Может ли работать асинхронный двигатель как генератор — как его использовать в домашних условиях? Генератор своими руками из асинхронного двигателя Может ли электродвигатель вырабатывать электроэнергию

Пребывая на даче, часто случается так, что требуется автономный источник электричества для обеспечения света в доме или работы электроинструмента. В этом помогут электрогенераторы, которые можно быстро подключить к дачной электропроводке. Современный рынок предлагает огромный выбор моделей, дающих напряжение от 12 до 380 вольт. Потребитель может выбрать дизель, бензиновый или газовый агрегат. Чтобы узнать, как выбрать генератор для дачи, потребуется вкратце ознакомиться с разными моделями.

Бензиновый генератор нужен на даче для кратковременной подачи электричества. Он прост в эксплуатации, легкий в транспортировке, дешевле аналогов, работающих на другом топливе. Давайте разберемся, как выбрать бензогенератор для дачи из огромного ассортимента моделей.

Время работы

Бытовые бензиновые генераторы рассчитаны на 8 часов беспрерывной работы. После этого им требуется отдых, иначе двигатель перегреется. Продолжительность работы может меняться от потребляемой нагрузки. Если бензиновый генератор загружен до номинала, то часов через 6–7 ему понадобится отдых. Работая на 1 агрегате целые сутки, потребуется контролировать температуру двигателя. Это можно сделать, приложив к корпусу двигателя термопару измерительного прибора – мультиметра.

Вообще, такие модели подходят для энергоснабжения дачного дома в период отключения электроэнергии или для временного подключения электроприборов. Чтобы обеспечить дом электроэнергией на несколько суток, во время перерывов в работе потребуется обязательная замена масла. Но для таких случаев лучше иметь 2 агрегата разной мощности. Их запускают по очереди, используя модель под предполагаемую нагрузку.

В принципе, на даче редко возникает необходимость в круглосуточной работе генератора. Если потребуется подключить кондиционер, и другие маломощные приборы, то загруженность агрегата не будет номинальной. Запускать бензиновый генератор на всю ночь для работы одного холодильника тоже нежелательно. Он будет недогружен или работать на холостом ходу, что негативно скажется на агрегате.

Двигатель

Многие бензиновые генераторы продаются под известными брендами японских и других производителей. Но зачастую такие агрегаты имеют отечественную или китайскую сборку, так как эти производители сами генераторы не производят. Они поставляют только двигатели к ним и другие комплектующие.

Выбирая агрегат для дачи необходимо ознакомиться с его ресурсом:

• бензиновый агрегат, имеющий двигатель с алюминиевым блоком цилиндров, рассчитан примерно на 500 моточасов;
• бензиновые двигатели с чугунным цилиндром отличаются большим ресурсом и низким расходом топлива. Здесь нужно обратить внимание на расположение клапанов. Агрегат с боковым расположением клапанов имеет ресурс до 1500 моточасов. Его бензиновый собрат с верхним расположением клапанов имеет ресурс более 3 тыс. моточасов.

В зависимости от мощности, бензиновый агрегат имеет двухцилиндровый или одноцилиндровый двигатель. Из-за того, что современный рынок наполнен некачественным товаром, надо обращать внимание на хитрости, к которым прибегают нечестные производители и продавцы. Дело в том, что одноцилиндровые модели обеспечат мощность до 7 кВт. Если в инструкции написано, что генератор даст большую мощность, это не отвечает действительности. Он ее не даст или просто сломается. Мощность более 7 кВт дадут бензиновые модели с двухцилиндровыми двигателями. Только их стоимость, конечно, намного выше.

Карбюратор

Выбирая бензиновый агрегат, обратите внимание на высоту расположения дачи над уровнем моря. Если земельный участок находится выше 1,5 км, потребуется сделать модернизацию карбюратора. С этим вопросом можно обратиться к дилеру до покупки агрегата, чтобы установили меньшего диаметра жиклер и сделали регулировку. Иначе, обогащенная смесь снизит производительность двигателя, и увеличится расход бензина.

Имейте в виду, что при каждом подъеме генератора с модифицированным карбюратором на высоту 300 м, двигатель будет терять свою мощность примерно на 3,5%. Но и если опустить агрегат в низину, мощность двигателя также снизится, что приведет к перегреву. Для каждой смены высоты потребуется новая перенастройка карбюратора.

Дизель

Если на даче предполагается длительное использование генератора или требуется мощность больше 10 кВт, тогда лучше приобрести дизель. Маленький дизельный агрегат имеет те же возможности, что и бензиновый, только топлива потребляет меньше. Дизель боится длительной работы на холостом ходу или малой нагрузки. При кратковременных включениях дизельный агрегат не даст желаемых результатов в экономии топлива, поэтому не стоит его приобретать для периодической подачи электроэнергии на даче.

Дизельный агрегат сложен в ремонте и требует частого обслуживания. Парафиновые примеси в дизтопливе кристаллизуются на холоде, что делает дизельный генератор затрудненным в пуске. Чтобы завести дизель в мороз понадобятся специальные присадки или зимнее топливо.

Для профилактики дизельный агрегат производители рекомендуют через каждые 100 моточасов загружать 100% нагрузкой примерно на 2 часа работы.

С экономической стороны, газовые агрегаты наиболее выгодны при наличии природного газа. Изначально такие генераторы называли гибридными, потому что они могли работать на газу или бензине. Газовые модели идентичны бензиновым. Их различие только в карбюраторе, приспособленном под газ. Если сравнить дизельный и бензиновый агрегат с газовым, то последняя модель менее популярна из-за мобильности.

Газовые генераторы, работая от баллонов со сжиженным газом, по экономии топлива не отличаются от бензиновых. Реальная экономия примерно в 10 раз получается от использования природного газа из магистрали. Но и здесь есть свои подводные камни. Сжиженный газ из баллонов или газгольдера далек от нормы, поэтому некоторые модели могут вовсе не завестись. От магистрали газовые агрегаты работают хорошо, но для их подключения потребуется проект и вызов газовщиков. К тому же домашний газовый счетчик может не пропустить требуемое количество газа и придется ставить дополнительный, отдельно для генератора. Это создает дополнительные расходы.

Инверторные модели

Выбирая для дачи генератор, многие обращают внимание на инверторные модели. Неважно, на какой вид топлива рассчитан двигатель. Пусть это будет дизель, бензин или газ, главное, что к нему можно подключить компьютер и другую чувствительную электронику. Согласно инструкции, инверторы должны выдавать на выходе стабильные параметры напряжения.

Принцип работы агрегата заключается в преобразовании выпрямителем выработанного переменного тока в постоянный. Для накопления постоянного тока используются аккумуляторы. После стабилизации колебания электроволн, постоянный ток с аккумуляторов инвертором преобразуется в переменный и подается пользователю.

Инверторные модели экономные. Контроль над уровнем масла, топлива и частотой вращения двигателя почти вполовину уменьшают расходы на дозаправку. При минимальной нагрузке автоматика генератора переключает его в режим экономии, продлевая этим срок службы агрегата.

На этом достоинства инверторов заканчиваются. На практике проявляется вторая сторона медали с негативными последствиями. Дешевые инверторные модели не дают на выходе удовлетворительную синусоиду, обещанную в инструкции по эксплуатации. Экономя на качественных комплектующих, производитель пытается снизить стоимость агрегата. Результатом на выходе является подобие синусоиды. К такому генератору электронику подключать нельзя, а могут даже и лампочки перегореть. Но известный бренд и высокая цена тоже не гарантируют качество. При покупке инвертора надо узнать, насколько выходное напряжение близко к требуемой синусоиде.

Главный недостаток инвертора заключается в электронике, которая чувствительна к пусковым токам электрооборудования. Это могут быть насосы, компрессор холодильника и так далее. К примеру, компрессор холодильника мощностью 500 Вт при пуске потребляет 1,5 кВт. Инверторные генераторы маломощные, поэтому как источники электроэнергии для дачи они не подходят. Ведь нет смысла покупать дорогостоящий агрегат для подачи электричества одному компьютеру. Имеются и другие минусы, например, малая емкость встроенной батареи, которую нельзя самостоятельно заменить. Превышение мощности работающего электрооборудования над емкостью аккумулятора приводит к тому, что инверторные агрегаты отключают подачу электроэнергии и переходят на режим зарядки батареи.

Альтернативные источники электроэнергии

К альтернативному источнику электроснабжения дачи можно отнести ветряной генератор и солнечные батареи. Это оборудование для выработки электричества не требует сжигания топлива. Только вместо требуемых 220 вольт ветряной агрегат и солнечные батареи вырабатывают 24 или 12 вольт. Давайте рассмотрим их подробней:

Как вариант, добыть альтернативную электроэнергию все тем же напряжением 24 или 12 вольт можно, используя гидротехнический агрегат. Его устанавливают в протекающую рядом с дачей речку. Принцип его работы тот же, только зимой, когда река замерзнет, электрический ток пропадет.

Делаем выводы

Изучив все модели, делаем выбор генератора для дачи:

• бензиновые модели лучше брать для кратковременной подачи электроэнергии. Их легко подключить к домашней сети и быстро запустить в работу;
• дизель нужен для длительной подачи электроэнергии в дом. Хотя дизельный агрегат стоит дороже бензинового, но он выносливее и дешевле в дозаправке;
• газовые модели для подключения требуют дополнительных расходов и хлопот. Но если возле дачи проходит газовая магистраль, при желании хозяина можно воспользоваться таким генератором;
• инверторным агрегатам категорически скажем «нет» для использования на даче;
• альтернативные электрогенераторы – это бесшумный источник электроэнергии, не требующий затрат на топливо. Будь то ветряк или солнечные батареи, они дадут бесплатные 24 или 12 вольт круглый год.

Выбирая автономный источник электроэнергии для дачи, пусть каждый хозяин отдаст предпочтение той модели генератора, которая больше всего ему подходит. Главное, чтобы в дом подавалось качественное напряжение, и была хорошая шумоизоляция от работающего агрегата.

Вконтакте

Наиболее распространенным вариантом применения ветряков является выработка электроэнергии. Кажется, что может быть проще, чем сделать , насадить на него ось электрогенератора и готово! Можно пользоваться электричеством!

Но не все так просто. Рассмотрим, почему.

Все ветряные установки или ветряки приводятся в действие, т.е. начинают вращаться . От мощности потока ветра зависит то, какое количество энергии мы сможем получить от генератора.

Следующей важнейшей характеристикой ветряной установки является КИЭВ – коэффициент использования энергии ветра. У наилучших образцов ветряков данный показатель составляет 40-50% (хотя встречаются утверждения о 60-80% КИЭВ, что является преувеличением продавцов данных моделей). Поэтому в действительности можно рассчитывать на то, что ветряк будет применять только 25-30%, притом, что расчетную мощность ветряка нужно делить на 3-4. Это то, что можно действительно получить от ветроустановки при условии применения идеального электрогенератора.

О мощности ветряка. Многие могут не поверить, и это на самом деле выглядит парадоксально, но мощность ветряка (помимо скорости ветра) . Ее также называют «площадь ометания». Существует много практических подтверждений и математических доказательств, но мощность ветряка, имеющего одну лопасть (которая описывает круг диаметром D), и ветряной установки с 6 лопастями этого же диаметра одинакова! В это можно верить или не верить, но это так!

Дело в том, что лопасти для ветра являются не отдельными «дощечками», и он давит не на каждую по очереди, а как диск, круг. Поэтому важно не количество лопастей, а их площадь. При раскручивании лопасти ветряка, ветер придает ей скорость. Наряду с угловой скоростью вращения, у лопасти есть еще линейная скорость. А значит, так как она крутится не в вакууме, то она встречает сопротивление воздуха, которое увеличивается пропорционально скорости в кубе. Тем более что лопасть является не плоской дощечкой, а своего рода аэродинамическим профилем, который имеет определенную толщину и угол поворота. И при вращении данный профиль «натыкается» на воздух пространства между лопастями.

Получается, что чем большую мощность потока мы желаем получить, увеличивая количество лопастей, тем большее воздушное сопротивление им приходится испытывать при вращении. В итоге – что указано выше – мощность ветряной установки зависит не от количества лопастей, а от площади ометания.

Мы подошли к следующей важной характеристики ветряка – быстроходности – это величина, которая показывает, насколько линейная скорость лопасти больше скорости ветра.

Например, если нам известно, что быстроходность ветряка равна 7, то это означает, что на кончике его лопасти линейная скорость в 7 раз выше скорости ветра. И в случае, когда скорость ветра равна 10 м/с, кончик его лопасти передвигается по воздуху со скоростью 70 м/с, т.е. 250 км/час! Поэтому настоятельно рекомендуем не пытаться остановить лопасть руками. Их срежет как бритвой.

Такие ветряки , т.к. постоянно нарезают воздух своими лопастями, создавая звуковые волны.

Проблему шума адресуют в , т.к. обычно быстроходность вертикальных ветряков ниже горизонтальных.

Мы еще вернемся к быстроходности ветряка и ее расчету, а сейчас посмотрим, чем она важна для выработки электрической энергии.

Генератор

На Руси исстари повелось добывать электроэнергию при помощи специальных устройств – генераторов. Существует много конструкций генераторов, но в плане использования их с ветряками нас интересуют электрогенераторы, которые вырабатывают электроэнергию в процессе вращения. На самом деле, кто добра от добра ищет. Ветряк предоставляет вращение, его и нужно использовать.

В ходе строительства ветряка мастер обязательно сталкивается с тем, что генераторов, предназначенных для ветряка, вообще-то НЕТ. В природе они, конечно, есть, их даже выпускают серийно. Но приобрести их достаточно сложно и по возможности, и по цене. Это слишком специфическая вещь, именно поэтому их так мало и они такие дорогие. Поэтому приходится или изготавливать генератор для ветряка самостоятельно или приспосабливать то, что есть.

А что мы можем использовать? Выбор не богатый. Это двигатели с постоянными магнитами, автомобильные генераторы, шаговые двигатели, генераторы от изношенных бензогенераторов, асинхронные двигатели. Другими словами, почти любые электродвигатели. Согласно теории, любая электрическая машина обратима. Т.е. любой электрический двигатель в определенных условиях может работать в качестве генератора с определенной эффективностью, серьезностью и ценой переделки.

Почему нельзя применять просто то, что есть? Потому что оно все – быстроходное! Восклицательный знак не означает ничего хорошего. Кроме, разве что, шаговых двигателей. Они тихоходны по определению. Все остальные двигатели-генераторы работают на 1000 оборотах в минуту и более (15-20 об/секунду).

Чтобы получить обратный эффект – генерацию электротока, им необходимо придать соответствующие обороты. Например, самый дешевый и доступный вариант, как кажется, приличного генератора в 0,5 КВт – автомобильного, сталкивается с цифрой в 2-3 тыс. об/мин.

Даже на холостых оборотах двигатель машины держит вращение на скорости 800 об/мин. Также добавляется мультипликация шкивов генератора и мотора как минимум 1:2. Генератор крутится изначально на 1500 об/мин. А если поддать газу и «открутить» мотор до 3-4 тыс. (рядовая ситуация) – то генератор выдаст свои полкиловатта. На 5-8 тыс. об/мин.

Аналогично и с остальными моторами. Что ни возьми – не найти ничего меньше 1000 об/минуту.

Вернемся к быстроходности ветряка и пересчитаем данный параметр, учитывая скорость ветра, размеры ветряной установки, и обнаружим, что обороты вала ветряка недостаточно велики. У наиболее быстроходных ветряков и при оптимальном ветре – 200-400 об/минуту!

Поставим мультипликатор, скажут многие, и обороты повысятся в 5-10 раз! (То, что повышает обороты – это мультипликатор, а то, что понижает – это редуктор). Справедливости ради скажем – так и делается обычно. Но только на мощных больших ветряках. На ветряках, мощность которых менее 500 Ватт, мультипликаторы являются роскошью. Качественный и надежный необслуживаемый мультипликатор с небольшими потерями – дорогое удовольствие. И цена его переносится на стоимость вырабатываемого электричества. Поэтому использование мультипликатора в «домашнем» ветряке никак необоснованно. Если, конечно, он не достался каким-то образом бесплатно.

Из низкооборотных генераторов в нашем распоряжении есть лишь шаговые двигатели. Шаговый двигатель – это двигатель, вращающий свой вал на определенный угол (шаг) при подаче импульса напряжения на его обмотки. У таких моторов обычно несколько обмоток, а их ротор просто напичкан магнитами. Этот выгодный факт и дает возможность применять шаговые двигатели в качестве генератора ветряка. В результате придания валу шагового двигателя вращения извне, он приступает к выработке электричества, причем достаточно эффективно.

«Вычислить» шаговый двигатель легко. При вращении вала его вращения не плавные, а как бы толчками. Данный эффект имеет название «залипание». Если закоротить все выводы такого двигателя, то вращение вала заметно затруднится. Это означает, что шаговый мотор уже вырабатывает электричество. Это общеизвестный метод проверки двигателей постоянного тока «на вшивость». Если в момент закорачивания выводов стало труднее вращать вал мотора, то электромотор в свете применения его как электрогенератора небезнадежен и можно смело снимать его характеристики.

Достать шаговый электромотор небольшой мощности легко. Любой принтер, который продается на интернет-аукционах за 100-300 рублей, имеет минимум 2 таких двигателя. Один двигал головку, второй – бумагу. Сканер и старые дисководы на 5,25 дюйма - по 1. Это вполне хорошая новость. Плохая новость состоит в том, что легко достать только шаговые двигатели совсем малой мощности! 1-2-3 Ватта. Достать шаговый двигатель минимум на 30-50 Ватт – редкая удача, если это получилось, то можно считать, что у вас в кармане отличный генератор для ветряка.

Как можно использовать шаговый двигатель на 2 Ватта? Например, можно с его помощью заряжать аккумулятор плеера, мобильника и т.п. Этой мощности будет достаточно. Нужно 10-20 Ватт? Установите 10 таких двигателей. Они стоят совсем недорого.

А если вам нужно получить с ветряка 200-300 Ватт, при этом желательно дешевле (помним о соотношении затраты/отдача), то придется сделать генератор самому. Это сложно, но вполне возможно.

Не всегда местные электросети способны полноценно обеспечивать электричеством дома, особенно, если это касается загородных дач и особняков. Перебои с постоянным электроснабжением или же его полное отсутствие заставляет искать получения электричества. Одним из таких является использование – прибора, способного преобразовывать и накапливать электричество , используя для этого самые необычные ресурсы (энергия , приливов и отливов). Его принцип работы достаточно простой, что делает возможным сделать электрогенератор своими руками. Возможно, самодельная модель не сможет конкурировать с аналогом заводской сборки, однако это отличный способ сэкономить более 10 000 рублей. Если рассматривать самодельный электрогенератор в качестве временного альтернативного источника электроснабжения, то вполне можно обойтись и самоделкой.

Как сделать электрогенератор, что для этого потребуется, а также какие нюансы придется учитывать, узнаем далее.

Желание иметь в своем пользовании электрогенератор омрачается одной неприятностью – это высокая стоимость агрегата . Как ни крути, но самые маломощные модели имеют достаточно заоблачную стоимость – от 15 000 рублей и выше. Именно этот факт наталкивает на мысль о собственноручном создании генератора. Однако, сам процесс может быть затруднительным , если:

• нет навыка в работе с инструментом и схемами;
• нет опыта в создании подобных приборов;
• не имеется в наличии необходимых деталей и запчастей.

Если же все это и огромное желание присутствуют, то можно попробовать собрать генератор , руководствуясь указаниями по сборке и приложенной схемой.

Не секрет, что покупной электрогенератор будет обладать более расширенным перечнем возможностей и функций, в то время как самоделка способна подводить и давать сбои в самые неподходящие моменты. Поэтому, покупать или делать своими руками – вопрос сугубо индивидуальный, требующий ответственного подхода.

Как работает электрогенератор

Принцип работы электрогенератора основывается на физическом явлении электромагнитной индукции. Проводник, проходящий через искусственно созданное электромагнитное поле, создает импульс, который преобразуется в постоянный ток.

Генератор имеет двигатель, который способен вырабатывать электричество, сжигая в своих отсеках определенный вид топлива: , или . В свою очередь топливо, попадая в камеру сжигания, в процессе горения вырабатывает газ, который вращает коленчатый вал. Последний передает импульс ведомому валу, который уже способен предоставить определенное количество энергии на выходе.

Увы, но перебои с подачей электричества в некоторые районы могут возникать и сейчас, в XXI веке. Неважно, в чем причина подобных перебоев: хоть обрыв линии из-за плохих условий, хоть плановое отключение.

В любом из случаев потребитель не всегда может безболезненно перенести несколько часов без электричества. Вот тут и приходят на выручку генераторы для дачи и частного сектора вообще.

Автономный генератор для выработки электроэнергии представляется наиболее оптимальным решением не оставаться без электричества и продолжать жить и пользоваться бытовыми приборами на зависть соседям.

Так что купить, а прежде рассмотреть варианты автономных станций – это первоочередная задача.

Какие бывают генераторы

Перед тем, как выбрать генератор для дачи, нужно знать их основные различия. А это, в свою очередь, может влиять на производительность и еще на несколько факторов. На сегодняшний день три самых популярных вида:

• бензиновый генератор;
• дизельный генератор;

Уже с названия стает понятно, что отличие состоит в виде топлива, на котором работает автономная установка. Однако не было бы смысла человечеству придумывать несколько типов производителей напряжения и, скорее всего, между этими тремя типами есть определенные различия.

Во-первых, бензин, дизельное топливо и газ – для каждого по-своему доступны. Нет нужды, полагаем, приобретать бензиновый генератор, если к дому подведена газовая магистраль. Ведь стоимость газа по-прежнему остается более приемлемой, чем стоимость газа. С другой стороны, имея в запасе несколько литров бензина или дизельного топлива, можно точно быть уверенным, что одновременное отключение электричества и газа не помешает вашей работе.

Второе, что заслуживает внимания, это работа бытовых генераторов на разных видах топлива. Одни больше производят шума при работе, другие меньше; одни более габаритные, другие более компактны; одни легко заводятся при любой погоде, другие могут иметь проблемы с запуском в морозы.

Выбираем агрегат для частного пользования

Дизель или газовый, а может бензиновый – это довольно важно. Но не менее важно учитывать и другие особенности, по которым нужно производить отбор:

Шум при работе

Бензиновые и дизельные генераторы имеют единственный существенный недостаток – достаточно ощутимый уровень шума в рабочем состоянии. Этот недостаток является в какой-то степени обязательным условием работы. Согласитесь, что бесшумного двигателя вам еще не встречалось.

Аналогичная ситуация наблюдается и здесь: при оборотах двигателя генератора создается определенный шум. Учитывая, что установка обычно работает довольно продолжительное время и монотонный звук раздражает не только хозяев, но и соседей, нужно находить поиск решения данной проблемы.

По правилам пожарной безопасности генератор для загородного дома должен устанавливаться в хорошо проветриваемом помещении. Если соорудить отдельное помещение с приточно-вытяжной вентиляцией, то уровень звука частично уменьшится.

Насколько сильно – зависит от применяемых материалов при строительстве. Однако это потребует дополнительных расходов, сил и времени. Целесообразность данной идеи определяется весом установки. Автономный генератор больших размеров, который не будет переставляться с места на место, скорее всего, потребует такого помещения.

Строительная практика также часто знает случаи, когда для бензинового или дизельного генераторов на участке сооружалась яма с обложенными кирпичом стенами и с крышей. При обеспечении циркуляции воздуха и максимальной при этом герметичности удается достаточно высоко снизить уровень шумов от работающего прибора.

Вместо заключения

То, что генератор способен упростить нашу жизнь – это давно доказанная теорема. Даже, скорее всего, аксиома, которая не требует особых доказательств. Поломки, которые могут случаться в процессе эксплуатации, совершенно не означают, что агрегат недостойный внимания.

Если речь идет о заводском браке, то значит, просто человек доверился некачественному производителю. А если поломка по вине владельца, то зачем винить агрегат? Покупка генератора – полезное приобретение, если уметь им правильно пользоваться.