Генератор из асинхронного двигателя. Генератор из асинхронного двигателя +как

Если у вас остались вопросы по этой теме, не стесняйтесь задавать их в комментариях. Сейчас самое время поделиться этим материалом со своими друзьями в социальных сетях.

Как сделать самодельный генератор из асинхронного двигателя

Для строительства частного дома или коттеджа строителю необходим независимый источник электроэнергии, который он может купить в магазине или собрать своими руками из имеющихся комплектующих.

Самодельный генератор может работать на бензине, газе или дизельном топливе. Для этого он соединяется с двигателем антивибрационной муфтой, которая обеспечивает равномерное вращение ротора.

Если позволяют местные природные условия, например, если поблизости есть частый ветер или источник проточной воды, вы можете построить ветряную или водяную турбину и подключить ее к асинхронному трехфазному двигателю для выработки электроэнергии.

С такой системой у вас будет постоянно работающий альтернативный источник электроэнергии. Это снижает потребление энергии из общественной сети и может сэкономить вам деньги на счетах за электроэнергию.

В некоторых случаях допускается работа электродвигателя на однофазном напряжении и передача его крутящего момента на самодельный генератор для создания собственной трехфазной симметричной сети.

Читайте также: Кто, как и зачем пломбирует счетчики электроэнергии. Виды пломб и меры предосторожности

Конструктивное исполнение
Резервирование основной схемы питания
Выбор напряжения
Перегрузки генератора
Контроль частоты

Как подобрать асинхронный двигатель для генератора по конструкции и характеристикам

Технологические особенности

Основой самодельного генератора является трехфазный асинхронный электродвигатель с:

фазным;
или короткозамкнутым ротором.

Устройство статора

Магнитопроводы статора и ротора выполнены из изолированных электротехнических листов с пазами для размещения в них обмоточных проводов.

Три отдельные обмотки статора могут быть соединены на заводе в соответствии с принципиальной схемой:

Их провода соединяются внутри клеммной коробки и соединяются между собой перемычками. Здесь же монтируется силовой кабель.

В отдельных случаях провода и кабели могут быть подключены и по-другому.

Симметричные напряжения, смещенные на одну треть периода, подаются на каждую фазу асинхронного двигателя. Они формируют токи в обмотках.

Удобно выражать эти величины в векторной форме.

Особенности конструкции роторов

Двигатели с фазными роторами

Они оснащены обмотками статора, провода которых соединены с контактными кольцами, имеющими электрический контакт с пусковой и управляющей цепью с помощью щеток выводов.

Такая конструкция достаточно сложна в строительстве и дорогостояща. Она требует регулярного контроля работы и обслуживания специалистами. По этим причинам использовать эту конструкцию для импровизированного генератора не имеет смысла.

Однако, если у вас есть подобный двигатель и он не имеет другого применения, можно замкнуть провода каждой обмотки (концы, подключенные к розеткам). В результате фазный ротор превратится в червячную клетку. Его можно подключить по одной из следующих схем.

Двигатели с червячной клеткой

Внутренний сердечник магнитопровода заполнен алюминием. Обмотка имеет форму вращающейся червячной клетки (отсюда и дополнительное название) с короткими замыканиями на концах.

Это самая простая схема электродвигателя, не имеющая подвижных контактов. Поэтому он долго работает без вмешательства электрика и отличается высокой надежностью. Она рекомендуется для создания импровизированного генератора.

Обозначения на корпусе двигателя

Технические характеристики можно прочитать на заводской табличке, которая размещается в хорошо видимом месте. На фото показан пример ее построения и расшифровки.

Для обеспечения надежной работы импровизированного генератора необходимо соблюдать следующее:

Читайте также: Самодельный USB-удлинитель из витой пары для WEB-камеры или 3G-модема.

класс IP, характеризующий качество защиты корпуса от воздействий внешней среды;
мощность потребления;
число оборотов;
схему соединения обмоток;
допустимые токи нагрузок;
КПД и косинус φ.

Виды и описание асинхронного двигателя

Существует два типа двигателей:

Короткозамкнутый ротор. Он включает в себя статор (недвижимый элемент) и ротор (вращающийся элемент), движущийся за счет работы подшипников, прикрепленных к двум щиткам мотора. Сердечники изготовлены из стали, а также они изолированы друг от друга. По пазам статорного сердечника расположен изолированный провод, а по пазам роторного устанавливается стержневая обмотка либо льется растопленный алюминий. Специальные кольца-перемычки играют роль замыкающего элемента роторной обмотки. Самостоятельные разработки преобразовывают механические движения мотора и создают электроэнергию переменного напряжения. Их преимущество – нет в наличии коллекторно-щелочного механизма, что делает их более надежными и долговечными.
Фазный ротор – дорогой прибор, требующий специализированного сервиса. Состав такой же, как и у ротора с коротким замыканием. Единственное исключение роторная и статорная обмотка сердечника выполнена из заизолированного провода, а ее концы подсоединяют к кольцам, прикрепленным к валу. По ним проходят специальные щетки, которые объединяют провода с регулировочным либо пусковым реостатом. Из-за низкого уровня надежности его используют лишь для тех отраслей производства, для которых он предназначен.

Вращающееся магнитное поле – основа схемы генератора из асинхронного двигателя

В электродвигателе, который изначально проектировался как генератор, есть две активные обмотки: обмотка возбуждения, которая находится в якоре, и обмотка статора, где вырабатывается электрический ток. Его принцип работы основан на эффекте электромагнитной индукции: вращающееся магнитное поле генерирует электрический ток в обмотке, на которую оно воздействует.

Магнитное поле создается в обмотке якоря напряжением, обычно подаваемым от аккумулятора, а его вращение вызывается любым физическим устройством, даже вашей личной мускульной силой.

Короткозамкнутый двигатель (около 90% всех вращающихся машин) не предназначен для подачи напряжения на обмотку якоря. /Если вы хотите преобразовать асинхронный двигатель в генератор, вы должны сами создать вращающееся магнитное поле.

Создаем предусловия для переделки

Двигатели переменного тока называются асинхронными. Причина этого заключается в том, что вращающееся магнитное поле статора немного опережает скорость ротора и тянет его за собой.

Следуя тому же принципу обратимости, можно сделать вывод, что вращающееся магнитное поле статора должно отставать от ротора или даже иметь противоположное направление, чтобы генерировать электрический ток. Существует два способа создания вращающегося магнитного поля, которое отстает или противостоит вращению ротора.

Первый — затормозить его с помощью инерционной нагрузки. Для этого необходимо, например, встроить в цепь питания электродвигателя в нормальном режиме работы (не во время генерации) мощную конденсаторную батарею, способную накапливать инерционную составляющую электрического тока — магнитную энергию. Эта особенность в последнее время широко используется теми, кто хочет экономить киловатт-часы.

Точнее, электроэнергия на самом деле не экономится, а потребитель лишь немного обманывает счетчик электроэнергии: нагрузка, накопленная в конденсаторной батарее, противодействует и «тормозит» нагрузку, создаваемую напряжением питания. В результате двигатель начинает вырабатывать электроэнергию и подает ее обратно в сеть.

blockquote_grayИспользование двигателей большой мощности в домах, где есть только однофазная сеть, требует определенных знаний о том, как подключить трехфазный электродвигатель к сети 220 вольт.

Для подключения потребителей электроэнергии одновременно по трем фазам используется специальное электромеханическое устройство — магнитный пускатель. О его правильной установке можно прочитать здесь.

На практике этот эффект используется для машин на электрической тяге. Как только электровоз, трамвай или троллейбус спускается под уклон, конденсаторная батарея подключается к цепи тягового двигателя, и электроэнергия поступает в сеть (не верьте тем, кто говорит, что электромобили дорогие, они сами обеспечивают почти 25% энергии).

Это интересно: Правильно выбираем электрический лобзик

attention type=greenЭтот тип выработки электроэнергии не является чистой генерацией. Чтобы превратить асинхронный двигатель в генератор, необходимо использовать метод самовозбуждения.

Самовозбуждение асинхронного двигателя и его переход в режим генератора может быть вызван наличием остаточного магнитного поля в якоре (роторе). Оно очень мало, но может генерировать ЭДС, которая заряжает конденсатор. Как только возникает эффект самовозбуждения, конденсаторная сборка питается генерируемым электрическим током, и процесс генерации становится непрерывным.

Секреты изготовления генератора из асинхронного двигателя

Для преобразования электродвигателя в генератор необходимо использовать неполярные конденсаторные сборки. Электролитические конденсаторы не подходят для этой цели. Для трехфазных двигателей конденсаторы соединяются в звезду или треугольник. При соединении звездой можно запускать с меньшей скоростью вращения ротора, но выходное напряжение немного ниже, чем при соединении треугольником.

Также можно построить генератор из однофазного асинхронного двигателя. Однако для этого подходят только двигатели с короткозамкнутым ротором и фазосдвигающим конденсатором. Однофазные двигатели с коммутатором не подходят для преобразования в генератор.

Невозможно рассчитать необходимую мощность пучка конденсаторов в бытовых условиях. attention type=yellowПоэтому самодельщику следует исходить из простых соображений: Общий вес пучка конденсаторов должен быть равен или чуть больше веса самого электродвигателя /На практике это делает практически невозможным создание достаточно мощного асинхронного генератора, так как чем меньше номинальная скорость двигателя, тем он тяжелее.

Изготовление генератора из двигателя

На самом деле, любой асинхронный электродвигатель можно своими руками превратить в регенеративное устройство, которое затем можно использовать в домашних условиях. Для этого может подойти даже двигатель старой стиральной машины или другого бытового прибора.

Чтобы процесс прошел успешно, необходимо придерживаться следующей процедуры:

Снять слой сердечника двигателя, благодаря чему будет образовано углубление в его структуре.
Осуществить это можно на токарном станке, рекомендуется снять 2 мм. по всему сердечнику и проделать дополнительные отверстия с глубиной около 5 мм.
Снять размеры с полученного ротора, после чего из жестяного материала изготовить шаблон в виде полосы, который будет соответствовать габаритам устройства.
Установить в образовавшемся свободном пространстве неодимовые магниты, которые необходимо заранее приобрести. На каждый полюс потребуется не менее 8 магнитных элементов.
Фиксацию магнитов можно осуществить при помощи универсального суперклея, но необходимо учитывать, что при приближении к поверхности ротора они будут менять свое положение, поэтому их необходимо крепко удерживать руками пока каждый элемент не приклеится. Дополнительно рекомендуется использовать во время этого процесса защитные очки, чтобы избежать попадания брызг клея в глаза.
Обернуть ротор обычной бумагой и скотчем, который потребуется для ее фиксации.
Торцовую часть ротора залепить пластилином, что обеспечит герметизацию устройства.
После совершенных действий необходимо произвести обработку свободных полостей, между магнитными элементами. Для этого оставшееся между магнитами свободное пространство необходимо залить эпоксидной смолой. Удобнее всего будет прорезать специальное отверстие в оболочке, преобразовать его в горлышко и залепить границы при помощи пластилина. Внутрь можно заливать смолу.
Дождаться полного застывания залитой смолы, после чего защитную бумажную оболочку можно устранить.
Ротор необходимо зафиксировать при помощи станка или тисков, чтобы можно было провести его обработку, которая заключается в шлифовании поверхности. Для этих целей можно использовать наждачную бумагу со средним параметром зернистости.
Определить состояние и предназначение проводов, выходящих из двигателя. Двое должны вести к рабочей обмотке, остальные можно обрезать, чтобы не запутаться в дальнейшем.
Иногда процесс вращения осуществляется довольно плохо, чаще всего причиной являются старые износившиеся и тугие подшипники, в таком случае их можно заменить новыми.
Выпрямитель для генератора можно собрать из специальных кремниевых диодов, которые предназначены именно для этих целей. Также потребуется контроллер для зарядки, подходят фактически все современные модели.

Когда все вышеперечисленные действия выполнены, процесс можно считать завершенным, асинхронный двигатель превращен в генератор того же типа.

Оценка уровня эффективности – выгодно ли это?

Выработка электроэнергии из электродвигателя вполне реальна и осуществима на практике, главный вопрос в том, насколько это выгодно.

Сравнение идет в основном с современным вариантом аналогичного устройства, которое не имеет электрической схемы возбуждения, но, несмотря на это, его конструкция и дизайн не проще.

Это связано с наличием конденсаторного поля, которое представляет собой чрезвычайно сложный технический элемент, отсутствующий в асинхронном генераторе.

Основное преимущество асинхронного генератора заключается в том, что присутствующие конденсаторы не нужно обслуживать, так как вся энергия передается магнитным полем ротора и током, генерируемым во время работы генератора.

Ток, генерируемый во время работы, практически не имеет гармоник, что является еще одним важным преимуществом.

Асинхронные машины не имеют никаких преимуществ, кроме вышеперечисленных, но у них есть несколько существенных недостатков:

В процессе эксплуатации отсутствует возможность изменения номинальных промышленных параметров тока, вырабатываемого генератором.

Высокая чувствительность даже к самым незначительным колебаниям параметров рабочей нагрузки.

При превышении параметров нагрузки генератора обнаруживается недостаток тока, после чего зарядка становится невозможной и процесс генерации прерывается. Для устранения этого недостатка часто используются аккумуляторы большой емкости, которые имеют свойство изменять свой объем в зависимости от величины приложенной нагрузки.

Электрический ток, вырабатываемый генератором, подвержен частым колебаниям неизвестной природы, которые носят случайный характер и не могут быть объяснены научными соображениями.

Невозможность учета и соответствующей компенсации таких изменений объясняет то факт, что подобные устройства не обрели популярность и не получили особого распространения в наиболее серьезных отраслях промышленности или бытовых делах.

В заключение несколько общих советов.

1. генератор переменного тока является устройством повышенной опасности. Используйте 380 В только в случае крайней необходимости и 220 В только во всех остальных случаях.

2. генератор должен быть заземлен в соответствии с правилами техники безопасности. 3.

3. обратите внимание на тепловое поведение генератора. Генератор не должен работать на холостом ходу. Вы можете снизить тепловую нагрузку, более тщательно выбирая мощность возбудителя. 4.

4. не ошибитесь с мощностью генератора. Если трехфазный генератор использует одну фазу, то эта мощность составляет 1/3 от общей мощности генератора, если использует две фазы, то 2/3 от общей мощности генератора.

5. частота переменного тока генератора может косвенно регулироваться выходным напряжением, которое должно быть на 4-6 % выше заводской установки 220/380 В при отсутствии нагрузки.

Изготовление генератора из двигателя

Любой асинхронный электродвигатель можно своими руками превратить в генератор, который затем можно использовать в быту. Для этой цели может подойти даже двигатель старой стиральной машины или другого бытового прибора.

Чтобы этот процесс прошел успешно, необходимо придерживаться следующей процедуры:

Снять слой сердечника двигателя, благодаря чему будет образовано углубление в его структуре. Осуществить это можно на токарном станке, рекомендуется снять 2 мм. по всему сердечнику и проделать дополнительные отверстия с глубиной около 5 мм.
Снять размеры с полученного ротора, после чего из жестяного материала изготовить шаблон в виде полосы, который будет соответствовать габаритам устройства.
Установить в образовавшемся свободном пространстве неодимовые магниты, которые необходимо заранее приобрести. На каждый полюс потребуется не менее 8 магнитных элементов.
Фиксацию магнитов можно осуществить при помощи универсального суперклея, но необходимо учитывать, что при приближении к поверхности ротора они будут менять свое положение, поэтому их необходимо крепко удерживать руками пока каждый элемент не приклеится. Дополнительно рекомендуется использовать во время этого процесса защитные очки, чтобы избежать попадания брызг клея в глаза.
Обернуть ротор обычной бумагой и скотчем, который потребуется для ее фиксации.
Торцовую часть ротора залепить пластилином, что обеспечит герметизацию устройства.
После совершенных действий необходимо произвести обработку свободных полостей, между магнитными элементами. Для этого оставшееся между магнитами свободное пространство необходимо залить эпоксидной смолой. Удобнее всего будет прорезать специальное отверстие в оболочке, преобразовать его в горлышко и залепить границы при помощи пластилина. Внутрь можно заливать смолу.
Дождаться полного застывания залитой смолы, после чего защитную бумажную оболочку можно устранить.
Ротор необходимо зафиксировать при помощи станка или тисков, чтобы можно было провести его обработку, которая заключается в шлифовании поверхности. Для этих целей можно использовать наждачную бумагу со средним параметром зернистости.
Определить состояние и предназначение проводов, выходящих из двигателя. Двое должны вести к рабочей обмотке, остальные можно обрезать, чтобы не запутаться в дальнейшем.
Иногда процесс вращения осуществляется довольно плохо, чаще всего причиной являются старые износившиеся и тугие подшипники, в таком случае их можно заменить новыми.
Выпрямитель для генератора можно собрать из специальных кремниевых диодов, которые предназначены именно для этих целей. Такж,е потребуется контроллер для зарядки, подходят фактически все современные модели.

Это интересно: Самодельный сварочный аппарат в домашних условиях. Как сделать сварочный аппарат.

Оценка уровня эффективности – выгодно ли это?

Сравнение проводится с современным вариантом подобного устройства, которое не имеет цепи электрического возбуждения, но, несмотря на это, его конструкция и дизайн не являются более простыми.

Основное преимущество асинхронных машин заключается в том, что не нужно обслуживать имеющиеся конденсаторы, так как вся энергия передается магнитным полем ротора и током, генерируемым во время работы генератора.

Асинхронные машины не имеют никаких преимуществ, кроме вышеперечисленных, но у них есть несколько существенных недостатков:

В ходе их функционирования отсутствует возможность по обеспечению номинальных промышленных параметров электрического тока, который вырабатывается генератором.
Высокая степень чувствительности даже к малейшим перепадам параметров рабочих нагрузок.
При превышении параметров допустимых нагрузок на генератор, будет зафиксирована нехватка электричества, после чего подзарядка станет невозможной и процесс генерации будет остановлен. Для устранения этого недостатка, часто используют батареи со значительной емкостью, которые имеют особенность изменять свой объем в зависимости от величины оказываемых нагрузок.

Невозможность рассчитать и адекватно компенсировать эти колебания объясняет, почему эти устройства не прижились и не используются, особенно в более серьезных отраслях промышленности или в быту.

Функционирование асинхронного двигателя как генератора

Согласно принципам, на которых основаны все эти машины, асинхронный двигатель после преобразования в генератор работает следующим образом:

После подключения конденсаторов к зажимам, на обмотке статоров происходит ряд процессов. В частности, в обмотке начинается движение опережающего тока, который создает эффект намагничивания.
Только при соответствии конденсаторов параметрам необходимой емкости, происходит самовозбуждение устройства. Это способствует возникновению симметричной системы напряжения с 3 фазами на статорной обмотке.
Значение итогового напряжения будет зависеть от технических возможностей используемой машины, а также от возможностей используемых конденсаторов.

Процесс преобразования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в генератор с аналогичными характеристиками происходит следующим образом.

От теории к практике

Давайте сконструируем ветряную турбину из электродвигателя своими руками. Для лучшего понимания к инструкциям прилагаются схемы и видео. Вам потребуется:

Устройство для передачи энергии ветра к ротору;
Конденсаторы на каждую обмотку статора.

Трудно сформулировать правило, которое позволит вам с первого раза выбрать ветроуловитель. В качестве ориентира можно сказать, что скорость вращения ротора в режиме генератора должна быть на 10 % выше, чем в режиме двигателя. При этом следует учитывать не номинальную скорость, а скорость без нагрузки. Пример: номинальная частота вращения составляет 1000 об/мин, а частота вращения без нагрузки — 1400 об/мин. Тогда для выработки тока требуется частота около 1540 об/мин.

Конденсаторы выбираются по следующей формуле:

C — требуемая емкость. Q — скорость вращения ротора в об/мин. P — число «пи», которое равно 3,14. f — фазовая частота (фиксированная для России, равная 50 Герц). U — напряжение сети (220, если однофазное, и 380, если трехфазное).

Пример расчета: трехфазный ротор вращается со скоростью 2500 об/мин. Тогда С = 2500/(2*3,14*50*380*(2*3,14*50*380*380)=56 мкФ.

Внимание! Не выбирайте емкость больше расчетного значения. В противном случае сопротивление будет слишком высоким и осциллятор перегреется. Это происходит и в том случае, если устройство запускается без нагрузки. В этом случае имеет смысл уменьшить емкость конденсатора. Чтобы это легко сделать своими руками, используйте не цельный конденсатор, а сборный. Например, конденсатор емкостью 60 мкФ может состоять из 6 параллельно соединенных частей по 10 мкФ.

Как соединять?

Рассмотрим, как собрать генератор из асинхронного двигателя, на примере трехфазного двигателя:

Соедините вал с устройством, приводящим во вращение ротор за счет энергии ветра;
Подключите конденсаторы по схеме треугольник, вершины которого соедините с концами звезды или вершинами треугольника статора (зависит от типа соединения намоток);
Если на выходе требуется напряжение 220 Вольт, соедините статорные намотки в треугольник (конец первой обмотки – с началом второй, конец второй – с началом третьей, конец третьей – с началом первой);
Если вам нужно запитать приборы от 380 Вольт, то для соединения статорных обмоток подойдет схема «звезда». Для этого соедините начало всех намоток вместе, а концы подключите к соответствующим емкостям.

Пошаговая инструкция по созданию однофазного ветрогенератора малой мощности своими руками:

Вытащите из старой стиральной машины электродвигатель;
Определите рабочую намотку и подключите параллельно ей конденсатор;
Обеспечьте вращение ротора за счет энергии ветра.

Это интересно: Как изготовить струбцины своими руками. Струбцина своими руками из металла.

Вы получите ветряк, подобный тому, что показан на видео, который питается напряжением 220 вольт.

Для электрических устройств, работающих на постоянном токе, вам также потребуется установить выпрямитель. А если вас интересует контроль параметров вашего источника энергии, установите на выходе амперметр и вольтметр.

Совет. Ветряные турбины могут выйти из строя или работать не на полную мощность из-за отсутствия устойчивого ветра. Поэтому целесообразно создать собственную электростанцию. Для этого в штормовую погоду ветряк подключается к аккумулятору. Затем собранную электроэнергию можно использовать в спокойные периоды.

Генератор из асинхронного электродвигателя: схемы и описание изготовления

Подробное описание конструкции трехфазного (однофазного) генератора 220/380 В на основе асинхронного двигателя переменного тока.

Наиболее важными функциональными частями асинхронного генератора переменного тока являются ротор (подвижная часть) и статор (неподвижная часть). На рисунке ротор расположен с правой стороны, а статор — с левой.

Обратите внимание на конструкцию ротора. В нем нет обмоток из медной проволоки

Обмотки есть, но они состоят из алюминиевых стержней, которые с обеих сторон замкнуты в кольца. На фотографии стержни показаны в виде диагональных линий.

Конструкция короткозамкнутых витков образует так называемую «клетку короткого замыкания». Пространство внутри этой клетки заполнено стальными пластинами. Алюминиевые шины запрессованы в пазы в сердцевине клетки.

Асинхронная машина, конструкция которой была описана выше, называется генератором с червячной клеткой. Тот, кто знаком с конструкцией индукционной машины, наверняка заметил сходство в конструкции этих двух машин. По сути, они ничем не отличаются, потому что асинхронный генератор и двигатель с короткозамкнутым ротором по сути идентичны, за исключением дополнительных конденсаторов возбуждения, используемых при работе генератора. Ротор установлен на валу, опирающемся на подшипники, которые имеют крышки с обеих сторон. Вся конструкция защищена металлическим корпусом. Генераторы средней и большой мощности требуют охлаждения, поэтому на валу также установлен вентилятор, а корпус имеет ребра жесткости.

Принцип действия

По определению, генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. Не имеет значения, вращается ли ротор с помощью энергии ветра, потенциальной энергии воды или внутренней энергии, преобразованной в механическую энергию турбиной или двигателем внутреннего сгорания.

При вращении ротора линии магнитного поля, создаваемые остаточной намагниченностью стальных пластин, пересекают обмотки статора. Обмотки генерируют электромагнитное напряжение, которое при подключении активных нагрузок создает ток в их цепях.

В этом случае важно, чтобы синхронная скорость вращения вала была немного (примерно на 2 — 10 %) выше синхронной частоты переменного тока (определяется числом полюсов статора). Другими словами, необходимо обеспечить асинхронную скорость (рассогласование) от величины скольжения ротора.

Следует отметить, что ток, генерируемый таким образом, будет невелик. Чтобы увеличить выходную мощность, необходимо увеличить магнитную индукцию. Это достигается путем подключения конденсаторов к выводам катушек статора для увеличения КПД устройства.

Работа асинхронного электродвигателя в генераторном режиме

Если асинхронный двигатель, отключенный от сети, вращается первичным двигателем, то в соответствии с принципом обратимости электродвигателей при достижении синхронной скорости под воздействием остаточного магнитного поля на клеммах обмотки статора образуется ЭЭД. Если теперь к клеммам обмотки статора подключить последовательно конденсатор С, то через обмотку статора потечет емкостной основной ток, который в данном случае является током намагничивания.

Емкость батареи С должна быть больше определенного критического значения С0, которое зависит от параметров автономного асинхронного генератора: Только в этом случае генератор возбуждается сам и на обмотках статора возникает трехфазная симметричная система напряжений. Величина напряжения в конечном итоге зависит от характеристик машины и емкости конденсаторов. Таким образом, асинхронный двигатель с короткозамкнутой клеткой может быть преобразован в асинхронный генератор.

Двухфазный режим асинхронного генератора

схема для двухфазной работы асинхронного генератора

Эту схему следует использовать, когда не требуется трехфазное напряжение. Этот тип схемы снижает рабочую емкость конденсаторов и нагрузку отрицательного давления на главную механическую машину, что позволяет экономить ценное топливо.

Генераторами, вырабатывающими однофазное переменное напряжение 220 В, могут быть: однофазные асинхронные короткозамкнутые сепараторные двигатели бытового назначения, стиральные машины «Ока», «Волга», оросительные насосы «Агидель», «БЦН» и др.

Схема: Генератор от однофазного асинхронного двигателя

Здесь можно подключить серию конденсаторов параллельно обмотке тока, либо использовать существующий фазосдвигающий конденсатор, подключенный к обмотке стартера. Емкость этого конденсатора, возможно, придется немного увеличить. Его размер зависит от типа нагрузки, подключенной к генератору: активные нагрузки (электрические печи, лампы, электрические паяльники) требуют небольшой емкости, индуктивные нагрузки (электродвигатели, телевизоры, холодильники) требуют большей емкости.

Двигатель для вращения ротора асинхронного генератора

Теперь несколько слов о первичном механическом двигателе, который приводит в движение генератор. Как известно, любое преобразование энергии сопряжено с неизбежными потерями. Их величина определяется КПД устройства. Поэтому мощность механического двигателя должна превышать мощность асинхронного генератора на 50…100%.

Для асинхронного генератора мощностью 5 кВт механическая мощность двигателя должна составлять, например, 7,5…10 кВт.

Редуктор используется для согласования скоростей механического двигателя и генератора, чтобы работа генератора была адаптирована к средней скорости механического двигателя. При необходимости мощность генератора может быть увеличена на короткое время за счет увеличения частоты вращения двигателя.

Каждый независимый генератор должен содержать минимально необходимые компоненты: вольтметр переменного тока (со шкалой до 500 В), частотомер (желательно) и три переключателя.

Один выключатель подключает нагрузку к генератору, два других коммутируют цепь возбуждения. Наличие выключателей в цепи возбуждения облегчает запуск механического двигателя и позволяет обмоткам генератора быстро снизить температуру после работы — ротор нестимулированного генератора еще некоторое время вращается механическим двигателем. Этот процесс продлевает срок службы обмоток генератора.

Если генератор будет питать оборудование, которое обычно подключено к сети переменного тока (например, домашнее освещение, бытовые приборы), необходимо установить двухфазный сетевой разъединитель, чтобы отключить это оборудование от сети во время работы генератора. Вы должны отключить как «фазу», так и «нейтраль»!

Наконец, несколько общих советов

1. генератор переменного тока является устройством повышенной опасности. Используйте 380 В только в случае крайней необходимости и 220 В только во всех остальных случаях.

Как сделать генератор своими руками

Инструкция по созданию асинхронного генератора довольно проста. Достаточно найти работающий асинхронный электродвигатель.

После разборки необходимо проверить пригодность подшипников в роторе и при необходимости заменить их. Затем на токарном станке диаметр сердечника ротора уменьшается на 2-3 мм.

Также делаются восемь углублений для неодимовых магнитов. Впаяйте магниты и загерметизируйте ротор. С помощью проводов соедините обмотку статора с нагрузкой генератора.

Проверка и запуск в работу

После сборки генератора необходимо проверить, работает ли он. В качестве нагрузки для этого можно использовать обычную лампочку.

Начальная скорость генератора должна быть низкой. По мере увеличения скорости яркость лампочки должна увеличиваться.

Фото генераторов из асинхронного двигателя