• Reparație
• Reparație
• Design interior
• Despre tot
• Despre instalații sanitare

Motor asincron în modul generator. Facem singuri acasă un generator dintr-un motor electric asincron

Pentru nevoile de construire a unei clădiri rezidențiale private sau a unei cabane meșteșug acasă Este posibil să aveți nevoie de o sursă autonomă de energie electrică, pe care o puteți cumpăra dintr-un magazin sau o puteți asambla cu propriile mâini din piesele disponibile.

Un generator de casă poate funcționa pe benzină, gaz sau combustibil diesel. Pentru a face acest lucru, acesta trebuie să fie conectat la motor printr-un cuplaj de absorbție a șocurilor, care asigură o rotație lină a rotorului.

Dacă localnicii permit conditii naturale, de exemplu, sufla frecvent vânturi sau o sursă este aproape apa curgatoare, apoi puteți crea o turbină eoliană sau hidraulică și o puteți conecta la un motor trifazat asincron pentru a genera electricitate.

Datorită unui astfel de dispozitiv, veți avea o funcționare constantă sursă alternativă electricitate. Va reduce consumul de energie din rețelele publice și vă va permite să economisiți la plata acesteia.

În unele cazuri, este permisă utilizarea tensiunii monofazate pentru a roti un motor electric și a transmite cuplul acestuia. generator de casă pentru a-ți crea propria rețea trifazată simetrică.

Cum să alegeți un motor asincron pentru un generator pe baza designului și a caracteristicilor

Caracteristici tehnologice

Baza unui generator de casă este un motor electric trifazat asincron cu:

• fază;
• sau un rotor cu colivie.

Dispozitiv stator

Miezurile magnetice ale statorului și rotorului sunt realizate din plăci de oțel electric izolate, în care sunt create caneluri pentru a găzdui firele de înfășurare.

Trei înfășurări separate ale statorului pot fi conectate din fabrică conform următoarei diagrame:

• stele;
• sau triunghi.

Terminalele lor sunt conectate în interiorul cutiei de borne și conectate cu jumperi. Aici este instalat și cablul de alimentare.

În unele cazuri, firele și cablurile pot fi conectate în alte moduri.

La fiecare fază motor asincron se aplică tensiuni simetrice, deplasate de-a lungul unghiului cu o treime din cerc. Ele generează curenți în înfășurări.

Este convenabil să exprimați aceste mărimi în formă vectorială.

Caracteristici de proiectare a rotorului

Motoare cu rotor bobinat

Sunt echipate cu o înfășurare realizată ca o înfășurare a statorului, iar conductoarele de la fiecare sunt conectate la inele colectoare, care asigură contactul electric cu circuitul de pornire și reglare prin perii de presiune.

Acest design este destul de dificil de fabricat și costisitor. Necesită monitorizare periodică a funcționării și întreținere calificată. Din aceste motive, nu are sens să-l folosești în acest design pentru un generator de casă.

Cu toate acestea, dacă există un motor similar și nu are altă utilizare pentru acesta, atunci cablurile fiecărei înfășurări (acele capete care sunt conectate la inele) pot fi scurtcircuitate între ele. În acest fel, rotorul bobinat se va transforma într-unul scurtcircuitat. Poate fi conectat conform oricărei scheme discutate mai jos.

Motoare cu colivie

Aluminiul este turnat în interiorul canelurilor circuitului magnetic al rotorului. Înfășurarea este realizată sub forma unei cuști de veveriță rotativă (pentru care a primit acest lucru nume suplimentar) cu inele jumper scurtcircuitate la capete.

Acesta este cel mai mult circuit simplu motor, care este lipsit de contacte mobile. Datorită acestui fapt, funcționează mult timp fără intervenția electricienilor și se caracterizează printr-o fiabilitate sporită. Este recomandat să-l folosiți pentru a crea un generator de casă.

Marcaje pe carcasa motorului

Pentru ca un generator de casă să funcționeze în mod fiabil, trebuie să acordați atenție:

• , care caracterizează calitatea protecției locuinței de influențele mediului;
• consumul de energie;
• viteză;
• schema de conectare a înfășurării;
• curenții de sarcină admisibili;
• Eficiență și cosinus φ.

Principiul de funcționare a unui motor asincron ca generator

Implementarea sa se bazează pe metoda de reversibilitate a unei mașini electrice. Dacă un motor, deconectat de la tensiunea de rețea, începe să rotească forțat rotorul la viteza de proiectare, atunci va fi indus un EMF în înfășurarea statorului din cauza prezenței energiei reziduale. camp magnetic.

Tot ce rămâne este să conectați la înfășurări o bancă de condensatoare cu gradul corespunzător și un curent de conducere capacitiv va curge prin ele, care are un caracter magnetizant.

Pentru a avea loc autoexcitarea generatorului și pentru a se forma un sistem simetric de tensiuni trifazate pe înfășurări, este necesar să se selecteze o capacitate a condensatoarelor mai mare decât o anumită valoare critică. Pe lângă valoarea sa, puterea de ieșire este influențată în mod natural de designul motorului.

Pentru generarea normală a energiei trifazate cu o frecvență de 50 Hz, este necesară menținerea unei viteze a rotorului care depășește componenta asincronă cu valoarea de alunecare S, care se află în intervalul S=2÷10%. Trebuie menținută la nivelul frecvenței sincrone.

Abaterea unei sinusoide de la valoarea standard a frecvenței va afecta negativ funcționarea echipamentelor cu motoare electrice: ferăstraie, avioane, diverse mașini si transformatoare. Acest lucru nu are practic niciun efect asupra sarcinilor rezistive cu elemente de încălzire și lămpi cu incandescență.

Scheme de conexiuni electrice

În practică, sunt utilizate toate metodele comune de conectare a înfășurărilor statorice ale unui motor asincron. Alegând una dintre ele, ei creează diverse conditii pentru funcționarea echipamentelor și generarea unor tensiuni de anumite valori.

Circuite stelare

Opțiune populară pentru conectarea condensatoarelor

Schema de conexiuni pentru un motor cu inducție cu înfășurări conectate în stea pentru funcționarea ca generator retea trifazata are un aspect standard.

Schema unui generator asincron cu condensatoare conectate la două înfășurări

Această opțiune este destul de populară. Vă permite să alimentați trei grupuri de consumatori din două înfășurări:

• două tensiuni 220 volți;
• unu - 380.

Condensatorii de lucru și de pornire sunt conectați la circuit folosind întrerupătoare separate.

Pe baza aceluiași circuit, puteți crea un generator de casă conectând condensatori la o înfășurare a unui motor asincron.

Diagrama triunghiulară

La asamblarea înfășurărilor statorului într-o configurație în stea, generatorul va produce o tensiune trifazată de 380 volți. Dacă le schimbați într-un triunghi, atunci - 220.

Cele trei scheme prezentate în imaginile de mai sus sunt de bază, dar nu singurele. Pe baza acestora se pot crea și alte metode de conectare.

Cum se calculează caracteristicile generatorului pe baza puterii motorului și a capacității condensatorului

Pentru a crea condiții normale de funcționare pentru o mașină electrică, este necesar să se mențină egalitatea între tensiunea nominală și puterea sa în modurile generator și motor electric.

În acest scop, capacitatea condensatoarelor este selectată ținând cont de puterea reactivă Q pe care o generează la diferite sarcini. Valoarea acestuia se calculează prin expresia:

Q=2π∙f∙C∙U 2

Din această formulă, cunoscând puterea motorului, pentru a asigura sarcina maximă, puteți calcula capacitatea băncii de condensatoare:

С=Q/2π∙f∙U 2

Cu toate acestea, trebuie luat în considerare modul de funcționare al generatorului. La relanti, condensatorii vor încărca în mod inutil înfășurările și le vor încălzi. Acest lucru duce la pierderi mari de energie și la supraîncălzirea structurii.

Pentru a elimina acest fenomen, condensatoarele sunt conectate în etape, determinându-și numărul în funcție de sarcina aplicată. Pentru a simplifica selecția condensatoarelor pentru pornirea unui motor asincron în modul generator, a fost creat un tabel special.

Condensatoarele de pornire din seria K78-17 și altele similare cu o tensiune de funcționare de 400 de volți sau mai mult sunt potrivite pentru utilizarea ca parte a unei baterii capacitive. Este pe deplin acceptabil să le înlocuiți cu omologi din hârtie metalică cu denumiri corespunzătoare. Acestea vor trebui asamblate în paralel.

Nu merită să folosiți modele de condensatoare electrolitice pentru a funcționa în circuitele unui generator asincron de casă. Sunt concepute pentru lanțuri curent continuu, iar la trecerea printr-o sinusoidă care își schimbă direcția, ele eșuează rapid.

Există o schemă specială pentru conectarea lor în astfel de scopuri, atunci când fiecare jumătate de undă este direcționată de diode către propriul ansamblu. Dar este destul de complicat.

Proiecta

Dispozitivul autonom al centralei electrice trebuie să susțină pe deplin echipamentul de operare și să fie realizat ca un singur modul, inclusiv un tablou electric articulat cu dispozitive:

• măsurători - cu un voltmetru de până la 500 de volți și un frecvențămetru;
• comutarea sarcinii - trei comutatoare (unul comun furnizează tensiune de la generator la circuitul consumatorului, iar celelalte două conectează condensatori);
• protectie – eliminarea consecintelor scurtcircuite sau supraîncărcări și), salvând lucrătorii de la defecțiunea izolației și de la potențialul de fază care pătrunde în carcasă.

Redundanță sursă de alimentare principală

Atunci când se creează un generator de casă, este necesar să se asigure compatibilitatea acestuia cu circuitul de împământare al echipamentului de lucru, iar atunci când funcționează autonom, acesta trebuie să fie conectat în mod fiabil.

Dacă o centrală electrică este creată pentru alimentarea cu energie de rezervă a dispozitivelor care funcționează din rețeaua de stat, atunci ar trebui să fie utilizată atunci când tensiunea de la linie este deconectată și, atunci când este restabilită, ar trebui oprită. În acest scop, este suficient să instalați un comutator care să controleze toate fazele simultan sau să se conecteze sistem complex pornirea automată a alimentării de rezervă.

Selectarea tensiunii

Circuitul de 380 de volți are un risc crescut de rănire a oamenilor. Se folosește în cazuri extreme, când nu este posibil să se descurce cu o valoare a fazei de 220.

Suprasarcina generatorului

Astfel de moduri creează încălzire excesivă a înfășurărilor cu distrugerea ulterioară a izolației. Ele apar atunci când curenții care trec prin înfășurări sunt depășiți din cauza:

1. selectarea incorectă a capacității condensatorului;
2. conectarea consumatorilor de mare putere.

În primul caz, este necesar să monitorizați cu atenție condițiile termice în timpul repausului. Dacă are loc o încălzire excesivă, capacitatea condensatoarelor trebuie ajustată.

Caracteristici de conectare a consumatorilor

Puterea totală a unui generator trifazat constă din trei părți generate în fiecare fază, ceea ce reprezintă 1/3 din total. Curentul care trece printr-o înfășurare nu trebuie să depășească valoarea nominală. Acest lucru trebuie luat în considerare atunci când conectați consumatorii, distribuindu-i uniform pe faze.

Atunci când un generator de casă este proiectat să funcționeze în două faze, nu poate genera în siguranță energie electrică mai mult de 2/3 din valoarea totală, iar dacă este implicată o singură fază, atunci doar 1/3.

Controlul frecvenței

Un frecvențămetru vă permite să monitorizați acest indicator. Când nu este instalat în proiectarea unui generator de casă, puteți utiliza metoda indirectă: la ralanti, tensiunea de ieșire depășește valoarea nominală 380/220 cu 4-6% la o frecvență de 50 Hz.

Una dintre opțiunile pentru a face un generator de casă dintr-un motor asincron și capacitățile sale sunt prezentate în videoclipul lor de către proprietarii de canal Maria și Alexander Kostenko.

Bunuri

Această sarcină necesită o serie de manipulări, care trebuie să fie însoțite de o înțelegere clară a principiilor și modurilor de funcționare a unor astfel de echipamente.

Ce este și cum funcționează

Un motor electric de tip asincron este o mașină în care energia electrică este transformată în energie mecanică și termică. Această tranziție devine posibilă datorită fenomenului inductie electromagnetica, care apare între înfășurările statorului și rotorului. O caracteristică a motoarelor asincrone este faptul că viteza de rotație a acestor două elemente cheie este diferită.

Caracteristicile de design ale unui motor electric tipic pot fi văzute în ilustrație. Atât statorul cât și rotorul sunt obiecte circulare coaxiale, realizate prin asamblarea unui număr suficient de plăci din oțel special. Plăcile statorice au caneluri pe interiorul inelului și, atunci când sunt combinate, formează caneluri longitudinale în care este înfășurată înfășurarea. sârmă de cupru. Pentru rotor, rolul său este jucat de tije de aluminiu; acestea sunt, de asemenea, introduse în canelurile miezului, dar sunt închise pe ambele părți prin plăci de blocare.

Când tensiunea este aplicată înfășurărilor statorului, un câmp electromagnetic apare pe ele și începe să se rotească. Datorită faptului că viteza de rotație a rotorului este evident mai mică, între înfășurări se induce un EMF și arborele central începe să se miște. Nesincronismul frecvențelor este asociat nu numai cu fundamentele teoretice ale procesului, ci și cu frecarea reală a lagărelor de susținere a arborelui; o va încetini oarecum în raport cu câmpul statorului.

Ce este un generator electric?

Generatorul este o mașină electrică care transformă mecanic și energie termală la electric. Din acest punct de vedere, este un dispozitiv direct opus în principiu de funcționare și mod de funcționare unui motor asincron. Mai mult, cel mai comun tip de generatoare electrice sunt inductia.

După cum ne amintim din teoria descrisă mai sus, acest lucru devine posibil numai atunci când există o diferență între rotațiile câmpurilor magnetice ale statorului și rotorului. De aici rezultă o concluzie logică (ținând cont și de principiul reversibilității, menționat la începutul articolului) - teoretic este posibil să se realizeze un generator dintr-o mașină asincronă, în plus, aceasta este o problemă care poate fi rezolvată independent prin derulare.

Funcționarea motorului în modul generator

Orice generator electric asincron este folosit ca un fel de transformator, unde energia mecanică din rotația arborelui motorului este convertită în curent alternativ. Acest lucru devine posibil atunci când viteza sa devine mai mare decât cea sincronă (aproximativ 1500 rpm). Schema clasică pentru conversia și conectarea unui motor în modul generator electric cu generarea de curent trifazat poate fi asamblată cu ușurință cu propriile mâini:

Pentru a economisi la facturile de energie electrică, cititorii noștri recomandă Electricity Saving Box. Plățile lunare vor fi cu 30-50% mai mici decât erau înainte de utilizarea economizorului. Îndepărtează componenta reactivă din rețea, rezultând o reducere a sarcinii și, în consecință, a consumului de curent. Aparatele electrice consumă mai puțină energie electrică și costurile sunt reduse.

Pentru a obține o astfel de viteză de pornire, este necesar să se aplice un cuplu destul de mare (de exemplu, prin conectarea unui motor cu ardere internă la un generator de gaz sau a unui rotor într-o moară de vânt). De îndată ce viteza de rotație atinge valoarea sincronă, banca de condensatoare începe să funcționeze, creând un curent capacitiv. Din acest motiv, are loc autoexcitarea înfășurărilor statorului și este generat curent electric (modul de generare).

O condiție necesară pentru funcționarea stabilă a unui astfel de generator electric cu o frecvență a rețelei industriale de 50 Hz este conformitatea caracteristicilor sale de frecvență:

1. Viteza sa de rotație trebuie să depășească viteza asincronă (frecvența de funcționare a motorului în sine) cu un procent de alunecare (de la 2 la 10%);
2. Viteza de rotație a generatorului trebuie să se potrivească cu viteza sincronă.

Cum să asamblați singur un generator asincron?

După ce au dobândit cunoștințe, ingeniozitate și capacitatea de a lucra cu informații, puteți asambla/reface un generator funcțional dintr-un motor cu propriile mâini. Pentru a face acest lucru, trebuie să efectuați pașii exacti în următoarea secvență:

1. Se calculează viteza de rotație reală (asincronă) a motorului, care este planificată să fie utilizată ca generator electric. Pentru a determina viteza unei unități conectate la rețea, puteți utiliza un tahograf;
2. Se determină frecvența sincronă a motorului, care va fi și asincronă pentru generator. Aici se ia în considerare cantitatea de alunecare (2-10%). Să presupunem că măsurătorile au arătat o viteză de rotație de 1450 rpm. Frecvența de funcționare necesară a generatorului electric va fi:

n GEN = (1,02…1,1)n DV = (1,02…1,1)·1450 = 1479…1595 rpm;

1. Selectarea unui condensator cu capacitatea necesară (se folosesc cele standard) tabele de comparație date).

Putem pune capăt acestui lucru, dar dacă este necesară o tensiune de rețea monofazată de 220V, atunci modul de funcționare al unui astfel de dispozitiv va necesita introducerea unui transformator descendente în circuitul dat anterior.

Tipuri de generatoare bazate pe motor

Cumpărarea unui generator electric standard gata făcut nu este deloc o plăcere ieftină și este puțin probabil să fie accesibilă pentru majoritatea practică a concetățenilor noștri. Un generator de casă poate fi o alternativă excelentă; poate fi asamblat cu suficiente cunoștințe de inginerie electrică și instalații sanitare. Dispozitivul asamblat poate fi utilizat cu succes ca:

1. Generator electric autoalimentat. Utilizatorul poate obține cu propriile mâini un dispozitiv de generare a energiei electrice cu o perioadă lungă de acțiune datorită auto-încărcării;
2. Generator eolian. O moară de vânt, care se rotește sub influența vântului, este folosită ca dispozitiv de propulsie necesar pentru pornirea motorului;
3. Generator cu magneți de neodim;
4. Generator de gaz trifazat;
5. Generator monofazat de putere redusă pentru motoare de aparate electrice etc.

Transformarea unui motor standard într-un dispozitiv de generare funcțional cu propriile mâini este o activitate interesantă și, evident, vă economisește bugetul. În acest fel, puteți converti o moară de vânt obișnuită conectând-o la un motor pentru generarea autonomă de energie.

Articolul descrie cum se construiește un generator de 220/380 V trifazat (monofazat) bazat pe un motor electric asincron AC.

Un motor electric asincron trifazat, inventat la sfârșitul secolului al XIX-lea de către inginerul electric rus M.O. Dolivo-Dobrovolsky, a devenit acum predominant răspândit atât în ​​industrie, cât și în agricultură, precum și în viața de zi cu zi. Motoarele electrice asincrone sunt cele mai simple și mai fiabile de operat. Prin urmare, în toate cazurile în care acest lucru este permis în condițiile acționării electrice și nu este necesară compensarea puterii reactive, ar trebui utilizate motoare de curent alternativ asincron.

Există două tipuri principale de motoare asincrone: cu rotor cu cușcă de veveriță și cu rotor bobinat. Un motor electric asincron cu cușcă de veveriță este format dintr-o parte staționară - statorul și o parte mobilă - rotorul, care se rotește în rulmenți montați în două scuturi de motor. Miezurile statorului și rotorului sunt realizate din foi de oțel electrice separate, izolate una de cealaltă. În canelurile miezului statorului este plasată o înfășurare din sârmă izolată. O înfășurare a tijei este plasată în canelurile miezului rotorului sau se toarnă aluminiu topit. Inelele jumperului scurtcircuitează înfășurarea rotorului la capete (de unde și numele scurtcircuitat). Spre deosebire de un rotor cu cușcă de veveriță, o înfășurare realizată ca o înfășurare a statorului este plasată în fantele unui rotor înfășurat în fază. Capetele înfășurării sunt aduse la inele colectoare montate pe arbore. Periile alunecă de-a lungul inelelor, conectând înfășurarea la un reostat de pornire sau de control. Motoarele electrice asincrone cu rotor bobinat sunt dispozitive mai scumpe, necesită întreținere calificată, sunt mai puțin fiabile și, prin urmare, sunt utilizate numai în acele industrii în care nu se poate face fără ele. Din acest motiv, nu sunt foarte frecvente și nu le vom lua în considerare în continuare.

Un curent curge prin înfășurarea statorului conectată la un circuit trifazat, creând un câmp magnetic rotativ. Magnetic linii de înaltă tensiune Câmpul rotativ al statorului traversează tijele înfășurării rotorului și induce forță electromotoare (EMF) în ele. Sub influența acestui EMF, curentul curge în tijele rotorului scurtcircuitate. În jurul tijelor apar fluxuri magnetice, creând un câmp magnetic general al rotorului, care, interacționând cu câmpul magnetic rotativ al statorului, creează o forță care forțează rotorul să se rotească în direcția de rotație a câmpului magnetic al statorului. Frecvența de rotație a rotorului este puțin mai mică decât frecvența de rotație a câmpului magnetic creat de înfășurarea statorului. Acest indicator este caracterizat de alunecarea S și este pentru majoritatea motoarelor în intervalul de la 2 la 10%.

ÎN instalatii industriale Cele mai utilizate sunt motoarele electrice asincrone trifazate, care sunt produse sub formă de serii unificate. Acestea includ o singură serie 4A cu o gamă de putere nominală de la 0,06 la 400 kW, ale cărei mașini sunt foarte fiabile, au performanțe bune și îndeplinesc standardele mondiale.

Generatoarele autonome asincrone sunt mașini trifazate care convertesc energia mecanică a motorului primar în energie electrica curent alternativ. Al lor demnitate incontestabilă comparativ cu alte tipuri de generatoare sunt absența unui mecanism comutator-perie și, în consecință, durabilitate și fiabilitate mai mari. Dacă un motor asincron deconectat de la rețea este pus în rotație de la orice motor primar, atunci, în conformitate cu principiul reversibilității mașinilor electrice, atunci când se atinge o viteză de rotație sincronă, se formează un anumit EMF la bornele înfășurării statorului. sub influența unui câmp magnetic rezidual. Dacă acum conectați o baterie de condensatori C la bornele înfășurării statorului, atunci un curent capacitiv va curge în înfășurările statorului, care este în acest caz, magnetizant. Capacitatea bateriei C trebuie să depășească o anumită valoare critică C0, în funcție de parametrii generatorului autonom asincron: numai în acest caz generatorul se autoexcita și pe înfășurările statorului este instalat un sistem de tensiune trifazat simetric. Valoarea tensiunii depinde în cele din urmă de caracteristicile mașinii și de capacitatea condensatoarelor. Astfel, un motor electric cu colivie asincronă poate fi transformat într-un generator asincron.

Fig. 1 Circuit standard pentru conectarea unui motor electric asincron ca generator.

Puteți selecta capacitatea astfel încât tensiunea nominală și puterea generatorului asincron să fie egale cu tensiunea și respectiv puterea atunci când funcționează ca motor electric.

Tabelul 1 prezintă capacitățile condensatoarelor pentru excitarea generatoarelor asincrone (U=380 V, 750...1500 rpm). Aici puterea reactivă Q este determinată de formula:

Q = 0,314 U2C10-6,

unde C este capacitatea condensatoarelor, μF.

După cum se poate observa din datele de mai sus, sarcina inductivă a generatorului asincron, care reduce factorul de putere, determină o creștere bruscă a capacității necesare.

Pentru a menține o tensiune constantă odată cu creșterea sarcinii, este necesar să creșteți capacitatea condensatorului, adică să conectați condensatori suplimentari.

Această împrejurare trebuie considerată ca un dezavantaj al generatorului asincron.

Frecvența de rotație a unui generator asincron în regim normal trebuie să o depășească pe cea asincronă cu o valoare de alunecare S = 2...10%, și să corespundă frecvenței sincrone.

Nerespectarea acestei condiții va duce la faptul că frecvența tensiunii generate poate diferi de frecvența industrială de 50 Hz, ceea ce va duce la funcționarea instabilă a consumatorilor de energie electrică dependenți de frecvență: pompe electrice, mașini de spălat, dispozitive cu intrare transformator.

O scădere a frecvenței generate este deosebit de periculoasă, deoarece în acest caz rezistența inductivă a înfășurărilor motoarelor electrice și transformatoarelor scade, ceea ce poate cauza încălzirea crescută și defectarea prematură a acestora.

Un motor electric obișnuit cu o cușcă de veveriță asincronă de putere adecvată poate fi folosit ca generator asincron fără nicio modificare. Puterea motorului-generator electric este determinată de puterea dispozitivelor conectate. Cele mai consumatoare de energie dintre ele sunt:

· transformatoare de sudare de uz casnic;

· ferăstraie electrice, mașini de tăiat electrice, concasoare de cereale (putere 0,3...3 kW);

· cuptoare electrice de tip „Rossiyanka” și „Dream” cu o putere de până la 2 kW;

· fiare de călcat electrice (putere 850…1000 W).

Aș dori în special să mă opresc asupra funcționării transformatoarelor de sudură de uz casnic.

Legătura lor cu sursă autonomă electricitatea este cea mai de dorit, deoarece atunci când funcționează dintr-o rețea industrială, acestea creează o serie de inconveniente pentru alți consumatori de energie electrică. Dacă gospodărie transformator de sudare este proiectat să funcționeze cu electrozi cu un diametru de 2...3 mm, atunci puterea sa totală este de aproximativ 4...6 kW, puterea generatorului asincron pentru a-l alimenta ar trebui să fie în intervalul 5...7 kW.

Dacă un transformator de sudură de uz casnic permite lucrul cu electrozi cu un diametru de 4 mm, atunci în modul cel mai greu - „tăierea” metalului, puterea totală consumată de acesta poate ajunge la 10...12 kW, respectiv, puterea unui generator asincron. ar trebui să fie între 11...13 kW.

Ca banc trifazat de condensatori, este bine să folosiți așa-numitele compensatoare de putere reactivă, concepute pentru a îmbunătăți cos φ în rețelele de iluminat industrial. Denumirea lor tipică: KM1-0.22-4.5-3U3 sau KM2-0.22-9-3U3, care este descifrată după cum urmează. KM - condensatoare cosinus impregnate cu ulei mineral, primul număr este dimensiunea (1 sau 2), apoi tensiunea (0,22 kV), putere (4,5 sau 9 kvar), apoi numărul 3 sau 2 înseamnă trifazat sau monofazat versiunea de fază, U3 ( climat temperat a treia categorie).

Când făcut singur baterii, ar trebui să folosiți condensatori precum MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 etc. pentru o tensiune de funcționare de cel puțin 600 V. Condensatoarele electrolitice nu pot fi utilizate.

Opțiunea discutată mai sus pentru conectarea unui motor electric trifazat ca generator poate fi considerată clasică, dar nu singura. Există și alte metode care s-au dovedit la fel de bine în practică. De exemplu, atunci când o bancă de condensatoare este conectată la una sau două înfășurări ale unui generator de motor electric.

Fig.2 Modul bifazat al unui generator asincron.

Acest circuit trebuie utilizat atunci când nu este nevoie să obțineți tensiune trifazată. Această opțiune de comutare reduce capacitatea de lucru a condensatoarelor, reduce sarcina motorului mecanic primar în modul inactiv etc. economisește combustibil „prețios”.

Motoarele electrice monofazate asincrone cu colivie pot fi utilizate ca generatoare de putere redusă producând tensiune alternativă monofazată de 220 V uz casnic: de la masini de spalat rufe precum „Oka”, „Volga”, pompe de irigare „Agidel”, „BTsN”, etc. Bateria condensatorului acestora trebuie conectata in paralel cu infasurarea de lucru. Puteți utiliza un condensator de defazare existent conectându-l la înfășurarea de lucru. Capacitatea acestui condensator poate fi nevoie să fie crescută ușor. Valoarea acestuia va fi determinată de natura sarcinii conectate la generator: sarcinile active (cuptoare electrice, becuri, fiare de lipit electrice) necesită o capacitate mică, sarcinile inductive (motoare electrice, televizoare, frigidere) necesită mai mult.

Fig. 3 Generator de putere redusă de la un motor asincron monofazat.

Acum câteva cuvinte despre motorul mecanic principal, care va conduce generatorul. După cum știți, orice transformare a energiei este asociată cu pierderile sale inevitabile. Valoarea lor este determinată Eficiența dispozitivului. Prin urmare, puterea unui motor mecanic trebuie să depășească puterea unui generator asincron cu 50...100%. De exemplu, cu o putere a generatorului asincron de 5 kW, puterea unui motor mecanic ar trebui să fie de 7,5...10 kW. Folosind un mecanism de transmisie, turația motorului mecanic și a generatorului sunt potrivite astfel încât modul de funcționare al generatorului să fie setat la turația medie a motorului mecanic. Dacă este necesar, puteți crește pentru scurt timp puterea generatorului prin creșterea turației motorului mecanic.

Fiecare centrală autonomă trebuie să conţină minim necesar atașamente: voltmetru AC (cu o scară de până la 500 V), frecvențămetru (de preferință) și trei comutatoare. Un comutator conectează sarcina la generator, celelalte două comută circuitul de excitație. Prezența comutatoarelor în circuitul de excitare face mai ușoară pornirea unui motor mecanic și, de asemenea, vă permite să reduceți rapid temperatura înfășurărilor generatorului; după terminarea lucrărilor, rotorul generatorului neexcitat este rotit de ceva timp de către mecanic. motor. Această procedură prelungește durata de viață activă a înfășurărilor generatorului.

Dacă, cu ajutorul unui generator, se dorește alimentarea echipamentelor care sunt în mod normal conectate la rețeaua de curent alternativ (de exemplu, iluminatul unei clădiri rezidențiale, aparate electrocasnice), atunci este necesar să se prevadă un comutator bifazat. care va deconecta acest echipament de la rețeaua industrială în timp ce generatorul funcționează. Este necesar să deconectați ambele fire: „fază” și „zero”.

In concluzie, cateva sfaturi generale.

Alternatorul este un dispozitiv periculos. Utilizați 380 V numai atunci când este absolut necesar; în toate celelalte cazuri, utilizați 220 V.

Conform cerințelor de siguranță, generatorul electric trebuie să fie echipat cu împământare.

Acordați atenție modului termic al generatorului. Lui „nu-i place” mersul la ralanti. Reduce sarcina termica posibil printr-o selecție mai atentă a capacității condensatoarelor excitante.

Nu vă înșelați cu privire la cantitatea de curent electric produsă de generator. Dacă se folosește o fază la funcționarea unui generator trifazat, atunci puterea acestuia va fi 1/3 din puterea totală a generatorului, dacă două faze vor fi 2/3 din puterea totală a generatorului.

Frecvența curentului alternativ produs de generator poate fi controlată indirect de tensiunea de ieșire, care în modul „fără sarcină” ar trebui să fie cu 4...6% mai mare decât valoarea industrială de 220 V / 380 V.

Literatură:

L.G. Manual de îmbrăcăminte pentru electrician rural. M.: Agropromizdat, 1986.
A.A. Manual de inginerie electrică Ivanov. - K.: Liceu, 1984.
cm001.narod.ru

„Do it yourself” 2005, nr. 3, pp. 78 - 82

Din păcate, organizațiile interne de alimentare cu energie nu se țin de cuvânt. Contractele lor semnate cu consumatorii sunt lipsite de valoare. Alimentare în exterior orase mari nu este constantă, calitatea curentului furnizat este scăzută (adică tensiune), astfel încât locuitorii orașelor și satelor mici au întotdeauna lumânări în stoc, lămpi cu kerosen, iar cei mai avansati instaleaza generatoare de curent pe benzina. În acest articol, va fi propusă o altă opțiune, care va fi indicată de întrebarea, cum să faci un generator electric cu propriile mâini? Să ne uităm la o versiune a acestui dispozitiv.

Generator electric de la un tractor pe jos

Locuitorii satelor suburbane folosesc de mult timp tractoare. La urma urmei, astăzi acesta este, ca să spunem așa, cel mai mult asistent de încredere, fără de care nu se pot efectua lucrări în grădină sau grădină. Adevărat, ca toate uneltele de acest tip, tractorul de mers în spate eșuează. Poate fi restaurat, dar după cum arată practica, este mai bine să cumpărați unul nou.

Proprietarii instrumentului nu se grăbesc să-și ia rămas bun de la el, așa că fiecare proprietar o face casa la tara Există un exemplar vechi în dulap. Va fi posibil să îl utilizați în proiectarea unui generator electric cu o tensiune de 220/380 volți. Acesta va crea cuplu generator de curent, care poate fi folosit ca un motor asincron obișnuit. În acest caz, va fi necesar un motor electric puternic (cel puțin 15 kW, cu o turație a arborelui de 800-1600 rpm). De ce este motorul electric atât de puternic?

Nu are rost să faci un generator de casă pentru câteva becuri, deoarece se rezolvă problema furnizării integrale a unei case de țară cu energie electrică. Dar cu un motor electric de putere redusă, nu veți putea obține suficientă energie electrică. Deși totul depinde de puterea totală a aparatelor electrocasnice și de iluminatul casei. La urma urmei, în mici dachas Nu există nimic decât un frigider cu televizor. Prin urmare, sfatul este să calculați mai întâi puterea casei, apoi să alegeți un motor-generator electric.

Ansamblu generator electric

Așadar, pentru a asambla un generator de benzină de 220 de volți cu propriile mâini, trebuie să instalați un tractor și un motor electric pe același cadru, astfel încât arborii lor să fie paraleli. Chestia este că rotația de la tractorul cu mers în spate la motorul electric se va transmite cu ajutorul a două scripete. Unul va fi instalat pe arbore motor pe benzina, al doilea pe arborele electric. În acest caz, este necesar să selectați diametrele corecte ale scripetelor. Aceste dimensiuni determină viteza de rotație a motorului electric. Acest indicator trebuie să fie egal cu cel nominal, care este indicat pe eticheta echipamentului. O ușoară abatere ascendentă de 10-15% este binevenită.

Când partea mecanică a ansamblului este finalizată, scripetele conectate prin curea vor fi instalate, puteți trece la partea electrică.

• În primul rând, înfășurările motorului electric sunt conectate într-o configurație în stea.
• În al doilea rând, condensatorii conectați la fiecare înfășurare trebuie să formeze un triunghi.
• În al treilea rând, tensiunea dintr-un astfel de circuit este îndepărtată între capătul înfășurării și punctul de mijloc. Aici se obține un curent de 220 de volți, iar între înfășurări 380 de volți.

Atenţie! Instalat în schema electrica condensatorii trebuie să aibă aceeași capacitate. În acest caz, dimensiunea capacității este selectată în funcție de puterea motorului electric. Acesta este raportul care va sprijini funcționarea corectă a generatorului de curent în sine, dar mai ales pornirea acestuia.

Pentru informații, oferim raportul dintre puterea motorului și capacitatea condensatorului:

• 2 kW – 60 µF.
• 5 kW – 140 µF.
• 10 kW – 250 µF.
• 15 kW – 350 µF.

Vă rugăm să rețineți câteva sfaturi utile dat de experți.

• Dacă Motor electric se va încălzi, atunci este necesară schimbarea condensatoarelor în elemente cu o capacitate redusă.
• De obicei, pentru generatoarele electrice de casă, se folosesc condensatoare cu o tensiune de cel puțin 400 de volți.
• De obicei, un condensator este suficient pentru o sarcină rezistivă.
• Dacă este nevoie să folosiți toate cele trei faze ale motorului electric pentru a alimenta casa, atunci este necesar să instalați un transformator trifazat în rețea.

Și un moment. Dacă vă confruntați cu problema modului de a organiza încălzirea folosind un generator electric de casă, atunci motorul de la tractorul cu mers pe jos va fi mic (adică puterea dispozitivului). Cea mai bună opțiune– acesta este un motor de la o mașină, de exemplu, de la un Oka sau un Zhiguli. Mulți ar putea spune că un astfel de echipament va costa un bănuț destul de. Nimic de genul asta. Astăzi puteți cumpăra o mașină folosită pentru doar bănuți, astfel încât costurile vor fi minime.

Avantaje și dezavantaje

Deci, care sunt avantajele acestui dispozitiv:

• Te consolezi cu gândul că ai făcut-o singur. Adică ești mândru de tine.
• Costurile financiare sunt reduse la minimum. O unitate de casă va costa mult mai puțin decât omologul său din fabrică.
• Dacă toate etapele de asamblare sunt efectuate corect, atunci echipamentul electric asamblat de propriile mâini poate fi considerat fiabil și destul de productiv.

Există mai multe aspecte negative ale acestui tip de dispozitiv.

• Dacă sunteți nou în domeniul electricității sau încercați să faceți un generator de curent fără a explora toate complexitățile și nuanțele ansamblului, atunci veți eșua. Timpul și banii pe care i-ați cheltuit vor fi considerați risipiti.

În principiu, acesta este singurul dezavantaj, care inspiră optimism.

Alte modele de generatoare electrice

Opțiunea pe benzină nu este singura. Puteți face ca arborele motorului să se rotească căi diferite. De exemplu, folosind o moară de vânt sau o pompă de apă. Nu cel mai bun desene simple, dar ele sunt cele care ne permit să ne îndepărtăm de consumul de purtător de energie sub formă de benzină.

De exemplu, asamblarea unui hidrogenerator cu propriile mâini nu este, de asemenea, dificilă. Dacă un râu curge lângă casă, apa acestuia poate fi folosită ca forță pentru a roti puțul. Pentru a face acest lucru, în canalul său este instalată o roată cu multe containere. Folosind acest design, este posibil să se creeze un flux de apă care va roti o turbină atașată la arborele unui motor electric. Și cu cât volumul fiecărui recipient este mai mare, cu atât sunt instalate mai des (numărul crește), cu atât puterea debitului de apă este mai mare. În esență, acesta este un fel de regulator de tensiune a generatorului.

Cu generatoarele eoliene, lucrurile stau puțin diferit, deoarece sarcinile vântului nu sunt cantități constante. Rotația morii de vânt, care este transmisă arborelui motorului electric, trebuie reglată, ajustând-o la viteza necesară a arborelui motorului electric. Prin urmare, în acest design, regulatorul de tensiune este o cutie de viteze mecanică obișnuită. Dar aici, după cum se spune, este o sabie cu două tăișuri. Dacă vântul reduce rafale, este nevoie de o cutie de viteze step-up; dacă, dimpotrivă, crește, este nevoie de o cutie de viteze descendente. Aceasta este dificultatea de a construi un generator de energie eoliană.

Concluzie asupra subiectului

Pentru a rezuma, trebuie să înțelegeți asta generatoare electrice de casă nu un panaceu. Este mai bine să vă asigurați că satul este aprovizionat în mod constant electricitate. Acest lucru este greu de realizat, dar puteți obține despăgubiri pentru inconveniente prin instanță. Iar banii deja primiți vor fi folosiți pentru achiziționarea unei fabrici generator de benzină. Adevărat, va trebui să țineți cont de consumul de combustibil scump (benzină). Dar dacă doriți să asamblați un generator electric cu propriile mâini, atunci aprofundați subiectul și încercați.

Toate aparatele de uz casnic care sunt folosite astăzi în scopuri casnice sunt alimentate cu energie electrică. Adică, se dovedește că curentul electric devine principalul munca mecanica dispozitive. Dar această dependență are partea din spate– se poate obtine energie electrica din energie mecanica. Și mulți meșteri profită de acest lucru creând cu propriile mâini un generator dintr-un motor asincron.

Toți cei care au o casă în afara orașului se confruntă cu problema alimentării cu energie electrică inconsecventă. Să recunoaștem, aceasta este problema numărul unu a satelor de vacanță. Generatoarele care funcționează pe benzină sau motorină ajută la ieșirea din această situație. Adevărat, astfel de dispozitive energetice nu sunt o plăcere ieftină, așa că mulți rezidenți de vară asamblează generatoare cu propriile mâini, folosind un motor asincron.

Cum funcționează un generator asincron?

Deci, așa cum sa menționat mai sus, un motor asincron poate funcționa în modul generator numai dacă este prevăzut cu cuplu rotor și grupul de condensatori este selectat și conectat corect.

În ceea ce privește cuplul, există un număr mare de modele și dispozitive care pot crea acest cuplu. Iată doar câteva exemple.

• Poate fi orice motor de putere redusă pe benzină sau diesel. Mulți meșteri folosesc ferăstraie cu lanț sau tractoare de mers pe jos pentru aceasta. Pentru a crește viteza de rotație a rotorului motorului electric, este necesar să se calculeze raportul dintre diametrul scripetelor instalate pe rotor și arborele motorului cu gaz. Rotația se transmite cu ajutorul unei curele; un lanț nu este utilizat în acest caz din cauza de mare viteză rotație.
• Puteți crea energie mecanică folosind apă instalând o structură de lame sub curgerea acesteia, similară elicei unei nave sau bărci.
• Există o opțiune folosind o moară de vânt. De obicei, astfel de dispozitive sunt instalate în zonele de stepă unde vântul este întotdeauna prezent.

Acestea sunt cele trei moduri principale de a produce curent electric printr-un motor cu inducție.

Atenţie! Toți experții asigură asta varianta perfecta utilizarea unui motor pentru energie mecanică este una cu un așa-zis ralanti etern. Adică viteza de rotație nu se modifică și este o valoare constantă. În plus, va trebui să măriți viteza de rotație a arborelui motorului electric, care va diferi de cea nominală cu o creștere de 10%.

Puteți afla viteza nominală de rotație pe etichetă sau în pașaportul dispozitivului. Unitatea sa de măsură este rpm. Dacă nu ați găsit acest indicator, atunci îl puteți determina conectând motorul la rețeaua de alimentare, după ce ați instalat mai întâi un tahometru pe arbore.

Acum referitor la condensatori si schema de conectare a motorului electric. În primul rând, există o anumită dependență a capacității condensatorului de puterea generatorului. Iată-l în tabelul de mai jos.

În al doilea rând, capacitatea condensatoarelor de pe fiecare echipament de motor este aceeași. În al treilea rând, rețineți că capacitatea mare poate duce la supraîncălzirea motorului electric. Prin urmare, respectați cu strictețe raportul conform tabelului. În al patrulea rând, instalarea și asamblarea grupului de condensatoare este o chestiune responsabilă, așa că aveți grijă. Izolarea este foarte importantă în acest caz.

Sfat! Condensatorii trebuie conectați unul la altul conform unei diagrame triunghiulare. Și înfășurările sunt circuite în stea.

Apropo, iată o diagramă de mai jos pentru pornirea unui motor electric ca generator.

Și un moment. Generatorul de la un motor asincron cu colivie produce o tensiune foarte mare. Prin urmare, dacă aveți nevoie de tensiune de 220 V, este recomandat să instalați un transformator descendente după acesta. De asemenea, este posibil să se convertească motoare electrice monofazate de putere mică, care sunt utilizate în aparate electrocasnice. Desigur, vor avea și o putere redusă, dar utilizarea lor pentru a aprinde un bec sau a conecta un modem nu va fi o problemă. Apropo, meseriașii începători își încep activitățile ca electrician cu dispozitive atât de mici. Circuitele lor sunt simple, piesele sunt accesibile, iar dispozitivul asamblat în sine este practic sigur.

1. Un generator realizat dintr-un motor asincron este un dispozitiv cu risc ridicat. Și nu contează ce tip de motor are care transmite energie mecanică. În orice caz, trebuie avut grijă pentru a asigura funcționarea în siguranță. Cel mai simplu mod este să izolați corect dispozitivul.
2. Dacă un generator asincron va fi utilizat periodic ca sursă de energie electrică, atunci acesta trebuie echipat cu instrumente de măsură. În mod obișnuit, pentru aceasta se folosesc un turometru și un voltmetru.
3. Desigur, ar trebui să existe două butoane în circuitul unității: „ON” și „OFF”.
4. O condiție prealabilă este împământarea.
5. Vă rugăm să luați în considerare și faptul că puterea unui generator asincron diferă de obicei de puterea motorului electric în sine cu 30-50%. Acest lucru se datorează pierderilor în timpul conversiei energiei mecanice în energie electrică.
6. Acordați atenție și la regim de temperatură Operațiune. La fel ca un motor cu ardere internă, generatorul se va încălzi.

Concluzie asupra subiectului

Realizarea unui generator dintr-un motor asincron obișnuit cu propriile mâini nu este o problemă. Aici este important să respectați toate cerințele pe care le-am descris mai sus. O mică inexactitate și totul poate merge prost. În orice caz, nu se va mai putea obține un curent de 220 de volți și, chiar dacă o va face, unitatea în sine nu va funcționa mult timp.