Udělej si sám generátor: nejlepší nápady a tipy, jak vyrobit moderní generátor vlastníma rukama (návod s fotografiemi a kresbami). Může asynchronní motor fungovat jako generátor - jak ho používat doma? Konstantní ma generátor
Myšlenka mít autonomní zdroj elektrické energie a nezáviset na pevné státní síti vzrušuje mysl mnoha venkovských obyvatel.
Implementace je poměrně jednoduchá: potřebujete třífázový asynchronní elektromotor, který lze použít i ze starých, vyřazených průmyslových zařízení.
Generátor z asynchronního motoru je vyroben vlastními rukama podle jednoho ze tří schémat zveřejněných v tomto článku. Přemění mechanickou energii na elektřinu volně a spolehlivě.
Jak vybrat elektromotor
Pro odstranění chyb ve fázi projektu je nutné věnovat pozornost konstrukci zakoupeného motoru a také jeho elektrickým charakteristikám: spotřeba energie, napájecí napětí, otáčky rotoru.
Asynchronní stroje jsou reverzibilní. Jsou schopny pracovat v následujících režimech:
· elektrický motor, když je na něj přivedeno vnější napětí;
· nebo generátor, pokud jejich rotor otáčí zdroj mechanické energie, například vodní nebo větrné kolo, spalovací motor.
Dbáme na typový štítek, provedení rotoru a statoru. Při vytváření generátoru bereme v úvahu jejich vlastnosti.
Co potřebujete vědět o konstrukci statoru
Má tři izolovaná vinutí navinutá na společném magnetickém jádru pro napájení z každé napěťové fáze.
Jsou připojeny jedním ze dvou způsobů:
1. Hvězda, když jsou všechny konce shromážděny v jednom bodě. Napětí je přiváděno na 3 začátky a společnou svorku konců čtyřmi vodiči.
2. Trojúhelník - konec jednoho vinutí je spojen se začátkem druhého tak, že obvod je sestaven do prstence a vycházejí z něj pouze tři vodiče.
Tyto informace jsou podrobněji uvedeny v článku na mém webu o připojení třífázového motoru k jednofázové domácí síti.
Vlastnosti konstrukce rotoru
Má také magnetický obvod a tři vinutí. Jsou připojeny jedním ze dvou způsobů:
1. přes kontaktní svorky motoru s vinutým rotorem;
2. zkratováno hliníkovou vložkou do provedení veverka - asynchronní stroje.
Potřebujeme rotor ve veverčí kleci. Všechny okruhy jsou pro něj určeny.
Konstrukce vinutého rotoru může být také použita jako generátor. Bude se to ale muset předělat: prostě všechny výstupy navzájem zkratujeme.
Jak zohlednit elektrické vlastnosti motoru
Provoz generátoru bude ovlivněn:
1. Průměr navíjecího drátu. Ohřev konstrukce a množství aplikovaného výkonu přímo závisí na tom.
2. Konstrukční rychlost rotoru, udávaná počtem otáček.
3. Způsob spojování vinutí do hvězdy nebo trojúhelníku.
4. Velikost ztráty energie určená účinností a kosinusem φ.
Díváme se na ně na talíř nebo je počítáme nepřímými metodami.
Jak přepnout elektromotor do režimu generátoru
Musíte udělat dvě věci:
1. Roztočte rotor ze zdroje cizí mechanické energie.
2. Vybuďte elektromagnetické pole ve vinutí.
Pokud je vše jasné s prvním bodem, pak pro druhý stačí k vinutí připojit banku kondenzátorů, čímž vznikne kapacitní zátěž určité velikosti.
Pro tuto problematiku bylo vyvinuto několik variant schémat.
Plná hvězda
Mezi každým párem vinutí jsou zařazeny kondenzátory.
Zjednodušená hvězda
V tomto obvodu jsou spouštěcí a provozní kondenzátory spojeny vlastními spínači.
Trojúhelníkový diagram
Kondenzátory jsou zapojeny paralelně ke každému vinutí. Na výstupních svorkách se vytvoří lineární napětí 220 voltů.
Jaké jmenovité hodnoty kondenzátoru jsou potřeba?
Nejjednodušší způsob je použití papírových kondenzátorů s napětím 500 voltů a vyšším. Je lepší nepoužívat elektrolytické modely: mohou se vařit a explodovat.
Vzorec pro určení kapacity je:С=Q/2π∙f∙U2.
V něm je Q jalový výkon, f je frekvence, U je napětí.
Bylo rozhodnuto jej předělat na generátor pro větrný mlýn asynchronní motor. Tato úprava je velmi jednoduchá a cenově dostupná domácí návrhy Ve větrných turbínách můžete často vidět generátory vyrobené z asynchronních motorů.
Úprava spočívá v naříznutí rotoru pod magnety, následně se magnety obvykle na rotor podle šablony přilepí a vyplní epoxidová pryskyřice aby neuletěl. Je také běžné převinout stator silnějším drátem, aby se snížilo příliš velké napětí a zvýšil proud. Ale nechtěl jsem tento motor převinout a bylo rozhodnuto nechat vše tak, jak je, jen převést rotor na magnety. Jako dárce byl nalezen třífázový asynchronní motor o výkonu 1,32 kW. Níže je fotografie tohoto elektromotoru.
přeměna asynchronního motoru na generátor Rotor elektromotoru byl opracován do soustruh na tloušťku magnetů. Tento rotor nepoužívá kovovou objímku, která je obvykle obrobena a umístěna na rotoru pod magnety. Objímka je potřebná pro zesílení magnetické indukce, přes ni magnety uzavírají svá pole tím, že se navzájem napájejí zespodu a magnetické pole se nerozptýlí, ale jde až ke statoru. Tento design využívá poměrně silné magnety o rozměrech 7,6*6mm v počtu 160 kusů, které poskytnou dobré EMF i bez objímky.
Nejprve byl rotor před nalepením magnetů označen na čtyři póly a magnety byly umístěny šikmo. Motor byl čtyřpólový a protože se stator nepřevíjel, měly být na rotoru také čtyři magnetické póly. Každý magnetický pól se střídá, jeden pól je konvenčně „severní“, druhý pól je „jižní“. Magnetické póly jsou vyrobeny v intervalech, takže magnety jsou na pólech seskupeny blíže k sobě. Po nasazení na rotor byly magnety omotány páskou pro fixaci a vyplněny epoxidovou pryskyřicí.
Po sestavení bylo cítit, že se rotor lepí, a když se hřídel otáčel, bylo cítit lepení. Bylo rozhodnuto předělat rotor. Magnety byly sraženy epoxidem a znovu umístěny, ale nyní jsou víceméně rovnoměrně rozmístěny po celém rotoru, níže je fotografie rotoru s magnety před naplněním epoxidem. Po naplnění se lepení poněkud snížilo a bylo zjištěno, že napětí mírně kleslo, když se generátor otáčel stejnou rychlostí a proud se mírně zvýšil.
Po sestavení hotového generátoru bylo rozhodnuto jej zkroutit vrtačkou a připojit k němu něco jako zátěž. Zapojena byla 220 voltová 60 wattová žárovka, při 800-1000 otáčkách za minutu hořela v plné intenzitě. Také, aby se vyzkoušelo, čeho byl generátor schopen, byla připojena 1 kW lampa, která hořela na plnou intenzitu a vrtačka nebyla dostatečně silná, aby generátor otočila.
Při volnoběhu, při maximální rychlosti vrtání 2800 ot./min., bylo napětí generátoru více než 400 voltů. Při přibližně 800 ot./min je napětí 160 voltů. Zkoušeli jsme připojit i 500wattový bojler, po minutě kroucení se voda ve skle zahřála. To jsou testy, kterými prošel generátor, který byl vyroben z asynchronního motoru.
Poté byl navařen stojan s otočnou osou pro generátor pro montáž generátoru a ocasní plochy. Konstrukce je vyrobena podle schématu, kde se hlava větru pohybuje směrem od větru skládáním ocasu, takže generátor je odsazen od středu osy a kolík za ním je kolík, na kterém je umístěn ocas.
Zde je fotografie hotového větrného generátoru. Větrný generátor byl instalován na devítimetrový stožár. Když byl silný vítr, generátor produkoval napětí naprázdno až 80 voltů. Zkoušeli k němu připojit dvoukilowattovou desítku, po chvíli se deset zahřála, což znamená, že větrný generátor má stále nějaký výkon.
Poté byl sestaven regulátor pro větrný generátor a přes něj byla připojena baterie pro nabíjení. Nabíjecí proud byl celkem dobrý, baterie začala rychle hučet, jako by se nabíjela z nabíječky.
Údaje na schématu zapojení elektromotoru říkaly 220/380 voltů 6,2/3,6 A. To znamená, že odpor generátoru je 35,4 Ohm delta/105,5 Ohm hvězda. Pokud nabil 12voltovou baterii podle schématu připojení fází generátoru v trojúhelníku, což je nejpravděpodobnější, pak 80-12/35,4 = 1,9A. Ukazuje se, že při větru 8-9 m/s byl nabíjecí proud přibližně 1,9 A, což je jen 23 watt/hod, nic moc, ale možná jsem se někde mýlil.
Takto velké ztráty jsou způsobeny vysokým odporem generátoru, proto se stator obvykle převíjí silnějším drátem, aby se snížil odpor generátoru, který ovlivňuje proudovou sílu, a čím vyšší je odpor vinutí generátoru, tím nižší je sílu proudu a tím vyšší napětí.
Bylo rozhodnuto přeměnit asynchronní motor jako generátor pro větrný mlýn. Tato úprava je velmi jednoduchá a cenově dostupná, a proto v domácích konstrukcích větrných generátorů můžete často vidět generátory vyrobené z asynchronních motorů.
Úprava spočívá v naříznutí rotoru pod magnety, následně se magnety většinou na rotor nalepí podle šablony a zalijí epoxidovou pryskyřicí, aby neulétly. Je také běžné převinout stator silnějším drátem, aby se snížilo příliš velké napětí a zvýšil proud. Ale nechtěl jsem tento motor převinout a bylo rozhodnuto nechat vše tak, jak je, jen převést rotor na magnety. Jako dárce byl nalezen třífázový asynchronní motor o výkonu 1,32 kW. Níže je fotografie tohoto elektromotoru.
> Rotor elektromotoru byl opracován na soustruhu na tloušťku magnetů. Tento rotor nepoužívá kovovou objímku, která je obvykle obrobena a umístěna na rotor pod magnety. Objímka je potřebná pro zesílení magnetické indukce, přes ni magnety uzavírají svá pole tím, že se navzájem napájejí zespodu a magnetické pole se nerozptýlí, ale jde až ke statoru. Tento design využívá poměrně silné magnety o rozměrech 7,6*6mm v počtu 160 kusů, které poskytnou dobré EMF i bez objímky.
>
> Nejprve byl rotor před nalepením magnetů označen na čtyři póly a magnety byly umístěny šikmo. Motor byl čtyřpólový a jelikož se stator nepřevíjel, měly být na rotoru také čtyři magnetické póly. Každý magnetický pól se střídá, jeden pól je konvenčně „severní“, druhý pól je „jižní“. Magnetické póly jsou vyrobeny v intervalech, takže magnety jsou na pólech seskupeny blíže k sobě. Po nasazení na rotor byly magnety omotány páskou pro fixaci a vyplněny epoxidovou pryskyřicí.
Po sestavení bylo cítit, že se rotor lepí, a když se hřídel otáčel, bylo cítit lepení. Bylo rozhodnuto předělat rotor. Magnety byly sraženy epoxidem a znovu umístěny, ale nyní jsou víceméně rovnoměrně rozmístěny po celém rotoru, níže je fotografie rotoru s magnety před naplněním epoxidem. Po naplnění se lepení poněkud snížilo a bylo zjištěno, že napětí mírně kleslo, když se generátor otáčel stejnou rychlostí a proud se mírně zvýšil.
>
Po sestavení hotového generátoru bylo rozhodnuto jej zkroutit vrtačkou a připojit k němu něco jako zátěž. Zapojena byla 220 voltová 60 wattová žárovka, při 800-1000 otáčkách za minutu hořela v plné intenzitě. Také, aby se vyzkoušelo, čeho byl generátor schopen, byla připojena 1 kW lampa, která hořela na plnou intenzitu a vrtačka nebyla dostatečně silná, aby generátor otočila.
>
Při volnoběhu, při maximální rychlosti vrtání 2800 ot./min., bylo napětí generátoru více než 400 voltů. Při přibližně 800 ot./min je napětí 160 voltů. Zkoušeli jsme připojit i 500wattový bojler, po minutě kroucení se voda ve skle zahřála. To jsou testy, kterými prošel generátor, který byl vyroben z asynchronního motoru.
>
Poté byl navařen stojan s otočnou osou pro generátor pro montáž generátoru a ocasní plochy. Konstrukce je vyrobena podle schématu, kde je hlava větru odsunuta od větru skládáním ocasu, takže generátor je odsazen od středu osy a kolík za ním je kolík, na kterém je umístěn ocas.
>
Zde je fotografie hotového větrného generátoru. Větrný generátor byl instalován na devítimetrový stožár. Když byl silný vítr, generátor produkoval napětí naprázdno až 80 voltů. Zkoušeli k němu připojit dvoukilowattovou desítku, po chvíli se deset zahřála, což znamená, že větrný generátor má stále nějaký výkon.
>
Poté byl sestaven regulátor pro větrný generátor a přes něj byla připojena baterie pro nabíjení. Nabíjecí proud byl celkem dobrý, baterie začala rychle hučet, jako by se nabíjela z nabíječky.
Zatím bohužel nejsou k dispozici žádné podrobné údaje o výkonu větrného generátoru, jelikož uživatel zde zveřejnil svůj větrný generátor
Vynález se týká oblasti elektrotechniky a energetiky, zejména způsobů a zařízení pro výrobu elektrické energie, a může být použit v autonomní systémy napájení, automatizace a domácí přístroje v letecké, námořní a silniční dopravě.
Kvůli nestandardním způsobem generace a originální design režimy motor-generátor, generátor a elektromotor jsou kombinovány v jednom procesu a jsou neoddělitelně propojeny. Výsledkem je, že když je připojena zátěž, interakce magnetických polí statoru a rotoru generuje točivý moment, který se shoduje ve směru s točivým momentem vytvářeným externím pohonem.
Jinými slovy, jak se výkon spotřebovaný zátěží generátoru zvyšuje, rotor motorgenerátoru se začíná zrychlovat a příslušně klesá výkon spotřebovaný externím pohonem.
Již delší dobu se na internetu šíří zvěsti, že generátor s Gramovou prstencovou kotvou byl schopen generovat více elektrické energie, než bylo vynaloženo na energii mechanickou, a to díky tomu, že při zátěži nedocházelo k brzdnému momentu.
Výsledky experimentů, které vedly k vynálezu motorgenerátoru.
Již delší dobu se na internetu šíří zvěsti, že generátor s Gramovou prstencovou kotvou byl schopen generovat více elektrické energie, než bylo vynaloženo na mechanickou energii, a to díky tomu, že při zatížení nedocházelo k brzdnému momentu. Tyto informace nás přiměly k provedení série experimentů s kroužkovým vinutím, jejichž výsledky ukážeme na této stránce. Pro experimenty bylo na toroidní jádro navinuto 24 kusů nezávislých vinutí se stejným počtem závitů.
1) Zpočátku byla závaží vinutí zapojena do série, zátěžové svorky byly umístěny diametrálně. Ve středu vinutí byl umístěn permanentní magnet se schopností rotace.
Po uvedení magnetu pomocí pohonu do pohybu byla připojena zátěž a byly měřeny otáčky pohonu laserovým tachometrem. Jak se dalo očekávat, rychlost hnacího motoru začala klesat. Čím více energie zátěž spotřebovala, tím více klesala rychlost.
2) Pro lepší pochopení procesů probíhajících ve vinutí byl místo zátěže připojen stejnosměrný miliampérmetr.
Při pomalém otáčení magnetu můžete pozorovat polaritu a velikost výstupního signálu v dané poloze magnetu.
Z obrázků je vidět, že když jsou póly magnetu proti svorkám vinutí (obr. 4;8), proud ve vinutí je 0. Když je magnet umístěn, když jsou póly ve středu vinutí, mají maximální hodnotu proudu (obr. 2;6).
3) V další fázi experimentů byla použita pouze jedna polovina vinutí. Magnet se také pomalu otáčel a zaznamenávaly se údaje ze zařízení.
Hodnoty přístroje se zcela shodovaly s předchozím experimentem (obrázek 1-8).
4) Poté byl k magnetu připojen externí disk a ten se začal otáčet maximální rychlostí.
Po připojení zátěže začal pohon nabírat na síle!
Jinými slovy, během interakce pólů magnetu a pólů vytvořených ve vinutí s magnetickým jádrem, když proud prochází vinutím, se objeví točivý moment, směřující podél směru točivého momentu vytvářeného hnacím motorem.
Obrázek 1, měnič silně brzdí, když je připojena zátěž. Obrázek 2, když je zátěž připojena, pohon začne zrychlovat.
5) Abychom pochopili, co se děje, rozhodli jsme se vytvořit mapu magnetických pólů, které se objevují ve vinutích, když jimi prochází proud. Aby toho bylo dosaženo, byla provedena řada experimentů. Vinutí byla zapojena různými způsoby a na konce vinutí byly přiváděny stejnosměrné impulsy. V tomto případě byl permanentní magnet připevněn k pružině a byl umístěn postupně vedle každého z 24 vinutí.
Na základě reakce magnetu (zda byl odpuzován nebo přitahován) byla sestavena mapa projevujících se pólů.
Z obrázků je vidět, jak se magnetické póly objevily ve vinutí při různém zapnutí (žluté obdélníky na obrázcích jsou neutrální zónou magnetického pole).
Při změně polarity pulzu se tedy póly podle očekávání změnily na opačné různé varianty zapínací vinutí jsou nakreslena s jednou polaritou napájení.
6) Na první pohled jsou výsledky na obrázcích 1 a 5 totožné.
S více podrobná analýza Ukázalo se, že rozložení pólů kolem kruhu a „velikost“ neutrální zóny jsou zcela odlišné. Síla, kterou byl magnet přitahován nebo odpuzován od vinutí a magnetického obvodu, je znázorněn gradientovým stínováním pólů.
7) Při porovnání experimentálních dat popsaných v odstavcích 1 a 4 byly kromě zásadního rozdílu v reakci pohonu na připojení zátěže a výrazného rozdílu v „parametrech“ magnetických pólů zjištěny i další rozdíly. Během obou experimentů byl paralelně se zátěží zapnut voltmetr a ampérmetr byl zapnut v sérii se zátěží. Pokud jsou údaje přístroje z prvního experimentu (bod 1) brány jako 1, pak ve druhém experimentu (bod 4) byl údaj voltmetru také roven 1. Odečet ampérmetru byl 0,005 z výsledků prvního experimentu.
8) Na základě toho, co bylo uvedeno v předchozím odstavci, je logické předpokládat, že pokud se v nepoužité části magnetického obvodu vytvoří nemagnetická (vzduchová) mezera, pak by se měla zvýšit proudová síla ve vinutí.
Po vytvoření vzduchové mezery byl magnet opět připojen k hnacímu motoru a roztočen na maximální otáčky. Síla proudu se ve skutečnosti několikrát zvýšila a začala být přibližně 0,5 výsledků experimentu podle bodu 1,
ale zároveň se na pohonu objevil brzdný moment.
9) Metodou popsanou v odstavci 5 byla sestavena mapa pólů tohoto provedení.
10) Porovnejme dvě možnosti
Není těžké předpokládat, že pokud se vzduchová mezera v magnetickém jádře zvětší, mělo by se geometrické uspořádání magnetických pólů podle obrázku 2 přiblížit stejnému uspořádání jako na obrázku 1. A to by zase mělo vést k efektu zrychlení pohonu, který je popsán v odstavci 4 (při připojení zátěže se místo brzdění vytváří dodatečný moment k hnacímu momentu).
11) Po zvětšení mezery v magnetickém obvodu na maximum (k okrajům vinutí), kdy se místo brzdění připojila zátěž, začal pohon opět nabírat rychlost.
V tomto případě mapa pólů vinutí s magnetickým jádrem vypadá takto:
Na základě navrženého principu výroby elektřiny je možné navrhnout generátory střídavý proud, který při zvýšení elektrická energie při zatížení nevyžadují zvýšení mechanického výkonu pohonu.
Princip činnosti motorgenerátoru.
Podle jevu elektromagnetická indukce Když se magnetický tok procházející uzavřeným obvodem změní, objeví se v obvodu emf.
Podle Lenzova pravidla: Indukovaný proud vznikající v uzavřeném vodivém obvodu má takový směr, že magnetické pole, které vytváří, působí proti změně magnetického toku, která proud vyvolala. V tomto případě nezáleží na tom, jak přesně se magnetický tok pohybuje vzhledem k obvodu (obr. 1-3).
Metoda buzení EMF v našem motorgenerátoru je podobná obrázku 3. Umožňuje nám použít Lenzovo pravidlo ke zvýšení točivého momentu na rotoru (induktoru).
1) Vinutí statoru
2) Magnetický obvod statoru
3) Induktor (rotor)
4) Načíst
5) Směr otáčení rotoru
6) Středová čára magnetického pole pólů induktoru
Po zapnutí externího disku se rotor (induktor) začne otáčet. Když začátek vinutí protne magnetický tok jednoho z pólů induktoru, indukuje se ve vinutí emf.
Po připojení zátěže začne ve vinutí protékat proud a póly magnetického pole, které ve vinutí vzniká, podle pravidla E. H. Lenze směřují k setkání s magnetickým tokem, který je excitoval.
Protože vinutí s jádrem je umístěno podél kruhového oblouku, magnetické pole rotoru se pohybuje podél závitů (kruhový oblouk) vinutí.
V tomto případě se na začátku vinutí podle Lenzova pravidla jeví pól shodný s pólem induktoru a na druhém konci je opačný. Protože se podobné póly odpuzují a opačné póly se přitahují, má induktor tendenci zaujmout polohu, která odpovídá působení těchto sil, což vytváří dodatečný moment směřující ve směru otáčení rotoru. Maximální magnetické indukce ve vinutí je dosaženo v okamžiku, kdy je osa pólu induktoru proti středu vinutí. S dalším pohybem induktoru se magnetická indukce vinutí zmenšuje a v okamžiku, kdy středová čára pólu induktoru opustí vinutí, je rovna nule. Ve stejném okamžiku začne počátek vinutí křižovat magnetické pole druhého pólu induktoru a podle výše popsaných pravidel jej začne tlačit okraj vinutí, od kterého se první pól začíná vzdalovat. pryč s rostoucí silou.
Kresby:
1) Nulový bod, póly induktoru (rotoru) jsou symetricky nasměrovány k různým okrajům vinutí ve vinutí EMF = 0.
2) Středová čára Severní pól Magnet (rotor) překročil začátek vinutí, ve vinutí se objevilo EMF a podle toho se objevil magnetický pól shodný s pólem budiče (rotoru).
3) Pól rotoru je ve středu vinutí a EMF je ve vinutí na maximální hodnotě.
4) Pól se blíží ke konci vinutí a emf klesá na minimum.
5) Další nulový bod.
6) Středová čára jižního pólu vstupuje do vinutí a cyklus se opakuje (7;8;1).
Ne všechny existující elektrické sítě (zejména ty, které fungují v regionech vzdálených od měst) mohou spotřebitelům poskytnout dostatečný výkon vhodný pro provoz moderního vybavení domácnosti. Kvůli nízké kvalitě napětí přicházejícího z rozvoden a jeho častým výpadkům je mnoho uživatelů nuceno přemýšlet o výrobě domácího generátoru elektřiny. S tím, jak to vypadá takto asynchronní generátor externě, lze vidět na obr. níže.
Tento přístup k řešení problému zásobování energií mimo město umožňuje výrazné úspory ve srovnání se situací, kdy je výrobní zařízení nakupováno prostřednictvím maloobchodního řetězce v hotové podobě.
Efekt reverzibility
Je známo, že princip fungování jakéhokoli generátoru elektřina Zařízení je založeno na přeměně jedné formy energie (například tepla) na formu potřebnou k napájení zařízení. Můžete využít tzv. alternativní (nazývané také obnovitelné) zdroje dodávek energie, ale s tímto způsobem jsou spojeny ještě větší materiálové a výrobní náklady.
Je mnohem snazší a ekonomičtější vyrobit domácí generátor proudu s využitím potenciálních možností starého, které má uživatel k dispozici. asynchronní elektromotor.
Základem takové výroby je v elektrotechnice dobře známý princip vratnosti procesů interakce elektromagnetických polí, což je vysvětleno specifiky elektrických procesů probíhajících v tomto případě. Jestliže se v motoru využívá energie třífázového proudu k jeho přeměně na mechanické otáčení hřídele, pak v generátoru se vše děje přesně naopak. V těchto jednotkách se nucená rotace kotvy přeměňuje na elektrický proud protékající fázovými vinutími, jehož výkon se vynakládá na obsluhu spotřebitele (viz obrázek níže).
Před vyrobením vzorku domácího elektrického generátoru z použitého asynchronního motoru v samotném obecný případ je nutné provést následující manipulace:
- Svorky, na které je přiváděno třífázové (nebo jednofázové - u kolektorových vzorků produktů) napětí, musí být přepnuty na výstupní kontakty generátoru;
- Autem z vnější zdroj mechanický rotační impuls;
Dodatečné informace. Jako takový zdroj lze použít jakoukoli pohonnou jednotku vhodnou pro konkrétní podmínky, otáčející se pod vlivem energie hořícího paliva (benzínu, plynu nebo motorové nafty). Pokud má soukromá domácnost větrný mlýn nebo domácí vodní mlýn, řešení problému pohonu je výrazně zjednodušeno.
- Vzhledem k vysokým nákladům na benzín v příměstských podmínkách je jedinou přijatelnou možností výroba malé elektrárny poháněné naftovým motorem nebo plynem.
Motor na relativně levné palivo je v tomto případě spojen přes speciální spojku pohonu s hřídelí konstruované konstrukce, která se po drobných úpravách promění v generátor střídavého proudu.
Výběr designu
Generátor z asynchronního motoru je možné vyrobit docela úspěšně, pokud pečlivě prostudujete konstrukci a strukturu každého z těchto mechanismů. Uvažujme nejprve typický asynchronní motor pracující na principu klouzání rotoru v elektromagnetickém poli statoru, které je mimo fázi. Pevná část této jednotky (stator) je vybavena, jak známo, třemi cívkami, vzájemně vůči sobě posunutými v prostoru o 120 geometrických stupňů.
Vlivem interakce pohybujícího se a stacionárního pole se ve statorových cívkách indukuje střídavé napětí, reprezentované sekvencí tři pracovníci fáze (A, B a C).
Jednodušší varianta výroby synchronního stroje (generátoru) zahrnuje použití použitého komutátoru jednofázový motor, který zahrnuje zařízení fázového posuvu na kondenzátoru s pevnou kapacitou.
Výroba jednofázového systému výrazně zjednodušuje konstrukci budoucího generátoru, ale výkon takového produktu je relativně malý. Tato okolnost neumožňuje jeho použití k napájení některých vzorků jednofázových napájecích jednotek ( studniční čerpadlo, Například).
Poznámka! Jednofázové zařízení sestavené na bázi kolektorového motoru může mít dostatečný výkon pouze k napájení sítě domácího osvětlení.
V případech, kdy je potřeba připojit k napájecímu vedení výkonnější silové zařízení, jediné správné řešení– vyrobit generátor z asynchronního mechanismu (obrázek níže).
Podívejme se, jak lze tento mechanismus převést třífázový generátor, v detailech.
Postup pro úpravu vinutí
Před výrobou generátoru z asynchronního motoru byste měli pochopit jeho statorové cívky, vzájemně spojené a připojené k napájecímu vedení podle určitého obvodu.
Dodatečné informace. Pro klasické zapojení asynchronních mechanismů se používají dva typy zapojení statorových vinutí: podle obvodu tzv. „hvězda“ nebo „trojúhelník“.
V prvním případě jsou všechny tři lineární cívky (A, B a C) na jedné straně spojeny do společného nulového vodiče, zatímco jejich druhé konce jsou připojeny ke třem fázovým vedením. Při zapnutí pomocí „trojúhelníku“ je konec jedné cívky připojen k začátku druhého a jeho konec je připojen k začátku třetího vinutí a tak dále, dokud se řetěz neuzavře.
V důsledku tohoto spojení vzniká pravidelný geometrický obrazec, jehož vrcholy odpovídají třem fázové vodiče a nulový vodič zcela chybí.
Z důvodu snadné instalace a provozní bezpečnosti v schémata pro domácnost Obvykle je vybráno hvězdicové připojení, které poskytuje možnost organizovat místní (opakované) ochranné uzemnění.
Při úpravě motoru sejměte kryt rozvodná skříň a získat přístup k terminálům, ke kterým normální podmínky Je dodáváno třífázové napájecí napětí. V režimu generátoru by k těmto kontaktům mělo být připojeno napájecí vedení s připojenými domácími třífázovými spotřebiči.
Aby bylo možné uspořádat jednofázové napájení (zejména zásuvková vedení a osvětlovací obvody), bude nutné je na jednom konci připojit ke zvolenému fázovému kontaktu A, B nebo C a na druhém konci ke společnému neutrálnímu vodiči. Postup připojení vodičů k asynchronnímu motoru je na následujícím obrázku.
Důležité! V případě více lineárních (jednofázových) zatížení je nutné je rozložit mezi fáze tak, aby byly zatěžovány víceméně rovnoměrně.
Do všech napájecích obvodů se tak zatíží kutilský generátor sestavený z třífázového motoru a koncoví spotřebitelé dostanou standardní výkon, na který mají nárok.
Organizace části pohonu
V domácích podmínkách se jako mechanický pohon zpravidla používají standardní plynové generátory, ze kterých je krouticí moment přenášen přímo na pracovní hřídel. Hlavním problémem takového spojení je organizace spolehlivé spojky, která zcela přenáší točivý moment na osu kotvy generátoru (v této situaci je její funkce vykonávána rotorem motoru).
Při jeho zařizování nejvíce nejlepší možnost- to je vyhledat pomoc od profesionálních mechaniků, kteří pomohou zorganizovat spojení spojky požadované kvality a spolehlivosti.
Poznámka! Rotor přeměněného mechanismu připomíná svou konstrukcí statorové vinutí se třemi vinutími posunutými o 120 stupňů (v tomto případě se nazývá fáze).
Lineární svorky každého vinutí jsou připojeny k odnímatelným sběrací kroužky, kterým bylo do mechanismu motoru přiváděno přes grafitové kartáče startovací napětí. Pokud vše necháte tak, jak bylo, dostanete se k designu, který je velmi náročný na výrobu a údržbu a nemá smysl jej používat jako součást budoucího generátoru.
Pro usnadnění přepracování je nejlepší použít obvod zkratovaného pohyblivého dílu, který lze získat zkratováním pracovních vodičů každé z vinutých cívek rotoru.
Generátor permanentních magnetů
Existuje další známý způsob uspořádání domácích generátorů, který spočívá v použití silných permanentních magnetů a řady přídavných zařízení při výrobě (v některých médiích se jim také říká „věčné“).
Principem činnosti takového zdroje magnetické energie je interakce elektromagnetických polí vytvořených permanentními magnetickými polotovary pevně připevněnými ke statorové a rotorové části zařízení (viz obrázek níže).
Hlavní výhodou takových motorů, které fungují jako generátor, je to, že není potřeba externí zdroj energie nebo paliva. I v tomto případě však existují určité nevýhody, které se projevují především v tom, že silná magnetická pole mohou negativně ovlivnit zdraví obsluhujícího personálu.
Vezmeme-li v úvahu tuto nevýhodu ve všech ostatních situacích, je takový elektromotor široce používán v různých pohonných jednotkách, často instalovaných na průmyslové vybavení. Jako příklad lze uvést mezi odborníky známý generátor pod označením „g 303“.
Na závěr recenze domácí generátory Je třeba poznamenat, že k jejich převodu z asynchronních motorů může být zapotřebí celá sada speciálních odnímatelných nástrojů, jejichž složení připomíná automobilové vybavení.
Video
