• داخلی
• ویندوز
• دیوارها
• پروژه ها
• ساختمان ها

ژنراتور خود را انجام دهید: بهترین ایده ها و نکات در مورد نحوه ساخت یک ژنراتور مدرن با دستان خود (دستورالعمل هایی با عکس و نقاشی). آیا یک موتور ناهمزمان می تواند به عنوان یک ژنراتور کار کند - چگونه از آن در خانه استفاده کنیم؟ ژنراتور ما ثابت

ایده داشتن یک منبع مستقل انرژی الکتریکی و عدم وابستگی به یک شبکه دولتی ثابت، ذهن بسیاری از ساکنان روستایی را برانگیخته می کند.

اجرای آن بسیار ساده است: شما به یک موتور الکتریکی ناهمزمان سه فاز نیاز دارید که حتی از تجهیزات صنعتی قدیمی و از کار افتاده نیز قابل استفاده باشد.

یک ژنراتور از یک موتور ناهمزمان با دستان خود مطابق یکی از سه طرح منتشر شده در این مقاله ساخته شده است. انرژی مکانیکی را آزادانه و قابل اطمینان به الکتریسیته تبدیل می کند.

نحوه انتخاب موتور الکتریکی

برای از بین بردن خطاها در مرحله پروژه، لازم است به طراحی موتور خریداری شده و همچنین مشخصات الکتریکی آن توجه شود: مصرف برق، ولتاژ تغذیه، سرعت روتور.

ماشین های ناهمزمان برگشت پذیر هستند. آنها می توانند در حالت های زیر کار کنند:

· موتور الکتریکی هنگامی که ولتاژ خارجی به آنها اعمال می شود.

· یا یک ژنراتور، اگر روتور آنها یک منبع انرژی مکانیکی، به عنوان مثال، یک چرخ آب یا باد، یک موتور احتراق داخلی را بچرخاند.

ما به پلاک نام، طراحی روتور و استاتور توجه می کنیم. ما هنگام ایجاد یک ژنراتور ویژگی های آنها را در نظر می گیریم.

آنچه باید در مورد طراحی استاتور بدانید

دارای سه سیم پیچ عایق است که روی یک هسته مغناطیسی مشترک برای تامین برق از هر فاز ولتاژ پیچیده شده است.

آنها به یکی از دو طریق به هم متصل می شوند:

1. ستاره، زمانی که تمام انتهای آن در یک نقطه جمع شده است. ولتاژ به 3 ابتدا و پایانه مشترک انتهایی از طریق چهار سیم تامین می شود.

2. مثلث - انتهای یک سیم پیچ به ابتدای سیم پیچ دیگر متصل می شود تا مدار به صورت حلقه جمع شود و فقط سه سیم از آن خارج شود.

این اطلاعات با جزئیات بیشتر در مقاله در وب سایت من در مورد ارائه شده استاتصال موتور سه فاز به شبکه خانگی تک فاز.

ویژگی های طراحی روتور

همچنین دارای یک مدار مغناطیسی و سه سیم پیچ است. آنها به یکی از دو طریق به هم متصل می شوند:

1. از طریق پایانه های تماس یک موتور با روتور زخمی.

2. اتصال کوتاه با درج آلومینیومی به طراحی چرخ سنجاب - ماشین های ناهمزمان.

به یک روتور قفس سنجابی نیاز داریم. تمام مدارها برای او طراحی شده اند.

طراحی روتور زخمی همچنین می تواند به عنوان یک ژنراتور استفاده شود. اما باید دوباره انجام شود: ما به سادگی همه خروجی ها را به یکدیگر متصل می کنیم.

چگونه می توان مشخصات الکتریکی موتور را در نظر گرفت

عملکرد ژنراتور تحت تأثیر موارد زیر قرار می گیرد:

1. قطر سیم سیم پیچ. گرمایش سازه و میزان توان اعمالی به طور مستقیم به آن بستگی دارد.

2. سرعت طراحی روتور که با تعداد دور نشان داده می شود.

3. روش اتصال سیم پیچ در یک ستاره یا مثلث.

4. مقدار اتلاف انرژی تعیین شده توسط بازده و کسینوس φ.

ما آنها را در یک بشقاب نگاه می کنیم یا آنها را با روش های غیر مستقیم محاسبه می کنیم.

نحوه ساخت سوئیچ موتور الکتریکی به حالت ژنراتور

شما باید دو کار را انجام دهید:

1. روتور را از یک منبع قدرت مکانیکی اضافی بچرخانید.

2. یک میدان الکترومغناطیسی در سیم پیچ ها را تحریک کنید.

اگر همه چیز با نقطه اول روشن است، برای دوم کافی است یک بانک خازن را به سیم پیچ ها متصل کنید و یک بار خازنی با اندازه خاصی ایجاد کنید.

انواع مختلفی از طرح ها برای این موضوع ایجاد شده است.

ستاره کامل

خازن بین هر جفت سیم پیچ گنجانده شده است.

ستاره ساده شده

در این مدار، خازن های راه اندازی و در حال اجرا توسط کلیدهای خود به یکدیگر متصل می شوند.

نمودار مثلثی

خازن ها به صورت موازی به هر سیم پیچ متصل می شوند. ولتاژ خطی 220 ولت در پایانه های خروجی ایجاد می شود.

چه درجه بندی های خازن مورد نیاز است؟

ساده ترین راه استفاده از خازن های کاغذی با ولتاژ 500 ولت و بالاتر است. بهتر است از مدل های الکترولیتی استفاده نکنید: آنها می توانند بجوشند و منفجر شوند.

فرمول تعیین ظرفیت به صورت زیر است:С=Q/2π∙f∙U2.

در آن، Q توان راکتیو، f فرکانس، U ولتاژ است.

تصمیم گرفته شد که آن را به عنوان یک ژنراتور برای یک آسیاب بادی بازسازی کنیم موتور آسنکرون. این اصلاح بسیار ساده و مقرون به صرفه است، بنابراین سازه های خانگیدر ژنراتورهای بادی اغلب می توانید ژنراتورهای ساخته شده از موتورهای ناهمزمان را ببینید.

این اصلاح شامل بریدن روتور زیر آهنرباها است، سپس آهنرباها معمولاً طبق یک الگو به روتور چسبانده می شوند و داخل آن پر می شوند. رزین اپوکسیتا پرواز نکنم همچنین معمول است که استاتور را با سیم ضخیم تر به عقب برگردانید تا ولتاژ بیش از حد کاهش یابد و جریان افزایش یابد. اما من نمی خواستم این موتور را به عقب برگردانم و تصمیم گرفته شد همه چیز را همانطور که هست رها کنم، فقط روتور را به آهنربا تبدیل کنید. یک موتور سه فاز ناهمزمان با توان 1.32 کیلووات به عنوان اهدا کننده پیدا شد. در زیر عکسی از این موتور الکتریکی را مشاهده می کنید.

تبدیل موتور ناهمزمان به ژنراتور روتور موتور الکتریکی ماشینکاری شد ماشین تراشبه ضخامت آهنرباها این روتور از آستین فلزی استفاده نمی کند که معمولاً ماشین کاری شده و روی روتور زیر آهنرباها قرار می گیرد. آستین برای تقویت القای مغناطیسی از طریق آن مورد نیاز است، آهنرباها میدان های خود را می بندند و یکدیگر را از پایین تغذیه می کنند و میدان مغناطیسی از بین نمی رود، بلکه به داخل استاتور می رود. در این طرح از آهنرباهای نسبتاً قوی به ابعاد 7.6*6 میلی متر به تعداد 160 قطعه استفاده شده است که حتی بدون آستین نیز EMF خوبی ارائه می دهد.

ابتدا قبل از چسباندن آهنرباها، روتور به چهار قطب علامت گذاری شد و آهنرباها در یک مورب قرار گرفتند. موتور چهار قطبی بود و از آنجایی که استاتور بازپیچ نمی شد، باید چهار قطب مغناطیسی نیز روی روتور وجود داشته باشد. هر قطب مغناطیسی متناوب است، یک قطب به طور معمول "شمال" است، قطب دوم "جنوب" است. قطب های مغناطیسی در فواصل زمانی ساخته می شوند، بنابراین آهنرباها در قطب ها به هم نزدیکتر می شوند. آهنرباها پس از قرار گرفتن بر روی روتور، با نوار چسب برای تثبیت پیچیده شدند و با رزین اپوکسی پر شدند.

پس از مونتاژ، روتور احساس چسبندگی می کرد و هنگامی که شفت چرخید، چسبندگی احساس شد. تصمیم به بازسازی روتور گرفته شد. آهنرباها با اپوکسی به هم کوبیده شدند و دوباره قرار گرفتند، اما اکنون کم و بیش یکنواخت در سرتاسر روتور قرار گرفته اند، در زیر عکسی از روتور با آهنربا قبل از پر شدن با اپوکسی است. پس از پر شدن، چسبندگی تا حدودی کاهش یافت و با چرخش ژنراتور با همان سرعت، ولتاژ کمی کاهش یافت و جریان کمی افزایش یافت.

پس از مونتاژ ژنراتور تمام شده، تصمیم گرفته شد که آن را با مته بچرخانیم و چیزی را به عنوان بار به آن وصل کنیم. یک لامپ 220 ولت 60 وات وصل شد، در 800-1000 دور در دقیقه با شدت کامل سوخت. همچنین، برای آزمایش توانایی ژنراتور، یک لامپ 1 کیلوواتی وصل شد که با شدت کامل سوخت و مته آنقدر قوی نبود که بتواند ژنراتور را بچرخاند.

در حالت بیکار، در حداکثر سرعت مته 2800 دور در دقیقه، ولتاژ ژنراتور بیش از 400 ولت بود. در حدود 800 دور در دقیقه ولتاژ 160 ولت است. ما همچنین سعی کردیم یک دیگ 500 وات را وصل کنیم، پس از یک دقیقه چرخش، آب داخل لیوان داغ شد. اینها آزمایشاتی است که ژنراتور که از یک موتور ناهمزمان ساخته شده بود، با موفقیت پشت سر گذاشت.

پس از آن، پایه ای با محور چرخشی برای ژنراتور جوش داده شد تا ژنراتور و دم را نصب کند. طراحی طبق این طرح انجام می شود که سر باد با تا کردن دم از باد دور می شود ، بنابراین ژنراتور از مرکز محور منحرف می شود و پین پشت پینی است که دم روی آن قرار می گیرد.

در اینجا یک عکس از ژنراتور بادی تمام شده است. مولد باد بر روی دکل نه متری نصب شد. هنگامی که باد شدید بود، ژنراتور ولتاژ بیکار تا 80 ولت تولید می کرد. سعی کردند یک تن دو کیلوواتی را به آن وصل کنند، بعد از مدتی تن گرم شد، یعنی مولد بادی هنوز مقداری قدرت دارد.

سپس یک کنترل کننده برای مولد باد مونتاژ شد و باتری از طریق آن برای شارژ وصل شد. جریان شارژ بسیار خوب بود، باتری به سرعت شروع به ایجاد صدا کرد، گویی از شارژر شارژ می شود.

داده‌های روی نمودار سیم‌کشی موتور الکتریکی 220/380 ولت 6.2/3.6 A را نشان می‌دهد. این بدان معناست که مقاومت ژنراتور 35.4 اهم مثلث/105.5 اهم ستاره است. اگر او یک باتری 12 ولتی را طبق طرح اتصال فازهای ژنراتور در یک مثلث شارژ کرد، که به احتمال زیاد، 80-12/35.4 = 1.9A است. معلوم شد که با باد 8-9 متر بر ثانیه، جریان شارژ تقریباً 1.9 آمپر بود که فقط 23 وات در ساعت است، زیاد نیست، اما شاید من در جایی اشتباه می کردم.

چنین تلفات زیادی به دلیل مقاومت بالای ژنراتور است، بنابراین معمولاً استاتور را با سیم ضخیم تری بپیچانند تا مقاومت ژنراتور کاهش یابد که بر قدرت جریان تأثیر می گذارد و هر چه مقاومت سیم پیچ ژنراتور بیشتر باشد، کمتر است. قدرت جریان و ولتاژ بالاتر.

تصمیم گرفته شد که یک موتور ناهمزمان به عنوان ژنراتور برای آسیاب بادی تبدیل شود. این اصلاح بسیار ساده و مقرون به صرفه است، به همین دلیل است که در طرح های مولد باد خانگی اغلب می توانید ژنراتورهای ساخته شده از موتورهای ناهمزمان را ببینید.

این اصلاح شامل بریدن روتور زیر آهنرباها است، سپس آهنرباها معمولاً طبق یک الگو به روتور چسبانده می شوند و با رزین اپوکسی پر می شوند تا از بین نرود. همچنین معمول است که استاتور را با سیم ضخیم تر به عقب برگردانید تا ولتاژ بیش از حد کاهش یابد و جریان افزایش یابد. اما من نمی خواستم این موتور را به عقب برگردانم و تصمیم گرفته شد همه چیز را همانطور که هست رها کنم، فقط روتور را به آهنربا تبدیل کنید. یک موتور سه فاز ناهمزمان با توان 1.32 کیلووات به عنوان اهدا کننده پیدا شد. در زیر عکسی از این موتور الکتریکی را مشاهده می کنید.

> روتور موتور الکتریکی روی ماشین تراش به ضخامت آهنرباها ماشین کاری شد. این روتور از آستین فلزی استفاده نمی کند که معمولاً ماشین کاری شده و روی روتور زیر آهنرباها قرار می گیرد. آستین برای تقویت القای مغناطیسی از طریق آن مورد نیاز است، آهنرباها میدان های خود را می بندند و یکدیگر را از پایین تغذیه می کنند و میدان مغناطیسی از بین نمی رود، بلکه به داخل استاتور می رود. در این طرح از آهنرباهای نسبتاً قوی در ابعاد 7.6*6 میلی متر به تعداد 160 قطعه استفاده شده است که حتی بدون آستین نیز EMF خوبی ارائه می دهد.

>

> ابتدا قبل از چسباندن آهنرباها، روتور به چهار قطب مشخص شد و آهنرباها در یک اریب قرار گرفتند. موتور چهار قطبی بود و از آنجایی که استاتور بازپیچ نمی شد، باید چهار قطب مغناطیسی نیز روی روتور وجود داشته باشد. هر قطب مغناطیسی متناوب است، یک قطب به طور معمول "شمال" است، قطب دوم "جنوب" است. قطب های مغناطیسی در فواصل زمانی ساخته می شوند، بنابراین آهنرباها در قطب ها به هم نزدیکتر می شوند. آهنرباها پس از قرار گرفتن بر روی روتور، با نوار چسب برای تثبیت پیچیده شدند و با رزین اپوکسی پر شدند.

پس از مونتاژ، روتور احساس چسبندگی می کرد و هنگامی که شفت چرخید، چسبندگی احساس شد. تصمیم به بازسازی روتور گرفته شد. آهنرباها با اپوکسی به هم کوبیده شدند و دوباره قرار گرفتند، اما اکنون کم و بیش یکنواخت در سرتاسر روتور قرار گرفته اند، در زیر عکسی از روتور با آهنربا قبل از پر شدن با اپوکسی است. پس از پر شدن، چسبندگی تا حدودی کاهش یافت و با چرخش ژنراتور با همان سرعت، ولتاژ کمی کاهش یافت و جریان کمی افزایش یافت.

>

پس از مونتاژ ژنراتور تمام شده، تصمیم گرفته شد که آن را با مته بچرخانیم و چیزی را به عنوان بار به آن وصل کنیم. یک لامپ 220 ولت 60 وات وصل شد، در 800-1000 دور در دقیقه با شدت کامل سوخت. همچنین، برای آزمایش توانایی ژنراتور، یک لامپ 1 کیلوواتی وصل شد که با شدت کامل سوخت و مته آنقدر قوی نبود که بتواند ژنراتور را بچرخاند.

>

در حالت بیکار، در حداکثر سرعت مته 2800 دور در دقیقه، ولتاژ ژنراتور بیش از 400 ولت بود. در حدود 800 دور در دقیقه ولتاژ 160 ولت است. ما همچنین سعی کردیم یک دیگ 500 وات را وصل کنیم، پس از یک دقیقه چرخش، آب داخل لیوان داغ شد. اینها آزمایشاتی است که ژنراتور که از یک موتور ناهمزمان ساخته شده بود، با موفقیت پشت سر گذاشت.

>

پس از آن، پایه ای با محور چرخشی برای ژنراتور جوش داده شد تا ژنراتور و دم را نصب کند. طراحی طبق این طرح انجام می شود که سر باد با تا کردن دم از باد دور می شود ، بنابراین ژنراتور از مرکز محور منحرف می شود و پین پشت پینی است که دم روی آن قرار می گیرد.

>

در اینجا یک عکس از ژنراتور بادی تمام شده است. مولد باد بر روی دکل نه متری نصب شد. هنگامی که باد شدید بود، ژنراتور ولتاژ بیکار تا 80 ولت تولید می کرد. سعی کردند یک تن دو کیلوواتی را به آن وصل کنند، بعد از مدتی تن گرم شد، یعنی مولد بادی هنوز مقداری قدرت دارد.

>

سپس یک کنترل کننده برای مولد باد مونتاژ شد و باتری از طریق آن برای شارژ وصل شد. جریان شارژ بسیار خوب بود، باتری به سرعت شروع به ایجاد صدا کرد، گویی از شارژر شارژ می شود.

متأسفانه تاکنون اطلاعات دقیقی در مورد قدرت مولد بادی وجود ندارد، زیرا کاربر ژنراتور بادی خود را در اینجا ارسال کرده است.

این اختراع مربوط به رشته مهندسی برق و مهندسی قدرت، به ویژه روش ها و تجهیزات برای تولید انرژی الکتریکی است و می تواند در سیستم های خودمختارمنبع تغذیه، اتوماسیون و لوازم خانگی، در حمل و نقل هوایی، دریایی و جاده ای.

با توجه به راه غیر استانداردنسل، و طرح اصلیحالت های موتور ژنراتور، ژنراتور و موتور الکتریکی در یک فرآیند ترکیب شده و به طور جدایی ناپذیری به هم مرتبط هستند. در نتیجه، هنگامی که یک بار متصل می شود، برهمکنش میدان های مغناطیسی استاتور و روتور یک گشتاور را تشکیل می دهد که در جهت با گشتاور ایجاد شده توسط درایو خارجی مطابقت دارد.

به عبارت دیگر، با افزایش توان مصرفی بار ژنراتور، روتور موتور ژنراتور شروع به شتاب گرفتن می کند و توان مصرفی درایو خارجی به همین ترتیب کاهش می یابد.

مدتهاست که شایعاتی در اینترنت منتشر شده است مبنی بر اینکه یک ژنراتور با آرماتور حلقه گرم قادر به تولید انرژی الکتریکی بیشتر از انرژی مکانیکی است و این به این دلیل است که گشتاور ترمز تحت بار وجود ندارد.

نتایج آزمایشاتی که منجر به اختراع موتور ژنراتور شد.

مدت هاست که شایعاتی در اینترنت منتشر شده است مبنی بر اینکه ژنراتور با آرمیچر حلقه گرم قادر به تولید انرژی الکتریکی بیشتر از انرژی مکانیکی است و این به دلیل عدم وجود گشتاور ترمز تحت بار است. این اطلاعات ما را بر آن داشت تا یک سری آزمایش با سیم پیچی حلقه انجام دهیم که نتایج آن را در این صفحه نشان خواهیم داد. برای آزمایشات، 24 قطعه سیم پیچ مستقل با همان تعداد چرخش روی یک هسته حلقوی پیچیده شد.

1) در ابتدا وزنه های سیم پیچ به صورت سری متصل شدند، پایانه های بار به صورت قطری قرار گرفتند. یک آهنربای دائمی با قابلیت چرخش در مرکز سیم پیچ قرار داشت.

پس از اینکه آهنربا با استفاده از درایو به حرکت در آمد، بار وصل شد و دورهای درایو با سرعت سنج لیزری اندازه گیری شد. همانطور که انتظار می رفت، سرعت موتور محرک شروع به کاهش کرد. هر چه بار مصرف انرژی بیشتر باشد، سرعت کاهش می یابد.

2) برای درک بهتر فرآیندهای رخ داده در سیم پیچ، به جای بار، یک میلی‌متر DC متصل شد.
هنگامی که آهنربا به آرامی می چرخد، می توانید قطبیت و بزرگی سیگنال خروجی را در یک موقعیت معین از آهنربا مشاهده کنید.

از شکل ها می توان دریافت که وقتی قطب های آهنربا در مقابل پایانه های سیم پیچ قرار دارند (شکل 4; 8)، جریان در سیم پیچ 0 است. هنگامی که آهنربا زمانی که قطب ها در مرکز سیم پیچ قرار دارند، قرار می گیرد، ما دارای حداکثر مقدار جریان (شکل 2; 6).

3) در مرحله بعدی آزمایش ها فقط از نیمی از سیم پیچ استفاده شد. آهنربا نیز به آرامی می چرخید و خوانش های دستگاه ثبت می شد.

قرائت ابزار کاملاً با آزمایش قبلی مطابقت داشت (شکل 1-8).

4) پس از آن یک درایو خارجی به آهنربا متصل شد و با حداکثر سرعت شروع به چرخش کرد.

وقتی بار وصل شد، درایو شروع به افزایش سرعت کرد!

به عبارت دیگر، در هنگام برهمکنش قطب های آهنربا و قطب های تشکیل شده در سیم پیچ با هسته مغناطیسی، هنگامی که جریان از سیم پیچ عبور می کند، گشتاوری ظاهر می شود که در امتداد جهت گشتاور ایجاد شده توسط موتور محرک هدایت می شود.

شکل 1، هنگام اتصال بار، درایو به شدت در حال ترمزگیری است. شکل 2، هنگامی که یک بار متصل می شود، درایو شروع به شتاب گرفتن می کند.

5) برای درک آنچه اتفاق می افتد، تصمیم گرفتیم نقشه ای از قطب های مغناطیسی ایجاد کنیم که در سیم پیچ ها هنگام عبور جریان از آنها ظاهر می شوند. برای رسیدن به این هدف، یک سری آزمایش انجام شد. سیم‌پیچ‌ها به روش‌های مختلفی به هم متصل می‌شدند و پالس‌های جریان مستقیم به انتهای سیم‌پیچ‌ها اعمال می‌شد. در این حالت، یک آهنربای دائمی به فنر متصل شده بود و به نوبه خود در کنار هر یک از 24 سیم پیچ قرار داشت.

بر اساس واکنش آهنربا (چه دفع یا جذب شده باشد)، نقشه ای از قطب های آشکار تهیه شد.

از تصاویر می توانید ببینید که چگونه قطب های مغناطیسی در سیم پیچ ها هنگام روشن شدن متفاوت ظاهر می شوند (مستطیل های زرد رنگ در تصاویر منطقه خنثی میدان مغناطیسی هستند).

بنابراین، هنگام تغییر قطبیت پالس، قطب ها، همانطور که انتظار می رفت، برعکس تغییر کردند گزینه های مختلفسیم پیچ های روشن با یک قطب قدرت کشیده می شوند.

6) در نگاه اول، نتایج در شکل 1 و 5 یکسان است.

با بیشتر تجزیه و تحلیل دقیق، مشخص شد که توزیع قطب ها در اطراف دایره و "اندازه" منطقه خنثی کاملاً متفاوت است. نیرویی که با آن آهنربا از سیم پیچ ها و مدار مغناطیسی جذب یا دفع شده است با سایه شیب قطب ها نشان داده می شود.

7) هنگام مقایسه داده های تجربی شرح داده شده در پاراگراف های 1 و 4، علاوه بر تفاوت اساسی در پاسخ درایو به اتصال بار، و تفاوت قابل توجهی در "پارامترهای" قطب های مغناطیسی، تفاوت های دیگری نیز مشخص شد. در طول هر دو آزمایش، یک ولت متر به موازات بار و یک آمپر متر به صورت سری با بار روشن می شد. اگر قرائت های ابزار از آزمایش اول (نقطه 1) 1 در نظر گرفته شود، در آزمایش دوم (نقطه 4)، قرائت ولت متر نیز برابر با 1 بود. قرائت آمپرمتر از نتایج آزمایش اول 0.005 بود.

8) بر اساس آنچه در پاراگراف قبل بیان شد، منطقی است که فرض کنیم اگر یک شکاف غیر مغناطیسی (هوا) در قسمت استفاده نشده مدار مغناطیسی ایجاد شود، در این صورت قدرت جریان در سیم پیچ باید افزایش یابد.

پس از ایجاد شکاف هوا، آهنربا دوباره به موتور محرک متصل شد و تا حداکثر سرعت چرخید. قدرت فعلی در واقع چندین برابر افزایش یافت و تقریباً 0.5 از نتایج آزمایش در نقطه 1 بود.
اما در همان زمان یک گشتاور ترمز روی درایو ظاهر شد.

9) با استفاده از روش تشریح شده در بند 5، نقشه ای از قطب های این طرح تدوین شد.

10) بیایید دو گزینه را با هم مقایسه کنیم

دشوار نیست که فرض کنیم اگر شکاف هوا در هسته مغناطیسی افزایش یابد، آرایش هندسی قطب های مغناطیسی مطابق شکل 2 باید به همان ترتیب شکل 1 نزدیک شود. و این به نوبه خود باید منجر به اثر شود. شتاب دادن به درایو، که در بند 4 توضیح داده شده است (هنگام اتصال بار، به جای ترمز، گشتاور اضافی برای گشتاور محرک ایجاد می شود).

11) پس از افزایش شکاف در هسته مغناطیسی به حداکثر (تا لبه های سیم پیچ)، هنگامی که یک بار به جای ترمز وصل شد، درایو دوباره شروع به افزایش سرعت کرد.

در این مورد، نقشه قطب های سیم پیچ با هسته مغناطیسی به نظر می رسد:

بر اساس اصل پیشنهادی تولید برق، امکان طراحی ژنراتورها وجود دارد AC، که هنگام افزایش قدرت الکتریکیتحت بار، نیازی به افزایش قدرت مکانیکی درایو نیست.

اصل عملکرد موتور ژنراتور

با توجه به پدیده القای الکترومغناطیسیهنگامی که شار مغناطیسی عبوری از مدار بسته تغییر می کند، یک emf در مدار ظاهر می شود.

طبق قانون لنز: یک جریان القایی که در یک مدار رسانای بسته ایجاد می شود دارای جهتی است که میدان مغناطیسی ایجاد شده با تغییر شار مغناطیسی که باعث ایجاد جریان شده است مقابله می کند. در این حالت، دقیقاً نحوه حرکت شار مغناطیسی نسبت به مدار مهم نیست (شکل 1-3).

روش EMF هیجان انگیز در موتور ژنراتور ما مشابه شکل 3 است. این روش به ما امکان می دهد از قانون لنز برای افزایش گشتاور روی روتور (سلف) استفاده کنیم.

1) سیم پیچ استاتور
2) مدار مغناطیسی استاتور
3) سلف (روتور)
4) بار
5) جهت چرخش روتور
6) خط مرکزی میدان مغناطیسی قطب های سلف

هنگامی که درایو خارجی روشن می شود، روتور (سلف) شروع به چرخش می کند. هنگامی که ابتدای سیم پیچ توسط شار مغناطیسی یکی از قطب های سلف عبور می کند، یک emf در سیم پیچ القا می شود.

هنگامی که یک بار متصل می شود، جریان در سیم پیچ شروع به جریان می کند و قطب های میدان مغناطیسی که در سیم پیچ ها ایجاد می شود، طبق قانون E.H. Lenz، به سمت شار مغناطیسی که آنها را برانگیخته است هدایت می کنند.
از آنجایی که سیم پیچ با هسته در امتداد یک قوس دایره ای قرار دارد، میدان مغناطیسی روتور در امتداد پیچ ​​ها (قوس دایره ای) سیم پیچ حرکت می کند.

در این حالت، در ابتدای سیم پیچ، طبق قانون لنز، یک قطب مشابه با قطب سلف ظاهر می شود و در انتهای دیگر آن مخالف است. از آنجایی که مانند قطب‌ها دفع می‌شوند و قطب‌های مخالف جذب می‌شوند، سلف تمایل دارد موقعیتی را اتخاذ کند که مطابق با عمل این نیروها باشد، که یک گشتاور اضافی در جهت چرخش روتور ایجاد می‌کند. حداکثر القای مغناطیسی در سیم پیچ در لحظه ای حاصل می شود که خط مرکزی قطب سلف در مقابل وسط سیم پیچ باشد. با حرکت بیشتر سلف، القای مغناطیسی سیم پیچ کاهش می یابد و در لحظه ای که خط مرکزی قطب سلف از سیم پیچ خارج می شود، برابر با صفر است. در همان لحظه، ابتدای سیم پیچ شروع به عبور از میدان مغناطیسی قطب دوم سلف می کند و طبق قوانینی که در بالا توضیح داده شد، لبه سیم پیچی که قطب اول از آن شروع به دور شدن می کند شروع به فشار دادن آن می کند. دور با افزایش نیرو

نقاشی ها:
1) نقطه صفر، قطب های سلف (روتور) به طور متقارن به لبه های مختلف سیم پیچ در سیم پیچ EMF = 0 هدایت می شوند.
2) خط مرکزی قطب شمالآهنربا (روتور) از ابتدای سیم پیچ عبور کرد، یک EMF در سیم پیچ ظاهر شد و بر این اساس یک قطب مغناطیسی یکسان با قطب تحریک کننده (روتور) ظاهر شد.
3) قطب روتور در مرکز سیم پیچ و EMF در حداکثر مقدار خود در سیم پیچ قرار دارد.
4) قطب به انتهای سیم پیچ نزدیک می شود و emf به حداقل می رسد.
5) نقطه صفر بعدی.
6) خط مرکزی قطب جنوب وارد سیم پیچ می شود و چرخه تکرار می شود (7;8;1).

همه شبکه‌های برق موجود (به ویژه شبکه‌هایی که در مناطق دور از شهرها کار می‌کنند) نمی‌توانند برق کافی و مناسب برای بهره‌برداری از تجهیزات مدرن خانگی را در اختیار مصرف‌کنندگان قرار دهند. به دلیل کیفیت پایین ولتاژ برق پست ها و قطعی های مکرر آن، بسیاری از کاربران مجبور به فکر ساختن یک ژنراتور برق خانگی هستند. با این شکلی که به نظر می رسد ژنراتور ناهمزمانخارجی، را می توان در شکل پیدا کرد. زیر

این رویکرد برای حل مشکل تامین برق در خارج از شهر باعث صرفه جویی قابل توجهی در مقایسه با وضعیتی می شود که تجهیزات تولید از طریق زنجیره خرده فروشی به شکل نهایی خریداری می شود.

اثر برگشت پذیری

شناخته شده است که اصل عملیات هر تولید کننده جریان الکتریکیاین دستگاه بر اساس تبدیل یک شکل انرژی (به عنوان مثال گرما) به شکل لازم برای تغذیه تجهیزات است. شما می توانید از منابع به اصطلاح جایگزین (که به آنها تجدید پذیر نیز می گویند) استفاده کنید، اما این روش حتی با هزینه های مواد و تولید بیشتر همراه است.

با بهره گیری از قابلیت های بالقوه مولد جریان قدیمی که در اختیار کاربر است، ساختن یک مولد جریان خانگی بسیار ساده تر و مقرون به صرفه تر است. موتور الکتریکی ناهمزمان.

اساس چنین تولیدی اصل شناخته شده در مهندسی برق در مورد برگشت پذیری فرآیندهای برهمکنش میدان های الکترومغناطیسی است که با ویژگی های فرآیندهای الکتریکی رخ داده در این مورد توضیح داده می شود. اگر در یک موتور از انرژی جریان سه فاز برای تبدیل آن به چرخش مکانیکی شفت استفاده شود، در یک ژنراتور همه چیز دقیقا برعکس اتفاق می افتد. در این واحدها، چرخش اجباری آرمیچر به جریان الکتریکی عبوری از سیم‌پیچ‌های فاز تبدیل می‌شود که توان آن برای خدمت به مصرف‌کننده صرف می‌شود (شکل زیر را ببینید).

بنابراین، قبل از ساخت یک نمونه از یک ژنراتور برق خانگی از یک موتور ناهمزمان استفاده شده در بسیار مورد کلیانجام دستکاری های زیر ضروری است:

• پایانه هایی که ولتاژ سه فاز (یا تک فاز - برای نمونه های محصول کلکتور) به آن ها تامین می شود باید به کنتاکت های خروجی ژنراتور تبدیل شوند.
• یک رانندگی از منبع خارجیضربه چرخشی مکانیکی؛

اطلاعات تکمیلی.هر واحد محرکه ای مناسب برای شرایط خاص که تحت تأثیر انرژی سوختن سوخت (بنزین، گاز یا سوخت دیزل) می چرخد، می تواند به عنوان منبع مورد استفاده قرار گیرد. اگر یک آسیاب بادی یا یک آسیاب آبی خانگی در خانه شخصی خود دارید، حل مشکل درایو به طور قابل توجهی ساده شده است.

• با توجه به گرانی بنزین در شرایط حومه شهر، تنها گزینه قابل قبول، ساخت نیروگاه کوچک با موتور دیزل یا گاز است.

در این حالت، موتور که با سوخت نسبتاً ارزان کار می کند، از طریق یک کوپلینگ درایو مخصوص به شفت سازه در حال ساخت متصل می شود که پس از تغییرات جزئی، به یک ژنراتور جریان متناوب تبدیل می شود.

انتخاب طرح

اگر طراحی و ساختار هر یک از این مکانیسم ها را به دقت مطالعه کنید، می توانید یک ژنراتور از یک موتور ناهمزمان کاملاً موفقیت آمیز بسازید. اجازه دهید ابتدا یک موتور ناهمزمان معمولی را در نظر بگیریم که بر اساس اصل لغزش روتور در میدان الکترومغناطیسی استاتور که خارج از فاز است کار می کند. همانطور که مشخص است قسمت ثابت این واحد (استاتور) مجهز به سه سیم پیچ است که نسبت به یکدیگر در فضا به میزان 120 درجه هندسی جابجا شده اند.

به دلیل برهمکنش میدان های متحرک و ثابت، یک ولتاژ متناوب در سیم پیچ های استاتور القا می شود که با ترتیب نشان داده می شود. سه کارگرمراحل (A، B و C).

یک گزینه ساده تر برای ساخت یک ماشین سنکرون (ژنراتور) شامل استفاده از یک کموتاتور استفاده شده است. موتور تک فاز، که شامل یک دستگاه تغییر فاز بر روی یک خازن خازن ثابت است.

ساخت یک سیستم تک فاز به طور قابل توجهی طراحی ژنراتور آینده را ساده می کند، اما قدرت چنین محصولی نسبتاً کم است. این شرایط اجازه نمی دهد که از آن برای تغذیه برخی از نمونه های واحدهای برق تک فاز استفاده شود ( پمپ چاه، به عنوان مثال).

توجه کن!یک دستگاه تک فاز که بر اساس یک موتور کلکتور مونتاژ شده است ممکن است تنها برای تامین برق شبکه روشنایی خانه کافی باشد.

در مواردی که نیاز به اتصال تجهیزات قدرت قوی تر به خط تغذیه وجود دارد، تنها تصمیم درست- یک ژنراتور از مکانیزم ناهمزمان بسازید (شکل زیر).

بیایید در نظر بگیریم که چگونه می توان این مکانیسم را به آن تبدیل کرد ژنراتور سه فاز، با جزئیات بیشتر

روش اصلاح سیم پیچ ها

قبل از ساختن یک ژنراتور از یک موتور ناهمزمان، باید سیم پیچ های استاتور آن را که به یکدیگر متصل شده و مطابق مدار خاصی به خط تغذیه متصل شده اند، درک کنید.

اطلاعات تکمیلی.برای اتصال کلاسیک مکانیسم های ناهمزمان، از دو نوع اتصال سیم پیچ های استاتور استفاده می شود: طبق مدار به اصطلاح "ستاره" یا "مثل".

در حالت اول، هر سه سیم پیچ خطی (A، B و C) در یک طرف به یک سیم خنثی مشترک ترکیب می شوند، در حالی که انتهای دیگر آنها به خطوط سه فاز متصل می شوند. هنگامی که با "مثلث" روشن می شود، انتهای یک سیم پیچ به ابتدای سیم پیچ دوم و انتهای آن به نوبه خود به ابتدای سیم پیچ سوم متصل می شود و به همین ترتیب تا زمانی که زنجیره بسته شود.

در نتیجه این اتصال، یک شکل هندسی منظم تشکیل می شود که رئوس آن مطابق با سه است سیم های فاز، و سیم خنثی کاملاً وجود ندارد.

به دلایل سهولت نصب و ایمنی عملیاتی در طرح های خانگیمعمولاً یک اتصال ستاره انتخاب می شود که امکان سازماندهی زمین محافظ محلی (مکرر) را فراهم می کند.

هنگام اصلاح موتور، درپوش را بردارید جعبه توزیعو به پایانه هایی که به آنها دسترسی پیدا کنید شرایط عادیولتاژ تغذیه سه فاز تامین می شود. در حالت ژنراتور، خط تغذیه با مصرف کننده های سه فاز خانگی متصل به آن باید به این کنتاکت ها متصل شود.

برای سازماندهی منبع تغذیه تک فاز (به ویژه خطوط سوکت و مدارهای روشنایی)، آنها باید در یک سر به کنتاکت فاز انتخابی A، B یا C و در انتهای دیگر به سیم خنثی مشترک متصل شوند. روش اتصال سیم به موتور ناهمزمان در شکل زیر نشان داده شده است.

مهم!در مورد چندین بار خطی (تک فاز) باید بین فازها توزیع شود تا کم و بیش یکنواخت بارگذاری شوند.

بنابراین، یک ژنراتور که توسط یک موتور سه فاز مونتاژ شده است، در تمام مدارهای تغذیه بارگذاری می شود و مصرف کنندگان نهایی برق استانداردی را که حق دارند دریافت خواهند کرد.

سازماندهی قسمت درایو

در شرایط خانگی، به عنوان یک قاعده، از ژنراتورهای گاز استاندارد به عنوان یک درایو مکانیکی استفاده می شود که از آن گشتاور به طور مستقیم به شفت کار منتقل می شود. مشکل اصلی چنین اتصالی سازماندهی یک کلاچ قابل اعتماد است که به طور کامل گشتاور را به محور آرمیچر ژنراتور منتقل می کند (در این شرایط عملکرد آن توسط روتور موتور انجام می شود).

هنگام تنظیم آن، بیشترین بهترین گزینه- این برای کمک گرفتن از مکانیک های حرفه ای است که به سازماندهی اتصال کوپلینگ با کیفیت و قابلیت اطمینان مورد نیاز کمک می کند.

توجه کن!روتور مکانیزم تبدیل شده در طراحی خود شبیه یک سیم پیچ استاتور با سه سیم پیچی است که 120 درجه جابجا شده اند (در این مورد به آن فاز می گویند).

پایانه های خطی هر سیم پیچ به قابل جابجایی متصل می شوند حلقه های لغزنده، که از طریق آن یک ولتاژ راه اندازی از طریق برس های گرافیتی به مکانیزم موتور می رسید. اگر همه چیز را همانطور که بود رها کنید، در نهایت با طرحی مواجه می شوید که ساخت و نگهداری آن بسیار دشوار است و استفاده از آن به عنوان بخشی از یک ژنراتور آینده بی معنی است.

برای سهولت در کار مجدد، بهتر است از مدار یک قسمت متحرک اتصال کوتاه استفاده شود که می توان با اتصال کوتاه سیم های کار هر یک از سیم پیچ های روتور پیچ خورده به دست آورد.

ژنراتور آهنربای دائمی

روش شناخته شده دیگری برای چیدمان ژنراتورهای خانگی وجود دارد که شامل استفاده از آهنرباهای دائمی قدرتمند و تعدادی دستگاه اضافی در ساخت است (در برخی رسانه ها آنها را "ابدی" نیز می نامند).

اصل کار چنین منبع انرژی مغناطیسی برهمکنش میدان های الکترومغناطیسی ایجاد شده توسط جاهای خالی مغناطیسی دائمی است که به طور صلب به قسمت های استاتور و روتور دستگاه متصل شده اند (شکل زیر را ببینید).

مزیت اصلی چنین موتورهایی که به عنوان یک ژنراتور عمل می کنند، عدم نیاز به منبع انرژی خارجی یا سوخت است. با این حال، حتی در این مورد نیز اشکالاتی وجود دارد که خود را اول از همه در این واقعیت نشان می دهد که میدان های مغناطیسی قوی می تواند بر سلامت پرسنل عامل تأثیر منفی بگذارد.

با در نظر گرفتن این عیب در سایر شرایط، چنین موتور الکتریکی به طور گسترده در واحدهای محرک مختلف استفاده می شود که اغلب بر روی آن نصب می شوند. تجهیزات صنعتی. به عنوان مثال، می توان به یک ژنراتور معروف در میان متخصصان، تحت عنوان "g 303" اشاره کرد.

برای نتیجه گیری بررسی ژنراتورهای خانگیلازم به ذکر است که برای تبدیل آنها از موتورهای ناهمزمان ممکن است به مجموعه کاملی از ابزارهای قابل جابجایی ویژه نیاز باشد که ترکیب آنها یادآور تجهیزات خودرو است.

ویدیو