Ovaj zadatak zahtijeva niz manipulacija, koje moraju biti popraćene jasnim razumijevanjem principa i načina rada takve opreme.
Šta je to i kako funkcionira
Elektromotor asinhronog tipa je mašina u kojoj se odvija transformacija električne energije u mehaničku i toplotnu energiju. Takav prijelaz postaje moguć zbog fenomena elektromagnetne indukcije koja se javlja između namotaja statora i rotora. Karakteristika asinhronih motora je činjenica da je brzina ova dva ključna elementa različita.
Karakteristike dizajna tipičnog elektromotora mogu se vidjeti na ilustraciji. I stator i rotor su koaksijalni kružni objekti, proizvedeni slaganjem dovoljnog broja specijalnih čeličnih ploča. Ploče statora imaju žljebove na unutrašnjoj strani prstena i kada se spoje formiraju uzdužne žljebove u koje je namotana bakarna žica. Za rotor, njegovu ulogu igraju aluminijske šipke, one su također umetnute u žljebove jezgre, ali su s obje strane zatvorene pločama za zaključavanje.
Kada se napon dovede na namote statora, nastaje elektromagnetno polje koje počinje da se okreće na njima. Zbog činjenice da je brzina rotora očito manja, između namotaja se inducira EMF i središnja osovina počinje da se kreće. Nesinhronizam frekvencija povezan je ne samo s teorijskim osnovama procesa, već i sa stvarnim trenjem ležajeva nosača vratila, što će ga donekle usporiti u odnosu na polje statora.
Šta je električni generator?
Generator je električna mašina koja pretvara mehaničku i toplotnu energiju u električnu energiju. Sa ove tačke gledišta, radi se o uređaju koji je po principu rada i načina rada direktno suprotan asinhronom motoru. Štoviše, najčešći tip generatora energije su indukcijski.
Kao što se sjećamo iz gore opisane teorije, to postaje moguće samo uz razliku u zavojima magnetskih polja statora i rotora. Iz ovoga slijedi jedan logičan zaključak (uzimajući u obzir i princip reverzibilnosti spomenut na početku članka) - teoretski je moguće napraviti generator od asinhronog, osim toga, ovo je zadatak koji se može riješiti samostalno premotavanjem.
Rad motora u generatorskom režimu
Svaki asinhroni električni generator koristi se kao vrsta transformatora, gdje se mehanička energija iz rotacije osovine motora pretvara u naizmjeničnu struju. Ovo postaje moguće kada njegova brzina postane veća od sinhrone (oko 1500 o/min). Klasična shema za preradu i povezivanje motora u načinu rada električnog generatora s generiranjem trofazne struje može se lako sastaviti vlastitim rukama:
Naši čitaoci preporučuju! Kako biste uštedjeli na računima za struju, naši čitatelji preporučuju 'Energy Saver Electricity Saving Box'. Mjesečne uplate će biti 30-50% manje nego prije korištenja štednje. Uklanja reaktivnu komponentu iz mreže, zbog čega se smanjuje opterećenje i, kao rezultat, potrošnja struje. Električni uređaji troše manje električne energije, smanjujući troškove njenog plaćanja.
Da bi se postigla takva početna brzina, potrebno je primijeniti prilično veliki okretni moment (na primjer, povezivanjem motora s unutarnjim izgaranjem u generatoru plina ili propelerom u vjetrenjači). Čim brzina rotacije dostigne sinhronu vrijednost, kondenzatorska banka počinje djelovati, stvarajući kapacitivnu struju. Zbog toga se namoti statora samopobuđuju i stvara se električna struja (režim generiranja).
Neophodan uvjet za stabilan rad takvog električnog generatora s frekvencijom industrijske mreže od 50 Hz je usklađenost njegovih frekvencijskih karakteristika:
- Brzina njegove rotacije mora premašiti asinhronu (frekvenciju rada samog motora) za postotak klizanja (od 2 do 10%),
- Vrijednost brzine generatora mora odgovarati sinkronoj brzini.
Kako sami sastaviti asinhroni generator?
Sa stečenim znanjem, domišljatošću i sposobnošću rada s informacijama, vlastitim rukama možete sastaviti / preraditi radni generator iz motora. Da biste to učinili, morate izvršiti tačne korake sljedećeg niza:
- Izračunata je stvarna (asinhrona) brzina motora koji se planira koristiti kao električni generator. Tahograf se može koristiti za određivanje broja okretaja priključene mašine,
- Određuje se sinhrona frekvencija motora, koja će također biti asinhrona za generator. Ovo uzima u obzir količinu klizanja (2-10%). Recimo da su mjerenja pokazala brzinu rotacije od 1450 o/min. Potrebna frekvencija rada generatora će biti:
nGEN = (1,02…1,1)nDV= (1,02…1,1) 1450 = 1479…1595 o/min,
- Izbor kondenzatora potrebnog kapaciteta (koriste se standardne tabele uporednih podataka).
Tome možete stati na kraj, ali ako je potreban jednofazni mrežni napon od 220V, tada će način rada takvog uređaja zahtijevati uvođenje padajućeg transformatora u prethodno zadani krug.
Vrste generatora na bazi motora
Kupovina stalnog gotovog agregata nikako nije jeftino zadovoljstvo i teško je pristupačna praktičnoj većini naših sugrađana. Domaći generator može poslužiti kao odlična alternativa, može se sastaviti uz dovoljno znanja iz oblasti elektrotehnike i vodovoda. Sastavljeni uređaj se može uspješno koristiti kao:
- Električni generator sa sopstvenim pogonom. Korisnik može dobiti uređaj za proizvodnju električne energije sa dugim periodom djelovanja zbog samohranjenja,
- Vjetrogenerator. Vjetrenjača se koristi kao pogonski uređaj neophodan za pokretanje motora koji se okreće pod utjecajem vjetra,
- Generator na neodimijumskim magnetima,
- trofazni benzinski generator,
- Monofazni generator male snage na motore električnih uređaja itd.
Učinite sami konverzija standardnog motora u radni uređaj za generiranje uzbudljiva je aktivnost koja očito štedi budžet. Na ovaj način možete prepraviti konvencionalnu vjetrenjaču tako što ćete je povezati na motor za autonomnu proizvodnju energije.
Za osnovu je uzet industrijski AC indukcijski motor snage 1,5 kW i brzine osovine od 960 o/min. Sam po sebi, takav motor u početku ne može raditi kao generator. Potrebna mu je dorada, odnosno zamjena ili dorada rotora.
identifikaciona pločica motora:
Motor je dobar jer ima zaptivke svuda gde je potrebno, posebno za ležajeve. Ovo značajno povećava interval između periodičnog održavanja, jer prašina i prljavština ne mogu tek tako dospjeti nigdje i ne mogu prodrijeti.
Lame ovog elektromotora mogu se postaviti na obje strane, što je vrlo zgodno.
Preinaka asinhronog motora u generator
Skinite poklopce, uklonite rotor.Namotaji statora ostaju izvorni, motor se ne premotava, sve ostaje kako je, bez promjena.
Rotor je finaliziran po narudžbi. Odlučeno je da ne bude potpuno metalna, već montažna.
To jest, izvorni rotor se melje do određene veličine.
Čelična čaša je mašinski obrađena i pritisnuta na rotor. Debljina skeniranja u mom slučaju je 5 mm.
Označavanje mjesta za lijepljenje magneta bila je jedna od najtežih operacija. Kao rezultat toga, pokušajem i greškom, odlučeno je da se predložak odštampa na papir, izrezuju se krugovi u njemu za neodimijske magnete - oni su okrugli. I zalijepite magnete prema uzorku na rotoru.
Glavna poteškoća je nastala u izrezivanju više krugova na papiru.
Sve veličine se biraju isključivo individualno za svaki motor. Nemoguće je dati bilo kakve opšte dimenzije za postavljanje magneta.
Neodimijski magneti se lijepe super ljepilom.
Za pojačanje je napravljena mreža od najlonskog konca.
Zatim se sve omota ljepljivom trakom, odozdo se napravi hermetički zatvorena oplata plastelinom, a odozgo se napravi lijevak za punjenje od iste ljepljive trake. Sve punjeno epoksidom.
Smola polako teče odozgo prema dolje.
Kada se epoksid očvrsne, uklonite traku.
Sada je sve spremno za sastavljanje generatora.
Rotor zabijamo u stator. To se mora učiniti vrlo pažljivo, jer neodimijski magneti imaju ogromnu snagu i rotor doslovno leti u stator.
Sakupljamo, zatvaramo poklopce.
Magneti se ne lepe. Gotovo da nema lijepljenja, relativno lako se okreće.
Provjera rada. Rotiramo generator iz bušilice, sa brzinom rotacije od 1300 o/min.
Motor je povezan sa zvijezdom, generatori ovog tipa ne mogu se povezati s trouglom, neće raditi.
Napon se uklanja radi ispitivanja između faza.
Indukcioni motorni generator radi odlično. Za više detalja pogledajte video.
Autorski kanal -
Članak opisuje kako napraviti trofazni (jednofazni) 220/380 V generator na bazi asinhronog AC motora.
Trofazni asinhroni elektromotor, koji je krajem 19. vijeka izumio ruski elektroinženjer M.O. Dolivo-Dobrovolsky, sada je dobio dominantnu distribuciju u industriji, u poljoprivredi, kao iu svakodnevnom životu. Asinhroni elektromotori su najjednostavniji i najpouzdaniji u radu. Stoga, u svim slučajevima kada je to dozvoljeno u uvjetima elektromotornog pogona i nema potrebe za kompenzacijom jalove snage, treba koristiti asinhrone AC motore.
Postoje dvije glavne vrste asinhronih motora: sa kaveznim rotorom i sa faznim rotorom. Asinhroni kavezni elektromotor sastoji se od fiksnog dijela - statora i pokretnog dijela - rotora, koji se okreće u ležajevima postavljenim u dva štita motora. Jezgra statora i rotora su izrađena od odvojenih limova elektro čelika izolovanih jedan od drugog. Namotaj od izolirane žice položen je u žljebove jezgre statora. Namotaj šipke se postavlja u žljebove jezgre rotora ili se ulijeva rastopljeni aluminij. Prstenovi kratkospojnika kratko spajaju namotaj rotora na krajevima (otuda naziv, kratko spojen). Za razliku od kaveznog rotora, namotaj se postavlja u žljebove faznog rotora, izrađen prema vrsti namotaja statora. Krajevi namota su dovedeni do kliznih prstenova postavljenih na osovinu. Četke klize duž prstenova, povezujući namotaj s početnim ili podešavajućim reostatom. Asinkroni elektromotori s faznim rotorom su skuplji uređaji, zahtijevaju kvalificirano održavanje, manje su pouzdani i stoga se koriste samo u onim industrijama u kojima se ne mogu bez njih. Iz tog razloga oni nisu baš česti i nećemo ih dalje razmatrati.
Kroz namotaj statora, koji je uključen u trofazni krug, teče struja, stvarajući rotirajuće magnetsko polje. Linije magnetskog polja rotirajućeg polja statora prelaze šipke namotaja rotora i induciraju u njima elektromotornu silu (EMF). Pod djelovanjem ovog EMF-a struja teče u kratko spojenim šipkama rotora. Oko šipki nastaju magnetni tokovi, stvarajući zajedničko magnetsko polje rotora, koje, u interakciji s rotirajućim magnetskim poljem statora, stvara silu koja tjera rotor da rotira u smjeru rotacije magnetskog polja statora. Brzina rotacije rotora je nešto manja od brzine rotacije magnetnog polja stvorenog namotajem statora. Ovaj indikator karakterizira proklizavanje S i za većinu motora je u rasponu od 2 do 10%.
U industrijskim instalacijama najčešće se koriste trofazni asinkroni elektromotori, koji se proizvode u obliku objedinjene serije. To uključuje jednu seriju 4A sa nominalnim rasponom snage od 0,06 do 400 kW, čije se mašine odlikuju visokom pouzdanošću, dobrim performansama i zadovoljavaju nivo svetskih standarda.
Autonomni asinhroni generatori su trofazne mašine koje pretvaraju mehaničku energiju primarnog motora u električnu energiju naizmenične struje. Njihova nesumnjiva prednost u odnosu na druge vrste generatora je nepostojanje mehanizma kolektor-četka i, kao rezultat, veća izdržljivost i pouzdanost. Ako se asinhroni motor isključen iz mreže stavi u rotaciju iz bilo kojeg primarnog motora, tada se, u skladu s principom reverzibilnosti električnih strojeva, kada se postigne sinhrona brzina, na priključcima namotaja statora ispod uticaj rezidualnog magnetnog polja. Ako se sada baterija kondenzatora C spoji na terminale namotaja statora, tada će u namotajima statora teći vodeća kapacitivna struja, koja se u ovom slučaju magnetizira. Kapacitet baterije C mora premašiti određenu kritičnu vrijednost C0, koja ovisi o parametrima autonomnog asinhronog generatora: samo u tom slučaju generator se samopobuđuje i na namotajima statora se instalira trofazni simetrični naponski sistem. Vrijednost napona ovisi, u konačnici, o karakteristikama mašine i kapacitetu kondenzatora. Tako se asinhroni kavezni motor može pretvoriti u asinhroni generator.
Slika 1 Standardna šema za uključivanje asinhronog elektromotora kao generatora.
Kapacitet možete odabrati tako da nazivni napon i snaga asinhronog generatora budu jednaki naponu i snazi kada radi kao elektromotor.
U tabeli 1 prikazani su kapaciteti kondenzatora za pobudu asinhronih generatora (U=380 V, 750….1500 o/min). Ovdje je reaktivna snaga Q određena formulom:
Q = 0,314 U2 C 10 -6,
gdje je C kapacitivnost kondenzatora, uF.
|
snaga generatora, |
Idling |
|||||
|
kapacitet, |
reaktivna snaga, |
|||||
|
kapacitet, |
reaktivna snaga, |
kapacitet, |
reaktivna snaga, |
|||
Kao što se može vidjeti iz gornjih podataka, induktivno opterećenje na asinkronom generatoru, koje smanjuje faktor snage, uzrokuje naglo povećanje potrebne kapacitivnosti.
Za održavanje konstantnog napona sa povećanjem opterećenja potrebno je povećati kapacitet kondenzatora, odnosno priključiti dodatne kondenzatore.
Ova se okolnost mora smatrati nedostatkom asinhronog generatora.
Frekvencija rotacije asinhronog generatora u normalnom režimu mora biti veća od asinhronog za iznos klizanja S = 2 ... 10%, i odgovarati sinkronoj frekvenciji.
Nepoštivanje ovog uslova će dovesti do toga da se frekvencija generiranog napona može razlikovati od industrijske frekvencije od 50 Hz, što će dovesti do nestabilnog rada frekventno zavisnih potrošača električne energije: električnih pumpi, mašina za pranje veša, uređaja sa transformatorski ulaz.
Posebno je opasno smanjiti generiranu frekvenciju, jer se u tom slučaju smanjuje induktivni otpor namotaja elektromotora i transformatora, što može uzrokovati njihovo pojačano zagrijavanje i prijevremeni kvar.
Kao asinhroni generator, može se bez ikakvih modifikacija koristiti konvencionalni asinhroni elektromotor s vjeveričastim kavezom odgovarajuće snage. Snaga elektromotor-generatora određena je snagom priključenih uređaja. Energetski najintenzivniji od njih su:
Kućni transformatori za zavarivanje;
Električne pile, električne fugalice, drobilice za zrno (snage 0,3 ... 3 kW);
· Električne peći poput "Rossiyanka", "Dream" snage do 2 kW;
električne pegle (snage 850 ... 1000 W).
Posebno se želim zadržati na radu transformatora za zavarivanje u domaćinstvu.
Njihovo povezivanje na autonomni izvor električne energije je najpoželjnije, jer. kada rade iz industrijske mreže, stvaraju niz neugodnosti za ostale potrošače električne energije. Ako je transformator za zavarivanje u domaćinstvu dizajniran za rad s elektrodama promjera 2 ... 3 mm, tada je njegova ukupna snaga približno 4 ... 6 kW, snaga asinhronog generatora za napajanje treba biti unutar 5 .. 7 kW.
Ako transformator za zavarivanje u domaćinstvu omogućava rad s elektrodama promjera 4 mm, tada u najtežem načinu - "rezanju" metala, ukupna snaga koju troši može doseći 10 ... 12 kW, odnosno snaga asinkronog generator treba biti unutar 11 ... 13 kW.
Kao trofaznu kondenzatorsku banku, dobro je koristiti takozvane kompenzatore reaktivne snage, dizajnirane za poboljšanje cos φ u mrežama industrijske rasvjete. Njihova oznaka tipa: KM1-0,22-4,5-3U3 ili KM2-0,22-9-3U3, koja se dešifruje na sljedeći način. KM - kosinusni kondenzatori impregnirani mineralnim uljem, prva cifra je veličina (1 ili 2), zatim napon (0,22 kV), snaga (4,5 ili 9 kvar), zatim broj 3 ili 2 označava trofazni ili jednostruki -fazna verzija, U3 (umjerena klima treće kategorije).
U slučaju samoproizvodnje baterije treba koristiti kondenzatore kao što su MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 itd. za radni napon od najmanje 600 V. Elektrolitički kondenzatori se ne mogu koristiti.
Gornja opcija za povezivanje trofaznog elektromotora kao generatora može se smatrati klasičnom, ali ne i jedinom. Postoje i drugi načini koji jednako dobro funkcionišu u praksi. Na primjer, kada je kondenzatorska banka spojena na jedan ili dva namota električnog motora-generatora.
Slika 2 Dvofazni način rada asinhronog generatora.
Takvu shemu treba koristiti kada nema potrebe za dobivanjem trofaznog napona. Ova opcija preklapanja smanjuje radni kapacitet kondenzatora, smanjuje opterećenje primarnog mehaničkog motora u praznom hodu i tako dalje. štedi "dragoceno" gorivo.
Kao generatori male snage koji proizvode naizmjenični jednofazni napon od 220 V, možete koristiti jednofazne asinkrone elektromotore s kaveznim kavezom za kućne potrebe: od perilica rublja kao što su Oka, Volga, pumpe za zalijevanje Agidel, BCN itd. Imaju kondenzatorsku banku povezanu paralelno sa radnim namotom. Možete koristiti postojeći kondenzator za pomicanje faze tako što ćete ga povezati na radni namotaj. Kapacitet ovog kondenzatora će možda trebati malo povećati. Njegova vrijednost će biti određena prirodom opterećenja spojenog na generator: aktivno opterećenje (električne peći, sijalice, električne lemilice) zahtijeva mali kapacitet, induktivno (elektromotori, televizori, hladnjaci) - više.
Slika 3 Generator male snage iz jednofaznog asinhronog motora.
Sada nekoliko riječi o glavnom pokretaču, koji će pokretati generator. Kao što znate, svaka transformacija energije povezana je s njenim neizbježnim gubicima. Njihova vrijednost je određena efikasnošću uređaja. Stoga snaga mehaničkog motora mora premašiti snagu asinhronog generatora za 50 ... 100%. Na primjer, sa snagom asinkronog generatora od 5 kW, snaga mehaničkog motora trebala bi biti 7,5 ... 10 kW. Uz pomoć mehanizma prijenosa, brzina mehaničkog motora i generatora se usklađuju tako da se način rada generatora postavlja na prosječnu brzinu mehaničkog motora. Ako je potrebno, možete nakratko povećati snagu generatora povećanjem brzine mehaničkog motora.
Svaka autonomna elektrana mora sadržavati potreban minimum priključaka: AC voltmetar (sa skalom do 500 V), mjerač frekvencije (po mogućnosti) i tri prekidača. Jedan prekidač povezuje opterećenje sa generatorom, a druga dva prekidača uzbude. Prisutnost prekidača u krugu pobude olakšava pokretanje mehaničkog motora, a također vam omogućava da brzo smanjite temperaturu namota generatora, nakon završetka rada, rotor nepobuđenog generatora se rotira iz mehaničkog motora za neke vrijeme. Ovaj postupak produžava aktivni vijek namotaja generatora.
Ako generator treba da napaja opremu koja je inače priključena na mrežu naizmjenične struje (na primjer, rasvjeta stambene zgrade, kućni električni aparati), tada je potrebno obezbijediti dvofazni prekidač koji će ovu opremu isključiti iz mreže. industrijske mreže tokom rada generatora. Obje žice moraju biti isključene: "faza" i "nula".
Na kraju, neki opšti savjeti.
Alternator je opasan uređaj. Koristite 380V samo kada je to apsolutno neophodno, u suprotnom koristite 220V.
Prema sigurnosnim zahtjevima, generator mora biti opremljen uzemljenjem.
Obratite pažnju na termički režim generatora. On "ne voli" prazan hod. Moguće je smanjiti termičko opterećenje pažljivijim odabirom kapacitivnosti pobudnih kondenzatora.
Nemojte pogriješiti u pogledu snage električne struje koju generiše generator. Ako se jedna faza koristi tokom rada trofaznog generatora, tada će njegova snaga biti 1/3 ukupne snage generatora, ako dvije faze - 2/3 ukupne snage generatora.
Frekvencija naizmjenične struje koju generiše generator može se indirektno kontrolirati izlaznim naponom, koji bi u "praznom stanju" trebao biti 4 ... 6% veći od industrijske vrijednosti od 220 V / 380 V.
književnost:
L.G. Prishchep Udžbenik za seoske električare. Moskva: Agropromizdat, 1986.
AA. Ivanov Priručnik za elektrotehniku - K.: Viša škola, 1984.
cm001.narod.ru
"Uradi sam" 2005, br. 3, str.78 - 82
Kao generator za vjetrenjaču, odlučeno je da se prepravi asinhroni motor. Takva izmjena je vrlo jednostavna i pristupačna, stoga u domaćim dizajnima vjetroturbina često možete vidjeti generatore napravljene od asinhronih motora.
Izmjena se sastoji u okretanju rotora ispod magneta, tada se magneti obično lijepe na rotor prema šablonu i pune epoksidom da ne odlijeću. Također je uobičajeno premotavanje statora debljom žicom kako bi se smanjio prevelik napon i povećala struja. Ali nisam želio da premotavam ovaj motor i odlučeno je da sve ostavi kako jeste, samo da se rotor pretvori u magnete. Kao donator pronađen je trofazni asinhroni motor snage 1,32 kW. Ispod je fotografija ovog motora.
izmjena asinhronog motora u generator Rotor elektromotora je obrađen na tokarskom stroju do debljine magneta. Ovaj rotor ne koristi metalnu navlaku, koja se obično obrađuje i stavlja na rotor ispod magneta. Navlaka je potrebna za povećanje magnetske indukcije, kroz nju magneti zatvaraju svoja polja, napajajući se ispod dna i magnetsko polje se ne raspršuje, već sve ide u stator. U ovom dizajnu koriste se prilično jaki magneti veličine 7,6 * 6 mm u količini od 160 komada, koji će pružiti dobar EMF čak i bez rukava.
Prvo, prije lijepljenja magneta, rotor je označen sa četiri pola, a magneti su postavljeni sa kosom. Motor je bio četveropolni, a kako se stator nije premotao na rotor, mora postojati i četiri magnetna pola. Svaki magnetni pol se izmjenjuje, jedan pol je uslovno "sjeverni", drugi pol je "južni". Magnetski polovi su razmaknuti, tako da su magneti grupisani gušće na polovima. Nakon postavljanja magneta na rotor, omotani su ljepljivom trakom za fiksiranje i punjeni epoksidnom smolom.
Nakon montaže osjetilo se zalijepljenje rotora, osjećalo se lijepljenje pri rotaciji osovine. Odlučeno je da se prepravi rotor. Magneti su spojeni sa epoksidom i ponovo postavljeni, ali sada su manje-više ravnomerno raspoređeni po rotoru, ispod je fotografija rotora sa magnetima pre izlivanja epoksida. Nakon punjenja, prianjanje se donekle smanjilo i primjećeno je da je napon blago opao kada je generator rotirao istom brzinom, a struja lagano porasla.
Nakon sastavljanja gotovog generatora, odlučeno je da se uvrne bušilicom i poveže nešto na njega kao opterećenje. Priključena je sijalica na 220 volti 60 vati, na 800-1000 o/min je gorjela u punoj toplini. Takođe, da se proveri za šta je generator sposoban, spojena je lampa snage 1 Kw, gorela je na punoj toploti i bušilica nije mogla jače da okrene generator.
U praznom hodu, pri maksimalnoj brzini bušenja od 2800 o/min, napon generatora bio je veći od 400 volti. Na oko 800 o/min, napon je 160 volti. Pokušali smo spojiti i bojler od 500 vati, nakon minute torzije, voda u čaši je postala vruća. Ovo su testovi koje je prošao generator, koji je napravljen od indukcionog motora.
Nakon generatora zavaren je stalak sa okretnom osovinom za pričvršćivanje generatora i repa. Konstrukcija je izrađena prema shemi sa uklanjanjem vjetrobrana od vjetra preklapanjem repa, tako da je generator pomaknut od centra ose, a igla iza je kraljevska osovina na koju se stavlja rep.
Evo fotografije gotove vjetroturbine. Vjetroturbina je postavljena na jarbol od devet metara. Generator je snagom vjetra dao napon otvorenog kruga do 80 volti. Pokušali su da spoje na njega tendu od dva kilovata, nakon nekog vremena se zagrijao, što znači da vjetrogenerator još ima neku vrstu snage.
Zatim je sastavljen kontroler za vjetrogenerator i preko njega spojena baterija za punjenje. Punjenje je bilo dovoljno dobre struje, baterija je brzo proizvodila buku, kao da se puni iz punjača.
Podaci na šindiku motora kažu 220/380 volti 6,2 / 3,6 A. To znači da je otpor generatora 35,4 oma trokut / 105,5 oma zvijezda. Ako je napunio 12-voltnu bateriju prema shemi prebacivanja faza generatora u trokut, što je najvjerovatnije, onda 80-12 / 35,4 = 1,9A. Ispostavilo se da je sa vjetrom od 8-9 m / s struja punjenja bila oko 1,9 A, a ovo je samo 23 vat / h, ali ne mnogo, ali možda sam negdje pogriješio.
Ovako veliki gubici nastaju zbog velikog otpora generatora, pa se stator obično premotava debljom žicom kako bi se smanjio otpor generatora, što utiče na struju, a što je veći otpor namota generatora to je struja manja. a što je veći napon.
Energija električne struje, koja ulazi u asinhroni motor, lako se pretvara u energiju kretanja na izlazu iz njega. Ali šta ako je potrebna obrnuta transformacija? U ovom slučaju možete napraviti domaći generator od asinhronog motora. Samo će funkcionirati na drugačiji način: zbog mehaničkog rada proizvodit će se električna energija. Idealno rješenje je transformacija u vjetrogenerator - izvor besplatne energije.
Eksperimentalno je dokazano da magnetsko polje stvara naizmjenično električno polje. Ovo je osnova principa rada asinhronog motora, čiji dizajn uključuje:
- Telo je ono što vidimo spolja;
- Stator je fiksni dio elektromotora;
- Rotor je element koji se pokreće.
Na statoru je glavni element namotaj, na koji se primjenjuje naizmjenični napon (princip rada nije na trajnim magnetima, već na magnetskom polju oštećenom naizmjeničnim električnim). Uloga rotora je cilindar sa žljebovima u koji je položen namotaj. Ali struja koja teče do njega ima suprotan smjer. Kao rezultat, formiraju se dva naizmjenična električna polja. Svaki od njih stvara magnetsko polje, koje počinje međusobno djelovati. Ali struktura statora je takva da se ne može pomicati. Dakle, rezultat interakcije dva magnetna polja je rotacija rotora.
Dizajn i princip rada električnog generatora
Eksperimenti također potvrđuju da magnetsko polje stvara naizmjenično električno polje. Ispod je dijagram koji jasno ilustruje princip rada generatora.
Ako se metalni okvir postavi i rotira u magnetskom polju, tada će se magnetski tok koji prodire u njega početi mijenjati. To će dovesti do stvaranja indukcijske struje unutar petlje. Ako spojite krajeve na potrošač struje, na primjer, s električnom lampom, tada možete promatrati njen sjaj. Ovo sugerira da se mehanička energija potrošena na rotiranje okvira unutar magnetnog polja pretvorila u električnu energiju, što je pomoglo lampi da se upali.
Konstrukcijski, električni generator se sastoji od istih dijelova kao i elektromotor: kućišta, statora i rotora. Razlika je samo u principu djelovanja. Nerotor pokreće magnetsko polje koje stvara električna energija u namotaju statora. A električna struja se pojavljuje u namotu statora zbog promjene magnetskog toka koji prodire u njega, zbog prisilne rotacije rotora.
Od elektromotora do elektrogeneratora
Ljudski život danas je nezamisliv bez struje. Stoga se posvuda grade elektrane koje pretvaraju energiju vode, vjetra i atomskih jezgara u električnu energiju. Postala je univerzalna jer se može transformirati u energiju kretanja, topline i svjetlosti. To je bio razlog masovne distribucije elektromotora. Električni generatori su manje popularni jer država snabdijeva strujom centralno. Ali ipak, ponekad se desi da nema struje, a da je nema odakle. U ovom slučaju pomoći će vam generator iz asinhronog motora.
Već smo rekli iznad da su strukturno generator i motor slični jedan drugom. Ovo postavlja pitanje: da li je moguće koristiti ovo čudo tehnologije kao izvor i mehaničke i električne energije? Ispostavilo se da možeš. A mi ćemo vam reći kako vlastitim rukama pretvoriti motor u izvor energije.
Značenje prerade
Ako vam treba električni generator, zašto ga praviti od motora ako možete kupiti novu opremu? Međutim, visokokvalitetna elektrotehnika nije jeftino zadovoljstvo. A ako imate motor koji trenutno nije u upotrebi, zašto ga ne stavite na dobro mjesto? Jednostavnim manipulacijama i uz minimalne troškove, dobit ćete odličan izvor struje koji može napajati uređaje koji imaju otporno opterećenje. To uključuje kompjutersko, elektronsko i radio inženjerstvo, obične lampe, grijače i pretvarače za zavarivanje.
Ali ušteda nije jedina korist. Prednosti generatora električne struje izgrađenog od asinhronog elektromotora:
- Dizajn je jednostavniji od sinkronog pandana;
- Maksimalna zaštita unutrašnjosti od vlage i prašine;
- Visoka otpornost na preopterećenja i kratki spoj;
- Gotovo potpuno odsustvo nelinearne distorzije;
- Čisti faktor (vrijednost koja izražava neravnomjernu rotaciju rotora) ne više od 2%;
- Namotaji su statični tokom rada, stoga se ne troše dugo vremena, povećavajući vijek trajanja;
- Proizvedena električna energija odmah ima napon od 220V ili 380V, ovisno o tome koji motor odlučite preraditi: monofazni ili trofazni. To znači da se strujni potrošači mogu direktno priključiti na generator, bez pretvarača.
Čak i ako generator ne može u potpunosti zadovoljiti vaše potrebe, može se koristiti u kombinaciji s centraliziranim napajanjem. U ovom slučaju, opet govorimo o uštedi: morat ćete platiti manje. Korist će biti izražena kao razlika dobivena oduzimanjem proizvedene električne energije od količine potrošene električne energije.
Šta je potrebno za preuređenje?
Da biste vlastitim rukama napravili generator od asinhronog motora, prvo morate razumjeti što sprječava pretvaranje električne energije iz mehaničke energije. Podsjetimo da je za formiranje indukcijske struje neophodno prisustvo magnetskog polja koje se mijenja s vremenom. Kada oprema radi u motornom režimu, stvara se i u statoru i u rotoru zbog mrežnog napajanja. Ako prebacite opremu u režim generatora, ispada da uopće nema magnetskog polja. Odakle on može doći?
Nakon rada opreme u načinu rada motora, rotor zadržava zaostalu magnetizaciju. Ona je ta koja iz prisilne rotacije uzrokuje indukcijsku struju u statoru. A da bi se magnetsko polje očuvalo, bit će potrebno ugraditi kondenzatore koji imaju kapacitivnu struju. On je taj koji će održati magnetizaciju zbog samopobuđenja.
Sa pitanjem odakle dolazi izvorno magnetno polje, shvatili smo. Ali kako pokrenuti rotor? Naravno, ako ga vrtite vlastitim rukama, bit će moguće napajati malu sijalicu. Ali malo je vjerovatno da će vas rezultat zadovoljiti. Idealno rješenje je pretvoriti motor u vjetrogenerator, odnosno vjetrenjaču.
Ovo je naziv uređaja koji pretvara kinetičku energiju vjetra u mehaničku, a zatim u električnu energiju. Vjetrogeneratori su opremljeni lopaticama koje se pokreću kada se sretnu s vjetrom. Mogu se rotirati i vertikalno i horizontalno.
Od teorije do prakse
Izgradit ćemo vjetrogenerator od motora vlastitim rukama. Radi lakšeg razumijevanja, dijagrami i video zapisi su priloženi uputstvima. trebat će vam:
- Uređaj za prijenos energije vjetra na rotor;
- Kondenzatori za svaki namotaj statora.
Teško je formulirati pravilo prema kojem biste mogli prvi put uzeti uređaj za hvatanje vjetra. Ovdje se morate voditi činjenicom da kada oprema radi u režimu generatora, brzina rotora treba biti 10% veća nego kada radi kao motor. Potrebno je uzeti u obzir učestalost ne nominalne, već praznog hoda. Primjer: nominalna frekvencija je 1000 o/min, au stanju mirovanja je 1400. Zatim, da biste generirali struju, potrebna vam je frekvencija jednaka približno 1540 o/min.
Odabir kondenzatora prema kapacitetu vrši se prema formuli:
C je željeni kapacitet. Q je brzina rotora u okretajima u minuti. P - broj "pi", jednak 3,14. f - frekvencija faze (konstantna vrijednost za Rusiju, jednaka 50 Herca). U - napon u mreži (220 ako je jedna faza, a 380 ako je tri).
Primjer izračuna : trofazni rotor se okreće na 2500 o/min. OndaC \u003d 2500 / (2 * 3,14 * 50 * 380 * 380) = 56 uF.
Pažnja! Nemojte odabrati kapacitet veći od izračunate vrijednosti. Inače će aktivni otpor biti visok, što će dovesti do pregrijavanja generatora. To se također može dogoditi kada se uređaj pokreće bez opterećenja. U ovom slučaju, bit će korisno smanjiti kapacitet kondenzatora. Da biste to olakšali sami, stavite kontejner ne u jednom komadu, već u tim. Na primjer, 60 uF može se sastaviti od 6 komada od 10 uF povezanih paralelno jedan s drugim.
Kako se povezati?
Razmislite kako napraviti generator od asinhronog motora, koristeći primjer trofaznog motora:
- Spojite osovinu na uređaj koji pokreće rotor zbog energije vjetra;
- Spojite kondenzatore prema shemi trokuta, čiji su vrhovi spojeni na krajeve zvijezde ili vrhove trokuta statora (ovisno o vrsti veze namotaja);
- Ako je za izlaz potreban napon od 220 volti, spojite namote statora u trokut (kraj prvog namota - s početkom drugog, kraj drugog - s početkom trećeg, kraj trećeg - sa početkom prvog);
- Ako trebate napajati uređaje od 380 volti, tada je za spajanje namotaja statora prikladan krug u obliku zvijezde. Da biste to učinili, spojite početak svih namotaja zajedno, a krajeve spojite na odgovarajuće posude.
Korak po korak upute kako napraviti jednofazni vjetrogenerator male snage vlastitim rukama:
- Izvucite elektromotor iz stare mašine za pranje veša;
- Odredite radni namotaj i spojite kondenzator paralelno s njim;
- Osigurati rotaciju rotora zbog energije vjetra.
Ispostavit će se vjetrenjača, kao na snimku, i dat će 220 volti.
Za električne uređaje koji se napajaju jednosmjernom strujom, bit će potreban dodatni ispravljač. A ako ste zainteresirani za praćenje parametara napajanja, ugradite ampermetar i voltmetar na izlaz.
Savjet! Vjetrogeneratori zbog nedostatka stalnog vjetra ponekad mogu prestati raditi ili raditi ne punom snagom. Stoga je zgodno organizirati vlastitu elektranu. Da biste to učinili, vjetrenjača je povezana za vrijeme vjetrovitog vremena na bateriju. Akumulirana električna energija se može iskoristiti za vrijeme zatišja.
Elektromotor je uređaj koji djeluje kao pretvarač energije i radi u načinu dobivanja mehaničke energije iz električne energije. Kroz jednostavne transformacije bez upotrebe trajnog magneta, ali zahvaljujući rezidualnoj magnetizaciji, motor počinje raditi kao izvor energije. Ovo su dvije recipročne pojave koje vam pomažu da uštedite novac: ne morate kupovati vjetrogenerator ako električni motor leži u blizini. Pogledajte video i naučite.