce statorul nu s-a rebobinat, ar trebui să existe și patru poli magnetici pe rotor. Fiecare pol magnetic alternează, un pol este în mod convențional „nord”, al doilea pol este „sud”. Polii magnetici sunt realizați la intervale, astfel încât magneții sunt grupați mai aproape unul de celălalt la poli. După ce au fost plasați pe rotor, magneții au fost înfășurați cu bandă pentru fixare și umpluți cu rășină epoxidice.

După asamblare, rotorul s-a simțit lipit, iar când arborele s-a rotit, s-a simțit lipirea. S-a decis refacerea rotorului. Magneții au fost loviți împreună cu epoxid și plasați din nou, dar acum sunt așezați mai mult sau mai puțin uniform pe tot rotorul, mai jos este o fotografie a rotorului cu magneți înainte de a fi umplut cu epoxi. Dupa umplere lipirea a scazut oarecum si s-a observat ca tensiunea a scazut usor la rotirea generatorului cu aceeasi viteza si curentul a crescut usor.

>

După asamblarea generatorului finit, s-a decis să-l răsuciți cu un burghiu și să conectați ceva la el ca sarcină. S-a conectat un bec de 220 volti 60 wati, la 800-1000 rpm ardea la intensitate maxima. De asemenea, pentru a testa de ce era capabil generatorul, a fost conectată o lampă de 1 kW care ardea la intensitate maximă și burghiul nu era suficient de puternic pentru a porni generatorul.

>

La ralanti, la viteza maximă de foraj de 2800 rpm, tensiunea generatorului era mai mare de 400 volți. La aproximativ 800 rpm, tensiunea este de 160 volți. Am încercat să conectăm și un cazan de 500 de wați, după un minut de răsucire apa din pahar s-a fierbinte. Acestea sunt testele pe care le-a trecut generatorul, care a fost realizat dintr-un motor asincron.

>

Ulterior, a fost sudat un suport cu ax de rotație pentru ca generatorul să monteze generatorul și coada. Designul este realizat conform schemei cu capul vântului îndepărtându-se de vânt prin plierea cozii, astfel încât generatorul este decalat față de centrul axei, iar știftul din spate este știftul pe care este plasată coada.

>

Iată o fotografie a generatorului eolian terminat. Generatorul eolian a fost instalat pe un catarg de nouă metri. Când vântul era puternic, generatorul producea o tensiune în gol de până la 80 de volți. Au încercat să conecteze un tenn de doi kilowați la el, după un timp tennul s-a încălzit, ceea ce înseamnă că generatorul eolian mai are puțină putere.

>

Apoi a fost asamblat un controler pentru generatorul eolian și bateria a fost conectată prin el pentru încărcare. Curentul de încărcare a fost destul de bun, bateria a început rapid să facă zgomot, de parcă ar fi fost încărcată de la un încărcător.

Până acum, din păcate, nu există date detaliate despre puterea generatorului eolian, deoarece utilizatorul și-a postat aici generatorul eolian.