Направи си генератор от индукционен двигател. Асинхронен електродвигател като генератор Може ли електрическият двигател да генерира електричество

Уви, прекъсванията в доставката на електроенергия за някои райони могат да се появят дори сега, в 21 век. Без значение каква е причината за подобни прекъсвания: поне прекъсване на линията поради лоши условия, поне планирано изключване.

Във всеки от случаите потребителят не винаги може лесно да издържи няколко часа без електричество. Тук генераторите идват на помощ за лятната къща и частния сектор като цяло.

Автономен генератор за производство на електроенергия изглежда най-оптималното решение да не останете без електричество и да продължите да живеете и да използвате домакински уреди за завист на съседите.

Затова купувайте и първо обмислете опциите за автономните станции - това е приоритет.

Какви са генераторите

Преди да изберете генератор за лятна резиденция, трябва да знаете основните им разлики. А това от своя страна може да повлияе на производителността и няколко други фактора. Към днешна дата трите най-популярни типа:

бензинов генератор;
дизелов генератор;

Още от името става ясно, че разликата е под формата на гориво, което управлява автономна инсталация. Въпреки това не би имало смисъл човечеството да измисля няколко типа производители на напрежение и най-вероятно има определени разлики между тези три типа.

Първо, бензин, дизелово гориво и газ - за всеки по собствен начин. Не е необходимо, според нас, да купувате бензинов генератор, ако към къщата е свързан газов магистрал. В крайна сметка цената на газа все още е по-приемлива от цената на газа. От друга страна, разполагайки с няколко литра бензин или дизелово гориво, можете да сте сигурни, че едновременното изключване на електричество и газ няма да пречи на работата ви.

Второто нещо, което заслужава внимание, е работата на домакинските генератори за различни видове гориво. Някои издават повече шум по време на работа, други по-малко; някои са по-размерни, други са по-компактни; някои са лесни за стартиране при всяко време, други могат да имат проблеми със стартирането в студено време.

Изберете единица за лично ползване

Дизел или газ, или може би газ - това е доста важно. Но също толкова важно е да се вземат предвид и други функции, които трябва да бъдат избрани:

Шум по време на работа

Бензиновите и дизеловите генератори имат единствения съществен недостатък - доста забележимо ниво на шум в работно състояние . Този недостатък е до известна степен предпоставка за работа. Трябва да признаете, че никога не сте се сблъсквали с безшумен двигател.

Подобна ситуация се наблюдава тук: когато се генерира оборотите на двигателя, се генерира определен шум. Като се има предвид, че инсталацията обикновено работи доста дълго време и монотонният звук дразни не само собствениците, но и съседите, трябва да намерите решение на този проблем.

Според правилата за пожарна безопасност генераторът за селска къща трябва да бъде инсталиран в добре проветриво помещение. Ако изградите отделно помещение с вентилация за подаване и изпускане, нивото на звука частично ще намалее.

Колко - зависи от материалите, използвани в строителството. Това обаче ще изисква допълнителни разходи, усилия и време. Изпълнимостта на тази идея се определя от теглото на инсталацията. Автомобилен генератор с големи размери, който няма да бъде пренареждан от място на място, вероятно ще изисква такава стая.

Строителната практика често познава и случаите, когато на мястото е построена яма с тухлени стени и покрив за бензинови или дизелови генератори. При осигуряване на циркулация на въздуха и максимална стегнатост е възможно да се намали в достатъчна степен нивото на шума от работещо устройство.

Вместо заключение

Фактът, че генераторът е в състояние да опрости живота ни, е отдавна доказана теорема. Дори, най-вероятно, аксиома, която не изисква специални доказателства. Повреди, които могат да възникнат по време на работа, изобщо не означават, че уредът не е достоен за внимание.

Ако говорим за фабричен брак, това означава, че просто човек се доверява на производител с ниско качество. И ако разбивката е по вина на собственика, тогава защо да обвинявате уреда? Закупуването на генератор е полезна придобивка, ако можете да го използвате правилно.

Понякога електрическите двигатели се наричат \u200b\u200b"вторични", тъй като енергията за тях първо трябва да се генерира с помощта на "първичен" двигател и електрически генератор. Но тези бездимни и почти безшумни, мощни и издръжливи двигатели успяха да заемат първо място сред останалите.

От началото на 19 век е известно, че тел с ток, поставен между полюсите на магнит, започва да се движи. Ако направите рамка от всеки проводник и оставите ток да тече по нейния контур, рамката ще се завърти на 90 градуса. Ако вземете много такива рамки и ги дръпнете на общ барабан и сложите мощни магнити наоколо, получавате електрически мотор с постоянен ток. Барабанът се нарича котва, а краищата на рамките - завои - са прикрепени към разпределително устройство - колектор - върху вала на арматурата.

Колектор е набор от плочи, изолирани една от друга, които по време на въртене на вала редуват докосване на две неподвижни метални четки. По време на четките към плочите на колектора се прилага постоянен ток. Той минава през рамката в момента, в който четките докоснат колекторните плочи, свързани с нея. И тогава, заедно с котвата, колекторът се обръща, две други плочи се приближават към четките, а следващата рамка получава ток.

DC двигателите могат бързо да спечелят скорост на въртене на вала и да го променят по наша преценка. Те могат лесно да се обърнат, започвайки да се въртят в обратна посока.

Въпреки това повечето електроцентрали не произвеждат постоянен, а променлив ток.

И следователно, за да ги снабди с електрически двигател с постоянен ток, променливотоковият ток е предварително коригиран. Има и електрически двигатели за променлив ток, способни директно да консумират ток от мрежата без коригиране. В такива двигатели неподвижната част (корпусът) се нарича статор. На вътрешната повърхност на статора има три намотки, три отделни бобини с проводници, разположени под ъгъл от 120 градуса един към друг.

При преминаване на електрически ток през такава намотка той се превръща в електромагнит. Намотките са свързани така, че променливият ток към тях се подава не едновременно, а с изместване във времето. Магнитното поле на всяка намотка се усилва, след това отслабва, след което напълно изчезва. В резултат се оказва, че магнитното поле протича по вътрешната повърхност на статора. Това пътуващо, „въртящо се“ поле може да хване диригента, тъй като в първия момент, когато проводникът все още е неподвижен, вихър от линии на магнитно поле възбужда електрически ток в него. По-нататъшното движение напълно се подчинява на законите на движение на проводник с ток в магнитно поле.

Като подвижна част, наречена ротор, те обикновено използват навиване на тел или правят "колело с катерица" - клетка под формата на цилиндър с успоредни пръти. Краищата на прътите са свързани с медни пръстени.

Променлив ток се подава към намотката на статора на електродвигателя и възниква подвижно магнитно поле. Следвайки полето, роторът започва да се върти, извършвайки полезна работа.

Но скоростта на ротора никога не достига скоростта на въртене на магнитното поле - тя винаги е малко по-назад, а магнитното поле "се плъзга" около ротора. Без такова приплъзване работата на двигателя е невъзможна, тъй като токовете, необходими за движение в магнитно поле, няма да бъдат индуцирани в ротора. Поради това явление такива двигатели се наричат \u200b\u200bасинхронни, тоест не едновременни.

Електродвигателите нямат равна ефективност - те преобразуват повече от 90% от доставената електроенергия в полезна работа. Не бива обаче да се забравя, че в крайна сметка електрическият двигател е вторичен и при генерирането на електрическа енергия за него други енергийни загуби са неизбежни за първичните двигатели, по време на пренос на енергия и т.н.

Само за трика - Електродвигателят да генерира електричество

Галерия от изображения, снимки, снимки.
Електродвигател - основите, възможностите, перспективите, развитието.
Интересни факти, полезна информация.
Зелени новини - Електрически двигател.
Връзки към материали и източници - Електродвигател за генериране на електричество.

Не винаги местните електрически мрежи са в състояние да осигурят изцяло електричество в домашни условия, особено когато става въпрос за крайградски къщи и имения. Прекъсванията в постоянното захранване или пълното му отсъствие ни кара да търсим електричество. Една такава употреба е - устройство, способно да преобразува и съхранява електричествоизползвайки за това най-необичайните ресурси (енергия, приливи и отливи). Принципът му на работа е доста прост, което дава възможност да се направи електрически генератор със собствените си ръце. Може би един домашен модел няма да може да се конкурира с аналога на фабричния монтаж, но това е чудесен начин да спестите повече от 10 000 рубли. Ако считаме домашен електрически генератор за временен алтернативен източник на захранване, тогава е напълно възможно да се направи с домашно приготвен.

Ще разберем как да направим електрически генератор, какво е необходимо за това, както и какви нюанси ще трябва да се имат предвид.

Желанието да се използва електрически генератор в неговото използване се замъглява от една неприятност - това е висока единична цена, Кажете какво харесвате, но най-ниските модели имат доста висока цена - от 15 000 рубли и повече. Именно този факт води до идеята за създаването на генератор със собствените си ръце. Обаче самият той процесът може да бъде труденАко:

няма умение за работа с инструменти и схеми;
няма опит в създаването на такива устройства;
необходимите части и резервни части не са налични.

Ако всичко това и голямо желание присъстват, тогава можете да опитате да сглобите генераторръководени от инструкциите за монтаж и приложената схема.

Не е тайна, че закупеният генератор ще има по-разширен списък от функции и функции, докато домашно приготвеният продукт може да се провали и да се провали в най-неподходящите моменти. Следователно да си купиш или направиш сам е чисто индивидуален проблем, изискващ отговорен подход.

Как работи електрически генератор?

Принципът на работа на електрическия генератор се основава на физическото явление на електромагнитната индукция. Проводник, преминаващ през изкуствено създадено електромагнитно поле, създава импулс, който се преобразува в постоянен ток.

Генераторът има двигател, който може да генерира електричество чрез изгаряне на определен вид гориво в своите отделения :, или. От своя страна, горивото, влизащо в горивната камера, произвежда газ по време на процеса на горене, който върти коляновия вал. Последният предава инерция на задвижвания вал, който вече е в състояние да осигури определено количество енергия на изхода.

За да решат проблема с ограничените изкопаеми горива, изследователи по целия свят работят върху създаването и прилагането на алтернативни източници на енергия. И това не се отнася само за всички известни вятърни мелници и слънчеви панели. Газът и нефтът могат да бъдат заменени с енергия от водорасли, вулкани и човешки стъпки. Recycle избра десетте най-интересни и екологични енергийни източници на бъдещето.

Въртящи се джаули

Хиляди хора преминават през турникетите всеки ден на входа на железопътните гари. Веднага в няколко изследователски центъра по света се появи идеята да се използва притокът на хора като иновативен генератор на енергия. Японската компания East Japan Railway Company реши да оборудва всеки турник на железопътните гари с генератори. Инсталацията работи на жп гара в токийския квартал Шибуя: пиезоелектрическите елементи са вградени в пода под турникетите, които произвеждат електричество от налягането и вибрациите, които получават, когато хората стъпят върху тях.

Друга технология на енергетични турникети вече се използва в Китай и в Холандия. В тези страни инженерите решиха да не използват ефекта на натискане върху пиезоелектрическите елементи, а ефекта от натискане на дръжките на турникета или вратите на турникета. Концепцията на холандската компания Boon Edam включва подмяна на стандартни врати на входа на търговски центрове (които обикновено работят по фотоелементна система и започват да се въртят сами) с врати, които посетителят трябва да натисне и по този начин да генерира електричество.

В холандския център Natuurcafe La Port такива врати за генератори вече са се появили. Всяка от тях произвежда около 4600 киловатчаса енергия годишно, което на пръв поглед може да изглежда незначително, но служи като добър пример за алтернативна технология за производство на електроенергия.

Статията описва как да се изгради трифазен (еднофазен) 220/380 V генератор на базата на асинхронен променлив двигател. Трифазен асинхронен електродвигател, изобретен в края на 19 век от руския учен-електротехник М.О. Доливо-Доброволски, сега е получил преобладаващо разпространение в промишлеността и в селското стопанство, както и в ежедневието.

Асинхронните електродвигатели са най-простите и надеждни в работата. Следователно, във всички случаи, когато това е допустимо при условията на електрическото задвижване и няма нужда от компенсация на реактивната мощност, трябва да се използват асинхронни двигатели с променлив ток.

Има два основни типа индукционни двигатели: клетка ротор за клечка и с фаза ротор. Асинхронен двигател с клетка с клечка се състои от неподвижна част - статор и подвижна част - ротор, въртящ се в лагери, монтирани в два моторни щита. Ядрата на статора и ротора са съставени от отделни листове от електрическа стомана, изолирани един от друг. В каналите на сърцевината на статора се полага намотка, направена от изолирана жица. В каналите на сърцевината на ротора се поставя сърцевина намотка или се излива разтопен алуминий. Джъмперът звъни на късо съединение на намотката на ротора в краищата (оттук и името - късо съединение). За разлика от ротора с клетка-клетка, в каналите на фазовия ротор е поставена намотка, направена от типа намотка на статора. Краищата на намотката водят до контактните пръстени, монтирани на вала. Четките се плъзгат по протежение на пръстените, свързвайки намотката към стартовия или регулиращ реостат.

Асинхронните двигатели с фазов ротор са по-скъпи устройства, изискват квалифицирано обслужване, по-малко надеждни и затова се използват само в онези отрасли, които не могат да се отхвърлят. Поради тази причина те не са широко разпространени и няма да ги разглеждаме в бъдеще.

Ток протича през намотката на статора, включена в трифазната верига, създавайки въртящо се магнитно поле. Магнитните силови линии на въртящо се статорно поле пресичат прътите на намотката на ротора и индуцират в тях електромоторна сила (ЕМП). Под въздействието на този ЕМП, токът тече в пръчки с късо съединение. Около прътите възникват магнитни потоци, създаващи общо магнитно поле на ротора, което, взаимодействайки с въртящото се магнитно поле на статора, създава сила, която кара ротора да се върти в посока на въртене на магнитното поле на статора.

Скоростта на ротора е малко по-малка от честотата на въртене на магнитното поле, генерирано от намотката на статора. Този индикатор се характеризира с хлъзгане S и за повечето двигатели е в диапазона от 2 до 10%.

В промишлени инсталации, най-често използваните трифазни асинхронни електродвигателикоито се издават под формата на унифицирани серии. Те включват единична серия 4A с обхват от номинална мощност от 0,06 до 400 кВт, машините на които са с висока надеждност, имат добри показатели и отговарят на международните стандарти.

Автономните асинхронни генератори са трифазни машини, които преобразуват механичната енергия на първичен двигател в електрическа енергия на променлив ток. Тяхното безспорно предимство пред другите видове генератори е липсата на механизъм за колектор-четка и вследствие на това голяма издръжливост и надеждност.

Асинхронен електродвигател в режим на генератор

Ако асинхронният двигател, изключен от електрическата мрежа, се върти в въртене от всеки първичен двигател, тогава в съответствие с принципа на обратимост на електрическите машини, когато се достигне синхронната скорост, на клемите на статора намотка се образува някакъв емф под въздействието на остатъчното магнитно поле. Ако кондензаторна банка С е свързана към клемите на статорната намотка, тогава водещият капацитивен ток ще тече в намотките на статора, което в този случай е намагнетизиращо.

Капацитетът на батерията C трябва да надвишава определена критична стойност C0, в зависимост от параметрите на автономния асинхронен генератор: само в този случай генераторът се самовъзбужда и на намотките на статора е инсталирана трифазна симетрична система от напрежение. Стойността на напрежението зависи в крайна сметка от характеристиките на машината и капацитета на кондензаторите. По този начин, асинхронен двигател с клетка с клечка може да се превърне в асинхронен генератор.

Стандартната схема за включване на индукционен двигател като генератор.

Можете да изберете капацитета, така че номиналното напрежение и мощност на асинхронния генератор да са равни на напрежението и съответно мощността, когато той се използва като електрически двигател.

Таблица 1 показва капацитета на кондензаторите за възбуждане на асинхронни генератори (U \u003d 380 V, 750 ... .1500 об / мин). Тук реактивната мощност Q се определя по формулата:

Q \u003d 0,314 · U 2 · C · 10 -6,

където C е капацитетът на кондензаторите, микрофарадите.

Мощност на генератора, kV · A	на празен ход
	капацитет, микрофарад	реактивна мощност, квар	cos \u003d 1		cos \u003d 0,8
			капацитет, микрофарад	реактивна мощност, квар	капацитет, микрофарад	реактивна мощност, квар
2,0 3,5 5,0 7,0 10,0 15,0	28 45 60 74 92 120	1,27 2,04 2,72 3,36 4,18 5,44	36 56 75 98 130 172	1,63 2,54 3,40 4,44 5,90 7,80	60 100 138 182 245 342	2,72 4,53 6,25 8,25 11,1 15,5

Както се вижда от горните данни, индуктивното натоварване на асинхронния генератор, което намалява коефициента на мощност, причинява рязко увеличение на необходимия капацитет. За да поддържате постоянно напрежението с нарастващо натоварване, е необходимо да увеличите капацитета на кондензаторите, тоест да свържете допълнителни кондензатори. Това обстоятелство трябва да се разглежда като недостатък на асинхронния генератор.

Скоростта на асинхронния генератор в нормален режим трябва да надвишава асинхронния с количеството на плъзгане S \u003d 2 ... 10% и да съответства на синхронната честота. Неизпълнението на това условие ще доведе до факта, че честотата на генерираното напрежение може да се различава от индустриалната честота от 50 Hz, което ще доведе до нестабилна работа на честотно зависими потребители на електроенергия: електрически помпи, перални машини, устройства с трансформатор вход.

Намаляването на генерираната честота е особено опасно, тъй като в този случай индуктивното съпротивление на намотките на електродвигатели и трансформатори намалява, което може да доведе до по-нагряване и причиняване на преждевременна повреда.

Като асинхронен генератор може да се използва конвенционален асинхронен електромотор с клетка с подходяща мощност без никакви промени. Мощността на електродвигателя-генератор се определя от мощността на свързаните устройства. Най-енергоемките от тях са:

домакински заваръчни трансформатори;
моторни триони, електрически шейкове, трошачки за зърно (мощност 0,3 ... 3 kW);
електрически пещи от типа "Rossiyanka", "Dream" с мощност до 2 kW;
електрически ютии (мощност 850 ... 1000 W).

Особено искам да се съсредоточа върху работата на домакински заваръчни трансформатори. Връзката им с автономен източник на електроенергия е най-желана, защото когато работят от индустриална мрежа, те създават редица неудобства за другите потребители на електроенергия.

Ако домакински заваръчен трансформатор е проектиран да работи с електроди с диаметър 2 ... 3 mm, тогава неговата видима мощност е приблизително 4 ... 6 kW, мощността на асинхронен генератор за неговото захранване трябва да бъде в рамките на 5 ... 7 kW. Ако домакински заваръчен трансформатор позволява работа с електроди с диаметър 4 mm, тогава в най-трудния режим - "рязане" на метала, общата консумирана от него мощност може да достигне съответно 10 ... 12 kW, мощността на асинхронния генератор трябва да бъде в рамките на 11 ... 13 kW.

Като трифазна кондензаторна банка е добре да използвате така наречените компенсатори на реактивната мощност, предназначени да подобрят cosφ в мрежите за промишлено осветление. Техният тип обозначение: KM1-0,22-4,5-3U3 или KM2-0,22-9-3U3, което се дешифрира, както следва. KM - косинусни кондензатори, импрегнирани с минерално масло, цифрата на първото измерение (1 или 2), след това напрежението (0,22 kV), мощността (4,5 или 9 квар), след това числото 3 или 2 означава трифазно или еднофазно изпълнение, U3 (умерен климат от трета категория).

В случай на независимо производство на батерията, кондензатори като MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 и други трябва да се използват за работно напрежение от поне 600 V. Не могат да се използват електролитични кондензатори.

Горната опция за свързване на трифазен електродвигател като генератор може да се счита за класическа, но не и единствена. Има и други методи, които са се доказали и на практика. Например, когато кондензаторна банка е свързана към една или две намотки на електрически двигател-генератор.

Двуфазен режим на асинхронен генератор.

Фиг. 2 Двуфазен режим на асинхронен генератор.

Такава схема трябва да се използва, когато няма нужда да се получи трифазно напрежение. Тази опция за включване намалява работоспособността на кондензаторите, намалява натоварването на първичния механичен двигател в режим на празен ход и т.н. спестява "ценно" гориво.

Като генератори с малка мощност, генериращи променливо еднофазно напрежение 220 V, е възможно да се използват еднофазни асинхронни късо съединени електрически двигатели: от перални машини като "Oka", "Volga", напоителни помпи "Agidel", "BTSN" и т.н. Те могат да имат кондензаторна банка свържете успоредно с работната намотка или използвайте съществуващ кондензатор с фазово изместване, свързан към стартовата намотка. Капацитетът на този кондензатор може да се наложи леко да се увеличи. Стойността му ще се определя от естеството на товара, свързан към генератора: за активен товар (електрическа пещ, електрическа крушка, електрическа поялник) е необходим малък капацитет, индуктивен (електрически двигатели, телевизори, хладилници) - повече.

Фиг. 3 Генератор с малка мощност от еднофазен индукционен двигател.

Сега няколко думи за основния механичен двигател, който ще закара генератора в въртене. Както знаете, всяко преобразуване на енергия е свързано с неизбежните му загуби. Тяхната стойност се определя от ефективността на устройството. Следователно мощността на механичния двигател трябва да надвишава мощността на асинхронен генератор с 50 ... 100%. Например, при мощност на асинхронен генератор 5 кВт, мощността на механичния двигател трябва да бъде 7,5 ... 10 кВт. Използвайки механизма за предаване, се постига координация на оборотите на механичния двигател и генератора, така че режимът на работа на генератора да бъде зададен при средни обороти на механичния двигател. Ако е необходимо, можете да увеличите за кратко мощността на генератора, увеличавайки скоростта на механичния двигател.

Всяка автономна електроцентрала трябва да съдържа необходимия минимум прикачени файлове: волтметър с променлив ток (с мащаб до 500 V), честотен уред (за предпочитане) и три превключвателя. Един превключвател свързва товара към генератора, другите два превключват веригата на възбуждане. Наличието на превключватели в веригата на възбуждане улеснява стартирането на механичния мотор, а също така ви позволява бързо да намалите температурата на намотките на генератора, след края на работата - роторът на неизбудения генератор се завърта от механичния двигател за известно време. Тази процедура удължава активния живот на намотките на генератора.

Ако се използва генератор, се предполага, че захранва оборудване, което обикновено е свързано към мрежа с променлив ток (например осветление на жилищни сгради, домакински електрически уреди), тогава е необходимо да се осигури двуфазен превключвател, който ще изключи това оборудване от индустриалната мрежа по време на работа на генератора. Необходимо е да изключите и двата проводника: "фаза" и "нула".

В заключение, няколко общи съвета.

1. Алтернаторът е опасно устройство. Използвайте напрежение 380 V само в случай на спешност, във всички останали случаи използвайте напрежение 220 V.

2. Според изискванията за безопасност генераторът трябва да бъде оборудван със заземяване.

3. Обърнете внимание на топлинния режим на генератора. Той "не обича" на празен ход. Възможно е да се намали топлинното натоварване чрез по-внимателен подбор на капацитета на вълнуващите кондензатори.

4. Не правете грешка със силата на електрическия ток, генериран от генератора. Ако по време на работа на трифазен генератор се използва една фаза, тогава мощността му ще бъде 1/3 от общата мощност на генератора, ако две фази - 2/3 от общата мощност на генератора.

5. Честотата на променливия ток, генериран от генератора, може индиректно да се контролира от изходното напрежение, което в режим на празен ход трябва да бъде с 4 ... 6% по-високо от индустриалната стойност 220/380 V.