8-900-374-94-44
В настоящее время хорошо известен способ превращения электрической энергии во вращательное движение. Для этого человечество изобрело электродвигатели. Они имеют множество разновидностей, начиная от двигателей постоянного тока и заканчивая асинхронными двигателями переменного тока, но суть этого преобразования одна — электричество преобразуется во вращательное движение.
И без электричества человечество слабо представляет себе собственное существование. Поэтому в местах где нет электричества или существуют его серьезные перебои необходимость генераторов в сегодняшнем мире жизненно необходима.
Причем если существует бесплатный источник вращения, то ли вода или ветер, то такой генератор превращается в мини электростанцию. Так как стоимость электричества создаваемого бензиновым или дизельным генератором достаточно велика.
Краткое содержимое статьи:
Если рассмотреть фото асинхронных генераторов, то легко заметить что с первого взгляда практически невозможно отличить их от обыкновенных двигателей.
Суть в том, что это практически одни и те же электрические машины используемые в другом направлении и имеющие разные схемы подключения. Поэтому достаточно просто переделать одну такую машину в другую.
Эта статья поможет разобраться в том как это осуществить на практике. В современном мире множество генераторов и большинство из них асинхронные. Так как значительным преимуществом таких электрических машин является их простота, надежность и легкость в наладке системы.
Если рассмотреть виды асинхронных генераторов, то их все можно разделить на две категории по виду электроэнергии которые они вырабатывают. Это однофазные и трех фазные.
По способу возбуждения генератора существуют модели с внешним источником возбуждения, для этого нужен дополнительный источник энергии и генераторы с самовозбуждением, которые могут работать совершенно автономно.
Именно такие генераторы можно применять для мини электростанций.
При рассмотрении устройства асинхронных генераторов, необходимо обратить особое внимание на основные элементы электрической машины без которых он не сможет существовать, а именно:
Принцип работы асинхронных генераторов изучался еще в средней школе. При вращении ротора на нем наводится ЭДС создающая вращающееся магнитное поле.
Это вращающееся магнитное поле вырабатывает в катушке статора электромагнитную индукцию, которая и снимается с генератора.
Важнейшим недостатком таких генераторов является невозможность регулировки получаемого в результате генерации напряжения.
Поэтому чаще всего такое напряжение подается на полупроводниковый выпрямительный мост и превращается в постоянное. Удобное для дальнейшего применения.
Инструкция как сделать асинхронный генератор достаточно проста. Для этого достаточно найти рабочий асинхронный электродвигатель.
Разобрав его необходимо убедиться в пригодности подшипников, находящихся на роторе и при необходимости их заменить. Далее на токарном станке уменьшается диаметр сердечника ротора на 2-3 мм.
Кроме этого делаются восемь углублений для неодимовых магнитов. Клеем магниты и герметизируем ротор. Проводами подключить статарную обмотку к нагрузке генератора.
После того как генератор будет собран необходимо проверить его на работоспособность.
Для этого в качестве нагрузки можно использовать обыкновенную лампочку накаливания.
Причем начальная скорость вращения генератора должна быть небольшой. И по мере ее увеличения яркость накала лампочки должна увеличиваться.
Вам понравилась статья? Поделитесь 😉
Генератор асинхронного или индукционного типа представляет собой особую разновидность устройств, использующую переменный ток и имеющую способность воспроизведения электроэнергии.
Главной особенностью является совершение довольно быстрых поворотов, которые делает ротор, по скорости вращения этого элемента он в значительной степени превосходит синхронную разновидность.
Одним из главных преимуществ является возможность использования данного устройства без существенных преобразований схемы или длительного настраивания.
Однофазную разновидность индукционного генератора можно подключить путем подачи на него необходимого напряжения, для этого потребуется подсоединение его к источнику питания. Однако, ряд моделей производит самовозбуждение, эта способность позволяет им функционировать в режиме, независимом от каких-либо внешних источников.
Осуществляется это благодаря последовательному приведению конденсаторов в рабочее состояние.
схема генератора на базе асинхронного двигателя
В фактически любой машине электрического типа, сконструированной по типу генератора, имеются 2 разные активные обмотки, без которых невозможно функционирование устройства:
Для того, чтобы наглядно представить и точнее понять все процессы, происходящие во время функционирования генератора, наиболее оптимальным вариантом будет подробнее рассмотреть схему его работы:
При переделывании двигателя в генератор, самостоятельное создание движущегося магнитного поля является одним из основных и обязательных условий.
Перед тем, как предпринимать какие-либо действия по переделыванию асинхронного двигателя в генератор, необходимо понять устройство данной машины, которое выглядит следующим образом:
Подобная мера способствует значительному уменьшению потерь, отводимых на трение.Фактически, любой асинхронный электродвигатель можно собственными руками переделать в устройство, функционирующее по типу генератора, который затем допускается использовать в быту. Для этой цели может подойти даже двигатель, взятый из стиральной машинки старого образца или любого иного бытового оборудования.
Чтобы данный процесс был благополучно реализован, рекомендуется придерживаться следующего алгоритма действий:
Удобнее всего будет прорезать специальное отверстие в оболочке, преобразовать его в горлышко и залепить границы при помощи пластилина. Внутрь можно заливать смолу.
Такж,е потребуется контроллер для зарядки, подходят фактически все современные модели.После совершения всех названных действий, процесс можно считать завершенным, асинхронный двигатель был преобразован в генератор такого же типа.
Генерация электрического тока электродвигателем вполне реальна и реализуема на практике, основной вопрос заключается в том, насколько это выгодно?
Сравнение осуществляется в первую очередь с синхронной разновидностью аналогичного устройства, в котором отсутствует электрическая цепь возбуждения, но несмотря на этот факт, его устройство и конструкция не являются более простыми.
Обуславливается это наличием конденсаторной батареи, являющейся крайне сложным в техническом плане элементом, который отсутствует у асинхронного генератора.
Основное преимущество асинхронного устройства заключается в том, что имеющиеся в наличии конденсаторы не требуют какого-либо обслуживания, поскольку вся энергия передается от магнитного поля ротора и тока, который вырабатывается в ходе функционирования генератора.
Создаваемый во время работы электрический ток фактически не имеет высших гармоник, что является еще одним значимым преимуществом.
Иных плюсов, кроме названных, асинхронные устройства не имеют, но зато обладают рядом существенных недостатков:
Для устранения этого недостатка, часто используют батареи со значительной емкостью, которые имеют особенность изменять свой объем в зависимости от величины оказываемых нагрузок.Электрический ток, который вырабатывается асинхронным генератором, подвержен частым изменениям, природа которых неизвестна, она носит случайный характер и никак не объясняется научными доводами.
Невозможность учета и соответствующей компенсации таких изменений объясняет то факт, что подобные устройства не обрели популярность и не получили особого распространения в наиболее серьезных отраслях промышленности или бытовых делах.
В соответствии с принципами, по которым функционируют все подобные машины, работа асинхронного двигателя после преобразования в генератор происходит следующим образом:
Благодаря описанным действиям происходит процесс преобразования асинхронного двигателя короткозамкнутого типа в генератор с подобными характеристиками.
В быту и на производстве такие генераторы широко применяются в различных сферах и областях, но наиболее востребованы они для выполнения следующих функций:
Необходимо обладать определенными навыками и знаниями не только по изготовлению, но и по эксплуатации подобных машин, помочь в этом могут следующие советы:
Статья была полезна?
0,00 (оценок: 0)
••• Smoczyslaw/iStock/GettyImages
Обновлено 17 апреля 2018 г. подключен правильно, и вы следуете определенным правилам его использования. Современные асинхронные двигатели переменного тока довольно просто подключить в качестве генераторов переменного тока, и большинство из них начнет генерировать электричество при первом использовании.
В этих двигателях не используются магниты, а генератор полагается на остаточный магнетизм для выработки тока. Из-за этого некоторым асинхронным двигателям, используемым в качестве генераторов, может потребоваться небольшой импульс от батареи, чтобы начать генерировать ток.
Этот мотор-генератор является однофазным устройством.Отрежьте четыре куска провода длиной примерно 2 фута, используя кусачки на инструменте для зачистки проводов. Зачистите 1/2 дюйма изоляции с каждого конца всех четырех проводов.
Вставьте конец провода в обжим на лепестковой клемме и обожмите провод на месте с помощью обжимного инструмента на инструменте для зачистки проводов. Повторите это для второго провода. Вставьте лепестковые разъемы в клеммы конденсатора.
Ослабьте по одной клемме с каждой стороны розетки с помощью отвертки. Слегка скрутите многожильный провод на одном конце каждого из оставшихся проводов и оберните по одному вокруг каждой клеммы по часовой стрелке. Затяните клеммные винты отверткой. Выведите провода через заднее кабельное отверстие в клеммной коробке. Прикрепите розетку к коробке с помощью прилагаемых винтов.
Держите один конец провода от конденсатора и один конец провода от розетки вместе с одним концом провода двигателя. Наденьте проволочную гайку на три провода и закрутите ее по часовой стрелке, пока она не затянется.
Повторите это для оставшихся проводов конденсатора, двигателя и розетки.
Запустите двигатель-генератор, используя любое средство, которое вы выбрали, например, бензиновый двигатель. Мотор-генератор должен вращаться на 5-10 процентов выше номинальной скорости. Дайте мотор-генератору поработать от 1 до 2 минут.
Настройте мультиметр на проверку 250 вольт переменного тока. Держите измерительные щупы мультиметра за изолированные рукоятки и вставьте щуп в два гнезда гнезда. Напряжение мультиметра должно составлять от 110 до 135 вольт.
Вставьте лампу в розетку и включите свет. Лампочка должна загореться, если мультиметр показал правильный диапазон напряжения.
Полностью остановите двигатель-генератор для устранения неполадок, если он не генерирует ток. Разрядите конденсатор, коснувшись одной клеммы отверткой, а затем другой, сохраняя контакт с первой клеммой.
Отсоедините провода конденсатора и прикоснитесь каждым проводом к клеммам 12-вольтовой батареи на 5–10 секунд. Замените клеммы на конденсаторе.
Снова запустите двигатель-генератор и выполните процедуру проверки наличия электрического тока. Если двигатель по-прежнему не вырабатывает ток, возможно, у него повреждена обмотка или не работает конденсатор.
Минимальный размер конденсатора около 200 мкФ для двигателя мощностью 1 л.с. Соедините два конденсатора последовательно, чтобы сложить их значения — соедините одну клемму одного конденсатора с одной клеммой другого. Затем подключите две оставшиеся клеммы к двигателю, как указано. Несколько конденсаторов могут быть подключены таким образом, чтобы добавить их емкость для получения необходимого значения.
Мотор-генератор не будет генерировать электричество, если он запущен под нагрузкой. Перед запуском генератора отключите все электрические нагрузки.
Не выключайте генератор без предварительного отключения нагрузки, иначе двигатель будет размагничен и его придется «прошить», как показано в разделе «Нет электричества».
По мере увеличения электрической нагрузки напряжение падает. Проведите несколько экспериментов с нагрузками, чтобы определить, когда напряжение достигает уровня отключения около 105 вольт.
Описанный мотор-генератор способен генерировать смертельные токи. Всегда выключайте двигатель, отключайте его источник питания и разряжайте конденсатор перед работой с цепью.
Обеспечьте надежное крепление для всех компонентов, включая мотор-генератор, конденсатор и коробку электропроводки. Надежно проложите всю проводку.
Мотор-генератор перестанет производить электричество, если он перегружен или используется для запуска двигателя аналогичного размера. Асинхронные двигатели-генераторы могут запускать двигатели только мощностью от 1/5 до 1/10 от их собственной номинальной мощности.
Ссылки
Советы
двигатель лошадиных сил. Соедините два конденсатора последовательно, чтобы сложить их значения — соедините одну клемму одного конденсатора с одной клеммой другого. Затем подключите две оставшиеся клеммы к двигателю, как указано. Несколько конденсаторов могут быть подключены таким образом, чтобы добавить их емкость для получения необходимого значения.Предупреждения
Об авторе
Майкл Логан — писатель, редактор и дизайнер веб-страниц. Его профессиональный опыт включает электротехническое, компьютерное и тестовое проектирование, инвестиции в недвижимость, сетевое проектирование и управление, программирование и ремоделирование компании. Логан профессионально пишет с тех пор, как в 1989 году он впервые был опубликован в журнале Test & Measurement World.
Коллекторный двигатель постоянного тока подходит для
генераторные приложения, требующие выходного напряжения постоянного тока,
в то время как бесщеточный двигатель постоянного тока подходит для переменного напряжения
Приложения. При использовании BLDC для вывода напряжения постоянного тока
Нужна схема выпрямления напряжения. Если использовать щетку
Двигатель постоянного тока для выхода переменного тока, необходима электроника постоянного тока в переменный ток.В этой статье рассматриваются основные отношения между скоростью, напряжение, крутящий момент и ток при использовании коллекторного постоянного тока двигатель как генератор.
Поскольку ротор двигателя вращается в магнитном поле, электродвигатель
сила индуцирует напряжение на обмотках ротора, называемое
«обратная ЭДС». Константа противо-ЭДС (K
При работе двигателя в качестве генератора вал
механически связаны и вращаются внешним источником,
заставляя сегменты катушки в роторе вращаться через
синусоидально изменяющийся магнитный поток в воздушном зазоре.
Каждый ход
обмотки ротора индуцируется синусоидальным напряжением,
со скоростью вращения и магнитной потокосцеплением
определение величины напряжения. Например, если ротор
катушка состоит из одного витка, ЭДС индукции синусоидальная
с периодом, равным одному электрическому циклу.
По своей конструкции щеточный ротор постоянного тока намотан в нечетной количество сегментов (3,5,7, … и т. д.) и питание к катушкам через пару щеток. Когда вал вращается в режиме генерации, генерируемая противо-ЭДС напряжение измеряется на выходных клеммах. На основе свойства конструкции двигателя (в том числе количество сегментов катушки), пульсации напряжения обычно присутствует и обычно составляет менее 5% выходное напряжение.
Поскольку выходное напряжение зависит от частоты вращения вала,
постоянная противо-ЭДС (K E ) следует выбирать, чтобы удовлетворить
уравнение 1 при выборе двигателя для использования в качестве генератора.
Без учета нагрузки постоянная противоЭДС
обмотка должна быть больше .
Если достижимый вал
скорость не достигает достаточной противо-ЭДС, подходящая передача
уменьшение может быть добавлено, чтобы увеличить скорость на двигателе
вала, учитывая, что максимально допустимая скорость двигателя
параметры не превышены.
На рис. 1 показано, что напряжение, генерируемое на терминал (У i ) двигателя прямо пропорциональна угловая скорость ротора при нагрузке (R Нагрузка ) не подключен через клеммы. В этом состоянии ток через двигатель равен нулю. Когда нагрузка подключена через клемма двигателя, ток течет, а напряжение уменьшается в зависимости от полного сопротивления нагрузки. Напряжение на клеммах (UT) при подключении нагрузки и протекании тока (I Load ) через цепь задается как:
Для фиксированной угловой скорости вала двигателя, так как нагрузка
ток увеличивается, напряжение на клеммах уменьшается (уравнение 3). Когда
обратная ЭДС равна резистивному падению напряжения на
клеммы, напряжение на клеммах становится равным нулю.
На рис. 2 показана зависимость тока нагрузки от напряжения на клеммах. график идеального коллекторного двигателя постоянного тока для генератора. Когда клеммы двигателя не подключены, U T равно U i , и ток не течет по обмоткам ротора. Когда клеммы закорочены, максимальное количество ток протекал бы по цепи и U T становится нулем.
Максимальный ток через цепь можно рассчитать как:
Когда все остальные параметры постоянны, если угловой
скорость на валу двигателя увеличивается, график рис. 2
смещается вправо с одинаковым наклоном, увеличивая как U , так и а я Макс . В уравнении 5, собственное сопротивление двигателя
обмотки (R Ротор ) является ограничивающим фактором для максимального тока
в режиме генератора. Если значение R Rotor высокое, чувствительность
система генератора увеличивается, и результирующее напряжение
отклонение от потребляемого тока создает нестабильную систему.
Двигатель с более высокой постоянной противо-ЭДС и более низкой
сопротивление обеспечит стабильную работу.
Когда двигатель работает в генераторном режиме с открытым клеммы, ток по цепи не течет и механическое трение создает потери в приводном узле. Это состояние похоже на работу двигателя без нагрузки.
Уравнение крутящего момента (M) для двигателя задается как
Генератор должен приводиться в
требуемый ток нагрузки через обмотку при
клеммы замкнуты на нагрузочном резисторе (R Загрузить ). Мотор
выбор ограничен максимальным крутящим моментом,
можно применять на валу в генераторном режиме. Операция
щеточного двигателя постоянного тока ограничивается максимальным непрерывным
крутящий момент (термический и механический) и максимальный непрерывный
доступная скорость (механическая и электрическая). Выбор
двигатель, способный выдерживать крутящий момент генератора на валу и
управлять максимальным током через его цепь аналогично
процесс определения размера двигателя на основе желаемых точек нагрузки.
В установившемся режиме механическая мощность, подводимая к генератору может быть представлено как:
Выходная электрическая мощность при любом токе нагрузки и клемме напряжение может быть представлено прямоугольной областью под наклон, как показано на рис. 2.
Выходная мощность максимальна, когда UT составляет половину Ui. В этот момент ток нагрузки ILoad составляет половину максимального ток I Макс. .
Следовательно,
Двигатель, используемый в качестве генератора, не следует выбирать
исключительно из силовых соображений. В идеале Р Макс должен всегда
быть выше требуемой электрической выходной мощности от
генератор. В зависимости от значения тока нагрузки нагрузка
точка на графике рис. 2 может перемещаться по оси абсцисс. Таким образом,
фактическая выходная мощность (P Actual ), может быть меньше, чем P Max . Пока
При выборе правильного двигателя для использования в качестве генератора следует учитывать P Actual , а не P Max .
Это может
требуют выбора двигателя с более высоким номиналом.
Эффективность генератора можно определить как:
Пример 1: В этом примере рассматривается выбор Portescap Коллекторный двигатель постоянного тока серии Athlonix для генератора. Константа обратной ЭДС процессора Athlonix серии 17 DCT с Катушка 209P 1,17 мВ/об/мин. Характеристики двигателя изображены на рис. 3. Если этот двигатель использовать в качестве генератора при 5000 об/мин частоты вращения вала, выходная обратная ЭДС будет 5,85 В. (уравнение 1)
Максимальный ток нагрузки через цепь при коротком замыкании условие будет
Это значение I Max . превышает максимальную непрерывную ток двигателя (0,55 А). Это может быть приемлемо для повторно-кратковременный режим работы, который определяется термической постоянная времени двигателя и ожидаемый рабочий цикл. Для при непрерывной работе генератора сопротивление нагрузки (R Нагрузка ) составляет рекомендуется использовать уравнение:
Где, I Cont — максимальный длительный ток двигателя.
Итак, если в генераторе можно использовать сопротивление нагрузки >3 Ом, Катушка 209P хороша для входной скорости до 5000 об/мин. Если загрузить сопротивление не может быть использовано из-за механических или технических ограничений или если входная скорость выше 5000 об/мин, следует выбрать другую катушку. Например: катушка 211П может быть лучшим выбором для рассмотрения этого требования.
Пример 2: противо-ЭДС двигателя Portescap 16C18 с катушкой 205P составляет 0,70 мВ/об/мин. При 10000 об/мин открытая выходное напряжение схемы на клемме 7,0 В.
В условиях короткого замыкания максимальный ток, может протекать через обмотки
, что меньше максимального продолжительного тока (I Cont ) двигателя. Поэтому использование этого двигателя в качестве генератора при частоте вращения вала 10 000 об/мин приемлема без с учетом нагрузки внешнего сопротивления.
Выходные характеристики для 16С18 при различной частоте вращения вала
представлена на рис.
4.
Заштрихованная область – область непрерывной работы. Для периодические операции, различные факторы, такие как максимальное повышение температуры, максимальная скорость вала, механический ограничитель следует учитывать срок службы двигателя и генератора.
Рисунки 5 и 6 показывают, что эффективность 16C18 составляет относительно выше при меньшем токе генератора. Максимум выходная мощность, выходная эффективность близка к 50%. Это идеально подходит для выбора генератора с рабочей точкой, близкой к максимальная эффективность. Это гарантирует, что потери в системе сведены к минимуму, а уменьшенная механическая входная мощность необходимо для создания желаемого выходного напряжения тока характеристики.
Часто ошибочно понимают, что коллекторный двигатель постоянного тока, работающий в генераторном режиме, не так эффективен, как при работе в качестве
мотор. Однако достаточно высокий КПД может быть достигнут при правильном выборе двигателя, нагрузки и рабочей скорости.
Для этого в качестве нагрузки можно использовать обыкновенную лампочку накаливания.